[2]Изобретение относится к пищевой промышленности. Преимущественно может быть использовано при производстве кисломолочных продуктов, в частности при производстве творожных десертов и творожков для детского питания.
[4]Производство кисломолочных продуктов широко известно. В основном технология связана с обработкой молока (очистка, нормализация, пастеризация, охлаждение), заквашиванием, ферментацией и, в зависимости от категории, могут применяться мембранные процессы обработки, в частности ультрафильтрация.
[5]Известен способ приготовления такого кисломолочного продукта как творог (RU 2028059, C1), который включает нормализацию молока, его пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания, внесение закваски, сквашивание, разрезку сгустка, обезвоживание путем гравитационной фильтрации и охлаждение, причем обезвоживание сгустка проводят с наложением электроосмотического воздействия при напряженности электрического поля 112-220 В/м.
[6]Гравитационная фильтрация существенно увеличивает длительность процесса приготовления, а необходимость применения электроосмотического воздействия увеличивает расход электроэнергии и требует дополнительных затрат на обеспечение безопасности работ.
[7]Известен кисломолочный продукт и способ его производства (RU 2529954). Способ включает подготовку молока, его нормализацию до содержания жира в пределах 1,0-2,5%, пастеризацию нормализованной смеси при температуре 90-94°C с выдержкой в течение 30-300 с, дальнейшее охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание чистыми культурами молочнокислых микроорганизмов, сквашивание до образования сгустка, перемешивание сгустка в течение 10-20 мин до однородной консистенции, нагрев до температуры заквашивания, прессование методом ультрафильтрации в закрытом потоке при контроле pH, отделение пермеата и выделение продукта. Полученный продукт подвергают гомогенизации при давлении 8-15 МПа и температуре 40-60°C, охлаждению до температуры 12-15°C в закрытом потоке и фасовке.
[8]При прессовании сквашенного сгустка методом ультрафильтрации в закрытом потоке все химические элементы, в том числе нативные кальций и магний, равномерно распределяются между пермеатом и выделенным продуктом, что приводит к потере этих элементов и не дает возможности сконцентрировать эти элементы в готовом продукте. Выбранная в данном способе температура пастеризации не обеспечивает достаточное сохранение качества готового продукта в течение срока годности. Отсутствие термизации сквашенной смеси перед прессованием снижает производительность ультрафильтрационной мембранной установки. Использование гомогенизации удлиняет процесс производства и не обеспечивает возможность регулировать густоту и вязкость готового продукта. Сравнительно высокая температура фасовки не позволяет замедлить ферментационные процессы и остановить нарастание титруемой кислотности в готовом продукте, что существенно снижает срок хранения.
[10]Задачей настоящего изобретения является создание способа производства кисломолочного продукта с повышенным содержанием нативного кальция и магния, обладающего увеличенным сроком годности.
[11]При решении поставленной задачи достигаются следующие технические результаты:
[12]- Увеличение содержания нативного кальция Ca и магния Mg в готовом продукте по сравнением с исходным сырьем.
[13]- Увеличение срока годности готового кисломолочного продукта.
[14]- Повышение производительности способа.
[15]- Обеспечение возможности получения продукта с заданной величиной вязкости.
[16]Для решения поставленной задачи в способе получения кисломолочного продукта готовят молочную смесь путем ее последовательной нормализации по жиру и белку. Нормализованную молочную смесь гомогенизируют и пастеризуют. Затем, охлажденную после пастеризации молочную смесь подвергают ультрафильтрации. Полученный концентрат заквашивают мезофильными и/или термофильными молочными культурами. Ферментируют смесь и затем подвергают ее последовательно термизации и ультрафильтрации. Полученный после ультрафильтрации концентрат охлаждают и фасуют в потребительскую тару.
[17]Целесообразно пастеризацию молочной смеси проводить, выдерживая ее при температуре 93-102°C в течение 3-8 мин.
[18]В частном случае ультрафильтрацию молочной смеси проводят через, по крайней мере, один фильтр с размером пор от 50 до 500 кД и от 0,1 до 0,14 мкм при температуре 15-50°C.
[19]Целесообразно сквашивание концентрата молочной смеси проводить в течение 5-12 часов при температуре 28-32°С до достижения по крайней мере величины pH 4,6.
[20]В частном случае сквашенную молочную смесь термизируют при температуре 55±5°C.
[21]Целесообразно ультрафильтрацию сквашенной смеси проводить через по крайней мере один металлокерамический фильтр с размером пор 0.10-0.14 мкм при температуре 45-55°C при скорости движения сквашенной молочной смеси в канале фильтра 0.5-0.7 м/с.
[22]Целесообразно полученный кисломолочный продукт перед фасовкой перемешивать в течение 10-20 минут, а затем охлаждать с помощью по крайней мере одного пластинчатого охладителя до 6-14°C.
[23]Полученный вышеописанным способом кисломолочный продукт, в том числе творог, содержит нативного кальция не менее 1000 мг/кг.
[24]В частности, кисломолочный продукт, в том числе творог, содержит нативного кальция по крайней мере на 20% больше, чем в исходном сырье.
[25]Содержание магния в этом кисломолочном продукте может составлять 120-170 мг/кг.
[26]Полученный вышеописанным способом кисломолочный продукт, в частности творог, целесообразно применять для детского питания.
[27]Краткое описание чертежей
[28]На фиг. 1 приведена блок схема устройства для реализации способа получения кисломолочного продукта, в том числе творога.
[29]1 - емкость для хранения молока-сырья
[30]2 - насос для перекачки
[31]3 - секция нагревания
[32]4 – сепаратор-нормализатор
[34]6 - секция пастеризации
[36]8 - секция охлаждения
[37]9 - насос для перекачки
[38]10 - буферная емкость
[39]11 - ультрафильтрационная установка
[40]12 - емкость для ферментации
[41]13 - насос для перекачки
[42]14 - термизатор с выдерживателем
[43]15 - насос для перекачки
[44]16 - установка ультрафильтрации
[46]18 - буферная емкость
[47]19 - фасовочный автомат
[48]Осуществление изобретения
[49]Для подготовки молочной смеси молоко-сырье помещают в емкость (1), затем насосом для перекачки (2) перемещают его в секцию нагревания (3) и подают на сепаратор-нормализатор (4), например, марки Westfalia, далее подают на гомогенизатор (5), например, Tetra Alex, затем перекачивают на секцию пастеризации (6), например, Tetre Term Lacta и пастеризуют при температуре 93-102°C в выдерживателе (7) в течение 3-8 мин. Использование температуры пастеризации выше 93°C и выдержке от 3 до 8 мин позволяет получить готовый продукт с увеличенным сроком годности благодаря снижению ОМЧ, температура более 102°C и выдержка более 8 мин приводит к ухудшению органолептических свойств готового продукта и увеличению расхода энергоресурсов. После этого подготовленную молочную смесь охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 15-50°C. При температуре ниже 15°C производительность мембранной установки существенно снижается, а при температуре выше 50°C будет излишний расход энергоносителей, что увеличивает затраты на производство продукта. Охлажденную подготовленную молочную смесь перекачивают центробежным насосом (9), например, марки LHM через буферную емкость (10) и подают на ультрафильтрационную установку (11), например, марки Tetra Alcross, снабженную мембранами с размером пор от 50 до 500 кД и от 0,1 до 0,14 мкм. При использовании мембраны с размером пор менее 50 кД и менее 0,1 мкм будет существенно снижаться производительность мембранной установки, а с размером пор более 500 кД и более 0,14 мкм будет уменьшаться выход концентрата из-за излишнего отхода белка и жира в сыворотку для концентрирования молочной смеси до установленных экспериментально параметров: сухие вещества не менее 10%, белок не менее 4%. Концентрированную молочную смесь собирают в емкость для ферментации (12) и заквашивают закваской, состоящей из мезофильных и/или термофильных молочнокислых культур. Состав закваски выбирают в зависимости от региона производителей молока-сырья. Наиболее подходящие закваски содержат Lactococcus lactis или Streptococcus thermophiles или их смесь. Сквашивание ведут до величины pH≤4.6. Сквашенную молочнокислую смесь перемешивают в течение 10-20 мин. При меньшем времени закваска неравномерно распределяется в объеме смеси и увеличивается время сквашивания. Увеличение времени свыше 20 минут не дает существенного выигрыша. После завершения процесса сквашенную молочную смесь перекачивают объемным насосом (13) и нагревают на термизаторе (14) до 55±5°C с выдержкой 3-5 мин, термизация при температуре ниже 50°C и выдержке менее 3 мин приводит к уменьшению производительности мембранной установки и к потере качества готового продукта (недостаточная дегидратация белка), соответственно термизация при температуре выше 60°C с выдежкой более 5 мин приводит к ухудшению качества готового продукта (излишняя денатурация белков, появление пороков - мучнистость, песчанистость). Нагретую смесь перекачивают насосом (15) на установку ультрафильтрации (16), например, марки Tetra Alcross, снабженную мембранами с размером пор 0,1-0,14 мкм (если размер пор менее 0.1 мкм, то существенно уменьшается производительность мембранной установки, и если размер пор более 0,14 мкм, то уменьшается выход готового продукта из-за излишнего отхода белка и жира в сыворотку) для концентрирования, после чего кисломолочный продукт охлаждают, в частности, на пластинчатом охладителе (17) до 6-14°C, например, марки Tetra Plex и подают в буферную емкость (18), из которой его фасуют в потребительскую тару на автомате (19), например, марки GEA.
[50]Ниже приведены примеры осуществления изобретения:
[52]Для производства кисломолочного продукта берут 10000 кг молока-сырья жирностью 3.7% и содержанием белка 3.2%, содержащего 989 мг/кг кальция и 127 мг/кг магния, помещают в емкость (1), перекачивают насосом (2) в секцию нагревания (3), нагревают до 50°C и подают на сепаратор нормализатор (4). Нормализованную молочную смесь, содержащую жира 1.5%, а белка 3.2%, гомогенизируют на гомогенизаторе (5), а затем пастеризуют в секции пастеризации (6) при температуре 93°C с выдержкой 5 мин. Пастеризованную молочную смесь в количестве 9428,6 кг охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 15°C и перекачивают центробежным насосом для перекачки (9) через буферную емкость (10) на ультрафильтрационную установку (11) с мембраной, имеющей размер пор 80 кД. Полученный в результате ультрафильтрации концентрат в количестве 5657,2 кг, содержащий 2.5% жира, 5.2% белка и 13.1% сухих веществ (СВ), помещают в емкость для ферментации (12). Добавляют в него 0,55 кг закваски, состоящей из смеси мезофильных и термофильных молочнокислых культур (Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus) и сквашивают обычным образом до достижения в кисломолочной смеси величины pH 4.6. Затем перекачивают сквашенную смесь объемным насосом (13) в термизатор (14) и нагревают до 50°C и выдерживают в течение 3 мин. Нагретую смесь перекачивают насосом (15) на установку ультрафильтрации (16) и подвергают ультрафильтрации через мембрану с размером пор 0,1 мкм. Получают 2514.3 кг концентрата, содержащего 4.5% жира, 9.12% белка. Охлаждают полученный концентрат до 6°C на пластинчатом охладителе (17), подают в буферную емкость, из которой расфасовывают готовый кисломолочный продукт в потребительскую тару с показателями - 4.5% жира, 9.12% белка, вязкость 8000 сР, 15 мм/30 сек, 1366 мг/кг кальция и 153 мг/кг магния.
[54]Для производства кисломолочного продукта берут 8000 кг молока-сырья жирностью 3.6% и содержанием белка 3.1%, помещают в емкость (1), перекачивают насосом (2) в секцию нагревания (3), нагревают до 50°C и подают на сепаратор нормализатор (4). Нормализованную молочную смесь, содержащую жира 2.0%, а белка 3.1%, гомогенизируют на гомогенизаторе (5), а затем пастеризуют в секции пастеризации (6) при температуре 102°C с выдержкой 5 мин. Пастеризованную молочную смесь в количестве 7663.2 кг (сливки от сепарирования 336.8 кг) охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 15°C и перекачивают центробежным насосом для перекачки (9) через буферную емкость (10) на ультрафильтрационную установку (11) с мембраной, имеющей размер пор 80 кД. Полученный в результате ультрафильтрации концентрат в количестве 6130.6 кг, содержащий 2.5% жира, 3.8% белка и 11.73% сухих веществ (СВ), помещают в емкость для ферментации (12). Добавляют в него 0,61 кг закваски, состоящей из смеси мезофильных и термофильных молочнокислых культур (Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus) и сквашивают обычным образом до достижения в кисломолочной смеси величины pH 4.6. Затем перекачивают сквашенную смесь объемным насосом (13) в термизатор (14) и нагревают до 50°C и выдерживают в течение 3 мин. Нагретую смесь перекачивают насосом (15) на установку ультрафильтрации (16) и подвергают ультрафильтрации через мембрану с размером пор 0,1 мкм. Получают 3405.8 кг концентрата, содержащего 4.5% жира и 6.6% белка (3500 сР, 35 мм/30 сек). Охлаждают полученный концентрат до 6°C на пластинчатом охладителе (17), подают в буферную емкость, из которой расфасовывают готовый кисломолочный продукт в потребительскую тару.
[56]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15%, помещают в емкость (1), перекачивают насосом (2) в секцию нагревания (3), нагревают до 50°C и подают на сепаратор нормализатор (4). Нормализованную молочную смесь, содержащую жира 1.8%, а белка 3.15%, гомогенизируют на гомогенизаторе (5), а затем пастеризуют в секции пастеризации (6) при температуре 102°C с выдержкой 8 мин. Пастеризованную молочную смесь в количестве 8599.5 кг (сливки от сепарирования 400.5 кг) охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 15°C и перекачивают центробежным насосом для перекачки (9) через буферную емкость (10) на ультрафильтрационную установку (11) с мембраной, имеющей размер пор 80 кД. Полученный в результате ультрафильтрации концентрат в количестве 6191.6 кг, содержащий 2.5% жира, 4.3% белка и 12.2% сухих веществ (СВ), помещают в емкость для ферментации (12). Добавляют в него 0,61 кг закваски, состоящей из смеси мезофильных и термофильных молочнокислых культур (Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus) и сквашивают обычным образом до достижения в кисломолочной смеси величины pH 4.6. Затем перекачивают сквашенную смесь объемным насосом (13) в термизатор (14), нагревают до 50°C и выдерживают в течение 3 мин. Нагретую смесь перекачивают насосом (15) на установку ультрафильтрации (16) и подвергают ультрафильтрации через мембрану с размером пор 0,1 мкм. Получают 3095.8 кг концентрата, представляющего собой творог и содержащего 5% жира и 8.3% белка (5000 сР, 25 мм/30 сек). Охлаждают его до 6°C на пластинчатом охладителе (17), подают в буферную емкость, из которой расфасовывают готовый творог в потребительскую тару.
[58]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только пастеризуют нормализованную смесь при 93°C, и далее как в Примере 3.
[60]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее как в Примере 3 осуществляют способ, только пастеризованную молочную смесь охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 50°C и далее осуществляют способ как в Примере 3.
[62]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее как в Примере 3, только пастеризованную молочную смесь охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 35°C, и далее осуществляют способ как в Примере 3.
[64]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только охлажденную подготовленную молочную смесь подают на ультрафильтрационную установку (11), снабженную мембранами с размером пор от 50 кД, и далее осуществляют способ как в Примере 3.
[66]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только охлажденную подготовленную молочную смесь подают на ультрафильтрационную установку (11), снабженную мембранами с размером пор от 500 кД, и далее осуществляют способ, как в Примере 3.
[68]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15%) и далее осуществляют способ как в Примере 3, только сквашенную смесь объемным насосом (13) перекачивают в термизатор (14) и нагревают до 55°C, и далее как в Примере 3.
[70]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ, как в Примере 3 только сквашенную смесь объемным насосом (13) перекачивают в термизатор (14) и нагревают до 60°C и далее осуществляют способ, как в Примере 3.
[72]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только сквашенную смесь объемным насосом (13) перекачивают в термизатор (14), нагревают до 50°C и выдерживают в течение 5 мин, и далее как в Примере 3.
[74]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только сквашенную смесь объемным насосом (13) перекачивают в термизатор (14), нагревают до 50°C и выдерживают в течение 4 мин, и далее осуществляют способ как в Примере 3.
[76]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только подогретую смесь подают на установку ультрафильтрации (16), снабженную мембранами с размером пор 0,14 мкм, и далее осуществляют способ как в Примере 3.
[78]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только подогретую смесь подают на установку ультрафильтрации (16), снабженную мембранами с размером пор 0,12 мкм, и далее осуществляют способ, как в Примере 3.
[80]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только кисломолочный продукт охлаждают на пластинчатом охладителе (17) до 14°C.
[82]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.15% и далее осуществляют способ как в Примере 3, только кисломолочный продукт охлаждают на пластинчатом охладителе (17) до 10°C.
[84]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка и далее осуществляют способ как в Примере 3, только в полученный на ультрафильтрации концентрат добавляют 0.58 кг закваски, состоящей из мезофильной молочно-кислой культуры (Lactococcus lactis).
[86]Для производства кисломолочного продукта берут 9000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка и далее осуществляют способ как в Примере 3, только в полученный на ультрафильтрации концентрат добавляют 0.63 кг закваски, состоящей из термофильной молочно-кислой культуры (Streptococcus thermophiles).
[88]Для производства кисломолочного продукта, в частности простокваши, берут 20000 кг молока-сырья жирностью 3.5% и содержанием белка 3.1%, содержащего 1020 мг/кг кальция и 129 мг/кг магния, помещают в емкость (1), перекачивают насосом (2) в секцию нагревания (3), нагревают до 50°C и подают на сепаратор-нормализатор (4). Нормализованную молочную смесь, содержащую жира 2.5%, а белка 3.1%, гомогенизируют на гомогенизаторе (5), а затем пастеризуют в секции пастеризации (6) при температуре 94°C с выдержкой 5 мин. Пастеризованную молочную смесь в количестве 19466.7 кг охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 15°C и перекачивают центробежным насосом для перекачки (9) через буферную емкость (10) на ультрафильтрационную установку (11) с мембраной, имеющей размер пор 100 кД. Полученный в результате ультрафильтрации концентрат в количестве 15698.9 кг, содержащий 3.1% жира, 3.8% белка и 12.3% сухих веществ (СВ), помещают в емкость для ферментации (12). Добавляют в него 0.73 кг закваски, состоящей из смеси мезофильных и термофильных молочно-кислых культур (Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus) и сквашивают обычным образом до достижения в кисломолочной смеси величины pH 4.6. Затем перекачивают сквашенную смесь объемным насосом (13) в термизатор (14) и нагревают до 50°C и выдерживают в течение 3 мин. Нагретую смесь перекачивают насосом (15) на установку ультрафильтрации (16) и подвергают ультрафильтрации через мембрану с размером пор 0,1 мкм. Получают 12478.6 кг концентрата, содержащего 3.9% жира, 4.7% белка, 1220 мг/кг кальция и 143 мг/кг магния. Охлаждают полученный концентрат до 8°C на пластинчатом охладителе (17), подают в буферную емкость, из которой расфасовывают готовый продукт простоквашу в потребительскую тару с показателями - 3.9% жира, 4.7% белка, вязкость 2000 сР, 120 мм/30 сек, 1230 мг/кг кальция и 143 мг/кг магния.
[90]Для производства кисломолочного продукта, в частности сметаны, берут 15000 кг молока-сырья жирностью 3.8% и содержанием белка 3.15%, содержащего 920 мг/кг кальция и 112 мг/кг магния, помещают в емкость (1), перекачивают насосом (2) в секцию нагревания (3), нагревают до 50°C и подают на сепаратор нормализатор (4). Нормализованную молочную смесь, содержащую жира 3.7%, а белка 3.15%, гомогенизируют на гомогенизаторе (5), а затем пастеризуют в секции пастеризации (6) при температуре 96°C с выдержкой 5 мин. Пастеризованную молочную смесь в количестве 14958.7 кг, охлаждают в секции охлаждения (8) до температуры 15°C и перекачивают центробежным насосом для перекачки (9) через буферную емкость (10) на ультрафильтрационную установку (11) с мембраной, имеющей размер пор 90 кД. Полученный в результате ультрафильтрации концентрат в количестве 9224.5 кг, содержащий 6% жира, 4.9% белка и 16.3% сухих веществ (СВ), помещают в емкость для ферментации (12). Добавляют в него 0.5 кг закваски, состоящей из смеси мезофильных и термофильных молочнокислых культур (Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus) и сквашивают обычным образом до достижения в кисломолочной смеси величины pH 4.6. Затем перекачивают сквашенную смесь объемным насосом (13) в термизатор (14) и нагревают до 50°C и выдерживают в течение 3 мин. Нагретую смесь перекачивают насосом (15) на установку ультрафильтрации (16) и подвергают ультрафильтрации через мембрану с размером пор 0,09 мкм. Получают 5534.7 кг концентрата, содержащего 10% жира, 8% белка (10000 сР, 15 мм/30 сек), 1320 мг/кг кальция и 162 мг/кг магния. Охлаждают полученный концентрат до 10°C на пластинчатом охладителе (17), подают в буферную емкость, из которой расфасовывают готовый продукт сметану в потребительскую тару с показателями - 10% жира, 8% белка, вязкость 10000 сР, 15 мм/30 сек, 1320 мг/кг кальция и 162 мг/кг магния.
[91]
[92]Исследование продуктов на подтверждение сроков годности
[93]Продукт прошел исследование на предполагаемый срок годности 21 день (согласно рекомендациям МУК 4.2.1847-04 для подтверждения срока годности используется коэффициент резерва для скоропортящихся продуктов детского питания раннего возраста равный 2), соответственно программа исследований была рассчитана на 42 дня.
[94]Продукт прошел исследование на предполагаемый срок годности 21 день с подтверждением 17 дней с учетом коэффициента резерва 2 для питания детей раннего возраста.
[95]
[96]
