Способ фракционирования сухих молочных продуктов - RU2001577C1
Код документа: RU2001577C1
Описание
кислота, пропионовая кислота, а также гли- колевая кислота.
Целесообразно применять в предлагаемом способе безопасные для здоровья людей кислоты или их производные. Кроме того, целесообразно применять такие кислоты и производные кислот, которые остаются в жидком состоянии в температурном диапазоне, при котором осуществляют предложенный способ.
В случае определенных субстратов может быть целесообразным осуществлять способ в верхней зоне указанного содержания воды. Содержание воды составляет тогда , например, интервал приблизительно 20 и 60 мае. %. Так. например, было установлено , что при отделении сопровождающих веществ лактозы, например, из пермеатного порошка ультрафильтрации или маточной щелочи лактозной кристаллизации лактоза получается тем чище, чем выше содержание воды. Однако одновременно происходит и понижение выхода. Как правило, данный способ проводят поэтому при содержаниях воды в нижней зоне, например, между 0 и приблизительно 30 мае. %.
В соответствии с предпочтительной формой выполнения настоящего изобретения используют высушенное молоко или молочную продукцию, содержание воды в которых не превышает 8 мае. %, а в качестве экстрагирующего агента применяют одну или несколько карбоновых кислот и/или одно или несколько производных карбоновых кислот в количестве приблизительно 40-100 мае. %, предпочтительно 85-100 мае. %, и воду в количестве от 0 до приблизительно 60 мае. %, предпочтительно 0-15 мае. %.
Процесс экстрагирования молока или молочной продукции можно проводить экстрагирующим агентом непрерывно или же периодически.
Температура, при которой осуществляют предлагаемый способ, может колебаться в широких границах, например, между 15 и 100°С. Однако предпочтительно иметь температуру приблизительно между 15 и 50°С. Если специалисту необходимо иметь натив- ную концентрацию белка, то вести процесс рекомендуется, конечно, при температурах ниже приблизительно 50°С, потому что в противном случае может произойти денатурирование протеинов.
Экстракт и твердый остаток отделяют друг от друга, например, декантированием, фильтрованием на нутче, фильтрованием или центрифугированием, микрофильтрованием или жо ультрафильтрованием.
Согласно одному варианту способ по изобретению проводят как один прием фракционирования молочного порошка. Субстрат, т. е, молочный порошок, содержит несмотря на сниженное содержание воды все составные вещества молока. Фракции применяют в случае необходимости непосредственно после сушки отделением экстрагирующего агента.
По другому варианту выполнения изобретения способ осуществляют наряду с другими известными способами фракционирования молока. Способ можно прово- дить.тчапример, подключением его к другим известным способам фракционирования, например, подключив его к ультрафильтрации сыворотки.
Способ по изобретению можно проводить , конечно, и перед проведением способов фракционирования. Можно, например, сначала провести фракционирование молочного порошка по данному способу, а экс- тракт и/или остаток продолжать фракционировать, например кристаллизацией из жидкой фазы отделять минеральные составные части или из жидкой фазы выделять ультрафильтрацией лактозу.
Можно также сначала молоко подвергать фракционированию по известному способу и после этого полученную фракционированную молочную продукцию обработать по предлагаемому способу, а полученные при этом фракции подвергнуть известному фракционированию. Это будет пояснено ниже с помощью фракционной кристаллизации экстракта фракционированного изобретения сывороточного, порошка (в виде примера).
В отделенном жидком экстракте жир, минеральные веществ, фракция NPN и рибофлавин , а в твердом остатке другие вещества , например казеин, сывороточные протеины и/или лактоза, содержатся в обогащенной форме. Какие вещества содержатся в экстракте зависит, конечно,от того, был ли использован способ по изобретению для обработки молочного порошка или уже фракционированной молочной продукции. например сухой сыворотки Разумеется, это относится также и к твердому остатку.
После проведенной экстракции экстракт , а также твердый остаток можно подвергать сушке или же дальнейшей обработке. В какой форме будет производиться обработка зависит от субстратов, а также от цели дальнейшего использования полученных фракций молока.
В принципе жидкий экстракт, соответственно твердый остаток можно сушить, т е. освобождать их отэкстрагирущего агентл
и непосредственно применять. Содержащиеся а жидком экстракте и соотьетсгвенно в твердом остатке составные части различных по своему составу субстратов, например порошковое молоко, порошковое обезжиренное молоко, порошковая сыворотка, порошковый пермеаг ультрафильтрации, порошок маточной щелочи кристаллизации лактозы и т. д., являются после сушки ценными продуктами питания, а также кормовыми средствами применяемыми в виде добавок, а также и с другой целью, например , в фармацевтике.
Содержащиеся в экстракте или остатке фракции молока можно подвергать также дальнейшему фракционированию
Особенно пригодным дня этих цепей является предлагаемый способ, пррдназмэчен- ный для фракционирования порошкового пермеата ультрафильтрации сысорогки и порошка маточной щелочи из кристаллизации лактозы.
Способ по изобретению необходимо пояснить в отношении диух предпочтительных сфер его применения, а именно фрэк- ционировэния сухого псрмеата ультрафильтрации слворотки, например сладкой или кислой сыворотки, и порошка, образующегося при сушке мяючнии щелочи кристаллизации лактозы.
Предпочтительная область применения включает фракционирование порошкового пермеата ультрэфильтрзции сыворотки, ко- |0рую в последующем называют коротко вый пермеат. Такой порошками пзрмеат можно получать известным ,, на пример, смешиванием обезжиренного молока с сычужным ферментом и о .делением сладкой сьшоротки или же заквашиванием молока и отделением кислой СЫВОРОТКИ кислую или сладкую сыворотку подвергают ультрэфильтрапии и пермеат сушат напри мер, разбрызгиванием. Порошковый пермеат содержит небольшие количесчви жира белка, фракцию N1PN соли и главную ю ставную часть - лактозу
При применении способа циониро- взния согласно изобретению к ПОГЮШКОРП- му пермеату получаю1 две фракции причем в экстракте содержание лаь i 1 маи лтель но снижено, а другие составляющие гсмие- стоа, например жир белок, -ищы NfTl и соли, обогащены Остаюк эксф мироп:. чп состоит из очень чистой бесцветно i л ктооы с незначительным количество яру их со Ставных частей Лактоза имеет ь ,, свобод но текучего порошка без тидроькмгш к скил свойств Она пригодна для применения в сфере диетических и других npj/;y TUB пита нил а 1акже для откорма животных
Экстрчк i юдитси после удаления из него экстрагирующего агента в качестве добавки и является диетическим продуктом питания Экстракт, содержащий экстрагирующийагеи . при желании можно подвергать дальнейшему фракционированию При сгущении происходит выпадение минрральных с спей, в частности большой части содержащегося в экстракте хлорида калия. Прочие
0 составные вещее г вл соответственно обогащаются в экстракте.
Также и эту обогащенную фракцию, обедненную минеральными веществами, в частности хлоридом калия, по сравнению с
5 остальными составными веществами, например фракцией NPN, можно фракционировать дальше Можно, например, отделить экстоагирующий агент, растворить сухой экстракт в роде и установлением значения
0 рН рарным от 6,6 до 10,5 привести к выпа- ,мию кальция. В полученном таким образом экстракте особенно значительно обогащены остальные составные вещестга я частности фракция NPN.
ЬДругая чредпочтительнря область применения данного способа включает фракци- онироваия маточной щелочи лактозной кристаллизации Для получения лактозы термеат V ITI а ИЛ троции сыворотки cry
0 щоют обьмным образом, благодаря чему пооисхог ит внпадение лзктозы И ,-тасрав- тельно небольшой доли лактозы, составляющей в зависимости ог степени сгущения не более 60 или 70 мае %, полученная после
о JKH nopoui кивая маточная щелочь кри- ;т гт изац|/ .1 лзктозы едва ли пригодна в i )чесгве ки( Nid -кивотных
Путем применения способа по изобретению к порошку маточной щелочи лактоз0 ной кристаллизации получают в качестве остатка экстракции сильно обогащенную лз чтозой фпэкцию После отделения экстра- ир/ющрго .irpnia получают прозрачную ndi- гозу. имеющую по меньшей мере техниL ) хкую чи r i/ (пепень чистоты свыше 80 / I коюрл пригодна для откорма живо- тнь.ч .
кстрпи содержит в частности фракцию hPN и юли и п слу«эр необходимости
0 rff сно путем обеднения содержания мине- ,jT/ibHbi печч°ет г.родопжать фпзкциониро- с v кг i -. рирование
jn/MoiiHij.c по предлагаемому способу ji р циог11 ые ( ракции в частности о осГ , н и p..1 Xtobo денные ог энстр 1гирующе- io п оipa к ц ионн ые фракции м юч ого продукта, являются новыми и T.iKxo продет at nsi от собой предмет наетоя- iijtry,,, i rii чин J-HOH пользовать
.ll li Л l К В i ill НН.1Я ( il- HHOBblгодными являются получаемые по данному способу, преимущественно освобожденные от экстрагирующего агента экстракционные фракции порошкового пермеата ультрафильтрации сыворотки, получаемого при сушке маточной щелочи лактозной кристаллизации порошка.
Исключительно предпочтительны получаемые по способу экстракционные фракции , которые содержат фракции NPN.
Полученный при сушке экстрагирующий агент можно в случае необходимости после очистки, например, перегонкой или фильтрацией обратно возвращать в способ. Следовательно, способ по изобретению можно осуществлять в виде замкнутой системы и тем самым не наносить вреда окружающей среде.
Предлагаемый способ имеет неожиданные преимущества. Благодаря способу можно на месте и вне зависимости от сезона вести фракционирование молочных продуктов . Способ сберегает как воду, так и энергию , потому что по-другому в сравнении с известным способам фракционирования приготавливают водный раствор. Кроме того , этот способ обладает неожиданно выгод- ными в технологическом отношении преимуществами при проведении дальнейшего фракционирования полученных фракций . Так, например, существенно более эффективно осуществляют мембранный способ, в частности ультрафильтрацию.
Полученная по способу лактоза особенно хорошо кристаллизована и к тому же не обладает гигроскопичностью.
Экстракционные фракции с высоким содержанием фракции NPN являются ценным диетическим продуктом питания.
Пример 1. Экстракция порошкового пермеата ультрафильтрации сладкой сыворотки безводной уксусной кислотой.
2000 г порошкового пермеата с указанной в табл. 1 характеристикой (содержание протеина вычислено умножением значения, полученного при анализе азота протеина, на 6.38) смешивают с 6 л безводной уксусной кислоты (ледяной уксусной кислоты) и перемешивают в течение 30 мин при 70 С. Жидкую фазу отделяют после этого отсасыванием от твердой фазы.
Твердая фаза. т. е. экстракционный остаток , после удаления из лактозы остатков экстрагирующего агента имеет степень чистоты , равную 98,61 %.
Берут пробу из жидкой фазы и после отделения экстрагирующего средства под- чергают анализу. Для дальнейшего фракционирования жидкой фазы экстракционный раствор сгущают приблизительно до 40 мае.
% сухой субстанции. Выпэлэет в осадок 57,5 г твердого вещества, состоящего в основном из лактозы, протеина и минеральных веществ, в частности хлорида калия. Дан- 5 ные анализа полученной при этом кристал лической фракции, а также маточной щепочи можно видеть в табл. 1.
Маточная щелочь была освобождена от растворителя и содержала в качестве со- 10 ставных частей лактозу протеин, минеральные вещества и фракцию NPN в высокой концентрации, равной 5.20 мае. %.
Как можно видеть из табл. 1, при экстракции порошкового пермеата получают 15 высокочистую лактозу. Эту лактозу (моногидрат лактозы) получают в бесцветной форме с зернистым спектром, равным до 93,5 %. при крупности зерен менее 0,2 мм, Такую лактозу (после отделения возможно имею- 0 щегося остатка экстрагирующего агента) можно применять в этом виде в качестве кормового материала или в фармацевтической промышленности, например, в качестве теблетированного вспомогательного 5 вещества.
Экстракт сильно обогащен жиром, протеином , небелковым азотом при сравнительно небольшом содержании лактозы. Предложенное в примере 1 фрэкционирова- 0 ние приводит к кристаллизату, который состоит в основном из хлорида калия, в то время как маточная щелочь отличается особенно высоким обогащением фракции NPN. Все эти фракции представляют собой цен- 5 ные диетические продукты питания.
Пример 2. Экстракция порошкового пермеатэ ультрафильтрации сладкой сыворотки безводной пропионовой кислотой.
Примененный в этом примере порошко- 0 вый пермеат соответствовал по своему составу использованному в примере 1 продукту (см. данные анализа в табл. 2).
В качестве экстрагирующего агента применяют пропионовую кислоту. Около 5 150 г порошкового пермеата четырежды экстрагируют соответственно с 250 мл пропионовой кислоты таким образом, что расходуется в общем 1 л кислоты Экстрагирующий отделяют через нутч- 0 фильтр. Данные анализа экстракта и экстракционного остатка представлены в табл.2 ) Также и в этом случае экстракционные остаток состоит из технически чистой лактозы , в то время как применяющийся в кэче- 5 стве диетического продукта питания экстракт отличается высоким обогащением фракции непротеинового азота.
Пример 3. Экстракция порошкового лермеатя уксусной кислотой с содержанием воды 0.20 и 50 %.
3.1 Экстракция безводной уксусной кислотой .
150 г порошкового пермеэта (данные анализа представлены в табл. 3) четырежды экстрагируют соответственно 250 мл безводной уксусной кислоты (ледяной уксусной кислоты). Экстракционный остаток высушивают после закончившейся экстракции в ва- кууме и подвергают анализу.
3.2.Экстракция уксусной кислотой с содержанием воды 20 мае. %.
Выполнение примера 3.2 соответствует выполнению примера 3.1., но в качестве экстрагирующего агента используют уксусную кислоту с содержанием воды 20 мае. %. Данные анализа экстракционного остатка можно видеть в табл. 3.
3.3.Экстракция уксусной кислотой с содержанием воды 50 мае. %.
Выполнение примера 3.3 соответствовало выполнению примера 3.1.. но в качестве экстрагирующего агента применяют уксусною кислоту с содержанием воды, равным 50 мае. %. Данные анализа экстракционного остатка можно видеть в табл. 3.
Изданных анализа следует, что использование безводной уксусной кислоты приводит к особенно чистой лактозе. С увеличением содержания воды выход ухудшается .
Экстракт в случае возрастающего содержания в фракции NPN обогащается сильнее.
Пример 4. Экстракция порошка маточной щелочи из лактоэной кристаллизации .
25 г высушенной распылением порошковой маточной щелочи лактозной кристаллизации концентрации пермеата (см. табл.
4) 5 раз экстрагировали 250 мл безводной уксусной кислоты (ледяной уксусной кислоты , каждый раз таким количеством кислоты). Приблизительно через 20 мин жидкую фазу
отделяли от твердой фазы посредством нутч-фильтра.
Данные анализа экстракционного остатка приведены в табл. 4.
Пример 4 свидетельствует о том, что
маточную щелочь лактозной кристаллизации при помощи предлагаемого способа можно целесообразно использовать для получения технически чистой лактозы.
Пример 5. Фракционирование порошка свежего молока.
1 кг порошка (данные анализа см в столбце 1 таблицы Y) непрерывно экстрагируют в 5 л пищевого уксуса при комнатной температуре . Жидкая фаза отделяется. Она содержит 115г сухого вещества (данные анализа сухого вещества находятся в табл.5).
Жидкую фазу выпаривают до содержания 40 мае. % сухого вещества под вакуумом . При этом выпадает 25,5 г осадка,
данные анализа которого сведены в табл. 5. Выпавший осадок отделяют и остаточную фазу освобождают от остаточной уксусной кислоты. Полученный при этом твердый продукт весит примерно 90 г и содержит
обогащенную фракцию NPN (непротеинового азота).
Остаток экстрагирования молочного порошка высушивают под вакуумом, он содержит прежде всего лактозную и
протеиновую фракции.
(56) Патент США N: 2622982, НКИ 99-19, 1953.
Т а 0 л и u i
Реферат
Формула
