METHOD FOR PRODUCTION OF POWDERED BEVERAGE BASED ON CURD WHEY PERMEATE
Способ получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки и может быть использовано в безалкогольной, молочной и других подотраслях пищевой промышленности, а так же при выработке специального питания для людей с ослабленным иммунитетом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения напитка на основе молочной сыворотки с добавлением экстракта стевии, включающий ультрафильтрацию творожной сыворотки, получение стевиозида, разработку рецептуры напитка [Пронина, О.В. Напиток на основе молочной сыворотки с добавлением экстракта стевии [Текст] / О.В. Пронина, К.К. Полянский, А.Е. Чусова, Н.С. Ковальчук, А.И. Ключников, А.А. Мерзликина // Молочная промышленность.–2016.–№11.– С. 52–53].
Недостатком известного способа является невысокое качество напитка из-за  низкого содержания питательных и биологически активных веществ – легкоусвояемых углеводов, в том числе пребиотиков, витаминов, макро- и микроэлементов, вследствие использования сырья, обладающего не достаточно высокой биологической ценностью, недостаточно полного уменьшения содержания белка в пермеате при заданных параметрах ультрафильтрации, неполного перехода экстрактивных веществ стевии в раствор при заданных режимах экстракции, непродолжительного срока годности.
Техническая задача изобретения – разработка способа получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки, позволяющего повысить качество готового напитка за счёт увеличения его пищевой и биологической ценности вследствие использования сырья, имеющего высокое содержание питательных и биологически активных веществ – легкоусвояемых углеводов, в том числе пребиотиков, витаминов, растворимых и нерастворимых пищевых волокон, минеральных веществ, изменения параметров ультрафильтрации творожной сыворотки и режимов экстракции стевии, получить продукт с профилактическими свойствами и длительного срока годности.
3
Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен способ получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки, включающий ультрафильтрацию творожной сыворотки на керамической мембране с разрешающей способностью 95 – 97 кДа, при рабочем давлении 0,32 – 0,33МПа, температуре 42 – 45°С в течение 50 – 55 минут, с величиной тангенциальной скорости не более 2,2 – 2,7 м/с, степенью концентрирования 2,7 – 2,9, получение экстракта стевии путём смешивания измельченных сухих листьев стевии до размера частиц 1-3 мм с водой в соотношении 1:10, выдержки при температуре 90 – 95 °С в течение 2,0 – 2,5 часов, отделения водного экстракта от листьев стевии, и дальнейшего смешивания проэкстрагированных водой листьев стевии с этанолом концентрацией 96,0 % об. в соотношении 1:1 и выдержки при температуре 60 – 65 ⁰С в течение 30 – 35 минут, отделения спиртового экстракта от листьев стевии, объединения водного и спиртового экстрактов, затем смешивания экстракта стевии и пермеата творожной сыворотки в соотношении 1:9, добавления в смесь инулина, лимонной кислоты, колера и высушивания на распылительной сушилке до влажности 2,5 – 3,0 % при температурах на входе и выходе из башни 135 – 140 °С и 75 – 80°С соответственно, при этом температура распыляемого раствора 50°С, давление сжатого воздуха 0,6 – 0,7 МПа, расход жидкости на распыление 16 см/мин, упаковывания и хранения в течение 3 месяцев, готовят порошкообразный напиток при следующем соотношении ингредиентов, мас %:
Пермеат творожной сыворотки
81,00
Инулин
9,85
Экстракт стевии
9,00
Лимонная кислота
0,05
Колер
0,10
Технический результат изобретения заключается в повышении качества готового порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки, за счёт повышения пищевой и биологической ценности вследствие применения дополнительного сырья – инулина, обладающего пребиотическими свойствами, изменения параметров ультрафильтрации молочной сыворотки, режимов экстракции стевии, использования процесса сушки, в повышении его профилактических свойств и увеличении сроков годности.
Пермеат творожной сыворотки содержит большое количество лактозы, аминокислот, низкомолекулярных биологически активных белковых веществ, макро- и  микроэлементов, витаминов В1, В2, РР, С. Важным компонентом стевии являются флавоноиды, обладающие иммуностимулирующими, иммуномодулирующими и антиоксидантными свойствами, оказывают капилляроукрепляющее действие, уменьшают ломкость сосудов и защищают от накопления холестерина, способствуют рассасыванию образовавшихся бляшек и тромбов. Флавоноиды совместно с витаминами С, Е, селеном участвуют в поддержании нормальной функции антиоксидантной защиты. Дополнительное поступление антиоксидантов стимулирует секрецию инсулина, нормализует окислительно-восстановительные процессы в организме человека. Экстракт стевии через снижение потребности в жирной и сладкой пище уменьшает содержание холестерина и других липидов в сыворотки крови, что способствует угнетению скорости развития атеросклеротических процессов. Также экстракт стевии устойчив при нагревании и длительном хранении, обладает противогрибковой и антибактериальной активностью. Инулин выступает в качестве пребиотика, являясь диетическим пищевым волокном, оказывает благотворное влияние на функции желудочно-кишечного тракта, стимулирует рост и активность бифидо- и лактобактерий, существенно увеличивает усвоение кишечником минеральных веществ (кальция, магния, железа, цинка, меди), приводит к заметному улучшению липидного обмена, оказывает иммуномодулирующее и гепатопротекторное действие, также позволяет снизить уровень сахара в крови, предотвращает возникновение осложнений сахарного диабета.
Способ получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки осуществляют следующим образом.
Проводят ультрафильтрацию творожной сыворотки на керамической мембране с разрешающей способностью 95 – 97 кДа, при рабочем давлении 0,32 – 0,33 МПа, температуре 42 – 45°С в течение 50 – 55 минут, с величиной тангенциальной скорости не более 2,2 – 2,7 м/с, степенью концентрирования 2,7 – 2,9, получают экстракт стевии путём смешивания измельченных сухих листьев стевии до размера частиц 1-3 мм с водой в соотношении 1:10, выдержки при температуре 90 – 95 °С в течение 2,0 – 2,5 часов, отделения водного экстракта от листьев стевии, смешивания проэкстрагированных водой листьев стевии с этанолом концентрацией 96,0 % об. в соотношении 1:1 и выдержки при температуре 60 – 65 °С в течение 30 – 35 минут, отделения спиртового экстракта от листьев стевии, объединения водного и спиртового экстрактов, затем смешивают экстракт стевии и пермеат творожной сыворотки в соотношении 1:9, инулин, лимонную кислоту, колер, готовят порошкообразный напиток при следующем соотношении ингредиентов, мас %:
Пермеат творожной сыворотки
81,00
Инулин
9,85
Экстракт стевии
9,00
Лимонная кислота
0,05
Колер
0,10
3
и высушивают на распылительной сушилке до влажности 2,5 – 3,0 % при  температурах на входе и выходе из башни 135 – 140 °С и 75 – 80°С соответственно, при этом температура распыляемого раствора 50°С, давление сжатого воздуха 0,6 – 0,7 МПа, расход жидкости на распыление 16 см/мин, упаковывают  и хранят в течение 3 месяцев, причем технологические режимы сушки подбирают таким образом, что бы максимально сохранились биологически активные вещества напитка. Продолжительность и температура сушки зависит от вида продукта, его физико-химических показателей.
Способ получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки поясняется следующими примерами.
Пример 1. Проводят ультрафильтрацию творожной сыворотки на керамической мембране с разрешающей способностью 95 кДа, при рабочем давлении 0,32 МПа, температуре 42 °С в течение 50 минут, с величиной тангенциальной скорости не более 2,2 м/с, степенью концентрирования 2,7, получают экстракт стевии путём смешивания измельченных сухих листьев стевии до размера частиц 1-3 мм с водой в соотношении 1:10, выдержки при температуре 90 °С в течение 2,0 часов, отделения водного экстракта от листьев стевии, смешивания проэкстрагированных водой листьев стевии с этанолом концентрацией 96,0 % об. в соотношении 1:1 и выдержки при температуре 60 °С в течение 30 минут, отделения спиртового экстракта от листьев стевии, объединения водного и спиртового экстрактов, затем смешивают экстракт стевии и пермеат творожной сыворотки в соотношении 1:9, инулин, лимонную кислоту, колер, готовят порошкообразный напиток при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Пермеат творожной сыворотки
81,00
Инулин
9,85
Экстракт стевии
9,00
Лимонная кислота
0,05
Колер
0,10
3
и высушивают на распылительной сушилке до влажности 3,0 % при  температурах на входе и выходе из башни 135 °С и 75 °С соответственно, при этом температура распыляемого раствора 50°С, давление сжатого воздуха 0,6 МПа, расход жидкости на распыление 16 см/мин, упаковывают и хранят в течение 3 месяцев.
Перед употреблением порошкообразный напиток разводят питьевой водой в соотношении 1:10.
Пример 2. Проводят ультрафильтрацию творожной сыворотки на керамической мембране с разрешающей способностью 97 кДа, при рабочем давлении 0,33МПа, температуре 45°С в течение 55 минут, с величиной тангенциальной скорости не более 2,7 м/с, степенью концентрирования 2,9, получают экстракт стевии путём смешивания измельченных сухих листьев стевии до размера частиц 1-3 мм с водой в соотношении 1:10, выдержки при температуре 95 °С в течение 2,5 часов, отделения водного экстракта от листьев стевии, смешивания проэкстрагированных водой листьев стевии с этанолом концентрацией 96,0 % об. в соотношении 1:1 и выдержки при температуре 65 °С в течение 35 минут, отделения спиртового экстракта от листьев стевии, объединения водного и спиртового экстрактов, затем смешивают экстракт стевии и пермеат творожной сыворотки в соотношении 1:9, инулин, лимонную кислоту, колер, готовят порошкообразный напиток при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Пермеат творожной сыворотки
81,00
Инулин
9,85
Экстракт стевии
9,00
Лимонная кислота
0,05
Колер
0,10
3
и высушивают на распылительной сушилке до влажности 2,5 % при температурах на входе и выходе из башни 140 °С и 80°С соответственно, при этом температура распыляемого раствора 50°С, давление сжатого воздуха 0,7 МПа, расход жидкости на распыление 16 см/мин, упаковывают  и хранят в течение 3 месяцев.
Перед употреблением порошкообразный напиток разводят питьевой водой в соотношении 1:10.
Пример 3 (прототип). Проводят ультрафильтрацию творожной сыворотки на керамической мембране с разрешающей способностью 100 кДа при рабочем давлении 0,35МПа, степенью концентрирования 2,8, величиной тангенциальной скорости не более 2,5 м/с, при температуре 45 °С в течение 60 минут, получают стевиозид с помощью водно-спиртовой экстракции при температуре 90 °С с гидромодулем 1:5 в течение 120 минут, применяя три слива, объединеняют водный и спиртовый экстракты, затем смешивают экстракт стевии и пермеат в соотношении 2:20 и остальные ингредиенты согласно рецептуре напитка, мас. %:
Пермеат творожной сыворотки
90,5
Экстракт стевии
8,95
Лимонная кислота
0,05
Колер
0,10
Композиция лимонад
0,40
Полученные по примерам 1 и 2 напитки на основе пермеата творожной сыворотки и напиток на основе молочной сыворотки по примеру 3 представляют собой однородную массу. Физико-химические показатели полученных напитков на основе пермеата творожной сыворотки и напитка на основе молочной сыворотки представлены в таблице 1.
Таблица 1
Данные по примерам
СВ, %
Титруемая кислотность, °Т
1
7,0
33,0
2
7,8
33,9
3(прототип)
5,0
32,5
Предложенный способ получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки позволяет получить готовый продут высокого качества за счет повышения пищевой и биологической ценности вследствие применения сырья, имеющего высокое содержание питательных и биологически активных веществ – легкоусвояемых углевдов, в том числе пребиотиков, незаменимых аминокислот, витаминов, растворимых и нерастворимых пищевых волокон, минеральных веществ, антиоксидантов, изменения параметров ультрафильтрации творожной сыворотки, режимов экстракции стевии, использования процесса сушки, повысить его профилактические свойства и длительность хранения.
Использование других параметров ультрафильтрации творожной сыворотки, режимов экстракции стевии и сушки напитка на основе пермеата творожной сыворотки приводит к получению продукта низкой пищевой и биологической ценности вследствие использования сырья, обладающего не достаточно высокой биологической ценностью, недостаточно полного уменьшения содержания белка в пермеате при заданных параметрах ультрафильтрации, неполного перехода экстрактивных веществ стевии в раствор при заданных режимах экстракции, непродолжительного срока годности.
Способ получения порошкообразного напитка на основе пермеата творожной сыворотки позволяет:
– применить продукт в безалкогольной, молочной и других подотраслях пищевой промышленности;
– получить продукт профилактического назначения сбалансированного по составу, который можно использовать непосредственно в питании людей здоровых и с ослабленным иммунитетом;
– повысить качество готового продукта, за счёт более полной сохранности питательных и биологически активных веществ в процессе хранения по сравнению с жидкими продуктами;
– иметь возможность тоннажного приготовления продукта впрок;
– сократить площади производственных и складских помещений;
– получить порошкообразный напиток на основе пермеата творожной сыворотки, который удобно применять как самостоятельный продукт в экспедициях и при полевых работах, транспортировать в труднодоступные районы, транспортные расходы и потери при этом значительно снижаются по сравнению с продукцией, поставляемой в стеклотаре.