Способ обогащения молочной сыворотки лактулозой

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ЛАКТУЛОЗОЙ(71) Заявитель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(72) Авторы Шингарева Татьяна Ивановна Купцова Ольга Ивановна Ажанилок Андрей Анатольевич Автушенко Валентина Владимировна(73) Патентообладатель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(56)2101358 1, 1998.2123050 1, 1998. ХРАМЦОВ А.Г. и др. Материалынаучно-технической конференции по итогам работы профессорскопреподавательского состава СевКавГТУ за 2007 год. Том первый. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Ставрополь, СевКавГТУ,2008, ///// 2008///04./.737462, 1980.2218798 2, 2003.2201093 2, 2003.1499717, 1978.1324956 , 2001.2327358 1, 2008.2169775 1, 2001.2260286 2, 2005.2314701 2, 2008.2133778 1, 1999. ШИНГАРЕВА Т.И. и др. Весц Нацыянальнай акадэм навук Беларус. Серыя аграрных навук. - 2006. -5. С. 83-85.(57) Способ обогащения молочной сыворотки лактулозой, включающий внесение в молочную сыворотку катализатора изомеризации, выдержку и быстрое охлаждение сыворотки,отличающийся тем, что в качестве молочной сыворотки используют свежеполученную горячую термокислотную сыворотку с температурой не ниже 76 С, в качестве катализатора вносят безводную соль лимоннокислого натрия в количестве 0,5-1,0 от массы сыворотки, доводятдо значения 6,5-7,5 и выдерживают в течение 15 минут. Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для получения молочной сыворотки, обладающей пробиотическими свойствами за счет обогащения ее лактулозой. Известен способ обогащения молочной сыворотки лактулозой 1, включающий внесение в молочную сыворотку катализатора изомеризации, выдержку и быстрое охлажде 14308 1 2011.04.30 ние сыворотки, концентрированного раствора щелочи 2 в количестве 0,3-0,4 от массы сыворотки, обеспечивающем доведениесреды до 10,5-11,5, выдержку смеси при температуре 90-95 С, очистку раствора от катализатора и побочных продуктов путем нейтрализации и центрифугирования. Недостатком способа является то, что для проведения процесса изомеризации лактозы в лактулозу необходимо проводить нагрев сыворотки до высокой температуры 90-95 С, что влечет за собой дополнительные энергозатраты. Проведение изомеризации в сильнощелочной среде при 10,5-11,5 вызывает протекание побочных реакций гидролиза лактулозы до галактозы и фруктозы. При этом фруктоза вследствие высокой реагентоспособности подвергается дальнейшему окислению вплоть до изосахариновых кислот, которые, в свою очередь, способствуют автокаталитическому распаду лактулозы. Вместе с тем протекает побочная реакция взаимодействия углеводов с аминосоединениями (реакция Майяра), что сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, в результате чего накапливаются темноокрашенные меланоидины. Протекание данных реакций, а также применение небезопасного в пищевом отношении катализатора - щелочи обусловливает невозможность использования молочной сыворотки после изомеризации без последующей дополнительной обработки - нейтрализации и центрифугирования. Задача изобретения - снижение энергоемкости, снижение материальных затрат и трудоемкости процесса, а также получение продукции, безопасной для потребителя. Технический результат достигается тем, что в качестве молочной сыворотки используют свежеполученную горячую термокислотную сыворотку с температурой не ниже 76 С, в качестве катализатора вносят безводную соль лимоннокислого натрия в количестве 0,5-1,0 от массы сыворотки, доводятдо значения 6,5-7,5 и выдерживают в течение 15 минут. Поскольку при термокислотном способе осаждения белков вместе с казеином в сгусток вовлекаются и сывороточные белки, дальнейшая переработка термокислотной сыворотки исключает необходимость очистки ее от казеиновой пыли, тогда как при производстве творога и сычужного сыра, где образуется соответственно творожная и подсырная сыворотка, в сгусток переходит только казеин, а сывороточные белки остаются в сыворотке, что требует последующего их удаления. Таким образом, свежеполученная горячая термокислотная сыворотка с температурой не ниже 76 С поступает на дальнейшую переработку, минуя при этом стадию очистки, охлаждения и промежуточного резервирования, за счет чего происходит экономия тепла, а также снижение материальных затрат и трудоемкости процесса. Проведение процесса изомеризации лактозы в лактулозу с использованием в качестве катализатора лимоннокислого натрия в количестве 0,5-1,0 от массы сыворотки, по сравнению с применением для данных целей щелочей, обеспечивает проведение процесса в более мягких условиях в нейтральной либо слабощелочной среде при 6,5-7,5. Способ исключает нейтрализацию и очистку раствора от реагента и побочных продуктов реакции изомеризации, так как активная кислотность сыворотки после изомеризации составляет 6,4-7,4 ед. , то есть близка к нейтральной, а в качестве катализатора применяется безопасный в пищевом отношении лимоннокислый натрий, который широко используется в молочной промышленности при производстве казецитов, копрецепитатов,плавленых сыров, продуктов детского питания и т.д. При этом проведение процесса изомеризации при 6,5-7,5 приводит к образованию нетоксичных побочных продуктов изомеризации, не требующих удаления. Способ обогащения молочной сыворотки лактулозой осуществляют следующим образом. Свежеполученную горячую термокислотную сыворотку с температурой не ниже 76 С подают в емкость, куда вносят безводную соль лимоннокислого натрия в количестве 0,5-1,0 от массы сыворотки, доводятсреды до 6,5-7,5 и выдерживают в течение 15 мин, после чего сыворотку быстро охлаждают. 2 14308 1 2011.04.30 Пример 1. Свежеполученную горячую термокислотную сыворотку с температурой не ниже 76 С массой 1000 кг подают в емкость и вносят 5 кг безводной соли лимоннокислого натрия(0,5 от массы сыворотки), доводят при перемешиваниидо 6,5, выдерживают 15 мин и быстро охлаждают до температуры 20 С. Полученный продукт имеет следующие показатели прозрачный, желто-зеленого цвета со сладким привкусом, активная кислотность 6,4 ед. , массовая доля лактулозы 1,65(степень изомеризации лактозы в лактулозу 4,4 ), массовая доля лактозы 7,53 . Пример 2. Свежеполученную горячую термокислотную сыворотку с температурой не ниже 76 С массой 1000 кг подают в емкость и вносят 7,5 кг безводной соли лимоннокислого натрия(0,75 от массы сыворотки), доводят при перемешиваниидо 7,0, выдерживают 15 мин и быстро охлаждают до температуры 20 С. Полученный продукт имеет следующие показатели прозрачный, желто-зеленого цвета со сладким привкусом, активная кислотность 6,85 ед. , массовая доля лактулозы 1,7(степень изомеризации лактозы в лактулозу 4,48 ), массовая доля лактозы 7,44 . Пример 3. Свежеполученную горячую термокислотную сыворотку с температурой не ниже 76 С массой 1000 кг подают в емкость и вносят 10 кг безводной соли лимоннокислого натрия(1 от массы сыворотки), доводят при перемешиваниидо 7,5, выдерживают 15 мин и быстро охлаждают до температуры 20 С. Полученный продукт имеет следующие показатели прозрачный, желто-зеленого цвета со сладким привкусом, активная кислотность 7,4 ед. , массовая доля лактулозы 1,78(степень изомеризации лактозы в лактулозу 4,53 ), массовая доля лактозы 7,32 . Показатели способа получения молочной сыворотки, обогащенной лактулозой, представлены в таблице. При внесении катализатора безводной соли лимоннокислого натрия в количестве менее 0,5 от массы сырья реакция изомеризации лактозы в лактулозу не протекает, а свыше 1,0 не происходит значительного повышения степени изомеризации лактозы в лактулозу, а также ухудшаются органолептические показатели продукта за счет появления привкуса горечи. Снижение температуры термокислотной сыворотки ниже 76 С при проведении реакции изомеризации лактозы в лактулозу (выдержка в течение 15 мин) приводит либо к постепенному снижению скорости данного процесса, либо к полному прекращению его протекания. Показатели способа получения молочной сыворотки, обогащенной лактулозой Предлагаемый способ Наименование Прототип показателя Пример 1 Пример 2 Пример 3 Очистка и подогрев молочной сыворотки присутствует отсутствует отсутствует отсутствует перед переработкой Катализатор изомеригидроксид лимоннокислый лимоннокислый лимоннокислый зации кальция натрий натрий натрий Доза внесения катализатора,от массы 0,9 0,5 1,0 1,5 сыворотки Активная кислотность сыворотки после вне 10,5-11,5 6,5 7,0 7,5 сения катализатора,ед. рН 3 14308 1 2011.04.30 Наименование Прототип показателя Степень изомеризации 14,60 лактозы в лактулозу,Органолептические темнопоказатели молочной коричневый сыворотки после изоцвет с наличимеризации ем осадка в ви- внешний вид и конде хлопьев систенция определение вкуса невозможно в силу использования- вкус небезопасного в пищевом отношении реагента едкий, непри- запах. ятный Продолжение таблицы Предлагаемый способ Пример 1 Пример 2 Пример 3 4,40 желтожелто-зеленый желто-зеленый зеленый цвет,цвет, прозрач- цвет, прозрачпрозрачный,ный, без осадка ный, без осадка без осадка Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4