Способ получения натурально обогащённых молочных смесей
METHOD FOR PRODUCTION OF NATURALLY ENRICHED MILK MIXTURES

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно - к производству смесей молочно - растительных сухих, пригодных к использованию в качестве основы или одного из компонентов для промышленного или домашнего производства различных пищевых продуктов, в том числе напитков, кондитерских продуктов.
В последнее время резко вырос интерес к функциональным продуктам питания.
Функциональные продукты питания - продукты, которые способны благоприятно влиять на функции систем организма, укреплять здоровье, повышать жизненный тонус человека и в то же время снижать риск развития различных заболеваний. Эти свойства функциональные продукты питания приобретают за счет обогащения их пребиотиками (живыми культурами бифидобактерий и лактобацилл), пребиотиками (биоактивными пищевыми волокнами), витаминами и микроэлементами. В большинстве развитых стран особое внимание уделяется именно производству функциональных продуктов питания. Начиная с 1980-х гг., в нашей стране также выпускаются продукты, обогащенные пребиотиками, - хлеб, всевозможное печево, сыры, консервированные супы. Не менее популярны и функциональные молочные продукты - фруктово-молочные коктейли, биокефир, биойогурты, пребиотическое молоко и прочее.
Для приготовления функциональных молочных продуктов часто используют сухое молоко или продукты его переработки.
Сухое молоко - высокопитательный продукт, в состав которого входят самые необходимые для человеческого организма вещества -белки, углеводы, жиры, витамины и минеральные соли, представленные в сбалансированной и легкоперевариваемой форме. Наиболее ценной составной частью молока выступают белки, включающие в свой состав все незаменимые аминокислоты.
В состав функциональных молочных продуктов также входят биологически активные добавки (БАД), предпочтительно, натуральные.
К числу наиболее распространенных сухих молочных продуктов, обогащенных БАД, относятся десерты «Милкас», которые выпускаются в двух видах - со вкусом клюквы и персика.
Десерт «Милкас» со вкусом персика состоит из сухого молока, обогащенного лактобактериями, витаминным премиксом, сублимированным апельсиновым и морковным концентратами. Структуру и консистенцию готового десерта обусловливает камедь рожкового дерева - растительный гидроколлоид выполняет роль стабилизатора, в то же время он улучшает перистальтику желудка.
Лактобактерии корректируют рост грамотрицательных микроорганизмов, которые появляются зачастую в человеческом организме после назначения антибиотиков широкого спектра действия.
Апельсиновый и морковный концентраты являются дополнительными источниками пищевых волокон, аскорбиновой кислоты и бета-каротина.
Морковь - весьма полезный корнеплод, омолаживающий клетки и ткани, приостанавливающий процессы старения, улучшающий зрение. Он обладает успокаивающим, антисептическим, ранозаживляющим, противовоспалительным, сосудорасширяющим и спазмолитическим действием. Овощ содержит рекордное количество ретинола (витамина А), обеспечивает организм железом, медью, кобальтом, йодом, селеном и др. Морковь способствует повышению прочности стенок капилляров, поскольку богата соединениями с Р-витаминной активностью. Корнеплоды связывают свободные радикалы, укрепляют слизистую оболочку во всем теле, активизируют клеточный обмен. В лечебном питании морковь используется как средство, улучшающее пищеварение, рекомендуется при запорах, заболеваниях печени и почек. Доказано, что она укрепляет сердце и систему кровообращения.
1
2
5
9
Апельсин - один из самых полезных цитрусовых плодов, богат витаминами В, В, В, В и PP. Плоды содержат сахара, органические кислоты, эфирные масла, азотистые и красящие вещества. Помимо большого количества клетчатки и каротина, апельсины богаты минеральными веществами - в них много калия, кальция, магния, фосфора, железа и натрия. Апельсиновый сок обладает антисептическим действием, возбуждает деятельность кишечника, в период лихорадки хорошо утоляет жажду. Концентрат из апельсинов защищает от гриппа и простуды, улучшает работу мозга, стимулирует клеточный обмен и процессы кроветворения, укрепляет жизненные силы, иммунную систему.
Витамины (от лат.vita - «жизнь») - незаменимые питательные вещества, участвующие в регуляции энергетического обмена, других биологических и физиологических процессах, а также повышающие сопротивляемость организма инфекциям, всевозможным заболеваниям и отравлениям. В приготовленном десерте «Милкас» количество витаминов составляет приблизительно 50% от суточной потребности организма в них.
Пищевые волокна - комплекс углеводов, которые в кишечнике практически не усваиваются, но являются питательной средой для естественной микрофлоры, тем самым способствуя нормальной деятельности кишечных микроорганизмов. Пищевые волокна благодаря стимуляции перистальтики кишечника уменьшают количество всасываемых жиров, связывая токсические вещества и холестерин, играют роль естественных сорбентов.
Десерт «Милкас» со вкусом клюквы содержит сухое молоко, обогащенное аскорбиновой кислотой, сульфатом железа, порошками сублимированной клюквы и свеклы.
Клюква - одна из самых полезных дикорастущих ягод, ценный источник фитонцидов, флавоноидов, сапонинов, пектинов, Сахаров, органических кислот, дубильных, азотистых и красящих веществ. В ней много витаминов и микроэлементов - фосфора, железа, калия, йода, кальция, марганца, цинка, хрома, кобальта и серебра. Клюквенный сок и другие напитки из ягод обладают жаропонижающим, мочегонным, противовоспалительным, инсектицидным и противомикробным действием. Клюква регулирует водно-солевой обмен и кровяное давление, улучшает пищеварение, нормализует секрецию желудочного и панкреатического соков, оказывает спазмолитическое и противоатеросклеротическое действие, повышает прочность кровеносных капилляров, улучшает аппетит.
1
2
3
6
9
Свекла содержит все биологически активные вещества, необходимые для регенерации и омолаживания старых и больных клеток организма. В ней содержится никотиновая, пантотеновая и фолиевая кислоты. В корнеплоде обнаружены все необходимые для жизнедеятельности человека витамины - С, В, В, В, В, В, Р, РР, Е, каротин. Найденный в свекле витамин U способствует заживлению язв желудка, обладает противосклеротическими и антиаллергическими свойствами, улучшает холестериновый обмен, а уникальный беатин, которой относится к группе витаминов В, предупреждает развитие атеросклероза, улучшает жировой обмен, способствует расщеплению и усвоению пищевых белков, повышает жизнедеятельность клеток печени. Богат минеральный состав свеклы: в ней много фосфора, натрия, магния, калия, кальция, железа, йода, меди, цинка, марганца, кобальта и хлора. Причем по содержанию йода, калия и фосфора свекла занимает одно из первых мест среди овощных растений. Свекла выводит из организма соли тяжелых металлов (ртути, свинца), токсические вещества и холестерин. Использование свеклы в сублимированном виде делает десерт «Милкас» даже более целебным и питательным.
Витамин С способствует усилению сопротивляемости организма простудным заболеваниям, обладает антитоксическими и обезвреживающими свойствами, защищая от воздействия ядовитых веществ и микробов.
Железо - необходимый элемент окислительно-восстановительных процессов, участвует в обеспечении клеточного дыхания, кроветворении, транспорте кислорода и углекислого газа к различным органам и тканям. Содержание в одной порции десерта «Милкас» аскорбиновой кислоты и железа составляет половину суточной потребности организма в этих веществах.
Пектин и незаменимые аминокислоты - важные компоненты клеток, способные легко связывать в кишечнике ядовитые элементы, тяжелые металлы и радионуклиды, образуя нерастворимые соединения, которые в кровь не всасываются, а выводятся из тканей и органов. Пектины способствуют нормальному функционированию пищеварительной системы, замедляют процессы гниения в кишечнике, применяются для лечения внутренних кровотечений, заболеваний ЖКТ, печени, мочевыводящих путей.
Абрикос - косточковый плод с нежной душистой мякотью. В абрикосах много провитамина А, аскорбиновой кислоты, витаминов группы В, которые участвуют в процессе кроветворения и роста клеток, делают мышцы эластичными, укрепляют нервы. Мякоть плодов содержит сахара, небольшое количество инсулина, крахмал, яблочную и лимонную кислоты. В плодах много минеральных веществ, и прежде всего калия, который стимулирует деятельность сердца и сердечно-сосудистой системы. Абрикосы приостанавливают старение, помогают при упадке сил, действуют как успокоительное средство.
Черемуха - одно из главных растений-целителей на Руси. Плоды черемухи обыкновенной содержат дубильные вещества, пектин, эфирное и жирное масла, сахара (фруктозу, глюкозу, сахарозу), гликозиды, флавоноиды, антоцианы, яблочную и лимонную кислоты, Р-активные соединения, каротин и витамин С.Черные или красные плоды отличаются высоким содержанием железа, марганца, меди, цинка. Они обладают противомикробным, мочегонным, потогонным, ранозаживляющим, противовоспалительным действием, нормализуют функции желудка и кишечника. Свежие плоды черемухи - составной компонент желудочного чая. Отвар и другие напитки - популярное в народе вяжущее средство при дизентерии, колите. Помогают они при бессоннице, почечно-каменной болезни, нарушениях обменных процессов - подагре, полиартрите и пр.
1
2
6
Черная смородина - ценная лечебная и диетическая ягода, отличающаяся высоким содержанием витаминов и жизненно необходимых человеку веществ. По содержанию витамина С черная смородина уступает лишь шиповнику. В то же время в ней содержится немного аскорбинатоксидазы - фермента, способного разрушать витамин С, поэтому даже при продолжительном хранении аскорбиновая кислота в ягодах сохраняется достаточно хорошо. Сок черной смородины содержит Р-активные вещества (рутин) и витамины K, В, В, В, повышающие прочность стенок кровеносных сосудов и капилляров. В ягодах много каротина, стимулирующего клеточный обмен, Сахаров, есть органические кислоты - лимонная, яблочная.
Ягоды черной смородины укрепляют иммунную систему, убивают вирусы и бактерии, активизируют клеточный обмен. Оптимальное сочетание в плодах витаминов С и Р дает возможность использовать их при малокровии, болезнях крови, а также как кровоостанавливающее средство. В ягодах содержится большое количество солей магния, уменьшающих спазмы кровеносных сосудов и мешающих образованию тромбозов. Черная смородина эффективна при ревматизме и как антиаллергическое средство, она успокаивает нервы и улучшает настроение.
Яблоки - ценные плоды, обладающие целебными свойствами. Яблоки содержат большую концентрацию витаминов и иных полезных веществ, обладают слабительными, мягкодействующими мочегонными свойствами.
Из ягод и плодов, взятых по отдельности, отжимается сок прямым холодным отжимом. Затем он сгущается путем удаления лишней влаги. К сожалению, на этой стадии происходит значительная потеря полезных веществ растительных продуктов.
Известен (RU, патент 2425575, опубл. 27.03.2011) способ получения концентрированных обогащенных молочных продуктов для функционального питания, включающий восстановление сухого исходного молочного сырья в воде, охлаждение, выдержку смеси, подогрев, внесение обезвоженного молочного жира и растительного жира, нормализацию исходного сырья, внесение соли-стабилизатора, гомогенизацию, тепловую обработку, охлаждение, расфасовку, стерилизацию и охлаждение, причем в качестве исходного сырья используют молочно-поликомпонентную сухую смесь, содержащую сухое обезжиренное и/или сухое цельное молоко, соль-стабилизатор, дигидрокверцетин, фруктозу, лактулозу, ванилин или цикорий, для восстановления используют воду с температурой 10-55°С, очищенную на ионообменных или обратноосмотических установках, а восстановление смеси проводят до конечной концентрации 13,5-25,5% и соотношения молочного жира и растительного от 0,01:0,99 до 0,99:0,01.
2
Известен также (RU, патент 2432768, опубл. 10.11.2011) способ приготовления функционального напитка на основе молочной сыворотки, включающий первичную пастеризацию, охлаждение, внесение пищевых добавок, вторичную пастеризацию, причем в качестве пищевых добавок используют смесь хитозана, пектина, фруктозы и аскорбиновой кислоты при их соотношении в смеси соответственно как 1:(1-2):(10-20):(0,07-0,10), при этом хитозан используют в диспергированном состоянии с размером частиц 10-40 мкм, затем добавляют CO-экстракт аптечной ромашки,
Известен также (RU, патент 2501282 опубл. 20.12.2013) способ производства молокосодержащего продукта с промежуточной влажностью для геродиетического питания. При реализации известного способа в восстановленное сухое обезжиренное молоко вносят смесь чистых аминокислот - валин 1,4, изолейцин 0,1, лейцин 1,3, лизин 0,6, метионин+цистеин 0,6 г/100 г белка, нормализуют по жиру путем внесения смеси молочного и растительного жира в соотношении 3,0:1,0, добавляют биологически активную добавку дигидрокверцетин из расчета 200-300 мг на 1000 г жира и углеводную композицию в соотношении фруктозы, изомальтулозы и лактулозы 51,7:47,2:1,1, которую пастеризуют, охлаждают и вносят 30 г соли -корректора «Сольва 120», полученную смесь пастеризуют, охлаждают, вносят ликопин содержащую добавку «Томатол» с массовой долей ликопина 5% в количестве, обеспечивающем содержание ликопина в готовом продукте 2,0-2,5 мг %, смесь кристаллизуют, гомогенизируют и охлаждают.
Наиболее близким аналогом разработанного способа можно признать (RU, патент 2583873, опубл. 20.05.2016) способ получения кисломолочного продукта с природным витамином К2, включающий подготовку молочной смеси путем ее последовательной нормализации по жиру и белку, гомогенизацию и пастеризацию, перемешивание охлажденной до температуры сквашивания молочной смеси с закваской, состоящей из бактерий Lactococcus Cremoris и Lactococcus Lactis, сквашивание до величины рН 4,4-4,8, охлаждение до температуры 10-12°С, насыщение сквашенной смеси воздухом, выдержку, по крайней мере, в течение 1 ч и последующее охлаждение кисломолочного продукта до температуры хранения.
Недостатком всех перечисленных способов следует признать малое количество биологически активных веществ в готовом продукте.
Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного способа, состоит в расширении ассортимента молочно-растительных продуктов.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного состава, состоит в получении молочно-растительного продукта с высоким содержанием биологически активных веществ.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ получения обогащенных биологически активными веществами молочных смесей. Согласно разработанному способу смешивают молочный продукт при температуре не более 50°С с растительным порошком, полученным путем сушки измельченного исходного растительного сырья до остаточной влажности 6-8% при температуре не превышающей 40°С, а также с питательными и технологическим добавками, полученную смесь высушивают в условиях сохранения биологически активных веществ, причем количество молочного продукта не превышает количество растительного компонента.
При необходимости высушенную смесь подвергают повторному измельчению любым известным способом без ее нагревания.
Предпочтительно используют молочный продукт, предварительно сгущенный до массовой доли сухих веществ более 58-60%.
Желательно смесь высушивать при температуре не свыше 70°С.
Преимущественно в качестве питательных добавок используют муку злаковых. Хотя это не ограничивает возможность использования других питательных добавок.
В различных вариантах реализации в качестве технологических добавок используют эмульгаторы, стабилизаторы, антислеживающие агенты, антиокислители (антиоксиданты, ингибиторы окисления), смачивающие агенты (инстантизаторы), осушители.
Эмульгаторы - вещества с определенными поверхностно-активными свойствами. Добавка эмульгаторов в сухое молоко позволяет уменьшить размер жировых шариков, что ускоряет и облегчает разведение сухого продукта в воде. Добавка эмульгатора лецитина составляет до 3%, мальтодекстрина - до 10%.
Стабилизаторы - главная задача стабилизаторов заключается в придании и дальнейшем сохранении конечным продуктом необходимой консистенции, текстуры, формы. К ним относятся каррагинаны, пектины и камеди. Их получают из натурального сырья и потенциальной опасности данные добавки не несут. В качестве исходного материала принято использовать яблоки, кукурузу, пшеницу, морские водоросли, цитрусовые, смолы растений. Добавка стабилизатора составляет не более 3%.
Антислеживающие агенты, или вещества, препятствующие слеживанию и комкованию, присыпки, вещества, уменьшающие липкость, высушивающие добавки, добавки, препятствующие затвердению - это вещества, добавляемые к порошкообразным и мелкокристаллическим пищевым продуктам для предотвращения слипания их частиц и сохранения сыпучести. Добавка антислеживающих агентов составляет не более 3%.
Антиокислители (антиоксиданты, ингибиторы окисления) - вещества, замедляющие процессы окисления пищевых продуктов, защищая таким образом жиры и жиросодержащие продукты от прогоркания, предохраняя фрукты, овощи и продукты их переработки от потемнения, замедляя ферментативное окисление. Добавка концентрата смеси токоферолов составляет не более 1,5%.
Смачивающие агенты (инстантизаторы) - вещества, способствующие образованию устойчивых многокомпонентных коллоидных систем (микро дисперсий). Они способствуют быстрому образованию микродисперсий, то есть ускоряют и облегчают растворение сухих продуктов, в том числе сухого молока. Добавка составляет не более 1%.
Осушители - вещества, удаляющие влагу из газов, жидкостей и твердых субстанций в закрытых емкостях. Жидкости сушат, засыпая в них нерастворимые осушители, выдерживая некоторое время и отфильтровывая или декантируя адсорбировавший воду. Таким образом осушитель используются для получения сухого молока.
Добавка хлорида кальция не более 1%.
Предпочтительно в качестве молочного продукта используют цельное молоко, молочную сыворотку, пахту, обезжиренное молоко, творожную сыворотку, подсырную сыворотку, пермеат. Указанный перечень не ограничивает возможную номенклатуру молочных продуктов, которые могут быть использованы при реализации разработанного способа.
В качестве растительного сырья могут быть использованы ягоды, фрукты, а также части растений, в том числе и корнеплоды, а также их смеси, предпочтительно в количестве не более 30% от массы готового продукта.
Процесс сушки растительного сырья может происходить в базовом варианте следующим образом. Растительное сырье культурных иди дикорастущих растений измельчают при комнатной температуре на любом известном оборудовании до частиц размером менее 100 мкм. Измельченное растительное сырье помещают в установку сушки в кипящем слое типа известной (https://studfiles.net/preview/2648703/page:18/) или аналогичной и осуществляют процесс сушки без подогрева сушильного агента до остаточной влажности менее 10%.
Полученный порошок смешивают с подготовленным молочным продуктом.
В некоторых вариантах реализации полученную смесь молочного продукта и растительного порошка дополнительно подсушивают и измельчают, измельченную смесь можно дополнительно гранулировать.
Готовый продукт растворяют перед употреблением в холодной воде. Соотношение готового продукта и воды зависит от способа потребления готового продукта.
Разработанный способ может быть проиллюстрирован следующим примером реализации.
Молочную сыворотку сгустили с использованием Циркуляционная однокорпусная вакуум-выпарная установка (https://studme.org/202313/tovarovedenie/oborudovanie_proizvodstva_sguschennyh_molochnyh_produktov) до массовой доли сухих веществ 70%. Морковь измельчили с использованием измельчителя фруктов и овощей (http://www.sheldem.ru/content/view/104/202/). Измельченную массу моркови поместили в установку конвективной сушки «Старт» (https://www.ingredient.su/devices/start.html). Высушивание измельченной моркови проводили до остаточной влажности 7% при температуре, не превышающей 35-38°С. Затем смешали при температуре 44-46°С подготовленную молочную сыворотку, измельченный и высушенный порошок моркови, гречневую муку, антиоксидант (токоферол) и смачиватель (метил этил целлюлозу) в соотношении (% масс):
Порошок моркови
28
Гречневая мука
15
Метилэтилцеллюлоза
0,8
Токоферол
1,0
Молочная сыворотка
остальное.
При температуре 65-66°С с использованием установки конвективной сушки «Старт» высушили полученную смесь до остаточной влажности 6-7%. Полученный продукт готов к использованию. Продукт может быть дополнительно измельчен с использованием любого оборудования, разрешенного к применению в пищевой промышленности с последующим гранулированием.