Рекомбинированное молоко 0,5% жирности, стерилизованное и способ его производства
Владельцы патента RU 2595417:
Товарищество с ограниченной ответственностью "Марс-2" (KZ)
Группа изобретений относится к молочной промышленности. Для получения молока стерилизованного 0,5% жирности способ осуществляют следующим способом. При помешивании в смесь водного фильтрата и обезжиренного молока добавляют сухой обезжиренный молочный остаток и стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ. Растворяют молочные жиры и добавляют в смесь, перемешивают, гомогенизируют, пастеризуют, охлаждают, выдерживают, расфасовывают, стерилизуют, охлаждают и выдерживают. При этом предварительно обезжиренное молоко при помощи насоса подают в теплообменник, где подогревают до 45°-48°C и направляют в бактофугу. При помощи насоса молоко подают в микрофильтрационный блок, где применяют керамические фильтры 6,9-8,9″, пропускная способность которых составляет 1,1-1,6 мкм, при температуре 48°-53°C. Фильтрат направляют в пастеризатор, где при температуре 56,5°-58,5°C содержат до тех пор, пока проба щелочной фосфатазы не станет отрицательной. Охлаждают в теплообменнике до температуры 4°-6°C и накапливают в промежуточных емкостях. Группа изобретений обеспечивает сохранение естественного состава и вкусовых качеств продукта. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл.
Изобретение может найти применение в молочной промышленности при изготовлении разных видов молочных продуктов.
Известный сейчас способ производства регенерированного молока описан в книге Алоизаса Гудониса «Технология молочных продуктов», Вильнюс, 2009, издательство «Технология», глава 6.13 «Технология производства регенерированного молока».
Регенерированным молоком называют молочный продукт, полученный путем соединения консервированных молочных жиров и сухих нежировых молочных веществ с добавлением воды в таком количестве, сколько ее требуется для получения молочного продукта подходящего состава. Недостатки данного способа следующие:
1. Согласно технологии, описанной в книге Гудониса, при изготовлении обезжиренного сухого молока (или жирного сухого молока) молоко сгущают в выпарном аппарате и сушат в сушильной башне при температуре от 80° до 120°С, и такая обработка убивает все витамины и денатурирует белки.
2. При подогреве молока в наибольшей степени меняются кальциевые соли, и данные изменения чаще всего необратимы.
Фосфат кальция агрегируется и в виде коллоидного кальция фосфата оседает на казеиновом порошке. Такой фосфат коллоидного кальция блокирует активные области поверхности мицелия кальция и препятствует атаке сычужного фермента, направленной на казеин. С уменьшением содержания ионного и молекулярного кальция в молоке на 11-50% ослабевают свойства ферментного свертывания молока. Поэтому в целях возврата солевого баланса при изготовлении сычужных сыров и ферментированных продуктов (йогуртов, йогуртных продуктов) в такое молоко добавляют растворимые кальциевые соли (в основном хлорид кальция).
3. Часть фосфата кальция в подогреваемом молоке оседает на поверхности нагревательного устройства и вместе с денатурированными сывороточными белками и другими молочными компонентами образуют нерастворимые отложения (молочный камень). Состав этих отложений следующий: вода 2,7-14%, белки 8-50%, жиры 2-5%, минеральные вещества 20-73% в зависимости от состава подогреваемого молока, температуры и времени подогрева, конструкции устройства и других факторов.
Из-за указанных недостатков молочный продукт, изготовленный таким образом, теряет много хороших свойств, его качество оставляет желать лучшего.
Предлагаемое изобретение-способ технологии производства продуктов из рекомбинированного молока позволяет сохранить естественный состав, вкусовые качества молочных продуктов.
При этом способе производства используется 10-40% натурального обезжиренного молока, особым способом очищенного от бактерий, при низкой температуре, неденатурированными белками и другими сухими веществами, оставшимися благодаря особой очистке обезжиренного молока от бактериального загрязнения и низкой температуре пастеризации.
Ключевая идея данного способа - благодаря новейшим нанотехнологиям обезжиренное молоко особенно тщательно очищается от неорганических примесей и бактерий, а другая составная часть продукта - вода.
Связанная (абсорбционная) вода молока накапливается на поверхности составных частей молока (белков, фосфолипидов, полисахаридов), находящихся в коллоидном состоянии. Наибольшую ее часть составляет присоединенная к молекулам белков вода гидрофилических групп. Важнейшими гидрофилическими группами молекул молочных белков являются -NH2, -СООН, -ОН, =NH, -СО-, - HS. Связанная вода составляет 2,0÷3,5% общей воды молока. Водная среда - основа происходящих в пищевых продуктах химических и микробиологических процессов, поэтому для того, чтобы дольше сохранялись пищевые продукты, необходимо удалить или соединить воду, т.е. сократить долю активной воды. Вода покрывает внутренние поверхности пищевого продукта мономолекулярным слоем, поэтому она неподвижна. По мере увеличения содержания воды в пищевом продукте вода накапливается в микрокапиллярах, в которых ее подвижность ограничена. Неподвижная вода или вода ограниченной подвижности - неблагоприятная среда для химических и ферментативных реакций. От подвижности воды, содержащейся в продукте, и абсорбции «а» зависит стабильность продукта. Она наилучшая при значении «а» между 0,2 и 0,4. В этом случае химические и ферментативные реакции практически не происходят.
Благодаря применению данной теории и смешиванию от 10% до 40% обезжиренного молока воды, приготовленной специальным мембранным способом, обезвоженных молочных жиров, сухих нежирных составных частей молока, можно приготовить многие виды высококачественных продуктов из рекомбинированного молока.
Преимущество этих продуктов в том, что обезжиренное молоко не подвергалось воздействию температуры выше 58°С и сохранило в себе все составные части молока (неденатурированные белки, витамины, минералы, лактоза) и, соединяясь с водой, сухими веществами молока, которые сохранили адсорбционную воду, можно получить качественные молочные продукты (питьевое молоко разной жирности, йогурты, ферментированные сгущенные молочные продукты и др.). Коровье молоко, доставленное на перерабатывающее предприятие, обрабатывается обычным способом, т.е. охлаждается, накапливается, сепарируется с отделением жиров, обезжиренного молока и сливок, которые накапливаются в промежуточных емкостях.
Технология очистки обезжиренного молока показана на фигуре №1. Обезжиренное молоко при помощи насоса 1 закачивают в теплообменник 2, где подогревается до температуры 45°-48°С и направляется в бактофугу 3, далее обезжиренное молоко при помощи насоса 4 подается в МФ (микрофильтрационный блок) 5, где используются фильтры: система, предназначенная для снижения количества бактерий, с использованием метода М/Ф (микрофильтрация). Производительность системы 5000-20000 дм3/час, температура процесса 25°-52°С, фильтрат направляется на пастеризацию 6, где при температуре 56,5°-58,5°С выдержится до тех пор, пока проба щелочной фосфатазы не станет отрицательной, охлаждается в теплообменнике 7 до температуры от 4°-6°С и накапливается в промежуточных емкостях 8 для дальнейшей обработки.
Параметры системы
Назначение системы: уменьшение количества бактерий с использованием
метода М/Ф (микрофильтрации)
Модель аппарата: промышленная система
Производительность: 5000-20000 дм3/час
Производительность концентрата: ~100-1000 дм3/час
Расход пермеата: ~19000-19900 дм3/час
Рабочая температура: 48°-53°С,
Используемые фильтры: ISOFLUX керамический 6,9-8,9″
1,1-1,6 микр. проп. способность
Площадь фильтрации: 565-1500 м2
Количество концентр. петель: 2-4
Количество мембранных труб: 2-6
Технология очистки воды показана на фигуре №2.
Водный насос (для подачи воды из скважины или сетей) - 9, фильтр реверсивного осмоса - 10, теплообменник-пастеризатор воды - 11, промежуточные емкости для хранения воды - 12.
Очистка воды по методу реверсивного осмоса. Мембраны реверсивного осмоса имеют особенно узкие поры, поэтому они наиболее селективны. Они задерживают все бактерии и вирусы, значительную часть растворившихся солей и органических веществ (в том числе железо и гумусовые соединения, которые придают воде цвет, и патогенные вещества). Мембраны реверсивного осмоса задерживают приблизительно 97-99% всех растворенных веществ. Такие мембраны используются во многих отраслях промышленности, где требуется высококачественная вода (водопровод, выпуск алкогольных и безалкогольных напитков, пищевая промышленность, фармация, электронная промышленность и др.). Мембраны реверсивного осмоса широко применяются в быту: системы реверсивного осмоса позволяют использовать наиболее чистую воду, соответствующую санитарным правилам и нормам, а также европейским стандартам качества питьевой воды.
| Модель | промышленная система |
| Используемые фильтры | спираль реверсивного осмоса 6,9-8,9″ |
| К-во фильтров | 10-16 |
| Площадь фильтрации | от 565 м2 |
4V//16Е-4 мембранных труб//10-16 фильтров.
| Таблица 1 | ||
| Минимальные требования, предъявляемые к качеству воды | ||
| Вид загрязнения | Воздействие | Концентрация |
| Пыль (>10u) | Стирание мембран | 1 мг/л |
| Суспензия/коллоиды консистенционных веществ | Загрязнение мембран | 1 мг/л |
| Железо, магний в виде коллоидов | Загрязнение мембран | 0,01 мг/л |
| Железо | Окисление, образование суспензий основных соединений железа, вызывающее загрязнение мембран | <0,02 мг/л |
| Твердость | 1. Снижение эффективности основных чистящих средств и синтетических детергентов. | 20 мг/л (СаСО3) |
| 2. Основные чистящие средства вызывают оседание солей, увеличивающих твердость, что становится причиной загрязнения мембран. | ||
| 3. Происходит взаимное оседание солей, увеличивающих твердость, и белковых соединений, увеличивающее загрязнение мембран. | ||
| 4. Эффект Буфера, увеличивающий количество основных чистящих средств, необходимых для поддержания соответствующего уровня рН. | ||
| Щелочность | Эффект Буфера, увеличивающий количество кислотных средств, необходимых для поддержания соответствующего уровня рН. | 100 мг/л |
| Биологическая потребность в кислороде | Загрязнение мембран, поскольку в фильтрующем веществе содержатся коллоиды и (или) крупномолекулярные соединения. | 100 мг/л |
| Снижение активности хлора (бездейственность). | ||
| Питательная среда микроорганизмов. | ||
| Коллоидный диоксид кремния | Стирание мембран | 0,01 мг/л |
| Растворимый диоксид кремния | Загрязнение мембран в результате оседания метасиликата кальция и силиката магния, а также натриевой соли кремние-алюминиевой кислоты. | 10 мг/л |
| Большое количество колоний бактерий | Загрязнение мембран из-за пластинок | 1000/1 мл |
| Коли-титр | Загрязнение мембран из-за бактерий | 0/100 мл |
| Таблица 2 | |
| Степень очистки воды, обусловленная мембранной фильтрацией | |
| Степень загрязнения | Степень очистки |
| Механические примеси/мутность | >99% |
| Неорганические вещества | |
| Натрий | 90-95% |
| Кальций | 93-98% |
| Магний | 93-98% |
| Железо | 93-98% |
| Марганец | 93-98% |
| Медь | 93-98% |
| Никель | 93-98% |
| Цинк | 93-98% |
| Свинец | 93-98% |
| Хлориды | 90-95% |
| Нитраты | 60-90% |
| Фосфаты | 93-98% |
| Сульфаты | 93-98% |
| Цианиды | 90-95% |
| Органические вещества | |
| Органические молекулы весом более >200 | >99% |
| Органические молекулы весом до 200 | до 99% |
Продукт: рекомбинированное молоко, стерилизованное, 0,5% жирности, рецепт
| Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ | до 0,15% |
| Обезвоженные молочные жиры | до 0,5% |
| Гуща нежирного молока | до 8,6% |
| Обезжиренное молоко | 10-45% |
| Водный фильтрат | 65-90% |
Состав сухих веществ для стерилизованного молока 0,5% жирности
| Обезвоженные молочные жиры | 0,48-0,55% |
| Белки | 3,15-3,20% |
| Гуща нежирного молока | 8,55-8,60% |
| Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ | 0,14-0,15% |
| Всего сухих веществ | 12,2% |
Процесс технологии производства
| При помешивании в смесь фильтрата для воды и обезжиренного молока добавляют гущу нежирного молока и стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ | При температуре 35°-60°С |
| Растапливают жиры и, помешивая, добавляют в смесь | При температуре 40-75°С |
| Гомогенизируют 197-210 kp/см2 | При температуре 60-78°С |
| Пастеризуют | 14-17 сек при температуре 75°-82°С |
| Охлаждают до | 4°-5°С |
| Выдерживают до | 5-7 час |
| Расфасовывают в жестяные банки или бутылки | |
| Стерилизуют во время вращения посуды при | 110°-138°С 12-25 мин |
| При постоянном вращении посуды охлаждают до | 22°-27°С |
| Сбраживают при температуре 4°-6°С | 4-6 час |
1. Способ производства молока стерилизованного 0,5% жирности из рекомбинированного молока, заключающийся в том, что при помешивании в смесь водного фильтрата и обезжиренного молока добавляются сухой обезжиренный молочный остаток и стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих молочных веществ, растворяют молочные жиры и добавляют в смесь, перемешивают, гомогенизируют, пастеризуют, охлаждают, выдерживают, расфасовывают, стерилизуют, охлаждают, выдерживают, причем предварительно обезжиренное молоко при помощи насоса 1 подают в теплообменник 2, где подогревают до 45°-48°C, направляют в бактофугу 3, далее при помощи насоса 4 подают в микрофильтрационный блок 5, где применяют керамические фильтры 6,9-8,9″, пропускная способность которых составляет 1,1-1,6 мкм, при температуре 48°-53°C, далее фильтрат направляют в пастеризатор 6, где при температуре 56,5°-58,5°C содержат до тех пор, пока проба щелочной фосфатазы не станет отрицательной, охлаждают в теплообменнике 7 до температуры 4°-6°C и накапливают в промежуточных емкостях.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при очистке воды применяется метод реверсивного осмоса с использованием спирали 6,9-8,9″, количество фильтров 10-16, площадь фильтрации 565-1500 м2, 2-6 мембранных труб.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт дополнительно подвергают фильтрации с использованием керамических фильтров с производительностью 5000-20000 дм3/ч, производительность концентрата 100-1000 дм3/ч, расход пермеата 19000-19900 дм3/ч, рабочая температура 25°-52°C, пропускная способность 1,1-1,6 мкм, площадь фильтрации 25-52 м2, количество циклов концентрации 2-4, количество фильтров 10-16.
4. Молоко стерилизованное 0,5% жирности из рекомбинированного молока, изготовленное способом по любому из пп. 1, 2, 3, отличающееся тем, что его состав, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
| Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих | до 0,15% |
| молочных веществ | |
| Обезвоженные молочные жиры | до 0,5% |
| Сухой обезжиренный молочный остаток | до 8,6% |
| Обезжиренное молоко | 10-45% |
| Водный фильтрат | 65-90% |
| Состав сухих веществ для стерилизованного молока 0,5% жирности: | |
| Обезвоженные молочные жиры | 0,48-0,55% |
| Белки | 3,15-3,20% |
| Сухой обезжиренный молочный остаток | 8,55-8,60% |
| Стабилизатор для соединения обезвоженных молочных жиров и сухих | 0,14-0,15% |
| молочных веществ | |
| Всего сухих веществ | 12,2% |
