СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫВОРОТОЧНОГО ФРУКТОВО-ОВОЩНОГО НАПИТКА
METHOD FOR MANUFACTURE OF WHEY FRUIT-AND-VEGETABLE BEVERAGE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу получения сывороточного фруктово-овощного напитка, и может быть использовано в производстве безалкогольных напитков на основе концентрированной творожной сыворотки, а также может быть использовано в качестве профилактического напитка.
Уровень техники
Известен способ приготовления функционального напитка на основе творожной сыворотки с добавлением пектина. В рецептуру такого напитка дополнительно вносится ароматизатор, имитирующий апельсиновый вкус, который компенсирует сывороточный привкус напитка (патент РФ на изобретение № 2432768, кл. МПК A23C 21/00, опубл. 10.11.2011).
Недостатком известного способа является внесение значительного количества синтезированного ароматизатора, что уменьшает безопасность и биологическую ценность продукта. Этот напиток не обеспечивает полную абсорбцию минеральных солей, особенно Са.
2
Известен способ производства напитка из творожной сыворотки, предусматривающий нагрев творожной сыворотки до 95-96 °С, выдержку при этой температуре в течение 0,8-1,2 мин, охлаждение со скоростью не менее 7,5 °С/мин до 5-10 °С, фильтрацию, внесение в фильтрат вкусовой добавки в виде сахарного сиропа и ароматизатора в виде цитрусовой эссенции или цитрусового эфирного масла. При этом в отфильтрованную сыворотку вводят предварительно высушенную при температуре 45-65 °С до влажности 1-5% и размолотую до получения порошка с удельной поверхностью 2000-5000 см/г кожуру цитрусовых в количестве 0,5-1 % от ее массы с последующим перемешиванием компонентов (патент РФ на изобретение №2373715, кл. МПК A23C 21/00, опубл. 27.11.2009).
Недостатком указанного способа является то, что продукт не относится к продуктам функционального назначения и не оказывает достаточного профилактического воздействия.
Известен способ производства напитка из творожной сыворотки, который включает нагревание творожной сыворотки, внесение подслащивающего компонента, перемешивание, охлаждение, розлив и хранение. При этом в качестве творожной сыворотки используют сыворотку, очищенную методом ультрафильтрации, или фильтрат, полученный при производстве творога методом ультрафильтрации. После нагревания в ультрафильтрат творожной сыворотки вносят сухое растительное сырье из листьев крапивы двудомной и плоды шиповника в соотношении 1:2, в количестве 2,7% к массе ультрафильтрата творожной сыворотки, экстрагируют при температуре 85-88 °С в течение 30-35 мин, отделяют жом и вносят 0,1% раствора лимонной кислоты 50%-ной концентрации (патент РФ на изобретение №2376778, кл. МПК A23C 21/00, опубл. 27.12.2009).
Недостатком известного способа является нестойкость консистенции напитка. К выделению белков и расслоению консистенции приводят вторичные явления после тепловой денатурации, имеющей место при пастеризации.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения молочного фруктово-овощного напитка (патент РФ на изобретение №2489891, кл. МПК А23С 21/00, опубл. 20.08.2013), который предусматривает сбор сыворотки, концентрирование сыворотки методом ультрафильтрации до содержания сухих веществ 15-16%, пастеризацию нагреванием до 65-67°С с выдержкой 0,2-0,3 мин и охлаждение до 8-10°С. В концентрированную творожную сыворотку в количестве 72-74% от общей массы напитка вносят сок топинамбура и персиковый наполнитель, смешивают в течение 13-15 мин при температуре 20-22°С, разливают и охлаждают.
Недостатком известного способа является недостаточная степень чистоты готового продукта, не позволяющая обеспечить необходимые органолептические свойства продукта: прозрачность, степень осветления.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения сывороточного фруктово-овощного напитка на основе концентрированной творожной сыворотки, предварительно очищенной соком топинамбура перед концентрированием, что приводит к наибольшей степени осветления.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению степени чистоты готового продукта и улучшению органолептических свойств в части внешнего вида.
Указанный технический результат достигается с помощью способа получения сывороточного фруктово-овощного напитка, включающего сбор и концентрирование творожной сыворотки методом ультрафильтрации, пастеризацию нагреванием до 65-67°С с выдержкой 0,2-0,3 мин, охлаждение до 8-10°С, внесение фруктового наполнителя в количестве 10% от общей массы напитка, смешивание в течение 13-15 мин при температуре 20-22°С, розлив и охлаждение, причем согласно изобретению, перед концентрированием творожную сыворотку смешивают с соком топинамбура в соотношении 7:3 соответственно, смешивание проводят в течение 4-6 мин при температуре 18-22°С, далее смесь отстаивают до выпадения белкового осадка, затем полученную смесь концентрируют до содержания сухих веществ 12-14%, а после внесения фруктового наполнителя вносят вкусоароматические добавки, при следующем соотношении компонентов, в мас.% от общей массы напитка: смесь творожной сыворотки и сока топинамбура  88-90; фруктовый наполнитель  9-10; вкусоароматические добавки  1-2; причем в качестве сока топинамбура применяют сок топинамбура, очищенный путем фильтрации, или его концентрат.
Сок топинамбура содержит достаточно большое количество сухих веществ (до 20%), среди которых до 80% содержится полимерного гомолога фруктозы - инулина. Природная фруктоза в полтора-два раза слаще сахара, но в отличие от последнего в 3 раза медленнее повышает уровень сахара в крови, попадает в клетки организма без участия инсулина и обладает высокой энергетической ценностью. Поэтому этот моносахарид довольно часто является эффективным сахарозаменителем для людей, страдающих сахарным диабетом, что говорит о несомненной пользе фруктозы таким больным (см. ист. Гулый И.С, Бобровник Л.Д., Ефимов А.С., Пасько Н.М. "Топинамбур и его использование", Пищевая промышленность, 1987, №1, с.40-42).
Инулин является полисахаридом, гидролиз которого приводит к получению безвредного для диабетиков сахара - фруктозы. Топинамбур содержит клетчатку и богатый набор минеральных элементов, в том числе (мг % на сухое вещество): железа  10,1; марганца  44,0; кальция  78,8; магния  31,7; калия  1382,5; натрия  17,2. В таблице 1 дан витаминный состав сока топинамбура в мг % к массе сухого вещества (см. ист. Голубев В.Н., Волкова И.В., Кушалаков Х.М., "Топинамбур. Состав, свойства, способы переработки, области применения ". Москва, 1995).  В таблице 1 дан витаминный состав сока топинамбура в мг % к массе сухого вещества.
Таблица 1. Витаминный состав сока топинамбура в мг % к массе сухого вещества.
Осуществление изобретения
Сущность предложенного способа заключается в следующем.
Осуществляют сбор сыворотки, полученной при производстве нежирного творога. После этого ее пастеризуют при температуре (76±2)ºС с выдержкой 15-20 с, охлаждают до температуры около (4±2)ºС и при необходимости резервируют на хранение до 3 суток. На следующем этапе творожную сыворотку с целью предварительной очистки смешивают на смесителе в течение 4-6 минут с соком топинамбура в соотношении 7:3 соответственно (при таком соотношении достигается наибольшая степень осветления). Смешивание проводят при температуре (20±2)ºС, выбор такого небольшого времени смешивания и температуры смешивания не менее 18ºС и не более 22ºС обеспечивает сохранение нативных свойств молочного и растительного сырья.
Далее смесь творожной сыворотки и сока топинамбура отстаивают до выпадения белкового осадка, при этом осветленная смесь творожной сыворотки и сока топинамбура должна иметь следующие показатели: сухие вещества = 7,54%, включая общий белок = 0,6%, лактоза = 4,4%, инулин = 1,2%, пектин = 0,5%, минеральные вещества = 0,84%. Затем осветленную смесь концентрируют на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УАМ) с размером пор 0,01-0,45 мкм при температуре (12±2)ºС продолжительностью до 6,5 часов. Далее смесь концентрируют до содержания сухих веществ 12-14%, дальнейшее увеличение массовой доли сухих веществ при её ультрафильтрации ведет к повышению селективности и падению проницаемости мембран, что снижает эффективность технологического процесса. После этого концентрированную смесь нагревают до 65-67 ºC с выдержкой 0,2-0,3 мин и охлаждают до 8-10 ºC, что позволяет снизить бактериальную обсеменённость и увеличить срок её хранения. Затем в концентрированную смесь в количестве 88-90 % от общей массы напитка вносят фруктовый наполнитель в количестве 9-10 % от общей массы напитка и вкусоароматические добавки в количестве 1-2 % от общей массы напитка, смешивают в течение 13-15 мин при температуре 20-22 ºC.
В таблице 2 даны органолептические показатели сывороточного фруктово-овощного напитка.
В таблице 3 даны основные физико-химические свойства сывороточного фруктово-овощного напитка.
Таблица 2. Органолептические показатели сывороточного фруктово-овощного напитка.
Таблица 3. Основные физико-химические свойства сывороточного фруктово-овощного напитка
Примеры реализации
Пример 1
Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Смешивают творожную сыворотку с соком топинамбура в течение 2 минут в соотношении 9/1 при температуре 14°C и отстаивают до выпадения белкового осадка. Проводят концентрирование полученной осветленной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура до содержания сухих веществ 14% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УAM) с размером пор 0,01-0,45 мкм. Процесс концентрирования смеси творожной сыворотки и сока топинамбура происходит при температуре 12°C. Проводят пастеризацию концентрированной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура в ванне длительной пастеризации, при этом ее нагревают до 64°C с выдержкой 0,2 мин и охлаждают до 7°C. Для получения напитка в концентрированную смесь творожной сыворотки и сока топинамбура в количестве 92% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 8% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течение 11 минут, выдерживая температуру 18°C, подают на розлив и охлаждают.
Полученный напиток представляет собой непостоянную однородную текущую консистенцию светло-оранжевого цвета с небольшими осадками и хлопьями из-за недостаточной степени осветления (сухих веществ =8,14%) смеси творожной сыворотки и сока топинамбура, которая связана с малым временем перемешивания при низкой температуре, имеет повышенную кислотность 80°T и выраженный сывороточный запах из-за большого количества сывороточного концентрата.
Пример 2
Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Смешивают творожную сыворотку с соком топинамбура в течение 4 минут в соотношении 8/2 при температуре 18°C и отстаивают до выпадения белкового осадка. Проводят концентрирование полученной осветленной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура до содержания сухих веществ 14% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УAM) с размером пор 0,01-0,45 мкм. Процесс концентрирования смеси творожной сыворотки и сока топинамбура происходил при температуре 12°C. Проводят пастеризацию концентрированной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура в ванне длительной пастеризации, при этом ее нагревают до 65°C с выдержкой 0,3 мин и охлаждают до 8°C. Для получения напитка в концентрированную смесь творожной сыворотки и сока топинамбура в количестве 90% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 9% от общей массы напитка и вносят вкусоароматические добавки в количестве 1% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течение 13 минут, выдерживая температуру 20°C, подают на розлив и охлаждают.
Полученный напиток представляет собой постоянную однородную текущую консистенцию светло-оранжевого цвета без осадка и хлопьев из-за повышенной степени осветления (сухих веществ =7,84%), которая связана с более длительным временем перемешивания при благоприятной температуре, имеет кислотность 70°T и обладает выраженным персиковым вкусом из-за меньшего добавления концентрированной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура.
Пример 3
Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Смешивают творожную сыворотку с соком топинамбура в течение 6 минут в соотношении 7/3 при температуре 22°C и отстаивают до выпадения белкового осадка. Проводят концентрирование полученной осветленной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура до содержания сухих веществ 14% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УAM) с размером пор 0,01-0,45 мкм. Процесс концентрирования смеси творожной сыворотки и сока топинамбура происходил при температуре 12°C. Проводят пастеризацию концентрированной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура в ванне длительной пастеризации, при этом ее нагревают до 66°C с выдержкой 0,3 мин и охлаждают до 9°C. Для получения напитка в концентрированную смесь творожной сыворотки и сока топинамбура в количестве 88% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 10% от общей массы напитка и вносят вкусоароматические добавки в количестве 2% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течение 15 минут, выдерживая температуру 22°C, подают на розлив и охлаждают.
Полученный напиток представляет собой постоянную однородную консистенцию светловато-желтого цвета без осадка и хлопьев из-за высокой степени осветления (сухих веществ =7,54%), которая связана с длительным временем перемешивания при комнатной температуре, имеет кислотность 60°T и обладает выраженным сладковатым персиковым вкусом из-за большого содержания фруктового наполнителя и вкусоароматических добавок.
Пример 4
Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Смешивают творожную сыворотку с соком топинамбура в течение 8 минут в соотношении 6/4 при температуре 26°C и отстаивают до выпадения белкового осадка. Проводят концентрирование полученной осветленной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура до содержания сухих веществ 14% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УAM) с размером пор 0,01-0,45 мкм. Процесс концентрирования смеси творожной сыворотки и сока топинамбура происходил при температуре 12°C. Проводят пастеризацию концентрированной смеси творожной сыворотки и сока топинамбура в ванне длительной пастеризации, при этом ее нагревают до 67°C с выдержкой 0,3 мин и охлаждают до 10°C. Для получения напитка в концентрированную смесь творожной сыворотки и сока топинамбура в количестве 88% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 10% от общей массы напитка и вносят вкусоароматические добавки в количестве 2% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течение 17 минут, выдерживая температуру 24°C, подают на розлив и охлаждают.
Полученный напиток представляет собой постоянную однородную текущую консистенцию светло-оранжевого цвета без осадка и хлопьев из-за увеличенного значения степени осветления (сухих веществ =7,24%), которая связана с длительным временем перемешивания при повышенной температуре, имеет кислотность 55°T и обладает выраженным сладковатым персиковым вкусом из-за большого содержания вкусоароматических добавок.
Наиболее оптимальным из рассмотренных примеров является 2-й и 3-й, так как в первом примере напиток не соответствует заданным требованиям, а в четвертом затрачивается большое количество ингредиентов, что приводит к повышению себестоимости напитка. Поэтому самым оптимальным является состав напитка, включающий концентрированную смесь творожной сыворотки и сока топинамбура в количестве 88-90% от общей массы напитка, фруктового наполнителя 9-10% от общей массы напитка и вкусоароматических добавок 1-2% от общей массы напитка.
В таблице 4 даны витаминный и минеральный состав сывороточного фруктово-овощного напитка.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными технологическими решениями имеет следующие преимущества:
- может быть использовано в качестве профилактического напитка;
- приводит к повышению степени чистоты готового продукта и улучшению органолептических свойств в части внешнего вида;
- приводит к повышению биологической ценности кисломолочного продукта.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».
Сравнительный анализ показал, что в уровне техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, а также не подтверждена известность влияния этих признаков на технический результат. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».