Патент на изобретение №2204258

(54) ЗАМЕНИТЕЛЬ МОЛОКА И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к молочной промышленности. Заменитель молока включает следующие компоненты, мас.%: каррагенат от 0,01 до 0,03, агент, удаляющий кальций, выбранный из группы, состоящей из фосфатов или цитратов, таких как моно-, ди- или тринатрийфосфат, или моно-, ди- или тринатрийцитрат, и их смесей от 0,1 до 0,3, от 68 до 80 воды, сухое обезжиренное молоко и сухую молочную сыворотку от 10 до 12 и от 5 до 9 соответственно, лецитин и жир в количестве от 7 до 10. Для приготовления заменителя молока сухую молочную сыворотку растворяют в водной среде, содержащей каррагенат и агент, удаляющий кальций, при температуре от 30 до 65^oС с получением среды, имеющей водную фазу. Растворяют сухое обезжиренное молоко в содержащей молочную сыворотку среде при температуре от 30 до 65^oС с получением композиции, содержащей водную жидкую фазу. Затем проводят выдержку до или после растворения сухого обезжиренного молока, сухой молочной сыворотки в водной жидкой фазе в течение от 10 мин до 4 ч для увлажнения сухих веществ молочной сыворотки. Каррагенат и агент, удаляющий кальций, растворяют порциями, причем каррагенат растворяют в холодной воде, а агент растворяют отдельно перед его введением в чан, содержащий всю воду. Агент, удаляющий кальций, и каррагенат можно растворять порциями в чане. Изобретение позволяет увеличить термостойкость продукта. 2 с. и 7 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к заменителю молока, в котором молоко частично заменено молочной сывороткой и/или лактозой. Изобретение также относится к способу производства такого заменителя молока.

Использование молочной сыворотки известно в производстве молочных продуктов. Преимущество использования молочной сыворотки в качестве заменителя молока в основном обусловлено ее низкой стоимостью. Однако использование молочной сыворотки в качестве замены молока представляет собой сложную операцию. Реальная проблема заключается в том, что сложно гарантировать термостойкость и достаточно длительный срок годности при хранении продукта, содержащего сывороточные белки.

Заявка ЕР-А-0627169 относится к способу производства молока, который обеспечивает возможность частичного достижения этих заданных целей. В соответствии с содержанием данной заявки продукт, подлежащий обработке, может быть в виде цельного молока, частично сепарированного молока, сепарированного молока или молочной сыворотки. Обработку выполняют посредством выпаривания. Однако существует ряд преимуществ, которыми данный способ не обладает:
– Во-первых, этот способ не пригоден для получения молока, восстановленного из сухого молока. Следовательно, молоко должно подвергаться обработке как можно ближе к производителю молока и к потребителю, чтобы уменьшить транспортные расходы.

– Во-вторых, этот способ обработки не позволяет предотвратить седиментацию (оседание) после обработки, в частности, при стерилизации продукта.

Заменитель молока по изобретению позволяет преодолеть недостатки известных продуктов. Он характеризуется тем, что содержит приблизительно от 10 до 12 вес.% сухого обезжиренного молока, приблизительно от 5 до 9 вес.% сухой молочной сыворотки, возможно, частично замещенной лактозой, приблизительно от 68 до 80 вес.% воды, приблизительно от 7 до 10 вес.% жиров, приблизительно от 0,01 до 0,03 вес.% каррагенатов и приблизительно от 0,1 до 0,3 вес.% пассиватора кальция.

Продукт данного типа содержит большую долю молочной сыворотки в качестве замены молока в составе заменителя молока. Эта замена приводит к значительному уменьшению затрат на используемые сырьевые материалы. Преимуществом данного продукта также является то, что сырьевой материал для заменителя имеет молочное происхождение. Молочная сыворотка может быть частично заменена лактозой, предпочтительно в пределах половины веса. Далее, в рамках содержания настоящей заявки на патент термин “молочная сыворотка” охватывает понятия молочной сыворотки или молочной сыворотки с добавленной лактозой, при этом возможно осуществить деминерализацию молочной сыворотки до различной степени.

Хотя в заменителе молока молочная сыворотка присутствует в больших количествах, а следовательно, в заменителе имеются сывороточные белки, неожиданно оказалось, что термостойкость продукта в связи с этим не уменьшается. Таким образом, при высоких температурах заменитель молока вступает в реакцию (“ведет себя”), по существу, как обычное молоко, обработанное обычными способами, с точки зрения цвета, вкуса и консистенции.

Кроме того, заменитель молока не имеет или имеет лишь в небольшом количестве ионы кальция, которые могут осаждаться с образованием нежелательного осадка. Действительно, свободные ионы кальция или забуфериваются с помощью, по меньшей мере, частично диссоциированного пассиватора, или иным образом связываются в мицелии казеина. Чтобы гарантировать наличие лишь небольшого количества ионов кальция в заменителе молока, целесообразно, кроме того, использовать в составе заменителя молока мягкую воду или деминерализованную воду.

Пассиватор (комплексон) или соль-стабилизатор предпочтительно представляет собой фосфат или цитрат, например моно-, ди- или тринатрийфосфат или моно-, ди- или тринатрийцитрат, или их смеси.

Кроме того, изобретение относится к способу производства вышеуказанного заменителя молока, при котором сухую молочную сыворотку и сухое молоко растворяют и раствор затем подвергают термообработке, гомогенизируют, кондиционируют и стерилизуют.

Способ по изобретению характеризуется тем, что на первой операции сухую молочную сыворотку растворяют в водной среде, содержащей каррагенат и пассиватор кальция, при температуре приблизительно от 30 до 65^oС, затем сухое обезжиренное молоко растворяют в растворе молочной сыворотки на второй операции в жидкой фазе при той же температуре, и обеспечивают набухание указанной сухой молочной сыворотки в течение периода времени от 10 мин до 4 ч, причем эту операцию набухания можно выполнять перед растворением сухого обезжиренного молока или после данного растворения.

Для приготовления заменителя молока предпочтительно использовать следующие соотношения сырьевых материалов по весу: приблизительно от 10 до 12% сухого обезжиренного молока, приблизительно от 5 до 9% сухой молочной сыворотки, возможно, частично замещенной лактозой, приблизительно от 7 до 10% жиров, которые могут быть выбраны предпочтительно из пальмового масла, кокосового масла, кукурузного масла или их комбинации. Кроме того, предпочтительно использовать приблизительно от 0,1 до 0,3% лецитина, приблизительно от 0,02 до 0,03% каррагената, приблизительно от 0,10 до 0,15% пассиватора для процесса растворения и приблизительно от 0 до 0,15% пассиватора для стерилизации, и приблизительно от 68 до 80% мягкой воды или предпочтительно деминерализованной воды.

Особые характеристики данного способа обусловлены тем, что при производстве молочного продукта из сухого молока и сухой молочной сыворотки не предусмотрено никакой стадии выпаривания. Могут быть предусмотрены два варианта способа приготовления заменителя молока.

Вариант, при котором используется подача последовательными порциями, включает в себя растворение как сухой молочной сыворотки, так и сухого молока в чане.

Вариант, при котором сочетаются стадия с дробной подачей порциями и непрерывная стадия, предполагает, что сухую молочную сыворотку растворяют в чане, а сухое молоко растворяют непрерывно.

Преимуществом данного способа является то, что он гарантирует термостойкость конечного продукта, которая сравнима с термостойкостью молока, несмотря на наличие сывороточных белков в больших количествах.

Перед началом растворения сухого молока или сухой молочной сыворотки необходимо подготовить растворяющую водную среду. Она содержит по весу приблизительно от 68 до 80% воды, приблизительно от 0,01 до 0,03% каррагената и приблизительно от 0,1 до 0,15% пассиватора. Пассиватор и каррагенат могут быть введены в воду при температуре от 30 до 65^oС, предпочтительно при температуре приблизительно от 60 до 65^oС, в первом чане двумя путями: путем циркуляции воды через дозатор порошка, вводящий пассиватор и каррагенат, или путем предварительного растворения каррагената и пассиватора раздельно в небольшом количестве воды перед тем, как смешать их, при умеренном размешивании, со всей водой для образования растворяющей водной среды.

Могут быть предусмотрены два способа введения сухой молочной сыворотки в водный раствор в первом резервуаре при температуре от 30 до 65^oС, предпочтительно при температуре приблизительно от 60 до 65^oС. Осуществляют рециркуляцию раствора через дозатор порошка, в котором имеется сухая молочная сыворотка, или сухую сыворотку добавляют непосредственно в раствор и растворяют при интенсивном размешивании.

После растворения молочной сыворотки в водной среде необходимо обеспечить возможность выдержки полученного таким образом раствора молочной сыворотки в течение периода времени от 10 мин до 4 ч, предпочтительно от 10 до 45 мин, при температуре приблизительно от 55 до 65^oС. Это время выдержки необходимо для обеспечения возможности регидратации (восстановления влагосодержания) сывороточных белков.

Как только регидратация белков произошла, в раствор молочной сыворотки может быть введено сухое обезжиренное молоко. Могут быть предусмотрены два варианта для обеспечения хорошего растворения сухого молока в растворе молочной сыворотки: можно осуществить рециркуляцию раствора молочной сыворотки из второго чана через дозатор порошка, осуществляющий введение сухого молока, или сухое молоко может быть введено постепенно в раствор молочной сыворотки в процессе его непрерывной циркуляции.

В соответствии с вариантом выполнения способа можно предусмотреть регидратацию сывороточных белков непосредственно после растворения сухого обезжиренного молока.

Перед тем, как продолжить технологический процесс, рекомендуется осуществить дегазацию путем расширения при температуре приблизительно от 45 до 50^oС. После дегазации необходимо предварительно нагреть раствор молока предпочтительно до температуры приблизительно 60^oС с тем, чтобы обеспечить возможность включения в него жиров, в частности растительных масел. Растительные масла, а также лецитин смешивают и предварительно нагревают до температуры приблизительно от 60 до 65^oС. Жировую фазу затем соединяют с раствором молока и перемешивают, предпочтительно с помощью статической мешалки или коллоидной мельницы. Чтобы обеспечить регидратацию и сбалансированность раствора, создают возможность выдержки раствора. Продолжительность выдержки предпочтительно составляет от 25 до 35 мин, если операция выполняется в чане, или от 15 до 20 мин, если сухое молоко вводят непрерывно.

После данных операций выполняют пастеризацию раствора, которая может быть осуществлена в двух видах. Пастеризация может быть выполнена без непосредственного контакта с паром приблизительно в течение 1-5 с при температуре приблизительно от 80 до 85^oС, например, с помощью трубчатого теплообменника или пластинчатого теплообменника, или может быть выполнена непосредственным контактом с паром приблизительно в течение 3-5 с при температуре приблизительно от 120 до 130^oС путем непосредственного введения пара под давлением. Предпочтительно после пастеризации выполняют сверхбыстрое (мгновенное) расширение при температуре приблизительно от 70 до 80^oС.

После пастеризации раствор предпочтительно подвергают гомогенизации в две стадии, которая может быть выполнена при температуре приблизительно от 70 до 75^oС. Первую стадию осуществляют при давлении приблизительно от 190 до 210 бар, а вторую стадию при давлении приблизительно от 30 до 50 бар.

Температуру раствора предпочтительно снижают приблизительно до 4-8^oС. Берут образец для проведения стерилизационных тестов, из которых определяют количества воды и соли-стабилизатора, подлежащих добавлению в раствор. Соль-стабилизатор растворяют в воде при содержании ее 0 вес.% до достижения содержания ее 0,15 вес. % и вводят в раствор молока для нормализации (стандартизации) указанного раствора.

И в завершение, контейнеры, предназначенные для продажи, заполняют полученным таким образом заменителем молока так, чтобы над уровнем жидкости осталось пустое пространство, чтобы обеспечить возможность встряхивания содержимого контейнера перед употреблением. Стерилизацию выполняют предпочтительно в течение периода времени приблизительно от 12 до 15 мин при температуре приблизительно от 115 до 122^oС после повторного нагрева продукта до температуры приблизительно 95-97^oС.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами. В данных примерах содержание и доли даны в весовых процентах, если не указано иное.

Пример 1
Способ производства заменителя молока, описанный ниже, относится к процессу периодически периодического типа. Заменитель молока состоял из следующих ингредиентов в указанных пропорциях:
10,9% – сухое обезжиренное молоко,
7,2% – сладкая сухая молочная сыворотка,
7,6% – негидрогенизированное пальмовое масло,
0,2% – лецитин,
0,02% – каррагенат,
0,24% – дигидрированный динатрийгидрогенфосфат (пассиватор),
73,84% – вода.

Каррагенат и 50% пассиватора растворяли в первом чане, содержащем мягкую воду, при температуре 65^oС путем осуществления рециркуляции воды через распределитель порошка, содержащий два вышеупомянутых ингредиента. Сухую молочную сыворотку растворяли аналогичным образом путем осуществления рециркуляции той же самой воды, к которой были добавлены каррагенат и пассиватор, используя тот же самый дозатор порошка, в котором в данный момент содержалась сухая молочная сыворотка. Для обеспечения возможности осуществления регидратации сывороточных белков было важно обеспечить возможность выдержки полученного таким образом раствора в течение тридцати минут при температуре 60^oС.

После получения раствора на основе молочной сыворотки вводили сухое обезжиренное молоко при температуре 55^oС во втором чане путем осуществления рециркуляции указанного раствора через распределитель порошка, содержащий сухое обезжиренное молоко. После данной операции выполняли дегазацию раствора при температуре 45^oС.

Следующая стадия заключалась во введении лецитина и пальмового масла в молочный раствор. Для выполнения данной операции раствор повторно нагревали до температуры 60^oС. Лецитин смешивали с пальмовым маслом и смесь нагревали до температуры 65^oС. Затем жировую фазу дозировали и смешивали с молочным раствором с помощью статической мешалки. После данной операции обеспечивали возможность выдержки смеси примерно в течение тридцати минут при температуре 55^oС.

Затем в течение 5 с при температуре 85^oС выполняли пастеризацию перед тем, как подвергнуть молочный раствор гомогенизации в два этапа, причем первый этап выполняли при температуре 70^oС и давлении 200 бар, а следующий за ним второй этап – при той же температуре и давлении 30 бар.

Для проверки стерилизации молочный раствор охлаждали до 6^oС. На основе пробы на стерилизацию раствор был стандартизирован до 25% сухого вещества с деминерализованной водой, содержащей необходимое количество пассиватора в растворенном виде. Для обеспечения хорошей дисперсии пассиватора раствор следует хорошо перемешать перед переходом к следующей стадии.

После этого картонные коробки наполняли молочным раствором непрерывно и обычным образом, оставляя пустое пространство между жидкостью и крышкой картонной коробки. После операции заполнения продукт предварительно нагревали до температуры 95^oС и затем стерилизовали в его упаковке при температуре 118^oС в течение 15 мин. Полученный таким образом заменитель молока в картонной коробке был готов к реализации.

Пример 2
Следующий пример иллюстрирует способ получения заменителя молока, который относится к процессу периодически непрерывного типа. Заменитель молока состоял из следующих ингредиентов в указанных пропорциях:
10,6% – сухое обезжиренное молоко,
7,2% – сладкая сухая молочная сыворотка,
7,6% – кокосовое масло,
0,8% – кукурузное масло,
0,2% – лецитин,
0,03% – каррагенат,
0,24% – дигидрированный динатрийгидрогенфосфат пассиватор,
73,33% – вода.

Прежде всего 50% пассиватора растворяли в воде, каррагенат предварительно растворяли в холодной воде и затем растворы пассиватора и каррагената смешивали при температуре 65^oС в чане с помощью мешалки при умеренном перемешивании.

Сухую молочную сыворотку вводили в ранее полученный водный раствор с помощью мешалки при интенсивном перемешивании. После введения сухой молочной сыворотки обеспечивали выдержку раствора молочной сыворотки примерно в течение тридцати минут при постоянной температуре 60^oС.

После этого сухое обезжиренное молоко растворяли непрерывно (in-line) в струе раствора молочной сыворотки при температуре 60^oС. После введения сухого молока обеспечивали выдержку раствора при температуре 50^oС для дегазации его путем расширения.

После дегазации кокосовое и кукурузное масла, а также лецитин, предварительно смешанные и предварительно нагретые до температуры 65^oС, непрерывно перемешивали с полученным молочным раствором, используя коллоидную мельницу. Осуществляли циркуляцию раствора в системе трубопроводов в течение 15 мин перед переходом к следующей стадии.

После добавления масла к молочному раствору выполняли пастеризацию путем непосредственного введения пара при температуре 125^oС в течение 4 с, а затем молочный раствор подвергали сверхбыстрому расширению.

Проводимая в два этапа гомогенизация, а также последующие операции аналогичны описанным в примере 1.

Формула изобретения

1. Заменитель молока, включающий обезжиренное молоко, молочную сыворотку, жир, эмульгатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит от 0,01 до 0,03 мас. % каррагената и от 0,1 до 0,3 мас. % агента, удаляющего кальций, выбранного из группы, состоящей из фосфатов или цитратов, таких, как моно-, ди- или тринатрийфосфат или моно-, ди- или тринатрийцитрат, и их смесей, и от 68 до 80 мас. % воды, причем обезжиренное молоко и молочную сыворотку используют в сухом виде от 10 до 12 и от 5 до 9 мас. % соответственно, а в качестве эмульгатора – лецитин, причем количество жира составляет от 7 до 10 мас. %
2. Заменитель молока по п. 1, в котором молочная сыворотка до половины ее массы замещена лактозой.

3. Способ производства заменителя молока, предусматривающий стадии приготовления молочного раствора, введения в него эмульгатора и жира, пастеризацию, гомогенизацию смеси, отличающийся тем, что приготовление молочного раствора осуществляют путем растворения сухой молочной сыворотки в водной среде, содержащей каррагенат и агент, удаляющий кальций, при температуре от 30 до 65^oС с получением содержащей молочную сыворотку среды, имеющей жидкую водную фазу, и растворения сухого обезжиренного молока в содержащей молочную сыворотку среде при температуре приблизительно от 30 до 65^oС с получением композиции, содержащей водную жидкую фазу, выдержку до или после растворения сухого обезжиренного молока, сухой молочной сыворотки в водной жидкой фазе в течение от 10 мин до 4 ч для увлажнения сухих веществ молочной сыворотки.

4. Способ по п. 3, в котором, каррагенат и агент, удаляющий кальций, растворяют порциями, причем каррагенат прежде всего растворяют в холодной воде, а агент растворяют отдельно перед его введением в чан, содержащий всю воду и снабженный мешалкой, причем эту операцию выполняют при умеренном перемешивании при температуре от 60 до 65^oС.

5. Способ по п. 3, в котором агент, удаляющий кальций, и каррагенат растворяют порциями в чане, раствор из которого рециркулируют через дозатор порошка, подающий агент и каррагент.

6. Способ по п. 3, в котором сухую молочную сыворотку растворяют порциями в резервуаре путем рециркулирования раствора через дозатор порошка, подающий сухую молочную сыворотку.

7. Способ по п. 3, в котором сухую молочную сыворотку растворяют в чане порциями при интенсивном перемешивании водного раствора, в который вводят сухую молочную сыворотку.

8. Способ по любому из пп. 3-7, в котором растворение сухого обезжиренного молока в растворе молочной сыворотки осуществляют порциями в чане путем рециркуляции раствора через дозатор порошка, подающий сухое обезжиренное молоко.

9. Способ по любому из пп. 3-7, в котором растворение сухого обезжиренного молока в растворе молочной сыворотки осуществляют в потоке путем непрерывного введения сухого обезжиренного молока в раствор.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.09.2009

Извещение опубликовано: 27.09.2010 БИ: 27/2010