PL224069B1 - Sposób wytwarzania miksów tłuszczowych o obniżonej zawartości tłuszczu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania miksów tłuszczowych o obniżonej zawartości tłuszczu, przeznaczonych do bezpośredniego spożycia oraz jako produktu przeznaczonego do spożyciu po składowaniu chłodniczym. Zgodnie z obowiązującymi wymaganiami (Rozporządzeniem WE Nr 1234/2007 z dnia 22 października z późn. zmianami) są to produkty w formie stałej, miękkiej emulsji, zasadniczo typu woda w oleju (w/o), pozyskiwane ze stałych i/lub płynnych tłuszczów roślinnych i/lub zwierzęcych nadających się do spożycia przez człowieka, o zawartości tłuszczu mlecznego między 10% a 80% zawartości tłuszczu ogółem. Można je podzielić generalnie na cztery grupy. W zależności od zawartości tłuszczu ogółem określa się je nazwami: miks tłuszczowy, miks tłuszczowy o zawartości trzech czwartych tłuszczu, miks tłuszczowy półtłusty czy też miks tłuszczowy do smarowania X% (gdzie X oznacza procentową zawartością tłuszczu w produkcie). Większość stosowanych obecnie sposobów otrzymywania miksów jest oparta na znanych technologiach: klasycznej technologii produkcji masła, produkcji margaryny lub też pozwalające uzyskać produkt masłopodobny w wyniku obróbki mechanicznej (homogenizacji) w połączeniu ze stabilizacja reologicznych cech produktu gotowego różnego rodzaju stabilizatorami.

Znane rodzaje miksów - wyrobów masłopodobnych, zawierają w swoim składzie: tłuszcz, wodę, białko i laktozę oraz związki mineralne, stabilizatory, substancje smakowo-zapachowe, witaminy. W ich produkcji mogą być użyte bakterie fermentacji mlekowej a także bakterie probiotyczne.

Sposób wytwarzania miksów - wyrobów masłopodobnych, polega najczęściej na pozyskaniu śmietanki w wyniku odwirowania mleka, a następnie poddaniu śmietanki pasteryzacji w temp. 93-98°C przez 30-40 sekund i w miarę potrzeb odgazowaniu w temperaturze zbliżonej do temperatury pasteryzacji i przy ciśnieniu zredukowanym do 60 +/- 10 kPa i jej schłodzeniu do temp. 8-10°C. Następne etapy to przygotowanie mieszanki śmietanki z mlekiem w proszku lub/i innymi dodatkami, w tym stabilizatorami, po wcześniejszym zregenerowaniu w niewielkiej ilości wody lub mleka odtłuszczonego lub też przerabianej śmietanki w temp. około 45°C. Ujednorodnioną mieszankę poddaje się z kolei pasteryzacji (najczęściej w przedziale temp. 75-90°C a następnie schłodzeniu (do temp. 27-29°C). Do schłodzonej mieszaniny dodaje się zakwas lub koncentrat mezofilnych bakterii mlekowych, w ilości zabezpieczającej zakładany stopień ukwaszenia. Ujednorodnioną mieszaninę poddaje się homogenizacji dwustopniowej w układzie ciśnień 12-15 MPa na I stopniu i 3-5 MPa na II stopniu, a następnie prowadzi dojrzewanie mieszaniny w temp. około 32°C do czasu uzyskania zakładanego pH i konsystencji bardzo gęstej śmietany. Do części ukwaszonej mieszaniny dodaje się mączkę ziemniaczaną i po ujednorodnieniu dodaje do pozostałej ilości przy ciągłym mieszaniu. Można również na tym etapie dodać sól. Ujednorodnioną ponownie mieszaninę poddaje się termizacji w temp. 70°C przez 10-20 min. Po rozkleikowaniu skrobi mieszaninę poddaje się homogenizacji wygładzającej przy ciśnieniu około 1 MPa. Zhomogenizowaną, gorącą mieszaninę (temp. około 65°C) kieruje się poprzez tank buforowy do urządzenia pakującego. Zapakowany miks kieruje się do magazynu o temp. 2-3°C celem wychłodzenia produktu do temp. około 10°C.

Można również otrzymać miksy tłuszczowe, także o obniżonej zawartości tłuszczu, przez wymieszanie spasteryzowanej i schłodzonej do temp. 18-20°C oraz poddanej dojrzewaniu fizycznemu śmietanki o wysokiej zawartości tłuszczu (50-70%) z wychłodzonym olejem roślinnym, a następnie odwrócenie faz w skrobakowym wymienniku ciepła, umożliwiającym równoczesną obróbkę mechaniczną i schładzanie obrabianej śmietanki. Ostateczne cechy nadawane są produktowi w wygniataczach palcowych sprzężonych często z wymiennikiem skrobakowym.

Wynalazek nr DE10104945 ujawnia dodawanie do śmietanki 4% maślanki w proszku i transglutaminazy, a następnie podgrzewanie do temp. 60°C i przetrzymywanie przez 30 minut. Tak przygotowaną mieszaninę ogrzewano w temp. 95°C przez 2-5 minuty. Kolejnym etapem była jednostopniowa homogenizacja w temp. 45°C. Podkreślona tu jest rola i celowość stosowania maślanki w proszku jako emulgatora ale również jako substancji niezbędnej do kształtowania struktury i konsystencji produktu.

Znany jest ze zgłoszenia wynalazku P.307853 sposób wytwarzania produktu tłuszczowego o zmniejszonej zawartości tłuszczu przez zmieszanie śmietany o zawartości tłuszczu 40-80% z pożądaną ilością fazy wodnej zawierającej środki stabilizujące i sól. W trakcie procesu mieszania utrzymuje się temperaturę w granicach 50-80°C. Wytworzoną mieszaninę, emulsję oleju w wodzie, schładza się i wyrabia w taki sposób, aby zaszło odwrócenie faz. Częściowy strumień produktu o fazach odwróconych, teraz w postaci emulsji wody w oleju, zawraca się na wejście pierwszego etapu chłodzenia i miesza się z mieszaniną wyjściową. Wytworzony produkt końcowy zawiera trwałą emulsję wody

PL 224 069 B1 w oleju. Produkt zawiera jedynie tłuszcz z mleka w ilości 25-60%, jedynie emulgatory występujące naturalnie w śmietanie, a kazeinę w ilości mniejszej niż 2%.

Znaczne możliwości w otrzymywaniu miksów tłuszczowych daje również technologia rekombinacji, umożliwiająca odtwarzanie układów emulsyjnych o/w i w/o z bezwodnego tłuszczu mlekowego lub jego mieszanek z innymi tłuszczami, wody oraz różnego rodzaju komponentów białkowych będących źródłem suchej masy beztłuszczowej. Mogą być również dodawane substancje smakowozapachowe, kultury bakterii fermentacji mlekowej, a w razie konieczności (w wyrobach o obniżonej zawartości tłuszczu) substancje ułatwiające przebieg procesu technologicznego oraz stabilizujące strukturę produktu gotowego (stabilizatory). Istotnymi elementami technologii rekombinacji są urządzenia pozwalające, podobnie jak we wcześniej wspomnianym rozwiązaniu, na równoczesne schładzanie oraz intensywną obróbkę mechaniczną mieszanki wyjściowej, co umożliwia przemianę fazową z emulsji typu o/w w emulsję masłopodobną typu w/o.

Przedstawione powyżej technologie otrzymywania wyrobów masłopodobnych (miksów) o obniżonej zawartości tłuszczu przewidują obok uzupełniania poziomu białek (w różnych postaciach), także dodatkowo stosowanie różnej natury stabilizatorów pozwalających z jednej strony na związanie fazy wodnej a drugiej na otrzymanie właściwych cech struktury i konsystencji.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania miksu tłuszczowego o obniżonej zawartości tłuszczu, w którym enzym transglutaminazę w postaci roztworu lub stałej w ilości 0,1-20,0 U/g białka, wprowadza się do znormalizowanej i uprzednio spasteryzowanej śmietanki, do której dodano nośniki białek mleka i w całości poddano obróbce termicznej i odgazowaniu, ochłodzeniu do temp. 30-55°C, przy czym po wprowadzeniu enzymu całość przetrzymuje się przez 15-70 min., następnie poddaje obróbce termicznej w 72-92°C przez 30-180 sek., schładza do temp. ok. 72°C, poddaje homogenizacji, po czym postępuje się w znany sposób poprzez dodanie składników smakowo-zapachowych lub nie, poddanie termizacji, formowaniu, pakowaniu i chłodzeniu; enzym transglutaminazę dodaje się rozdzielnie do poddanej obróbce termicznej śmietanki i do roztworu nośników białka mleka poddanego obróbce termicznej; enzym transglutaminazę dodaje się do poddanego obróbce termicznej roztworu nośników białka mleka.

Sposób wytwarzania miksu tłuszczowego o obniżonej zawartości tłuszczu zgodnie z wynalazkiem polega na separacji śmietanki z mleka, normalizacji zawartości tłuszczu, pasteryzacji, przygotowaniu mieszanki śmietanki z mlekiem w proszku i/lub innymi nośnikami białka, pasteryzacji mieszaniny, chłodzeniu, homogenizacji, wprowadzaniu pozostałych dodatków zagęszczających i smakowych, termizacji, homogenizacji pakowaniu na gorąco charakteryzuje się tym, że do pasteryzowanej, znormalizowanej śmietanki uzupełnionej lub nie dodatkiem śmietanki rekombinowanej, dodaje się nośniki białek mleka, całość poddaje obróbce termicznej w temp. 85-135°C przez 10-180 sek., odgazowuje, schładza do temp. 30-55°C, wprowadza się enzym transglutaminazę w postaci roztworu lub stałej w ilości 0,1-20,0 U/g białka, po czym całość przetrzymuje w tej temperaturze przez 15-70 min., następnie poddaje obróbce termicznej w temp. 72-92°C przez 30-180 sek., schładza do temp. ok. 72°C, poddaje homogenizacji, po czym postępuje się w znany sposób poprzez dodanie składników smakowo-zapachowych lub nie, poddanie termizacji, formowaniu, pakowaniu i chłodzeniu.

W sposobie według wynalazku miejsce dodawania enzymu transglutaminazy może być opcjonalnie zmienione, z dodawanego do mieszaniny składającej się ze: śmietanki z dodatkiem śmietanki rekombinowanej i roztworu nośników białek mleka poddanej obróbce termicznej na dodawany do śmietanki poddanej obróbce termicznej i oddzielnie do poddanego obróbce termicznej roztworu nośników białek mleka bądź tylko do poddanego obróbce termicznej roztworu nośników białek mleka.

Sposób postępowania według wynalazku umożliwia produkcję miksu tłuszczowego o obniżonej zawartości tłuszczu - miksu tłuszczowego o zawartości trzech czwartych tłuszczu, miksu tłuszczowego półtłustego czy też miksu tłuszczowego do smarowania X%, w którym dodatek stabilizatorów jest obniżony lub wyeliminowany. Modyfikacje zachodzące w obrębie białek przy udziale transglutaminazy umożliwiają modelowanie cech organoleptycznych i reologicznych produktu poprzez powstanie wiązań sieciujących białka mleka i/lub produktów ich degradacji do stabilnych polimerów, odpornych na oddziaływania mechaniczne, niewrażliwych na ogrzewanie, a przez to stabilnych składników homogenicznej struktury matrycy białkowej umożliwiającej równomierne rozmieszczenie i zatrzymywanie zawartej w produkcie fazy wodnej.

Zaletą sposobu wg wynalazku jest możliwość wyeliminowania dodatków pochodzenia niemlecznego (np. żelatyny wieprzowej, skrobi ziemniaczanej, skrobi modyfikowanej), co obniża kaloryczność wyrobu gotowego, a także obniża koszty produkcji.

PL 224 069 B1

Miks tłuszczowy o obniżonej zawartości tłuszczu otrzymany metodą według wynalazku, charakteryzuje się gładką, jednorodną teksturą, lepszą smarownością i wyżej ocenianymi cechami organoleptycznymi niż uzyskany metodą tradycyjną, jego jakość jest stabilna podczas przechowywania.

Transglutaminaza katalizuje w białku zwierzęcym i roślinnym reakcje przenoszenia grup acylowych, w której donorem jest grupa γ-karboksyamidowa reszt glutaminy, a akceptorami mogą być pierwszorzędowe grupy aminowe w różnych związkach. W wyniku reakcji powstaje dipeptyd ε-(γ-gIutamylo)lizyna. Transglutaminaza katalizuje reakcje łączenia różnych białek, peptydów, amin, aminokwasów, zawierających lizynę i glutaminę. W wyniku reakcji z grupą aminową lizyny związanej w białku powstają krzyżowe wiązania kowalencyjne powodujące sieciowanie polipeptydowych łańcuchów białka w obrębie jednej cząsteczki lub między cząsteczkami.

Jeśli akceptorem grupy acylowej jest wolny aminokwas zachodzi reakcja przyłączania, wbudowywania grup aminowych i białko zostaje wzbogacone o ten aminokwas. Grupy ε-aminowe lizyny są w ten sposób chronione przed niepożądanymi zmianami i zwiększa się stopień wykorzystania białek i produktów ich degradacji a w konsekwencji wzrasta wartość odżywcza produktu. Przykładem może być zatrzymywanie wartościowych białek serwatkowych w skrzepie twarogowym, a które w klasycznej metodzie produkcji przechodzą do serwatki. Modyfikacje zachodzące w obrębie białek przy udziale transglutaminazy prowadzą także do obniżenia ich immunoreaktywności. Ponadto skutkują zmianami właściwości funkcjonalnych białka, między innymi: wzrostu zdolności wiązania wody, tworzenia piany, lepkości, poprawy właściwości emulgujących i żelujących. W konsekwencji zmodyfikowane białka polepszają smak, zapach, wygląd i konsystencję produktów spożywczych oraz przedłużają ich trwałość.

W produkcji wyrobów mleczarskich, gdzie stosowane są stabilizatory a ich podstawową funkcją jest wzmocnienie sieci białek mleka lub wiązanie wody (np. jogurty) użycie transglutaminazy umożliwia ograniczenie ilości lub wyeliminowanie ich dodatku. W wyniku modyfikacji białek przy udziale tego enzymu powstaje prawie homogeniczna struktura wzajemnie połączonych agregatów białkowych co ułatwia zatrzymywanie większych ilości wody. Większa cieplna stabilność białek skutkuje brakiem widocznych zmian właściwości produktów mleczarskich podczas procesów ogrzewania.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Mleko zbiorcze podgrzewa się do temperatury 45°C i poddaje wirowaniu celem uzyskania śmietanki o zawartości 55% tłuszczu. Do śmietanki dodaje się następnie, rozpuszczony w niewielkiej ilości wody, koncentrat białek mleka 75 w ilości 1,8% w stosunku do masy śmietanki, a uzyskaną mieszaninę poddaje się pasteryzacji w temperaturze 98°C precz 40 sekund i odgazowaniu w temperaturze zbliżonej do temperatury pasteryzacji i przy ciśnieniu zredukowanym do 60 +/- 10 kPa. Następnie do schłodzonej mieszanki śmietanki i koncentratu białek mleka do temperatury 45°C dodaje rozprowadzony w niewielkiej ilości mleka preparat enzymu transglutaminazy w ilości 5,0 U/g białka o mocy 100 U/g i przetrzymuje w tej temperaturze przez 40 min. Ilość dodawanego enzymu oraz czas działania musi zabezpieczyć optymalne warunki powstawania krzyżowych wiązań kowalencyjnych i sieciowanie polipeptydowych łańcuchów obecnego w śmietance/mieszance białka i pozwalającej na uzyskanie w produkcie gotowym pożądanych cech reologicznych. Następnie mieszankę śmietanki i koncentratu białek mleka poddaje się obróbce termicznej w 90°C przez 60 sek., a po schłodzeniu do temperatury ok. 72°C homogenizuje dwustopniowo (I° 140 bar i II° 30 bar) oraz termizuje w temp. 72°C//5 min., poddaje formowaniu i pakowaniu w kubki oraz wychłodzeniu produktu do temp. ok. 10°C.

P r z y k ł a d 2

Mleko zbiorcze podgrzewa się do temperatury 45°C i poddaje wirowaniu celem uzyskania śmietanki o zawartości 40% tłuszczu. Śmietankę poddaje się obróbce termicznej w temp. 125°C przez 10 sek., ochładza do temp. 55°C, dodaje enzym transglutaminazę w ilości 1,0 U/g białka i przetrzymuje przez 15 min. Równolegle przygotowuje się roztwór nośnika białek, a mianowicie odtłuszczone mleko w proszku w ilości 1,8% w stosunku do masy śmietanki oraz sól w ilości 0,7%, które rozpuszcza się w niewielkiej ilości wody, a uzyskaną mieszaninę poddaje się pasteryzacji w temp. 85°C przez 90 sekund. Po ochłodzeniu do temp. 50°C dodaje się enzym transglutaminazę w ilości 10 U/g białka i przetrzymuje przez 30 min. Ilość dodawanego enzymu musi zabezpieczyć optymalne warunki powstawania krzyżowych wiązań kowalencyjnych i sieciowanie polipeptydowych łańcuchów obecnego w śmietance/mieszance białka i pozwalającej na uzyskanie w produkcie gotowym pożądanych cech reologicznych. Tak przygotowane składniki łączy się ze sobą, dodaje zioła, podgrzewa do temp. 72°C, homogenizuje dwustopniowo (I° 140 bar i II° 30 bar) oraz termizuje w temp. 72°C/5 min., poddaje formowaniu i pakowaniu w kubki oraz wychłodzeniu produktu do temp. około 10°C.

PL 224 069 B1

P r z y k ł a d 3

Mleko zbiorcze podgrzewa się do temperatury 45°C i poddaje wirowaniu celem uzyskania śmietanki o zawartości 50% tłuszczu. Śmietankę poddaje się obróbce termicznej w temp. 85°C przez 180 sek., i po odgazowaniu chłodzi się do temp. 30°C dodaje mezofilne bakterie fermentacji mlekowej z rodzaju Lactococcus i Leuconostoc wzbogacone w dodatkową mikroflorę z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium. Równolegle przygotowuje się nośnik białek mleka w postaci rozpuszczonego w niewielkiej ilości wody koncentratu białek mleka 75 (w ilości 2,0% w stosunku do masy śmietanki) pasteryzuje w temp. 40°C przez 120 sek. Po ochłodzeniu do temp. 40°C dodaje się enzym transglutaminazę w ilości 8 U/g białka, przetrzymuje przez 70 min. Następnie ukwaszoną śmietanę do minimum pH 4,6 i przygotowany nośnik białek mleka miesza się i podgrzewa do temp. 72°C, poddaje homogenizacji, termizacji 72°C/2 min. i w tej temperaturze pakuje w opakowania jednostkowe a następnie chłodzi do temperatury przechowywania.

Claims (3)

1. Sposób wytwarzania miksu tłuszczowego o obniżonej zawartości tłuszczu polegający na separacji śmietanki z mleka, normalizacji zawartości tłuszczu, pasteryzacji, przygotowaniu mieszanki śmietanki z mlekiem w proszku i/lub innymi nośnikami białka, obróbce termicznej mieszaniny w temp. 85-135°C przez 10-180 sek., odgazowaniu, chłodzeniu, homogenizacji, dodatku zakwasów, transglutaminazy, ukwaszaniu, wprowadzaniu pozostałych dodatków zagęszczających i smakowych, termizacji, homogenizacji wygładzającej, pakowaniu na gorąco, znamienny tym, że enzym transglutaminazę w postaci roztworu lub stałej w ilości 0,1-20,0 U/g białka, wprowadza się do znormalizowanej i spasteryzowanej śmietanki, do której dodano nośniki białek mleka i w całości poddaje się obróbce termicznej i odgazowaniu, ochłodzeniu do temp. 30-55°C, po czym całość przetrzymuje się przez 15-70 min., następnie poddaje obróbce termicznej w 72-92°C przez 30-180 sek., schładza do temp. ok. 72°C, poddaje homogenizacji, po czym postępuje się w znany sposób poprzez dodanie składników smakowo-zapachowych lub nie, poddanie termizacji, formowaniu, pakowaniu i chłodzeniu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że enzym transglutaminazę dodaje się rozdzielnie do poddanej obróbce termicznej śmietanki i do roztworu nośników białka mleka poddanego obróbce termicznej.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że enzym transglutaminazę dodaje się do poddanego obróbce termicznej roztworu nośników białka mleka.