Способ получения молочно-белкового концентрата

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1653 б 99 А 23 3 1/20 И ИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОР вательский ования мослед поль о, В,В. КимА. Текее ЛОЧНО Й во щего ись венатрия,г; елковой ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯБЕЛКОВОГО КОНЦЕНТРАТА Изобретение относится к молочной промышленности. а именно. к производству молочно-белковых концентратов (МБК) для мясопродуктов,Целью изобретения является повышение качества и увеличение сроков хранения молочно-бекового концентрата.Способ осуществляют следующим образом.В обезжиренное молоко вносят яблочный пектин, отделяют белковую фракцию. устанавливают рН белковой фракции 6,5- 6,7, пастериэуют полученный концентрат при 85-950 С, охлаждают до 20-40 С, вносят поваренную соль в количество 8,5- 10,5 мас., тщательно перемешивают и охлаждают до 20-(-10) С, Получают белковую фракцию с содержанием белковых веществ 11-16 мас титруемой кислотностью 29- 66 фТ и рН 6,1-6,7, Контроль концентрации(57) Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к производству молочно-белковых концентратов для мясопродуктов. Цель изобретения - повышение качества и увеличение сроков хранения молочно-белкового концентрата. Для получения молочно-белкового концентрата в обезжиренное молоко вносят яблочный пектин, отделяют белковую фракцию, уста-навливают рН белковой фракции 6,5-6,7, полученный концентрат пастеризуют при85 - 95 С, охлаждают до 20 - 40 С, вносят 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 мясопродуктов. 2 табл б елковых веществ осуществляют по змрической формулеХ 1+ 2,41Хг - 22,5619,95 - 2,67 Хггде т - концентрация белка в белкофракции, мас. /Х 1 - титруемая кислотность белкофракции, 0 Т,Хг - величина рН белковой фракцииПри этом количество рН- регулируюкомпонента в пересчете на сухую гидроокнатрия, необходимое для корректировкиличины рН, рассчитывают по формулеУ= ( Х 1 - 6,65 - 2,3 ХХ 1+241 Хг - 22,56) )з19,95 - 2,67Хг ) 25где т - количество. сухой гидроокисиХ - титруемая кислотность бфракции, фТ,Хг - величина рН белковой фракции30 Хз - масса белковой фракции, кг.Хранят полученный МБК от 3 сут до3 мес, в зависимости от температуры хранения (20+10) С,Одной из важнейших характеристик качества пищевых продуктов и сырья являетсясанитарно-гигиеническое состояние и безвредность, В связи с этим проводят оценкумикробиологического состояния продукта,вырабатываемого по данному способу, впроцессе получения и при различных температурных режимах хранения. Предлагаемые режимы обработки позволяю ггарантированно снизить общее количествабактерий в образцах до уровня более низкого, чем разрешенный для аналогичных жидких или пастообразных концентратовпредназначенных на пищевые цели (5 х 10клеток в 1 г продукта).Этот показатель не превышает допустимые нормы при хранении опытных образцов втечение 3 сут при 20 С(3,2 х 10 клетокв 1 г продукта), в течение 1 мес при 5 С(4,1 х 10 клеток в 1 г продукта), в течение3 мес при -10 С (3,4 х 10 клеток в 1 г продукта). Следовательно, с точки зрения санитарно-гигиенического состояния ибезвредности концентрат, вырабатываемый по предлагаемому способу, удовлетворяет требованиям к этой важнойкачественной характеристике.Кроме того, получены данные о вязкости выработанного по предлагаему способуконцентрата и исходной белковой фракциив процессе глубокого охлаждения. Данныепредставлены в табл,1,Концентрат, вырабатываемый согласноданного способа, обладает текучестью приотрицательных температурах (до -10 С), Этоявляется дополнительным преимуществомпо сравнению с известным способом. Вымораживание влаги приводит к необратимым изменениям белковых веществ и, какследствие этого, к ухудшению качества, выражающемуся в снижении растворимости идругих функциональных свойств. Посколькупрепарат, вырабатываемый по известномуспособу, содержит до 5 поваренной соли,температура его замораживания выше, чему предлагаемого. Это ограничивает возможность снижения температуры его храненияс целью увеличения сроков хранения.Введение НаС в количестве 8,5-10,5;4повышает растворимость белковых веществс 65 - 75% в исходном концентрате до 95 ф,.При нагревании мясопродуктов денатурируют растворенные белки. Образуется затвердевший пространственный каркас,внутри которого фиксируются крупные частицы нерастворенного бела, Если доля растворенных белков мала, то структура готового продукта рыхлая. Следовательно,при производстве вареных колбас желательно увеличить долю растворимого белка, что может быть достигнуто введением в фарш концентрата, вырабатываемогопо предлагаемому способу, Одним из важных свойств, определяющих качество белковых добавок, является пищевая и биологическая ценность, В связи с этим проведены всесторон ние медико-биологические исследования белкового концентрата, полученного фракционированием молочного сырья полисахаридами. Изучено влияние концентрата на адаптацию к мышечной деятельности и нейроэндокринные механизмы тренированности, Результаты позволяют считать, что включение в пищу концентрата оказыват положительное влияние на адаптацию к мышечным нагрузкам в процессе тренировочного цикла. Большой интерес представляют медико-биологические исследования комбинированных мясопродуктов с предлагаемым концентратом, Возможно использование до 25 - 30 концентрата в колбасных изделиях при полном сохранении пищевой и биологической ценности продукта. В процессе получения белковой фракции при помощи яблочного пектина величина ее рН может по различным причинам варьировать в небольших пределах. Но даже незначительные ее изменения могут влиять на термостабильность, вероятно в результате изменения структуры казеинаткальцийфосфатного комплекса. При величине рН меньше 6,5 белковая фракция коагулирует при нагревании до температур, не обеспечивающих надежную пастеризацию (до 80 С), необходимую для достаточно длительного хранения 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 термостабильность белка. Поэтому необходимо проводить пастеризацию белковой фракции до внесения поваренной соли, а величину рН перед пастеризацией корректировать до 6,5-6,7, Корректировка величины рН выше, чем до 6,7, нецелесообразна. так как это приводит к заметному увеличению вязкости белковой фракции, затрудняя дальнейшую обработку, а кроме того, требует допо.нительного расхода рН-регулирующих компонентов, Поскольку величина рН белковой фракции после выделения ее преимущественно выше 6,1 (при выделении белка для получения казеината натрия зта величина составляет 4,5), то расход рН-регулирующих компонентов минимален, Их количество10 30 белковой фракции. используя измереннуютитруемую кислотность и величину рН, чтосущественно ускоряет и упрощает процесс 35 40 белка при помощи центробежного выделения, однако концентрация белка выше 16 50 55 рассчитывают по эмпирической формуле(1), которая получена в результате изучения взаимосвязи концентрации белка в белко-" вой фракции, величины ее рН и титруемой кислотности (определяемой как количество 0,1 М гидроокиси натрия, необходимой для нейтрализации 100 г белковой фракции при использовании в качестве индикатора фенолфталеина). Расход рН-регулирубщего компонента в пересчете на сухую гидроокись натрия можно выразить через величину титруемой кислотности, Которая должна увеличиваться с повышением концентрации белка и снижением величины рН белковой фракции, Исследования проводили, используя в 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 взаимосвязь исследованных показателей.У=22,56+19,95 Х 1 - 2,41 Х 2 - 2,67 Х 1 Х 2,(3) где У - титруемая кислотность белковой фракции, Т,Х 1 - концентрация белка, ,Х 2 - величина рН,Из данного уравнения путем его преобразования получают выражение, позволяю-. щее рассчитывать концентрацию белка в оценки качества фракционирования и пригодности белковой фракции для получения МБК,Проведенными исследованиями установлено, что концентрация белка в белковой фракции, выделенной иэ молочного сырья полисахаридами, варьируется в зависимости от условий и составляет не менее 11 оь, Возможно повышение концентрации нецелесообразнадля получения МБК вследствие возрастания вязкости белковой фракции, что затрудняет ее дальнейшую переработку. При нарушении условий фракционирования 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 яблочным пектином приводит к 15 20 25 повышению доли лактоэы в белковой Фракции, что нежелательно при производстве мясопродуктов.С учетом, что желательная величина рН белковой фракции перед пастеризацией должна быть 6,5-6,7 (учитывая допустимую погрешность при определении рН - лучше 6,6), из уравнения регресии, связывающего титруемую кислотность, концентрацию белка и величину рН, выведено уравнение, позволяющее рассчитать количество сухой гидроокиси натрия, необходимое для доведения величины рН до 6,6. По уравнению (2) рассчитывают количество сухой гидроокиси натрия, а в случае использования других рН-регулирующих компонентов . необходимо брать их эквивалентное количество. Данное уравнение позволяет оперативно рассчитать количество рН-регулирующего компонента, что обеспечивает необходимую для пастеризации при повышенных температурах (85 - 95 С) термостэбильность, сохранение Функциональных свойств в процессе пастеризации и повышение стабильности концентрата в процессе хранения.После пастеризации белковой фракции для обеспечения ее стабильности в процессе дальнейшего хранения и получения необходимых свойств концентрата вносят поваренную соль. Внесение соли в предлагаемых количествах снижает величину рН белковой фракции, что при повышенных температурах может вызвать коагуляцию белка. Поэтому внесение соли возможно после охлаждения ниже 40 С. Вследствие того, что при охлаждении вязкость белковой фракции повышается (что затрудняет перемешивание и равномерное распределение соли) внесение соли осуществляют после охлаждения до температуры не ниже 20 С,Введение в белковую фракцию более 8,5 мас. О поваренной соли приводит к сни-жению показателя "активность воды" в соленом концентрате ниже 0.91. По известной классификации продукты, имеющие активность воды ниже 0,91, могут храниться без охлаждения, независимо от величины рН в продукте, и относятся к стойким при длительном хранении. Использование меньшего количества соли не обеспечивает достаточного уровня снижения активности воды, а следовательно, стабильности концентрата в процессе хранения. Снизить рН для продления срока хранения нецелесообразно вследствие ухудшения функциональных свойств.Вязкость является одной иэ важных характеристик, которая играет существенную роль при переработке жидких пищевых продуктов. Поэтому изучено лне повэрен 1653699ной соли на вязкость белковой фракции. Данные представлены в табл.2,Кэк видно из полученных данных, вязкость концентрата, содержащего 10,5% поваренной соли, не превышает вязкости исходной белковой фракции. Дальнейшее увеличение концентрации соли приводит к превышению вязкости исходной фракции и может свидетельствовать о высаливани белка, что нежелательно. Из этого также следует вывод о необходимости равномерного распределения поваренной соли в процессе еевнесения в белковую фракцию, предотвращения образования застойных зон в емкости, где происходит растворение, с целью исключения локального повышения концентрации соли, которое может вызвать высаливание белка. Использование поваренной соли для консервирования белковой фракции в количестве 8,5-10,5% позволяет получить.МБК, имеющий жидкую консистенцию, В отличие от известного способа вязкость предлагаемого МБК по зволяет использовать при его обработке и транспортировании трубопроводы, а также быстро и равномерно диспергировать при производстве мясопродуктов, Возможно также использование МБК в качестве посолочного ингредиента для шприцевания окороков и других соленых мясопродуктов. Как видно изданных, приведенных в табл.2, вязкость белковой фракции, полученной при обработке молочного сырья яблочным пектином, максимальна при содержании 2,5% поваренной соли. Эта концентрация близка к содержаниЮ соли в мясопродуктах, поэтому можно сделать вывод о целесообразности использования МБК в качестве функциональной добавки в вареных колбасах, сосисках, сардельках, мясных хлебах и других мясопродуктах, Следовательно, введение в белковую фракцию 8,5 - 10,5% поваренной соли обеспечивает стабильность получаемого МБК в процессе хранения, позволяет получить жидкий концентрат, использование которого целесообразно при производстве мясопродуктов. Увеличение количества поваренной соли повышает вязкость МБК, ухудшает его функциональные свойства и, кроме того, ограничивает возможность применения добавки при производстве мясопродуктов вследствие вкусовых ограничений. Сохранность добавки при возрастании концентрации соли выше 10,5% увеличивается незначительно.Доля прочно связанной влаги в концентрате при введении предлагаемого количества поваренной соли существенно увеличивается, о чем свидетельствует снижение активности воды. В результате су 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щественно снижается температура замерзания концентрата. Это позволяет хранить его при отрицательных температурах без вымораживания влаги, а следовательно. без ущерба для функциональных свойств МБК, полученного по предлагаемому способу. При этом срок его хранения существенно увеличивается. Хранение концентрата без кристаллизации влаги возможно при -10 С, что позволяет увеличить срок хранения до 3 мес, Однако и при положительных температурах МБК сроки хранения достаточны, чтобы хранить, транспортировать и рационально использовать его. Так, при 20 С качественные показатели МБК остаются удовлетворительными не менее 3 сут, при 15 ОС не менее 5 сут, при 10 С не менее 10 сут, при 5 С не менее 15 сут, при 0 С не менее 20 сут. при -5 С не менее 1 мес.Возможно использование, охлажденного до -10 С жидкого концентрата для снижения температуры фарша в процессе куттерования мясного сырья, что благоприятно с точки зрения предотвращения локального перегрева и денатурации белков в зоне резания и позволяет получить мясопродукты высокого качества.П р и м е р 1. Для получения молочнобелковоо концентрата пастеризованное обезжиренное молоко в количестве 100,кг перемешивают с раствором яблочного пектина 6,5%-ной концентрации в количестве 11 кг и отделяют белковую фракцию. Определяют ее титруемую кислотность и величи-. ну рН (соответственно 38 Т и 6,30). Используя эмпирическую зависимость, рассчитывают концентрацию белка в белковой фракции:Х + 2,41 Х 2 - 22,5619,95 - 2.67 Х 2Расчетное значение концентрации белка в белковой фоакции 9,8%, что свидетельствует о недостаточно качественном отделении белков после фракционирования полисахаридами и о возможной примеси полисахаридной фазы. Переработка полученной белковой фракции в молочко-белковый концентрат нецелесообразна вследствие пониженного содержания в ней белка,П р и м е р 2. Осуществляют согласно примеру 1. Определяют титруемую кислотность белковой фракции и величину рН (соответственно 46 Т и 6,30). В результате расчета по Формуле, которая приведена в примере 1, получают концентрацию 12.3%. Рассчитывают количество сухой гидроокиси натрия, которую необходимо добавить для корректировки величины рН в белковой фракции, по формуле25 30 мах доводят до одинакового уровня. 35 40 45 50 У=(Х 1 - 6,65 - 2,33 х, Х 1 +2.41 Х 2 - 22,56Хз19,95 - 2;67 Х 2 1 25где Хз - масса белковой фракции (10 кг).Получают расчетное количество сухой гидроокиси натрия 4 г.Данное количество щелочи растворяют в небольшом количестве питьевой воды (достаточном для ее полного растворения) и вносят при постоянном перемешивании в белковую фракцию. Пастеризацию 10 кг белковой фракции проводят путем нагрева до 90 С, При нагреве коагуляции белка не происходит, консисгенция фракции жидкая, После охлаждения до 30 С в нее вносят 1,05 кг поваренной соли и перемешивают до пол ного растворения. Концентрации соли в полученном М Б К 9,5 мас, . Вязкость добавки не превышает вязкости исходной белковой фракции и позволяет перекачивать ее и свидетельствует об отсутствии высэливания белка. Полученный МБК хранят при 10 С в течение 15 сут. После окончания хранения он представляет собой жидкую, однородную, белую массу без сгустков. постороннего запаха и других признаков порчи, микробиологические показатели не превышают норму, установленную для аналогичных концентратов, не подвергаемых длительному хранению, МБК используют при выработке модельных мясных систем и вводят ее взамен мяса в эквивалентных по белку количествах. Содержание влаги и поваренной соли в модельных мясных систеТермообработку проводят при режимах, принятых для вареных колбасных изделий. Установлено, что потери при тепловой обработке модельных мясных систем, содержащих 10 МБК,.существенно не отличаются от потерь в контрольном образце (соответственно 8,4 и 9,6;ь). Степень пенетрации образцов также существенно не отличается, что свидетельствует о хороших функциональных свойствах полученного по предлагаемому способу М БК.П р и м е р 3. Получают МБК по примеру 2, но перед использованием его при выработке модельных мясны." систем концентрат охлаждают до -10 С. Кристаллизации влаги не происходит, консистенция концентрата жидкая, что благополучно для использования его при выработке мясопродуктов, Введение переохлажденного МБК в фарш при куттеровании позволяет понизить температуру куттеруемого сырья и улучшить качество готовых изделий.П р и м е р 4, Получают МБК по примеру 2, но перед использованием его при аыра 5 10 15 20 ботке модельных мясных систем концентрат охлаждают до -20 С. Наблюдают кристаллизацию. концентрата, что нежелательно вследствие ухудшения функциональных свойств МБК.П р и м е р 5. Получают МБК по примеру 2, но хранят его при -10 С в течение 3 мес. После окончания хранения он представляет собой жидкую, однородную белую массу без сгустков и замерзших кристаллов, без постороннего запаха и других признаков порчи, микробиологические показатели не превышают норму. установленную для аналогичных концентратов, не подвергаемых длительному хранению, МБК используют при выработке модельных мясных систем, как это описано в примере 2. и получают аналогичные результаты,П р и м е р 6. Получают белковую фракцию, определяют ее титруемую кислотность и величину рН, как описано в примере 1, но выделение производят центрифугированием. Титруемая кислотность белковой фракции 70 Т, рН 6,1. В результате расчета по формуле, которая приведена в примере 1, получают 17=,ь белка. Вследствие высокого содержания белка полученная белковая фракция представляет вязкую массу. переработка которой по предлагаемому способу затруднена.П р и м е р 7. Получают белковую фракцию, определяю-: ее титруемую кислотность и величину рН, рассчитывают концентрацию белка, как это описано в примере 1 (соответственно 46"Т, 6.30 и 12,3). Величину рН белковой фракции не регулируют. При пастеризации путем нагрева до 90 С происходит коагуляция белка, полученный продукт не пригоден к дальнейшей переработке,П р и м е р 8. Получают белковую фракцию, определяют ее титруемую кислотность и величину рН, рассчитывают концентрацию белка, кэк это описано в примере 1 (соответственно 46 ОТ. 6,30 и 12,3. В носят в белковую фракцию гидроокись натрия, не проводя расчета необходимого ее количества, Получают величину рН белковой фракции 6,4, При пастеризации путем нагрева да 85 С вследствие частичной коагуляции происходит повышение вязкости, что затрудняет дальнейшую переработку.П р и м е р 9. Получают белковую фракцию, определяют ее качественные показатели, как описано в примере 8. Получают аналогичные результаты, Расчет количества гидроокиси натрия не производят, но вносят ее в большем количестве, чем в примере 8. Измеряют величину рН (6,8). При этом происходит увеличение вязкости белковой1653699 12 Таблица 1 ивание концентрата;ия не проводились. е. х - замор - - измер рим фракции, что затрудняет дальнейшую ее переработку,П р и м е р 10. Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 3, однако поваренную соль в количестве 1,05 кг на 10 кг концентрата вносят в белковую фракцию, не охлаждая ее после пастеризации, Происходит коагуляция белка. Дальнейшая переработка концентрата затруднена.П р и м е р 11. Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 2, охлажадают ее до 30 С и вносят 1,05 кг поваренной соли (количество белковой фракции 10 кг) при постоянном перемешивании, После полного растворения концентрация соли в МБК 9,5 ф, МБК хранят при 20 С 10 сут. Отмечено снижение величины рН МБК и появление постороннего запаха. Микробиологические показатели неудовлетворительные, что свидетел ьствует о превышении допустимого срока хранения при данной температуре,П р и м е р 12. Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 2, охлаждают ее до 30 С и вносят 0,8 кг поваренной соли (количество белковой фракции 10 кг), при постоянном перемешивании, После полного растворения концентрация соли.в МБК 7,5;. Полученный МБК хранят при режимах, описанных в примере 2 (10 С, 15 сут). К концу хранения отмечалось снижение величины рН и появление постороннего запаха. микробиологические показатели МБК неудовлетворительные, что свидетельствует о недостаточной для консервирования МБК 5 концентрации соли.П р и м е р 13, Получают пастеризованную белковую фракцию так, как описано в примере 2, охлаждают ее до 30 С и вносят в 10 кг фракции 1,3 кг поваренной соли при 10 постоянном перемешивании. После растворения соли ее концентрация 11,5 к массе МБК, Вязкость полученного МБК повышается вследствие высаливания белка, что затрудняет дальнейшую его переработку, 15Формула изобретения Способ получения молочно-белковогоконцентрата с проведением процессов вы деления белка из молочного сырья, тепловой обработки. отделения молочного белка.перемешивания с поваренной солью, охлаждения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и увеличения 25 сроков хранения молочно-белкового концентрата, выделение белка иэ обезжиренного молока проводят яблочным пектином, после отделения молочного белка устанавливают рН 6.5-6,7 с последующей тепловой 30 обработкой при 85-95 ОС и охлаждением до20-40 С, при этом поваренную соль вносят в количестве 8,5-10,5 мас. а охлаждение осуществляют до 20.-10 С.1653699 14 Таблица 2 Составитель Л. КалмыковаТехред М.Моргентал Корректор Л.Бескид Редактор И.Шмакова Производственно-издательскиЯ комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 1906 Тираж 387 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5