Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве сывороточных белковых концентратов. The invention relates to the dairy industry and can be used in the production of whey protein concentrates.
Известен способ получения сыворотки деминерализованной, включающий сепарирование сыворотки, пастеризацию, охлаждение, сгущение до массовой доли сухих веществ 22-24% охлаждение и электродиализ при температуре 49-51оС, пастеризацию и хранение при 3-5оС не более 72 ч с момента выработки [1]
Известен способ получения сывороточного белкового концентрата, предусматривающий сбор сыворотки, подогрев, осветление (отделение частиц белка и жира при температуре 38 ± 2оС), пастеризацию при 73-75оС с выдержкой 15 с, охлаждение, при необходимости промежуточное хранение, микрофильтрацию, ультрафильтрацию и пастеризацию концентрата [2]
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения белка сывороточного растворимого сухого, предусматривающий осветление сыворотки, пастеризацию при 74-75оС с выдержкой 15 с, охлаждение до 8-10оС или 50-55оС, ультрафильтрацию до содержания сухих веществ в концентрате 23-26% диафильтрацию и сушку [3]
К недостаткам способа относятся возможность повторного обсеменения сыворотки при разбавлении водой перед диафильтрацией, неполное освобождение от солей, зависящее от селективной способности мембран.A method of producing demineralized whey comprising whey separation, pasteurization, cooling, concentration to a mass fraction of solids 22-24%, and cooling the electrodialysis at a temperature of 49-51 ° C, pasteurization and storage at 3-5 ° C no more than 72 hours after production [1]
A method of producing whey protein concentrate comprising collecting serum rear lightening (separation of fat and protein particles at a temperature of 38 ± 2 ° C) pasteurization at 73-75 ° C with an exposure of 15 s, cooling, if necessary, intermediate storage, microfiltration, ultrafiltration and pasteurization of the concentrate [2]
The closest to the proposed method for producing a soluble whey protein dry whey comprising clarification, pasteurization at 74-75 ° C with an exposure of 15 s, cooling to 8-10 ° C or 50-55 ° C, ultrafiltration to a solids content in the concentrate 23 -26% diafiltration and drying [3]
The disadvantages of the method include the possibility of re-seeding of serum when diluted with water before diafiltration, incomplete release from salts, depending on the selective ability of the membranes.
Целью изобретения является повышение качества концентрата за счет повышения деминерализации, снижения уровня обсемененности микроорганизмами, удаления не только солей в молекулярной форме, но и заряженных радикалов. The aim of the invention is to improve the quality of the concentrate by increasing demineralization, reducing the level of contamination by microorganisms, removing not only salts in molecular form, but also charged radicals.
Поставленная цель достигается тем, что деминерализацию осуществляют методом электродиализа до электропроводности не более 19,0-23,0 Ом-1 . м-1 с последующей микрофильтрацией, а ультрафильтрацию ведут при температуре ниже 50оС.This goal is achieved in that the demineralization is carried out by electrodialysis to an electrical conductivity of not more than 19.0-23.0 Ohm -1 . m -1 followed by microfiltration, and ultrafiltration is carried out at a temperature below 50 about C.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Молочную сыворотку очищают от жира и казеиновой пыли при 36-40оС. Массовая доля жира в сыворотке после сепарирования не превышает 0,1% Сыворотку пастеризуют при 70-74оС с выдержкой 16-20 с и охлаждают до 18-22оС. Пастеризованную сыворотку направляют на микрофильтрацию через мембраны с эффективным диаметром пор не менее 0,1 и не более 0,2 мкм. При этой же температуре проводят электродиализ до достижения массовой доли золы 0,6-0,75% Электропроводность сыворотки не должна превышать 19,0-23,0 Ом-1 м-1. Деминерализованную сыворотку подогревают до температуры ниже 50оС и подвергают ультрафильтрации с использованием мембран с эффективным диаметром пор 20-40 нм до массовой доли сухих веществ в концентрате 15-17% Концентрат пастеризуют при 63-65оС с выдержкой 30 мин или 70-74оС с выдержкой 16-20 с. Концентрат охлаждают до 6-10оС.Milk whey is cleaned of fat and casein dust at 36-40 о С. The mass fraction of fat in serum after separation does not exceed 0.1%. Serum is pasteurized at 70-74 о С with a holding time of 16-20 s and cooled to 18-22 о С Pasteurized serum is sent for microfiltration through membranes with an effective pore diameter of not less than 0.1 and not more than 0.2 microns. At the same temperature, electrodialysis is carried out until the mass fraction of ash reaches 0.6-0.75%. The conductivity of the serum should not exceed 19.0-23.0 Ohm -1 m -1 . Demineralized whey is heated to a temperature below 50 ° C and subjected to ultrafiltration using a membrane with an effective pore diameter of 20-40 nm and a mass fraction of solids in the concentrate of 15-17% concentrate is pasteurized at 63-65 ° C with an exposure of 30 minutes or 70-74 о С with an exposure of 16-20 s. The concentrate is cooled to 6-10 about C.
Использование микрофильтрации позволяет удалить микроорганизмы, сохранившиеся после пастеризации за счет защитного действия белковых частиц, на которые эти микроорганизмы оседают, а также удалить агрегированные микроорганизмы. Электродиализ при заявленных параметрах позволяет деминерализовать сыворотку до содержания в ней золы до 0,6-0,75% При этом происходит раскисление сыворотки, что позволяет значительно интенсифицировать последующий процесс ультрафильтрации за счет снижения поляризационного слоя. При этом снижается расход электроэнергии и значительно ускоряется технологический процесс при улучшении качества концентрата. Использование указанных режимов ультрафильтрации позволяет снизить денатурацию белка, т. е. ведет к повышению питательной ценности продукта. The use of microfiltration allows you to remove microorganisms that survived after pasteurization due to the protective effect of protein particles on which these microorganisms settle, as well as remove aggregated microorganisms. Electrodialysis at the stated parameters allows serum to be demineralized to an ash content of up to 0.6-0.75%. Serum deoxidation occurs, which can significantly intensify the subsequent ultrafiltration process by reducing the polarization layer. This reduces energy consumption and significantly accelerates the process while improving the quality of the concentrate. The use of these ultrafiltration modes can reduce protein denaturation, i.e., leads to an increase in the nutritional value of the product.
П р и м е р 1. 14500 кг сыворотки подогревают до 38оС и сепарируют. Содержание жира в сыворотке 0,05% Сыворотку пастеризуют 20 с при 72оС, охлаждают до 20оС, проводят микрофильтрацию через мембраны с эффективным диаметром пор 0,2 мкм, затем сыворотку направляют на деминерализацию при этой же температуре. По окончании процесса содержание золы в сыворотке составляло 0,6% Деминерализованную сыворотку собирают в промежуточную емкость, затем подогревают до 49оС и направляют на ультрафильтрацию, используют мембраны с диаметром пор 20 нм. Концентрирование ведут до массовой доли сухих веществ 15% Концентрат собирают в промежуточную емкость и направляют на пастеризацию, которую ведут 16 с при 74оС. Полученный концентрат представляет собой однородную жидкость со специфическим сывороточным слегка сладковатым запахом. Цвет белка белый с кремовым оттенком. Количество готового концентрата составляет 1000 кг.PRI me R 1. 14500 kg of serum is heated to 38 about C and separated. The fat content of 0.05% serum Serum pasteurized at 72 to 20 ° C, cooled to 20 ° C, the microfiltration is carried out through a membrane with an effective pore diameter of 0.2 microns, is then sent to the demineralization serum at the same temperature. At the end of the process, the ash content in the serum was 0.6%. The demineralized serum was collected in an intermediate tank, then heated to 49 ° C and sent to ultrafiltration, membranes with a pore diameter of 20 nm were used. Concentration is carried out until the mass fraction of solids 15% concentrate is collected in an intermediate container and sent for pasteurisation, which are 16 seconds at 74 C. The resulting concentrate is a homogeneous liquid with a specific serum slightly sweetish odor. The color of the protein is white with a cream tint. The amount of finished concentrate is 1000 kg.
Пример 2. То же, что в примере 1. Температура ультрафильтрации 50оС.Example 2. The same as in example 1. The ultrafiltration temperature of 50 about C.