Способ получения сухой высокобелковой молочной смеси для профилактики остеопении у детей и подростков с целиакией

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной. Способ получения сухой высокобелковой молочной смеси для профилактики остеопении у детей и подростков с целиакией включает пастеризацию молочного сырья, охлаждение, ультрафильтрацию, внесение фермента β-галактозидазы и проведение гидролиза молочного сахара в течение 3-4 ч при температуре 40-42°С. Пастеризацию при 90-92°С в течение 8-10 мин, измерение содержания белка в гидролизованном ультрафильтрационном концентрате, составление смеси гидролизованного ультрафильтрационно концентрированного обезжиренного молока или восстановленного обезжиренного молока, с концентратом молочного белка и/или концентратом сывороточного белка, и/или микропартикулятом сывороточных белков. Перемешивание смеси до однородности и полного растворения белка, внесение витаминно-минерального премикса D3 и Са, пробиотика и пребиотика, нуклеотидов и перемешивание смеси до однородности и полного растворения белка. Нормализацию смеси по жиру сливками до содержания жира 1,5-5%, измерение содержания белка в смеси, гомогенизацию при давлении 12-17 МПа и температуре 40-65°С, пастеризацию при температуре 70-75°C с выдержкой 15 секунд при перемешивании. Последующее сгущение при 60-65°С в течение 45-50 мин до достижения 40-45% сухих веществ и сушку на распылительной сушилке. Способ позволяет повысить пищевую и биологическую ценность продукта, а также сохранить консистенцию и вкусовые качества продукта в процессе его хранения. 2 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к диетическому питанию и может быть использовано для профилактики остеопении у детей и подростков с целиакией.

Целиакия - мультифакториальное заболевание, при котором важнейшим инициирующим фактором у лиц с генетической предрасположенностью, ассоциированной с антигенами HLAII класса HLA-DQ2 и HLA-DQ8, является потребление глютена [1, 2, 3]. Диагностика данного заболевания основывается на комплексном анализе клинико-анамнестических данных, наличии положительных специфических антител (к тканевой трансглутаминазе - анти-тТГ, к деамидированным пептидам глиадина - анти-ДПГ, к эндомизию - ЭМА), морфологического исследования слизистой оболочки тощей кишки (атрофия ворсин, углубление крипт, лимфоплазмоцитарная инфильтрация) и HLA-типирования (аллелей предрасположенности целиакии DQ2/DQ8) [1, 4]. На сегодняшний день единственным эффективным методом лечения целиакии является строгая пожизненная безглютеновая диета (БГД). Соблюдение диеты предполагает полное исключение из пищевого рациона продуктов, содержащих «явный» глютен (хлеб, хлебобулочные, кондитерские, макаронные изделия и т.д.), а также его следы - «скрытый» глютен, используемый в качестве пищевой добавки в процессе производства. «Скрытый» глютен могут содержать многие сладости, консервированные продукты, полуфабрикаты из измельченного мяса и рыбы, морепродукты, крабовые палочки, сухие супы, мороженое, йогурты, кетчуп, майонез, некоторые пищевые добавки и другие продукты [5, 6].

Высокобелковую молочную смесь получают из ультрафильтрационного концентрата молока с фактором концентрирования 2 и концентрата молочного белка и/или концентрата сывороточного белка и/или микропартикулята сывороточных белков с последующей гидрализацией молочного сахара, обогащенного витаминно-минеральным премиксом (витамин D3 и Са) и нуклеотидами и/или про- и пребиотиками, сгущают до 25-30% сухих веществ и сушат [7].

Известен способ получения сухой молочной сыворотки, предусматривающий сбор и резервирование молочной сыворотки, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, сгущение и сушку сгущенной сыворотки. Перед сгущением в молочной сыворотке проводят изомеризацию и мутаротацию лактозы путем введения в нее щелочи до достижения рН 10,5-11,5 при температуре 65-75°С и термостатирование в течение 15-25 мин с последующей нейтрализацией кислой сывороткой. Способ обеспечивает наличие бифидогенных свойств готового продукта - лактулозы и бета-формы лактозы [8].

Недостаток данного способа - низкая питательная ценность из-за низкого содержания белка.

Известен способ производства сухого молочного продукта на основе молочной сыворотки, включающий пастеризацию молочной сыворотки, смешивание ее с гидролизатом обезжиренного молока в количестве 2,5-10%, изомеризацию лактозы в лактулозу, нейтрализацию обогащенной гидролизатом молочной сыворотки раствором лимонной кислоты до рН 6,3-6,7. Затем внесением биомассы бифидобактерий в количестве 5-10% от объема сыворотки с титром 10⁸-10⁹ кл/см³ и сквашивания при температуре 36-38°С в течение 18-24 ч до получения концентрата с титром не менее 10⁹-10¹⁰ кл/см³, сгущения до 25-30% сухих веществ и высушивание [9].

Однако полученный молочный продукт не возможен для использования при остеопении у детей и подростков с целиакией, имея сладко-солоноватый, слегка кисловатый вкус, затрудняя употребление его детьми.

Поставлена задача получения диетического продукта для больных целиакией с повышенной пищевой и биологической ценностью, повышение диетических и вкусовых свойств.

Поставленная задача достигается внесением в смесь гидролизованного ультрафильтрационно концентрированного обезжиренного молока, или восстановленного обезжиренного молока с концентратом молочного белка и/или концентратом сывороточного белка, и/или микропартикулятом сывороточных белков витаминно-минерального премикса D3 и Са, про- и пребиотиков, нуклеотидов, с гомогенизацией смеси, пастеризацией, сгущением и сушкой на распылительной сушилке.

Осуществление изобретения

Способ осуществляют при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: молочная смесь парализованного ультрафильтрационного концентрата и концентрата молочных белков - 70-80; пребиотик - 0,1-5; витаминно-минеральный премикс - 0,16 с учетом перезакладки в 50%; пробиотические микроорганизмы Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueskii subsp.bulgaricus - 15-20%; нуклеотидами - 72 мг/л.

При составлении смеси используют концентрированное обезжиренное молоко или восстановленное обезжиренное молоко с ФК=1,4-3 с массовой долей белка 4,0-6,0%, полученных методом ультрафильтрации.

Содержание белка в продукте, представленного молочными и сывороточными белками, составляет 10-30% по массе сухого продукта, что способствует формированию ощущения сытости, уменьшения калорийности потребляемой пищи, стимуляции сжигания жира и роста мышечной массы, способствует достижению и поддержанию «здорового» веса. Снижение содержания белка в продукте менее указанного диапазона приведет к недостаточному обеспечению полноценным белком и аминокислотами с разветвленной цепочкой. При повышении содержания белка, свыше заявляемого количества, уменьшается квота других компонентов продукта, что приведет к снижению его функциональной направленности и сделает невозможным достижение заявленного технического результата.

До пастеризации вместе с белком в полученную смесь может быть внесен витамин D3 в количестве от 0,1 до 3,0 мкг на 100 г готового продукта. Витаминно-минеральный премикс может представлять собой смесь витамина Д3 и Са.

Для улучшения растворимости белка и гидратации перед гомогенизацией, смесь нагревают при постоянном перемешивании до 50°С, затем смесь охлаждают до температуры гомогенизации.

Если в смеси используют сухие компоненты, то их перед внесением в молочную смесь восстанавливают в небольшом объеме молочного сырья с постоянным перемешиванием и нагревом до 50°С.

Осуществление изобретения

Продукт может быть получен несколькими способами.

По первому способу указанный технический результат достигается тем, что способ получения сухой высокобелковой молочной смеси предусматривает пастеризацию обезжиренного молока, охлаждение до температуры ультрафильтрации 10-12°С, ультрафильтрацию при давлении 2-4 bar до фактора концентрирования 2. В ульрафильтрационно концентрированное обезжиренное молоко вносят фермент P-галактозидазу и проводят гидролиз молочного сахара (лактозы) в течение 3-4 ч при температуре 40-42°С. Затем пастеризуют при 90-92°С в течение 8-10 мин., измеряют содержание белка в гидролизованном ультрафильтрационном концентрате, составляют смесь гидролизованного ультрафильтрационно концентрированного обезжиренного молока с концентратом молочного белка и/или концентратом сывороточного белка, и/или микропартикулятом сывороточных белков в количестве (1,0-20,0) % от массы молочной основы. Используя мешалку смесь перемешивают до тех пор, пока она не станет однородной и белок полностью растворится. Для улучшения растворимости белка и гидратации возможен нагрев смеси до 50°С, затем вносят витаминно-минеральный премикс D3 с Са, нуклеотидами и пробиотическими микроорганизмами Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueskii subsp.bulgaricus и пребиотики, перемешивают смесь до однородности и полного растворения белка. Нормализуют смесь по жиру сливками до содержания жира 1,5-5%, измеряют содержание белка в смеси, затем охлаждают до температуры гомогенизации, и проводят гомогенизацию при давлении 12-17 МПа и температуре 40-65°С. Далее смесь пастеризуют при температуре 70-75°C с выдержкой 15 с. при перемешивании, сгущают при 60-65°С в течение 45-50 мин до достижения 40-45% сухих веществ и сушат на распылительной сушке. Готовый продукт направляют на фасовку и хранение.

По второму способу сухое обезжиренное молоко перед пастеризацией охлаждают до температуры ультрафильтрации 10-12°С, с проведением ультрафильтрации при давлении 2-4 bar до фактора концентрирования 2. В ульрафильтрационно концентрированное обезжиренное молоко вносят фермент P-галактозидазу и проводят гидролиз молочного сахара (лактозы) в течение 3-4 ч при температуре 40-42°С. Затем проводят пастеризацию при 90-92°С в течение 8-10 мин, измерение содержания белка в гидролизованном ультрафильтрационном концентрате и составляют смесь гидролизованного ультрафильтрационно -концентрированного обезжиренного молока с концентратом молочного белка и/или концентратом сывороточного белка, и/или микропартикулятом сывороточных белков в количестве (1,0-20,0) % от массы молочной основы. Используя мешалку, перемешивают смесь до тех пор, пока она не станет однородной и белок полностью растворится (возможен нагрев до 50°С для улучшения растворимости белка и гидратации). Далее осуществляют внесение витаминно-минерального премикса D3 и Ca, нуклеотида и пробиотических микроорганизмов Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueskii subsp.Bulgaricus и пребиотика. Перемешивают смесь до однородности и полного растворения белка, нормализуют смесь по жиру сливками до содержания жира 1,5-5%, измеряют содержание белка, затем охлаждают до температуры гомогенизации и проводят гомогенизацию при давлении 12-17 МПа и температуре 40-65°С и пастеризуют при температуре 70-75°С с выдержкой 15 с. при перемешивании, сгущают при 60-65°С в течение 45-50 мин до достижения 40-45% сухих веществ, и сушат на распылительной сушке. Готовый продукт направляют на фасовку и хранение.

Была проведена оценка конкретных вкусовых характеристик продукта, изготовленного с использованием молочной основы, полученной заявляемым способом. Эта оценка показала, что в процессе хранения указанного продукта хорошо сохранились его консистенция и вкусовые качества.

Характеристика полученной предлагаемым способом сухой высокобелковой молочной смеси, обогащенной витамином D3 и Ca, и нуклеотидами для профилактики остеопении у детей и подростков с целиакией

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1. Обезжиренное молоко с массовой долей сухих веществ 9,5% из резервуара для промежуточного хранения подают на пастеризационно-охладительную установку для пастеризации. Затем производят охлаждение до температуры ультрафильтрации 8-12°С, после чего пастеризованное охлажденное молоко подают на ультрафильтрацию. Ультрафильтрацию проводят до фактора концентрирования 2.

Для проведения гидролиза лактозы ультрафильтрационный концентрат обезжиренного молока направляют в емкостной аппарат из нержавеющей стали, оснащенный рубашкой и мешалкой. В ульрафильтрационно- концентрированное обезжиренное молоко вносят фермент P-галактозидазу и проводят гидролиз молочного сахара (лактозы) в течение 3-4 ч при температуре 40-42°С. Затем проводят пастеризацию при 90-92°С в течение 8-10 мин.

После проведения пастеризации проводят охлаждение до 50°С и составляют смесь.

Полученную смесь пастеризуют в пастеризационно-охладительной установке при температуре 70-75°С и выдержке 15 с. Допускается хранение пастеризованной смеси при температуре 2-4°С не более 24 ч.

Смесь направляют на сгущение до 40-45% сухих веществ с последующей сушкой на распылительной сушилке.

В составе сухого концентрата содержится 4×10 кл/г бифидобактерий и 10% белка, 3 мкг витамина Д3. После чего технологический процесс считается законченным, и продукт готов к реализации.

Пример 2. Сухое обезжиренное молоко восстанавливают до массовой доли сухих веществ 12,5%, из резервуара для промежуточного хранения подают на пастеризационно-охладительную установку для пастеризации. Затем производят охлаждение до температуры ультрафильтрации 8-12°С, после чего пастеризованное охлажденное молоко подают на ультрафильтрацию. Ультрафильтрацию проводят до фактора концентрирования 2.

Для проведения гидролиза лактозы ультрафильтрационный концентрат обезжиренного молока направляют в емкостной аппарат из нержавеющей стали, оснащенный рубашкой и мешалкой. В ульрафильтрационно-концентрированное обезжиренное молоко вносят фермент P-галактозидазу и проводят гидролиз молочного сахара (лактозы) в течение 3-4 ч при температуре 40-42°С. Затем проводят пастеризацию при 90-92°С в течение 8-10 мин.

После пастеризации проводят охлаждение смеси до 50°С и составляют смесь.

Полученную смесь пастеризуют в пастеризационно-охладительной установке при температуре 70-75°С и выдержке 15 с.

Допускается хранение пастеризованной смеси при температуре 2-4°С не более 24 ч.

Смесь направляют на сгущение до 40-45% сухих веществ и последующую сушку на распылительной сушилке.

В составе сухого концентрата содержится 4×10 кл/г бифидобактерий и 10% белка, 3 мкг витамина Д3. После чего технологический процесс закончен, и продукт готов к реализации.

Техническими результатами предлагаемого способа являются:

- повышение биологической ценности молочного продукта, обогащенного витаминно-минеральным премиксом (витамин D3 и Ca);

- повышение вкусовых и органолептических свойств продукта;

- придание функциональности продукту обогащением нуклеотидами и пробиотиками;

- повышение диетических качеств продукта снижением калорийности продукта, использованием микропартикулята сывороточных белков - молочной сыворотки, модифицирование методами ультрафильтрации и микропартикуляции, содержащей агломераты сывороточных белков с размером частиц, схожим с шариками молочного жира. По своим органолептическим показателям микропартикулят аналогичен молочным сливкам: имеет однородную, в меру вязкую консистенцию, белый цвет и чистый молочный аромат, что позволит уменьшить содержание жира в смеси;

- при введении в продукт комплекса растительных пищевых волокон, состоящих из гуммиарабика, позволит оказывать выраженный пребиотический эффект на позитивную аутофлору кишечника;

- введение в продукт витаминно-минерального премикса (витамин D3 и Ca) позволяет нормализовать состояние белкового обмена и повысить пищевую ценность продукта;

- сохранение консистенции и вкусовых качеств продукта без их изменения в процессе хранения;

- применение данного продукта позволяет исключить потребителей из группы риска при недостаточности Ca и витамина D3, у них отмечается нормализация минеральной плотности костной ткани.

Источники информации

1. Всероссийский консенсус по диагностике и лечению целиакии у детей и взрослых // ConsiliumMedicum. Педиатрия (Прил.). - 2016. - №1. -С. 6-19.

2. Шумилов П.В., Мухина Ю.Г., Нетребенко O.K., Рязанова О.В. и др. Современные представления о патогенетических механизмах целиакии: определяющая роль в клинических вариантах течения // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. - 2016. - Т. 95, №6. - С. 110-121.

3. Бельмер С.В., Гасилина Т.В. Целиакия: от патогенеза к лечению // Вопросы современной педиатрии. - 2013. - Т. 12, №3. С. 12-17.

4. Янкина Г.Н., Кондратьева Е.И., Лошкова Е.В., Терентьева А.А. Особенности диагностики и лечения различных форм непереносимости белка пшеницы // Вопросы детской диетологии. - 2017. - Т. 15, №1. - С. 13-24.

5. Целиакия у детей / Под ред. С.В. Бельмера, М.О. Ревновой. - М.: ИД «Медпрактика-М», 2015. - 416 с.

6. Бельмер С.В. Современные принципы диетотерапии целиакии // Российский вестник перинатологии и педиатрии. - 2012. - №6. - С. 97-101.

7. Забодалова Л.А., Яковченко Н.В. Современные направления промышленного производства продуктов на молочной основе: Учеб. - метод, пособие. СПб.: Университет ИТМО; ИХиБТ, 2015. 40 с.

8. Патент РФ №2098977, А23С 21/10, 20.12.1997, приор. 18.01.96, опубл. 20.12.97, бюл. №35).

9. Патент РФ №2327358, А23С 21, 27.06.2012, приор. 29.09.2010, опубл. 27.06.2012.

1. Способ получения сухой высокобелковой молочной смеси для профилактики остеопении у детей и подростков с целиакией, включающий пастеризацию молочного сырья, охлаждение, ультрафильтрацию, внесение фермента β-галактозидазы и проведение гидролиза молочного сахара (лактозы) в течение 3-4 ч при температуре 40-42°С, пастеризацию при 90-92°С в течение 8-10 мин, измерение содержания белка в гидролизованном ультрафильтрационном концентрате, составление смеси гидролизованного ультрафильтрационно концентрированного обезжиренного молока или восстановленного обезжиренного молока, с концентратом молочного белка и/или концентратом сывороточного белка, и/или микропартикулятом сывороточных белков, перемешивание смеси до однородности и полного растворения белка, внесение витаминно-минерального премикса D3 и Са, пробиотика и пребиотика, нуклеотидов, перемешивание смеси до однородности и полного растворения белка, нормализацию смеси по жиру сливками до содержания жира 1,5-5%, измерение содержания белка в смеси, гомогенизацию при давлении 12-17 МПа и температуре 40-65°С, пастеризацию при температуре 70-75°C с выдержкой 15 секунд при перемешивании, последующее сгущение при 60-65°С в течение 45-50 мин до достижения 40-45% сухих веществ и сушкой на распылительной сушилке.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для улучшения растворимости белка и гидратации, смесь перед гомогенизацией при перемешивании нагревают до 50°С, затем ее охлаждают до температуры гомогенизации.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед внесением в молочную смесь сухих компонентов, их предварительно восстанавливают в небольшом объеме молочного сырья, с постоянным перемешиванием и нагревом до 50°С.