Способ получения кисломолочного продукта из концентратов вторичного молочного сырья - RU2580023C1

Описание

Изобретение относится к молочной промышленности и может применяться при производстве кисломолочных продуктов с повышенной биологической ценностью.

Реализация сбалансированного питания в современных условиях жизни и деятельности человека является важной задачей. В условиях гипокинетического состояния возникают определенные нарушения в обмене веществ в сторону жирообразования и накопления холестерина. Поэтому большим спросом пользуются те продукты, которые имеют низкую энергетическую ценность, но содержат комплекс биологически активных веществ. В качестве молочной основы для производства таких продуктов в большей степени подходят молочная сыворотка и пахта, использование которых способствует увеличению объемов производства и разнообразию ассортимента.

Наибольшее внимание в настоящее время уделяется целесообразности повышения содержания белка в молочных продуктах из-за большого дефицита его в питании. Исследования показывают, что 99% населения России недополучают его в своем рационе [Проект постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации "О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом микронутриентов, развитию производства пищевых продуктов функционального и специализированного назначения" Изменен: 25.05.2013]. Для повышения массовой доли белка, улучшения органолептических показателей и сохранения биологически активных веществ в новом продукте предусмотрено концентрирование пахты и подсырной обезжиренной сыворотки на нанофильтрационной установке.

Известен способ получения ферментированного продукта из пахты, предусматривающий концентрирование пахты методом выпаривания до содержания сухих веществ 10-14%, пастеризацию пахты, охлаждение до температуры заквашивания и внесение закваски. При этом после концентрирования в пахту вносят подслащивающий компонент или сахар-песок, а в качестве закваски используют иммобилизованные на смеси желатина и пектина культуры микроорганизмов Lactobacterium bulgaricum, Streptococcus thermophilum и Bifidobacterium bifidum. Смесь выдерживают при 36-38°C, 2-3 часа, вносят растительный компонент, перемешивают, расфасовывают, охлаждают до 6±2°C и желируют в течение 30-36 часов. В качестве растительного компонента рекомендуется использовать клюкву, жимолость или мяту, а в качестве подслащивающего компонента - аспасвит - СТС Флора или аспасвит - ТС 100 [Патент №2380912 RU, A23C 17/02, опубл. 10.02.2010].

Недостатками способа является наличие желатина в составе, значительные энергозатраты, снижение пищевой ценности продукта в связи с длительным воздействием высоких температур на белки пахты, длительность и трудоемкость процесса производства, неустановленное соотношение микроорганизмов в составе закваски, применение дорогостоящих и весьма не полезных для здоровья подсластителей. Даже подсластители, считающиеся безвредными, могут негативно влиять на пищеварение, по причине содержания их во многих продуктах, поэтому при чрезмерном употреблении вред вполне вероятен.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ производства ферментированного продукта из пахты, предусматривающий пастеризацию пахты, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски на основе Lactobacillus acidophilus и Streptococcum diacetilactis, пахту перед пастеризацией нормализуют сухим молоком или подвергают концентрированию методом выпаривания или ультрафильтрации до содержания сухих веществ 10-14%, а заквашивание ведут закваской, дополнительно включающей Bifidobacterium bifidum при соотношении 0,5:1,0:2,5 соответственно [Патент №2039445 RU, 6 A23C 9/12, A23C 17/02, C12N 1/20, опубл. 20.07.1995].

Недостатками способа являются недостаточно высокие органолептические показатели (наличие привкуса сухого молока в готовом продукте), использование сухого молока требует длительной выдержки при восстановлении, что значительно увеличивает продолжительность и трудоемкость технологического процесса, низкая пищевая и биологическая ценность продукта при использовании метода выпаривания за счет длительного действия высоких температур на составные части сырья. В процессе сгущения из пахты удаляются летучие соединения (летучие жирные кислоты, ароматообразующие), снижается содержание свободных аминокислот, фосфора, кальция, фосфолипидов. При использовании ультрафильтрационного концентрата пахты в качестве молочной основы содержание кальция в готовом продукте снижается на 30% [Фетисов Е.А., Чагаровский А.П. Мембранные и молекулярно-ситовые методы переработки молока. - М.: Агропромиздат, 1991. - 267 с.]. Организм человека нуждается в кальции больше, чем в каком-либо другом микроэлементе. Продукт не содержит в своем составе достаточного количества белка, в частности сывороточного.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение пищевой и биологической ценности, органолептических показателей готового продукта и снижение его калорийности.

В предлагаемом способе при решении поставленных задач достигаются следующие технические результаты:

- повышение биологической ценности за счет увеличения массовой доли белка при концентрировании пахты и сыворотки нанофильтрацией;

- снижение энергетической ценности продукта достигается путем использования в составе молочной основы низкокалорийной молочной сыворотки;

- повышение пищевой ценности продукта и снижение его себестоимости за счет использования ценных компонентов молочной сыворотки;

- сокращение загрязнения окружающей среды за счет использования в составе продукта молочной сыворотки, проблема переработки которой является актуальной;

- придание функциональных свойств продукту вследствие использования пищевых волокон, содержащихся в натуральных ягодных наполнителях;

- расширение ассортимента молочных продуктов функционального назначения с повышенной массовой долей белка.

Сущность изобретения заключается в комплексном использовании в составе микрофлоры закваски болгарской палочки, термофильного стрептококка и бифидобактерий в соотношении 1:4:2, и в использовании комбинированной молочной основы для кисломолочного продукта, состоящей из концентрата пахты и концентрата подсырной обезжиренной сыворотки, полученных методом нанофильтрации. Нанофильтрация как способ концентрирования вторичного молочного сырья является предпочтительным с точки зрения частичного удаления минеральных веществ (30-35%), придающих концентратам солоноватый привкус. Дополнительным преимуществом нанофильтрации является возможность осуществления процесса концентрирования при температурах не выше 10°C, что важно для сохранения нативных свойств молочного сырья. Также происходит концентрирование лактозы до 10-12%, что увеличивает сладость продукта и способствует увеличению роста бифидобактерий [Гудков А.В., Гудков С.А., Козловская М.Я., Перфильев Г.Д. Бифидобактерии: биология, роль в жизнедеятельности человека и животных, производство бифидосодержащих продуктов. - Углич, 1990. - 65 с.].

Данный способ позволяет не только регулировать состав и свойства получаемых концентратов, но и обеспечить безотходность традиционных технологий при сравнительно небольших энергозатратах.

Для достижения указанных технических результатов способ производства кисломолочного продукта на основе смеси пахты и подсырной обезжиренной сыворотки включает пастеризацию, охлаждение до температуры сквашивания, внесение в молочное сырье закваски, сквашивание, охлаждение и внесение наполнителя, причем согласно изобретению предварительно проводят концентрирование молочной сыворотки и пахты на установке нанофильтрации до массовой доли сухих веществ 20%.

Затем смесь пастеризуют при температуре 72°C, 15 с, охлаждают до температуры сквашивания (37±1)°C, после чего вносят в молочное сырье закваску на основе Lactobacillus bulgaricus (болгарская палочка), Streptococcus salivarius subsp.thermophilus (термофильный стрептококк) и бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum) в соотношении 1:4:2 в количестве 3% к исходной молочной смеси, сквашивают до образования плотного сгустка с кислотностью (90-100)°T, продолжительность сквашивания достигает 4-5 часов, затем в охлажденную до (20-25)°C смесь вносят наполнитель, при следующем соотношении ингредиентов, масс. %: концентрат пахты - 43,5-65,25, концентрат молочной сыворотки - 21,75-43,5, закваска - 3, наполнитель - 10.

В качестве молочного сырья может быть использована смесь концентрата пахты и концентрата подсырной обезжиренной сыворотки в соотношении 1:1 - 3:1.

В качестве наполнителя могут быть использованы: клюква протертая с сахаром, брусника протертая с сахаром, облепиха протертая с сахаром, содержащие до 7% пищевых волокон.

В составе закваски дополнительно использованы Lactobacillus bulgaricus (болгарская палочка), Streptococcus salivarius subsp.thermophilus (термофильный стрептококк), которые обеспечивают стимулирование развития бифидобактерий.

Также для достижения указанных технических результатов пахта и подсырная обезжиренная сыворотка подвергаются нанофильтрации с целью улучшения консистенции получаемого продукта.

В результате полученный кисломолочный продукт является самостоятельным продуктом, готовым к употреблению. Внешний вид и консистенция зависит от соотношения концентрата пахты к концентрату сыворотки и от вида и количества внесенного наполнителя.

Заявляемое техническое решение по сравнению с прототипом предусматривает повышение биологической ценности продукта за счет увеличения массовой доли общего белка до 4,80-5,90%, в т.ч. сывороточного - до 1,60-1,80%.

Использование в качестве сырья концентрата подсырной обезжиренной сыворотки позволяет обогатить продукт сывороточными белками, которые содержат больше незаменимых аминокислот (лизин, изолейцин, треонин), чем казеин, что позволяет отнести их к полноценным белкам, участвующим в биологических процессах, происходящих в организме человека.

Пахта является уникальным продуктом, получаемым при выработке сливочного масла, ценным вторичным сырьем для производства разнообразного ассортимента продуктов питания, содержащих полноценный белок и фосфолипиды. Использование нанофильтрации пахты позволяет значительно повысить содержание комплекса веществ антисклеротического липотропного действия - фосфолипидов с 2070 мг/кг до 4595 мг/кг.

Использование смеси концентрата пахты и концентрата сыворотки, взятых в соотношении 1:1 - 3:1, позволяет получить продукт, более сбалансированный по аминокислотному составу за счет повышенной доли сывороточной фракции в смеси.

Аминокислотный состав и показатели, характеризующие биологическую ценность молочной основы, представлены в таблицах 1 и 2.

Предлагаемый способ позволяет повысить органолептические показатели готового продукта, т.к. при низкой калорийности кисломолочный продукт имеет сливочный вкус и густую консистенцию без использования стабилизаторов и улучшителей текстуры, о чем свидетельствует органолептическая оценка, представленная в таблице 3, и физико-химические показатели, представленные в таблице 4.

Кисломолочный продукт согласно изобретению вырабатывают из смеси нанофильтрационных концентратов пахты и подсырной сыворотки путем внесения закваски, состоящей из Lactobacillus bulgaricus (болгарская палочка), Streptococcus salivarius subsp.thermophilus (термофильный стрептококк) и бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum) в соотношении 1:4:2.

Технологический процесс производства кисломолочного продукта состоит из операций нанофильтрационного концентрирования пахты и подсырной обезжиренной сыворотки до массовой доли сухих веществ 20%, пастеризации, охлаждения до температуры заквашивания, заквашивания, сквашивания, охлаждения, внесения наполнителя, доохлождения и розлива.

Реализация предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для получения 1000 кг кисломолочного продукта составляют смесь из 435 кг нанофильтрационного концентрата пахты и 435 кг концентрата сыворотки. Нанофильтрацию сырья проводят по отдельности до массовой доли сухих веществ 20% при температуре 10°C и давлении на входе и выходе из установки 25 бар. Затем смесь подается на пастеризационно-охладительную установку для пастеризации, которая проводится при температуре 72°C с выдержкой 15 с. Затем охлажденная до температуры заквашивания 37°C смесь направляется в резервуар для сквашивания, куда в асептических условиях вносится закваска на основе Lactobacillus bulgaricus (болгарская палочка), Streptococcus salivarius subsp.thermophilus (термофильный стрептококк) и бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum) в соотношении 1:4:2 в количестве 30 кг. Заквашенную смесь перемешивают и сквашивают при температуре 37°C до образования плотного сгустка с кислотностью (90-100)°T. Продолжительность сквашивания достигает 5 часов. По окончании сквашивания смесь охлаждают до 20°C, вносят подготовленный наполнитель (клюква протертая с сахаром) в количестве 100 кг. Смесь перемешивают в течение 15 минут, затем подают на фасовочный аппарат, продукт расфасовывают в пластиковые стаканчики и герметично закрывают в асептических условиях. Расфасованный продукт направляют в камеру хранения готовой продукции, где его доохлаждают до температуры (4±2)°C.

Пример 2. Для получения 1000 кг кисломолочного продукта составляют смесь из 652,5 кг нанофильтрационного концентрата пахты и 217,5 кг концентрата сыворотки. Нанофильтрацию сырья проводят по отдельности до массовой доли сухих веществ 20% при температуре 10°C и давлении на входе и выходе из установки 25 бар. Затем смесь подают на пастеризационно-охладительную установку для пастеризации, которую проводят при температуре 72°C с выдержкой 15 с. Затем охлажденную до температуры заквашивания 38°C смесь направляют в резервуар для сквашивания, куда в асептических условиях вносят закваску на основе Lactobacillus bulgaricus (болгарская палочка), Streptococcus salivarius subsp.thermophilus (термофильный стрептококк) и бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum) в соотношении 1:4:2 в количестве 30 кг. Заквашенную смесь перемешивают и сквашивают при температуре 38°C до образования плотного сгустка с кислотностью (90-100)°T. Продолжительность сквашивания достигает 4 часов. По окончании сквашивания смесь охлаждают до 25°C, вносят подготовленный наполнитель (облепиха протертая с сахаром) в количестве 100 кг. Смесь перемешивают в течение 15 минут, затем подают на фасовочный аппарат, продукт расфасовывают в пластиковые стаканчики и герметично закрывают в асептических условиях. Расфасованный продукт направляют в камеру хранения готовой продукции, где доохлаждают до температуры (4±2)°C.

Источники информации

1. Проект постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации "О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом микронутриентов, развитию производства пищевых продуктов функционального и специализированного назначения" Изменен: 25.05.2013.

2. Патент №2380912 RU, A23C 17/02, опубл. 10.02.2010.

3. Патент №2039445 RU, 6 A23C 9/12, A23C 17/02, C12N 1/20, опубл. 20.07.1995.

4. Фетисов Е.А., Чагаровский А.П. Мембранные и молекулярно-ситовые методы переработки молока. - М.: Агропромиздат, 1991. - 267 с.

5. Гудков А.В., Гудков С.А., Козловская М.Я., Перфильев Г.Д. Бифидобактерии: биология, роль в жизнедеятельности человека и животных, производство бифидосодержащих продуктов. - Углич, 1990. - 65 с.

Реферат

Способ предусматривает приготовление молочной смеси из концентрата пахты и концентрата подсырной обезжиренной сыворотки, полученных методом нанофильтрации, в соотношении 1:1 - 3:1, пастеризацию, охлаждение и внесение закваски, состоящей из Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus salivarius subsp.thermophilus и Bifidobacterium bifidum в соотношении 1:4:2. Сквашивание молочной смеси проводят при температуре 37±1°C в течение 4-5 часов до образования сгустка с кислотностью 90-100°T, затем охлаждают, вносят ягодный наполнитель, перемешивают и фасуют. Изобретение позволяет повысить биологическую ценность и качество готового продукта за счет повышенного содержания легкоусвояемых сывороточных белков и общего белка в смеси, снизить калорийность и себестоимость продукта за счет использования сыворотки и пахты, улучшить его органолептические свойства и обеспечить рациональное использование вторичного молочного сырья. 4 табл., 2 пр.

Формула