Композиция на основе молока
Группа изобретений относится к молочной промышленности. Для получения пищевого порошкообразного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов, который имеет соотношение углеводов к белку не более 1,1, содержание белка по меньшей мере 45% по сухому веществу и соотношение золы к белку по существу аналогичным таковому в молочном сырьевом материале, используемом в качестве исходного материала, способ реализуют следующим образом. Удаляют углеводы из молочного сырьевого материала с получением пищевой молочной композиции с пониженным содержанием углеводов. Концентрируют композицию в порошкообразный продукт. Применение сухого молока с соотношением углеводов к белку, составляющим не более 1,1, и содержанием белка по меньшей мере 45% по сухому веществу для получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов. Способ получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов включает восстановление сухого молока с соотношением углеводов к белку, составляющим не более 1,1, и содержанием белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу жидкостью и необязательно другими ингредиентами. Группа изобретений позволяет получить продукт с хорошим вкусом, соответствующим вкусу обычного молока, в котором подавляется нежелательная реакция Майяра. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 9 табл., 4 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к композициям на основе молока. В частности, настоящее изобретение относится к композициям на основе молока, пригодным для получения восстановленных молочных продуктов с пониженным содержанием углеводов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Хорошо известно, что восстановленные молочные напитки, полученные восстановлением сухого молока водой имеют некоторые недостатки по сравнению с обычным молоком. Особенно недостатки проявляются при получении восстановленных молочных напитков с пониженным содержанием лактозы. Недостатки относятся к обоим типам, и к органолептическим, и к нутритивным. Например, восстановленные молочные напитки подвержены в процессе тепловой обработки и по существу в процессе хранения напитков образованию преципитатов/осадков. Осажденное вещество главным образом состоит из молочных белков. Известно, что среди молочных белков сывороточные белки по существу наиболее чувствительны к теплу. Определенные минеральные вещества также могут оказывать влияние на феномен осаждения восстановленных молочных напитков. В настоящее время проблемы, связанные с чувствительностью к осаждению восстановленных молочных продуктов, агломерации возможно избежать при использовании в продуктах добавок, таких как стабилизаторы.
Молочные напитки с низким содержанием лактозы или свободные от лактозы могут быть получены из восстановленных молочных напитков при проведении гидролиза лактозы, содержащейся в них. Однако природное содержание лактозы достаточно высокое, что означает, что при гидролизе лактозы продуцируется большое количество глюкозы и галактозы, придающих непривычный сладкий вкус продукту.
Одним из важных факторов, вызывающих различные проблемы в восстановленных молочных продуктах, является реакция Майяра, которая представляет собой реакцию не ферментативного потемнения между редуцирующими сахарами и свободными аминогруппами молочных белков. Реакция Майяра является по существу традиционной проблемой для молочных продуктов с гидролизованной лактозой. Редуцирующие сахара, глюкоза и галактоза, полученные при гидролизе лактозы, более реактивны, чем лактоза, следовательно, вызывают более сильную реакцию потемнения Майяра. В гидролизованном молоке молярное содержание этих редуцирующих моносахаридов почти двойное по сравнению с таковым в обычном содержащим лактозу молоке. Дополнительно, известно, что реакция Майяра становится даже более сильной в процессе тепловой обработки молочных продуктов с гидролизованной лактозой.
Продукты реакции потемнения Майяра вызывают нежелательное изменение органолептических свойств прошедшего технологическую обработку молока, таких как вкус, цвет и структура. Дополнительно, реакция Майяра оказывает негативное влияние на питательны свойства молока. Снижается биодоступность лизина, который является важной аминокислотой для питательной ценности. Реакция Майяра и разрушение лизина продолжается во время хранения при комнатной температуре после тепловой обработки молочного продукта.
Реакция Майяра может отслеживаться за счет фурозина, который представляет собой продукты, образовавшиеся в реакциях между свободных аминогруппами и редуцирующими сахарами, что в результате приводит к потере их доступности.
Дополнительно, известно, что сушка молока с получением порошкообразной формы приводит к изменению качества молочного белка, что можно увидеть в восстановленных молочных продуктах. Реакция Майяра также происходит в процессе получения сухого молока. Также во время сушки происходит денатурация белков.
Множество людей все еще с сомнением и подозрением относятся к применению восстановленных молочных продуктов очевидно из-за недостатков их органолептических свойств. Как правило, восстановленные молочные продукты не воспринимаются равными обычному молоку.
Следовательно, продолжает существовать потребность в новых молочных продуктах, подходящих для получения восстановленных молочных продуктов с пониженным содержанием углеводов и хорошими питательными свойствами, и в которых понижено или отсутствует образование осадка и минимизированы проблемы, связанные со вкусом и текстурой восстановленного молока.
Очень сложной задачей является получение восстановленных молочных продуктов с пониженным содержанием углеводов, обладающих безупречным вкусом и структурой, отвечающих ожиданиям потребителей в отношении правильной органолептики молочных продуктов, получаемых экономичным и простым способом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Была получена композиция на основе молока, подходящая для получения восстановленных молочных продуктов с пониженным содержанием углеводов с хорошим вкусом обычного молока и позволяющая избежать типичные проблемы, связанные с аналогичными продуктами предшествующего уровня техники. Восстановленные молочные продукты обладают безупречными органолептическими свойствами, в частности вкусом.
В одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию на основе молока с пониженным содержанием углеводов, имеющую соотношение углеводов к белку не более 1,1, содержание белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу, и соотношение золы к белку по существу аналогичное таковому в молочном сырьевом материале, используемом в качестве исходного материала. Неожиданно было обнаружено, что недостатки органолептических свойств, такие как осаждение и пороки вкуса и питательные свойства восстановленных молочных продуктов, можно избежать снижением содержания лактозы в композиции на основе молока перед концентрированием его с получением формы, подходящей для восстановления. Поскольку количество продуктов, продуцируемых при гидролизе лактозы в молоке, участвующих в реакции Майяра снижено, реакция Майяра значительно подавляется, что позволяет избежать типичных проблем, связанных с ней.
Дополнительно, срок годности восстановленных молочных продуктов по настоящему изобретению, в частности, при комнатной температуре значительно увеличивается.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения композиции на основе молока, включающему удаление углеводов из молочного сырьевого материала с получением композиции на основе молока с пониженным содержанием углеводов.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения композиции на основе молока по настоящему изобретению, включающий:
a) разделение компонентов молочного сырьевого материала на белковую фракцию, углеводную фракцию и фракцию минеральных веществ;
b) объединение по меньшей мере части белковой фракции и фракции минеральных веществ с получением композиции на основе молока.
В дополнительном аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение сухого молока, имеющего весовое отношение углеводов к белку не более 1,1 и содержание белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу для получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов.
Сухое молоко по изобретению позволяет получить свободное от лактозы молоко с хорошим вкусом без инвестиций в устройства для промышленного производства, где получают свободное от лактозы молоко. Свободное от лактозы молоко может быть получено из сухого молока по настоящему изобретению и воды и/или обычного молока. Благодаря подходящей композиции сухого молока, оно может быть высушено с получением порошкообразной формы с пониженной реакцией Майяра. Таким образом, улучшено качество восстановленного молочного продукта, полученного из сухого молока по настоящему изобретению.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов, содержащего восстановленное сухое молоко, имеющее весовое отношение углеводов к белку не более 1,1 и содержание белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу, и жидкость и необязательно другие ингредиенты с обеспечением восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов. Композиция восстановленного молочного продукта может быть отрегулирована, таким образом, что соответствует таковой обычного молока за исключением лактозы за счет объединения сухого молока и жидкости без каких-либо других дополнительных добавок, таких как добавки минеральных веществ.
Настоящее изобретение обеспечивает простой, экономичный, промышленно применимый в большом масштабе способ, не вызывающий дополнительных расходов.
Также настоящее изобретение обеспечивает способ, который позволяет значительно снизить транспортные расходы.
Дополнительно, настоящее изобретение обеспечивает способ, позволяющий контролировать негативные эффекты восстановления экономично, эффективно и просто.
Способ по настоящему изобретению позволяет избежать возникновения вкусовых, цветовых и структурных пороков, вызываемых активностью природных молочных ферментов и активностью ферментов, индуцированной микробами наряду с применением лактазного фермента и побочными эффектами обычных коммерческих ферментативных препаратов в прошедших тепловую обработку восстановленных молочных продуктах. Способ по настоящему изобретению позволяет улучшить органолептические свойства, в частности, стабильность вкусовых свойств и структуры при комнатной температуре восстановленных молочных продуктов с пониженным содержанием углеводов, в результате чего может быть продлен срок годности продукта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Используемый здесь термин «восстановленные молочные продукты» относится к молочным продуктам, полученным восстановлением композиции на основе молока жидкостью. В восстановленный молочный продукт для достижения заданного содержания жира в продукте могут быть введены дополнительные ингредиенты, такие как молочный жир (сливки, сливочное масло). Также композиция может быть получена с заданным содержанием жира, белка и минеральных веществ.
Используемый здесь термин «жидкость» относится к воде, молочному сырьевому материалу или растительному (овощному) материалу или их комбинации. Соответственно, жидкость может представлять, например, побочные жидкие продукты, получаемые при получении молочных продуктов, такие как промывочную воду (мытьевую воду), полученную из стоков, образующихся при промывке/мытье технологических трубопроводов, контейнеров и емкостей на предприятиях по переработке молока и растительного (овощного) сырья. Как правило, побочные жидкие продукты включают УФ пермеат, НФ пермеат, ОС пермеат, ОС ретентат, диафильтрационную воду или их смеси. Предпочтительно жидкость представляет собой воду, обезжиренное молоко или ОС ретентат.
Используемый здесь термин «молочный сырьевой материал» относится к молоку, сыворотке и комбинации молока и сыворотки как таковым, полученным от животных, таких как коровы, овцы, козы, верблюдицы, лошади, или от любого другого животного, продуцирующего молоко, подходящее для потребления человеком, или молоку, прошедшему предварительную обработку заданным образом, такую как концентрирование. Молоко может быть дополнено ингредиентами, как правило, используемыми при получении молочных продуктов, такими как жир, белок или фракции сахаров, или аналогичное им. Таким образом, молоко может представлять, например, цельное молоко, сливки, молоко с низким содержанием жира или обезжиренное молоко, прошедшее ультрафильтрацию молоко, прошедшее диафильтрацию молоко, прошедшее микрофильтрацию молоко или молоко, восстановленное из сухого молока, органическое молоко или их комбинацию. Молочный сырьевой материал может представлять, например, побочные жидкие продукты, получаемые при получении молочных продуктов. Предпочтительно молочный сырьевой материал представляет собой обезжиренное молоко.
В одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию на основе молока с пониженным содержанием углеводов, имеющую соотношение углеводов к белку не более 1,1, с содержанием белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу, и соотношением золы к белку по существу аналогичным таковому в молочном сырьевом материале, используемом в качестве сырьевого материала.
В одном варианте изобретения композиция имеет содержание сухих веществ от 8 до 60%.
В одном варианте изобретения композиция представляет собой порошкообразную форму. Содержание сухих веществ в порошкообразной форме, как правило, составляет в пределах от 94 до 100%.
Соотношение золы к белку в композиции оказывает значительное влияние на органолептические свойства, по существу на вкус композиции. В одном варианте изобретения зола в композиции обеспечена, как минеральные вещества молока.
В одном варианте изобретения соотношение углеводов к белку составляет не более 0,9. В другом варианте изобретения соотношение углеводов к белку составляет не более 0,4. В другом варианте изобретения соотношение углеводов к белку составляет по меньшей мере 0,02.
В одном варианте изобретения композиция на основе молока содержит от 5,4 до 80% белка по сухому веществу.
В одном варианте изобретения соотношение моновалентных минеральных веществ молока к белку по существу аналогично таковому в молочном сырьевом материале.
В одном варианте изобретения композиция на основе молока представляет собой порошкообразную форму.
Общеизвестно, что содержание белка в натуральном молоке может варьировать в широких пределах в зависимости от вида животного, породы, корма и сезона, и тому подобного. Например, содержание белка в молоке, получаемом от коров, может варьировать от 1,8 до 6,3%.
В одном варианте изобретения композиция на основе молока содержит от 5,4 до 65% белка, от 4,6 до 41% углеводов, и от 1,0 до 14% золы от общего сухого обезжиренного молочного остатка. В другом варианте изобретения композиция на основе молока содержит от около 48 до 60% белка, от около 24 до 43% углеводов, и от около 10 до 13% золы. Содержание углеводов в молочном сырьевом материале может быть снижено при использовании любого известного из предшествующего уровня техники способа. Углеводы, присутствующие в натуральном молоке, главным образом представляют лактозу. Перед удалением лактозы содержание жира в молочном сырьевом материале может быть снижено.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию на основе молока по настоящему изобретению с пониженным содержанием углеводов, включающему удаление углеводов из молочного сырьевого материала с обеспечением композиции на основе молока с пониженным содержанием углеводов.
В одном варианте изобретения композицию на основе молока концентрируют в порошкообразную форму при использовании подходящего способа, например, распылительной сушки.
В одном варианте изобретения лактозу удаляют из молочного сырьевого материала осаждением. Осаждение может быть проведено при использовании традиционного способа, известного из предшествующего уровня техники. Осаждение лактозы позволяет эффективно удалить лактозу из молочного сырьевого материала, в то время как все другие компоненты молока по существу сохраняются в заданной форме.
В другом варианте изобретения удаление лактозы может быть проведено при использовании ферментативных реакций. Из предшествующего уровня техники общеизвестны традиционные ферментативные процессы расщепления лактозы на производные, такие как лактулоза, лактит, лактобионовая кислота и продукты их распада. Способ расщепления лактозы включает добавление в молоко лактазы грибкового или дрожжевого происхождения, таким образом, что лактоза расщепляется на моносахариды, то есть, глюкозу и галактозу, на более, чем 80%. Ферменты, как правило, катализируют несколько типов реакций, то есть, оба типа реакций, и гидролиза лактазы, и трансгликолизирования.
В одном варианте изобретения лактозу удаляют из молочного сырьевого материала при использовании хроматографического разделения. Молочный сырьевой материал элюируют через колонку, заполненную катионообменной смолой. Разделение может быть проведено, таким образом, что значительная часть белка и минеральных веществ собирается в единую фракцию, при этом лактоза остается в колонке.
В одном варианте изобретения лактозу удаляют из молочного сырьевого материала при использовании мембранной фильтрации. Применяют мембраны с различными показателями отсечения, что позволяет эффективное разделение различных компонентов молока, то есть, белков, углеводов и минеральных веществ друг от друга на различные фракции.
Если требуется, могут быть объединены подходящим образом различные указанные выше технологии удаления лактозы. Следовательно, в этом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения композиции на основе молока по настоящему изобретению с пониженным содержанием углеводов, включающему:
a) разделение компонентов молочного сырьевого материала на белковую фракцию, углеводную фракцию и фракцию минеральных веществ;
b) объединение по меньшей мере части белковой фракции и фракции минеральных веществ с получением композиции на основе молока.
В одном варианте изобретения полученную указанную выше композицию на основе молока концентрируют с получением порошкообразной формы.
В молочной промышленности ультрафильтрацию, как правило, используют для отделения белков и жиров от лактозы и минеральных веществ молока. Перед проведением ультрафильтрации содержание жира в молоке может быть стандартизовано, например, при использовании сепарирования. Белки молока и любой жир остаются в ультрафильтрационном ретентате, в то время как лактоза и минеральные вещества проходят в пермеат. Ультрафильтрацию, как правило, проводят с коэффициентом концентрирования от 1 до 10.
Лактоза и моновалентные минеральные вещества, главным образом, натрий и калий, присутствующие в ультрафильтрационном пермеате, могут быть отделены друг от друга при использовании нанофильтрации. Лактоза остается в нанофильтрационном рететнате, а моновалентные минеральные вещества проходят в нанофильтрационный перемеат. Нанофильтрацию, как правило, проводят при коэффициенте концентрирования от 1 до 6.
Раствор нанофильтрационного пермеата, содержащий моновалентные минеральные вещества, может быть подвергнут концентрированию при использовании обратного осмоса с обеспечением концентрата минеральных веществ для применения в композиции на основе молока по настоящему изобретению. Как правило, обратный осмос проводят с коэффициентом концентрирования от 2 до 20.
В одном варианте изобретения содержание сухих веществ во фракции молочного белка и/или фракции минеральных веществ молока, полученных при мембранной фильтрации, может быть повышено при использовании выпаривания, например, до около 17%, и прошедшую выпаривание фракцию применяют для получения композиции на основе молока.
Как указано выше, осаждение лактозы из молочного сырьевого материала, ферментативный гидролиз или превращение лактозы и хроматографическое отделение лактозы обеспечивает композицию на основе молока, где все другие компоненты молока за исключением лактозы сохранены в композиции. Технология мембранной фильтрации дополнительно обеспечивает возможность разделения лактозы и минеральных веществ молока, главным образом, моновалентных минеральных веществ друг от друга для отдельного составления оптимизированной и обладающей заданными свойствами композиции на основе молока по настоящему изобретению из белковой фракции и фракции минеральных веществ. В одном варианте изобретения один или более компонент фракций молока отдельно концентрируют с получением порошкообразной формы при использовании подходящего способа и затем используют для получения композиции на основе молока по настоящему изобретению с заданной композицией. В другом варианте изобретения композицию на основе молока сначала получают из указанных фракций при использовании подходящих способов и затем сушат с получением порошкообразной формы.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение сухого молока с соотношением углеводов к белку не более 1,1 и содержанием белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу для получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов. В одном варианте изобретения соотношение золы к белку по существу аналогично таковому в молочном сырьевом материале, используемом в качестве исходного сырьевого материала. В одном варианте изобретения содержание белка в сухом молоке составляет по меньшей мере 37%. В другом варианте изобретения содержание белка составляет по меньшей мере 45%.
В одном варианте изобретения восстановленный молочный продукт представляет собой молочный напиток. В одном варианте изобретения сухое молоко представляет собой композицию на основе молока или получено при использовании указанного выше способа по настоящему изобретению.
Количество сухого молока в восстановленном молочном продукте составляет от 0,5 до 15 вес.%, предпочтительно от 2 до 7 вес.%.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов, содержащего восстановленное сухое молоко с соотношением углеводов к белку не более 1,1 и содержанием белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу, и жидкость и необязательно другие ингредиенты с обеспечением восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов. В одном варианте изобретения содержание белка в сухом молоке составляет по меньшей мере 37%. В другом варианте изобретения содержание белка составляет по меньшей мере 45%.
Способ по настоящему изобретению может иметь широкомасштабное промышленное применение или применение в малом масштабе в домашних условиях.
Содержание лактозы в восстановленном молочном продукте составляет не более 3,1 вес.%.
Сухое молоко может быть восстановлено при использовании жидкости, такой как вода, молочный сырьевой материал, растительный (овощной) материал или их смесь. В одном варианте изобретения восстановленное молоко получают, таким образом, что оно соответствует композиции обычного обезжиренного молока за исключением пониженного содержания углеводов. В одном варианте изобретения соотношение золы к белку в восстановленном молочном продукте аналогично таковому в обычном обезжиренном молоке. В одном варианте изобретения зола в восстановленном молочном продукте обеспечена, как минеральные вещества молока. Композиция восстановленного молочного продукта может быть отрегулирована, таким образом, чтобы соответствовать обычному обезжиренному молоку, за исключением пониженного содержания углеводов при использовании объединения сухого молока и жидкости без каких-либо дополнительных добавок, таких как добавки из минеральных веществ. Однако в восстановленный молочный продукт также могут быть добавлены минеральные вещества молока.
Восстановленный молочный продукт по настоящему изобретению может быть дополнен ингредиентами, традиционно используемыми в молочном продукте. Необязательные ингредиенты включают пищевой жир, такой как молочный жир или растительный жир, такой как рапсовое масло, фракционированное пальмовое масло или кокосовое масло, витамины, минеральные вещества, пищевые волокна, пробиотики, ароматизаторы.
В одном варианте изобретения молочный продукт получают восстановлением порошкообразной формы 1 по настоящему изобретению обезжиренным молоком и водой. В другом варианте изобретения восстановленный молочный продукт получают восстановлением 2,4% порошкообразной формы 1,54% обезжиренного молока и 43,6% воды.
В одном варианте изобретения восстановленный молочный продукт подвергают тепловой обработке. Тепловая обработка может быть проведена, например, при температуре 153°C в течение 4 секунд.
Если требуется, остаточную лактозу, присутствующую в восстановленном молочном продукте, подвергают гидролизу и/или превращению. Гидролиз и/или превращение лактозы может быть проведено при использовании коммерчески доступных лактазных ферментов известным способом per se. В одном варианте изобретения содержание лактозы в восстановленном молочном продукте, составляющее менее чем 1 вес.%, как правило, указывают, как молочный напиток с низким содержанием лактозы. В другом варианте изобретения содержание лактозы, составляющее менее чем 0,01 вес.%, как правило, указывают, как свободный от лактозы молочный напиток.
Гидролиз лактозы может быть проведен в восстановленном молочном продукте, который прошел тепловую обработку указанным выше способом, или в восстановленном молочном продукте, который далее будет подвергнут тепловой обработке. В одном варианте изобретения гидролиз лактозы проводят после тепловой обработки.
Содержание фурозина в восстановленных молочных напитках по настоящему изобретению измеряют перед и после тепловой обработки напитков. Содержание фурозина было сравнимо с таковым в обезжиренном молоке (напиток 6) и восстановленном обезжиренном молоке, полученном восстановлением традиционного сухого обезжиренного молока водой (напиток 7), которые используют в качестве контролей. Содержание фурозина в напитках, полученных из молочных композиций по настоящему изобретению, ниже, чем таковое в контрольном восстановленном обезжиренном молоке, как перед, так и после тепловой обработки. По существу в молочных напитках, полученных восстановлением молочной композиции по настоящему изобретению водой, или в смеси обезжиренного молока и воды содержание фурозина было значительно ниже, чем таковое в контрольном восстановленном обезжиренном молоке. Это указывает на значительное подавление реакции Майяра даже в прошедших тепловую обработку восстановленных молочных напитках. В одном варианте изобретения содержание фурозина в восстановленном молочном продукте по настоящему изобретению составляет не более 0,61 мг/г белка перед тепловой обработкой продукта. В другом варианте изобретения содержание фурозина в восстановленном молочном продукте по настоящему изобретению составляет не более 0,92 мг/г белка после тепловой обработки продукта.
Органолептические свойства восстановленного молочного продукта по настоящему изобретению неожиданно сохраняются при комнатной температуре даже при длительном хранении. Способ легко осуществим в промышленных условиях без значительных дополнительных расходов.
Следующие Примеры приведены только для дополнительной иллюстрации и не ограничивают объем притязаний настоящего изобретения.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1
Обезжиренное молоко подвергли ультрафильтрации при использовании мембраны GR61 PP (Dow, USA) при температуре 10°C и коэффициенте концентрирования 4 с получением ультрафильтраци-онного (УФ) пермеата и ультрафильтрационного (УФ) ретентата. Далее УФ пермеат подвергли нанофильтрации при использовании мембраны Desal DK (Osmonics, USA) при температуре от 10°C до 15°C с коэффициентом концентрирования 4 с получением нанофильтрационного (НФ) пермеата и нанофильтрационного (НФ) ретентата. НФ ретентат концентрировали при использовании обратного осмоса (ОО) при использовании мембраны Filmtec RO-390-FF (Dow, USA) и с коэффициентом концентрирования около 10 с получением ОО пермеата и ОО ретентата.
ОО ретентат выпарили до содержания сухих веществ 17%. Композиции молочного сырьевого материала, то есть, обезжиренное молоко, УФ ретентат и пермеат, ОО ретентат и прошедший выпаривание ОО ретентат приведены в Таблице 1, ниже.
| Таблица 1 | |||||
| Обезжиренное молоко | УФ ретентат | УФ пермеат | ОС ретентат | ОС прошедший выпаривание ретентат | |
| Белок (%) | 3,4 | 12,2 | 0,2 | - | |
| Жир (%) | <0,1 | 0,2 | 0,0 | ||
| Лактоза (%) | 4,6 | 4,9 | 4,5 | 0,2 | 2,0 |
| Зола (%) | 0,8 | 1,6 | 0,5 | 1,7 | 13,8 |
| Сухое вещество (%) | 9,3 | 19,3 | 5,5 | 2,1 | 17 |
| Na (мг/кг) | 390 | 450 | 370 | 1700 | 13500 |
| K (мг/кг) | 1700 | 1990 | 1600 | 6300 | 50200 |
| Ca (мг/кг) | 1200 | 3700 | 250 | 180 | 1400 |
| Mg (мг/кг) | 120 | 250 | 70 | 50 | 420 |
| P (мг/кг) | 940 | 2500 | 340 | 270 | 2100 |
| Na+K/белок (мг/г белка) | 20 |
Прошедший выпаривание ОС ретентат (700 кг) и УФ ретентат (10000 кг) смешали вместе и выпарили до содержания сухих веществ от 33% до 40%. Полученную в результате смесь подвергли сушке с получением порошкообразной формы (порошкообразная форма 1) с соответствующей тепловой обработкой традиционного сухого молока низкотемпературной обработки.
УФ ретентат, полученный при ультрафильтрации обезжиренного молока, подвергли выпариванию и сушке с получением порошкообразной формы (порошкообразная форма 2) с соответствующей тепловой обработкой традиционного сухого молока низкотемпературной обработки.
Композиции порошкообразной формы и порошкообразной формы 2 приведены в Таблице 2, ниже.
| Таблица 2 | ||
| Композиции порошкообразной формы и порошкообразной формы 2 | ||
| Порошкообразная форма 1 | Порошкообразная форма 2 | |
| Белок (%) | 57,5 | 60,7 |
| Жир (%) | 0,8 | 0,9 |
| Лактоза (%) | 23,9 | 24,5 |
| Зола (%) | 12,6 | 7,7 |
| Сухое вещество (%) | 97 | 96,5 |
| Na (мг/кг) | 6500 | 2300 |
| K (мг/кг) | 25900 | 10000 |
| Ca (мг/кг) | 18000 | 18500 |
| Mg (мг/кг) | 1300 | 1200 |
| P (мг/кг) | 12700 | 12600 |
| Na+K/белок (мг/г белка) | 56 | 20 |
ПРИМЕР 2
Обезжиренное молоко подвергли ультрафильтрации по Примеру 1 за исключением того, что коэффициент концентрирования составил 1,6, с получением УФ ретентата.
Сырную сыворотку подвергли нанофильтрации при использовании мембраны Desal DK (Osmonics, USA) при температуре <15°C и с коэффициентом концентрирования 4,5 с получением нанофильтрационного (НФ) пермеата и нанофильтрационного (НФ) ретентата. НФ пермеат концентрировали при использовании обратного осмоса (ОО) по Примеру 1. Полученный ОО ретентат выпарили до содержания сухих веществ 17,5%.
Композиции УФ ретентата, сырной сыворотки, ОО ретентат и прошедшего выпаривание ОО ретентата приведены в Таблице 3, ниже.
| Таблица 3 | ||||
| УФ ретентат | Сырная сыворотка | ОС ретентат | ОС прошедший выпаривание ретентат | |
| Белок (%) | 5,5 | 0,7 | - | |
| Жир (%) | 0,1 | <0,1 | ||
| Лактоза (%) | 4,7 | 4,4 | 0,29 | 3,0 |
| Зола (%) | 1,0 | 0,52 | 1,41 | 14,6 |
| Сухое вещество (%) | 10,7 | 5,8 | 1,69 | 17,5 |
| Na (мг/кг) | 400 | 370 | 1400 | 14100 |
| K (мг/кг) | 1800 | 1500 | 5100 | 52500 |
| Ca (мг/кг) | 1700 | 370 | 150 | 1500 |
| Mg (мг/кг) | 150 | 80 | 45 | 470 |
| P (мг/кг) | 1300 | 390 | 240 | 2500 |
УФ ретентат обезжиренного молока (10000 кг) и прошедший выпаривание ОС ретентат сырной сыворотки (120 кг) смешали вместе, выпарили и подвергли сушке с получением порошкообразной формы (порошкообразная форма 3) по Примеру 1. Композиция порошкообразной формы 3 приведена в Таблице 4 ниже.
| Таблица 4 | |
| Порошкообразная форма 3 | |
| Белок (%) | 46,9 |
| Жир (%) | 0,7 |
| Лактоза (%) | 40,9 |
| Зола (%) | 10,4 |
| Сухое вещество (%) | 97 |
| Na (мг/кг) | 5000 |
| K (мг/кг) | 21000 |
| Ca (мг/кг) | 15000 |
| Mg (мг/кг) | 1300 |
| P (мг/кг) | 11600 |
| Na+K/белок (мг/г белка) | 55 |
ПРИМЕР 3
Обезжиренное молоко подвергли выпариванию с получением концентрата молока с содержанием сухих веществ 30%. Концентрат молока закачали в хроматографическую колонку с катионообменной смолой. Обезжиренное молоко элюировали через катионообменную смолу и собрали, таким образом, значительная часть минеральных веществ молока и белков были в той же самой фракции. Разделение может быть проведено, таким образом, что значительная часть белка и минеральных веществ собирается в единую фракцию, при этом лактоза остается в колонке. Когда сбор фракций закончили, значительная часть лактозы все еще оставалась в хроматографической колонке. Хроматографическое разделение провели при температуре около 60°C.
Фракцию, полученную при хроматографическом разделении, подвергли сушке с получением порошкообразной формы (порошкообразная форма 4) по Примеру 1.
Композиция фракции, собранной при хроматографическом разделении, и порошкообразной формы 4 приведены в Таблице 5 ниже.
| Таблица 5 | ||
| Хроматографическая фракция обезжиренного молока | Порошкообразная форма 4 | |
| Белок (%) | 5,47 | 64,1 |
| Жир (%) | 0,09 | 0,9 |
| Лактоза (%) | 1,4 | 16,3 |
| Зола (%) | 1,2 | 13,5 |
| Сухое вещество (%) | 8,3 | 96,7 |
| Na (мг/кг) | 1100 | 12800 |
| K (мг/кг) | 2200 | 25700 |
| Ca (мг/кг) | 1400 | 18500 |
| Mg (мг/кг) | 180 | 2100 |
| P (мг/кг) | 1400 | 16000 |
| Na+K/белок (мг/г белка) | 60 |
ПРИМЕР 4
Из фракций и порошкообразных форм по Примеру 1-3 получили различные молочные напитки. Конкретные композиции приведены в Таблице 7. Количественные показатели приведены в процентах каждой фракции в композиции.
Дополнительно, для получения напитков к указанным фракциям и порошкообразным формам использовали молоко и сухое молоко низкотемпературной обработки. Их композиции приведены в Таблице 6.
| Таблица 6 | ||
| Обезжиренное молоко | Сухое молоко низкотемпературной обработки | |
| Белок (%) | 3,4 | 36,8 |
| Жир (%) | <0,1 | 0,4 |
| Лактоза (%) | 4,6 | 46,1 |
| Зола (%) | 0.8 | 8,2 |
| Сухое вещество (%) | 9,0 | 96,6 |
| Na (мг/кг) | 390 | 4200 |
| K (мг/кг) | 1700 | 17000 |
| Ca (мг/кг) | 1200 | 12000 |
| Mg (мг/кг) | 120 | 1200 |
| P (мг/кг) | 940 | 9500 |
| Na+K/белок (мг/г белка) | 61 | 58 |
| Таблица 7 | |||||||||
| Порош-кообразная форма 1 | Порош-кообразная форма 2 | Порош-кообразная форма 3 | Порош-кообразная форма 4 | Обезжиренное молоко | Сухое молоко низкотемпературной обработки | Вода | ОС ретен-тат | УФ ретен-тат (При-мер 1) | |
| Напиток 1 | 2,4 | 54,0 | 43,6 | ||||||
| Напиток 2 | 2,4 | 54,0 | 42,7 | 0,9 | |||||
| Напиток 3 | 7,1 | 92,9 | |||||||
| Напиток 4 | 2,4 | 54,0 | 43,6 | ||||||
| Напиток 5 | 2,4 | 5,4 | 92,2 | ||||||
| Напиток 6 (Контроль) | 100 | ||||||||
| Напиток 7 (Контроль) | 9,0 | 91,0 | |||||||
| Напиток 8 | 2,0 | 60,0 | 38,0 | ||||||
| Напиток 9 | 54,0 | 33,4 | 0,9 | 11,9 |
Напитки пастеризовали, подавая острый УВТ пар (УВТ ультравысокой температуры) при использования устройства (APV, Denmark) при температуре 153°C в течение 4 секунд. Напитки асептически упаковали. Перед упаковкой в напитки асептически добавили 0,03 вес.% лактозы (Godo YNL2, Oenon, Japan). Молочные напитки были свободны от лактозы после одной недели хранения. Композиции указанных выше девяти напитков приведены в Таблице 8.
| Таблица 8 | |||||||||
| Напиток 1 | Напиток 2 | Напиток 3 | Напиток 4 | Напиток 5 | Напиток 6 (Конт-роль) | Напиток 7 (Конт-роль) | Напиток 8 | Напиток 9 | |
| Белок (%) | 3,3 | 3,3 | 3,3 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 3,3 | 3,3 | 3,3 |
| Жир (%) | <0,1 | <0,1 | <0,1 | <0,1 | <0,1 | <0,1 | <0,1 | <0,1 | <0,1 |
| Лактоза (%) | 3,0 | 3,1 | 2,90 | 3,07 | 2,06 | 4,60 | 4,15 | 3,09 | 3,08 |
| Зола (%) | 0,75 | 0,77 | 0,81 | 0,64 | 0,82 | 0,77 | 0,81 | 0,76 | 0,76 |
| Сухое вещество (%) | 7,23 | 7,37 | 6,96 | 7,21 | 7,62 | 9,00 | 8,77 | 7,36 | 7,31 |
| Na (мг/кг) | 370 | 400 | 370 | 270 | 400 | 390 | 390 | 500 | 400 |
| K (мг/кг) | 1500 | 1600 | 1500 | 1100 | 1500 | 1700 | 1500 | 1500 | 1600 |
| Ca (мг/кг) | 1100 | 1100 | 1100 | 1100 | 1100 | 1200 | 1100 | 1100 | 1100 |
| Mg (мг/кг) | 100 | 100 | 90 | 90 | 100 | 120 | 110 | 110 | 100 |
| P (мг/кг) | 810 | 830 | 820 | 810 | 820 | 940 | 900 | 900 | 820 |
| После тепловой обработки | |||||||||
| Фурозин (мг/кг) | 18 | 18 | 30 | 19 | 31 | 14 | 42 | 18 | 14 |
| мг/г белка | 0,55 | 0,54 | 0,90 | 0,57 | 0,92 | 0,46 | 1,27 | 0,54 | 0,43 |
| Перед тепловой обработкой | |||||||||
| Фурозин (мг/кг) | 7 | 8 | 20 | 8 | 21 | 2 | 24 | 6 | 2 |
| мг/г белка | 0,23 | 0,23 | 0,59 | 0,23 | 0,61 | 0,06 | 0,73 | 0,19 | 0,06 |
Проводили оценку органолептических свойств напитков с температурой около 15°C через около одной недели после получения. Результаты оценки приведены в Таблице 9. Органолептические свойства сравнили с нормальным обезжиренным молоком (напиток 6), содержащим натуральную лактозу.
| Таблица 9 | |
| Напиток | |
| 1 | Аналогичный нормальному молоку |
| 2 | Аналогичный нормальному молоку |
| 3 | Аналогичный нормальному молоку |
| 4 | Аналогичный нормальному молоку, слегка водянистый |
| 5 | Аналогичный нормальному молоку |
| 6 | Сладкий |
| 7 | Сладкий |
| 8 | Аналогичный нормальному молоку |
| 9 | Аналогичный нормальному молоку |
Все напитки 1-9 получили, таким образом, что они имели заданное содержание белка, то есть, около 3,3% (Таблица 8). Следовательно, другие результаты по напиткам сравнимы и достоверны. Из результатов, приведенных в Таблице 8 видно, что содержание фурозина в контрольном напитке 7, который представлял восстановленный молочный напиток, полученный только из сухого обезжиренного молока, было значительно более высоким, чем таковое в других напитках. Самый низкий уровень фурозина был достигнут в напитке 6, который представлял обычное обезжиренное молоко с пониженным содержанием жира, но с природным содержанием лактозы, и напитке 9, который представлял составленный из обезжиренного молока, воды, УФ ретентата и ОС ретентата. Неожиданно было определено только небольшое повышение содержания фурозина в других напитках по сравнению с напитками 6 и 9, хотя все другие указанные напитки были получены из сухого содержащего белок молока. Также содержание фурозина в напитках 3 и 5 было по существу ниже, чем таковое в напитке 7, хотя напитки 3,5 и 7 все были получены из воды и порошкообразных форм на основе молока.
По вкусу самыми похожими на обычное УВТ обезжиренное молоко были напитки 1, 2, 3, 5, 8 и 9. Вкус напитка 4 был похожим на таковой обычного молока за исключением того, что он был немного водянистым. Самые сильными отклонения вкуса были обнаружены у напитков 6 и 7, которые были значительно слаще и не соответствовали таковым свойствам обычного УВТ молока. Дополнительно, в каждый напиток 2-9 за исключением 5, при получении были добавлены сливки (38%) с получением содержания жира в напитке 1,5%.
Порошкообразную форму 1 по Примеру 1 получили из молока при проведении ультрафильтрации молока с содержанием жира 3,1% и сушкой УФ ретентата с получением порошкообразной формы, которую использовали аналогично порошкообразной форме 1 при получении напитков 1 и 5. Напитки 1 и 5 имели содержание жира 1,5%.
Результаты, полученные для каждого напитка с содержанием жира 1,5%, были аналогичными таковым, приведенным в Таблице 9, за исключением водянистого вкуса напитка 4, который был частично замаскирован жирностью.
Качество напитков контролировали органолептически в течение 6 месяцев, при этом не наблюдалось значительных изменений.
Результаты показали, что свободный от лактозы молочный напиток по настоящему изобретению, полученный из порошкообразной формы 1 по Примеру 1, имел лучший вкус, чем восстановленное молоко, полученное из обычного сухого обезжиренного молока (напиток 7; контроль). Дополнительно, содержание фурозина в напитке по настоящему изобретению значительно ниже, чем таковое в контрольном молоке. Дополнительно, неожиданно вкус и текстура сохранились лучше в напитке по настоящему изобретению, чем в обычном УВТ обезжиренном молоке.
Специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, понятно, что поскольку технологии развиваются, концепция настоящего изобретения может быть воплощена различными способами. Настоящее изобретение и варианты изобретения не ограничиваются приведенными выше примерами, но могут варьировать в пределах объема формулы изобретения.
1. Пищевой порошкообразный молочный продукт с пониженным содержанием углеводов, имеющий соотношение углеводов к белку не более 1,1, с содержанием белка по меньшей мере 45% по сухому веществу и соотношением золы к белку по существу аналогичным таковому в молочном сырьевом материале, используемом в качестве исходного материала.
2. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, в котором соотношение углеводов к белку составляет не более 0,9.
3. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.2, в котором соотношение углеводов к белку составляет не более 0,4.
4. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, в котором соотношение углеводов к белку составляет по меньшей мере 0,02.
5. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, в котором соотношение моновалентных минеральных веществ к белку по существу аналогично таковому в молочном сырьевом материале.
6. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, содержащий концентрат молочного белка, полученный при ультрафильтрации молочного сырьевого материала.
7. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, содержащий концентрат минеральных веществ, полученных при проведении обратного осмоса нанофильтрационного пермеата, полученного при проведении нанофильтрации ультрафильтрационного пермеата молочного сырьевого материала.
8. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, содержащий фракцию, содержащую белок и минеральные вещества, полученные при проведении хроматографического разделения молочного сырьевого материала.
9. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, содержащий от 45 до 65% белка, от 4,6 до 41% углеводов и от 1,0 до 14% золы от общего сухого обезжиренного молочного остатка.
10. Пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1, содержащий от около 48 до 60% белка, от около 24 до 43% углеводов и от около 10 до 13% золы от общего сухого обезжиренного молочного остатка.
11. Способ получения пищевого порошкообразного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов по п.1, включающий удаление углеводов из молочного сырьевого материала с получением пищевой молочной композиции с пониженным содержанием углеводов и концентрирование указанной пищевой молочной композиции в порошкообразный продукт.
12. Способ по п.11, в котором удаление проводят при использовании ферментов, хроматографии, осаждения или их комбинации.
13. Способ по п.11, включающий:
a) разделение компонентов молочного сырьевого материала на белковую фракцию, углеводную фракцию и фракцию минеральных веществ;
b) объединение по меньшей мере части белковой фракции и фракции минеральных веществ с получением пищевого порошкообразного молочного продукта.
14. Способ по п.13, в котором разделение проводят при использовании ультрафильтрации (УФ), нанофильтрации (НФ) и обратного осмоса (ОО).
15. Способ по п.14, в котором молочный сырьевой материал подвергают ультрафильтрации (УФ) с получением УФ пермеата и белковой фракции в качестве УФ ретентата.
16. Способ по п.15, в котором ультрафильтрационный пермеат подвергают нанофильтрации (НФ) с получением НФ пермеата и углеводной фракции в качестве НФ ретентата и НФ пермеат подвергают обратному осмосу (ОО) с получением фракции минеральных веществ в качестве ОО ретентата.
17. Способ по п.13, в котором одну или обе белковую фракцию и фракцию минеральных веществ концентрируют до содержания сухих веществ по меньшей мере 17%.
18. Применение сухого молока с соотношением углеводов к белку, составляющим не более 1,1, и содержанием белка по меньшей мере 45% по сухому веществу для получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов.
19. Применение сухого молока по п.18, в котором сухое молоко представляет собой пищевой порошкообразный молочный продукт по п.1 или полученный способом по п.11.
20. Применение по п.18, в котором восстановленный молочный продукт представляет собой молочный напиток.
21. Применение по п.18, в котором количество сухого молока в восстановленном молочном продукте составляет от 0,5 до 15 вес. %, предпочтительно от 2 до 7 вес. %.
22. Способ получения восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов, включающий восстановление сухого молока с соотношением углеводов к белку, составляющим не более 1,1, и содержанием белка по меньшей мере 5,4% по сухому веществу жидкостью и необязательно другими ингредиентами с получением восстановленного молочного продукта с пониженным содержанием углеводов.
23. Способ по п.22, в котором восстановленное молоко представляет собой напиток.
24. Способ по п.22, в котором содержание углеводов в восстановленном молочном продукте составляет не более 3,1 вес. %.
25. Способ по п.22, в котором восстановленный молочный продукт подвергают тепловой обработке.
26. Способ по п.22, в котором любую остаточную лактозу в восстановленном молочном продукте гидролизуют.
27. Способ по п.26, в котором любую остаточную лактозу в восстановленном молочном продукте гидролизуют после тепловой обработки.
28. Способ по п.22, в котором органолептические свойства восстановленного молочного продукта аналогичны таковым у обезжиренного молока.
