CZ306221B6

CZ306221B6 - Mléčný výrobek a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ306221B6
Application number: CZ2007-142A
Authority: CZ
Inventors: Ivan Alexeevich Jevdokimov; Dmitrij Nikolaevich Volodin; Nikolaj Yakovlevich Dykalo; Marina Sergeevna Zolotareva; Libor Nejedlý; Luboš Novák
Original assignee: Mega A. S.
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2016-10-12
Also published as: WO2008101449A1; CZ2007142A3

Abstract

Řešení se týká mléčných výrobků, výrobků z kyselého mléka a výrobků obsahujících mléko, které se vyrábějí z mléčného základu, a způsobu jejich výroby. Mléčný základ je směs mléčné syrovátky demineralizované na úroveň 20 až 95 % a s pH v rozmezí 5,8 až 7 a mléka a/nebo smetany. Základem způsobu výroby je to, že se mléčná syrovátka před smísením s mlékem a/nebo smetanou demineralizuje elektrodialýzou na úroveň demineralizace 20 až 95 % a její kyselost se sníží na pH v rozmezí 5,8 až 7. Mléčná surovina se upravuje, shromažďuje se, čistí, separuje, normalizuje, homogenizuje, pasterizuje a ochlazuje, případně u výrobků z kyselého mléka zakvašuje a kvasí.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká mléčných výrobků, výrobků z kyselého mléka a výrobků obsahujících mléko, jako jsou pitná mléka, suroviny pro výrobu cukrovinek či zmrzlin, dětské výživy a podobně, a způsobu jejich výroby respektive způsobu výroby jejich mléčného základu.

Dosavadní stav techniky

Běžný základ pro výrobu mléčných výrobků tvoří nyní mléko.

Dosud známý a využívaný obvyklý způsob výroby mléčných výrobků, výrobků z kyselého mléka a výrobků obsahujících mléko začíná sběrem mléka, které se rezervuje, zahřívá, odstřeďuje, normalizuje, homogenizuje, pasterizuje, ochlazuje, zakvašuje a v případě výroby produktů z kyselého mléka také vykvašuje. Pak se plní, značí a skladuje pro další zpracování. Mléčné výrobky získané z mléka zpracovaného, jak je uvedeno výše, mají jednak nižší biologickou hodnotu, což je dáno nižším obsahem bílkovin v mléce, a jednak vyšší cenu, což je dáno cenou výchozí suroviny, tedy mléka.

Úkolem vynálezu je navrhnout vhodný mléčný výrobek respektive mléčný základ pro výrobu mléčných výrobků a zároveň vhodnou a efektivní technologii výroby mléčných výrobků, které by měly vyšší biologickou hodnotu a nižší cenu než výrobky vyráběné obvyklým způsobem.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky stavu techniky do značné míry odstraňuje a vytčený úkol řeší mléčný výrobek nebo mléčný základ obsahující upravené mléko a/nebo smetanu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mléko a/nebo smetana tvoří jednu složku směsi, jejíž druhou složku tvoří mléčná syrovátka demineralizovaná na úroveň demineralizace 20 až 95% s kyselostí sníženou na pH 5,8 až 7.

Podle vynálezu je výhodné, má-li výchozí mléčná syrovátka použitá pro demineralizaci obsah sušiny nejvýš 30%.

Vhodný je podle vynálezu takový mléčný výrobek, respektive mléčný základ pro výrobu mléčných výrobků, u kterého je laktóza v syrovátce podrobená hydrolýze do úrovně 30 až 70 %.

Pro některé typy mléčných výrobků určených zejména pro specifickou skupinu spotřebitelů je vhodné, je-li laktóza v mléčné syrovátce podrobená izomeraci na laktulózu, a to do úrovně izomerace 10 až 70 %.

Výhodný je podle vynálezu takový mléčný výrobek, u kterého je elektrodialyticky demineralizovaná syrovátka smísená s mlékem a/nebo smetanou v poměru 1:9 až 9:1. Tento mléčný výrobek může samozřejmě obsahovat i jednu nebo několik příměsí nemléčného původu.

Podstata způsobu výroby mléčného výrobku a/nebo mléčného základu pro něj a případně i výrobky z kyselého mléka a výrobky obsahující mléko, při kterém se mléčná surovina upravuje obvyklými postupy, spočívá podle vynálezu v tom, že se jako mléčná surovina pro výrobu mléčného základu resp. výrobku použije místo upraveného mléka mléčná syrovátka, která se demineralizuje elektrodialýzou na úroveň demineralizace 20 až 95 %, její kyselost se sníží na pH 5,8 až 7 a ta se v daném poměru smísí s mlékem a/nebo smetanou.

- 1 CZ 306221 B6

Podle vynálezu je výhodné, použije-li se jako mléčná surovina pro elektrodialýzu mléčná syrovátka s obsahem sušiny nejvýše 30 %, která se s výhodou připraví vakuovým odpařováním, nanofiltrací nebo reverzní osmózou.

Další výhodné řešení spočívá podle vynálezu v tom, že se laktóza v syrovátce podrobí hydrolýze do úrovně 30 až 70 %.

S výhodou se může podle vynálezu mléčná syrovátka před nebo po demineralizaci podrobit izomeraci laktózy na laktulózu, a to do úrovně izomerace 10 až 70 %.

U produktů obsahujících mléko se pak mohou do mléčného základu přidávat i jiné komponenty nemléčného původu.

Nahrazením mléka mléčným základem na bázi směsi demineralizované mléčné syrovátky a mléka a/nebo smetany, který je obohacený bílkovinami syrovátky, se získají mléčné výrobky se zvýšenou biologickou hodnotou při podstatně nižších výrobních nákladech, což výrazně rozšiřuje sortiment těchto výrobků.

Zmíněná běžná úprava mléčné suroviny může zahrnovat, jak je všeobecně známo, její shromažďování, čištění, separování, normalizaci, homogenizaci, pasterizaci a ochlazování, případně u výrobků z kyselého mléka zakvašování a kvašení.

Příklady uskutečnění vynálezu

Protože se mléčný výrobek podle vynálezu, respektive mléčný základ pro jeho výrobu, připravuje výhodně právě způsobem podle vynálezu, bude se dále popis výrobku prolínat s popisem způsobu jeho výroby, aniž by došlo k zastření podstaty řešení.

Způsob výroby mléčného výrobku podle vynálezu se provádí tak, že se otestuje kvalita užívané syrovátky, syrovátka se separuje pro vyloučení tuku a kaseinového prachu, pasterizuje se, ochladí a rezervuje. Dále se provádí demineralizace mléčné syrovátky pomocí eíektrodíalýzy.

Při použití koncentrované mléčné syrovátky se po rezervaci provádí koncentrace syrovátky do hmotnostního podílu sušiny nejvýše 30 %, např. v zařízení pro vakuové odpařování, nebo za pomoci zařízení pro reverzní osmózu či nanofiltrací a teprve takto upravená syrovátka se dále zpracuje pomocí eíektrodíalýzy.

V případě použití suché syrovátky se před elektrodialýzou nejprve provádí její regenerace převařenou pitnou vodou ochlazenou na 45 až 50 °C opět do podílu sušiny 30 %, načež následuje filtrace a ochlazení.

Elektrodialýzové zpracování naturální nebo koncentrované mléčné syrovátky se provádí do úrovně demineralizace v rozsahu od 20 do 95 % a hodnoty aktivní kyselosti mléčné syrovátky se v elektrodialyzačním zařízení uvádějí na rozsah pH 5,8 až 7. Takto upravená syrovátka se pro vytvoření mléčného základu mísí v poměrech 1:9 až 9:1 s mlékem a podle obsahu tuku se normalizuje smetanou. Takto získaný mléčný základ se pak použije pro výrobu různých mléčných výrobků, výrobků z kyselého mléka a výrobků obsahujících mléko tradičními výrobními technologiemi toho kterého konkrétního produktu.

Pro získání výrobků s nízkým obsahem laktózy se nejprve provede některým známým způsobem hydrolýza laktózy v demineralizované syrovátce do úrovně hydrolýzy 30 až 70 % a teprve poté se syrovátka mísí pro výrobu mléčného základu s mlékem.

-2CZ 306221 B6

Pro získání výrobků s laktulózou se před demineralizací nebo po demineralizaci syrovátky provádí některým ze známých způsobů izomerace obsažené laktózy na laktulózu do úrovně izomerace 10 až 70 %.

Volba mezí výše uvedeného rozsahu pH je daná tím, že při nižších hodnotách pH nesnáší směs mléčné syrovátky a mléka nezbytné tepelné zpracování a při hodnotách pH vyšších než horní mez stanoveného rozsahu nastává rozpad bílkovin syrovátky, což vede ke vzniku nepříjemné příchutě a pachu.

Volba úrovně demineralizace mléčné syrovátky plyne z toho, že při snížení úrovně demineralizace na méně než 20 % je příchuť syrovátky neuspokojivá kvůli vysokému obsahu solí a při úrovni demineralizace vyšší než 95 % je proces těžko uskutečnitelný a navíc energeticky náročný.

Omezení obsahu sušiny ne vyššího než 30 % je při koncentrování nebo regeneraci suché mléčné syrovátky před její elektrodialýzou dáno sníženou rozpustností laktózy a pravděpodobností vytváření krystalů laktózy při překročení hranice 30 % obsahu sušiny.

Pro ilustraci je složení získaného mléčného základu v podobě směsi mléka a/nebo smetany a demineralizované mléčné syrovátky podle vynálezu v porovnání s mlékem uvedený v následující tabulce. Hmotnostní podíl sušiny ve zkoumaných vzorcích byl zjišťován metodou vysoušení do stálé masy a refraktometrickou metodou, hmotnostní podíl bílkoviny metodou podle Kjeldahla a elektroforetickou metodou a hmotnostní podíl laktózy polarimetrickou metodou a metodou plynově kapalinové chromatografie. Hmotnostní podíl tuku se zjišťoval kyselinovou metodou podle Gerbera, hmotnostní podíl minerálních látek se stanovoval metodou spalování do stálé masy a hmotnostní podíl vitamínů se stanovoval chromatografickou metodou.

Tabulka - Porovnání obsahu mléka a příkladných mléčných základů podle vynálezu pří úrovni demineralizace 70 %.

Název suroviny	Hmotnostní podíl, %
sušina 8,8-8,9	bílkovin	laktózy	laktu lózy	tuku	min. Látek
celkem	syrov. bilk.
Mléko normalizované	11,4	2,9	0,7	4,3	-	3,2	0,7
Směs s 10 % syrovátky	11,96	2,83	0,85	5,22	-	3,2	0,65
Směs s 50 % syrovátky	15,17	2,55	1,45	8,9	-	3,2	0,45
Směs s 90 % syrovátky	18,35	2,27	2,05	12,58	-	3,2	0,26
Směs s 10 % hydr./izom. syrovátky *	11,94	2,83	0,85	4,23	0,07	3,2	0,65
Směs s 50 % hydr./izom. syrovátky *	15,15	2,55	1,45	4,18	4,72	3,2	0,45
Směs s 90 % hydr./izom. syrovátky *	18,35	2,27	2,05	4,08	8,5	3,2	0,26

* úroveň hydrolýzy 70 %.

Některé vhodné příklady složení a odpovídajícího využití mléčného základu jsou uvedeny dále.

Příklad 1

Mléčné suroviny se přijímají ke zpracování podle hmotnosti a kvality. Mléko se váží, očišťuje se od mechanických nečistot a případně se rezervuje, ohřívá a separuje. Mléčná syrovátka se separuje pro vyloučení tuku a kaseinového prachu, pasterizuje se a ochlazuje pro krátkodobou rezervaci. Dále se provádí výše zmíněnými metodami vakuového odpařování, nanofiltrace nebo reverzní osmózy koncentrování syrovátky do hmotnostního podílu sušiny 30 %, poté následuje ochlazení, elektrodialýza koncentrované mléčné syrovátky do úrovně demineralizace 30 % a doCZ 306221 B6 vedení aktivní kyselosti elektrodialýzou na hodnotu pH 5,8 až 7. Poté se připraví mléčný základ smísením mléka normalizovaného podle obsahu tuku smetanou a demineralizované mléčné syrovátky v poměru 9:1. Mléčný základ se homogenizuje, pasterizuje a ochlazuje. Získaný mléčný výrobek, což je pitné mléko, se pak může dávkovat do obalů, označovat a expedovat.

Příklad 2

Postup je stejný jako v přikladu 1 s tím rozdílem, že se demineralizace koncentrované mléčné syrovátky elektrodialýzou provádí do úrovně demineralizace 60 %. Konečným výrobkem je opět pitné mléko.

Příklad 3

Postup je opět stejný jako v příkladu 1, jen úroveň demineralizace je 90 %. Konečným výrobkem je opět pitné mléko.

Příklad 4

I v tomto případě se pitné mléko připravuje podobně jako u příkladů 1 až 3, pouze s tím rozdílem, že se provádí elektrodialýza naturální mléčné syrovátky nebo koncentrované syrovátky s obsahem sušiny menším než 30 %.

Příklad 5

Postup je stejný jako u příkladů 1 až 4, ale mléčný základ se v tomto případě skládá z mléka normalizovaného smetanou podle obsahu tuku a smíšeného s demineralizovanou mléčnou syrovátkou v poměru 50:50.

Příklad 6

Pro výrobu zákvasů, kyšek a podobně se postupuje opět stejně jako v příkladech 1 až 5, avšak do technologického procesu výroby produktu se zapojují operace zákvasu, vykvašení, vnášení přísad potřebných pro technologii a další běžné zpracování pro získání kyselých mléčných výrobků.

Příklad 7

Postupuje se stejně jako v příkladu 6, avšak mléčný základ se skládá z mléka normalizovaného dle obsahu tuku smetanou a z demineralizované mléčné syrovátky smíšených v poměru 1:9.

Příklad 8

Pro získání výrobků s nízkým obsahem laktózy určených pro lidi trpící nedostatkem laktózy je postup opět podobný jako v příkladech 1 až 7. Demineralizovaná mléčná syrovátka se však navíc podrobí některým známým způsobem hydrolýze laktózy do úrovně 30 až 70 %.

-4CZ 306221 B6

Příklad 9

Pro získání funkčního produktu s probiotickými vlastnostmi se opět postupuje podobně jako v příkladech 1 až 7. Před nebo po demineralizaci laktózy se však provádí některým známým způsobem izomerace laktózy v mléčné syrovátce na laktulózu, a to do úrovně izomerace 10 až 70 %.

Přiklad 10

Postupovat lze stejně jako v příkladech 1 až 9. Pro přípravu produktů obsahujících mléko se však do mléčného základu vnášejí navíc i potravinářské komponenty nemléčného původu.

Příklad 11

Pro získání mléčných konzerv nebo zahuštěných koncentrátů či suchých výrobků s dlouhou skladovatelností se postupuje opět podobně jako u příkladů 1 až 10. Získaný mléčný výrobek nebo výrobek obsahující mléko či kyselý mléčný výrobek se však nakonec koncentruje, resp. zahušťuje a/nebo vysušuje.

Výše popsané konkrétní příklady využití vynálezu jsou určené pouze pro jeho ilustraci a nikoli jako limity podstaty vynálezu definované v patentových nárocích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Mléčný výrobek nebo mléčný základ obsahující upravené mléko a/nebo smetanu, vyznačující se tím, že mléko a/nebo smetana tvoří jednu složku směsi, jejíž druhou složku tvoří mléčná syrovátka demineralizovaná na úroveň demineralizace 20 až 95 % s kyselostí sníženou na pH 5,8 až 7.
2. Mléčný výrobek podle nároku 1, vyznačující se tím, že výchozí mléčná syrovátka pro demineralizaci má obsah sušiny nejvýše 30 %.
3. Mléčný výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že laktóza v syrovátce je hydrolyzovaná do úrovně 30 až 70 %.
4. Mléčný výrobek podle nároků laž3, vyznačující se tím, že laktóza v mléčné syrovátce je izomerovaná na laktulózu do úrovně izomerace 10 až 70 %.
5. Mléčný výrobek podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že elektrodialyticky demineralizovaná syrovátka je smísená s mlékem a/nebo smetanou v poměru 1:9 až 9:1.
6. Mléčný výrobek podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu komponentu nemléčného původu.
7. Způsob výroby mléčného výrobku a/nebo mléčného základu pro něj a případně i výrobky z kyselého mléka a výrobky obsahující mléko podle nároků 1 až 6, při kterém se mléčná surovina upravuje obvyklými postupy, vyznačující se tím, že se jako mléčná surovina pro výrobu mléčného základu použije mléčná syrovátka, která se demineralizuje elektrodialýzou na

- 5 CZ 306221 B6 úroveň demineralizace 20 až 95 %, její kyselost se sníží na pH 5,9 až 6,7 a ta se v daném poměru smísí s mlékem a/nebo smetanou.
8. Způsob výroby mléčného výrobku podle nároku 7, vyznačující se tím, že se jako mléčná surovina pro elektrodialýzu použije mléčná syrovátka s obsahem sušiny nejvýše 30 %, která se připraví vakuovým odpařováním, nanofiltrací nebo zpětnou osmózou.
9. Způsob výroby mléčného výrobku podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že se laktóza v syrovátce podrobí hydrolýze do úrovně 50 až 70 %.
10. Způsob výroby mléčného výrobku podle nároků 7 až 9, vyznačující se t í m , že se mléčná syrovátka před nebo po demineralizaci podrobí izomeraci laktózy na laktulózu, a to do úrovně izomerace 10 až 70 %.
11. Způsob výroby mléčného výrobku podle nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že se do mléčného základu přidají i jiné komponenty nemléčného původu.