PL187397B1

PL187397B1 - Substytut mleka oraz sposób jego wytwarzania

Info

Publication number: PL187397B1
Application number: PL97322239A
Authority: PL
Inventors: Heinz Wyss; Martinas Kuslys; Hans Engel
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 2004-06-30
Also published as: ZA977836B; EP0832565A1; MY117113A; AU730051B2; RU2204258C2; PL322239A1; AR008642A1; DE69608801T2; PA8438801A1; JPH10108620A; US5906847A; BR9704801A; CN1179891A; DE69608801D1; CN1072898C; CA2214478A1; MX9707223A; JP3974980B2; EP0832565B1; ES2148670T3

Abstract

1. Substytut mleka zawierajacy odtluszczone mleko, serwatke, tluszcz i emulgator, znamienny tym, ze ponadto zawiera 0,01-0,3% masowych karagenianów i 0,1-0,3% masowych czynnika maskujacego wapn, wybranego z grupy skladajacej sie z fosforanów i cytrynianów, takich jak fosforan mono-, di-lub tri-sodowy lub cytrynian mono-, di- lub tri-sodowy oraz z ich mieszanin oraz 68-80% masowych wody, przy czym odtluszczone mleko i serwatka sa w postaci stalej, w ilosci odpowiednio 10-12% masowych i 5-90% masowych, jako emulgator zawiera lecytyne, zas tluszcz zawiera w ilosci 7-10% masowych. 3. Sposób wytwarzania substytutu mleka, okreslonego w zastrz. 1 na drodze wytwarza- nia roztworu mleka, dodania emulgatora i tluszczu do roztworu, pasteryzowania i homogeni- zowania otrzymanej mieszaniny, znamienny tym, ze roztwór mleka wytwarza sie przez rozpuszczenie skladników stalych serwatki w srodowisku wodnym, zawierajacym kara- genian oraz czynnik maskujacy wapn, w temperaturze 30-65°C, do wytworzenia srodo- wiska zawierajacego mleko i zawierajacego ciekla faze wodna i przez rozpuszczenie skladników stalych odtluszczonego mleka w srodowisku zawierajacym mleko, w tempe- raturze 30-65°C, przy czym otrzymuje sie kompozycje zawierajaca wodna faze ciekla, zas skladniki stale serwatki, przed albo po rozpuszczeniu skladników stalych mleka, pozostawia sie do namokniecia w wodnej fazie cieklej w ciagu od 10 minut do 4 godzin. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest substytut mleka zawierający odtłuszczone mleko, serwatkę, tłuszcz i emulgator, który ponadto zawiera 0,01-0,3% masowych karagenianów i 0,1-0,3% masowych czynnika maskującego wapń, wybranego z grupy składającej się z fosforanów i cytrynianów, takich jak fosforan mono-, di- lub tri-sodowy lub cytrynian mono-, di- lub tri-sodowy oraz z ich mieszanin oraz 68-80% masowych wody, przy czym odtłuszczone mleko i serwatka są w postaci stałej, w ilości odpowiednio 10-12% masowych i 5-9% masowych, jako emulgator zawiera lecytynę, zaś tłuszcz zawiera w ilości 7-10% masowych.

Korzystnie, w substytucie mleka według wynalazku serwatka jest zastąpiona w połowie, wagowo laktozą.

Produkt według wynalazku zawiera duże ilości serwatki zastępującej mleko w substytucie mleka. To zastąpienie znacznie obniża koszt stosowanych surowców. Ma to także taką zaletę, że surowiec zastępczy pochodzi z mleka. Jak wspomniano, serwatka może być także częściowo zastąpiona, korzystnie w przybliżeniu w około połowie ilości, laktozą. W dalszej części niniejszego zgłoszenia patentowego, stosowany termin „serwatka” obejmuje samą serwatkę lub serwatkę z dodaną laktozą, przy czym możliwe jest demineralizowanie serwatki w różnym zakresie.

Chociaż serwatka występuje w substytucie mleka w dużych ilościach, a stąd i białka serwatki, stabilność termiczna produktu nieoczekiwanie nie zmniejsza się z tego powodu. A więc, w wysokich temperaturach, substytut mleka reaguje zasadniczo tak, jak normalne mleko, wytworzone w sposób standardowy, jeśli chodzi o kolor, smak oraz konsystencję.

Dodatkowo, w substytucie mleka występuje niewiele lub w ogóle nie ma jonów wapnia, które mają tendencję do wytrącania się, tworząc niepożądany osad. Z tego względu, wolne jony wapnia są, bądź dobrze buforowane przez co najmniej częściowo zdysocjowany czynnik maskujący, bądź związane wewnątrz miceli kazeiny. Aby zapewnić niewielką ilość jonów wapnia w substytucie mleka, korzystne jest ponadto stosowanie miękkiej lub demineralizowanej wody.

Wynalazek niniejszy dotyczy ponadto sposobu wytwarzania wyżej omówionego substytutu mleka, zgodnie z którym, ogólnie mówiąc, rozpuszcza się sproszkowaną serwatkę oraz sproszkowane mleko, a następnie roztwór ten ogrzewa się, homogenizuje, kondycjonuje i sterylizuje.

Sposób wytwarzania określonego powyżej substytutu mleka według wynalazku prowadzi się na drodze wytwarzania roztworu mleka, dodania emulgatora i tłuszczu do tego roztworu, pasteryzowania i homogenizowania otrzymanej mieszaniny, w którym roztwór mleka wytwarza się przez rozpuszczenie składników stałych serwatki w środowisku wodnym, zawierającym karagenian oraz czynnik maskujący wapń, w temperaturze 30-65°C, do wytwarzania środowiska zawierającego mleko i zawierającego ciekłą fazę wodną i przez rozpuszczenie składników stałych odtłuszczonego mleka w środowisku zawierającym mleko, w temperaturze 30-65°C, przy czym otrzymuje się kompozycję zawierającą wodną fazę ciekłą, zaś składniki stałe serwatki, przed albo po rozpuszczeniu składników stałych mleka, pozostawia się do namoknięcia w wodnej fazie ciekłej w ciągu od 10 minut do 4 godzin.

W korzystnej postaci wykonania sposobu karagenian oraz czynnik maskujący wapń rozpuszcza się w szarżach, karagenian najpierw rozpuszcza się w zimnej wodzie oraz, czynnik maskujący rozpuszcza się oddzielnie przed wprowadzeniem do kadzi zawierającej całą wodę, wyposażonej w mieszadło, przy czym operację tę prowadzi się z umiarkowanym mieszaniem, w temperaturze około 60-65°C.

Jeszcze korzystniej, karagenian oraz czynnik maskujący rozpuszcza się szarżami w kadzi, z której roztwór recyrkuluje przez dystrybutor proszku, dostarczając karagenianu oraz czynnika maskującego.

W celu wytworzenia substytutu mleka, korzystne jest stosowanie surowców w następujących ilościach, wagowo: około 10-12% odtłuszczonego mleka w proszku, około 5-9% sproszkowanej serwatki, około 7-10% tłuszczów, które można korzystnie wybrać spośród oleju palmowego, oleju kokosowego, oleju kukurydzianego lub ich mieszaniny. Dodatkowo, korzystne jest stosowanie około 0,1-0,3% lecytyny, około 0,02-0,03% karagenianu, około 0,10-0,15%

187 397 czynnika maskującego do procesu rozpuszczania oraz około 0-0,15% czynnika maskującego do sterylizacji oraz około 68-80% miękkiej wody lub korzystnie demineralizowanej wody.

Cechą szczególnie wyróżniającą ten sposób jest to, że w wytwarzaniu produktu mlecznego z mleka w proszku i sproszkowanej serwatki nie ma etapu odparowywania. Wytwarzanie substytutu mleka może przebiegać według dwóch wariantów.

Wariant z zastosowaniem sukcesywnych szarży, obejmuje rozpuszczanie zarówno sproszkowanej serwatki, jak i mleka w proszku w kadzi.

W wariancie łączącym etap w szarżach i etap ciągu technologicznego zakłada się, że sproszkowaną serwatkę rozpuszcza się w kadzi, a mleko w proszku rozpuszcza się w ciągu technologicznym.

Korzyścią tego sposobu jest to, że gwarantuje on termiczną stabilność końcowego produktu, która jest porównywalna ze stabilnością mleka, pomimo obecności dużych ilości białka serwatki.

Przed zapoczątkowaniem rozpuszczania sproszkowanego mleka lub sproszkowanej serwatki, należy przygotować wodne środowisko do rozpuszczania. Składa się ono, wagowo z około 6880% wody, około 0,01-0,03% karagenianu oraz około 0,1-0,15% czynnika maskującego. Czynnik maskujący i karagenian mogą być wprowadzone do wody w pierwszej kadzi, w temperaturze 30-65°C, korzystnie w temperaturze około 60-65°C, na dwa sposoby: wprowadzając czynnik maskujący i karagenian z wodą cyrkulującą przez dystrybutor proszku lub wstępnie rozpuszczając oddzielnie karagenian i czynnik maskujący w małej ilości wody przed ich zmieszaniem, umiarkowanie mieszając z całą ilością wody, aby wytworzyć wodne środowisko rozpuszczające.

Można zaproponować dwie metody wprowadzania serwatki w proszku do roztworu wodnego w pierwszym zbiorniku, w temperaturze do 65°C, korzystnie około 60-65°C. Wprowadzanie wraz z roztworem recyrkulującym przez dystrybutor proszku, zawierający serwatkę w proszku lub bezpośrednie dodawanie do roztworu i rozpuszczanie poprzez intensywne mieszanie.

Po rozpuszczeniu serwatki w środowisku wodnym, konieczne jest pozostawienie tak otrzymanego roztworu serwatki na czas od 10 minut do 4 godzin, korzystnie 10-45 minut, w temperaturze około 55-65°C. Ten czas przebywania jest konieczny, aby zapewnić rehydratację białek serwatki.

Po przeprowadzeniu rehydratacji białek, do roztworu serwatki może być wprowadzane odtłuszczone mleko w proszku. Aby zapewnić dobre rozpuszczenie sproszkowanego mleka w roztworze serwatki, można wziąć pod uwagę dwa wariany wprowadzania sproszkowanego mleka: poprzez recyrkulowanie roztworu serwatki z drugiej kadzi przez dystrybutor sproszkowanego mleka lub sukcesywne wprowadzanie sproszkowanego mleka do roztworu serwatki cyrkulującego w ciągu technologicznym.

Zgodnie z drugim wariantem, możliwe jest zapewnienie, rehydratacji białek serwatki bezpośrednio po rozpuszczeniu odtłuszczonego mleka w proszku.

Przed dalszymi operacjami, poleca się odgazowanie fazy, poprzez ekspansję w temperaturze około 45-50°C. Po odgazowaniu należy wstępnie podgrzać roztwór mleka, korzystnie, do temperatury około 60°C, tak aby można było wprowadzić tłuszcze, a zwłaszcza oleje roślinne. Oleje roślinne, jak również lecytynę, miesza się i ogrzewa wstępnie do temperatury około 60-65°C. Następnie, fazę tłuszczową łączy się z roztworem mleka i miesza, korzystnie z pomocą mieszalnika statycznego lub młyna koloidalnego. Aby zapewnić rehydratację i zrównoważenie roztworu, pozostawia się go na jakiś czas. Czas przebywania wynosi, korzystnie, około 25-35 minut, jeśli operację przeprowadza się w kadzi lub 15-20 minut, jeśli sproszkowane mleko wprowadza się w ciągu technologicznym.

Po wymienionych operacjach przeprowadza się pasteryzację roztworu i można to zrobić w dwojaki sposób. Pasteryzacja może być przeprowadzona metodą pośrednią przez około 1 -5 sekund, w temperaturze około 80-85°C, np. z zastosowaniem rurkowego lub płytowego wymiennika lub metodą bezpośrednią, przez około 3-5 sekund, w temperaturze około 120-130°C, przez bezpośredni wtrysk pary.

Roztwór po pasteryzacji, korzystnie, jest poddawany homogenizacji w dwóch etapach, które mogą przebiegać w temperaturze około 70-75°C. Pierwszy etap przebiega pod ciśnieniem około 190-210 bar, a drugi pod ciśnieniem około 30-50 bar.

187 397

Temperaturę roztworu, korzystnie, obniża się do około 4-8°C. Następnie, pobiera się próbkę, aby przeprowadzić badania sterylizacji, na podstawie których określa się ilości wody i soli stabilizującej, które mają być dodane do roztworu. Sól stabilizującą rozpuszcza się w wodzie w ilości 0-0,15% wagowych i wprowadza do roztworu mleka, aby zapewnić standaryzację wymienionego roztworu.

I w końcu, w ten sposób otrzymanym substytutem mleka, napełnia się opakowania przeznaczone na sprzedaż, zapewniając pustą przestrzeń nad poziomem cieczy, aby możliwe było wstrząśnięcie zawartością przed użyciem. Sterylizację przeprowadza się, korzystnie, przez około 12-15 minut, w temperaturze około 115-122°C, po ponownym ogrzaniu produktu do temperatury około 95-97°C.

Przykłady, poniżej, stanowią ilustrację niniejszego wynalazku. Procenty i części są w nich podane wagowo, o ile nie wskazano inaczej.

Przykład I

Sposób wytwarzania substytutu mleka, jak poniżej, obejmuje sekwencje, następujących po sobie szarży. Substytut mleka składa się z następujących składników, w podanych ilościach:

•	10,9%	odtłuszczone mleko w proszku,
•	7,,2%	słodka senvatka w proszku,
•	7,6%	nieuwodorniony oliea palmowy,
•	0,2%	ettycyna,
•	0,02%	karagmian,
•	0,24%	odwodmony v^<^<^rroffosfo^^n dŁodowy (czynmk matkejący),
•	73,84%	woda.

Karagenian i 50% czynnika maskującego, rozpuszcza się w pierwszej kadzi, zawierającej miękką wodę, w temperaturze 65°C, recyrkulujac wodę przez dystrybutor proszku, zawierający oba wyżej wymienione składniki. Sproszkowaną serwatkę rozpuszcza się w ten sam sposób, przez recyrkulację tej samej wody, do której dodano karagenian i czynnik maskujący, używając tego samego dystrybutora proszku, tym razem zawierającego sproszkowaną serwatkę. Aby zapewnić rehydratacje białek serwatki, ważne jest pozostawienie w ten sposób wytworzonego roztworu na okres 30 minut w temperaturze 60°Ć.

Po otrzymaniu roztworu opartego na serwatce, wprowadza się, w temperaturze 55°C, odtłuszczone mleko w proszku wprowadza się do drugiej kadzi, recyrkułując wymieniony roztwór poprzez dystrybutor proszku, zawierający odtłuszczone mleko w proszku. Po tej operacji, roztwór odgazowuje się w temperaturze 45°C.

Następny etap, obejmuje wprowadzenie do roztworu lecytyny oraz oleju palmowego. Aby to przeprowadzić, roztwór ogrzewa się ponownie do temperatury 60°C. Następnie, lecytynę miesza się z olejem palmowym, po czym mieszaninę ogrzewa się do temperatury 65°C. W kolejnej operacji, odmierza się fazę tłuszczową i miesza z roztworem mleka za pomocą mieszalnika statycznego. Po tej operacji, mieszaninę pozostawia się na około trzydzieści minut, w temperaturze 55°C.

Następnie, przeprowadza się pasteryzację, w temperaturze 85°C, w ciągu 5 sekund, po czym roztwór homogenizuje się w dwóch etapach, pierwszym w temperaturze 70°C, pod ciśnieniem 200 bar i drugim, w tej samej temperaturze, pod ciśnieniem 30 bar.

W celu zbadania sterylizacji, mleczny roztwór schładza się do temperatury 6°C. W oparciu o badania sterylizacji, roztwór standaryzuje się do 26% suchej masy za pomocą wody demineralizowanej, zawierającej wymaganą ilość czynnika maskującego w rozpuszczonej postaci. Aby zapewnić dokładne rozproszenie czynnika maskującego, przed przejściem do następnego etapu, należy starannie wymieszać roztwór.

Następnie, w sposób ciągły i standardowy, napełnia się opakowania kartonowe, pozostawiając wolną przestrzeń pomiędzy cieczą, a pokrywką kartonu. Po etapie napełniania, produkt ogrzewa się wstępnie do temperatury 95°C, a następnie sterylizuje w opakowaniu, w temperaturze 118°C, przez 15 minut. Otrzymany w ten sposób substytut mleka w opakowaniu kartonowym jest gotowy do sprzedaży.

187 397

Przykład II

Przykład poniżej, dotyczy substytutu mleka, którego sposób wytwarzania obejmuje sekwencję szarża-ciąg technologiczny. Substytut mleka został wytworzony z następujących

składników, w podanych ilościach:
•	10,6%	odtłuszczone mleko w proszku,
•	7,2%	słodka serwatka w proszku,
•	7,6%	olej kokosowy,
•	0,8%	olej kukurydziany,
•	0,2%	letycyna,
•	0,03%	karagenian,
•	0,24%	odwodniony wodorofosforan disodowy (czynnik maskujący),
•	73,33%	woda.

Najpierw rozpuszcza się w wodzie 50% czynnika maskującego, karagenian rozpuszcza się wstępnie w zimnej wodzie, przy czym roztwory czynnika maskującego i karagenianu miesza się w temperaturze 65°C w kadzi, za pomocą mieszadła o umiarkowanych obrotach.

Do wytworzonego w ten sposób roztworu wprowadza się sproszkowaną serwatkę, intensywnie mieszając. Po wprowadzeniu sproszkowanej serwatki, pozostawia się roztwór na około 30 minut w stałej temperaturze 60°C.

Następnie, rozpuszcza się w sposób ciągły odtłuszczone mleko w proszku, w strumieniu technologicznym serwatki, w temperaturze 60°C. Po wprowadzeniu mleka w proszku, roztwór pozostawia się w temperaturze 50°C, w celu umożliwienia odgazowania przez ekspansję.

Po odgazowaniu, miesza się w sposób ciągły za pomocą młyna koloidalnego, otrzymany roztwór mleka z wstępnie wymieszanymi i wstępnie ogrzanymi do temperatury 65°C, olejem kukurydzianym i kokosowymm oraz letycyną. Przed przejściem do następnego etapu, roztwór cyrkuluje przez 15 minut w układzie rurociągów.

Po dodaniu oleju do roztworu mleka, przeprowadza się bezpośrednią pasteryzację w temperaturze 125°C, przez 4 sekundy, a następnie roztwór mleka poddaje się ekspansji próżniowej impulsowej.

Dwuetapowa homogenizacja, jak również następujące po niej operacje, są podobne do opisanych w Przykładzie I.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. · Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Substytut mleka zawierający odtłuszczone mleko, serwatkę, tłuszcz i emulgator, znamienny tym, że ponadto zawiera 0,01-0,3% masowych karagenianów i 0,1-0,3% masowych czynnika maskującego wapń, wybranego z grupy składającej się z fosforanów i cytrynianów, takich jak fosforan mono-, di-lub tri-sodowy lub cytrynian mono-, di- lub tri-sodowy oraz z ich mieszanin oraz 68-80% masowych wody, przy czym odtłuszczone mleko i serwatka są w postaci stałej, w ilości odpowiednio 10-12% masowych i 5-90% masowych, jako emulgator zawiera lecytynę, zaś tłuszcz zawiera w ilości 7-10% masowych.
2. Substytut mleka według zastrz. 1, znamienny tym, że serwatka jest zastąpiona w połowie, wagowo, laktozą.
3. Sposób wytwarzania substytutu mleka, określonego w zastrz. 1 na drodze wytwarzania roztworu mleka, dodania emulgatora i tłuszczu do roztworu, pasteryzowania i homogenizowania otrzymanej mieszaniny, znamienny tym, że roztwór mleka wytwarza się przez rozpuszczenie składników stałych serwatki w środowisku wodnym, zawierającym karagenian oraz czynnik maskujący wapń, w temperaturze 30-65°C, do wytworzenia środowiska zawierającego mleko i zawierającego ciekłą fazę wodną i przez rozpuszczenie składników stałych odtłuszczonego mleka w środowisku zawierającym mleko, w temperaturze 30-65°C, przy czym otrzymuje się kompozycję zawierającą wodną fazę ciekłą, zaś składniki stałe serwatki, przed albo po rozpuszczeniu składników stałych mleka, pozostawia się do namoknięcia w wodnej fazie ciekłej w ciągu od 10 minut do 4 godzin.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że karagenian oraz czynnik maskujący wapń rozpuszcza się w szarżach, że karagenian najpierw rozpuszcza się w zimnej wodzie oraz, że czynnik maskujący rozpuszcza się oddzielnie przed wprowadzeniem do kadzi zawierającej całą wodę, wyposażonej w mieszadło, przy czym operację tę prowadzi się z umiarkowanym mieszaniem w temperaturze 60-65°C.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że karagenian oraz czynnik maskujący rozpuszcza się szarżami w kadzi, z której roztwór recyrkuluje przez dystrybutor proszku, dostarczając karagenianu oraz czynnika maskującego.

Wynalazek niniejszy dotyczy substytutu mleka, w którym mleko jest częściowo zastąpione przez serwatkę oraz/lub laktozę. Wynalazek dotyczy, także sposobu wytwarzania takiego substytutu mleka.

Znane jest stosowanie serwatki w wytwarzaniu produktów mlecznych. Korzyść stosowania serwatki jako substytutu mleka, jest zasadniczo związana z jej niską ceną. Jednakże, stosowanie serwatki zamiast mleka jest trudną operacją. Trudność polega na zapewnieniu, aby produkt, zawierający białka serwatki był stabilny termicznie oraz łatwy w przechowaniu.

Zgłoszenie patentowe EP-A-0 627 169, dotyczy sposobu przetwarzania mleka, który umożliwia częściową realizację wymienionych celów. W ramach tego zgłoszenia patentowego, produkt poddawany przetwarzaniu, może mieć postać mleka pełnego, częściowo odtłuszczonego mleka, mleka odtłuszczonego lub serwatki. Przetwarzanie przeprowadza się przez odparowanie. Jednakże, istnieją zalety, których ten sposób nie ma, a mianowicie:

- po pierwsze, sposób nie jest odpowiedni dla otrzymywania mleka odtwarzanego z mleka w proszku. W konsekwencji, mleko musi być przetwarzane jak najbliżej producenta i konsumenta, aby zmniejszyć koszty transportu.

- po drugie, ten sposób wytwarzania nie zapobiega sedymentacji po przetworzeniu, w szczególności, gdy produkt jest sterylizowany.

187 397

W substytucie mleka, według niniejszego wynalazku, zostały przezwyciężone niedogodności znanych produktów.