СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СЫВОРОТОЧНОГО НАПИТКА
WHEY BEVERAGE PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной, и может быть использовано для производства напитков из молочной сыворотки.
Известна технология изготовления кваса «Новый» из осветленной молочной сыворотки. Сыворотку, полученную при производстве творога или сыра, подвергают тепловой обработке, осветляют, добавляют сахарный сироп, хлебный экстракт и дрожжевую закваску. По окончании брожения квас охлаждают и разливают (Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь. А.Г.Храмцов, В.А.Павлов, П.Г.Нестеренко, Г.Н.Холодов, И.А.Евдокимов, Д.Н.Лодыгин. - М.: Росагропромиздат, 1989, с.110-112).
Однако напиток, полученный предложенным способом, содержит в качестве подсластителя сахарный сироп, в связи с этим не может быть использован в диабетическом питании.
Известен способ приготовления напитка на основе сыворотки «Прохлада», предусматривающий пастеризацию осветленной молочной сыворотки, сквашивание чистыми культурами болгарской и ацидофильной палочек и молочными дрожжами, сбраживающими лактозу, с добавлением вкусовых наполнителей (Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Безотходная технология в молочной промышленности. / Под ред. А.Г.Храмцова. -М.: Агропромиздат, 1989, с.279).
Способ приготовления напитка предусматривает осветление молочной сыворотки, что снижает ее биологическую ценность, также напиток имеет специфическое сывороточное послевкусие и небольшой срок хранения.
Наиболее близким к заявленному является способ приготовления напитка на основе молочной сыворотки, предусматривающий смешивание предварительно пастеризованной сыворотки с соком топинамбура, охлаждение до температуры сквашивания, внесение стабилизатора, заквашивание закваской для йогурта, состоящей из Str. Thermophilus и Lmb. Bulgaricum, перемешивание смеси и сквашивание. По окончании сквашивания в смесь вводили ароматизатор и подсластитель, полученный напиток охлаждали до 8°С и направляли на фасовку (патент RU №2181248).
Недостатками данного напитка являются низкие показатели пищевой и биологической ценности, в качестве подслащивающего вещества используется сахарозаменитель искусственного происхождения аспартам. Учитывая, что аспартам содержит остаток аминокислоты фенилаланина, данный сахарозаменитель противопоказан больным фенилкетонурией.
Задачей, решаемой изобретением, является разработка способа производства сывороточного напитка, обеспечивающего необходимый уровень сладости без использования подсластителей, а также расширение ассортимента напитков из молочной сыворотки функционального назначения.
Техническим результатом изобретения является усиление профилактических свойств напитка, повышение содержания основных витаминов и минеральных веществ.
Технический результат достигается тем, что в способе производства сывороточного напитка, предусматривающем смешивание творожной сыворотки с растительным наполнителем, охлаждение до температуры заквашивания, сквашивание, внесение ароматизатора и охлаждение напитка, после смешивания компонентов смесь нагревают до температуры 60-65°С, гомогенизируют при давлении 12-15 МПа, пастеризуют при температуре 90-95°С с выдержкой 5 мин, затем охлаждают до температуры сквашивания 37-39°С, а в качестве заквасочной культуры используют закваску, состоящую из Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium species, Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus и Streptococcus thermophilus, в качестве растительного наполнителя используют смесь пюре из моркови и ферментированного пюре из топинамбура, а после сквашивания дополнительно вносят пюре из яблок.
Компоненты для приготовления сывороточного напитка берут в следующем соотношении, мас.%:
Творожная сыворотка
43-48
Ферментированное пюре из топинамбура
35-40
Пюре из моркови
8-10
Закваска
2
Пюре из яблок
5-7
Ароматизатор
0,0015
Ферментированное пюре из топинамбура получают путем измельчения и гомогенизации корнеплодов до размера частиц не более 0,1 мм, с последующей обработкой 10%-ным раствором лимонной кислоты в соотношении 100:6 и проведением ферментации инвертазой в количестве 1% фермента к массе ферментируемого сырья при температуре 45-55°С в течение 120-150 мин.
Применение специальной обработки пюре топинамбура в способе производства сывороточного напитка позволяет улучшить органолептические показатели, придать диабетические и пребиотические свойства сывороточному напитку. Это обусловлено прежде всего уникальным углеводным составом топинамбура, который главным образом представлен инулином и олигосахаридами. И инулин, и олигосахариды топинамбура имеют аналогичное строение, но отличаются длиной цепи. Инулин содержит 33-35 углеводных остатков олигосахариды - от 2 до 8. В процессе обработки пюре топинамбура препаратом инвертазы происходит гидролиз углеводов с образованием фруктозы 75-80% и глюкозы 20-25%. Полученная в результате гидролиза фруктоза проявляет бифидогенные свойства, обладает медовым вкусом, более высоким по сравнению с сахарозой индексом сладости, не вызывает кариеса.
Инвертаза или β-фруктофуранозидаза (Е1103) - фермент, который катализирует реакцию гидролиза концевых β-D-фруктофуранозидных остатков в β-D-фруктофуранозидах. Инвертазу получают, как правило, контролируемой ферментацией Saccharomyces sp. (Kluyveromyces). Оптимумом действия фермента является температура 45-55°С и рН 4,5-5,5.
Препарат инвертазы хорошо растворим в воде, не придает никакого постороннего цвета, запаха или вкуса тому продукту, в состав которого она входит. Фермент, в основном, используется в кондитерской промышленности для получения помадных конфет, марципановых, пралиновых, мармеладных и других кондитерских масс, замедляя кристаллизацию сахарозы и как следствие очерствение продукта.
Фермент относится к экзоферментам, в связи с этим в первую очередь гидролизу подвергаются олигосахариды топинамбура
3
В заявленном изобретении ферментная обработка пюре из топинамбура длится 120-150 мин при температуре 45-55°С и значениями рН 5,0-5,5, за это время происходит полный гидролиз олигосахаридов топинамбура, количество инулина остается на начальном уровне. Изменение режимов обработки приводит к неполному гидролизу олигосахаридов, и как следствие продукт будет обладать недостаточной сладостью. С увеличением времени обработки гидролизу будет подвергаться инулин, что является нежелательным. Помимо общеизвестных положительных эффектов инулина на организм человека: нормализация микрофлоры кишечника, выведение из организма радионуклидов, тяжелых металлов, биогенных токсинов, улучшение липидного обмена, снижение содержания триглицеридов и холестерина в крови, улучшение усвоения кальция, в представленном изобретении инулин, выступая в роли пребиотика, стимулирует развитие заквасочной микрофлоры, в том числе Bifidobacterium species, повышая тем самым КОЕ/см бифидобактерий и молочнокислых бактерий в продукте.
Пюре из моркови в технологии сывороточного напитка улучшает цвет продукта за счет наличия красящих пигментов - каратиноидов - и усиливает профилактические свойства за счет наличия таких функциональных ингредиентов, как пантотеновая кислота и ее производные, пищевые волокна и витамины. Пантотеновая кислота и ее производные обладает ростстимулирующим действием в отношении различных штаммов бифидобактерий, при этом максимальная активность свойственна таким пантатеносодержащим соединениям моркови, как пантетин и S-сульфопантетин. Этот процесс обусловлен особенностями физиологии бифидобактерий, трансформирующих пантотенаты в коферментную форму коэнзим А, необходимого для обеспечения важнейших метаболических процессов бактериальной клетки.
В представленной разработке пребиотическое влияние инулина и пантатената сочетается с сорбцией пробиотиков на волокнах-полисахаридах. Вследствие чего содержание жизнеспособных клеток как молочнокислых микроорганизмов, так и бифидобактерий остается на высоком уровне в течение всего срока хранения (рис.1). У пробиотиков, защищенных подобным образом, повышается устойчивость к действию внешних факторов и способность к имплантации в кишечнике.
Введение в рецептуру яблочного пюре позволяет улучшить вкусовые качества и скорректировать микронутриентный состав, повысив содержание пищевых волокон, железа, магния и витамина С.
Технологический процесс производства сывороточного напитка включает следующие операции.
Вначале проводят ферментацию пюре из топинамбура. Для этого в емкости для ферментации производят смешивание пюре из топинамбура с размером частиц 50-100 мкм и раствора лимонной кислоты с концентрацией 10% в соотношении 100:6. Полученную смесь подогревают до температуры 45-55°С, вносят препарат инвертазы в количестве 1%, тщательно перемешивают и выдерживают при этой температуре в течение 120-150 мин, каждые 30 мин проводят перемешивание смеси. Если по технологическим причинам ферментированное пюре топинамбура сразу не поступает на выработку напитка, его охлаждают до температуры 4±2°С и хранят не более 4 часов.
В емкости согласно рецептуре смешивают сыворотку с пюре из моркови и ферментированное пюре из топинамбура. После чего смесь нагревают до температуры 60-65°С и гомогенизируют при давлении 12-15 МПа. Гомогенизированную смесь направляют на пастеризацию, которую осуществляют при температуре 90-95°С с выдержкой 5 мин, после чего смесь охлаждают до температуры 37-39°С, вносят закваску, перемешивают и оставляют на сквашивание. Сквашивание длится на протяжении 8-10 часов, после чего продукт охлаждают до температуры 12-14°С путем пуска ледяной воды в межстенное пространство резервуара, вносят яблочное пюре и ароматизатор, перемешивают и направляют на розлив. Расфасованный напиток помещают в камеру хранения с температурой 4±2°С. В камере происходит дальнейшее охлаждение и хранение продукта.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1
Технологический процесс производства сывороточного напитка включает следующие операции.
В емкости для ферментации производят смешивание пюре из топинамбура с размером частиц 50-100 мкм и раствора лимонной кислоты с концентрацией 10% в соотношении 100:6. Полученную смесь подогревают до температуры 45°С, вносят препарат инвертазы в количестве 1%, тщательно перемешивают и выдерживают при этой температуре в течение 150 мин, каждые 30 мин проводят перемешивание смеси. Ферментированное пюре перекачивают в емкость для смешивания.
В емкость согласно рецептуре вносят сыворотку, пюре из моркови и ферментированное пюре из топинамбура. Полученную смесь перемешивают в течение 5 мин после чего смесь нагревают до температуры 60°С и гомогенизируют при давлении 15 МПа. Гомогенизированную смесь направляют на пастеризацию, которую осуществляют при температуре 95°С с выдержкой 5 мин, после чего смесь охлаждают до температуры 37°С, вносят закваску, перемешивают и оставляют на сквашивание. Сквашивание длится на протяжении 10 часов, после чего продукт охлаждают до температуры 12°С, вносят пюре из яблок и ароматизатор, перемешивают и направляют на розлив. Расфасованный напиток помещают в камеру хранения с температурой 4±2°С. В камере происходит дальнейшее охлаждение и хранение продукта.
Приготовление сывороточного напитка по вышеуказанной технологии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Творожная сыворотка
42,9985
Ферментированное пюре из
топинамбура
40
Пюре из моркови
10
Пюре из яблок
5
Закваска
2
Ароматизатор
0,0015
Качественные и количественные показатели полученного сывороточного напитка показаны в табл.1, 2.
Пример 2
Технологический процесс производства сывороточного напитка включает следующие операции.
В емкости для ферментации производят смешивание пюре из топинамбура с размером частиц 50-100 мкм, раствора лимонной кислоты с концентрацией 10% и препарата инвертазы в соотношении 100:6:1. Полученную смесь подогревают до температуры 50°С и выдерживают при этой температуре в течение 135 мин, каждые 30 мин проводят перемешивание смеси. Ферментированное пюре перекачивают в емкость для смешивания.
В емкость согласно рецептуре вносят сыворотку, пюре из моркови и ферментированное пюре из топинамбура. Полученную смесь перемешивают в течение 5 мин, после чего смесь нагревают до температуры 62°С и гомогенизируют при давлении 13 МПа. Гомогенизированную смесь направляют на пастеризацию, которую осуществляют при температуре 92°С с выдержкой 5 мин, после чего смесь охлаждают до температуры 38°С, вносят закваску, перемешивают и оставляют на сквашивание. Сквашивание длится на протяжении 9 часов, после чего продукт охлаждают до температуры 13°С, вносят яблочное пюре и ароматизатор, перемешивают и направляют на розлив. Расфасованный напиток помещают в камеру хранения с температурой 4±2°С. В камере происходит дальнейшее охлаждение и хранение продукта.
Приготовление сывороточного напитка по вышеуказанной технологии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Творожная сыворотка
44,9985
Ферментированное пюре из
топинамбура
38
Пюре из моркови
8
Яблочное пюре
7
Закваска
2
Ароматизатор
0,0015
Качественные и количественные показатели полученного сывороточного напитка показаны в табл.1, 2.
Пример 3
Технологический процесс производства сывороточного напитка включает следующие операции.
В емкости для ферментации производят смешивание пюре из топинамбура с размером частиц 50-100 мкм, раствора лимонной кислоты с концентрацией 10% и препарата инвертазы в соотношении 100:6:1. Полученную смесь подогревают до температуры 55°С и выдерживают при этой температуре в течение 120 мин, каждые 30 мин проводят перемешивание смеси. Ферментированное пюре перекачивают в емкость для смешивания.
В емкость согласно рецептуре вносят сыворотку, пюре из моркови и ферментированное пюре из топинамбура. Полученную смесь перемешивают в течение 5 мин, после чего смесь нагревают до температуры 65°С и гомогенизируют при давлении 12 МПа. Гомогенизированную смесь направляют на пастеризацию, которую осуществляют при температуре 90°С с выдержкой 5 мин, после чего смесь охлаждают до температуры 39°С, вносят закваску, перемешивают и оставляют на сквашивание. Сквашивание длится на протяжении 8 часов, после чего продукт охлаждают до температуры 14°С, вносят пюре из яблок и ароматизатор, перемешивают и направляют на розлив. Расфасованный напиток помещают в камеру хранения с температурой 4±2°С. В камере происходит дальнейшее охлаждение и хранение продукта.
Приготовление сывороточного напитка по вышеуказанной технологии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Творожная сыворотка
47,9985
Ферментированное пюре из
топинамбура
35
Пюре из моркови
8
Пюре из яблок
7
Закваска
2
Ароматизатор
0,0015
Качественные и количественные показатели полученного сывороточного напитка показаны в табл.1, 2.
Анализ качества сывороточных напитков по органолептическим, физико-химическим показателям позволяет выделить оптимальные композиции, дающие продукт улучшенного качества.
По органолептическим показателям исследуемые образцы не уступают прототипу, а из рецептуры при этом полностью исключено введение подсластителя.
1
Напиток, приготовленный по примеру 2, практически не уступает прототипу по органолептическим и физико-химическим показателям, при этом содержание пищевых волокон увеличено на 35%, инулина - на 24%, калия - на 17%, магния - на 22%, железа - на 65%, витамина B - на 10%, витамина РР - на 38%, витамина С - на 35%, каротина на 97%.
Таблица 1
Сравнительная оценка качественных показателей
Наименование показателя
Пример
прототип
1
2
3
Вкус и запах
Кислосладкий, освежающий, с запахом внесенного ароматизатора
Кислосладкий, со вкусом яблока и моркови, с запахом внесенного ароматизатора
Кислосладкий, со вкусом яблока и запахом внесенного ароматизатора
Кислосладкий, со вкусом яблока и запахом внесенного ароматизатора
Цвет
Светло-коричневый, равномерный по всей массе.
Светло-оранжевый, равномерный по всей массе
Внешний вид, консистенция
Однородная жидкость, допускается осадок белка
Однородная, в меру вязкая жидкость
Физико-химические показатели напитков
Массовая доля сухих веществ, %
10,1
12,8
Кислотность, °Т
75-120
70-120
Фосфотаза
Отсутств.
Отсутств.
Микробиологические показатели
Молочнокислые микроорганизмы, не менее
10<sup>7</sup>
10<sup>7</sup>
Бифидобактерии, не менее
Отсутств.
10<sup>6</sup>
Масса продукта (г/см<sup>3</sup>), в которой не допускаются:
0,01
0,01
БГКП (колиформы) патогенные, в т.ч.
25
25
сальмонеллы
1,0
1,0
S.aureus
Дрожжи, КОЕ/г, не более
50
50
Плесени, КОЕ/г, не более
50
50
Таблица 2
Пищевая ценность в одной порции напитка (200 г)
Наименование компонента
Суточная потребность
Содержание компонента в одной порции
Пищевая ценность как % удовлетворения суточной потребности за счет одной порции напитка
Прототип
Пример 2
Прототип
Пример 2
Белки, г
80-100
2,3
2,6
2,3
2,5
Жиры, г
80-100
0,34
0,32
0,34
0,32
Углеводы, г
370-400
12,6
14
3,15
3,4
Пищевые
30
2,7
4,2
9
14
волокна, г
Инулин, г
6
3,8
5,0
62
80
Массовая доля фруктозы, %
-
0,7
10,8
-
-
Минеральные вещества, мг
Натрий
2400
65
50
2,7
2,1
Калий
3500
288
350
8
10
Кальций
1000
130
100
13
10
Фосфор
1000
95
102
9,5
10,2
Магний
400
21
27
5,2
6,7
Железо
14
0,28
0,8
2
5,7
Витамины, мг
B<sub>1</sub>
1,5
0,09
0,1
6
6,7
В<sub>2</sub>
1,8
0,2
0,2
13
10,5
РР
0,8
1,3
C
70
5,2
8
7,4
11,5
Каротин, мкг
1000
8
240
0,8
24
Энергетическая ценность
-
38
50
-
-
Предложенный способ производства позволяет получить напиток на основе сыворотки диетического назначения с хорошими вкусовыми и потребительскими свойствами. При этом из рецептуры исключено введение подсластителя и увеличено содержание основных витаминов и минеральных веществ. Таким образом, заявляемый способ производства сывороточного напитка способствует расширению ассортимента напитков из молочной сыворотки.