СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОГО ПРОДУКТА
METHOD OF OBTAINING MILK PRODUCT

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу получения молочного продукта. В частности, настоящее изобретение относится к способу получения основы для детского питания посредством технологии мембранной фильтрации. Основа для детского питания по настоящему изобретению является пригодной для использования при получении детского питания.
Уровень техники
Необходимость в детском питании всегда существует в ситуациях, где по какой-либо причине грудное вскармливание является невозможным, или женского молока недостаточно. Коровье молоко содержит такие же компоненты (жир, казеин, сывороточные белки, лактозу, минералы), как и женское молоко, но компоненты различаются по концентрации. Композиции аминокислот β-казеина и α-лактальбумина в коровьем молоке в высшей степени сходны с композициями аминокислот β-казеина и α-лактальбумина в женском молоке. Однако отношение сывороточный белок/казеин в коровьем молоке и в женском молоке отличается; в коровьем молоке отношение составляет 20:80, в то время как в женском молоке оно составляет 60:40. В порядке регулировки композиции аминокислот белка детского питания, чтобы она была настолько близкой, насколько это возможно, к композиции аминокислот женского молока, отношение сывороточный белок/казеин в детском питании обычно регулируют, чтобы оно было таким же, как в женском молоке.
Современные смеси для детского питания обычно состоят из порошкообразных исходных материалов, которые растворяют и смешивают и снова сушат в виде порошкобразного детского питания или стерилизоваться и упаковываться в виде жидкого детского питания готового для непосредственного использования.
Смеси для детского питания обычно получают из сырной сыворотки в виде источника лактозы и белка. Три наиболее важных белка в сырной сыворотке представляют собой β-лактоглобулин, α-лактальбумин и казеиномакропептид (CMP), высвобождаемый из казеина посредством сычуга, β-лактоглобулин и α-лактальбумин являются полезными белками в детском питании, но казеиномакропептид ухудшает композицию аминокислот белков, содержащихся в сыворотке, и таким образом, пригодность сывороточных белков в виде исходных материалов для детского питания.
Известно, что молочный казеин и сывороточный белок могут отделяться друг от друга посредством микрофильтрации. Когда молоко фильтруют с использованием 0,1-0,5-мкм мембраны, сывороточные белки проникают через мембрану в пермеат, в то время как казеин удерживается в ретентате. Композиция белков идеальной сыворотки, получаемой посредством микрофильтрации, отличается от композиции обычной сырной сыворотки, например, таким образом, что идеальная сыворотка не содержит продуктов метаболизма закваски, таких как молочная кислота, которые высвобождаются в сыворотку при приготовлении сыра. Подобным же образом, предотвращается высвобождение казеинаомакропептидов, высвобождаемых под действием сычужных ферментов из каппа казеина, в сыворотку. Наиболее важные типы белка в женском молоке представляют собой α-лактальбумин и α-казеин. Когда высвобождение казеинаомакропептидов в сыворотку устраняется, α-лактальбумин, содержащийся в сывороточных белках, образует большую часть от общего белка. Таким образом, при использовании микрофильтрации можно получить композицию белка, которая является близкой к композиции женского молока, по сравнению с использованием сырной сыворотки.
Описано, что посредством микрофильтрации можно получать детское питание, в котором композиция аминокислот является особенно пригодной для использования. WO 00/30461 описывает способ приготовления детского питания, в котором пермеат от микрофильтрации концентрируется и деминерализуется посредством электродиализа и смешивается с ретентатом микрофильтрации или казеином. Недостатком способа, описанного в документе WO, является то, что он представляет собой сложный способ, который требует промежуточных сушек и регулировки pH, а также дорогостоящей и в высшей степени энергоемкой процедуры деминерализации посредством электродиализа.
Сущность изобретения
Авторы неожиданно обнаружили, что микрофильтрация вместе с другими технологиями мембранной фильтрации делает возможной основу для детского питания с превосходной композицией аминокислот, которая должна получаться из свежего молока без дорогостоящих способов деминерализации, промежуточных сушек или хранения. Сочетание микрофильтрации, ультрафильтрации и нанофильтрации делает возможным разделение молока на фракцию казеина, фракцию сывороточного белка и фракцию лактозы. Эти фракции могут объединяться желаемым образом и в соответствующих пропорциях для получения основы для детского питания, в которой композиция аминокислот близка к композиции женского молока. Когда основа для детского питания дополняется соответствующим источником жиров и другими необходимыми компонентами, такими как микроэлементы и витамины, получается детское питание, которое удовлетворяет требованиям, установленным законодательными актами ЕС относительно пищевых продуктов.
Способ по изобретению также делает возможным получение детского питания, у которого общая концентрация белков ниже, чем общая концентрация белков в обычных детских питаниях. Становится очевидным, что было бы желательным уменьшать концентрации белка в современных детских питаниях, однако, без ухудшения их композиции аминокислот, поскольку концентрация белка в этих детских питаниях заметно выше, чем в женском молоке. Это может приводить к нежелательному быстрому росту детей. Избыток белка также ненужным образом перенапрягает метаболизм детей.
Одно из преимуществ способа по изобретению заключается в том, что не является необходимой отдельная деминерализация посредством электродиализа или ионного обмена, но молоко эффективно деминерализуется с помощью мембранной фильтрации. Способ по изобретению не включает каких-либо промежуточных фаз сушки из способов получения, известных из литературы, которые могут вызвать вредные изменения питательной пищевой ценности белков, такие как разрушение полезного лицина, но питательное качество основы для детского питания, получаемой по изобретению, является превосходным. Способ по изобретению не использует никакого сычуга, что позволяет исключить образование нежелательных казеиномакропептидов. Таким образом, способ по изобретению делает возможным простое, экономически выгодное и эффективное получение основы для детского питания, которая является в высшей степени сходной с женским молоком и в которой концентрации различных компонентов, могут легко регулироваться по желанию, и в которой концентрации белков, α-лактальбумина и β-казеина, в частности, могут оптимизироваться преимущественным образом. Способ по изобретению делает возможным достижение концентрации аминокислот, требуемой законодательными актами, более легкое, чем ранее. В дополнение к этому, способ по изобретению делает возможным получение основы для детского питания с минеральной композицией, которая является сама по себе более близкой к минеральной композиции готового детского питания.
Одно из преимуществ способа по изобретению заключается в том, что способ делает особенно удобным получение экологически чистой основы для детского питания, поскольку можно непосредственно использовать экологически чистое молоко в виде исходных материалов.
Другой аспект настоящего изобретения предлагает основу для детского питания, имеющую общую концентрацию белка от около 1,0 до около 1,5% и концентрацию β-казеина, по меньшей мере, около 11% от общего белка. Другой аспект настоящего изобретения предлагает основу для детского питания, имеющую общую концентрацию белка от около 1,0 до около 1,5% и концентрацию β-казеина, по меньшей мере, около 50% от казеина.
Другой аспект настоящего изобретения предлагает детское питание, содержащее основу для детского питания по настоящему изобретению.
Другой аспект настоящего изобретения предлагает использование основы для детского питания по настоящему изобретению или основы, полученной способом по настоящему изобретению или из детского питания по настоящему изобретению, для получения других содержащих молоко продуктов для детей.
Краткое описание фигур
Фигура 1 иллюстрирует один из вариантов осуществления способа по изобретению для получения основы для детского питания.
Фигура 2 показывает концентрации необходимых аминокислот в основе для детского питания по изобретению, а также минимальные количества, требуемые законодательными актами.
Подробное описание изобретения
Один из аспектов настоящего изобретения предлагает способ получения основы для детского питания, включающий стадии:
a) подвергания исходного молочного материала микрофильтрации с получением концентрата казеина в виде микрофильтрационного ретентата, и микрофильтрационного пермеата, содержащего сывороточные белки,
b) подвергания микрофильтрационного пермеата ультрафильтрации с получением концентрата сывороточного белка в виде ультрафильтрационного ретентата, и ультрафильтрационного пермеата, содержащего лактозу и минералы молока,
c) подвергания ультрафильтрационного пермеата нанофильтрации с получением концентрата лактозы в виде нанофильтрационного ретентата, и нанофильтрационного пермеата, содержащего минералы молока,
d) составления основы для детского питания из концентрата сывороточных белков, концентрата лактозы и жидкости, содержащей жиры на основе молока.
В контексте настоящего изобретения, исходные материалы молока относятся к молоку как таковому или в виде концентрата, или в виде молока, предварительного обработанного, по желанию, такого как молоко, подвергнутое тепловой обработке. Исходные материалы молока могут дополняться ингредиентами обычно используемыми при получении молочных продуктов, такими как жиры, белки, минералы и/или фракции сахаров, или что-либо подобное. Таким образом, исходные материалы молока могут представлять собой, например, цельное молоко, молоко низкой жирности или снятое молоко, сливки, молоко, подвергнутое ультрафильтрации, молоко, подвергнутое диафильтрации, молоко, подвергнутое фильтрации, молоко, повторно объединенное с порошковым молоком, экологически чистое молоко или некоторое сочетание или разбавление любых этих продуктов. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, исходные материалы молока представляют собой снятое молоко. В другом варианте осуществления, исходные материалы молока представляют собой цельное молоко.
Исходные материалы молока могут происходить от коровы, овцы, козы, верблюдицы, кобылы, ослицы или любого другого животного, дающего молоко, пригодное для питания человека.
В соответствии со стадией a) способа по изобретению, исходные материалы молока подвергаются микрофильтрации (МФ) таким образом, что казеин удерживается в МФ ретентате, в то время как сывороточные белки проникают через мембрану в МФ пермеат. Как правило, микрофильтрация использует полимерную или керамическую мембрану, имеющую пористость от около 0,1 до около 0,5 мкм.
Микрофильтрацию обычно осуществляют при коэффициенте концентрирования K = от около 2 до около 10. Коэффициент концентрирования K относится к объемному отношению жидкости, вводимой для фильтрации, к ретентату и определяется с помощью следующей формулы:
K = исходные материалы (л)/ретентат (л).
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, диафильтрацию используют в сочетании с микрофильтрацией для улучшения разделения казеина и сывороточных белков. Как правило, в виде диализной воды при диафильтрации используют водопроводную воду. Фракции, полученные при различных мембранных фильтрациях компонентов молока, также могут использоваться в виде диализной воды. При диафильтрации, коэффициент концентрирования может быть значительно выше, чем обычно используют при микрофильтрации.
Сывороточные белки в коровьем молоке, главным образом, состоят из β-лактоглобулина и α-лактальбумина. Известно, что когда коровье молоко нагревают, β-лактоглобулин начинает соединяться с казеином. Когда молоко подвергают агрессивной тепловой обработке перед микрофильтрацией, значительная часть β-лактоглобулина, таким образом, становится присоединенной к казеину и не проникает через микрофильтрационную мембрану. Вследствие этого, концентрация α-лактальбумина по отношению к белку в целом в микрофильтрационном пермеате может быть повышена. Таким образом, если это желательно, композиция белков и аминокислот микрофильтрационного пермеата, используемого для составления основы для детского питания, может регулироваться преимущественно посредством тепловой обработки исходных материалов молока. Денатурация β-лактоглобулина и α-лактальбумина, вызываемая тепловой обработкой, описана более подробно в Примере 2.
В одном из вариантов осуществления способа по настоящему изобретению, исходные материалы молока подвергают тепловой обработке перед микрофильтрацией. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, тепловую обработку осуществляют при температуре от около 65 до около 95°C в течение от около 15 сек до около 10 мин. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, тепловую обработку осуществляют при температуре от около 72 до около 90°C в течение около 15 сек.
Казеин в женском молоке представляет собой, главным образом, β-казеин. Известно, что проникновение β-казеина через микрофильтрационную мембрану может зависеть от установления температуры фильтрации; WO 2007/055932 описывает, что если микрофильтрацию осуществляют при температуре ниже 10°C, β-казеин частично проникает через микрофильтрационную мембрану. В дополнение к сывороточным белкам, микрофильтрационный пермеат может, таким образом, обогащаться β-казеином. Использование такого микрофильтрационного пермеата для получения основы для детского питания делает возможным получение композиция белков, которая еще ближе к композиции белков женского молока.
Изменение температуры, при которой осуществляют микрофильтрацию, дает возможность для регулировки проницаемости β-казеина через микрофильтрационную мембрану и, таким образом, влияет на композицию белков, формируемую в микрофильтрационном пермеате. Микрофильтрация может осуществляться при комнатной температуре или при температуре ниже или выше ее. Как правило, диапазон температур составляет от около 5 до около 55°C. Когда микрофильтрацию осуществляют при температуре ниже, чем комнатная температура, например, при температуре от около 5 до около 15°C, проницаемость через мембрану β-казеина, то есть его количество в МФ пермеате, увеличивается. Когда микрофильтрацию осуществляют при температуре выше, чем комнатная температура, например, при температуре от около 45 до около 55°C, β-казеин в основном не проникает через микрофильтрационную мембрану, но удерживается в МФ ретентате. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, микрофильтрацию осуществляют от около 5 до около 15°C.
По изобретению, при использовании микрофильтрации композиция белков молока может изменяться до той формы, которая преимущественно ближе к композиции белков и аминокислот женского молока и, таким образом, является оптимально пригодной для использования при приготовлении основы для детского питания. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, концентрация β-казеина в основе для детского питания составляет, по меньшей мере, около 11% от общего белка. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, концентрация β-казеина в основе для детского питания составляет, по меньшей мере, около 50% от казеина. Это дает возможность для достижения концентраций аминокислот, требуемых законодательными актами, более легкого, чем ранее. Кроме того, можно получать основу для детского питания и готовое детское питание, имеющее более низкую концентрацию белка.
Микрофильтрационный ретентат, содержащий казеин в концентрированной форме, может использоваться для получения основы для детского питания. Он также является в высшей степени пригодным для использования в виде исходных материалов при приготовлении сыров.
Сывороточные белки, собранные в микрофильтрационном пермеате, концентрируют в соответствии со стадией b) способа по изобретению посредством подвергания МФ пермеата ультрафильтрации (УФ) для концентрирования сывороточных белков β-лактоглобулина и α-лактальбумина, а также β-казеина, возможно содержащегося в МФ пермеате, в УФ ретентате. Полученный УФ ретентат используют для получения основы для детского питания. Лактоза и минералы молока, а также другие низкомолекулярные соединения проникают через мембрану для ультрафильтрации. При ультрафильтрации обычно используют мембраны с пороговым значением отсечения от около 1 до около 20 кДа. Ультрафильтрацию микрофильтрационного пермеата обычно осуществляют при коэффициенте концентрирования от около 10 до около 80.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, диафильтрацию используют в сочетании с ультрафильтрацией для улучшения разделения рассмотренных выше компонентов. Как правило, при диафильтрации в виде диализной воды используют водопроводную воду. Фракции, полученные при различных мембранных фильтрациях компонентов молока, могут также использоваться в виде диализной воды.
Лактозу, содержащуюся в УФ пермеате, отделяют в соответствии со стадией c) способа по изобретению посредством подвергания УФ пермеата нанофильтрации. Лактоза концентрируется в НФ ретентате, в то время как минералы молока и другие низкомолекулярные соединения проникают через мембрану нанофильтрации. Полученный НФ ретентат используют для получения основы для детского питания. Как и при микрофильтрации и ультрафильтрации, диафильтрация также может использоваться при нанофильтрации для улучшения разделения лактозы. Как правило, в виде диализной воды используют водопроводную воду. Фракции, полученные при различных видах мембранной фильтрации компонентов молока, также могут использоваться в виде диализной воды.
Способ по изобретению не использует ни электродиализа, ни ионного обмена для деминерализации.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, способ включает стадию гидролиза белков, чтобы дать возможность для приготовления гипоаллергенной основы для детского питания. Гипоаллергенная основа для детского питания может использоваться для приготовления гипоаллергенного детского питания, которое является пригодным для использования для детей, у которых имеется аллергия на белки коровьего молока. При гидролизе белков, белки гидролизируются ферментативно на малые пептиды, которые больше не вызывают аллергических реакций. Гидролиз может осуществляться в соответствии с известными способами, с использованием ферментов протеазы, широко известных в данной области. Гидролиз белков может осуществляться на любой пригодной для использования стадии в течение способа. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, гидролиз белков осуществляют на МФ пермеате перед ультрафильтрацией. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, гидролиз белков осуществляют на МФ пермеате в течение ультрафильтрации. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения, гидролиз белков осуществляют на основе для детского питания, составленной на стадии d).
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, способ включает гидролиз лактозы для расщепления лактозы на моносахариды. Гидролиз может осуществляться с использованием ферментов лактаз, широко используемых в данной области, и в соответствии со способами, обычными для данной области. Гидролиз лактозы может осуществляться на любой пригодной для этого стадии в течение способа. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, гидролиз лактозы осуществляют на МФ пермеате перед ультрафильтрацией. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, гидролиз лактозы осуществляют на МФ пермеате в течение ультрафильтрации. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения, гидролиз лактозы осуществляют на основе для детского питания, составленной на стадии d).
Белки и лактоза могут гидролизоваться одновременно или на различных стадиях.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, способ включает стадию ферментирования или стадию подкисления для получения подкисленной основы для детского питания. Ферментирование и подкисление основы для детского питания могут осуществляться способом, известным сам по себе. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, ферментирование или подкисление осуществляют на основе для детского питания, составленной на стадии d).
В соответствии со стадией d), основа для детского питания составляется из УФ ретентата, то есть из концентрата сывороточного белка и НФ ретентата, то есть концентрата лактозы, полученных со стадий b) и c), соответственно, и жидкости, содержащей жиры на основе молока.
Жидкость, содержащая жиры на основе молока, может представлять собой, например, концентрат казеина, полученный от микрофильтрации исходных материалов молока на стадии a) способа по настоящему изобретению, исходные материалы молока, молоко со стандартизированным содержанием жира, сливки или их смесь. В одном из вариантов осуществления, жидкость, содержащая жиры на основе молока, представляет собой концентрат казеина.
Для получения соответствующего детского питания, основа для детского питания по настоящему изобретению дополняется дополнительной фракцией жиров с получением соответствующей композиции жиров для детского питания. Дополнительная фракция жиров может представлять собой, например, растительное масло или другое масло, или любое их сочетание. Как правило, некоторые минералы и микроэлементы по-прежнему должны добавляться для получения детского питания с оптимальной композицией. Как правило, минералы и микроэлементы, которые должны добавляться, представляют собой Fe, Zn, Cu, I, Se и Ca.
Основа для детского питания, полученная по изобретению, может подвергаться тепловой обработке способом обычно известным в данной области. Тепловая обработка может представлять собой пастеризацию, высокотемпературную пастеризацию или нагрев при температуре более низкой, чем температура пастеризации, в течение достаточно длительного времени. В частности, можно рассмотреть обработку UHT (например, 138°C, 2-4 сек), обработку ESL (например, 130°C, 1-2 сек), пастеризацию (например, 72°C, 15 сек) или высокотемпературную пастеризацию (95°C, 5 мин). Тепловая обработка может быть либо непосредственной (пары в молоко, молоко в пары) либо опосредованной (трубчатый теплообменник, пластинчатый теплообменник, теплообменник с гофрированной поверхностью).
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, основу для детского питания сушат в виде порошка. Сушку можно осуществлять с помощью любого способа обычно используемого в данной области, такого как сушка распылением. Основа для детского питания может повторно объединяться в воде с получением основы для детского питания в жидкой форме.
Как правило, общая концентрация белка основы для детского питания, полученной по изобретению, составляет от около 1,0 до около 1,5%. Концентрация углеводов обычно составляет от около 6,0 до около 8,0%. Концентрация жиров обычно составляет от около 3,0 до около 5,0%.
Основа для детского питания, полученная по изобретению, может быть приготовлена в виде детского питания, имеющего калорийность от около 60 до около 70 ккал/100 г.
Отношение сывороточного белка к казеину в основе для детского питания может регулироваться, чтобы оно составляло от около 50:50 до около 100:0. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, это отношение составляет от около 60:40 до около 80:20.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, основу для детского питания получают из УФ ретентата и НФ ретентата, полученного в способе по настоящему изобретению, молока, сливок, растительных жиров и воды.
В другом варианте осуществления, основу для детского питания получают из МФ ретентата, УФ ретентата и НФ ретентата, полученных в способе по настоящему изобретению, сливок, растительных жиров и воды.
В одном из вариантов осуществления, концентрация β-казеина основы для детского питания, полученной по изобретению, по меньшей мере, составляет около 11% от общего белка.
В другом варианте осуществления, концентрация β-казеина основы для детского питания, полученной по изобретению, составляет, по меньшей мере, около 50% от казеина.
Фигура 1 описывает вариант осуществления способа по настоящему изобретению для получения основы для детского питания. Исходные материалы молока подвергаются микрофильтрации (МФ), полученный микрофильтрационный пермеат подвергается ультрафильтрации (УФ) и полученный УФ пермеат подвергается нанофильтрации (НФ). Необязательные процедуры показаны на фигуре прерывистыми линиями. По желанию, можно таким образом использовать диафильтрацию в сочетании с микрофильтрацией, ультрафильтрацией и нанофильтрацией. Основа для детского питания состоит из концентрата сывороточного белка, полученного при ультрафильтрации, и концентрата лактозы, полученного при нанофильтрации. Концентрат казеина, полученный от микрофильтрации, и исходные материалы молока можно использовать при приготовлении основы для детского питания. Основу для детского питания объединяют с дополнительными жирами, минералами, микроэлементами и витаминными добавками для получения детского питания с оптимальной композицией.
Другой аспект настоящего изобретения предлагает основу для детского питания, имеющую общую концентрацию белка от около 1,0 до около 1,5% и концентрацию β-казеина, по меньшей мере, около 11% от общего белка.
Другой аспект настоящего изобретения предлагает основу для детского питания, имеющую общую концентрацию белка от около 1,0 до около 1,5% и концентрацию β-казеина, по меньшей мере, около 50% от казеина.
В одном из вариантов осуществления, основа для детского питания по настоящему изобретению является жидкой. Основа для детского питания, полученная по изобретению, может дополняться пробиотиками, такими как Lactobacillus LGG, пребиотиками, такими как галакто-олигосахариды, аминокислотами, такими как таурин, белками, такими как лактоферрин, и нуклеотидами.
Другой аспект настоящего изобретения предлагает детское питание, содержащее основу для детского питания по настоящему изобретению. В одном из вариантов осуществления, детское питание дополнительно содержит минералы и микроэлементы, и дополнительную фракцию жиров. В одном из вариантов осуществления, калорийность детского питания составляет от около 60 до около 70 ккал/100 г.
Детское питание может представлять собой жидкость или порошок. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, приготавливают детское питание, которое полностью удовлетворяет требованиям, установленными законодательными актами ЕС относительно пищевых продуктов.
Основа для детского питания или детское питание по настоящему изобретению может использоваться для получения других пищевых продуктов для детей, таких как овсяная каша и другая жидкая каша. Таким образом, один из аспектов настоящего изобретения предлагает использование основы для детского питания по настоящему изобретению или смеси, полученной способом по настоящему изобретению, или детского питания по настоящему изобретению для получения других молочных детских пищевых продуктов (смеси для младенцев, жидкой смеси для младенцев, молочной смеси для детей 1-3 лет, и тому подобное).
Следующие далее примеры приводятся для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения, однако, изобретение не ограничивается ими.
Пример 1
Снятое молоко (1000 л) подвергается микрофильтрации с помощью полимерных фильтрационных мембран (Synder FR), имеющих размер пор 800 кДа. Температура фильтрации составляет 12°C. Молоко концентрируют до коэффициента концентрирования 3,3, с последующей диафильтрацией. На стадии диафильтрации добавляют к ретентату микрофильтрации 1,5-кратное количество воды. Воду добавляют при такой же скорости, как собирают пермеат. Это дает 300 л микрофильтрационного ретентата и 2200 л микрофильтрационного пермеата.
Микрофильтрационный пермеат концентрируют посредством ультрафильтрации с помощью 10-кДа мембран (Koch HFK-131) до содержания сухого материала 12%. Это дает 50 л ультрафильтрационного ретентата и 2150 л ультрафильтрационного пермеата. Ультрафильтрационный пермеат дополнительно концентрируют посредством нанофильтрации до содержания сухого материала 20%, с последующей диафильтрацией. На стадии диафильтрации к нанофильтрационному ретентату добавляют 1,5-кратное количество воды. Воду добавляют при такой же скорости, как собирают пермеат. Это дает 540 л нанофильтрационного ретентата и 4840 л нанофильтрационного пермеата.
Конечные продукты способа фильтрации представляют собой микрофильтрационный ретентат, ультрафильтрационный ретентат и нанофильтрационный ретентат. Таблица 1 описывает композиции полученных фракций.
Таблица 1Композиции фильтрационных фракций
Компонент
МФ ретентат
УФ ретентат
НФ ретентат
Белок (%)
9,38
8,73
0,26
Сывороточный белок (%)
0,33
6,52
-
Казеин (%)
8,87
2,07
-
Бета казеин (%)
3,00
1,36
-
Лактоза (%)
0,41
1,88
16,73
Содержание зольных веществ (%)
0,80
0,36
0,72
Жиры (%)
0,10
0,05
-
Сухой материал (%)
11,16
11,97
19,53
Пример 2
Снятое молоко (1000 л) подвергают тепловой обработке с помощью различных способов (65°C-95°C, 15 сек - 10 мин) перед стадией микрофильтрации. Тепловая обработка снятого молока денатурирует β-лактоглобулин, 1-90%, и α-лактальбумин, 0-26%.
Тепловая обработка при 72°C в течение 15 сек денатурирует как β-лактоглобулин, так и α-лактальбумин, менее чем 10%. Тепловая обработка при 80°C в течение 15 сек денатурирует β-лактоглобулин, 14%, и α-лактальбумин, опять менее чем 10%. Тепловая обработка при 90°C в течение 15 сек денатурирует β-лактоглобулин уже на 35%, а денатурация α-лактальбумина остается по-прежнему неизменной. Только неденатурированный сывороточный белок проникает через микрофильтрационную мембрану, так что предварительную тепловую обработку можно использовать для воздействия на композицию белков микрофильтрационного пермеата.
Пример 3
Детское питание состоит из УФ ретентата и НФ ретентата, полученных в Примере 1, а также из снятого молока, сливок и растительных жиров в соответствии с Таблицей 2. Отношение сывороточный белок/казеин, используемое в детском питании, составляет 60/40. Калорийность детского питания составляет 65 ккал/100 г. 17% белка в детском питании составляет бета казеин. 53% казеина в детском питании составляет бета казеин.
Таблица 2Композиция детского питания
Компонент
Молоко
УФ ретентат
Вода
Сливки
Растительные жиры
НФ ретентат
Продукт
Пропорция (%)
4,65
12,18
38,59
3,97
2,10
38,51
100
Белок (%)
3,40
8,73
-
2,00
-
0,26
1,40
Сывороточный белок (%)
0,68
6,52
-
0,40
-
-
0,84
Казеин (%)
2,72
2,07
-
1,60
-
-
0,44
Бета казеин (%)
1,00
1,36
-
0,59
-
-
0,24
Лактоза (%)
4,64
1,88
-
2,80
-
16,73
7,00
Содержание зольных веществ (%)
0,77
0,36
0,08
0,50
-
0,72
0,41
Жиры (%)
0,05
0,05
-
35,00
100
-
3,50
Пример 4
Детское питание состоит из МФ ретентата, УФ ретентата и НФ ретентата, полученных в Примере 1, а также из сливок и растительных жиров в соответствии с Таблицей 3. Отношение сывороточный белок/казеин, используемое в детском питании, составляет 60/40. Калорийность детского питания составляет 65 ккал/100 г. 16% белка в детском питании составляет бета казеин. 53% казеина в детском питании составляет бета казеин.
Таблица 3Композиция детского питания
Компонент
МФ ретентат
УФ ретентат
Вода
Сливки
Растительные жиры
НФ ретентат
Продукт
Пропорция (%)
1,27
12,57
40,37
3,97
2,10
39,72
100
Белок (%)
9,38
8,73
-
2,00
-
0,26
1,40
Сывороточный белок (%)
0,33
6,52
-
0,40
-
-
0,84
Казеин (%)
8,87
2,07
-
1,60
-
-
0,44
Бета казеин (%)
3,00
1,36
-
0,54
-
-
0,23
Лактоза (%)
0,41
1,88
-
2,80
-
16,73
7,00
Содержание зольных веществ (%)
0,80
0,36
0,08
0,50
-
0,72
0,39
Жиры (%)
0,10
0,05
-
35,00
100
-
3,50
Пример 5
Молоко, содержащее 3,5% жира (1000 л), подвергается микрофильтрации, ультрафильтрации и нанофильтрации способом, описанным в Примере 1, за исключением того, что микрофильтрацию осуществляют при температуре 50°C.
Детское питание состоит из МФ ретентата (отфильтрованного при 50°C) и из УФ ретентата и НФ ретентата, полученных в Примере 1, а также из молока и растительных жиров в соответствии с Таблицей 4. Отношение сывороточный белок/казеин, используемое в детском питании, составляет 60/40. Калорийность детского питания составляет 65 ккал/100 г. 17% белка в детском питании составляет бета казеин. 54% казеина в детском питании составляет бета казеин.
Таблица 4Композиция детского питания
Компонент
МФ ретентат
УФ ретентат
Вода
Молоко
Растительныежиры
НФ реетентат
Продукт
Пропорция (%)
1,58
12,58
41,09
1,58
3,22
39,95
100
Белок (%)
9,38
8,73
-
3,20
-
0,26
1,40
Сывороточный белок (%)
0,33
6,52
-
0,64
-
-
0,84
Казеин (%)
8,98
2,07
-
2,56
-
-
0,44
Бета казеин (%)
3,30
1,36
-
0,94
-
-
0,24
Лактоза (%)
0,41
1,88
-
4,64
-
16,73
7,00
Содержание зольных веществ (%)
0,80
0,36
0,08
0,77
-
0,72
0,39
Жиры (%)
11,6
0,05
-
6,00
100
-
3,50
Пример 6
Молоко, содержащее 3,5% жира (1000 л), подвергается микрофильтрации, ультрафильтрации и нанофильтрации способом, описанным в Примере 1, за исключением того, что микрофильтрацию осуществляют при температуре 50°C.
Детское питание состоит из МФ ретентата (отфильтрованного при 50°C) и из УФ ретентата и НФ ретентата, полученных в Примере 1, а также из растительных жиров в соответствии с Таблицей 5. Отношение сывороточный белок/казеин, используемое в детском питании, составляет 60/40. Калорийность детского питания составляет 65 ккал/100 г. 17% белка в детском питании составляет бета казеин. 54% казеина в детском питании составляет бета казеин.
Таблица 5Композиция детского питания
Компонент
МФ ретентат
УФ ретентат
Вода
Растительные жиры
НФ ретентат
Продукт
Пропорция (%)
1,99
12,71
41,66
3,26
40,38
100
Белок (%)
9,38
8,73
-
-
0,26
1,40
Сывороточный белок (%)
0,33
6,52
-
-
-
0,84
Казеин (%)
8,98
2,07
-
-
-
0,44
Бета казеин (%)
3,30
1,36
-
0,24
Лактоза (%)
0,41
1,88
-
-
16,73
7,00
Содержание зольных веществ (%)
0,80
0,36
0,08
-
0,72
0,39
Жиры (%)
11,6
0,05
-
100
-
3,50
Пример 7
Снятое молоко (1000 л) подвергается микрофильтрации, ультрафильтрации и нанофильтрации способом, описанным в Примере 1, за исключением того, что микрофильтрацию осуществляют при температуре 15°C.
Детское питание состоит из УФ ретентата и НФ ретентата, разделенных посредством фильтрации, а также сливок и растительных жиров в соответствии с Таблицей 6. Отношение сывороточный белок/казеин, используемое в детском питании, составляет 80/20. Калорийность детского питания составляет 60 ккал/100 г. 11% белка в детском питании составляет бета казеин. 51% казеина в детском питании составляет бета казеин.
Таблица 6Композиция детского питания
Компонент
УФ ретентат
Вода
Сливки
Растительные жиры
НФ ретентат
Продукт
Пропорция (%)
11,61
48,17
3,97
2,10
39,72
100
Белок (%)
8,79
-
2,00
-
0,26
1,19
Сывороточный белок (%)
7,00
-
0,40
-
-
0,83
Казеин (%)
1,65
-
1,60
-
-
0,26
Бета казеин (%)
0,94
-
0,54
-
-
0,13
Лактоза (%)
1,60
-
2,80
-
16,73
6,01
Содержание зольных веществ (%)
0,36
0,08
0,50
-
0,72
0,35
Жиры (%)
0,05
-
35,00
100
-
3,50
Несмотря на низкую концентрацию белков в продукте, детское питание в соответствии с Таблицей 6 удовлетворяет требованиям, установленным законодательными актами ЕС для необходимых аминокислот, без каких-либо добавок аминокислот.
Фигура 2 показывает композицию аминокислот детского питания в соответствии с Таблицей 6. Значения, предписанные законодательными актами, представляют собой необходимую минимальную концентрацию каждой аминокислоты.
Пример 8
Снятое молоко (1000 л) подвергается микрофильтрации, ультрафильтрации и нанофильтрации способом, описанным в Примере 1, за исключением того, что микрофильтрацию осуществляют при температуре 15°C.
Детское питание состоит из МФ ретентата, УФ ретентата и НФ ретентата, разделенных посредством фильтрации, а также из растительных жиров в соответствии с Таблицей 7. Отношение сывороточный белок/казеин, используемое в детском питании, составляет 75/25. Калорийность детского питания составляет 60 ккал/100 г. 11% белка в детском питании составляет бета казеин. 50% казеина в детском питании составляет бета казеин.
Таблица 7Композиция детского питания
Компонент
МФ ретентат
УФ ретентат
Вода
Растительные жиры
НФ ретентат
Продукт
Пропорция (%)
0,92
11,61
50,10
3,49
34,80
100
Белок (%)
9,38
8,79
0,00
-
0,26
1,20
Сывороточный белок (%)
0,33
7,00
0,00
-
0,00
0,82
Казеин (%)
8,87
1,65
0,00
-
0,00
0,27
Бета казеин (%)
3,00
0,94
-
-
0,14
Лактоза (%)
0,41
1,60
0,00
-
16,73
6,01
Содержание зольных веществ (%)
0,80
0,36
0,08
-
0,72
0,34
Жиры (%)
0,05
0,05
100
0,00
3,50
Несмотря на низкую концентрацию белков в продукте, детское питание в соответствии с Таблицей 7 требованиям, установленным законодательными актами ЕС для необходимых аминокислот без каких-либо добавок аминокислот.
Специалисту в данной области будет очевидно, что в виде развития технологии основная идея настоящего изобретения может быть осуществлена множеством различных путей. Настоящее изобретение и его варианты осуществления, таким образом, не ограничиваются примерами, описанными выше, но могут изменяться в рамках формулы изобретения.