SU1616576A1 - Способ получени сухой питательной смеси - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам получени  сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активные вещества (БАВ), и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отрасл х промышленности. Цель изобретени  - повышение биологической и питательной ценности продукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ. Дл  получени  сухой питательной смеси предварительно готов т масл ную фазу (МФ) путем совместного диспергировани  витаминов и пищевого адсорбента, преимущественно лиофилизированного фруктового и/или овощного сока, в растительном масле в присутствии маслорастворимого эмульгатора. После этого осуществл ют эмульгирование полученной МФ в 15-30%-ном водном растворе смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока в соотношении 0,2:4. Затем провод т распылительную сушку эмульсии. При использовании несовместимых при контакте БАВ МФ готов т отдельно, а эмульгирование МФ в молочной смеси осуществл ют последовательно. Таким образом, удаетс  получить много дерные микрогранулы высокой биологической и питательной ценности с тонкодисперсной внутренней структурой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам получени  сыпучих продуктов в виде микрогранул , содержащих биологически активные вещества, и может быть использовано в пищевой , фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отрасл х промышленности .

Цель изобретени  - увеличение биологической и питательной ценности микрогра- нулированного сухого молочного продукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ.

На фиг. 1 изображен график зависимости концентрации СОМ от концентрации КНК; на

фиг. 2 - график зависимости удельной в зкости от-рН.

Способ осуществл ют следующим образом .

На первой стадии готов т масл ную фазу путем совместного диспергировани  биологически активных веществ и пищевого сорбента в растительном масле. Совместное диспергирование увеличивает устойчивость витаминов при хранении, поскольку пориста  структура твердых частиц лиофи- лизированных соков,  вл  сь адсорбентом дл  маслорастворимых витаминов, предотвращает контакт последних с водной фазой.

Использование в качестве стабилизаторов суспензий лиофипизиросанных сокоп мпс- лорастворимых пищевых ПАВ (например, моноглицеридов) приводит к ПОЯЕ ЛВНИЮ тонкопористой структуры в полимерных оболочках микрогранул, что также увеличивает сохранность активного компонента внутри микрогранумы, поскольку уменыиа- етс  веро тность выливани  наружу содержимого микрогранулы при повреждении части оболочки в результате абразивного воздействи  контактирующих микрогранул при их перемешивании и прессовании. Введение водорастворимых витаминов в масп - пую фазу (вместо водной, как это делаетс  в прототипе) в виде тонкодисперсной суспензии или эмульсии ВОДН.-1Х р.:1СТ)С.рО , ГГИХ

витаминов предохран ет активные nr, ui,ecr- ва от контакта с йог цухом и влагой, что увв личивает срок сохранности продукта.

На второй стадии осуществл ют эмульгирование полученной масл ной фазы в молочной смеси. В качестве молочной смеси используют водный раствор (с концентрацией сухого вещества - 15-35% смеси концентрата натурального казеина (КНК) и сухого обезжиренного молока (СОМ) в соотношении 0,2-4,0. КНК предварительно получают из раствора обезжиренного молока путем осаждени  с помощью полисахари дов, например, пектином или натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы. рН полученной молочной смеси находитс  н лах 6,5-7,0 в зависимости от соотноа1еии  КНК и СОМ в гмеси.

Использование в ка естве пленкообразующего материала смеси СОМ и молочных концентратов, полученных в результате фа- зсвого разделенич раствора обезжирснно (О молока полиснхарид-тми, ПОЗЕЗОЛЯВТ варьировать содержание пленкообразующего белка в смеси и сделать оболочку микрогранул менее проницаемой по о гношению к кислороду и влаге внешней среды. Поскольку полисахариды образуют водорастворимые комплексы с сывороточным ; белками и частью казеинов и таким образом казеинова  фракци  обогаи 9етс  белками , то использование КНК в смеси с СОМ позвол ет увеличить при необходимости содержание белка в оболочке микрогранул , что ведет не только к уменьшению проницаемости микрогранул дл  кислорода воздуха и влаги, но и увеличивает питательную ценность продукта. Например, учитыва , что содержание белка в КНК в два раза выше по сравнению с СОМ (62% в КНК и 30% у СОМ), то приблизительно в таком же отношении измен етс  содержание белка в оболочках микрогранул при изменении

содержани  КНК и СОМ в молочной смеси в указанном отношении, т.е. 0,2-4,0, На фиг. 1 лучи ОА и ОВ отвечают отношению концентраций X Скнк/Ссом, равному соответственно 0,2 и 4,0. Пр мые DE и GH отвечают содержанию сухих веществ в молочной смеси , равному соответственно 30 и 15%. Пр ма  PR отвечает содержанию белка в молочной смеси, равному 10%. Пр ма  KL

0 отвечает приблизительно посто нной в зкости молочной смеси, равной- 200 сП при и рН - 6. Область концентраци  правее и выше пр мой KL на фазовой диаграмме отвечает неустойчивой работе

5 распылительной сушилки вследствие слишком высокой в зкости эмульсии в момент распылени  (в этой области получаютс  дефектные микрогранулы неправильной угло- игпоп формы). Область левее и ниже KL

0 отвечает сферическим микрогранулам при рН 6. Если рН среды оставл ть естественным , т.е 6,5-7,0, то в области правее и выше PR также не получаютс  сферические микрогранулы , гак как при таком рН в зкость

5 молочной смеси превышает оптимальное значение, равное 200 сП. Область левее и ниже СН.хот  и отвечает сферическим микрогранулам , однако толщина стенок микрогранул становитс  слигиком малой, что

0 про вл етс  в резком снижении срока сохранности витаминов. (Приведенные области - по концентрации молочных концентратов отвечают 10% содержанию масл ной фазы в растворе. При уменьшении содержани 

5 мас/  ног- фазы толнжна стенок увеличиваетс , од, ..ко .л. процесса в таком режиме не  вл етс  оправданным, поскольку снижаетс  содержание маслораст- воримых витаминов п готовом продукте).

0 KpOMi; того, в области слишком низких значений у зкости (т.е. в области левее и ниже GH) микрогранулы получаютс  слишком мелкие, что у/удшает их сыпучие свойства и делает невозможным таблетирование по5 pouiKa микрогранул. Область на фазовой диаграмме ниже луча OL (вблизи отрезка Hij. I I отношению концентраций X CKIIK/CCOM 4, не оптимальна вследствие относительно низкой концент0 рации сухого вещества в молочной смеси, что ведет к уменьшению толщины стенок микрогранул, а гакже вследствие удорожани  продукта (учитыва , что стоимость КНК р 2 раза выше стоимости СОМ). Область

5 левее луча ОК (вблизи отрезка GK) отвечает низкому содержанию белка в молочной смеси . Таким образом, оптимальной областью на фазовой диаграмме, отвечающей одновременно относительно высокому содержанию белка, сухого вещества, содержанию

масл ной фазы, а также оптимальной стоимости продукта,  вл етс  область фазовой диаграммы, заключенной в четырехугольнике KLRP. В области PRHG дл  получени  микрогранул с тем же содержанием белка и 5 сухих веществ в готовом продукте необходимо снижать содержание масл ной фазы в МОЛОЧНОЙ смеси, что снижает производительность сушилки.

в случае необходимости приготовлени  10 сухой питательной смеси, содержащей несовместимые друг с другом витамины, или витамины и другие компоненты, то их масл ные фазы готов т отдельно. Например, отдельно готов т масл ную фазу, содер- 15 жащую витамины, растворимые в масле (А, Е, / -каротин и другие), и масл ную фазу, содержащую в диспергированном виде водорастворимые витамины (например , С, В и другие) и соли металлов в виде 20 водных растворов, а эмульгирование различных масл ных фаз в водном растворе смеси молочных концентратов и сухого обезжиренного молока провод тотдельно и последовательно с целью исключени  вза- 25 имного перемешивани  масл ных фаз содержащих масло- и водорастворимые биологически активные вещества и соли металлов . При этом удаетс  получить много дерные микрогранулы, содержащие 30 изолированные друг от дру, а различные масл ные фазы (т.е. несовместимые друг с другом компоненты оказываютс  взаимно изолированными в микроскопических полост х внутри одной микрогранулы). Таким об- 35 разом, удаетс  варьировать в широких пределах состав микрогранул (т.е. содержание биологически активных веществ).

Перед стадией сушки целесообразно снизить рН полученной эмульсии (равной 40 0,0 Л0)до6 что отвечает минимальной в зкости эмульсии 7. Резкое увеличение в зкости при увеличении рН в интервале 6-8 дл  раствора КНК, а также дл  эмульсий стабилизированных КНК (фиг, 2) делает 45 операцию снижени  рН гем более целесобразной , чем выше относительное содерание КНК в молочной смеси. Таким бразом удаегс  повысить содержание су- их веществ в молочной смеси, не увеличи- 50 а  в зкость эмульсии, что ведет к величению толщины стенок микрогранул и роизводительности сушилки.

Целесообразно проводить эмульгироание масл ной фчзы при со;1эржании по- 55 в молочной смеси в интервале -15%. Выход за пределы этого интервала в торону болыиего содержани  масл ной азы ведет к с/ ишком тонким стенкам микогранул , что CH.i;/ jeT хранимоспособность

м ко пе ра ме но

ис ма су ка мо ( М ра ви ра пос мас ван

5

10 15 0 5 0

витаминов. Кроме того, дл  поддержани заданного отношени  жира к белку в готовом продукте (например, равного 1). необходимо использовать молочные смеси повышенным содержанием КНК (т.е. увеличивать содержание белка), что ведет к удорожанию продукта. Использование меньшего чем 5% содержани  масл ной фазы , ведет к снижению отношени  жир - белок в готовом продукте, а при сохранении последнего на заданном уровне - к снижению содержани  сухих веществ в молочной смеси, т.е. к снижению производительности сушилки.

При использовании пищевых адсорбентов целесообразно не превышать 20%-ного их содержани  в масл ной фазе, которое отвечает оптимальному вежиму их диспергировани  и не ведет к загущению масл ной фазы. Оптимальное количество маслораст- воримого ПАВ, которое вводитс  в масл ную фазу дл  стабилизации дисперсии пищевого адсорбента, а также дл  увеличени  эффективной концентрации слаборастворимых в масле маслорастворимых витаминов и нерастворимых в масле водорастворимых витаминов (С, В и другие), отвечает формированию монослойного покрыти  ПАВ на поверхности частиц дисперсии в масле, что соответствует 0,1-0,3% концентрации маслорастворимых ПАВ в масле.

После проведени  процесса распылительной сушки эмульсии масл ной фазы в молочной смеси удаетс  получить много дерные микрогранулы, оболочка которых образована из смеси сухого обезжиренного молока и концентрата натурального казеина , полученного путем обработки обезжиренного молока полисахаридами, в многочисленных микроскопических  драх которых содержатс  различные масл ные фазы,  вл ющиес , в свою очередь, дисперси ми (эмульси ми и суспензи ми) и растворами различных витаминов и солей мета,плов, предназначенными дл  длительного хранени .

Примеров качестве масл ной фазы используют рафинированное кукурузное масло, в 1 л которого диспергируют 200 г сухого лиофилизированного морковного сока и 1 г /J -каротина при добавлении 3 г моноглицерида диацетилвинной кислоты () при 40°С с помощью гомогенизатора в течение 15 мин при частоте вращени  винта 5000 об/мин. В Юл 17%-ного раствора КНК раствор ют 0,5 кг СОМ, вливают постепенно при в течение 3 мин 1 л масл ной фазы при посто нном перемешивании с помощью лопастной мешалки с частотой вращени  150 об/мин, и продолжают перемешивание еще в течение 20 мин. В зкость эмульсии составл ет 130 сП, а рИ - 6,6, После гомогенизации в зкость эмульсии возрастает до 250 сП. Снижа  рН эмульсии до 6,0 путем добавлени  молочной кислоты,, добиваютс  снижени  в зкости эмульсии до 190 сП. После пастеризации эмульсию подвергают распылительной сушке .

Полученные микрогранулы  вл ютс  порошком желтоватого цвета со средним размером частиц 20 мкм. Внутренн   структура частиц микрогранул, полученных согласно предлагаемому способу, характеризуетс  тонкопористым строением стенок, что способствует большей сохранности масл ного раствора витамина при прессовании порошка в таблетки. Микрогранулы имеют тонкие стенки, характеризующиес  наличием дефектной структуры, что ведет к выливанию содержимого микрогранул при повреждении оболочек при прессо вании порошка.

Измерение содержани  /5-каротина, проведенное через 5 мес цев после закладки микрогранул на хранение, показывает, что его содержание с точностью до 10% совпадает с содержанием / -каротина, измеренным в момент получени  микрогранул . За это же врем  в микрогранулах, в которых концентраци  / -каротина не превышает 0,4 г в масл ном растворе объема 1 л до эмульгировани , его практически не остаетс .

П р и м е р 2. Состав масл ной фазы и молочной смеси, а также последовательность операций аналогичны примеру 1, за исключением того, что при приготовлении молочной смеси вместо 0,5 кг СОМ берут 1,0 кг СОМ и раствор ют в 10 л 17% него раствора КНК. Эмульси  получаетс  слишком густа ; снижением рН удаетс  снизить в з кость только до 250 сП и после распылсн11  этой эмульсии микрогранулы получаютсч неправильной формы с дефектной структурой .

П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что молочную смесь готов т растворением в 6%-ном растворе КНК в количестве 10 л 2.4 кг СОМ. В зкость эмульсии после гомогенизации равн етс  220 сП и после снижени  рН до 6,0 в зкость снижаетс  сП. Микрогранулы пол умаютс  правильной сферической формы. способные длительно сохран ть витамин (аналогично примеру 1),

П р и м е р 4. Аналогичен примеру 3, за исключением того, что СОМ берут в количе

тве 2.6 кг. Поскольку в зкость гомогенизированной эмульсии не удаетс  снизить ниже 220 сП, распылительную сушку не произво т .

П р и м е р 5, Аналогичен примеру 1, за

исключением того, что в 10 л 12 %-ного раствора КНК в воде раствор ют 0,2 кг СОМ. рН и в зкость эмульсии после гомогенизации составл ют 6,5 и 130 сП, однако после распылительной сушки микрогранулы слишком мелкие (с размером менее 10 мкм), порошок не сыпучий, РЭМ снимки показывают, что оболочки микрогранул составл ют менее 1 мкм при размере частиц пор дка 10 мкм, а

сами микрогранулы в большинстве своем меюг см тую и морщинистую форму. После 5 мес цев хранени  содержание/ -каротина снижаетс  до 10%.

Пример 6. Аналогичен примеру 5, за

исключением того, что СОМ берут 0,3 кг. а содержание масл ной фазы уменьшают до 0.5 л. В зкость эмульсии приблизительно раржа в зкости эмульсии iis примера 5. Сами микрогранулы, хот  и мелкого размера (до 10 мкм), однако имеют сферическую форму и число дефектных (сморщенных и см тых) микрогранул незначительное. После 5 мес цев хранени  содержание витамина слижаетс  на 20%.

П(5имер7. Го .опгм ,: ве масл ные фазы,

из котормх одна  вл етс  рафинирпг аным подсолнечным маслом, в 0,5 л г.с1:урого дни ерг1/ руют 0,5 г витамина А (си) гкого опетата ретинола) и добавл ют 1,5 г

. О гпг)спбу .иг,лог11чному примеру 1, а Ai-ri- : , фаза (.одержит 0,5 г кр,ici,дл  1ческого вип-мина С при добавлении 1,5 г . 11 -ДВ, диспергированных в 0,5л г.афинированного кукурузного масла при

iacioTC пра1цени  диспергаюра 6000 обп/мин при 60°С в течение 10 мин, В 10л o L-Horo pacT iop КИК раствор ют 2 кг СОМ и рливают сначала первую масл ную фазу, а aieM после jlepeмeuJивaни  в течение 20

с частотой вращени  лопастной мешал Kii 50 п.)и 60 С вторую масл ную фаз/, .когор эмульгируют при аналогичных услови х. Дальнейи ие действи  аналогичны указанным в примере 1.

Полученные микрогранулы представл ют собой порошок белого цвета с размером частиц 20 мкм и имеют тонкопористую р,нутре1 нююструктуру стенок. Микро г ранулы содержат в масл ной фззе как; маслорастворимый , так и ьодорастворимый витамины. В отличие от микрогранул, полученных согласно извесгному способу и со- держа1цих ви1амин С в водной фазе, микрогранулы, полученные согласно предлагаемому нами способу, содержат витамин с в масл ной фазе, что защищает его от разрушающего воздействи  внешней среды. Примере. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что содержание масл ной фазы в эмульсии составл ет 15%. В з- кость эмульсии после гомогенизации равн етс  200 сП при рН -6,0 и микрогранулы по внешнему виду и хранимоспособно- сти витамина аналогичны микрогранулам, полученным согласно примеру 1.

П р и м е р 9, Аналогичен примеру 1, за исключением того, что содержание масл ной фазы в эмульсии составл ет 20%. В зкость эмульсии после гомогенизации при рН 6,0 составл ет 200 сП, однако микро- гранулы, хот  и аналогичны по внешнему виду микрогранулам, полученным по способу , указанному в примере 1, тер ют 30% биологически активного компонента после 5 мес цев хранени .

Примерю. Аналогичен примеру 1, за исключением того, чтио в масл ную фазу дополнительно ввод т и эмульгируют 10 мл 50%-ного водного раствора . Полученные микрогранулы по внешнему виду не отличаютс  от микрогранул примера 1, причем сохранность/ -каротина через 5 мес цев не хуже, чем в примере 1.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ получени  сухой питательной смеси, предусматривающий приготовление масл ной фазы путем диспергировани  мас 020JO

   Конценшра1 а  /%/

   9as.1

   5 ю

   15 20

   25

   0

   ло- и водорастворимых витаминов в растительном масле, эмульгирование полученной масл ной фазы в молочной смеси и распылительную сушку эмульсии, о т л и - тем, что, с целью повышени  биологической и питательной ценности продукта и увеличени  срока сохранности в нем биологически активных веществ, диспергирование масло- и водорастворимых витаминов в растительном масле осуществл ют совместно с пищевым адсорбентом в присутствии маслорастворимого эмульгатора, в качестве адсорбента используют лиофили- зированные фруктовые или овощные соки, диспергирование масло- и водорастворимых витаминов в масл ной фазе осуществл ют при концентрации маслорастворимого эмульгатора 0,1-0,3%, эмульгирование полученной масл ной фазы осуществл.чют при обьемной концентрации ее в молочной смеси 5-15%, а в качестве молочной смеси используют водный раствор с концентрацией 15-30% и.рН 6,0-6.5 смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока в соотношении 0,2-4,
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности использовани  несовместимых при контакте витаминов, масл ные фазы несовместимых витаминов готов т отдельно, а эмульгирование каждой из полученных масл ных фаз в молочной смеси провод т последовательно.

   О