Przedmiotem wynalazku jest sposób produkcji rozpuszczalnych koncentratów bialek mleka w proszku — bialczanów: sodu, wapnia, amonu i ich mieszaniny, które znajduja szerokie zastosowanie w róznych branzach przemyslu spozywczego wzbogacajac przetwory w bialko i sole mineralne.Znane dotychczas sposoby produkcji suszonych koncentratów rozpuszczalnych bialek mleka, ograniczaja sie do produkcji kazeinianu sodu i wapnia. Surowcem do produkcji kazeinianu sodu jest twaróg kazeinowy lub kazeina i wodorotlenek sodu. Kazeinian sodowy uzyskuje sie przez zobojetnianie do pH okolo 6,7 odpowiedniej jakosci kazeiny kwasowej za pomoca wodorotlenku sodowego i odpowiednie rozpuszczenie. W tym celu odtluszczone mleko przeznaczone do produkcji kazeiny spozywczej o zawartosci tluszczu nie wyzszej niz 0,03% poddaje sie pasteryzacji w temperaturze 85—87°C w czasie 18 sekund, a nastepnie chlodzi do temperatury 31—35°C. Wytracenie kazeiny osiaga sie przez doprowadzenie mleka do pH 4,4-4,6 przy którym uwolniona od wapnia staje sie obojetna elektrycznie i w zwiazku z tym w duzym stopniu traci wlasnosci hydratacyjne. Kazeine straca sie za pomoca kwasu mlekowego, albo przy uzyciu kwasu solnego. Wytracona kazeina ma konsystencje luzna, w celu nadania jej sprezystosci i elastycznosci podgrzewa sie cala zawartosc wanny do temperatury 44—46°C. W czasie podgrzewania ziarno kazeiny kurczy sie i wydziela tluszcz, kwas, sole i inne niepozadane skladniki w nim zawarte. Po zakonczeniu podgrzewania serwatke wypuszcza sie a kazeine plucze w uzdatnionej wodzie.Plukanie prowadzi sie przez zalewanie ziarna woda w ilosci równej polowie objetosci uzytego mleka, 14—30 minutowe mieszanie z przerwami i kazdorazowe oddzielanie przed dodaniem nowej porcji wody. Przy pierwszym plukaniu temperatura wody jest wyzsza, zwykle 40°C niz przy nastepnym zwykle 20—25°C.Wyplukany twaróg kazeinowy poddaje sie prasowaniu sposobem klasycznym w workach lub przy uzyciu pras twarogowych. Dobrze wyprasowany twaróg kazeinowy o zawartosci 55—60% wody w celu uzyskania roztworu kazeinowego o stezeniu koncowym nie przekraczajacym 18% ze wzgledu na wzrost lepkosci miesza sie z odpowiednia iloscia wody i wodorotlenku sodu. Potrzebna ilosc chemicznie czystego wodorotlenku sodu rozpuszcza sie w odmierzonej objetosci czystej wody w celu uzyskania okolo 10% roztworu NaOH, pozostala ilosc wody miesza sie z twarogiem, a do uzyskanej mozliwie jednolitej i juz pólcieklej mieszaniny dodaje sie2 83 728 stopniowo odmierzony roztwór lugu przy stale czynnym mieszadle, az do rozpuszczenia sie kazeiny bez podnoszenia wartosci pH mieszaniny powyzej 6,7. Lug sodowy dodaje sie po podgrzaniu wody z kazeina od 50—60°C. Otrzymany roztwór kazeinianu sodowego w chwili podawania do urzadzenia suszarniczego podgrzewa sie do temperatury 85—90°C i suszy metoda rozpylowa.Wedlug wynalazku do mleka odtluszczonego surowego dodaje sie roztwór soli wapnia w ilosci od 0,02 do 0,06%, najkorzystniej 0,04%, po czym mleko poddaje sie pasteryzacji w temperaturze 90—94°C przez kilka sekund i schladza do temperatury 35—45°C. W wyniku dzialania jonów wapnia i ogrzewania nastepuje destabili¬ zacja ukladu koloidowego wstepne kompleksowanie bialek mleka. Wlasciwa aglomeracja przeprowadzona jest w temperaturze 35—45°C poprzez obnizenie pH rozcienczonym kwasem solnym, mlekowym lub ukwaszona serwatka do wartosci pH 4,6—4,8.Po calkowitym osadzeniu sie ziarna, odczerpuje sie okolo 50% serwatki, a uzyskana mase bialczanowa dosusza sie stosujac równomierne mieszanie i stopniowe powolne dogrzewanie gestwy do temperatury 45—55 °C, najkorzystniej 50°C. Nastepnie oddziela sie serwatke a koagulat plucze woda o temperaturze 5—45°C w czasie —20 minut. Zuzycie wody wynosi dwukrotna ilosc w stosunku do przerobionego mleka. Plukanie bialczanu ma na celu zastapienie przez wode serwatki miedzyziarnowej oraz w znacznym stopniu obkurczenie koagulatu.Wymiana serwatki wewnatrz ziarnowej na wode nie polega na mechanicznym wyparciu serwatki przez wode, lecz musi zachodzic glównie poprzez dyfuzje, której tempo zalezne jest od powierzchni zbiorowej ziarna, czasu plukania, róznicy stezen skladników rozpuszczalnych w cieczy wewnatrz ziarn przy ich powierzchni.Uzyskany koagulat po wyplukaniu i odwodnieniu do zawartosci 15—25% suchej masy przeprowadza sie wstan rozpuszczalny w takich warunkach aby nie naruszyc struktury micelarnej bialek oraz nie doprowadzic do nagromadzenia sie wolnej zasady, która podczas rozpuszczania doprowadza do destrukcji aminokwasów tryptofanu, cystyny, treoniny i seryny.Wartosc biologiczna i cechy fizykochemiczne gotowego produktu sa w takim przypadku znacznie obnizo¬ ne. W tym celu dodaje sie scisle okreslone ilosci zasady i stosuje okreslone temperatury przy rozpuszczaniu bialek.W przypadku otrzymywania bialczanu sodu do koagulatu o zawartosci 15—25% suchej masy oznaczonej metoda refraktometryczna, ciagle mieszajac stopniowo dodaje sie 10—20% roztworu wodorotlenku sodu w ilosci 0,02—0,022 kilograma na kilogram suchej masy, równoczesnie podgrzewajac go do temperatury 60—80°C.W przypadku otrzymywania bialczanu waonia do koagulatu o temperaturze 30—60°C dodaje sie 10—20% roztwór wodorotlenku wapnia w ilosci 0,025—0,027 kilograma na kilogram suchej masy.W przypadku otrzymywania bialczanu amonu do koagulatu o temperaturze 50—70°C dodaje sie 25—27% roztworu wody amoniakalnej w ilosci 0,043—0,045 litra na 1 kilogram suchej masy.W przypadku otrzymywania bialczanu sodowego-wapniowego do koagulatu w temperaturze 25—40°C najpierw dodaje sie roztwór wodorotlenku sodu w ilosci 0,01—0,011 kilograma na kilogram suchej masy, a po calkowitym przereagowaniu z bialkiem dopiero dodaje sie 10—20% roztworu wodorotlenku wapnia w ilosci 0,013—0,0135 kilograma na kilogram suchej masy. Po uzyskaniu jednolitej masy dopiero podgrzewa sie mieszanine do temperatury 50—80°C.W kazdym przypadku przed skierowaniem rozpuszczonego roztworu bialka do suszenia rozpylowego nalezy doprowadzic stezenie jonów wodorowych w roztworze do pH 6,4—6,8, dodajac w razie potrzeby roztwór uzywany do rozpuszczania bialek lub surowy koagulat bialek.Temperatura roztworu przed suszeniem wynosi 65—85°C dla bialczanu sodu, 30—50°C dla bialczanu wapnia, 50-70°C dla bialczanu amonu i 50 —80°Cdla bialczanu sodówo-wapniowego.Sposób wedlug wynalazku pozwala uzyskac wysokowartosciowe koncentraty wszystkich bialek mleka, po uprzednim doprowadzeniu do interakcji kazeiny z bialkami serwatkowymi, co pozwala na wydzielenie oprócz kazeiny takze alfalaktoalbuminy, betalaktoglobuliny a po ich przeprowadzeniu w forme soli uzyskuje sie ^koncentrat bialek mleka w formie rozpuszczalnej, przewyzszajacej swymi wlasciwosciami fizykochemicznymi i odzywczymi produkowane dotychczas kazeiniany.Koncentraty wszystkich bialek mleka ze wzgledu na zawartosc bialek serwatkowych charakteryzuja sie dobra rozpuszczalnoscia, wyzsza zdolnoscia pecznienia, trzykrotnie wyzsza zdolnoscia wiazania wody oraz o okolo 30% wyzsza wartoscia biologiczna w porównaniu z kazeinianami, importowana promina D czy z zelaty¬ na.Bialczany w stosunku do kazeinianu sodu charakteryzuja sie wyzszymi wlasciwosciami stabilizowania emulsji olej-woda-bialczan wapnia 100%, bialczan sodowo-wapniowy 85%, bialczan sodu 45%, wobec 10% dla kazeinianu sodu i kazeinianu wapnia.W oparciu o cechy fizykochemiczne bialczany moga miec zastosowanie w róznych dziedzinach przemyslu spozywczego takich jak: miesny, zbozowy, koncentratów spozywczych, mleczarski oraz owocowo-warzywny.83728 3 Sposób wedlug wynalazku wyjasnia blizej przyklad.Przyklad. Do 1000 kg surowego odtluszczonego mleka dodaje sie roztwór chemicznie czystego chlorku wapnia w ilosci 400 gram przy ciaglym mieszaniu. Mleko wzbogacone jonami wapnia poddaje sie wirowaniu i pasteryzuje w temperaturze 92°C przez kilka sekund celem doprowadzenia do interakcji kazeiny z bialkami serwatkowymi. Po pasteryzacji mleko schladza sie do temperatury 40°C. Stracanie bialek mleka przeprowadza sie w wannie za pomoca rozcienczonego kwasu solnego, który dodaje sie do mleka cienkim strumieniem przy stalym równomiernym mieszaniu. Stracanie prowadzi sie w temperaturze 40°C. Po otrzymaniu koagulatu wszystkich bialek mleka kwasowosc serwatki winna wynosic od 18—19°SH i pH 4,6—4,8. Po calkowitym opadnieciu ziarna odczerpuje sie 50% serwatki i przeprowadza sie dosuszanie straconego koagulatu przez mieszanie z równomiernym stopniowym podgrzewaniem do momentu osiagniecia temperatury gestwy okolo 50°C.Po zakonczeniu dosuszania i calkowitym opadnieciu masy bialkowej na dno wanny, odprowadza sie serwatke kranem spustowym przez geste sito lub worki tkaninowe w maksymalnym stopniu a koagulat plucze sie trzykrotnie woda technologiczna. Poczatkowo woda o temperaturze 35-45°C (I plukanie) nastepnie woda o temperaturze okolo 25°C (II plukanie) i ostatnie plukanie woda o temperaturze od 5 do 15°C. Ilosc zuzytej kazdorazowo wody wynosi 2/3 ilosci mleka a czas plukania wynosi 15 do 30 minut. Plukanie koagulatu ma na celu usuniecie z niego rozpuszczonego w serwatce kwasu mlekowego, cukru mlekowego oraz soli z jednoczesnym wyplukaniem resztek tluszczu.Surowy koagulat po wyplukaniu i odwodnieniu od okolo 20% suchej masy przenosi sie do zbiornika reakcyjnego. W celu rozpuszczenia mokrego koagulatu zawartosc zbiornika reakcyjnego intensywnie miesza sie.W czasie mieszania podgrzewa sie przeponowo do temperatury 70°C i stopniowo dodaje sie 20% roztworu wodorotlenku sodu w ilosci 0,02 kg na kg suchej masy. Sucha mase oznacza sie pod koniec rozpuszczania bialek i dopiero dodaje sie ostateczna ilosc wodorotlenku sodu. Na przyklad odczyt na refraktometrze 20 odpowiada % suchej masy. W 100 litrach roztworu znajduje sie 20 kg bialka, 20X0,022 = 0,44 kg wodorotlenku sodu, co odpowiada 1,76 litrom 25% roztworu NaOH.Okreslony dodatek wodorotlenku sodu nalezy obliczyc wedlug nastepujacego wzoru: procent sm X 0,022 X ilosc roztworu rozpuszczanego w litrach procent NaOH w roztworze lugu W przypadku otrzymywania bialczanu wapnia do koagulatu o temperaturze 40°C dodaje sie 0,8 kg Ca(OH)2 w postaci 10 procentowego roztworu wodnego. Dodatek Ca(OH)2 oblicza sie wedlug wzoru: procentsm X °'026 X ilosc roztworu rozpuszczanego w litrach procent Ca(OH)2 w roztworze wodorotlenku W przypadku otrzymywania bialczanu amonu do koagulatu w temperaturze 50°C dodaje sie 1,3 litra 27 procentowej wody amoniakalnej. Dodatek wody amoniakalnej oblicza sie wedlug wzoru: procentSm X °'045 X ilosc roztworu rozpuszczanego w litrach procent amoniaku w wodzie amoniakalnej W przypadku otrzymywania bialczanu sodowo-wapniowego do koagulatu w temperaturze 35°C poczatko¬ wo dodaje sie 20 procentowy roztwór wodorotlenku sodu w ilosci 0,32 kg a po calkowitym przereagowaniu z bialkiem dopiero dodaje sie 10 procentowy roztwór wodorotlenku wapnia w ilosci 0,40 kg w temperaturze 40°C, calosc miesza sie i podgrzewa do temperatury 60°C.Ilosc wodorotlenku sodu oblicza sie z wzoru: procentsm X 0,011 x ||qsc roztwom roZpuszczanego w litrach procent NaOH w roztworze lugu a wodorotlenku wapnia: procentsm X 0,013 x jj^ roztworu rozpus2Czanegow litrach procent Ca(OH)2 w roztworze wodorotlenku Wedlug technologii otrzymuje sie odpowiednio: bialczan sodu, bialczan wapnia, bialczan amonu i bialczan sodowo-wapniowy. Cechy fizykochemiczne poszczególnych preparatów uwarunkowane sa rodzajem oraz kolejnoscia dodawanych reagentów. Rozpuszczalne koncentraty wszystkich bialek mleka o zawartosci procent suchej masy po uzyskaniu koncowego pH w granicach 6,4—6,8 przed podaniem na wieze rozpylowa4 83 728 podgrzewa sie do temperatury odpowiednio: bialczan sodu 75°C, bialczan wapnia 40°C, bialczan amonu 60°C, bialczan sodowo-wapniowy 70°C. Roztwory bialczanów suszy sie rozpylowo na typowych urzadzeniach suszarniczych. Temperatura powietrza wlotowego wynosi 170—180°C a temperatura powietrza wylotowe go 88-92°C. PL