Способ получения сухой питательной смеси

(5 ЕНИЯ ельство СССР9/00, 1965.ЕНИЯ СУХОЙ зом.На первой стадизу путем совместноологически активньсорбента в раститеное диспергированивость витаминов прпористая структурализированных сокодля маслорастворивращает контакт пос висимости ии КНК; на ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Всесоюзный заочный институт пищевойпромышленности и Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексного использования молочного сырья(54) СПОСОБ ПОЛУЧ ПИТАТЕЛЬНОЙ СМЕСИ(57) Изобретение относится к способам получения сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активныевещества (БАВ), и может быть использовано впищевой, фармацевтической, медицинской,комбикормовой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышениебиологической и питательной ценности проИзобретение относится к способам получения сыпучих продуктов в виде микрогранул, содержащих биологически активные вещества, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, медицинской, комбикормовой и других отраслях промышленностити.Цель изобретения - увеличение биологической и питательной ценности микрогранулированного сухого молочного продукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ.На фиг, 1 изображен график законцентрации СОМ от концентрац дукта и увеличение срока сохранности в нем биологически активных веществ. Для получения сухой питательной смеси предварительно готовят масляную фазу (МФ) путем совместного диспергирования витаминов и пищевого адсорбента, преимущественно лиофилизированного фруктового и/или овощного сока в растительном масле в присутствии маслорастворимого эмульгатора, После этого осуществляют эмульгирование полученной МФ в 15-30%-ном водном растворе смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного молока в соотношении 0,2:4. Затем проводят распылительную сушку эмульсии. При использовании несовместимых при контакте БАВ МФ готовят отдельно, а эмульгиро вание МФ в молочной смеси осуществляют последовательно. Таким образом, удается получить многоядерные микрогранулы высокой биологической и питательной ценносги с тонкодисперсной внутренней структурой, 1 з,п. ф-лы, 2 ил. фиг, 2 - график зависимости удельнои вкости от рН.Способ осуществляют следующим об и готовят масляную фаго диспергирования бих веществ и пищевого льном масле, Совместе увеличивает устойчии хранении, поскольку твердых частиц лиофив, являясь адсорбентом мых витаминов, предотледних с водной фазой.Использование В качестве стабилизаторов суспенэий лиофипизированных соков мдслорастворимых пищевых ПАВ (например, моноглицеридов) приводит к появлению тонкопористой структуры в полимерных оболочках микрогрднул, что также увеличивает сохранносгь ак;ивного компонента внутри микрогранулыоскольку уменьшается вероятность Выливдния наружу содержимого микрогрднулы при повреждении части оболочки в результате абразивного воздействия контактирующих микрогранул при их перемешивании и прессовании, Введение водорастворимых Витаминов В масляную фазу (вмесго водной, как это делается в прототипе) В виде тонкодисперсной суспензии или эмульсии Водных рдсгворо. тих Витаминов предохрдГ 3 яет активные ВевесГ- еа от контактз с Воздухол 1 и Влагой, чго уве личивает срок сохранности продукта.На второй стадии осуществляю 1 эмульГирование полученной масляной фазы В молочной смеси, В качестве молочной смеси используют водный раствор (с концентрацией сухого вещесгва - 15-35 О, смеси концентрата натурального казеина (КНК) и сухого обезжиренного молока (СОМ) в соотношениии 0,2 - 4,0, КНК предддрительно получают из раствора обезжиренного молока путем осаждения с помощью полисдхдридов, например, пектином или ндтриевой солью карбоксиметилцеллюлозы. рН пол ученной молочной смеси находится В праделах 6,5-7.0 В зависимости от соотношения КНК и СОМ в смеси,Использование в качестве пленкообрд зующего материала смеси СОМ и молочных концентратов, получ.нных в результате фдзсвого разделения рдс 1 ьора обезжиренно О молока полисдхариддми, позволяе варьировать содержа ие плнкообгдзующего белка в смеси и сделать оболочку л 1 икроранул менее проницдемой по оГношению к кислороду и влаге внешней среды Поскольку полисахариды образуют Водордстворимые комплексы с сывороточным; белками и частью каэеинов и таким образом казеиновая фракция обогащается белками, то использование КНК В смеси с СОМ позволяет увеличить при необходимости содержание белка в оболочке микрогрднул, что ведет не только к уменьшению проницаемости микрогранул для кислорода воздуха и влаги, но и увеличивает питательную ценность продукта. Например, учитывая, 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 изменяется содержание белка в оболочках микрогранул при изменении 10 15 20 25 30 35 0 4 с 50 55 содержания КНК и СОМ в молочной смеси в указанном отношении, т.е. 0,2-4,0, На фиг.1 лучи ОА и ОВ отвечают отношению концент раций х = Скнк/Ссом, равному соответственно 0,2 и 4,0, Прямые ОЕ и СН отвечают содержанию сухих веществ в молочной смеси, равному соответственно 30 и 15%, Прямая Рй отвечает содержанию белка в молочной смеси, равному 10 оь. Прямая К 1 отвечает приблизительно постоянной вязкости молочной смеси, равной 200 сП при 60"С и рН = 6. Область концентрация праВее и выше прямой К( на фазовой диаграмме отвечает неустойчивой работе распылительнои сушилки вследствие слишком высокой Вязкости эмульсии В момент распыл -ня (В этой области получаются дефектны микрогранулы неправильной углолгпой формы). Область левее и ниже К отвечдег сферическим микрогранулам при рН: 6, Если рН среды оставлять естественным, т,е 6,5-7,0, то в области правее и выше РВ также не получаются сферические микрОГрднулы, Гдк кдк при таком рН Вязкость молочной смеси превышает оптимальное значение, равное 200 сП Область левее и ниже 6 Н хотя и отвечает сферическим микрогрднулам, однако толщина стенок микрогранул сгдновится слишком малой, что пГ Оявляется в резком снижении срока сохранности Витаминов. (Приведенные области пГ концен грации молочных концентра-ОВ отВсчаюг 10 содержднио масляной фазы в растворе, При уменьшении содержания МВСГ ЯНО фазь тОЛсЦИНД СТЕНОК УВЕЛИЧИВае я, од .ко и; о ел-" ие процесса в таком ржиме не является оправданным, поскольку с икается содержание маслорастворимых витаминов л го-одом продукте) ".рол 1 ГОГО, В зблдсти слишкОм низких значений Г яэкости (Г,е, в ооласти левее и ниже ГН) микрогрднулы получаются слишком мелкие, что у удшдет их сыпучие свойства и делает невозможным таблетирование пород ка л 1 икрогранул, Область на фазовой дид ра ме ниже луча О (вблизи отрезка НГ., О л.ча;. 1, 1 отношению концентраций х = Скпк/Ссгм4, не оптимальна вследствие относительно низкой концентрации сухого вещества в молочнои смеси, по ведет к уменьшению толщины стенок микрогранул, д также вследствие удорожания продукта (учитывая, что стоимость КНК В 2 раза выше стоимости СОМ). Область левее луча ОК (вблизи отрезка ОК) отвечает низкому содержанию белка в молочной смеси. Таким образом, оптимальной областью на фдзовой диаграмме, отвечающей одноВременно о.гносительно высокому содержанию белка, сухого вещества, содержаниюмаслянои фазы, а также оптимальной сто- витаминов. Кроме того, для поддержанияимости продукта, является область фа всть фазовой заданного отношения жира к белку в готодиаграммы, заключенной в четырехугольни- вом продукте(наприме р, равного ), нео хоС для получения димо испольэовать молочные смеси смикрогранул с тем же содержанием белка и 5 повышенным содержанием КНК (т,е. увелисухих веществ в готовом продукте необхо- чивать содержание белка), что ведет к удодимоснижатьсодержаниемаслянойфазы в рожанию и о кта, Ипродукта, спользованиемолочной смеси, что снижает производи- меньшегочем 5 содержаниямаслянойфательность сушилки. зы, ведет к снижению отношения жир - бепри сохраненииВ случае необходимости приготовления 10 лок в готовом продукте, а исухой питательной смеси, содержащей не- последнего на заданном уровне - к снижесовместимые друг с другом витамины, или нию содержания сухих веществ в молочнойвитамины и другие компоненты, то их мас- смеси, т,е. к снижению производительностиляные фазы готовят отдельно. Например. сушилки,отдельно готовят масляную фазу, содер При использовании пищевых адсорбенжащую витамины, растворимые в масле тов целесообразно не превышать 20;-ногоА, Е, ф -каротин и другие), и масляную их содержания в масляной фазе, котороефазу, содержащую в диспергированном отвечает оптимальному вежиму их диспемер,С,Ви гие ивиде водорастворимые витамины (напри- гирования и не ведет к загущениюмер и другие) и соли металлов в виде 20 фазы. Оптимальное количество маслорастводных растворов, а эмульгирование раз- варимого ПАВ, которое вводится в масляличных масляных фаз в водном растворе ную фазу для стабилизации дисперсиисмеси молочных кон ент атовц, р и сухого пищевого адсорбента, а также для увеличепослобезжиренного молока проводятотдельно и ния эффективной концентрации слаборедовательно с целью исключения вза воримых в масастмасле маслорастворимихимного перемешивания масляных фаз, со- витаминов и нерастворимых в масле вододержащих масло- и водорастворимые растворимых витаминов(С, В и другие), отбиологически активные вещества и соли ме- вечает форт ормированию монослойноготаллов, При этом уцается полчить много- покрытия ПАВ на поверхности части искрогран лы, содержащие 30 персии в масле, что соответствует 0,1-0,3 ти частиц дисизолированные г отдру дру а различные концентрации маслорастворимых ПАВ вмасляные фазы (т е несовместимые друг с масле.другом;омпонены оказываются взаимно После проведения процесса аспылиизолированными в микроскопических поло- тельной сушки эмульсии масляной фазы встях внутри одной мик ог а,л ы . Тр р, у ,. аким об молочной смеси удается получить многоядериразом, удается вэрьироеэгь в широких ные микрогранулы, оболочка которых бределах состав микрогрнул (т.е. содержа- разована из сомеси сухого о езжиренногобние биологически активных ве еств),е цеств), молока и концентрата натурального казеПеред стадией сушки целесообразно ина, полученного путем обработки обезжиснизить рН полученной эмульсии (равной 40 ренного молока полисахаридами, в- , )д оотвечаегминимальнойвяз- многочисленных микроскопических яд ахкости эмульсии, Ре ку д, езкое увели ение вязко- которых содержатся различные масляныести при увеличении рН в интервале 6 - 8 фазы, являющиеся, в свою очередь, дисдля раство а КНК, а тр ра, а также для эмульсий, персиями (эмульсиями и суспензиями) истабилизированных КНК (фиг 2),(фиг 2), делает 45 растворами различных витаминов и солейоперацию снижения рН гем более целесо- металлов, предназначенными для длительо разной, чем выше относительное содер- ного хранения.жание КНК в молочной см и.смеси. Таким П р и м е р 1. В качестве масляной фазынн е кукурузноеобразом удаемся повысить содержание су- используют рафинированное к кхих веществ в молочной смеси, не увеличи масло, в 1 л которор го диспергируют 200 гвдя Вязкость эм льсии. чтУ то ведет к сухого лиофилизированного морковного соувеличению толщины стенок микрогранул и ка и 1 г /3 -каротина при добавлении 3 гпроизводительности с шилкиУ моноглицерида диацетилвинной кислотыЦелесообпазно проводить эмульгиро- (МГ-ДВ) при 40 С с помощью гомогенизатование масляной фазы при со ржании по ра в течение 15 мин при частоте вращенияследней в молочной смеси в интервале винта 5000 об/мин, В 10 л 17;-ного раство" , Выходза предель этого интервала в ра КНК растворяют 0,5 кг СОМ, вливаютсторону большего содержания масляной постепенно 60"Спри в течение 3 минлфазы ведет к с ишком тонким стенкам мик- масляной фазы при пос тоянном перемеширогранул, что сн:, ;,т х анм -.р. о.пособность вании с помощью лопастной мешалки с ча 7 1616576 810 20 25 30 35 40 4 Г 50 55 стотой вращения 150 об/мин, и продолжают перемешивание еще в течение 20 мин. Вязкость эмульсии составляет 130 сП, а рН - 6,6, После гомогенизации вязкость эмульсии возрастает до 250 сП. Снижая рН эмульсии до 6,0 путем добавления молочной кислоты,. добиваются снижения вязкости эмульсии до 190 сП, После пастеризации эмульсию подвергают распылительной сушке,Полученные микрогранулы являются порошком желтоватого цвета со средним размером частиц 20 мкм, Внутренняя структура частиц микрогранул, полученных согласно предлагаемому способу, характеризуется тонкопористым строением стенок, что способствует большей сохранности масляного раствора витамина при прессовании порошка в таблетки, Микрогранулы имеют тонкие стенки, характеризующиеся наличием дефектной структуры, что ведет к выливанию содержимого микрогранул при повреждении оболочек при прессо вании порошка.Измерение содержания 3-каротина, проведенное через 5 месяцев после закладки микрогранул на хранение, показывает, что его содержание с точностью до 10% совпадает с содержанием 3-каротина. измеренным в момент получения микрогранул. За это же время в микрогранулах, в которых концентрация,Г -каротина не превышает 0,4 г в масляном растворе объема 1 л до эмульирования, его практически не остается.П р и м е р 2. Состав масляной 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 растворют в 10 л 17% ноо рас. твора КНК. Эмульсия получается слишком густая; снижением рН удается снизить вэкость только до 250 сП и после распылени этой эмульсии микрогранулы полу аютс неправильной формы с дефектной стГук.урой,П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, за исключением того, что молочную смесь готовят растворением в 6%-ном растворе КНК в количестве 10 л 2,4 кт СОМ, Вязкость эмульсии после гомогенизации равняется220 сП и после снижения рН до 6,0 вязкость снижается до 200 сП. Микрогранулы получаются правильной сферической формы, способные длительно сохранть витамин (аналогично примеру 1),П р и м е р 4. Аналогичен примеру 3, зд исключением тоо, что СОМ берут в количе стве 2.6 кг, Поскольку вязкость гомогенизированной эмульсии не удается снизить ниже220 сП, распылительную сушку не производят,Г 1 р и м е р 5. Аналогичен примеру 1, заисключением того, что в 10 л 12%-ного раствора КНК в воде растворяют 0,2 кг СОМ, рН и вязкость эмульсии после гомогенизации составляют 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 составляют менее 1 мкм при размере частиц порядка 10 мкм, а сами микрогранулы в большинстве своем имеют смятую и морщинистую форму, После 5;лесцег хранени содержание,д -каротина снижается до 10%.П р и м е р 6. Аналогичен примеру 5, за исключением того, что СОМ берут 0,3 кг, а содержание масляной фазы уменьшают до 0 5 л. Вязкость эмульсии приблизительно равна вязкости эмульсии из примера 5, Сами микрогранулы, хотя и мелкого размера (до 10 мкм), однако имеют сферическую форму и число дефектных (сморщенных и смятых) микрогранул незначительное. После 5 месцев хранечия содерх ание витамина сижается на 20%П р и м е р 7. Г с Овт:,ве м;слные фазы, из котор;х однавлется ра 1 иниГ"таным подсолнечным маслом, в 0,5 л,п, рого д,с,еГгируют 0,5 г витамина А (сиге ического впетата ретинола) и Добавляют 1,5 г УГ ..и т тгсгбу, чплогичному примеруа д 1 . дв лнааза .одержит 0,5 г ц.,:алл еского виэ ина С при добавлс . 1,5 г 111-ДВ, диспергированных в 0,5 л пгфиированного кукурузноо масла при асото вращения дисперга";Орв 6000 обги н при 60 С в течение 10 мин, В 10 л 5",.-нти э растяп - КНК растворяют 2 кг СОМ иивают сна гала первую масляную фазу, а авм после перемешивани в течение 20 ми, с частотой вращения лопастной мешал к., 50 об/л ин при 60 С вторую масляную саз ттт - эмульгируют при аналогичных условях. Дальнейшие действия аналоичнь указанным в примере 1.Полученные микрогранулы представляют собой порошок белого цвета с размером частицмкм и имеот тонкопористук гну ре нюю структуру стенок,Микрогранулы:Одержат в масляной фазе как маслорастаоримый так и ьодорастворимый витамины. В отлич.е от микроранул, полученных согласно извесному способу и содержащихх ви амин С в водной 1 азе, микрогранулы, полу ашенные согласно предлагаемо у нами способу, содержат вита1616576 10 Л /Т нцентрация мин С в масляной фазе, что защищает его от разрушающего воздействия внешней среды.П р и м е р 8. Аналогичен примеру 1, эа исключением того, что содержание масляной фазы в эмульсии составляет 15 оь. В язкость эмульсии после гомогенизации равняется 200 сП при рН = 5,0 и микрогранулы по внешнему виду и хранимоспособности витамина аналогичны микрогранулам, полученным согласно примеру 1,П р и м е р 9, Аналогичен примеру 1, за исключением того, что содержание масляной фазы в эмульсии составляет 20-",ь. Вязкость эмульсии после гомогенизации при рН = 6,0 составляет 200 сП, однако микрогранулы, хотя и аналогичны по внешнему виду микрогранулам. полученным по способу, указанному в примере 1, теряют 30 сь биологически активного компонента после 5 месяцев хранения,П р и м е р 10, Аналогичен примеру 1, за исключением того, чтио в масляную фазу дополнительно вводят и эмульгируют 10 мл 50;ь-ного водного раствора ИазРО, Полученные микрогранулы по внешнему виду не отличаются от микрогранул примера 1, причем сохранность 3 -каротина через 5 месяцев не хуже, чем в примере 1,Формула изобретения 1, Способ получения сухой питательнойсмеси, предусматривающий приготовлениемасляной фазы путем диспергирования масло- и водорастворимых витаминов в растительном масле, эмульгирование полученной масляной фазы в молочной смеси ираспылительную сушку эмульсии, о т л и 5 ч а ю щ.и й с я тем, что, с целью повышениябиологической и питательной ценности продукта и увеличения срока сохранности в нембиологически активных веществ, диспергирование масло- и водорастворимых витами 10 нов в растительном масле осуществляютсовместно с пищевым адсорбентом в присутствии маслорастворимого эмульгатора, вкачестве адсорбента используют лиофилиэированные фруктовые или овощные соки,15 диспергирование масло- и водорастворимых витаминов в масляной фазе осуществляют при концентрации маслорастворимогоэмульгатора 0,1-0,3 О, эмульгирование полученной масляной фазы осуществляют при20 объемной концентрации ее в молочной смеси 5-15 О, а в качестве молочной смеси используют водный раствор с концентрацией15-3006 и рН 6,0-6,5 смеси концентрата натурального казеина и сухого обезжиренного25 молока в соотношении 0,2-4,2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения возможностииспользования несовместимых при контакте витаминов, масляные фазы несовме 30 стимых витаминов готовят отдельно, аэмульгирование каждой из полученныхмасляных фаз в молочной смеси проводятпоследовательно,1616576РйигСоставитель Л. Калининаедактор С, Лисина Техред М.Моргентгл Корректор М, Демчи Заказ 4077 Тираж 511 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10