СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОЛАКТОЗНОГО МОЛОЧНОГО НАПИТКА ДЛЯ ГЕРОДИЕТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ
METHOD FOR PRODUCTION OF LOW LACTOSE MILK BEVERAGE FOR GERONTOLOGICAL DIETARY ALIMENTATION

Изобретение относится к молочной промышленности, к производству жидких молочных продуктов, в частности к производству молочных напитков, предназначенных для питания пожилых людей.
В молочной промышленности стоит задача расширения ассортимента и технологий производства молочных продуктов, адаптированных к особенностям организма пожилых людей за счет внесения геропротекторных компонентов или снижения содержания отдельных компонентов продукта, которые являются не желательными для употребления в пожилом возрасте.
В этой связи актуально обогащение продуктов массового потребления веществами, участвующими в защите организма от преждевременного старения, а также уменьшение содержания жира для предотвращения нарушения липидного обмена и лактозы с целью адаптации молочных продуктов для использования в питании людей, страдающими лактазной недостаточностью.
Для людей пожилого возраста разработана технология стерилизованных поликомпонентных молочных напитков, включающих натуральное или сухое молоко, комплексы витаминов и микроэлементов, растворы легкоусвояемых углеводов и пищевые волокна. Содержание лактозы в поликомпонентых напитках снижено до 3,2-3,7% [1].
Указанные поликомпонентые молочные напитки обладают достаточно высокой энергетической ценностью за счет повышения общего содержания углеводов по сравнению с молоком до 5-7%, что не всегда является желательным в лечебно-профилактическом питании.
2
c
Известен молочный напиток, содержащий молоко, молоко сухое обезжиренное, лактулозу с массовой долей сухих веществ 50%, калий лимоннокислый, железо сернокислое, цинк сернокислый, витамины А, Е, С, D, B и воду (прототип) [2].
Данный напиток обладает улучшенными пищевыми, биологическими и профилактическими свойствами и адаптирован для геродиетического питания, но при его разработке не учитывалась значительная распространенность у людей пожилого возраста различной степени лактазной недостаточности.
Технический результат - повышение качества готового продукта, обеспечение высоких органолептических показателей и микробиологическая чистота.
с
2
Этот технический результат достигается тем, что молочный напиток получают путем смешения нормализованного по жиру молока с предварительно восстановленным сухим обезжиренным молоком, пастеризации смеси, охлаждения до 4-6°С, внесения фермента β-галактозидазы, проведения ферментации лактозы, выдерживая смесь при слабом помешивании при температуре 4-5°С, последующим подогревом смеси до температуры 35-40°С, добавления в смесь водных растворов витамина С, витамина В, сернокислого железа, сернокислого цинка, лимоннокислого калия и предварительно приготовленной эмульсии жирорастворимых витаминов с лецитином, полученной отбором порции нормализованной молочной смеси, в которую после подогрева ее до 60-85°С вносят витамины А, Е, D, лецитин, после чего перемешивают и эмульгируют в гомогенезаторе, перемешивания полученной смеси, УВТ-стерилизации, охлаждения до 78°С, гомогенизации, охлаждения и розлива, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
молоко нормализованное
40,9-92,5
молоко сухое обезжиренное
3,9-7,0
калий лимоннокислый
0,1
железо сернокислое
0,00844
цинк сернокислый
0,00618
витамин А
0,0002
витамин Е
0,00096
витамин С
0,01285
витамин D<sub>2</sub>
5·10<sup>-7</sup>
витамин В<sub>с</sub>
4,5·10<sup>-5</sup>
лецитин
0,5
фермент растворимой β-галактозидазы
0,040-0,043
вода
остальное
2
Исследования Института питания РАМН РФ показывают, что пожилые люди испытывают пищевую недостаточность в связи с ухудшениями функций пищеварительной системы и других систем организма. Особенно остро недостаточность питания возникает по белку, минеральным веществам: железу и цинку, витаминам: A, D, E, С и фолиевой кислоте, недостаток или отсутствие которых в пище вызывают различные патологические процессы в организме пожилых людей.
Соотношение основных ингредиентов в продукте подобрано с учетом физиологических особенностей усвоения и метаболизма организма пожилого человека [3].
Введение в предлагаемую рецептуру молочного напитка фермента растворимой β-галактозидазы грибкового происхождения как фермента, ответственного за гидролиз лактозы, позволяет снизить содержание молочного сахара в молочной основе за счет его расщепления на легкоусвояемые моносахара - глюкозу и галактозу. В результате люди, страдающие лактазной недостаточностью, восстанавливают способность употреблять молочные продукты.
Ферментативный гидролиз лактозы β-галактозидазой происходит при оптимальных условиях в диапазоне рН 6,0-6,5. Гидролиз идет довольно быстро до степени распада 50%. После расщепления 75% лактозы действие фермента значительно ослабевает.
При введении в композицию фермента растворимой β-галактозидазы менее 0,40 кг на 1000 кг продукта не позволяет получить степень гидролиза, равную или больше 75%, что является необходимым условием для производства низколактозного молочного напитка. Введение более 0,43 кг на 1000 кг экономически нецелесообразно, так как позволяет получить степень гидролиза, равную или больше 90%, значение, которое является необходимым лишь для людей, страдающих полной непереносимостью лактозы.
Инактивация фермента происходит при УВТ-обработке молочного напитка.
2
2
Жирорастворимые витамины A, D и Е обладают геропротекторными свойствами, и поэтому особо важны для пожилых людей. Витамин А - антиоксидант, оказывает противовоспалительное, капилляроукрепляющее действие, необходим для нормального протекания зрительных процессов. Витамин D стимулирует усвоение кальция, микроэлементов, необходим для профилактики и лечения остеопатии. Витамин Е - антиоксидант и противовоспалительное средство, уменьшает концентрацию холестерина в крови, предохраняет организм от таких заболеваний, как атеросклероз, заболевания сердца, предотвращает развитие катаракты.
Для исключения расслаивания масляного раствора жирорастворимых витаминов при его добавлении в молоко, предлагается использовать натуральный лецитин (Е322) в количестве 0,5% от массы молочного напитка.
Механизм действия лецитина основан на образовании пространственных и электрических барьеров, стабилизирующих эмульсии, которые предотвращают повторное слипание уже сформировавшихся частичек дисперсной фазы и повторное расслоение. Таким образом, лецитин стабилизирует капли жира в эмульсии, окружая их защитным слоем.
Лецитин (Е322) представляет собой комплекс фосфолипидов, включающий также полиненасыщенные жирные кислоты, является природным эмульгатором и антиокислителем [4, с.339-341].
Введение в продукты питания геродиетического назначения фосфолипидов препятствует образованию холестериновых камней и возникновению застойных явлений в желчном пузыре, предупреждает развитие гиперхолестеринемии у пожилых людей [5, с.25].
Использование лецитина в количестве меньшем, чем 0,5% к массе готового продукта, не позволяет достичь требуемого технологического эффекта. Применение лецитина в количестве более 0,5% не способствует значительному улучшению свойств целевого продукта и экономически нецелесообразно.
Введение в состав разрабатываемого молочного напитка сухого обезжиренного молока позволяет восполнить недостаточность питания по белку и повысить биологическую ценность продукта.
Внесение таких минеральных солей как калий лимоннокислый, железо сернокислое и цинк сернокислый позволяет обеспечить организм комплексом минеральных веществ, незаменимых для многих биохимических процессов, происходящих в организме.
с
Витамин С является антиоксидантом, необходимым для осуществления большинства метаболических процессов в организме. Витамин В (фолиевая кислота) поддерживает иммунную систему, способствуя нормальному образованию и функционированию белых кровяных телец.
Пример осуществления способа
Технология производства молочного напитка состоит из следующих стадий:
- предварительная подготовка компонентов;
- нормализация молока (до массовой доли жира 3,5% или 0,05%);
- смешивание нормализованного молока с восстановленным сухим обезжиренным молоком;
- пастеризация смеси;
- охлаждение;
- внесение фермента β-галактозидазы, перемешивание;
- ферментация;
- подогрев смеси;
- добавление подготовленных компонентов;
- смешение;
- ультравысокотемпературная (УВТ) стерилизация;
- гомогенизация смеси;
- охлаждение;
- розлив;
- хранение.
Способ получения низколактозного молочного напитка для геродиетического питания представлен в двух вариантах: молочный напиток с содержанием жира не более 2,0% и молочный напиток с содержанием жира не более 1,5%.
Пример 1 (по первому варианту)
Для получения 1000 кг молочного напитка с массовой долей жира 2,0% (без учета потерь) исходные компоненты берут в следующих количествах, кг:
молоко жирностью 3,5%
409,0
молоко сухое обезжиренное
70,0
калий лимоннокислый
1,0
железо сернокислое
0,0844
цинк сернокислый
0,0618
витамин А
0,002
витамин Е
0,0096
витамин C
0,1285
витамин D<sub>2</sub>
5·10<sup>-6</sup>
витамин В<sub>с</sub>
4,5·10<sup>-4</sup>
лецитин
5,0
фермент растворимой β-галактозидазы
0,40-0,43
вода
остальное
При приготовлении молочного напитка 2,0% жирности сухое обезжиренное молоко в количестве 70,0 кг растворяют в 460 л воды при температуре 35-40°С, вносят в нормализованное по жиру (3,5%) молоко, взятое в количестве 413 кг, и тщательно перемешивают. Полученную смесь пастеризуют при температуре 76±2°C с выдержкой 15-20 с и охлаждают до 4-6°С.
2
2
Для приготовления эмульсии жирорастворимых витаминов (A, D, Е) отбирают небольшую порцию нормализованной пастеризованной молочной смеси (20-25 кг). Витамины (A, D, Е) вносят в предварительно подогретую до 60-85°С смесь, добавляют эмульгатор лецитин в количестве 5 кг (0,5% к массе готового продукта), перемешивают и эмульгируют в гомогенизаторе при давлении 15-20 МПа в течение 1 минуты.
В емкость с нормализованной пастеризованной смесью в количестве 930 кг вносят фермент β-галактозидазу в концентрации 400-430 мг/л и проводят ферментацию лактозы: смесь выдерживают при слабом помешивании в течение 16 часов при температуре 4-5°С.
с
Далее смесь подогревают до температуры 35-40°С, после чего добавляют 1,3 л водного раствора витамина С с концентрацией 10%; 45 мл водного раствора витамина В (фолиевой кислоты) с концентрацией 1%; 0,844 л сернокислого железа с концентрацией 10%; 0,618 л сернокислого цинка с концентрацией 10%; 3,0-3,3 л лимоннокислого калия с концентрацией 30% и эмульсию жирорастворимых витаминов с лецитином (приготовленную предварительно), тщательно перемешивают.
Полученную таким образом молочную смесь подвергают последовательно УВТ-стерилизации при температуре 135-145°С с выдержкой 2-4 с, после охлаждения до 78°С гомогенизации при давлении 10-15 МПа, охлаждению до 4-6°С и осуществляют розлив.
Хранение готового продукта предусматривается при отсутствии прямого солнечного света в охлажденном виде при температуре 0-6°С не более 10 суток в зависимости от типа упаковочного материала.
Пример 2 (по второму варианту)
Для получения 1000 кг молочного напитка жирностью 1,5% (без учета потерь) исходные компоненты берут в следующих количествах, кг:
молоко жирностью 0,05%
925,0
молоко сухое обезжиренное
39,0
калий лимоннокислый
1,0
железо сернокислое
0,0844
цинк сернокислый
0,0618
витамин А
0,002
витамин Е
0,0096
витамин C
0,1285
витамин D<sub>2</sub>
5·10<sup>-6</sup>
витамин B<sub>c</sub>
4,5·10<sup>-4</sup>
лецитин
5,0
фермент растворимой β-галактозидазы
0,40-0,43
вода
остальное
При приготовлении молочного напитка жирностью 1,5% сухое обезжиренное молоко в количестве 39,0 кг растворяют в 390 кг нормализованного по жиру (0,05%) молока, после чего полученную смесь вносят в оставшуюся часть нормализованного по жиру (0,05%) молока, взятого в количестве 530 кг, тщательно перемешивают, затем смесь пастеризуют при температуре 76±2°C с выдержкой 15-20 с, охлаждают до 4-6°С и осуществляют производство молочного напитка аналогично примеру 1 (способ по первому варианту).
Органолептические показатели полученных молочных напитков представлены в таблице 1. Основные показатели качества молочных напитков, полученных согласно примерам 1 и 2, представлены в таблице 2.
Таблица 1
Органолептические показатели молочных напитков
Наименование показателя
Характеристика показателя
пример 1
пример 2
Внешний вид и консистенция
Непрозрачная однородная жидкость
Вкус и запах
Чистые, характерные для молока, без ярко выраженных привкуса и запаха кипячения, с приятными вкусом и ароматом
Цвет
Белый, со светло-кремовым оттенком
Таблица 2
Физико-химические показатели и энергетическая ценность молочных напитков
Наименование показателя
Значение показателя
пример 1
пример 2
Содержание сухих веществ, %, не менее
11,2
11,4
жира, %, не более
2,0
1,5
в том числе молочного жира, %, не менее
1,5
0,8
белка, %, не менее
3,5
4,2
углеводов, %, не более
4,8
4,8
в том числе лактозы, %, не более
1,0
1,0
минеральных веществ: железа, мг/100 г
1,5
1,5
цинка, мг/100 г
1,5
1,5
витаминов: С, мг/100 г
7,5
7,5
D<sub>2</sub>, мг/100 г
0,0005
0,0005
Е, мг/100 г
1,0
1,0
А, мг/100 г
0,17
0,17
В<sub>с</sub>, мг/100 г
0,04
0,04
Энергетическая ценность, ккал/100 г
51,2
49,5
Способ позволяет повысить качество готового продукта, предназначенного для геродиетического питания, за счет снижения содержания лактозы, обеспечения высоких органолептических показателей и микробиологической чистоты, применением УВТ-обработки, после которой молочный напиток в отличие от стерилизации не приобретает ярко выраженных вкуса и запаха кипяченого молока, но обеспечивает уничтожение патогенных микроорганизмов и спор. Использование лецитина в качестве эмульгатора обеспечивает стабильность эмульсии жирорастворимых витаминов в молочном напитке, сохраняет гомогенную консистенцию напитка в течение требуемого срока хранения.
Производство данного продукта позволит расширить ассортимент геродиетических продуктов и эффективно использовать вторичный молочный продукт (обезжиренное молоко).
Употребление данного низколактозного легкоусвояемого молочного напитка, обладающего пониженной калорийностью, обогащенного фосфолипидами и комплексом минеральных веществ и витаминов, позволит обеспечить достаточность, оптимальный состав и сбалансированность пищи, будет способствовать улучшению питания лиц пожилого возраста.
Перечень источников информации
1. Чумакова И.В. Продукты геродиетического питания / И.В.Чумакова, Н.В.Фатеева // Молочная промышленность, 2009. - №7. - С.26.
2. Патент РФ №2182794, 2002, МПК А23С 23/00.
3. Крашенинин П.Ф. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения / П.Ф.Крашенинин // Молочная промышленность. - 1993. - №2. - С.28.
4. Сарафанова Л.А. Пищевые добавки: энциклопедия / Л.А.Сарафанова. - СПб: ГИОРД, 2003. - 688 с.
5. Липатов Н.Н. Геродиетические продукты на мясной и молочной основе: обзорная информация / Н.Н.Липатов, И.А.Рогов, С.Б.Жаринов (и др.). - М.: АгроНИИТЭИММП, 1989. - 40 с.