SU1542519A1

SU1542519A1 - Method of obtaining whey concentrate

Info

Publication number: SU1542519A1
Application number: SU874350282A
Authority: SU
Inventors: Андрей Георгиевич Храмцов; Дмитрий Николаевич Лодыгин; Станислав Мухадинович Кунижев; Иван Алексеевич Евдокимов; Валерий Александрович Шуваев; Нина Михайловна Панова
Original assignee: Ставропольский политехнический институт
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1990-02-15

Abstract

Изобретение относитс к молочной промышленности и может быть использовано при производстве продуктов длительного хранени на основе молочной сыворотки. Целью изобретени вл етс повышение стойкости продукта в процессе хранени , снижение энергозатрат и получение продукта с однородной структурой. Дл получени концентрата молочную сыворотку сгущают до содержани сухих веществ 58 - 62% и провод т процесс структурообразовани в два этапа. На первом этапе в молочную сыворотку внос т сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размером частиц 2 - 10 мкм при температуре 56 - 60°С в количестве 1,0 - 3,0% от массы сгущенной сыворотки с последующим перемешиванием и выдержкой при этой температуре в течение 10 - 15 мин. На втором этапе провод т охлаждение до температуры 22 - 25°С, при этом активность воды в продукте составл ет 0,72 - 0,78.The invention relates to the dairy industry and can be used in the manufacture of long-term storage products based on whey. The aim of the invention is to increase the stability of the product during storage, reduce energy consumption and obtain a product with a homogeneous structure. To obtain a concentrate, whey is concentrated to a solids content of 58–62% and the structure formation process is carried out in two stages. At the first stage, dry crystalline methylcellulose with a particle size of 2-10 µm at a temperature of 56-60 ° C in an amount of 1.0-3.0% of the mass of condensed whey is added to the whey, followed by stirring and aging at this temperature for 10 - 15 minutes. At the second stage, cooling to a temperature of 22-25 ° C is carried out, and the water activity in the product is 0.72-0.78.

Description

Изобретение относитс к молочной промышленности и может быть использовано при производстве продуктов длительного хранени на основе молочной сыворотки.The invention relates to the dairy industry and can be used in the manufacture of long-term storage products based on whey.

Целью изобретени вл етс повышение стойкости продукта в процессе хранени , снижение энергозатрат и получение продукта с однородной структурой.The aim of the invention is to increase the stability of the product during storage, reduce energy consumption and obtain a product with a homogeneous structure.

Способ осуществл ют ел о ЧАЮЩИМ образом .The method is carried out in a ELIMINATING manner.

Молочную сыворотку нагревают в тепло-- обменнике до 55- 60 Г и подают в вакуум- выпарную установку. (Сгущение провод т до содержани с хи. ьеинч.тв 58-62% при 55- 65°С. Снижение концетрации сухих веществ менее 58% приводит к тому, что получаемый продукт не структурируетс и имеет м гкую и текучую консистенцию. Повышение концентрации сухих веществ более 62% приводит к созданию прочной кристаллизационной структуры в твердом виде. После сгущени провод т процесс структурообразова- ни концентрата, который осуществл ют в два этапа. На первом этапе сгущеннуюThe whey is heated in a heat exchanger to 55-60 G and fed to a vacuum evaporator. (The thickening is carried out to a content with a chemical content of 58-62% at 55-65 ° C. A decrease in the concentration of solids of less than 58% leads to the fact that the resulting product is not structured and has a soft and flowing texture. The increase in the concentration of dry substances more than 62% of substances leads to the creation of a solid crystallization structure in a solid form. After concentration, the process of structure formation of the concentrate is carried out, which is carried out in two stages.

сыворотю, с.гнваю ь (кн-рнчар, моющим греющую ру башю. и мешал к. по цержи- ва темпераг р в (.- в пределах 55-60°С, внос т отрч K NiVn-.f р-мователь метилцеллюлозх - в и п: . i т м 1,0 3,0% от массы сгущенной civiv . ,г, тщательно перемешивают и выдер/к г шл при этой температуре в течение 10 15 чинto the serum that I shed (cn-rnchar, washing a heating tower with a broomstick and interfered with the temperature of the cervine at a temperature of (.- in the range of 55-60 ° C, add K K NiVn-f) to the methylcellulose - in and p. i t m 1.0 3.0% of the mass of condensed civiv., g, mix thoroughly and ryder / k g at this temperature for 10 15 chin

Изменение количества вносимого рообразовател приводит к тому, что структура конечного продукта получаетс либо твердой (более 3,0%), либо текучей (менее 1,0%). Кроме того, значени активности воды после завершени процесса отклон ютс от указанных пределов, и продукт тер ет стойкость при хранении.A change in the amount of the binder to be applied causes the structure of the final product to be either solid (more than 3.0%) or flowable (less than 1.0%). In addition, the water activity values after completion of the process deviate from the specified limits, and the product loses its storage stability.

В качестве структурообразовател используют метилцеллюлозу, так как она нерастворима при температурах выше 55°С, и на первом этапе происходит равномерное распределение ее по всему объему продукта. Частички метилцеллюлозы, равномерно распределенные но всему объемуMethylcellulose is used as a structurant, since it is insoluble at temperatures above 55 ° C, and at the first stage it is evenly distributed throughout the product. Particles of methylcellulose, evenly distributed but the entire volume

елate

4KSD4KSD

СП СОJV CO

продукта, способствуют в дальнейшем быстрой кристаллизации лактозы с образованием мелких кристаллов, что положительно вли ет на структуру конечного продукта. Снижение температуры ниже 55°С приводит к тому, что метилцеллюлоза начинает раствор тьс , и в конечном продукте ухудшаетс однородность структуры. Повышение температуры выше 60°С приводит к дополнительным энергетическим затратам. Сокрарени метилцеллюлозы. Образование в массе продукта более или менее увлажненных зон приводит к тому, что в более увлажненных зонах активность воды выше 0,78 и здесь нарастает микробиологическа активность, в то врем , как в менее увлажненных зонах активность воды ниже 0,72 и здесь интенсифицируютс реакции неферментативного потемнени . Все это в целом приводит к снижению стойкости продукта при хращение времени перемешивани менее 10 мин 10 нении, приводит к нарушению первого этапа струк-При значени х активности воды нижеproduct further contribute to the rapid crystallization of lactose with the formation of small crystals, which has a positive effect on the structure of the final product. The decrease in temperature below 55 ° C causes methylcellulose to dissolve, and the structure homogeneity in the final product deteriorates. Increasing the temperature above 60 ° C leads to additional energy costs. Methylcellulose reduction. The formation of more or less wet zones in the product mass leads to the fact that in more wet zones the water activity is above 0.78 and microbial activity increases here, while in less wet zones the water activity is below 0.72 and here the non-enzymatic reactions are intensified. darkening. All this generally leads to a decrease in the resistance of the product when the mixing time is shorter than 10 minutes after 10 minutes, leads to disruption of the first stage of the structure. At water activity values below

турообразовани , увеличение времени переме- 0,72 нарастают процессы неферментативногоture formation, an increase in the displacement time of 0.72 increase non-enzymatic processes

потемнени , а выше 0,78 нарастает микробиологическа активность в продуктах с прошивани более 15 мин не улучшает свойств конечного продукта.darkening, and above 0.78, the microbiological activity in products with a flashing of more than 15 minutes does not improve the properties of the final product.

На втором этапе происходит окончатель- 1S межуточной влажностьюAt the second stage, the final 1S inter-humidity occurs.

ное структурообразование продукта в расфасованном виде. При охлаждении продукта от 55 до 50°С образуетс гель, так как температура 50°С вл етс точкой ге- леобразовани метилцеллюлозы и, одновреУстановление указанных значений активности воды в конечном продукте достигаетс внесением в сгущенную до 58-62% содержани сухих веществ сыворотку метил- целлюлозы в количестве 1,0-3,0% от массыstructured product in packaged form. When the product is cooled from 55 to 50 ° C, a gel is formed, since the temperature of 50 ° C is the gel-forming point of methylcellulose and, at the same time, the indicated values of water activity in the final product are achieved by introducing methyl serum into a concentration of 58-62% of dry matter. cellulose in the amount of 1.0-3.0% by weight

менно начинаетс кристаллизаци лактозы. 20 исходной сыворотки. Метилцеллюлоза св Гель сохран ет свои свойства до 40°С, поскольку метилцеллюлоза плохо растворима при температурах выше 40°С, а скорость кристаллизации лактозы при этом нарастает . При охлаждении продукта ниже 40°С завершаетс кристаллизаци лактозы, а растворитель метилцеллюлозы нарастает, и в конечном итоге она св зывает избыточную влагу, котора не прин ла участи в образовании кристаллогидратов лактозы. Второй этап завершаетс при достижении температуры продукта 22-25°С и величины активности воды в пределах 0,72-0,78.crystallization of lactose begins. 20 initial serum. Methyl cellulose sv gel retains its properties up to 40 ° C, since methyl cellulose is poorly soluble at temperatures above 40 ° C, and the rate of crystallization of lactose increases. When the product is cooled below 40 ° C, the crystallization of lactose is completed, and the methylcellulose solvent increases, and ultimately it binds excess moisture, which does not participate in the formation of lactose crystalline hydrates. The second stage is completed when the product reaches a temperature of 22-25 ° C and a water activity value in the range of 0.72-0.78.

Выбор температуры охлаждени продукта до 22-25°С обусловлен тем, что в этом интервале температур практически завершазывает избыточную влагу, не пошедшую на формирование кристаллогидратов лактозы, и регулирует таким образом активность воды конечного продукта в указанном интервале .The choice of the product cooling temperature to 22–25 ° C is due to the fact that in this temperature range it almost completes the excess moisture that has not gone to the formation of lactose crystalline hydrates and thus regulates the water activity of the final product in the specified range.

С целью улучшени однородности структуры конечного продукта в качестве струк- турообразовател используют мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размером частиц 2-10 мкм, котора при соблюдении 30 описанного процесса служит в качестве центров кристаллизации (затравки) лактозы и чем меньше размеры частиц метилцеллюлозы , тем более мелкие кристаллы лактозы образуютс в конечном продукте. Мелкокристаллическа метилцеллюлозы с размеетс кристаллизаци лактозы и происходит 35 рами частиц менее 2 мкм не существует.In order to improve the homogeneity of the structure of the final product, fine crystalline methylcellulose with a particle size of 2-10 microns is used as a structural agent, which, subject to 30 of the described process, serves as crystallization centers (seed) of lactose and the smaller the size of methylcellulose particles, the smaller lactose crystals formed in the final product. Crystalline methylcellulose is crystallized by lactose and occurs with 35 particles less than 2 microns.

полное растворение метилцеллюлозы. Так как охлаждение продукта происходит в естественных услови х, то така температура наиболее удобна и с точки зрени микроклимата лаборатории и производственных помещений.complete dissolution of methylcellulose. Since the cooling of the product occurs in natural conditions, such a temperature is most convenient from the point of view of the microclimate of the laboratory and production areas.

Понижение конечной температуры ниже 22°С не приносит дополнительного положительного эффекта, поскольку процесс кристаллизации лактозы и растворени метилПример 1. Молочную сыворотку с содержанием сухих веществ 6,0% после сбора и сепарировани в количестве 1000 кг подогревают до 60°С и подают в вакуум-аппарат . При достижении массовой доли су- хих веществ 60% сгущенную сыворотку в количестве 100 кг подают в резервуар с мешалкой и рубашкой, куда внос т сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размерами частиц 2 мкм в количестве 2 кгLowering the final temperature below 22 ° C does not bring an additional positive effect, since the crystallization of lactose and dissolution of methyl Example 1. Whey with a dry matter content of 6.0% after collection and separation in an amount of 1000 kg is heated to 60 ° C and served in a vacuum. apparatus. When a mass fraction of dry substances is reached, 60% condensed whey in the amount of 100 kg is fed to a tank with a stirrer and a jacket, where dry crystalline methylcellulose with a particle size of 2 µm is introduced in an amount of 2 kg.

целлюлозы завершаетс в указанном интер- 45 (2%), затем перемешивают и выдерживаютthe cellulose is completed at the indicated inter- 45 (2%), then stirred and kept

вале температур, а хранение продукта при более низких температурах хот и приводит к увеличению сроков хранени , но требует дополнительных энергетических затрат на охлаждение продукта. Хранение жеtemperature, and storage of the product at lower temperatures, although it leads to an increase in shelf life, but requires additional energy costs for cooling the product. Storage same

при 56°С в течение 10 мин. После выдержки продукт расфасовывают в формы в м гкую упаковку и охлаждают в естественных услови х до 22°С. Активность воды составл ет 0,75. При хранении в течение 6 месat 56 ° C for 10 min. After aging, the product is packaged in molds in a soft package and cooled under natural conditions to 22 ° C. The water activity is 0.75. When stored for 6 months

продукта при указанных услови х в течение 50 потемнени продукта не наблюдалось. Цветproduct under the specified conditions during 50 darkening of the product was not observed. Colour

6 мес происходит вполне удовлетворительно. Повышение конечной температуры продукта выше 25°С может привести к нарушению термодинамического равновеси и, как следствие, к неоднородности структуры6 months is quite satisfactory. An increase in the final temperature of the product above 25 ° C may lead to an imbalance in thermodynamic equilibrium and, as a consequence, to heterogeneity of the structure

продукта от белого до светло-кремового Консистенци м гка , тестообразна .product from white to light cream consistency, mild, pasty.

Пример 2. Молочную сыворотку с содержанием сухих веществ 6,0% после сбора и сепарировани в количестве 1000 кг пов массе продукта в результате незавер- 55 догревают до 60°С и подают в вакуум- шенности одновременно протекающих про- аппарат. При достижении массовой доли цессов кристаллизации лактозы и раство- сухих веществ 62% сгущенную сывороткуExample 2. Whey with a dry matter content of 6.0% after collecting and separating in an amount of 1000 kg by weight of the product as a result of the incomplete heating to 60 ° C and served in vacuum at the same time flowing pro-apparatus. When reaching the mass fraction of the processes of crystallization of lactose and dry solids, 62% condensed whey

рени метилцеллюлозы. Образование в массе продукта более или менее увлажненных зон приводит к тому, что в более увлажненных зонах активность воды выше 0,78 и здесь нарастает микробиологическа активность, в то врем , как в менее увлажненных зонах активность воды ниже 0,72 и здесь интенсифицируютс реакции неферментативного потемнени . Все это в целом приводит к снижению стойкости продукта при храмежуточной влажностьюrhenium methylcellulose. The formation of more or less wet zones in the product mass leads to the fact that in more wet zones the water activity is above 0.78 and microbial activity increases here, while in less wet zones the water activity is below 0.72 and here the non-enzymatic reactions are intensified. darkening. All this generally leads to a decrease in the durability of the product when the humidity of the temple

Установление указанных значений активности воды в конечном продукте достигаетс внесением в сгущенную до 58-62% содержани сухих веществ сыворотку метил- целлюлозы в количестве 1,0-3,0% от массыThe determination of the indicated values of water activity in the final product is achieved by adding to the concentration of dry substances of methylcellulose serum in a concentration of 58–62% in a dry matter content in an amount of 1.0–3.0% by weight.

исходной сыворотки. Метилцеллюлоза св зывает избыточную влагу, не пошедшую на формирование кристаллогидратов лактозы, и регулирует таким образом активность воды конечного продукта в указанном интервале .initial serum. Methylcellulose binds excess moisture that does not go to the formation of lactose crystalline hydrates, and thus regulates the water activity of the final product in the specified range.

С целью улучшени однородности структуры конечного продукта в качестве струк- турообразовател используют мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размером частиц 2-10 мкм, котора при соблюдении 0 описанного процесса служит в качестве центров кристаллизации (затравки) лактозы и чем меньше размеры частиц метилцеллюлозы , тем более мелкие кристаллы лактозы образуютс в конечном продукте. Мелкокристаллическа метилцеллюлозы с размерами частиц менее 2 мкм не существует.In order to improve the homogeneity of the structure of the final product, crystalline methylcellulose with a particle size of 2-10 μm is used as a formative structure, which, subject to 0 of the described process, serves as crystallization centers (seed) of lactose and the smaller the size of methylcellulose particles, the smaller lactose crystals formed in the final product. Fine methylcellulose with a particle size of less than 2 microns does not exist.

Пример 1. Молочную сыворотку с содержанием сухих веществ 6,0% после сбора и сепарировани в количестве 1000 кг подогревают до 60°С и подают в вакуум-аппарат . При достижении массовой доли су- хих веществ 60% сгущенную сыворотку в количестве 100 кг подают в резервуар с мешалкой и рубашкой, куда внос т сухую мелкокристаллическую метилцеллюлозу с размерами частиц 2 мкм в количестве 2 кгExample 1. Whey with a dry matter content of 6.0% after collection and separation in an amount of 1000 kg is heated to 60 ° C and fed to a vacuum apparatus. When a mass fraction of dry substances is reached, 60% condensed whey in the amount of 100 kg is fed to a tank with a stirrer and a jacket, where dry crystalline methylcellulose with a particle size of 2 µm is introduced in an amount of 2 kg.

(2%), затем перемешивают и выдерживают(2%), then mixed and incubated

Пример 2. Молочную сыворотку с содержанием сухих веществ 6,0% после сбора и сепарировани в количестве 1000 кг подогревают до 60°С и подают в вакуум- аппарат. При достижении массовой доли сухих веществ 62% сгущенную сывороткуExample 2. Whey with a dry matter content of 6.0% after collection and separation in an amount of 1000 kg is heated to 60 ° C and fed to a vacuum apparatus. When reaching a mass fraction of dry substances 62% condensed whey

в количестве 96 кг подают в резервуар с мешалкой и рубашкой, куда внос т сухую мелкокристаллическую метилцеллюло- зу с размерами частиц 10 мкм в количестве 0,96 кг (1%), затем перемешивают и g выдерживают при 60°С в течение 15 мин. После выдержки продукт расфасовывают в формы в м гкую упаковку и охлаждают в естественных услови х до 25°С. Активность воды составл ет 0,78. При храненииIn an amount of 96 kg, it is fed to a tank with a mixer and a jacket, into which dry crystalline methylcellulose is introduced with a particle size of 10 µm in an amount of 0.96 kg (1%), then stirred and g held at 60 ° C for 15 minutes. After aging, the product is packaged in forms in a soft package and cooled under natural conditions to 25 ° C. The water activity is 0.78. When stored

ность воды составл ет 0,72. При хранении в течение 6 мес потемнени продукта не наблюдалось . Цвет от белого до светло- кремового. Консистенци м гка , тестообразна .The water content is 0.72. When stored for 6 months, no darkening of the product was observed. Color from white to light cream. Consistency is hard, pasty.

Claims

Invention Formula

The method of obtaining concentrate whey with the processes

within 6 months of darkening of the product does not thicken the whey, structured was observed. Color from white to light, cooling and packaging, otkremovogo. Consistency, dough-proofed by the fact that, in order to increase

different product resistances during storage,

Example 3. Whey with soder-reduction of energy consumption and obtaining dry substances by 6.0% after harvesting and having a homogeneous structure and thickening

separation in the amount of 1000 kg of preheated whey is carried out to contain up to 60 ° C and served in a vacuum-dried solids 58-62%, and the structural unit. Upon reaching the mass fraction, the su-education is carried out in two stages, on

Chemical substances 58% condensed whey in the first stage in the whey make

the amount of 104 kg is fed to a dry crystalline methylcellulose in a tank with a stirrer and a jacket, into which su-20 suu is introduced with a particle size of 2-10 µm at 56-

The fine crystalline methyl cellulose is 60 ° C in an amount of 1.0–3.0% of the mass with a particle size of 2 μm in the amount of serum followed by a change of 3 kg, 12 kg (3%), then mixed by pressing and holding at 56 ° C for 10 min. Temperature for 10-15 min, on the second

After aging, the product is packaged in a stage. 25 is cooled to 22-25 ° C.

form in soft packaging and cool to achieve water activity in natural conditions up to 22 ° C. The asset is 0.72-0.78.

The water content is 0.72. When stored for 6 months, no darkening of the product was observed. Color from white to light cream. Consistency is hard, pasty.

Invention Formula