способ получения сывороточного концентрата

Формула изобретения

1. Способ получения сывороточного концентрата, включающий пастеризацию молочной сыворотки, охлаждение, ферментацию закваской молочнокислых культур с последующим сгущением до заданной концентрации сухих веществ, отличающийся тем, что пастеризацию ведут при 855^oС с выдержкой не менее 5 с, нейтрализуют охлажденную сыворотку до рН 6,05 10%-ным раствором пищевой соды и процесс ферментации проводят, поддерживая заданное значение рН в течение 8-10 ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вносят закваску ацидофильной палочки и термофильного стрептококка в количестве 1-5% от объема сыворотки соответственно.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вносят закваску термофильного стрептококка или ацидофильной палочки в количестве 1-5% от объема сыворотки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к переработке молочной сыворотки.

При скармливании необработанной молочной сыворотки у животных часто наблюдаются желудочно-кишечные расстройства, обусловленные присутствием значительного количества лактозы. Кроме того, сыворотка обладает низкой стойкостью в хранении и ее транспортировка из-за содержания большого количества воды не рентабельна.

Сывороточный концентрат представляет собой ценный кормовой продукт, полученный на основе молочной сыворотки, предварительно обработанной по специальной технологии.

Известен способ приготовления концентрата из подсырной сыворотки, согласно которому исходную сыворотку подсгущают до кислотности 31^oТ и содержания сухих веществ 10-12%, охлаждают ее до 40-50^oС, заквашивают ацидофильной палочкой, сквашивают до кислотности 120-150^oТ и досушивают сброженную сыворотку до 40-50% сухих веществ при 65^oС.

Полученный концентрат предназначен для использования в хлебопечении (SU 464297, кл. А 23 С 21/02, 1975).

Известен способ производства молочно-кислотного концентрата, согласно которому творожную сыворотку нагревают до 43-45^oС, вносят закваску бактериальных культур ацидофильной палочки и болгарской палочки в соотношении 1:1, сквашивают сыворотку до 190-200^oТ, осветляют и сгущают до концентрации сухих веществ 53-95^oС (SU 1741721 А1, кл. А 23 С 21/02, 23.06.1992).

Нужно отметить то, что в данном способе не предусмотрена тепловая обработка сыворотки, вследствие чего возможно развитие посторонней микрофлоры, приводящей к порче продукта. Предлагаемый способ также не предусматривает решения проблемы хранимоспособности вырабатываемого продукта.

Также известен способ производства концентрата лактатов из молочной сыворотки, в котором нейтрализацию сыворотки проводят аммиаком (RU 2073980, кл. А 23 С 21/02, 27.02.1997). Однако при этом полученный продукт принципиально отличается по своему составу.

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения сгущенного концентрата молочной сыворотки, согласно которому молочную сыворотку, полученную при производстве сыра или творога, пастеризуют при 722^oС с выдержкой 15 с, охлаждают до 432^oС и ферментируют с использованием закваски ацидофильной палочки в количестве 3% до кислотности 655^oТ. Сгущают сыворотку до концентрации сухих веществ 40 или 60%. Продолжительность хранения при низких температурах до 6 мес (Храмцов А.Г. и др. Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь. М.: Росагропромиздат, 1989, с. 136-139).

Задачей изобретения является получение концентрата молочной сыворотки повышенной питательной ценности. Технический результат, достигаемый от реализации изобретения, заключается в повышенной хранимоспособности концентрата при комнатной температуре, которая обусловлена повышенным до не менее 15,0% содержанием лактата натрия.

Получаемую в основном производстве молочную сыворотку пастеризуют при температуре (855)^oС с выдержкой не менее 5 с с целью обеззараживания и создания благоприятных условий для дальнейшей ферментации, охлаждают до температуры (405)^oC, подают непосредственно в танк, где нейтрализуют 10%-ным раствором пищевой соды до рН (6,00,5). Затем в нейтрализованную сыворотку вносят закваску бактерий штаммов термофильного стрептококка Str. thermophilus (1-5)% и ацидофильной палочки Lactobacillus acidophilus в количестве (1-5) % от объема сыворотки. Далее сыворотку ферментируют при постоянных значениях температуры (405)^oC и рН (6,00,5). При снижении рН до (5,5-6) проводят нейтрализацию 10%-ным раствором пищевой соды. Ферментированный продукт охлаждают до температуры (62)^oC. Процесс ферментации считается законченным, когда расход 10 %-ного раствора пищевой соды составит (805) кг на 1 т сыворотки.

Сгущение ферментированного продукта проводят в циркуляционном вакуум-выпарном аппарате, где температура кипения продукта с целью минимального воздействия на ее составные части не должна превышать:

- для однокорпусных вакуум-аппаратов: (562)^oC в середине варки и (602)^oC в конце ее;

- для двухкорпусных аппаратов: (755)^oC - в первом корпусе и (522)^oC - во втором корпусе.

Сгущение для получения стойкого хранимоспособного продукта следует заканчивать при достижении в сгущенном продукте массовой доли сухих веществ (40-45)%.

Пример 1. 8 т сыворотки пастеризуют при температуре (855)^oC с выдержкой не менее 5 с и охлаждают до (405)^oC, подают в емкость для ферментации, далее сыворотку нейтрализуют путем добавления 10%-ного раствора пищевой соды (10% от объема сыворотки) до достижения рН (6,00,5). После нейтрализации в емкость подают закваску бактерий термофильного стрептококка Str. thermophilus (1-5)% и ацидофильной палочки Lactobacillus acidophilus (1-5)% от объема сыворотки. Сыворотку подвергают ферментации, в процессе которой поддерживают постоянные значения температуры (405)^oC и рН (6,00,5) При снижении рН до (5,5-6) осуществляют добавление 10%-ного раствора пищевой соды. Процесс ферментации длится 6-10 часов и считается законченным, когда расход 10%-ного раствора соды составит (805) кг на 1 тонну сыворотки. Далее ферментированный продукт, охлажденный до температуры (62)^oC, хранят не более 24 часов с момента окончания ферментации, затем подают в вакуум-выпарной аппарат, где сгущают до массовой доли (40-45)%.

Сывороточный концентрат, содержит лактата натрия не менее 15,0%, углеводов не менее 10%, в том числе лактозы не более 2%, гидролизованного белка не менее 5%, а также витамины A, B1, B6, В12, С, Р, микроэлементы, минеральные соли и другие биологически активные вещества.

Пример 2. Сыворотку массой 8 т пастеризуют при температуре (855)^oC с выдержкой не менее 5 с и охлаждают до температуры (405)^oС, нейтрализуют 10%-ным раствором пищевой соды до рН (6,00,5), сбраживают бактериями ацидофильной палочки Lactobacillus acidophilus, проводят ферментацию при постоянных значениях температуры (405)^oС и рН (6,00,5). Процесс ферментации считается законченным, когда расход 10%-ного раствора пищевой соды составит (805) кг на 1 тонну сыворотки. Охлажденный, ферментированный продукт сгущают до массовой доли сухих веществ (40-45)%.

Сывороточный концентрат содержит лактата натрия не менее 20,0%, углеводов не менее 5,0%, в том числе лактозы не более 2%, гидролизованного белка не менее 5%, а также витамины A, B1, B6, В12, С, Р, микроэлементы, минеральные соли и другие биологически активные вещества.

Пример 3. Проводят пастеризацию, охлаждение, нейтрализацию сыворотки, вводят закваску бактерий термофильного стрептококка Str. thermophilus, далее сыворотку ферментируют, охлаждают и сгущают до массовой доли сухих веществ (40-45)% (см. режимы выше).

Сывороточный концентрат содержит лактата натрия не менее 15,0%, углеводов не менее 10%, в том числе лактозы не более 2%, гидролизованного белка не менее 5%, а также витамины А, B1, B6, В12, С, Р, микроэлементы, минеральные соли и другие биологически активные вещества.

Предлагаемый способ имеет существенные преимущества перед известными.

При данных режимах пастеризации сыворотки уничтожается большая часть посторонней микрофлоры. Предварительная тепловая обработка и нейтрализация сыворотки способствуют созданию оптимальных условий для развития микроорганизмов закваски.

В данном способе производства в качестве заквасочной культуры используется ацидофильная палочка Lactobacillus acidophilus и термофильный стрептококк Str. thermophilus, которые являются термоустойчивыми микроорганизмами и в результате последующей тепловой обработки их ферменты сохраняют свою активность.

Присутствие термофильного стрептококка обеспечивает оптимальный углеводный состав и обогащает сывороточный концентрат промежуточными продуктами гидролиза белка (аминокислотами, ди-, три, олиго- и полипептидами).

Даже при полном соблюдении санитарно-гигиенических правил нельзя исключить загрязнения продуктов патогенной микрофлорой. Разрешению таких проблем способствуют молочная кислота и лактаты (соли молочной кислоты), образующиеся при сбраживании лактозы полезными микроорганизмами. Одним из таких микроорганизмов является ацидофильная палочка.

Использование при сквашивании штамма ацидофильной палочки Lactobacillus acidophilus повышает антагонистическую активность продукта; увеличивает его срок хранения, в результате ингибирующего действия Lactobacillus acidophilus и образованных ею метаболитов. Ацидофильная палочка способна создавать в желудочно-кишечном тракте условия, неблагоприятные для развития патогенных микроорганизмов, т. е. обладает профилактическим действием против заболеваний пищеварительного тракта, в результате чего снижается падеж и значительно увеличивается суточный привес животных. Штаммы ацидофильной палочки Lactobacillus acidophilus и термофильного стрептококка Str. thermophilus являются хорошими кислотообразователями и специально адаптированы к сыворотке.

Использование разных заквасок при производстве сывороточного концентрата позволяет получить продукты различного состава.

Предлагаемый способ определения окончания ферментации по количеству использованного раствора пищевой соды прост и надежен, а также не требует больших затрат, при этом обеспечивает необходимый контроль за ходом процесса.

Режим температурной обработки сгущения в предлагаемом способе производства позволяет сохранить в конечном продукте витамины, содержащиеся в молочной сыворотке, а также избежать инактивации ферментов образованных в процессе жизнедеятельности микроорганизмов закваски.

Сгущение ферментированного полуфабриката до массовой доли сухих веществ (40-45)% обеспечивает получение транспортабельного и стойкого в хранении продукта.

Предусмотренный способ позволяет получить продукт с высокой биологической и питательной ценностью, который может храниться длительное время (до 6 месяцев) при комнатной температуре. Стабильность продукта (как у сгущенного молока с сахаром) обусловлена высокой концентрацией осмотически активных компонентов - лактатов натрия. Лактаты натрия также являются высококалорийным продуктом и полностью усваиваются организмом.

Значительно сниженное содержание лактозы в сывороточном концентрате исключает возможность возникновения заболеваний, связанных с лактозной непереносимостью.

Производство сывороточного концентрата основано на безотходной технологии и осуществляется на стандартном оборудовании для молочных заводов. Полное использование избытков сыворотки исключает опасность заражения окружающей среды отходами молочной промышленности и способствует оздоровлению экологической обстановки.