Способ получения концентрата молочной сыворотки

 

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве продуктов длительного хранения на основе молочной сыворотки. Целью изобретения является повышение стойкости продукта в процессе хранения, снижение энергозатрат и получение продукта с однородной структурой. Для получения концентрата молочную сыворотку сгущают до содержания сухих веществ 58 - 62% и проводят процесс структурообразования в два этапа. На первом этапе в молочную сыворотку вносят сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размером частиц 2 - 10 мкм при температуре 56 - 60°С в количестве 1,0 - 3,0% от массы сгущенной сыворотки с последующим перемешиванием и выдержкой при этой температуре в течение 10 - 15 мин. На втором этапе проводят охлаждение до температуры 22 - 25°С, при этом активность воды в продукте составляет 0,72 - 0,78.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 23 С 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ДBTGPCHGVV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯЫ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4350282/31-13 (22) 28.12.87 (46) 15.02.90. Бюл. № 6 (71) Ставропольский политехнический институт (72) А. Г. Хр а м цов, Д. Н. Дол ыги н, С. М. Кунижев, И. А. Евдокимов, В. А. Шуваев и Н. М. Панова (53) 637.344.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1015880, кл. А 23 С 21/00, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ (57) Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве продуктов длительного хранения на основе молочной сыворотки. ЦеИзобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве продуктов длительного хранения на основе молочной сыворотки.

Цел ью изобретен и я явл яется повышение стойкости продукта в процессе хранения, снижение энергозатрат и получение продукта с однородной структурой.

Способ осуществляют следую.цим образом.

Молочную сыворотку нагревают и тепло-. обменнике до 55--60 С и подают в вакуумвыпарную уста«ов..; .. (гу>цение проводят до содержания л х,х ы ш .тв 58 — 62% при 55—

65 С. Снижеkine ко«цетрации сухих веществ менее 58% приводит к тому, что получаемый продукт нс структурируется и имеет мягкую и текучую консистенцию. Повышение концентрации сухих веществ более 62% приводит к созданию прочной кристаллизационной структуры в твердом виде. После сгущения проводят процесс структурообразования концентрата, который осуществляют в два этапа. На первом этапе сгущенную

„„SU„„1542519 лью изобретения является повышение стойкости продукта в процессе хранения, снижение энергозатрат и получение продукта с однородной структурой. Для получения концентрата молочную сыворотку сгушают до содержания сухих веществ 58—

62% и проводят процесс структурообразования в два этапа. На первом этапе в молочную сыворотку вносят сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размером частиц 2 — 10 мкм при температуре 56 — 60 С в количестве 1,0 — 3,0% от массы сгущенной сыворотки с последующим перемешиванием и выдержкой при этой температуре в течение 10 — 15 мин. На втором этапе проводят охлаждение до температуры 22-25 С, при этом активность воды в продукте составляет 0,72 — 0,78. сыворотку сливаю« в р.:рпуар, г leюп ий греюшую руба»>ку и ">e»>;i.>кi, поддерживая температуру в, ii ;n",рс в прецлах

55 — 60"С, вносят стр, к,) . I):.::ы>«;:тель метилцеллюлозу — в . .. ° —," . 1,0 3,0 ",.;> от массы сгуще«ной г>:::,;.", )1>пате.>ьно перемешивают и выдс1.:".:-:«ак > прп эгг>й температуре в тече«и I i> !;>,.и«

Изменение количеi тва вноси)и>го сз ру ктурообразователя приводит к тому, что гр) ктура конечного продукта ш)лучается либо твердой (более 3,0% ), лиоо текучей (менее

l,0%). Кроме того, значения активное)и воды после завершения процесса отклоняются от указанных пределов, и продукт теряет стойкость при хранении.

В качестве структуроооразователя используют метилцеллюлозу, так как она нерастворима при температурах выше 55 С, и на первом этапе происходит равномерное распределение ее по всему объему продукта. Частички метилцеллюлозы, равномерно распределенные по всему объему

1542519

3 продукта, способствуют в дальнейшем быст, рой кристаллизации лактозы с образованием мелких кристаллов, что положительно влияет на структуру конечного продукта.

Снижение температуры ниже 55 С приводит к тому, что метилцеллюлоза начинает растворяться, и в конечном продукте ухудшается однородность структуры. Повышение температуры выше 60 С приводит к дополнительным энергетическим затратам. Сокращение времени перемешивания менее 10 мин приводит к нарушению первого этапа структурообразования, увеличение времени перемешивания более 15 мин не улучшает свойств конечного продукта.

На втором этапе происходит окончательное структурообразование продукта в расфасованном виде. При охлаждении продукта от 55 до 50 С образуется гель, так как температура 50 С является точкой гелеобразования метилцеллюлозы и, одновременно начинается кристаллизация лактозы.

Гель сохраняет свои свойства до 40 С, поскольку метилцеллюлоза плохо растворима при температурах выше 40 С, а скорость кристаллизации лактозы при этом нарастает. При охлаждении продукта ниже 40 С завершается кристаллизация лактозы, а растворитель метилцеллюлозы нарастает, и в конечном итоге она связывает избыточную влагу, которая не приняла участия в образовании кристаллогидратов лактозы. Второй этап завершается при достижении температуры продукта 22 — 25 С и величины активности воды в пределах 0,72 — 0,78.

Выбор температуры охлаждения продукта до 22 — 25 С обусловлен тем, что в этом интервале температур практически завершается кристаллизация лактозы и происходит полное растворение метилцеллюлозы. Так как охлаждение продукта происходит в естественных условиях, то такая температура наиболее удобна и с точки зрения микроклимата лаборатории и производственных помещений.

Понижение конечной температуры ниже

22 С не,приносит дополнительного положительного эффекта, поскольку процесс кристаллизации лактозы и растворения метилцеллюлозы завершается в указанном интервале температур, а хранение продукта при более низких температурах хотя и приводит к увеличению сроков хранения, но требует дополнительных энергетических затрат на охлаждение продукта. Хранение же продукта при указанных условиях в течение

6 мес происходит вполне удовлетворительно.

Повышение конечной температуры продукта выше 25 С может привести к нарушению термодинамического равновесия и, как следствие, к неоднородности структуры в массе продукта в результате незавершенности одновременно протекающих процессов кристаллизации лактозы и раство4 рения метилцедлюлозы. Образование в массе продукта более или менее увлажненных зон приводит к тому, что в более увлажненных зонах активность воды выше 0,78 и здесь нарастает микробиологическая активность, в

5 то время, как в менее увлажненных зонах активность воды ниже 0,72 и здесь интенсифицируются реакции неферментативного потемнения. Все это в целом приводит к снижению стойкости продукта при хра10 ненни.

При значениях активности воды ниже

0,72 нарастают процессы неферментативного потемнения, а выше 0,78 нарастает микробиологическая активность в продуктах с промежуточной влажностью.

Установление указанных значений активности воды в конечном продукте достигается внесением в сгущенную до 58 — 62Я содержания сухих веществ сыворотку метилцеллюлозы в количестве 1,0 — З,ОЯ от массы

20 исходной сыворотки. Метилцеллюлоза связывает избыточную влагу, не пошедшую на формирование кристаллогидратов лактозы, и регулирует таким образом активность воды конечного продукта в указанном интерВ але.

С целью улучшения однородности структуры конечного продукта в качестве структурообразователя используют мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размером частиц 2 — 10 мкм, которая при соблюдении

g0 описанного процесса служит в качестве центров кристаллизации (затравки) лактозы и чем меньше размеры частиц метилцеллюлозы, тем более мелкие кристаллы лактозы образуются в конечном продукте. Мелкокристаллическая метилцеллюлозы с разме35 рами частиц менее 2 мкм не существует.

Пример 1. Молочную сыворотку с содержанием сухих веществ 6,0Я после сбора и сепарирования в количестве 1000 кг подогревают до 60 С и подают в вакуум-аппарат. При достижении массовой доли су40 хих веществ 60Я сгущенную сыворотку в количестве 100 кг подают в резервуар с мешалкой и рубашкой, куда вносят сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размерами частиц 2 мкм в количестве 2 кг

45 (2Я), затем перемешивают и выдерживают при 56 С в течение 10 мин. После выдержки продукт расфасовывают в формы в мягкую упаковку и охлаждают в естественных условиях до 22 С. Активность воды составляет 0,75. При хранении в течение 6 мес

50 потемнения продукта не наблюдалось. 11вет продукта от белого до светло-кремового

Консистенция мягкая, тестообразная.

Пример 2. Молочную сыворотку с содержанием сухих веществ 6,0Я после сбора и сепарирования в количестве 1000 кг по55 догревают до 60 С и подают в вакуумаппарат. При достижении массовой доли сухих веществ 62® сгущенную сыворотку

15425 в количестве 96 кг подают в резервуар с мешалкой и рубашкой, куда вносят сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размерами частиц 10 мкм в количестве 0,96 кг (1Я), затем перемешивают и выдерживают при 60 С в течение 15 мин.

После выдержки продукт расфасовывают в формы в мягкую упаковку и охлаждают в естественных условиях до 25 С. Активность воды составляет 0,78. При хранении в течение 6 мес потемнения продукта не наблюдалось. Цвет от белого до светлокремового. Консистенция мягкая, тестообразная.

Пример 8. Молочную сыворотку с содержанием сухих веществ 6,0Я после сбора и сепарирования в количестве 1000 кг подогревают до 60 С и подают в вакуум аппарат. При достижении массовой доли сухих веществ 58Я сгущенную сыворотку в количестве 104 xr подают в резервуар с мешалкой и рубашкой, куда вносят су- 20 хую мел кокристаллическую метилцеллюлозу с размерами частиц 2 мкм в количестве

3,12 кг (ЗЯ), затем перемешивают и выдерживают при 56С в течение 10 мин.

После выдержки продукт расфасовывают в формы в мягкую упаковку и охлажда1бт в естественных условиях до 22 С. Актив19 в ность воды составляет 0,72. При хранении в течение 6 мес потемнения продукта не наблюдалось. Цвет от белого до светлокремового. Консистенция мягкая, тестообразная.

Формула изобретения

Способ получения концентрата молочной сыворотки с проведением процессов сгущения молочной сыворотки, структурообразования, охлаждения и расфасовки, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости продукта в процессе хранения, снижения энергозатрат и получения продукта с однородной структурой, сгущение молочной сыворотки проводят до содержания сухих веществ 58 — 62Я, а структурообразование осуществляют в два этапа, на первом этапе в молочную сыворотку вносят сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размерами частиц 2 — 10 мкм при 56—

60 С в количестве 1,0 — 3,0Я от массы сгущенной сыворотки с последующим перемешиванием и выдержкой при этой температуре в течение 10 — 15 мин, на втором этапе проводят охлаждение до 22 — 25 С и достижения активности воды в продукте 0,72 — 0,78.

Составителв Н. Абрамова

Редактор Н. Швыдкая Техред И. Верее Корректор М. Самборская

Заказ 357 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101