Способ получения концентрата молочной сыворотки

 

Изобретение может быть использовано в молочной промышленности, в частности при производстве концентрата молочной сыворотки. Молочную сыворотку сгущают до массовой доли сухих веществ 48-52%, проводят структурообразование в два этапа. На первом этапе структурируют белки и лактозу путем нагревания и охлаждения сгущенного продукта, на втором этапе проводят окончательное структурообразование до получения массовой доли сухих веществ 52-56% и крошливой консистенции продукта. В результате осуществления способа получают быстрорастворимый незатвердевающий продукт.

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано в молочной промышленности для получения концентрата молочной сыворотки пищевого или кормового назначения.

Известен способ получения концентрата молочной сыворотки, включающий сгущение сыворотки до массовой доли сухих веществ 50-54%, внесение структурообразователя в виде сухого молочного продукта в количестве, необходимом для получения массовой доли сухих веществ в смеси 60-70%, ведение структурообразования при 10-15^oC в течение 6-8 ч. Недостатком данного способа является выполнение функции структурообразователя сухими молочными продуктами, составляющими треть массы готового продукта, что при промышленной переработке сыворотки приведет к необходимости поставок значительных объемов сухих молочных продуктов [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения концентрата молочной сыворотки, предусматривающий сгущение молочной сыворотки до массовой доли сухих веществ 58-62%, проведение процесса структурообразования в два этапа. На первом этапе в молочную сыворотку вносят сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размером частиц 2-10 мкм при 56-60^oC 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 22-25^oC, при этом активность воды в продукте составляет 0,72-0,78 [2].

Основными недостатками данного способа являются высокие энергетические затраты и сложность получения сгущенной сыворотки с массовой долей сухих веществ 58-62% на серийном оборудовании предприятий молочной промышленности. Использование метилцеллюлозы - структурообразователя немолочного происхождения ограничивает область применения концентрата.

Для снижения энергозатрат, упрощения технологического процесса и расширения области применения в способе получения концентрата молочной сыворотки с проведением процессов сгущения, структурообразования в два этапа и расфасовки молочную сыворотку сгущают до массовой доли сухих веществ 48-52%. После сгущения проводят процесс структурообразования концентрата. Сгущенную сыворотку направляют в резервуар с рубашкой и мешалкой. На первом этапе структурообразования проводят структурирование сывороточных белков и лактозы. Сгущенную сыворотку нагревают до 64-68^oC и выдерживают при этой температуре в течение 1,5-2 ч. Затем перемешивают и охлаждают в течение 3,5-4 ч со скоростью 14-16 град./ч. На втором этапе происходит окончательное стурктурообразование продукта. При достижении массовой доли сухих веществ 52-56% и рыхлой крошливой консистенции продукт фасуют.

Сгущение ниже 48% не обеспечивает необходимые для образования продукта концентрации сывороточных белков и лактозы, выше 52% приводит к излишним затратам энергии на сгущение и нарастанию вязкости, что затрудняет работу вакуум-аппарата.

Процесс структурообразования концентрата молочной сыворотки проводят для химического связывания влаги, что повышает массовую долю сухих веществ в готовом продукте без затрат энергии на дополнительное испарение влаги, а также для изменения консистенции продукта. Сгущенная сыворотка, не прошедшая структурообразования, имеет текучую консистенцию и застывает, превращаясь в труднорастворимый монолит.

В качестве структурообразователя используют собственные сывороточные белки и лактозу. На первом этапе структурообразования проводят структурирование сывороточных белков и лактозы. Сгущенную сыворотку нагревают в резервуаре до 64-68^oC и выдерживают при этой температуре в течение 1,5-2 ч. В результате нагревания происходит изменение пространственной структуры молекул белка, что приводит к образованию геля и нарастанию вязкости продукта. Температура нагревания ниже 64^oC недостаточна для изменения пространственной структуры молекул сывороточных белков, и гелеобразования не происходит. Температура нагревания выше 68^oC приводит к значительному нарастанию вязкости продукта, что замедляет процесс диффузии молекул лактозы и увеличивает продолжительность технологического процесса.

Далее проводят структурирование лактозы в течение 3,5-4 ч путем перемешивания и охлаждения со скоростью 14-16 град./ч, что приводит к образованию мелких кристаллов лактозы и равномерному распределению их по объему продукта. Пространственная сетка геля удерживает кристаллы лактозы во взвешенном состоянии, препятствуя их осаждению на дно резервуара.

Перемешивание и охлаждение со скоростью менее 14 град./ч вызывает нежелательное укрупнение и осаждение кристаллов на дно резервуара. Перемешивание и охлаждение со скоростью более 16 град./ч приводит к необратимому механическому разрушению геля и также осаждению кристаллов лактозы на дно резервуара.

На втором этапе происходит окончательное стурктурообразование за счет связывания влаги структурированными сывороточными белками и кристаллогидратом лактозы, что выражается в набухании белков и росте кристаллов лактозы. Кристаллы лактозы помимо связывания влаги несут функцию разрыхлителя концентрата, так как в молочной сыворотке количество лактозы в несколько раз превышает количество сывороточных белков.

Второй этап структурообразования завершается при достижении массовой доли сухих веществ 52-56% и рыхлой крошливой консистенции продукта, после чего его фасуют.

Пример 1. Натуральную творожную сыворотку с массовой долей сухих веществ 6%, титруемой кислотностью 60^oT сгущают до массовой доли сухих веществ 48%. Сгущенную сыворотку направляют в резервуар с рубашкой и мешалкой, где нагревают до 68^oC и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч. Затем продукт перемешивают и охлаждают в течение 4 ч со скоростью 14 град./ч. После охлаждения продукт для структурообразования оставляют в покое. При достижении массовой доли сухих веществ 52% концентрат фасуют и хранят при температуре не выше 21^oC. Цвет продукта светло-кремовый, консистенция полутвердая, крошливая.

Пример 2. Натуральную творожную сыворотку с массовой долей сухих веществ 6%, титруемой кислотностью 70^oT сгущают до массовой доли сухих веществ 52%. Сгущенную сыворотку направляют в резервуар с рубашкой и мешалкой, где нагревают до 64^oC и выдерживают при этой температуре 1,5 ч. Затем продукт перемешивают и охлаждают в течение 3,5 ч со скоростью 16 град./ч. После охлаждения продукт для структурообразования оставляют в покое. При достижении массовой доли сухих веществ 56% концентрат фасуют и хранят при температуре не выше 21^oC. Цвет продукта светло-кремовый, консистенция полутвердая, крошливая.

В результате осуществления способа получают быстрорастворимый незатвердевающий продукт. Структурирование сывороточных белков аналогично структурированию казеина при производстве творога и сыра, т.е. качественные показатели концентрата не ухудшаются. Структурированные сывороточные белки обладают высокой влагоудерживающей способностью, что позволяет использовать концентрат не только в хлебобулочной и кондитерской промышленности, но и в других пищевых отраслях.

Предложенный способ производства концентрата молочной сыворотки позволяет снизить стоимость продукта из сыворотки за счет экономии энергии на стадии сгущения и использования в качестве структурообразователей составных частей сыворотки.

Опытная партия концентрата молочной сыворотки объемом 1,2 т, выработанная по предлагаемому способу на опытном производстве Сибирского филиала ВНИМИ, была использована при выпечке хлеба, что позволило улучшить его потребительские качества, повысить пищевую и энергетическую ценность.

Формула изобретения

Способ получения концентрата молочной сыворотки с проведением процессов сгущения молочной сыворотки, структурообразования в два этапа и расфасовки, отличающийся тем, что сгущение молочной сыворотки проводят до содержания массовой доли сухих веществ 48 - 52%, на первом этапе структурообразования нагревают сгущенную сыворотку до 64 - 68^oC и выдерживают 1,5 - 2 ч с последующим перемешиванием и охлаждением в течение 3,5 - 4 ч со скоростью 14 - 16 град. /ч, на втором этапе структурообразование ведут до получения массовой доли сухих веществ 52 - 56%.