Способ получения сухой питательной смеси

 

Изобретение относится к способам получения сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активные вещества (БАВ), и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение биологической и питательной ценности продукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ. Для получения сухой питательной смеси предварительно готовят масляную фазу (МФ) путем совместного диспергирования витаминов и пищевого адсорбента, преимущественно лиофилизированного фруктового и/или овощного сока, в растительном масле в присутствии маслорастворимого эмульгатора. После этого осуществляют эмульгирование полученной МФ в 15-30%-ном водном растворе смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока в соотношении 0,2:4. Затем проводят распылительную сушку эмульсии. При использовании несовместимых при контакте БАВ МФ готовят отдельно, а эмульгирование МФ в молочной смеси осуществляют последовательно. Таким образом, удается получить многоядерные микрогранулы высокой биологической и питательной ценности с тонкодисперсной внутренней структурой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 А 23 С 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4476562/31-13 (22) 26.08.88 (46) 30.12.90, Бюл. ¹ 48 (71) Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексного использования молочного сырья (72) В.В.Молочников, В,Г.Бабак, А.В,Сергеев, О.А. Суюнчев, Л.А.Чепурова, В, В. Гусев, Л.А.Вакулова и T.À.Æèäêîåà (53) 637.144 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 197382, кл. А 23 С 9/00, 1965. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к способам получения сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активные вещества (БАВ), и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение биологической и питательной ценности проИзобретение относится к способам получения сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активные вещества, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — увеличение биологической и питательной ценности микрогранулированного сухого молочного продукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ.

На фиг, 1 изображен график зависимости концентрации СОМ от концентрации КНК; на

„„5U „„1616576 А1 дукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ. Для получения сухой питательной смеси предварительно готовят масляную фазу (МФ) путем совместного диспергирования витаминов и пищевого адсорбента, преимущественно лиофилизированного фруктового и/или овощного сока в растительном масле в присутствии маслорастворимого эмульгатора. После этого осуществляют эмульгирование полученной МФ в 15-30%-ном водном растворе смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока Bсоотношении 0,,2::4. Затем проводят распылительную сушку эмульсии. При использовании несовместимых при контакте БАВ МФ готовят отдельно, а эмульгирование МФ в молочной смеси осуществляют последовательно. Таким образом, удается получить многоядерные микрогранулы высокой биологической и питательной ценносги с тонкодисперсной внутренней структурой. 1 з,п. ф-лы, 2 ил. фиг. 2 — график зависимости удельной вязкости от-рН.

Способ осуществляют следующим образом.

На первой стадии готовят масляную фазу путем совместного диспергирования биологически активных веществ и пищевого сорбента в растительном масле. Совместное диспергирование увеличивает устойчивость витаминов при хранении, поскольку пористая структура твердых частиц лиофилизированных соков, являясь адсорбентом для маслорастворимых витаминов, предотвращает контакт последних с водной фазой.

, 6 l 1>576

Использование в качестве стабилизаторов суспензий лиофилизированных соков маслорастворимых пищевых ПАВ (например, моноглицеридов) приводит к появлению тонкопористой:;труктуры в полимерных оболочках микрогранул, что также увеличивает сохранносгь ак;ивного компонен а внутри микрограну; ы, «Оскольку уме11ьшается вероятность выпивания наружу содержимого микрогранулы при повреждении части оболочки в результате абразивного воздействия контактирующих микрогранул при их перемешивании и прессовании. Введение водорастворимых витаминов и масля1ую фазу (вместо водной, как это делается в прототипе) в виде тонкодисперсной суспензии или эмульс11!: водн1:Ix Г«1с :и рО. .тих

BMTBMMHO8 и редох1>а11яеT BKTM 0flbl B Bi, UIBO lва от контакта с ",oçäухол1 и влагой, чго ув.. личивает срок сохранности продукта.

На второй стадии осуществля1о1 эмульгирование полученной масляной фазы в молочной смеси. В качестве молочной смеси используют водный раствор (с концентрацией сухого вещес гва — 15-35 смеси концентрата натурального казеина (КНК) и сухого обезжиренного молока (СОМ) в соотношении 0,2 — 4,0, КНК предваритель11О получают из раствора обезжиренного молока путем осаждения с помощью полисаха1>идов, например, пектином или натриевой солью карбоксиметилцеллю 1озы. рН llo)i. ученной молочной смеси находится н пределах 6,5-7.0 в зависимости от соотношения

КНК и COM B смеси.

Использование в KB «стве пленкообразующего материала;:меси COM и молочных концентратов, попуч нных в результате фаacBofo разделения рас ьора обезжиренно

10 молока полисахаридами, позволяе варьировать содержа 1ие плГ11кообоазующего белка в смеси и сделать оболочку л1 1кро ранул менее проницаемол по оГно ie;fMlo к кислороду и влаге внешней среды. Поскольку полисахариды образуют водорастворимые комплексы с сыворото1ны л; белками и частью каэеинов и таким образом казеиновая фракция обогащается белками, то ис11ользова11ие KHK в смеси с

СОМ позволяет увеличить при необходимости содержание белка в оболочке микрогранул, что ведет не только к уменьшению проницаемости микрогранул для кисло11Ода воздуха и влаги, но и увеличивает питательную ценность продукта. Например, учитывая, что содержание белка в КНК в два раза выше по сравнению с СОМ (62 в KHK и 30 у COM), то приблизительно в таком же отношении изменяется содержание белка в оболочках микрогранул при изменении

4 i0

4г

55 сод«ржания КНК и COM в молочной смеси в указанном отношении, т.е. 0,2-4,0, На фиг.

1 лучи ОА и ОВ отвечают отношению концент раций х = Скнк/Ссг1м, равному соответственно 0,2 и 4,0, Прямые 0Е и GH отвечают содержани1о сухих веществ в молочной смеси, равному соответственно 30 и 15%. Прямая PR отвечает содержанию белка в молочной смеси, равному 10%. Прямая KL отвечает приблизительно постоянной вязкости лолочной смеси, равной 200 сП при

6C"С и рН = 6. Область концентрация правее и выше прямой KL на фазовой диаграмме отвечает неустойчивой работе распылительнои сушилки вследствие слишком высокой вязкости эмульсии B момент распыл -н«я {в этой области полу 1аются дефBKT1111. микрогранулы неправильной угло:Гпо 1 фирмьi). Область левее и ниже К( отвечаег сферическим микрогранулам при рН - 6. Если рН среды оставлять естественным, т.е. 6,5-7,0, то в области правее и выше

PB также не получаются сферические микpnf paHQ 1bl, TaK Kc3K flpM TBKOM рН BR3KOCTb молочной смеси превышает оптимальное значение, paBное 200 сП. Область левее и ниже GH.Koòÿ и отвечает сферическим микрогранулам, однако толщина стенок микрс гра11ул сга11овится слишком малой. что проявля тся в резком снижении срока сох ра нности витаминов. (Приведенные области пп концентрации молочных концентра-Ов отвсча1ог 10% содержанию масляной фазы в растворе. IlpM уменьшении содержания масг я1 О фазы тол цина стенок увеличивае1 я, од...ко и; о ед-".ие процесса в таком режиме не является оправданным, поскольку cf ижается содержание маслорастворимых г1итами IQB я го-овом продукте).

".pob«I ToГО, B Области слишком низких зна че 1ий f яэкости (r.е. в ооласти левее и ниже

Г Н1 микрогранулы получаются слишком мелкие, что у удшает их сыпучие свойства и делает невоз.ложным таблетирование поро. ка л1икрогранул. Область на фазовой диа ра. ме ниже пуча OL (вблизи отрезка

Н1, О. О-.ча; 1 1 отношению концентраций х = Ск11к/Ссг>лл О 4, не оптимальна вследствие относительно низкой концентрации сухого вещества в молочнои смеси, чго ведет к уменьшению толщины стенок микрогранул, а также вследствие удорожания продукта (учитывая, что стоимость КНК в 2 раза выше стоимости COM). Область левее луча ОК (вблизи отрезка GK) отвечает низкому содержанию белка в молочной смеси. Таким образом, оптимальной областью на фазовой диаграмме, отвечающей одновременно îтносительно высокому содержанию белка, сухого вещества, содержанию

1616576 маслянои фазы, а также оптимальной сто- витаминов. Кроме того, для поддержания имости продукта, является область фа в сть фазовой заданного отношения жира к белку в готодиаграммы, заключенной в четырехугольни- вом продукте(наприме р, равного ), нео хо6 для получения димо испольэовать молочные смеси с микрогранул с тем же содержанием белка и 5 повышенным содержанием КНК (т,е. увелисухих веществ в готовом продукте необхо- чивать содержание белка), что ведет к удодимоснижатьсодержаниемаслянойфазы в рожанию и о кта. И продукта. спользование молочной смеси, что снижает производи- меньшегочем.5 содержаниямаслянойфательность сушилки. зы, ведет к снижению отношения жир — бепри сохранении

В случае необходимости приготовления 10 лок в готовом продукте, а и сухой питательной смеси, содержащей не- последнего на заданном уровне — к снижесовместимые друг с другом витамины, или нию содержания сухих веществ в молочной витамины и другие компоненты, то их мас- смеси, т.е. к снижению производительности ляные фазы готовят отдельно. Например. сушилки. отдельно готовят масляную фазу, содер- 15 При использовании пищевых адсорбенжащую витамины, растворимые в масле тов целесообразно не превышать 20 -ного

А, Е, Р -каротин и другие), и масляную их содержания в масляной фазе, которое фазу, содержащую в диспергированном отвечает оптимальному вежиму их диспемер,С,Ви гие и виде водорастворимые витамины (напри- гирования и не ведет к загущению мер,, и другие) и соли металлов в виде 20 фазы. Оптимальное количество маслорастводных растворов, а эмульгирование раз- варимого ПАВ, которое вводится в масляличных масляных фаз в водном растворе ную фазу для стабилизации дисперсии смеси молочных кон ент атов ц, р и сухого пищевого адсорбента, а также для увеличепосл обезжиренного молока проводятотдельно и ния эффективной концентрации слабор едовательно с целью исключения вза- 25 воримых в мас астмасле маслорастворимих имного перемешивания масляных фаз, со- витаминов и нерастворимых B масле вододержащих масло- и водорастворимые растворимых витаминов (С, В и другие), отбиологически активные вещества и соли ме- вечает фор т ормированию монослойного таллов. При этом уцается пол„чить много- покрытия ПАВ на поверхности части искрогран вы, -î.äåðæàùèå 30 персии в масле,,что с:оответствует 0,,1-0,3% ти частиц дисизолированные г от дру дру, а различные концентрации маслорастворимых ПАВ в масляные фазы (T.p. несовместимые друг с масле. другом;омпонен l ы Оказываются взаимно После проведения процесса аспылиизолированными в микроскопических поло- тельной сушки эмульсии масляной фазы в стях внутри одной мик or а, лы . T р р, у, . аким Об- 35 молочной смеси удается получить многоядери разом, удается в:-pьировэгь в широких ные микрогранулы, оболочка которых бределах состав микрогранул (т.е. содержа- разована из с омеси сухого о езжиренного б ние биологически активных ве еств). е цеств). молока и концентрата натурального казеПеред стадией сушки целесообразно ина, полученного путем обработки обезжиснизить рН полученной эмульсии (равной 40 ренного молока полисахаридами, в —, )д оотвечаегминимальной вяз- многочисленных микроскопических яд ах кости эмульсии, Ре к у д, езкое увели

У то ведет к сухого лиофилизированного морковного соувеличению толщины стенок микрогранул и ка и 1 г j3 -каротина при добавлении 3 г производительности с шилки. У моноглицерида диацетилвинной кислоты

Целесообпазно проводить эмульгиро- (МГ-ДВ) при 40 С с помощью гомогенизатование масляной фазы при со,, ржании по- 55 ра в течение t5 мин при частоте вращения следней в молочной смеси в интервале винта 5000 об/мин. В 10 п 17 -ного раство /. Выход за предель этсчо интервала в ра КНК растворяют 0,5 кг СОМ, вливают сторону бол вше го содержа г ия масляной постепенно 60" С при в течение 3 мин л фазы ведет к с ишком тонки -; стенкам мик- масляной фазы при пос тоянном перемеширогранул, что сн,;:, ;.т х аням р. о пособность вании с помощью лопастной мешалки с ча7 1616576 Б

4Г

5>5 стотой вращения 150 об/мин, и продолжают перемешивание еще в течение 20 мин. Вязкость эмульсии составляет 130 сП, а рН—

6,6, После гомогенизации вязкость эмульсии возрастает до 250 сП. Снижая рН эмульсии до 6,0 путем добавления молочной кислоты,. добиваются снижения вязкости эмульсии до 190 сП. После пастеризации эмульсию подвергают распылительной сушке.

Полученные микрогранулы являются порошком желтоватого цвета со средним размером частиц 20 мкм. Внутренняя структура частиц микрогранул, полученных согласно предлагаемому способу, характеризуется тонкопористым строением стенок, что способствует большей сохранности масляного раствора витамина при прессовании порошка в таблетки, Микрогранулы имеют тонкие стенки, характеризующиеся наличием дефектной структуры, что ведет к выливанию содержимого микрогранул при повреждении оболочек при прессо вании порошка.

Измерение содержания Р-каротина, проведенное через 5 месяцев после закладки микрогранул на хранение, показывает, что его содержание с точностью до 10% совпадает с содержанием P каротина. измеренным в момент получения микрогранул. За это же время в микрогранулах, в которых концентрация Г> -каротина не превышает 0,4 г в масляном растворе объема

1 л до эмуль ировзния, его практически не остается.

Пример 2. Состав масляной фазы и молочной смеси, а также последовательность операций аналогичны примеру 1, зз исключением того, что при приготовлении молочной смеси вместо 0,5 кг СОМ берут 1,0 кг СОМ и растворяют в 10 л 17% -loro раствора KHK. Эмульсия получается слишком густая; снижением рН удается снизить вязкость только до 250 сП и после распыления этой эмульсии микрогранулы полу <зю<сч неправильной формы с дефектной струк-урой, Пример 3. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что молочную смесь <отовят растворением в 6%-ном растворе KHK в количестве 10 л 2,4 кт СОМ. Вязкость эмульсии после гомогенизации равняется

220 сП и после снижения рН до 6,0 вязкос ь снижается до 200 сП. Микрогранулы получаются правильной сферической формы, способные длительно сохранять витамин (аналогично примеру 1), Пример 4. Аналогичен примеру 3, зз исключением то<о, что СОМ берут в количестве 2.6 кг, Поскольку вязкость гомогенизированной эмульсии не удается снизить ниже

220 сП, распылительную сушку не производят, ГI р и м е р 5. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что в 10 л 12%-ного раствора KHK в воде растворяют 0,2 кг СОМ, рН и вязкость эмульсии после гомогенизации составляют 6,5 и 130 сП, однако после распылительной сушки микрогранулы слишком мелкие (c размером менее 10 мкм), порошок не сыпучий, РЭМ снимки показывают, что оболочки микрогранул составляют менее 1 мкм при размере частиц порядка 10 мкм, а сами микрогранулы в большинстве своем имеют смятую и морщинистую форму. После 5;лесяцеи хранения содержание /> -кар»тина снижается до 10%.

Пример 6. Аналогичен примеру 5, зз исключением того, что COM берут 0,3 кг, а содержание масляной фазы уменьшают до

0.5 л. Вязкость эмульсии приблизительно ра<>на вязкости эмульсии из примера 5, Сами микрогрзнулы, хотя и мелкого размера (до 10 мкм), однако имеют сферическую форму и число дефектных (сморщенных и смятых) микрогранул незначительное. После 5 месяцев хрз<<ечия с»деря ание витамина с< ижзе>cя на 20%

П р и мер 7. Г .>о<> «све <л,,сл>«<ь<е фазы, из к»тор;>х одна является ра 1>и <иГ отзным подсолнечным маслом, в 0,5 л о. рого д,>,еГ>гиру<от 0,5 г витамина A (си.< ге.и <ес,кот» зпетата ретинолз) и добавляют 1,5 г

IVlÃ, n сп»собу:ч; логичн»му примеру

1 з д1 .I I .,",o .l, на.> < ззз I„одержит 0,5 г кГ,> :<злл «еского ви<э:..<инз С при добавлс .ч. 1,5 г l.11 -ДВ, диспергировзнных в 0,5л оз j>vlf l< »TQ вращения дисперга";орз 6000

uD>ljj< iv>< при 60 С в течение 10 мин. В 10 л .-i ивзют сна l >ld первую масляную фазу, а з»»м после, е ремеши зан ия в те«ение 20 ми,» с частотой вращения лопастной мешал к:, 50 об к ин при 60 t вторую масля <ую фзз, >то;. - эмульгируют при аналогичных услnвi>яx. Дальнейшие действия анзло;<<чнь< указанным в примере 1.

Полученные микрогранулы представляют собой порошок белого цвета с размером частиц-20 <КМ и име<от тонкопористу<о <азе, микрогранулы, полу:<енные согласно предлзгземо <у,<ами способу. содержат вита 1616576

Ю 20 Д7

Концентрация юж/%/

Рыг.f мин С в масляной фазе, что защищает его от разрушающего воздействия внешней среды.

Пример 8. Аналогичен примеру 1, эа исключением того, что содержание масляной фазы в эмульсии составляет 15%. Вяз- 5 кость эмульсии после гомогенизации равняется 200 сП при рН = 5,0 и микрогранулы по внешнему виду и хранимоспособности витамина аналогичны микрогранулам, полученным согласно примеру 1, 10

Пример 9. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что содержание масляной фазы в эмульсии составляет 20 Вязкость эмульсии после гомогенизации при рН = 6,0 составляет 200 сП, однако микро- 15 гранулы, хотя и аналогичны по внешнему виду микрогранулам. полученным по способу, указанному в примере 1, теряют 30% биологически активного компонента после

5 месяцев хранения. 20

Пример 10. Аналогичен примеру 1, за исключением того, чтио в масляную фазу дополнительно вводят и эмульгируют 10 мл 50%-ного водного раствора ИазРО .

Полученные микрогранулы по внешнему 25 виду не отличаются от микрогранул примера 1, причем сохранность Р -каротина через 5 месяцев не хуже, чем в примере 1.

Формула изобретения 30

1. Способ получения сухой питательной смеси, предусматривающий приготовление масляной фазы путем диспергирования масло- и водорастворимых витаминов в растительном масле, эмульгирование полученной масляной фазы в молочной смеси и распылительную сушку эмульсии, о т л ич а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения биологической и питательной ценности продукта и увеличения срока сохранности в нем биологически активных веществ, диспергирование масло- и водорастворимых витаминов в растительном масле осуществляют совместно с пищевым адсорбентом в присутствии маслорастворимого эмульгатора, в качестве адсорбента используют лиофилиэированные фруктовые или овощные соки, диспергирование масло- и водорастворимых витаминов в масляной фазе осуществляют при концентрации маслорастворимого эмульгатора 0,1-0,3%, эмульгирование полученной масляной фазы осуществляют при объемной концентрации ее в молочной смеси 5-15%, а в качестве молочной смеси используют водный раствор с концентрацией

15-30% и рН 6,0-6,5 смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока в соотношении 0,2-4.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования несовместимых при контакте витаминов, масляные фазы несовместимых витаминов готовят отдельно, а эмульгирование каждой из полученных масляных фаз в молочной смеси проводят последовательно

1616576 рН

Риг. 2

Составитель Л. Калинина

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор С. Лисина

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

Заказ 4077 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5