FI120953B - Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI120953B
FI120953B FI20075487A FI20075487A FI120953B FI 120953 B FI120953 B FI 120953B FI 20075487 A FI20075487 A FI 20075487A FI 20075487 A FI20075487 A FI 20075487A FI 120953 B FI120953 B FI 120953B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
milk
lactose
uht
process according
product
Prior art date
Application number
FI20075487A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20075487A (fi
FI20075487A0 (fi
Inventor
Olli Tossavainen
Harri Kallioinen
Original Assignee
Valio Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valio Oy filed Critical Valio Oy
Priority to FI20075487A priority Critical patent/FI120953B/fi
Publication of FI20075487A0 publication Critical patent/FI20075487A0/fi
Priority to EP17178944.9A priority patent/EP3254567A1/en
Priority to PCT/FI2008/050388 priority patent/WO2009000972A1/en
Priority to US12/666,569 priority patent/US10085462B2/en
Priority to ES08775513.8T priority patent/ES2692436T3/es
Priority to EP08775513.8A priority patent/EP2166866B1/en
Publication of FI20075487A publication Critical patent/FI20075487A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI120953B publication Critical patent/FI120953B/fi

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/146—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by ion-exchange
    • A23C9/1465—Chromatographic separation of protein or lactose fraction; Adsorption of protein or lactose fraction followed by elution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C21/00—Whey; Whey preparations
    • A23C21/02—Whey; Whey preparations containing, or treated with, microorganisms or enzymes
    • A23C21/023—Lactose hydrolysing enzymes, e.g. lactase, B-galactosidase
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C21/00—Whey; Whey preparations
    • A23C21/06—Mixtures of whey with milk products or milk components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C3/00—Preservation of milk or milk preparations
    • A23C3/02—Preservation of milk or milk preparations by heating
    • A23C3/03—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked
    • A23C3/033—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked and progressively transported through the apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/12—Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes
    • A23C9/1203—Addition of, or treatment with, enzymes or microorganisms other than lactobacteriaceae
    • A23C9/1206—Lactose hydrolysing enzymes, e.g. lactase, beta-galactosidase
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/142—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
    • A23C9/1422—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration by ultrafiltration, microfiltration or diafiltration of milk, e.g. for separating protein and lactose; Treatment of the UF permeate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/142—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
    • A23C9/1425—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration by ultrafiltration, microfiltration or diafiltration of whey, e.g. treatment of the UF permeate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/146—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by ion-exchange
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/15—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/15—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins
    • A23C9/1512—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins containing isolated milk or whey proteins, caseinates or cheese; Enrichment of milk products with milk proteins in isolated or concentrated form, e.g. ultrafiltration retentate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C2210/00—Physical treatment of dairy products
    • A23C2210/20—Treatment using membranes, including sterile filtration
    • A23C2210/206—Membrane filtration of a permeate obtained by ultrafiltration, nanofiltration or microfiltration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C2210/00—Physical treatment of dairy products
    • A23C2210/25—Separating and blending
    • A23C2210/252—Separating a milk product in at least two fractions followed by treatment of at least one of the fractions and remixing at least part of the two fractions

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dairy Products (AREA)

Description

Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi
Keksinnön ala 5 Keksintö koskee menetelmää hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi.
Keksinnön tausta UHT-maidon (iskukuumennetun maidon) säilyvyyttä rajoittavat tunnetusti maidon luontaiset ja mikrobiperäiset entsyymiaktiivisuudet. Tunnetuin 10 näistä ongelmia aiheuttavista entsyymeistä on plasmiinientsyymijärjestelmä, joka on hyvin lämpöä kestävä. Lämpimässä säilytyksen aikana ne aiheuttavat muutoksia maussa, rakenteessa jne.
Vähälaktoosisissa ja laktoosittomissa maidoissa on edellä mainittujen lisäksi lisättyjen laktaasientsyymien mukana tulleita sivuaktiivisuuksia, joi-15 den joukossa on mm. proteolyyttisiä aktiivisuuksia.
Entsymaattisten muutosten lisäksi maitojen säilyvyyttä rajoittavat Maillard-reaktion tuottamat ruskistumistuotteet, jotka ovat erityisen ongelmallisia laktoosihydrolysoiduissa tuotteissa. Ruskistumistuotteet aiheuttavat ei-toivotun muutoksen UHT-maidon aistinvaraisiin ominaisuuksiin, kuten makuun, 20 väriin ja rakenteeseen. Laktoosihydroiyysissä saadut monosakkaridit glukoosi ja galaktoosi ovat reaktiivisuudeltaan laktoosia aktiivisempia, mikä aiheuttaa ruskistumisreaktioiden voimistumista. Hydrolysoidussa maidossa näiden pelkistävien monosakkaridien moolikonsentraatio on tavallisen maidon laktoosin moolikonsentraatioon nähden lähes kaksinkertainen.
25 Maitopohjaisen UHT-tuotteen ravintoarvon kannalta tärkeän amino hapon lysiinin laadun heikkeneminen jatkuu lämpökäsittelyä seuraavassa säilytyksessä huoneenlämpötilassa. Sekä Maillard-reaktio että lysiinin tuhoutuminen jatkuvat säilytyksen aikana.
Kuumennuskäsittelyssä muodostuu heran β-laktoglobuliinin ja kase-30 iinimiseliin κ-kaseiinin välinen kompleksi (β-κ-kompleksi). Geeliytyminen (hyy-teiöityminen) tapahtuu todennäköisimmin kahdessa vaiheessa: ensimmäisessä vaiheessa β-κ-kompleksi irtoaa kaseiinimisellistä UHT-maidon varastoinnin aikana ja toisessa vaiheessa muodostuu kolmiulotteinen proteiiniverkosto. Iskukuumennetussa maidossa (UHT) säilytyksen aikana tapahtuva saostumi-35 nen on seurausta hitaasta proteolyysistä. Ennen hyytelöitymistä muodostuu 2 κ-kaseiinin kaltaisia yhdisteitä ja ei-proteiinisten typpiyhdisteiden määrä lisääntyy. Proteiinien hydrolysoituminen eli proteolyysi voi myös edistää kaseiinin saostumista lämmön vaikutuksesta. Maidon luonnollisen mikrobiflooran muodostamat proteaasit vaikuttavat pääasiallisesti γ- ja para-K-kaseiinin syntymi-5 seen, joiden osuus kokonaiskaseiinista on pieni. Proteaasit pilkkovat UHT-maidossa κ-kaseiinia, jonka stabiloiva vaikutus kaseiinimisellissä on kuitenkin keskeisen tärkeä (Datta, N. ja Deeth, C. Age gelation of UHT milk, a review. Food and Bioproducts Processing, 2001; 79(C4): 197-210).
Lämpökäsittelyt ja aseptiset pakkausmenetelmät alalla ovat tunnet-10 tuja. UHT-kuumennuskäsittely voi olla joko suora {höyry maitoon, maito höyryyn) tai epäsuora (putkilämmönvaihdin, levylämmönvaihdin, pintakaavinläm-mönvaihdin).
Vähälaktoosisten maitotuotteiden valmistus on yleisesti tunnettua. Laktoosin poistamiseksi maidosta on esitetty useita menetelmiä. Alalla on ylei-15 sesti tunnettu perinteinen entsymaattinen menetelmä laktoosin pilkkomiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheen, jossa home- tai hiivaperäistä laktaasia lisätään maitoon siten, että laktoosi pilkkoutuu yli 80 %:sesti monosakkarideiksi eli glukoosiksi ja galaktoosiksi.
Tunnettua ovat myös menetelmät laktoosin poistamiseksi maitoraa-20 ka-aineesta, erityisesti kalvotekniikoita käyttäen. Yleisesti käytössä on neljä perustyyppiä olevaa kaivosuodatusmenetelmää: käänteisosmoosi (RO), na-nosuodatus (NF), ultrasuodatus (UF) ja mikrosuodatus (MF). Näistä lähinnä UF soveltuu laktoosin erottamiseen maidosta. Käänteisosmoosia sovelletaan yleisesti konsentrointiin, ultra- ja mikrosuodatusta fraktiointiin, ja nanosuoda-25 tusta sekä konsentrointiin että fraktiointiin. Kalvotekniikkaan perustuva lak-toosinpoistomenetelmä on kuvattu esimerkiksi WO-julkaisussa 00/45643. Ongelmana kyseisessä menetelmässä, kuten kalvotekniikoissa yleensäkin on, että ultrasuodatuksen yhteydessä maidosta poistuu laktoosin lisäksi myös osa suoloista, joilla on selkeä merkitys maidon ja siitä valmistettavien maitotuottei-30 den makuun. Ultrasuodatuksen ongelmana on myös se, että korkean proteiinipitoisuuden (yli 80 % kuiva-aineesta) saavuttaminen on hankalaa ja kallista.
Fl-juikaisussa 115752 esitetään menetelmä, jossa maitotuotetta ult-rasuodatetaan, nanosuodatetaan ja konsentroidaan käänteisosmoosin avulla, minkä jälkeen UF-retentaattiin palautetaan ultrasuodatuksen yhteydessä pois-35 tuvat suolat. Näin saatu vähälaktoosisen maitotuotteen jäännöslaktoosi hydrolysoidaan laktaasientsyymin avulla monosakkarideiksi, jolloin saadaan oleelli- 3 sen laktoositon maitotuote. Tällä menetelmällä saadaan maidosta poistettua laktoosia ilman vaikutusta valmistettavan maitotuotteen aistinvaraisiin ominaisuuksiin.
Kromatografinen erotus on sinänsä tunnettu ja teollisessa käytössä 5 oleva menetelmä sokeriteollisuudessa (esimerkkinä sakkaroosin erottaminen melassista ja fruktoosin erottaminen glukoosi-fruktoosiseoksesta) ja heran fraktioinnissa (US 3969337). Fl-julkaisussa 78504 kuvatussa menetelmässä puhtaan laktoosin talteenottamiseksi maidon tai juuston herasta pääosa laktoosista kiteytetään ensin ja lämmittämällä puhdistettu emäliuos fraktioidaan 10 kromatografisesti.
Laktoosi voidaan erottaa maidosta spesifisesti myös kromatografisesti. Maidon käsittelyyn liittyy kuitenkin monia herasta poikkeavia ongelmia, kuten kaseiinin herkkä saostuminen, kaseiinin misellirakenteen säilyttäminen, rasvan käyttäytyminen ja erittäin kovat hygieniavaatimukset. Esimerkiksi EP-15 julkaisussa 226035 B1 kuvataan laktoosinerottamismenetelmä, jossa maito fraktioidaan siten, että laktoosijae saadaan erilleen ja suolat ovat proteiinija-keessa tai proteiini-rasvajakeessa. Menetelmälle on tunnusomaista, että ka-tioninvaihtohartsi tasapainotetaan saattamalla sen kationikoostumus vastaamaan maidon kationikoostumusta, ja maito fraktioidaan pylväässä tasapainote-20 tulla kationinvaihtohartsilla lämpötilassa noin 50 - 80 °C käyttämällä eluointiin vettä. Menetelmän etuna on, että maitoon saadaan jäämään kaikki maun kannalta olennaiset aineet. Kromatografinen laktoosin erotus on kuitenkin hidas ja monimutkainen prosessi, eikä suoraan sovellu perinteisiin meijereihin ilman kalliita laiteinvestointeja. Patenttijulkaisussa kuvattu maidon laktoosin spesifi-25 nen erotus rasvattomasta maidosta tehtiin laboratoriomitan pylväässä, jolloin koko erotus on kestänyt 28 - 34 min. Erotus tehtiin 65 °C:ssa. Tämä käsittely ei riitä inaktivoimaan plasmiinientsyymijärjestelmää. Patenttijulkaisussa esitettiin mahdollisuus tehdä erotus myös jopa 80 °C:n lämpötilassa, mutta tällöin maidon heraproteiinit denaturoituvat merkittävästi. Menetelmä ei sovellu erityisen 30 pitkään säilyvän UHT-maitojuoman valmistamiseen.
Tunnettua on lisäksi maidon käyttö laktoosin poiston jälkeen raaka-aineena meijerituotteiden valmistuksessa. Viimeaikaiset tutkimukset ovatkin keskittyneet maidon kalvosuodatukseen ja tällaisen suodatetun maidon käyttöön meijerituotteiden, kuten juuston, jäätelön ja jogurtin, valmistukseen. Yh-35 teistä tunnetuille menetelmille laktoosittomien tuotteiden valmistamiseksi on, että ennen ultrasuodatusta maito vakioidaan haluttuun rasvapitoisuuteen ja 4 pastöroidaan kuumentamalla lämpötilaan 60 - 90 °C. Pastörointikäsittely ei ole riittävä plasmiinientsyymijärjestelmän inaktivoimiseksi.
Maitojauheesta rekombinoidun (ennastetun) UHT-maidon valmistuksessa esikuumennusvaiheen lämpötilan nostaminen 75 - 80 °C:sta 90 °C:seen 5 paransi UHT-maidon säilyvyyttä huoneen lämpötilassa (20 tai 30 °C, 8 kk) (Newstead et ai., Int. Dairy J. 16:2006, 573 - 579). Säilyvyyttä arvioitiin seuraamalla pakkauksen pohjalle laskeutuneen sedimentin määrä. Säilyvyyden parantumisen syyksi esitettiin plasmiinityyppisen proteolyysin tehokas inhiboi-tuminen. Laktoosihydrolysoidussa maidossa julkaisun mukainen esikuumen-10 nus tai esim. UHT-käsittelyn voimistaminen vahvistaa Maillard-reaktiota, joka aiheuttaa ruskistumista ja makuvirheitä sekä heikentää ravintoarvoa käyttökelpoisen lysiinin vähentyessä.
Erilaiset esi- ja jälkilämpökäsittelyt UHT-maidon valmistuksessa ovat tunnettuja UHT-maidon säilyvyyden parantamiseksi. Driessen vähensi 15 plasmiinin aktiivisuutta ja paransi UHT-maidon säilyvyyttä esikuumentamalla maitoa 55 °C:ssa 60 minuutin ajan ennen korkeakuumennuskäsittelyä. Maidon proteolyysi väheni, kitkeryys ja iäpikuultavuuden kehittyminen vähenivät eikä geeliytymistä tapahtunut säilytettäessä maitoa 20 °C:ssa 11 viikon ajan (Datta ja Deeth, 2001). Kocak ja Zadow havaitsivat, että laktoosihydrolysoidun mai-20 don käsittely UHT-prosessin jälkeen 55 °C:ssa 40 - 60 minuutin ajan suunnilleen kaksinkertaisti tuotteen säilyvyysajan (Aust J Dairy Technol 1989; 44(1): 37-40).
Menetelmä maidon erottamiseksi yksittäisiksi komponenteikseen kalvotekniikoilla ja näiden komponenttien yhdistämistä uudelleen maitotuot-25 teiksi, kuten jäätelöksi, set-tyyppiseksi tai sekoitetuksi jogurtiksi ja maitojuo-maksi on kuvattu WO-julkaisussa 2004/019693. Koostettu maitoraaka-aine voi olla rasvaton maito, vähärasvainen maito, täysmaito, laktoositon maito, konsentroitu maito, maitojauhe, luomumaito tai kooste näistä.
Kalvomenetelmien ja ioninvaihdon yhdistäminen maitotuotteen ku-30 ten vähäkalsiumisen maitojauheen valmistamiseksi on tunnettua. WO-julkaisussa 01/41579 on kuvattu menetelmä, jossa käytetään vahvaa kationinvaih-tohartsia edullisesti 4-12 °C:n lämpötilassa. Prosessi voidaan suorittaa myös 50 °C:ssa. Patenttijulkaisussa kuvattu 2,5 tunnin ioninvaihtokäsittely ei kuitenkaan riitä inaktivoimaan plasmiinientsyymijärjesteimää. Menetelmässä lämpö-35 stabiilisuuden paraneminen perustuu kalsiumpitoisuuden vähentämiseen ioninvaihdolla.
5
Yleisesti ottaen tunnettujen laktoosinpoistomenetelmien ja voimakkaiden lämpökäsittelyjen ongelmana on maidon tai siitä valmistettujen maitotuotteiden aistinvaraisten ominaisuuksien muuttuminen. Valmistettaessa täysin laktoosittomia tuotteita, joissa jäännöslaktoosipitoisuus on alle 0,01 %, joudu-5 taan iaktaasientsyymiä lisäämään enemmän kuin vähälaktoosisissa tuotteissa. Laktaasihydrolysoidun maitotuotteen maku ei ole puhdas vaan se sisältää usein tunkkaista, kemikaalin tai lääkkeen kaltaista virhemakua etenkin myyn-tiajan loppupuolella. Lisäksi tunnetuille menetelmille on ominaista, että pitkän säilyvyysajan lämpimässä vaativissa tuotteissa, kuten UHT-tuotteissa esiintyy 10 rakenneongelmia (sakkautuminen, sedimentaatio, hiutaloituminen) sekä erityisesti iaktoosihydrolysoiduissa tuotteissa Maillard-reaktio aiheuttaa ruskistumista sekä makumuutoksia. Tuotteen ruskistumiseen liittyy myös ravintoarvon heikkeneminen.
Kauppa ja kuluttaja vaativat yhä pidempiä myyntiaikoja. Tavan-15 omaisella tunnetulla tekniikalla valmistettujen laktoosittomien ja vähälaktoosisten UHT-maitotuotteiden säilyminen huoneenlämpötilassa on rajallinen, tyypillisesti kolme kuukautta. Toivottavaa on siten aikaansaada luonnollisia menetelmiä, joiden avulla tuotteiden aistinvaraisten ominaisuuksien kuten maun ja rakenteen säilyvyyttä voidaan parantaa ja siten tuotteiden myyntiaikaa piden-20 tää.
UHT-maito on maito, joka on käsitelty jatkuvatoimisesti korkeassa lämpötilassa lyhyen aikaa ja sen jälkeen pakattu aseptisesti. Kuumennuskäsit-telyn pitää olla sellainen, että UHT-maito läpäisee säilyvyystestin ja antaa positiivisen tuloksen sameustestissä (IDF Doc 2/1970, ref. IDF Annual Bulletin Part 25 V, IDF Monograph on UHT milk, 1972) (ts, osa heraproteiineista jää denaturoitumatta), Osana säiiyvyystestiä on säiiytyskoe, jonka mukaan UHT-maidon tulee säilyä pakkauksessaan muuttumattomana 30±1 °C:n lämpötilassa 14 vuorokautta. Vähälaktoosinen {esim. Hyla®) ja laktoositon maito ruskistuvat jo selvästi tällaisessa säilytyksessä.
30 Nyt on yllättäen keksitty menetelmä täysin virheettömän makuisten, hyvin säilyvien vähälaktoosisten tai laktoosittomien maitotuotteiden (maidot, maitojuomat, herajuomat, tiivisteet) valmistamiseksi ilman erityisiä lisäkustannuksia. Lisäksi keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan varmistettua tuotteen parantunut säilyvyys mahdollistaen tavanomaista pidemmän myyntiajan, 35 jolloin rakennevirheet kuten sakkautuminen, ravintoarvon heikkeneminen, mikrobiologisiin ongelmiin liittyvät riskit ja Maillard-reaktio on minimoitu.
6
Keksinnön lyhyt kuvaus
Keksintö tarjoaa käyttöön uuden menetelmän hyvin säilyvien vähä-laktoosisten ja laktoosittomien maitotuotteiden valmistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, mitä sanotaan itsenäisessä patenttivaatimuksessa, 5 Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten vaatimusten kohteena. Keksinnön mukaisella menetelmällä vältetään maidon luontaisten ja mikro-biperäisten entsyymiaktiivisuuksien sekä laktaasientsyymin käytön ja kaupallisille entsyymivalmisteille tyypillisten sivuaktiivisuuksien aiheuttamat maku-, väri- ja rakennevirheet UHT-tuotteissa. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla 10 vähälaktoosisten ja laktoosittomien maitotuotteiden aistinvaraisten ominaisuuksien, erityisesti makuominaisuuksien ja rakenteen säilymistä etenkin lämpimässä voidaan parantaa, minkä seurauksena tuotteiden myyntiaikaa voidaan pidentää.
Lisäksi keksinnön mukaisella menetelmällä vältetään erityisesti 15 UHT-käsitellyille laktoosittomille ja vähälaktoosisille maitotuotteille tyypilliset Mailiard-reaktion aiheuttamat ruskistumistuotteet ja tämän myötä myös ravintoarvon heikkeneminen. Valmistuksen hygieniariskejä voidaan vähentää.
Keksintö tarjoaa lisäksi käyttöön menetelmän, joka on yksinkertainen, taloudellinen, teollisesti toteutettavissa suuressa mittakaavassa eikä ai-20 heuta lisäkustannuksia. Yllättäen havaittiin, että erottamalla maidon tai maidon ja heran seoksen sokeri- ja proteiinijakeet toisistaan ja lämpökäsittelemällä niitä voidaan inaktivoida maidon luontainen plasmiinientsyymijärjestelmä ja välttää Maillard-reaktio, joka aiheuttaa lysiinin tuhoutumista ja ruskistumista, ja saada raaka-aine käytettäväksi pitkään säilyvän maitotuotteen valmistamiseksi. 25 Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettu maitotuote säilyy huomattavasti perinteisiä UHT-maitoja pidempään. Etenkin tällaisen maidon säilyvyyttä huoneenlämpötilassa on voitu olennaisesti pidentää.
Kuvioiden lyhyt selostus
Kuvio 1. Plasmiinientsyymijärjestelmä (mukailtu Datta ja Deeth, 2001).
30 Kuvio 2 a. SDS-PAGE-analyysi UHT-maitonäytteistä prosessoinnin jälkeen. Kuvio 2 b. SDS-PAGE-analyysi UHT-maitonäytteistä 4 viikon säilytyksen jälkeen.
Kuvio 2 c, SDS-PAGE-analyysi UHT-maitonäytteistä 12 viikon säilytyksen jälkeen.
35 Kuvio 3. UHT-maidon furosiinipitoisuuden kehittyminen säiiytysajan funktiona.
7
Kuvio 4, UHT-maitojen värinmuutos säilytysajan funktiona 22 °C:ssa säilytettäessä.
Kuvio 5. UHT-maitojen furosiinipitoisuudet.
Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus 5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää hyvin säilyvän vähälak toosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että maitoraaka-aineen tai maito- ja heraraaka-aineseoksen sokerit ja proteiinit erotetaan eri jakeiksi, lämpökäsitellään jakeet raaka-aineen luontaisen plasmiinientsyymijärjestelmän ja muiden haitallisten entsyymien 10 inaktivoämiseksi, koostetaan jakeista ja muista valmistusaineista koostumukseltaan ja makeudeltaan halutunlainen maitotuote, tarvittaessa hydrolysoidaan maitotuotteen laktoosi, kuumennuskäsitellään maitotuote ja tarvittaessa pakataan aseptisesti.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä raaka-aineen erotus sokeri-15 ja proteiinijakeiksi tehdään kromatografisesti, kalvotekniikoilla tai kiteyttämällä sinänsä tunnetulla tavalla. Eri erotusmenetelmiä voidaan myös yhdistää halutulla tavalla yhdessä tai useammassa vaiheessa. Raaka-aineen sokeri ja proteiini erotetaan edullisesti kromatografisesti ja kalvomenetelmillä.
Raaka-aineen erotuksessa saadut sokeri- ja proteiinijakeet lämpö-20 käsitellään niiden plasmiinientsyymijärjestelmien ja muiden proteolyyttisten entsyymien inaktivoimiseksi. Lämpökäsittely voidaan tehdä joko näiden aineiden erotuksen aikana tai kummallekin jakeelle erikseen erotuksen jälkeen. Sokereiden ja proteiinien erotus tehdään tyypillisesti 3-80 °C:een, edullisesti 60 - 70 °C:een, erityisen edullisesti 65 °C:een lämpötilassa. Erotus kestää tyy-25 pillisesti 10 minuuttia -10 tuntia, edullisesti 2 - 6 tuntia.
Kromatografinen erotus neutraaleissa (pH 6-7) olosuhteissa kestää tyypillisesti 10 minuuttia -10 tuntia, edullisesti 2 - 4 tuntia, ja se suoritetaan 3-70 °C:een, edullisesti 60 - 70 °C:een, erityisesti 65 °C:een lämpötilassa.
Maidon plasmiinientsyymijärjestelmää on yleisesti kuvattu kuviossa 1. 30 Raakamaidossa plasmiini esiintyy entsymaattisesti aktiivisessa muodossa (lämpöstabiili plasmiini) ja inaktiivisena prekursorina (lämpöstabiili plasmino-geeni). Raakamaidossa niiden painosuhde on 1:9 -10. Plasmiinin aktiivisuutta säätelee aktivaattori (lämpöstabiili plasminogeeniaktivaattori) ja inhibiittorit (lämpölabiilit plasminogeeniaktivaattori- ja plasmiini-inhibiittori). Plasmiini on 35 liittyneenä kaseiinimiselleihin. Maidon lämpökäsittely muuttaa aktivaattorien ja inhibiittoreiden välistä luonnollista suhdetta aktivaattorien eduksi. Kuumennus- 8 käsittely kuten UHT-käsitteiy edistää plasminogeenin muuttumista plasmiiniksi, mikä aiheuttaa proteolyysiä ja UHT-maidon saostumista erityisesti varastoinnin aikana (Datta ja Deeth, 2001). Plasmiinientsyymin inaktivoitumista kuvaava decimal reduction time D on 55,6 min 67,5 °C:ssa. Plasmiinin puoliintumisaika 5 on 35,3 min 70 °C:ssa, plasminogeenin ja plasmiini-inhibiittorin 33,3 ja 34,5 min vastaavasti. (Driessen F.M., Inactivation of lipases & proteinases (indigenous & bacteria!), Bulletin of IDF 238, 1989, 71-93). Keksinnön mukaisessa menetelmässä kromatografinen erotus poistaa ongelmalliseksi todetut proteo-lyyttiset entsyymiaktiivisuudet, jotka aiheuttavat mm. maku- ja rakenneongel-10 mia UHT-maitotuotteessa huoneenlämpötilassa säilytettäessä.
Esimerkki erityisen edullisesta keksinnön toteutusmuodosta plas-miinientsyymijärjestelmän inhiboimiseksi palautumattomasti on kromatografinen erotus, jossa inaktivointi tapahtuu samanaikaisesti erotuksen kanssa, kun viipymäaika kolonnissa 65 °C:n lämpötilassa on 3 tuntia. Inaktivoituminen on 15 palautumaton.
Saaduista sokeri- ja proteiinijakeista koostetaan yhdessä muiden valmistusaineiden kanssa koostumukseltaan ja makeudeltaan halutunlainen tuote. Keksinnön mukaisessa menetelmässä osa maidon suoloista voidaan menettää, jolloin esimerkiksi nämä voidaan palauttaa tässä yhdistämisvai-20 heessa esim. ns. RO-tiivisteenä (käänteisosmoosilla saatu tiiviste) tai -jauheena. Myös sokerijakeen laktoosin hydrolysoinnista saatu osa tai kaikki siitä voidaan tällöin lisätä proteiinijakeeseen. Maitotuotteeseen voidaan koostaa myös muuta makeutusainetta, kuten ei-pelkistävää sokeria tai keinotekoista makeu-tusainetta.
25 Haluttaessa edellä mainitulla tavalla koostetun maitotuotteen sisäl tämä laktoosi voidaan hydrolysoida sinänsä tunnetulla tavalla.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään sinänsä tunnettua tekniikkaa maitotuotteiden kuumennuskäsittelyjen osalta mukaan lukien aseptinen pakkaaminen. Esimerkkejä keksinnön mukaisessa menetelmässä 30 käytettävästä kuumennuskäsittelystä ovat pastörointi, korkeapastörointi tai kuumentaminen pastörointilämpötilaa alhaisemmassa lämpötilassa riittävän pitkä aika. Erityisesti voidaan mainita UHT-käsittely (esimerkiksi maito 138 °C, 2 - 4 s), ESL-käsittely (esimerkiksi maito 130 °C, 1 - 2 s), pastörointi (esimerkiksi maito 72 °C, 15 s) tai korkeapastörointi (95 °C, 5 min). Kuumennuskäsit-35 tely voi olla joko suora (höyry maitoon, maito höyryyn) tai epäsuora (putkiläm- 9 mönvaihdin, levylämmönvaihdin, pintakaavinlämmönvaihdin). Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään edullisesti UHT-käsittelyä.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävällä maitoraaka-aineella tarkoitetaan maitoa, heraa sekä maidon ja heran yhdistelmiä. Maito-5 raaka-aine voi olla myös täydennetty eri rasva-, proteiini- tai sokerijakeilla tms. Maidon tarkoitetaan käsittävän eri rasva-, proteiini- ja laktoosipitoisuuden omaavia maitokomponentteja. Koostettu maito voi siten olla esimerkiksi täys-maitoa, vähärasvaista maitoa tai rasvatonta maitoa, ultrasuodatettua maitoa, diasuodatettua maitoa tai ennastamalla maitojauheesta valmistettua maitoa, 10 luomumaitoa tai koostetta näistä.
Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä soveltuu kaikentyyppisten maitotuotteiden, mukaan lukien heraa sisältävien maitotuotteiden valmistamiseksi. Koostumukseltaan, ominaisuuksiltaan ja makeudeltaan halutunlainen juoma koostetaan eri jakeista ja muista valmistusaineista. Menetelmä 15 soveltuu tyypillisesti vähälaktoosisen, laktoosittoman tai hiilihydraatittoman UHT-maidon valmistamiseksi. Erityisesti menetelmä soveltuu laktoosittoman UHT-maitotuotteen valmistukseen. Vielä erityisemmin valmistetaan hiilihydraa-titon UHT-maitotuote. Laktoosittomalla maitotuotteella tarkoitetaan tässä hakemuksessa maitotuotetta, jonka laktoosipitoisuus on alle 0,01 %. Vähälak-20 toosisella maitotuotteella tarkoitetaan maitotuotetta, jonka laktoosipitoisuus on alle 1 %. Hiilihydraatittomalla maitotuotteella tarkoitetaan maitotuotetta, jonka hiilihydraattipitoisuus on alle 0,5 %.
Keksinnön mukaisesti valmistetun maitotuotteen aistinvaraiset ominaisuudet yllättäen säilyvät hyvänä huoneenlämpötilassa pitkäänkin säilytettä-25 essä. Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun hyvin säilyvän maitotuotteen ravintoarvo ei heikkene säilytyksenkään aikana. Menetelmä on tuotanto-olosuhteissa vaivaton toteuttaa ilman merkittäviä lisäkustannuksia.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu myös nykyaikaiseen komponenttivalmistukseen, jossa eri rasva-, proteiini- ja laktoosipitoisuuden 30 omaavat maitokomponentit yhdistetään tunnetusti vasta ennen aseptista pakkaamista.
Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa sekä panos- että jatkuvatoimiseen valmistukseen. Edullisesti keksinnön mukainen menetelmä tehdään panosprosessina.
35 Seuraavat esimerkit havainnollistavat keksintöä mutta eivät rajoita keksintöä mainittuihin suoritusmuotoihin.
10
Esimerkki 1. HiiEihydraatiton UHT-maito
Kromatografisen erotuksen kuvaus ja jakeiden koostumukset. Pylväs (korkeus 9 m, halkaisija 3 m) täytettiin vahvalla, hiukkaskooltaan keskimäärin 0,4 mm:n kationinvaihtohartsilla (Finex Oy), ja se on rakenteeltaan saman-5 tyyppinen kuin esim. Duolite C 2404 F (Duolite International, SA, Rohm and Haas). Valmiiksi pakatun 65 °C:n lämpötilaan temperoidun pylvään hartsitila-vuus oli 30 000 I. lonitasapainon saavuttamiseksi pylvään läpi pumpattiin rasvatonta maitoa (pH 6,7, 25 000 I) ja huuhdeltiin vedellä. Pylvääseen syötettiin 4 000 I rasvatonta maitotiivistettä (k.a. 29 %) ja eluoitiin demineralisoidulla ve-10 della virtausnopeudella 4 000 l/h. Sokeri- ja proteiinijakeet kerättiin erilleen. Jakeet viipyivät pylväässä 65 °C:ssa 3 tunnin ajan, minkä jälkeen ne jäähdytettiin alle 10 °C:seen.
Taulukossa 1 on esitetty rasvattoman maidon jakeiden koostumus kromatografisen erotuksen jälkeen. Erotus on tehty siten, että proteiinijae sisäi-15 tää mahdollisimman vähän laktoosia.
Taulukko 1. Jakeiden koostumukset kromatografisen erotuksen jälkeen esimerkissä 1 rasvaton maito proteiinijae laktoosijae rasvaton maito-(alkutilanne) tiiviste (29 %) _____(alkutilanne) tilavuus (!)__12 500__5 600 7 600__4 000 tuhka (%) 0,7__1J__(76__2,2 proteiini (%) 3,5__6i0__74__10,2_ laktoosi (%)__47__005__87__16,5 I kuiva-aine (%) _03__7/4__10,5 28,9_
Keksinnön mukaisen UHT-maidon (hiilihydraatiton) valmistus.
Keksinnön mukainen hiilihydraatiton UHT-maito valmistettiin prote-20 iinijakeesta (688 I) ja vedestä (312 I) sekä ei-pelkistävästä makeutusaineesta sukraloosista (Splenda, 0,0027 %). Liuos kuumennuskäsiteltiin (suora UHT 146 °C, 4 s) ja pakattiin aseptisesti. Saatiin hiilihydraatiton UHT-maitotuote.
Keksinnön mukaisesti valmistetun UHT-maidon säilyvyyttä seurattiin 6 kk:n ajan määrittämällä proteolyysin eteneminen tyrosiiniekvivalentteina ja 25 SDS-PAGE:lla, määrittämällä furosiinipitoisuus Maillard-reaktion markkerina sekä aistinvaraiset ominaisuudet (rakenne hiutaleiden, sedimentin ja saostu- 11 man muodostumisena, maku ja väri). Vertailuna oli tavallinen rasvaton ja lak-toosihydrolysoitu (hydrolyysi ennen lämpökäsittelyä) UHT-maito (suora UHT 146 °C, 4 sek).
Proteolvvsi 5 Taulukossa 2 on esitetty keksinnön kuvaamalla tavalla valmistetun hiilihydraatittoman UHT-maidon proteolyysin eteneminen 22 °C:ssa säilytettäessä 36 viikon ajan verrattuna perinteisen laktoosihydrolysoidun maidon (= vähälaktoosinen maito) proteolyysiin.
Taulukko 2, Tyrosiiniekvivalenttipitoisuus proteolyysin mittarina säily-10 tysajan kuluessa.
_Tyrosiiniekvivalenttipitoisuus (mg/l)_ perinteinen laktoosihyd-rolysoitu UHT-maito hiilihydraatiton
Aika (vko)__(vertailu)__UHT-maito (keksintö) 0 95__51_ 4__298__74_ 8__454__88_ 12 609__93_ 36 1 100 115
Tyrosiinipitoisuus tyrosiiniekvivalentteina kuvaa proteolyysin etenemistä. Keksinnön mukaisessa hiilihydraatittomassa UHT-maidossa proteolyysi on siis selvästi vähäisempää kuin vertailumaidossa.
15 Kuvioissa 2a - 2c on esitetty SDS-PAGE-analyysi proteolyysimuu- toksista 0, 4 ja 12 viikon säilytyksen jälkeen. Hiilihydraatiton maito on säilynyt lähes alkuperäisen veroisesti (vertailuna fuugattu raakamaito ja/tai UHT-maidot 0 viikon ikäisenä), kun taas laktoosihydroiysoidussa maidossa kaseiinivyöhyk-keet ovat voimakkaasti heikentyneet ja gamma-kaseiinivyöhyke on voimistu-20 nut. Tämä viittaa plasmiinientsyymin toimintaan (Datta, N. ja Deeth, H.C., Le-bensm.-VViss. Technol. 36 173-182 (2003)). Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetuissa maidoissa plasmiinientsyymijärjestelmän toiminta estyy. Ruskistumisreaktiot
Ruskistumisreaktioiden kehittymistä seurattiin määrittämällä furosii-25 nipitoisuus (IDF standardi 193/ISO standardi18329, 2004). Kuviossa 3 on esitetty Maillard-reaktiota kuvaavan furosiinipitoisuuden kehittymistä keksinnön 12 mukaisesti valmistetussa UHT-maidossa ja perinteisessä laktoosihydrolysoi-dussa UHT-maidossa. Vähiten furosiinia ja ruskistumisreaktioita syntyi säily-tysajan kuluessa makeutetussa hiilihydraatittomassa maidossa.
Aistinvaraiset ominaisuudet 5 Keksinnön mukaisesti valmistetussa hiilihydraatittomassa UHT-mai dossa ei säilytysajan kuluessa havaittu hiutaleiden, sakkautumien eikä saostumien muodostumista. Säilytysajan kuluessa normaalille UHT-maidoile vierasta makua tai hajua ei myöskään havaittu.
Kuviossa 4 on kuvattu maitojen värinmuutos säilytysajan funktiona 10 22 °C:ssa säilytettäessä. Keksinnön mukaisesti valmistetussa hiilihydraatittomassa maidossa värin muutos voidaan täysin välttää, kun taas perinteisessä laktoosihydrolysoidussa tuotteessa ruskistuminen on voimakasta. Korkeammissa säilytyslämpötiloissa säilytettäessä ero eri maitojen välillä entisestään voimistui.
15 Ravitsemuksellinen laatu
Ravitsemuksellinen laatu arvioitiin furosinipitoisuuden perusteella lasketun ravitsemuksellisesti käyttökelvottoman lysiinin määrästä Evangelistin et. ai. kuvaamalla tavalla (Evangelisti, F., Calcagno, C., Nardi, S., Zunin, P., J. Dairy Res. 66: 1999: 237 - 243). Keksinnön mukaisella menetelmällä valmiste-20 tun hiilihydraatittoman UHT-maidon ravitsemuksellinen laatu oli hyvä.
Esimerkki 2. Hyvin säilyvän vähälaktoosisen UHT-maidon valmistus
Keksinnön mukainen laktoosihydroiysoitu UHT-maito; UHT-maitoraaka-aine koostettiin taulukossa 3 kuvatusta proteiinija-keesta (62 tii-%) ja laktoosijakeesta (38 til-%).
25 Ennen jakeiden yhdistämistä laktoosijakeeseen lisättiin laktaasia (Godo YNL2) 0,10 %. Hydrolyysilämpötila oli 37 °C ja kesto 4 tuntia. Prote-iinijae kuumennuskäsiteltiin (UHT 146 °C, 4 s) ja pumpattiin steriiliin tankkiin jäähdytettynä 10 °C:seen (maitopohja). Laktaasikäsitelty laktaasijae ajettiin saman UHT-prosessin läpi ja lisättiin edellä mainittuun maitopohjaan.
13
Taulukko 3. Maidon kromatografinen erotus on suoritettu siten, että maidon proteiini on kerätty mahdollisimman tarkasti proteiinijakeeseen.
rasvaton maito proteiinijae laktoosijae rasvaton maito-(alkutiianne) tiiviste (29 %) _____(alkutilanne) tilavuus (I) 12 500__7 930 5 300__4 000 tuhka (%)__0J5__T21__0,17__2,5 proteiini (%)__3^3__5,35__0J__10,9 laktoosi (%)__4J35__077__11J5__17,9 kuiva-aine (%)__9,28__7,63__11,9 28,9_
Sekoitettu liuos pakattiin aseptisesti. Saatiin vähälaktoosinen UHT-5 maitotuote, jossa ruskettuminen valmistuksen aikana oli erittäin vähäistä ja maidon plasmiinientsyymisysteemi oli inaktivoitunut. Maito säilyi huoneenlämmössä säilytettäessä selvästi paremmin kuin perinteisesti valmistettu laktoosi-hydrolysoitu maito.
Esimerkki 3. Vähälaktoosinen UHT-maitotuote 10 Rasvatonta maitoa ultrasuodatettiin 50 °C:ssa konsentrointikertoi- mella 4, jolloin saatiin UF-retentaattia, jonka koostumus on esitetty taulukossa 4. Ultrasuodatuksessa saatu UF-permeaatti nanosuodatettiin 10 celsius-asteessa konsentrointikertoimella 4. Saatujen jakeiden koostumus on taulukossa 5.
Taulukko 4. Jakeiden koostumukset ensimmäisellä suodatuskerralla rasvaton maito UF-retentaatti NF-retentaatti NF-permeaatti __(alkutilanne)__1__1__1_ tilavuus (I) 1 000__250__187,5__562,5 tuhka (%) 0,75__1,58 1,11__0,25 proteiini (%)__3,53__13,72__QA__0_ laktoosi (%) 4,65__4,6 17,1__0_ kuiva-aine (%)__9,28__19,8__19,6__0,27 NF-permeaatti 1 ja UF-retentaatti 1 yhdistettiin ja ultrasuodatettiin konsentrointikertoimella 3,6 lämpötilassa 50 °C. UF-permeaatti 2 edelleen na- 15 14 nosuodatettiin 10 °C:ssa konsentrointikertoimeila 12. Jakeiden koostumukset ovat taulukossa 5.
Taulukko 5. Jakeiden koostumus toisella suodatuskerralla __syöttö UF-retentaatti 2 NF-retentaatti 2 NF-permeaatti 2 tilavuus (i) 812,5 225,7__48JJ__537,9 tuhka (%) 0,66__1,30__0Ji6__0,17 proteiini (%) 4,22__14,65__0__0_ laktoosi (%) 1,48__1,64__16,8__0_ kuiva-aine (%) 6,28__18,5__18,9__0,19_ 5 Toisella suodatuskerralla saadut UF-retentaatti 2 sekä NF-perme aatti 2 yhdistettiin (763 litraa, proteiinia 4,33 %, laktoosia 0,52 %, tuhkaa 0,50 % ja kuiva-aine 5,6 %) ja kuumennuskäsiteltiin (suora UHT 146 °C, 4 sek). Mai-topohja jäähdytettiin 65 °C:seen ja siirrettiin steriiliin tankkiin, jossa viipymä oli 2 h. Tämän jälkeen maitopohja jäähdytettiin 5 °C:seen.
10 Ensimmäisessä suodatusvaiheessa saatua NF-retentaattia 1 otettiin 129 litraa ja lisättiin siihen vettä 107 litraa. Seokseen lisättiin laktaasia (Godo YNL2) 0,10 %. Hydrolyysilämpötila oli 37 °C ja kesto 4 h. Liuos kuumennuskäsiteltiin (suora UHT 146 °C, 4 sek) ja sekoitettiin steriilissä tankissa maito-pohjaan, jonka valmistus on kerrottu edellisessä kappaleessa.
15 Näin saatiin aikaiseksi vähälaktoosista UHT-maitojuomaa, joka si sälsi proteiinia 3,45 %, hiilihydraattia 2,6 % (laktoosia < 0,5 %), tuhkaa 0,52 % ja kuiva-ainetta 7,4 %.
Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettua maitojuomaa säilytettiin huoneenlämmössä (22 °C) 12 viikkoa. Maitojuoman ruskistumisen aihe- 20 uitavan Mailiard-reaktion etenemistä seurattiin analysoimalla 4 viikon väliajoin maidon furosiinipitoisuutta (kuvio 5). Vertailuna oli tavallinen rasvaton ja lak-toosihydrolysoitu (hydrolyysi ennen lämpökäsittelyä) UHT-maito (suora UHT 142 °C, 4 sek). Proteolyysi oli samankaltainen kuin taulukossa 2 kuvatun hiili-hydraatittoman maidon proteolyysi.
25 Kuvion 5 tuloksista käy ilmi, että keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun UHT-maitojuoman ruskistuminen lämpökäsittelyn yhteydessä on huomattavasti vähäisempää kuin tavanomaisen laktoosihydrolysoidun vertailumaiden. Siksi myös säilytyksen aikana Maillard-reaktiotuotteiden pitoisuus on selvästi alempi. Lisäksi maultaan keksinnön mukaisesti valmistetun UHT-mai- 15 don todettiin olevan 12 viikon jälkeen selvästi parempaa kuin vertailuna olleen tavanomaisen laktoosihydroiysoidun maidon. Mitään virhemakua eikä saostumista ollut havaittavissa.
Esimerkki 4. Vähälaktoosinen UHT-maitotuote 5 Rasvatonta maitoa käsiteltiin kalvotekniikalla kahdessa vaiheessa kuten esimerkissä 3. Esimerkistä 3 poiketen ensimmäisessä suodatusvaihees-sa saatua NF-retentaattia 1 otettiin 188 litraa ja toisesta suodatusvaiheesta saatua NF-retentaattia 2 otettiin 49 litraa. Seokseen ei esimerkistä 3 poiketen lisätty myöskään vettä. Seokseen lisättiin laktaasia (Godo YNL2) 0,10 %. Hyd-10 rolyysilämpötila oli 37 °C ja kesto 4 h. Liuos kuumennuskäsiteltiin (suora UHT 146 °C, 4 sek) ja sekoitettiin steriilissä tankissa maitopohjaan, jonka valmistettiin esimerkissä 3 kuvatulla tavalla.
Näin saatiin aikaiseksi vähälaktoosista UHT-maitojuomaa, joka sisälsi proteiinia 3,5 %, hiilihydraattia 4,7 % (laktoosia < 0,5 %), tuhkaa 0,7 % ja 15 kuiva-ainetta 9,3 %.
UHT-maitojuoman ruskistuminen lämpökäsittelyn yhteydessä on vähäisempää kuin tavanomaisen laktoosihydroiysoidun vertailumaiden (kuvio 5). Siksi myös säilytyksen aikana Maillard-reaktiotuotteiden pitoisuus on selvästi alempi. Lisäksi maultaan keksinnön mukaisesti valmistetun UHT-maidon 20 todettiin olevan 12 viikon jälkeen seivästi parempaa kuin vertailuna olleen tavanomaisen laktoosihydroiysoidun maidon. Mitään virhemakua eikä saostumista ollut havaittavissa.
Esimerkki 5. Vähälaktoosinen UHT-maitotuote, joka sisälsi heraa
Rasvatonta maitoa (900 I) ja heraa (100 I) ultrasuodatettiin ja na-25 nosuodatettiin kuten esimerkissä 3 on esitetty. Saatujen jakeiden koostumus on taulukossa 6.
16
Taulukko 6. Jakeiden koostumukset ensimmäisellä suodatuskerralla rasvaton mai- UF- IMF- NF- to ja hera retentaatti 1 retentaatti 1 permeaatti 1 __(alkutilanne)____ tilavuus (!)__1 000__250__187,5__562,5 tuhka (%)__0J5__755__709__0,22 proteiini (%)__3,19__12,3__0,35__0_ laktoosi (%)__4,61__AJ.__17,1__0_ kuiva-aine (%) 8,46 19,1 19,4 0,30 ~ NF-permeaatti 1 ja UF-retentaatti 1 yhdistettiin ja ultrasuodatettiin, ja UF-permeaatti 2 nanosuodatettiin edelleen kuten esimerkissä 3 on esitetty.
5 Jakeiden koostumukset ovat taulukossa 7.
Taulukko 7. Jakeiden koostumus toisella suodatuskerralla syöttö UF- NF- NF- ___retentaatti 2 retentaatti 2 permeaatti 2 tilavuus (I) 812,5 225,7__48,9__537,9 tuhka (%)__066__732__079__0,16 proteiini (%)__3,80__13,7__0__0_ laktoosi (%) 1,50__764__167__0 kuiva-aine (%) 6,10__17,1 18,1__0,19
Toisella suodatuskerralla saadut UF-retentaatti 2 sekä NF-permeaatti 2 yhdistettiin (763 litraa, proteiinia 4,05 %, laktoosia 0,52 %, tuhkaa 0,50 % 10 ja kuiva-aine 5,2 %) ja kuumennuskäsiteltiin sekä saatu heramaitopohja jäähdytettiin, käsiteltiin steriilissä tankissa ja jäähdytettiin esimerkissä 3 kuvatulla tavalla.
Ensimmäisessä suodatusvaiheessa saatua NF-retentaattia 1 otettiin 129 litraa ja lisättiin siihen vettä 107 litraa. Seokseen lisättiin laktaasia, hydro-15 lysoitiin, kuumennuskäsiteltiin liuos ja sekoitettiin steriilissä tankissa heramai-topohjaan kuten esimerkissä 3 on kuvattu.
Näin saatiin aikaiseksi vähälaktoosista UHT-heramaitojuomaa, joka sisälsi proteiinia 3,14 %, hiilihydraattia 2,6 % (laktoosia < 0,5 %), tuhkaa 0,48 % ja kuiva-ainetta 6,9 %.
17 UHT-heramaitojuoman ruskistuminen lämpökäsittelyn yhteydessä on vähäisempää kuin tavanomaisen laktoosihydrolysoidun maidon. Siksi myös säilytyksen aikana Maillard-reaktiotuotteiden pitoisuus on selvästi alempi. UHT-heramaidossa ei havaittu mitään virhemakua eikä saostumista 12 viikon 5 säilytyksen jälkeen.

Claims (14)

1. Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että 5 - maitoraaka-aineen tai maito- ja heraraaka-aineseoksen sokerit ja proteiinit erotetaan eri jakeiksi - lämpökäsitellään jakeita joko jakeiden erotuksen aikana tai sen jälkeen 60 - 70 °C:n lämpötilassa 2-10 tunnin aikana raaka-aineen luontaisten plasmiinientsyymijärjestelmien ja muiden haitallisten entsyymien inaktivoimiseksi 10. koostetaan jakeista ja muista valmistusaineista koostumukseltaan ja makeudeltaan halutunlainen maitotuote -tarvittaessa hydrolysoidaan maitotuotteen laktoosi - maitotuote kuumennuskäsitellään ja tarvittaessa pakataan aseptisesti.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotus neutraaleissa olosuhteissa tehdään kromatografisesti, kalvoteknii-koilia tai kiteyttämällä tai näiden tekniikoiden yhdistelmillä yhdessä tai useammassa vaiheessa, edullisesti kromatografisesti ja kalvotekniikoilla.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että lämpökäsittely tehdään jakeiden erotuksen aikana.
4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sokereiden ja proteiinin erotus tehdään 65 °C:een lämpötilassa.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että erotus tehdään 2 - 6 tunnin aikana.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotus tehdään kromatografisesti 65 °C:een lämpötilassa 2 - 4 tunnin ajan.
7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumennuskäsittely tehdään pastöroimalla, korkea- 30 pastöroinnilla ESL-käsittelyllä tai UHT-käsittelyllä, edullisesti UHT-käsittelyllä.
8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmänä on komponenttivalmistus, jossa eri rasva-, proteiini- ja laktoosipitoisuuden omaavat maito- ja herakomponentit yhdistetään ennen aseptista pakkaamista.
9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistusprosessi on joko jatkuvatoiminen tai panos- prosessi, edullisesti panosprosessi.
10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että sokerijakeen laktoosi hydrolysoidaan ja osa tai kaikki siitä lisätään proteiinijakeeseen.
11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan hiilihydraatiton maitotuote, edullisesti UHT- tai ESL-maitotuote.
12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan vähälaktoosinen tuote, jonka laktoosi-pitoisuus on alle 1 %.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan laktoositon tuote, jonka laktoosipitoisuus on alle 15 0,01 %.
14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan oleellisesti hiilihydraatiton tuote.
FI20075487A 2007-06-26 2007-06-26 Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi FI120953B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075487A FI120953B (fi) 2007-06-26 2007-06-26 Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi
EP17178944.9A EP3254567A1 (en) 2007-06-26 2008-06-26 Process for producing well-preserving low-lactose or lactose-free milk product
PCT/FI2008/050388 WO2009000972A1 (en) 2007-06-26 2008-06-26 Process for producing well-preserving low-lactose or lactose-free milk product
US12/666,569 US10085462B2 (en) 2007-06-26 2008-06-26 Process for preserving low-lactose or lactose-free milk product
ES08775513.8T ES2692436T3 (es) 2007-06-26 2008-06-26 Procedimiento de producción de un producto lácteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservación
EP08775513.8A EP2166866B1 (en) 2007-06-26 2008-06-26 Process for producing well-preserving low-lactose or lactose-free milk product

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075487 2007-06-26
FI20075487A FI120953B (fi) 2007-06-26 2007-06-26 Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20075487A0 FI20075487A0 (fi) 2007-06-26
FI20075487A FI20075487A (fi) 2008-12-27
FI120953B true FI120953B (fi) 2010-05-31

Family

ID=38212458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20075487A FI120953B (fi) 2007-06-26 2007-06-26 Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10085462B2 (fi)
EP (2) EP2166866B1 (fi)
ES (1) ES2692436T3 (fi)
FI (1) FI120953B (fi)
WO (1) WO2009000972A1 (fi)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110073485A (ko) * 2008-08-29 2011-06-29 발리오 리미티드 락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 유제품과 그의 제조 방법
US10080372B2 (en) 2008-08-29 2018-09-25 Valio Ltd. Low-lactose and lactose-free milk product and process for production thereof
US20130142904A1 (en) 2010-07-23 2013-06-06 Arla Foods Amba Lactose-reduced milk-related product, and a process and milk processing plant for its manufacture
FI123201B (fi) * 2010-10-29 2012-12-14 Valio Oy Maitopohjainen tuote ja valmistusmenetelmä
WO2012087165A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 New Image Group Limited Enriched dairy compositions
RU2478296C2 (ru) * 2010-12-24 2013-04-10 Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук Способ получения низколактозного молочного напитка для геродиетического питания
FI124711B (fi) * 2011-07-06 2014-12-15 Valio Oy Maitopohjainen formulaatio
WO2014163486A1 (en) * 2013-04-03 2014-10-09 N.V. Nutricia Process and system for preparing dry milk formulae
LT2988601T (lt) 2013-04-25 2017-07-10 Arla Foods Amba Pagerinti pieno ir su pienu susiję produktai
CN104186656B (zh) * 2014-09-25 2017-01-18 光明乳业股份有限公司 一种低糖褐色乳酸菌饮品及其制备方法
MX360129B (es) * 2014-12-18 2018-09-24 Com De Lacteos Y Derivados S A De C V Proceso para la separación de la lactosa de la leche para la producción de leche deslactosada.
FI126179B (fi) 2015-02-12 2016-07-29 Valio Oy Menetelmä maitopohjaisen tuotteen valmistamiseksi
DK3123868T3 (en) * 2015-07-25 2018-12-10 Dmk Deutsches Milchkontor Gmbh PROCEDURE FOR MANUFACTURING MILK PRODUCTS WITH DEFINED LACTOSE CONTENT
FI129567B (fi) 2015-08-31 2022-04-29 Valio Oy Menetelmä maitopohjaisen tuotteen valmistamiseksi
JP6840163B2 (ja) * 2016-03-03 2021-03-10 フェアライフ、 エルエルシー ミルクの分画及び乳画分の超高温滅菌
BR112019010024B1 (pt) 2016-12-02 2023-01-31 Fairlife, Llc Processos para a preparação de uma composição láctea seca, composição láctea seca, processo de reconstituição de um produto de leite e produto de leite reconstituído
US11503836B2 (en) 2020-10-20 2022-11-22 Michael J. McCloskey Process for making lactose-free milk powders
CN113396973A (zh) * 2021-05-31 2021-09-17 石家庄君乐宝乳业有限公司 利用美拉德反应褐变的零乳糖调制乳及其制备方法
US20230141105A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 John-Michael Hamlet Method of making a frozen cream product containing alcohol
CN118401115A (zh) 2021-12-22 2024-07-26 诺维信公司 生产乳基产品的方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2663642A (en) * 1951-06-26 1953-12-22 Nat Dairy Res Lab Inc Process of concentrating milk and product
IT1044932B (it) * 1972-11-03 1980-04-21 Azienda Municipale Della Centr Procedimento per la produzione di un latte dietetico con contenuto di lattosic modificato
CH634969A5 (fr) 1978-10-06 1983-03-15 Nestle Sa Procede de recuperation des proteines du lait.
JPS56144983A (en) 1980-04-15 1981-11-11 Brother Ind Ltd Typewriter
DE3275970D1 (en) * 1982-11-15 1987-05-14 Holland Melkunie Pulverized products, containing little lactose
FI851609A0 (fi) 1985-04-23 1985-04-23 Valio Meijerien Foerfarande foer framstaellning av mjoelkbaserade kliniska naeringspreparat.
FI73000C (fi) 1985-11-14 1987-08-10 Valio Meijerien Foerfarande foer specifik avskiljning av laktos ur mjoelk.
FI78504C (fi) * 1987-10-14 1989-08-10 Valio Meijerien Foerfarande foer tillvaratagande av laktos ur vassla.
JP2622789B2 (ja) * 1992-02-18 1997-06-18 雪印乳業株式会社 ホエーからα−ラクトアルブミン含有量の高い画分を製造する方法及び該画分を含有せしめてなる母乳代替物または栄養組成物
JP3150504B2 (ja) * 1993-02-26 2001-03-26 雪印乳業株式会社 低乳糖乳製品およびその製造方法
US5762989A (en) * 1996-08-12 1998-06-09 Utah Milk Technologies, L.C. Method for manufacturing yogurt milk/additive blends by reverse osmosis concentration and ultra-high temperature processing
EP0880902A1 (fr) * 1997-05-27 1998-12-02 Nestlé Produkte AG Procédé de traitement d'une matiére première lactosérique
CA2260673A1 (en) 1999-02-04 2000-08-04 Natrel Inc. A process for making a lactose-free milk without negatively affecting the organoleptic properties thereof; and milk so processed
US20020051843A1 (en) 2000-07-24 2002-05-02 Baker Lois A. High-foaming, stable modified whey protein isolate
FI115752B (fi) 2002-05-14 2005-07-15 Valio Oy Menetelmä käytettäväksi vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi
US7169428B2 (en) * 2002-08-27 2007-01-30 Select Milk Producers Inc. Dairy compositions and method of making
US7611742B2 (en) 2003-02-21 2009-11-03 HP Hood, LLC Reduced fat and carbohydrate milk product and process for manufacturing such milk product
US20060057247A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-16 Duc Nguyen Low-carbohydrate dairy product
DK2283732T3 (da) * 2004-12-21 2013-03-25 Novozymes As Fremgangsmåde til fremstilling af fraktioner af en mælkesammensætning
FI120616B (fi) * 2005-02-18 2009-12-31 Valio Oy Vähäenergiainen, runsaasti kalsiumia sisältävä, rasvaton maitojuoma ja menetelmä sen valmistamiseksi
DK176760B1 (da) * 2007-10-03 2009-06-29 Arla Foods Amba Process for producing lactose-free milk
JP6303900B2 (ja) 2014-07-31 2018-04-04 オムロン株式会社 液体検出センサ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2166866A4 (en) 2012-03-21
EP2166866A1 (en) 2010-03-31
FI20075487A (fi) 2008-12-27
US10085462B2 (en) 2018-10-02
ES2692436T3 (es) 2018-12-03
EP2166866B1 (en) 2018-08-01
US20100215828A1 (en) 2010-08-26
FI20075487A0 (fi) 2007-06-26
WO2009000972A1 (en) 2008-12-31
EP3254567A1 (en) 2017-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI120953B (fi) Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi
JP6932815B2 (ja) 酪農調合物及びその製法
JP6693807B2 (ja) 乳製品および調製方法
Harju et al. Lactose hydrolysis and other conversions in dairy products: Technological aspects
EP1503630B1 (en) Process for producing a lactose-free milk product
US8449938B2 (en) Lactose-free milk product and processes for producing the same
FI118115B (fi) Menetelmä vähälaktoosisten ja laktoosittomien hapanmaitotuotteiden valmistamiseksi
RU2623173C2 (ru) Композиция на основе молока
US11470858B2 (en) Method for producing lactoferrin-containing aqueous solution
JP2023549602A (ja) 乳及びその他の乳製品における連続的ラクトース加水分解

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 120953

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed