SU1653699A1 - Способ получени молочно-белкового концентрата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к молочной промышленности , а именно к производству мо- лочно-белковых концентратов дл - м сопродуктов. Цель изобретени  - повышение качества и увеличение сроков хранени  молочно-белкового концентрата. Дл  получени  молочно-белкового концентрата в обезжиренное молоко внос т  блочный пектин, отдел ют белковую фракцию, устанавливают рН бепковой фракции 6,5-6,7, полученный конце  рэт пастеризуют при 85-95°С, охлаждают до 20-40°С, внос т поваренную соль в количестве 8,5-10,5 мас.%, тщательно перемешивают и охлаждают до 20-(-10)°С. Полученный белковый концентрат может быть использован при выработке м сопродуктов. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к молочной промышленности , а именно, к производству мо- лочно-белковых концентратов (МБК) дл  м сопродуктов,

Целью изобретени   вл етс  повышение качества и увеличение сроков хранени  молочно-бекового концентрата.

Способ осуществл ют следующим образом .

В обезжиренное молоко внос т  блочный пектин, отдел ют белковую фракцию, устанавливают рН белковой фракции 6,5- 6,7, пастеризуют полученный концентрат при 85-95°С. охлаждают до 20-40°С, внос т поваренную соль в количество 8,5- 10.5 мас.%, тщательно перемешивают и охлаждают до 20-(-10)0С. Получают белковую фракцию с содержанием белковых веществ 11-16 мас.%. титруемой кислотностью 29- 66°Т и рН 6.1-6,7. Контроль концентрации

белковых веществ осуществл ют по эмпирической формуле

Xi +2.41 -Х2 -22.56m

Y 19,95-2,67 Х2 {)

где Y - концентраци  белка в белковой фракции, мас.%:

Xi - титруема  кислотность белковой фракции. °Т,

Х2 - величина рН белковой фракции.

При этом количество рН - регулирующего компонента в пересчете на сухую гидроокись натри , необходимое дл  корректировки величины рН, рассчитывают по формуле

-6,65-2,33 X / Xi Ч-2.41 Х2-22.56 ч л Х3 19.95-2.67 -Х2 / J 25

(2)

19.95 -2.67 -Х2 где Y - количество сухой гидроокиси натри , г:

Xi - титруема  кислотность белковой фракции, °Т,

X - величина рН белковой фракции:

Ј

С

01

со о ю ю

Хз - масса белковой фракции, кг,

Хран т полученный МБК от 3 сут до 3 мес, в зависимости от температуры хранени  (2(Н-10)°С.

Одной из важнейших характеристик качества пищевых продуктов и сырь   вл етс  санитарно-гигиеническое состо ние и безвредность . В св зи с этим провод т оценку микробиологического состо ни  продукта, вырабатываемого по данному способу, в процессе получени  и при различных темпе- ратурных режимах хранени . Предлагаемые режимы обработки позвол ют гарантированно снизить общее количество бактерий в образцах до уровн  более низко го, чем разрешенный дл  аналогичных жид ких или пастообразных концентратов предназначенных на пищевые цели (5x10 клеток в 1 г продукта).

Этот показатель не превышает допустимые нормы при хранении опытных образцов в течение 3 сут при 20°С (3,2x10 клеток в 1 г продукта), в течение 1 мес при 5°С (4,1x10 клеток в 1 г продукта), в течение 3 мес при -10°С (3,4x10 клеток в 1 г продукта ). Следовательно, с точки зрени  санитарно-гигиенического состо ни  и безвредности концентрат, вырабатываемый по предлагаемому способу, удовлетвор ет требовани м к этой важной качественной характеристике,

Кроме того, получены данные о в зкости выработанного по предлагаему способу концентрата и исходной белковой фракции в процессе глубокого охлаждени , Данные представлены в табл.1.

Концентрат, вырабатываемый согласно данного способа, обладает текучестью при отрицательных температурах (до-10°С). Это  вл етс  дополнительным преимуществом по сравнению с известным способом. Вымораживание влаги приводит к необратимым изменени м белковых веществ и, как следствие этого, к ухудшению качества, выражающемус  в снижении растворимости и других функциональных свойств. Поскольку препарат, вырабатываемый по известному способу, содержит до 5% поваренной соли. температура его замораживани  выше, чем у предлагаемого. Это ограничивает возмож- ность снижени  температуры его хранени  с целью увеличени  сроков хранени .

Введение NaCI в количестве 8,5-10,5% повышает растворимость белковых веществ с 65-75% в исходном концентрате до 95%. При нагревании м сопродуктов денатурируют растворенные белки. Образуетс  затвердевший прос грансл ВРННЫЙ каркас, внутри которого фиксируютс  крупные частицы нерасширенною Гпк  Р.г.ли дол 

растворенных белков мала, то структура готового продукта рыхла . Следовательно, при производстве вареных колбас желательно увеличить долю растворимого белка,

что может быть достигнуто введением в фарш концентрата, вырабатываемого по предлагаемому способу. Одним из важных свойств, определ ющих качество белковых добавок,  вл етс  пищева  и биологическа 

0 ценность, В св зи с этим проведены всесторонние медико-биологические исследовани  белкового концентрата, полученного фракционированием молочного сырь  полисахаридами . Изучено вли ние концентра5 та на адаптацию к мышечной де тельности и нейроэндокринные механизмы тренированности . Результаты позвол ют считать, что включение в пищу концентрата оказы- ват положительное вли ние на адаптацию к

0 мышечным нагрузкам в процессе тренировочного цикла. Большой интерес представл ют медико-биологические исследовани  комбинированных м сопродуктов с предлагаемым концентратом. Возможно использо5 вание до 25-30% концентрата в колбасных издели х при полном сохранении пищевой и биологической ценности продукта.

В процессе получени  белковой фракции при помощи  блочного пектина величи0 на ее рН может по различным причинам варьировать в небольших пределах. Но даже незначительные ее изменени  могут вли ть на термостабильность, веро тно в результате изменени  структуры казеинат5 кальцийфосфатного комплекса. При величине рН меньше 6.5 белкова  фракци  коагулирует при нагревании до температур, не обеспечивающих надежную пастеризацию (до 80°С), необходимую дл  достаточно

0 длительного хранени  жидкого МБК. Введение в белковую фракцию поваренной соли в количестве 8,5-10,5% приводит к некоторому снижению величины рН ( 0,3 рН), что также снижает и уменьшает термостабиль5 ность белка. Поэтому необходимо проводить пастеризацию белковой фракции до внесени  поваренной соли, а величину рН перед пастеризацией корректировать до 6,5-6,7. Корректировка величины рН выше,

0 чем до 6.7, нецелесообразна, так как это приводит к заметному увеличению в зкости белковой фракции, затрудн   дальнейшую обработку, а кроме того, требует дополнительного расхода рН-регулирующих компо5 нентов. Поскольку величина рН белковой фракции после выделени  ее преимущественно выше 6,1 (при выделении белка дл  получени  казеината натри  эта величина составл ет 4,5), то расход рН-регулирующих компонентов минимален. Их количество

рассчитывают по эмпирической формуле (1), котора  получена в результате изучени  взаимосв зи концентрации белка в белко- вой фракции, величины ее рН и титруемой кислотности (определ емой как количество 0.1 N гидроокиси натри , необходимой дл  нейтрализации 100 г белковой фракции при использовании в качестве индикатора фенолфталеина ). Расход рН-регулирующего компонента в пересчете на сухую гидроокись натри  можно выразить через величину титруемой кислотности, котора  должна увеличиватьс  с повышением концентрации белка и снижением величины рН белковой фракции. Исследовани  проводили, использу  о качестве варьируемых факторов концентрацию белка в белковой фракции и величину ее рН, а в качестве функции отклика - титруемую кислотность.

При обработке результатов эксперимента получено уравнение регрессии, адекватно описывающее взаимосв зь исследованных показателей, Y 22,56 + 19,95 -Xi - 2.41 Ха - 2,67 -Xi -X2

(3)

где Y - титруема  кислотность белковой фракции, °Т,

Xi - концентраци  белка. %.

Х2 - величина рН.

Из данного уравнени  путем его преобразовани  получают выражение, позвол ющее рассчитывать концентрацию белка в белковой фракции, использу  измеренную титруемую кислотность и величину рН, что существенно ускор ет и упрощает процесс оценки качества фракционировани  и пригодности белковой фракции дл  получени  МБК.

Проведенными исследовани ми установлено , что концентраци  белка в белковой фракции, выделенной из молочного сырь  полисахаридами, варьируетс  в зависимости от условий и составл ет не менее 11%. Возможно повышение концентрации белка при помощи центробежного выделени , однако концентраци  белка выше 16% нецелесообразна дл  получени  МБК вследствие возрастани  в зкости белковой фракции , что затрудн ет ее дальнейшую переработку. При нарушении условий фракционировани  возможно уменьшение концентрации белка в белковой фракции, что может быть оперативно обнаружено при помощи анализов и расчета. Снижение концентрации белка ниже 11 % нецелесообразно , так как получаемый из белковой фракции МБК используют в качестве белковой функциональной добавки в фарш, а снижение концентрации белка при фракционировании  блочным пектином приводит к

повышению доли лактозы в белковой фракции , что нежелательно при производстве м сопродуктов.

С учетом, что желательна  величина рН

5 белковой фракции перед пастеризацией должна быть 6,5-6,7 (учитыва  допустимую погрешность при определении рН - лучше 6,6), из уравнени  регресии, св зывающего титруемую кислотность, концентрацию бел0 ка и величину рН. выведено уравнение, позвол ющее рассчитать количество сухой гидроокиси натри , необходимое дл  доведени  величины рН до 6,6. По уравнению (2) рассчитывают количество сухой гидроокиси

5 натри , а в случае использовани  других рН-регулирующих компонентов необходимо брать их эквивалентное количество. Данное уравнение позвол ет оперативно рассчитать количество рН-регулипующего

0 компонента, что обеспечивает необходимую дл  пастеризации при повышенных температурах (85-95°С) термостабильность, сохранение функциональных свойств в процессе пастеризации и повышение стабиль5 ности концентрата в процессе хранени .

После пастеризации белковой фракции дл  обеспечени  ее стабильности в процессе дальнейшего хранени  и получени  необ- ходимых свойств концентрата внос т

0 поваренную соль Внесение соли в предлагаемых количествах снижает величину рН белковой фракции, что при повышенных температурах может вызвать коагул цию белка. Поэтому внесение соли возможно по- 5 еле охлаждени  ниже 40°С. Вследствие того , что при охлаждении в зкость белковой фракции повышаетс  (что затрудн ет перемешивание и равномерное распределение соли) внесение соли осуществл ют после ох0 лаждени  до температуры не ниже 20°С

Введение в белковую фракцию более 8,5 мас.% поваренной соли приводит к снижению показател  активность воды в соленом концентрате ниже 0,91. По известной

5 классификации продукты, имеющие активность воды ниже 0,91, могут хранитьс  без охлаждени , независимо от величины рН в продукте, и относ тс  к стойким при длительном хранении. Использование меньше0 го количества соли не обеспечивает достаточного уровн  снижени  активности воды, а следовательно, стабильности концентрата в процессе хранени . Снизить рН дл  продлени  срока хранени  нецелесооб5 разно вследствие ухудшени  функциональных свойств.

В зкость  вл етс  одной из важных характеристик , котора  играет существенную роль при переработке жидких пищевых продуктов . Поэтому изучено вли ние поваренной соли на в зкость белковой фракции. Данные представлены в табл.2,

Как видно из полученных данных, в зкость концентрата, содержащего 10,5% поваренной соли, не превышает в зкости исходной белковой фракции. Дальнейшее увеличение концентрации соли приводит к превышению в зкости исходной фракции и может свидетельствовать о высаливани белка , что нежелательно. Из этого также следует вывод о необходимости равномерного распределени  поваренной соли в процессе ее внесени  в белковую фракцию, предотвращени  образовани  застойных зон в емкости , где происходит растворение, с целью исключени  локального повышени  концентрации соли, которое может вызвать высаливание белка. Использование поваренной соли дл  консервировани  белковой фракции в количестве 8,5-10,5% позвол ет получить МБК, имеющий жидкую консистенцию . В отличие от известного способа в зкость предлагаемого МБК по- звол ет использовать при его обработке и транспортировании трубопроводы, а также быстро и равномерно диспергировать при производстве м сопродуктов. Возможно также использование МБК в качестве посолочного ингредиента дл  шприцевани  окороков и других соленых м сопродуктов. Как видно из данных, приведенных в табл 2, в зкость белковой фракции, полученной при обработке молочного сырь   блочным пектином , максимальна при содержании 2,5% поваренной соли. Эта концентраци  близка к содержанию соли в м сопродуктах, поэтому можно сделать вывод о целесообразности использовани  МБК в качестве функциональной добавки в вареных колбасах , сосисках, сардельках, м сных хлебах и других м сопродуктах. Следовательно, введение в белковую фракцию 8,5-10,5% поваренной соли обеспечивает стабильность получаемого МБК в процессе хранени , позвол ет получить жидкий концентрат, использование которого целесообразно при производстве м сопродуктов. Увеличение количества поваренной соли повышает в зкость МБК, ухудшает его функциональные свойства и, кроме того, ограничивает возможность применени  добавки при производстве м сопродуктов вследствие вкусовых ограничений, Сохранность добавки при возрастании концентрации соли вы ше 10,5% увеличиваетс  незначительно.

Дол  прочно св занной влаги в концентрате при введении предлагаемого количества поваренной соли существенно увеличиваетс , о чем свидетельствует снижение активности воды, В результате существенно снижаетс  температура замерзани  концентрата. Это позвол ет хранить его при отрицательных температурах без вымораживани  влаги, а следовательно, без

ущерба дл  функциональных свойств МБК, полученного по предлагаемому способу. При этом срок его хранени  существенно увеличиваетс . Хранение концентрата без кристаллизации влаги возможно при -10°С,

0 что позвол ет увеличить срок хранени  до 3 мес. Однако и при положительных температурах МБК сроки хранени  достаточны, чтобы хранить, транспортировать и рационально использовать его. Так, при 20°С ка5 чественные показатели МБК остаютс  удовлетворительными не менее 3 сут, при 15°С не менее 5 сут, при 10°С не менее

10сут, при 5°С не менее 15 сут, при 0°С не менее 20 сут, при -5°С не менее 1 мес.

0Возможно использование охлажденного до-10°С жидкого концентрата дл  снижени  температуры фарша в процессе куттеровани  м сного сырь , что благопри тно с точки зрени  предотвращени  ло5 кального перегрева и денатурации белков в зоне резани  и позвол ет получить м сопродукты высокого качества.

Пример 1. Дл  получени  молочно- белкового концентрата пастеризованное

0 обезжиренное молоко в количестве 100 .кг перемешивают с раствором  блочного пектина 6,5%-ной концентрации в количестве

11кг и отдел ют белковую фракцию. Определ ют ее титруемую кислотность и величи5 ну рН (соответственно 38°Т и 6,30). Использу  эмпирическую зависимость, рассчитывают концентрацию белка в белковой фракции:

Xi +2,41 Хг -22.56

0

Y

19.95 -2,67 Х2 Расчетное значение концентрации бел- кэ в белковой фракции 9.8%. что свидетельствует о недостаточно качественном отделении белков после фракционировани 

5 полисахаридами и о возможной примеси полисахаридной фазы. Переработка полученной белковой фракции в молочно-белковый концентрат нецелесообразна вследствие пониженного содержани  в ней белка.

0 П р и м е р 2. Осуществл ют согласно примеру 1. Определ ют титруемую кислотность белковой фракции и величину рН (соответственно и 6,30). В результате расчета по формуле, котора  приведена в

5 примере 1, получают концентрацию 12.3%. Рассчитывают количество сухой гидроокиси натри , которую необходимо добавить дл  корректировки величины рН в белковой фракции, по формуле

-6.65 -2,33 x v / Xi +2.41 -X2-22,56 у , X3

19,95-2.67 -X2 ) J где Хз - масса белковой фракции (10 кг).

Получают расчетное количество сухой гидроокиси натри  4 г.

Данное количество щелочи раствор ют в небольшом количестве питьевой воды (достаточном дл  ее полного растворени ) и внос т при посто нном перемешивании в белковую фракцию. Пастеризацию 10 кг белковой фракции провод т путем нагрева до 90°С. При нагреве коагул ции белка не происходит, консистенци  фракции жидка . После охлаждени  до 30°С в нее внос т 1,05 кг поваренной соли и перемешивают до полного растворени . Концентрации соли в полученном МБК 9,5 мае. %. В зкость добавки не превышает в зкости исходной белковой фракции и позвол ет перекачивать ее и свидетельствует об отсутствии высаливани  белка. Полученный МБК хран т при 10°С в течение 15 сут. После окончани  хранени  он представл ет собой жидкую, однородную , белую массу без сгустков, постороннего запаха и других признаков порчи, микробиологические показатели не превышают норму, установленную дл  аналогичных концентратов, не подвергаемых длительному хранению. МБК используют при выработке модельных м сных систем и ввод т ее взамен м са в эквивалентных по белку количествах. Содержание в чги и поваренной соли в модельных м сных системах довод т до одинакового уровн . Термообработку провод т при режимах, прин тых дл  вареных колбасных изделий Установлено, что потери при тепловой обработке модельных м сных систем, содержащих 10% МБК, существенно не отличаютс  от потерь в контрольном образце (соответственно 8,4 и 9.6%). Степень пенетрации образцов также существенно не отличаетс , что свидетельствует о хороших функцио- нальных свойствах полученного по предлагаемому способу МБК.

Пример 3. Получают МБК по примеру 2. но перед использованием его при выработке модельных м сны систем концентрат охлаждают до -10°С. Кристаллизации влаги не происходит, консистенци  концентрата жидка , что благополучно дл  использовани  его при выработке м сопродуктов. Введение переохлажденного МБК в фарш при кутт ровании позвол ет понизить температуру куттеруемого сырь  и улучшить качество готовых изделий.

Пример 4. Получают МБК по примеру 2, но перед использованием его при выработке модельных м сных систем концентрат охлаждают до -20°С. Наблюдают кристаллизацию концентрата. что нежелательно вследствие ухудшени  функциональных свойств МБК.

Пример 5. Получают МБК по примеру 2, но хран т его при -10°С в течение 3 мес. После окончани  хранени  он представл ет собой жидкую, однородную белую массу без

0 сгустков и замерзших кристаллов, без по- слороннего запаха и других признаков порчи микробиологические показатели не прррышают норму, установленную дл  аналогичных концентратов, не подвергаемых

5 длительному хранению. МБК используют при выработке модельных м сных систем, как это описано в примере 2, и получают аналогичные результаты.

Примерб, Получают белковую фрак0 ци о, определ ют ее титруемую кислотность и величину рН, как описано в примере 1, но выделение производ т центрифугированием . Титруема  кислотность белковой фракции 70°Т, рН 6,1. В результате расчета по

5 формуле, котора  приведена в примере 1, получают 17% белка. Вследствие высокого содержани  белка полученна  белкова  фракци  представл ет в зкую массу, переработка которой по предлагаемому способу

0 затруднена.

Пример 7 Получают белковую фракцию , определ ю ее титруемую кислотность и величину рН, рассчитывают концентрацию Ьелка. как это описано в примере 1

5 (соответственно . 6.30 и 12.3%) Величину рН белковой фракции не регулируют. При пастеризации путем нагрева до 90°С происходит коагул ци  белка, полученный продукт не пригоден к дальнейшей перера0 ботке.

Пример 8. Получают белковую фракцию , определ ют ее титруемую кислотность и величину рН. рассчитывают концентрацию белка, как это описано в примере 1

5 (соответственно 46°Т, 6.30 и 12,3%). Внос т в белковую фракцию гидроокись натри , не провод  расчета необходимого ее количества . Получают величину рН белковой фракции 6,4. При пастеризации путем нагрева до

0 85°С вследствие частичной коагул ции происходит повышение в зкости, что ЗоТрудн - ет дальнейшую переработку.

Пример 9 Получают белковую фракцию , определ ют ее качественные показа5 тели, как описано в примеое 8. Получают аналогичные результату. Расчет количества гидроокиси натри  не производ т, но внос т ее в большем количестве, чем в примере 8. Измер ют величину рН (6,8). При этом происходит увеличение в зкости белковой

фракции, что затрудн ет дальнейшую ее переработку .

Пример 10. Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 3, однако поваренную соль в количестве 1,05 кг на 10 кг концентрата внос т в белковую фракцию, не охлажда  ее после пастеризации. Происходит коагул ци  белка . Дальнейша  переработка концентрата затруднена.

Пример 11. Получают пастеризованную белковую фракцию так. как описано в примере 2, охлажадают ее до 30°С и внос т 1,05 кг поваренной соли (количество белковой фракции 10 кг) при посто нном перемешивании . После полного растворени  концентраци  соли в МБК 9,5%. МБК хран т при 20°С 10 сут. Отмечено снижение величины рН МБК и по вление постороннего запаха. Микробиологические показатели неудовлетворительные, что свидетельствует о превышении допустимого срока хранени  при данной температуре.

Пример 12. Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 2, охлаждают ее до 30°С и внос т 0,8 кг поваренной соли (количество белковой фракции 10 кг), при посто нном перемешивании . После полного растворени  концентраци  соли в МБК 7.5%. Полученный МБК хран т при режимах, описанных в примере 2 (10°С, 15 сут). К концу хранени  отмечалось снижение величины рН и

0

5

0

5

0

по вление постороннего запаха, микробиологические показатели МБК неудовлетвори- тельные, что свидетельствует о недостаточной дл  консервировани  МБК концентрации соли.

Пример 13. Получают пастеризованную белковую фракцию так. как описано в примере 2, охлаждают ее до 30°С и внос т в 10 кг фракции 1,3 кг поваренной соли при посто нном перемешивании. После растворени  соли ее концентраци  11,5% к массе МБК. В зкость полученного МБК повышаетс  вследствие высаливани  белка, что затрудн ет дальнейшую его переработку

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  молочно-белкового концентрата с проведением процессов выделени  белка из молочного сырь , тепловой обработки, отделени  молочного белка, перемешивани  с поваренной солью, охлаждени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества и увеличени  сроков хранени  молочно-белкового концентрата , выделение белка из обезжиренного молока провод т  блочным пектином, после отделени  молочного белка устанавливают рН 6.5-6.7 с последующей тепловой обработкой при 85-95°С и охлаждением до 20-40°С, при этом поваренную соль внос т в количестве 8,5-10,5 мас.%, а охлаждение осуществл ют до 20...-10°С.

   Примечание, х- замораживание концентрата; - - измерени  не проводились.

   Таблица 1

   Таблица 2