СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНОГО ПРОДУКТА
MILK PRODUCT MANUFACTURE METHOD

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для использования при производстве восстановленных молочных продуктов (ВМП), например питьевого молока, кисломолочного продукта, творожных изделий, сыров, сметаны и т.п.
Известен способ производства десерта молочного, предусматривающий приготовление смеси для взбивания, содержащей восстановленное при температуре 45-50°C в течение 3-4 час сухое обезжиренное молоко, которое охлаждают до 6-8°C и выдерживают при этой температуре в течение 3-4 час (RU 2331198, A23C 23/00, заявл. 05.06.2006, опубл. 20.08.2008). Затем в смесь вносят стабилизатор, подогревают, вносят вкусовой наполнитель, а далее охлаждают и взбивают при температуре охлаждения. Способ позволяет повысить качество готового продукта и интенсифицировать процесс. Недостаток процесса - его трудоемкость при неоднократном нагреве смеси.
Известен способ приготовления продукта, имитирующего сливки, включающий восстановление сухого обезжиренного молока (RU 2422030, A23C 23/00, заявл. 16.02.2010, опубл. 27.06.2011). Его смешивание с микропартикулятом сыворочных белков, пастеризацию при температуре 80±2°C с выдержкой 15-20 с, охлаждение до 4-6°C, разлив и упаковку продукта. Для получения микропартикулята сыворочных белков подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли и жира, подвергают ультрафильтрации при давлении 0,5-1 МПа до массовой доли сухих веществ 18%, полученный концентрат нагревают и диспергируют. Способ повышает биологическую ценность продукта, снижает его калорийность, расширяет ассортимент нежирных молочных продуктов, однако он также достаточно трудоемок.
Известен также способ производства сырного мягкого продукта, предусматривающий восстановление сухого обезжиренного молока в воде, внесение в расплавленный заменитель молочного жира дистиллированных моноглицеридов в количестве 0,1-0,6% от массы заменителя молочного жира, перемешивание, внесение части восстановленного молока и перемешивание (RU 2406341, A23C 19/076, заявл. 07.07.2009, опубл. 20.12.2011). Затем при осуществлении способа проводят гомогенизацию, полученную жировую эмульсию смешивают с оставшейся частью восстановленного молока, перемешивают, охлаждают, вносят хлористый кальций, бактериальную закваску, выдерживают до достижения pH 6,2-6,4 и вносят сычужный фермент, формование, самопрессование, посолку и упаковку. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс при сохранении оптимальных условий для развития молочнокислых микроорганизмов закваски. Отсутствие в составе смеси натурального молока позволяет производить сырный продукт при дефиците этого компонента, что снижает его качество и органолептические свойства.
Следует отметить, что важным этапом в технологии восстановленных молочных продуктов является процесс растворения сухого обезжиренного молока (СОМ) либо цельного (ЦСМ) в воде, либо в интерпретации отдельных технологий.
Принятые на сегодняшний день параметры и процессы восстановления включают растворение сухого молока в воде при температуре 38-42°C, мгновенное охлаждение до 6-8°C, выдержку молока при этой температуре не менее 3-4 часов с целью наибольшего набухания белков, устранения водянистого вкуса, а также достижения нормальной плотности и вязкости, подогрев, очистку, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение и розлив (RU 2403792, A23C 19/055, заявл. 23.03.2009, опубл. 20.11.2010). Недостаток известного способа приготовления молочного продукта - длительное и неоднократное температурное воздействие на получаемый молочный продукт, а также длительность технологического процесса.
В последнее время в различных отраслях промышленности все активнее используются методы кавитационно-акустического воздействия для интенсификации химических или массообменных процессов в жидких средах. Использование ультразвуковых колебаний высокой интенсивности позволяет ускорить многие технологические процессы, протекающие в продукте. Исследования последних лет по влиянию акустического кавитационного воздействия на молочное сырье предполагает использование этого метода в технологиях молочного производства.
Известен способ получения сбалансированного молочного продукта, включающего восстановление сухого, преимущественно обезжиренного молока, нормализацию, пастеризацию и далее по известному технологическому циклу. Восстановление молока в этом способе осуществляют с использованием ультразвуковой обработки, при этом механическую смесь сухого молока с водой обрабатывают при отношении интенсивности вызывающего кавитацию ультразвука к квадрату гидростатического давления в смеси не выше 23 м/(МПа·с) (RU 2329650, A23C 9/00, заявл. 16.04.2007, опубл. 27.07.2008). Способ направлен на получение стабильного, устойчивого к расслоению восстановленного молока. Недостаток способа в том, что он предусматривает подогрев молока до +45°C, что отрицательно влияет на полезные компоненты молока.
В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача, заключающаяся в снижении температурного воздействия на полезные компоненты молока, сокращении длительности процесса производства молочного продукта.
Указанная задача решается тем, что в способе производства молочного продукта, включающем восстановление сухого молока путем смешивания его до растворения с водой, выдержку, нормализацию, пастеризацию, охлаждение и розлив, согласно изобретению перед внесением сухого молока в воду последнюю предварительно активируют методом ультразвуковой кавитации с частотой механических колебаний 22 кГц экспозицией 3 минуты при мощности ультразвукового колебания 120-160 Вт, затем в нее вносят сухое молоко, далее смесь сухого молока и активированной воды вновь обрабатывают ультразвуковой кавитацией с частотой механических колебаний 22 кГц экспозицией 1-3 минуты при мощности ультразвукового колебания 120-160 Вт, а выдержку осуществляют в течение 1-2 ч.
Использование активированной воды при восстановлении сухого молока исключает подогрев воды, что позволяет сохранить полезные компоненты молока, разрушающиеся при нагреве, а также сократить время производства восстановленного молочного продукта за счет сокращения длительности этапов выдержки и пастеризации, а также исключения некоторых технологических этапов, например этапа гомогенизации. Кроме того, применение предварительно активированной воды при восстановлении сухого молока интенсифицирует протекающие процессы при перемешивании смеси (набухание белков, достижение нормальной плотности и вязкости и др.), что сокращает длительность всего технологического процесса производства молочного продукта.
Повторная ультразвуковая обработка смеси обеспечивает снижение индекса растворимости сухого молока, полноту восстановления компонентов сухого молока, гомогенизацию и стерилизацию готового продукта, что позволяет сократить длительность этапа пастеризации восстановленного молочного продукта. Результаты оценки показателей качества, подтверждающих сказанное, приведены в таблице.
Увеличение массовых долей компонентов молока определяет повышение СОМО и плотности молока, его пищевой ценности. Также это характеризует формирование более полного вкуса (устранение водянистости), что определяет улучшение органолептических характеристик продукта и, как следствие, его потребительских свойств.
Редуктазная проба продуктов, полученных по технологии прототипа и предлагаемой нами технологии, показала соответствие объектов требованиям по микробиологической чистоте, определяя их безопасность. Данный факт характеризует возможность сокращения времени пастеризации продукта, вырабатываемого по предлагаемой технологии, до 10 минут (экспериментальный образец получен по технологии именно с таким временем пастеризации). Все вышесказанное определяет возможности сокращения технологического цикла производства питьевого молока.
Активацию воды осуществляют на основе электрофизического воздействия на нее методом ультразвуковой кавитации на ультразвуковом технологическом аппарате, например, серии «Волна-М» (модель УЗТА-0,4/22-ОМ), обладающем следующими характеристиками:
- мощность - 400 Вт;
2
- интенсивность излучения не менее - 10 Вт/см;
- время непрерывной работы - 8 ч;
- диаметр излучающей поверхности - 45 мм.
Предлагаемый способ производства молочного продукта осуществляют следующим способом.
Пример
Воду, используемую для восстановления сухого молока, обрабатывают ультразвуковым воздействием с частотой механических колебаний 22 кГц при мощности ультразвукового колебания 120 Вт ( ≈30% мощности воздействующего фактора указанного аппарата УЗ ГА) в течение 3 минут. Затем в нее вносят сухое молоко в концентрации 10% и повторно обрабатывают уже смесь сухого молока и воды ультразвуком с частотой механических колебаний 22 кГц при мощности ультразвукового колебания 120 Вт в течение 1 минуты. Выдерживают смесь в течение 2 часов для восстановления белков и достижения требуемой плотности, нормализуют, пастеризуют при температуре 60±2°C в течение 15 минут, охлаждают и разливают. Активация воды позволяет сократить время выдержки для восстановления компонентов сухого молока, меньшее время выдержки при пастеризации снижает отрицательное воздействие высоких температур на компоненты молока, что обеспечивает сохранение свойств молока, полезных для организма.
Пример 2.
Воду, используемую для восстановления сухого молока, обрабатывают ультразвуковым воздействием с частотой механических колебаний 22 кГц при мощности ультразвукового колебания 140 Вт (≈30% мощности воздействующего фактора) в течение 3 минут. Затем в нее вносят сухое молоко в концентрации 10% и повторно обрабатывают смесь сухого молока и воды ультразвуком с частотой механических колебаний 22 кГц при мощности ультразвукового колебания 140 Вт в течение 3 минул. Выдерживают смесь в течение 1 часа для восстановления белков и достижения требуемой плотности, нормализуют, пастеризуют при температуре 60±2°C в течение 10 минут, охлаждают и разливают. Время выдержки сокращается за счет кавитационной обработки воды и молока, обеспечивающей более высокую проникающую способность воды и разрушение агломератов сухого молока до отдельных частиц, что, кроме того, гомогенизирует смесь. Стерилизующее действие ультразвука позволяет снизить время пастеризации, что обеспечивает сохранение полезных свойств молока.
Пример 3.
Осуществляется на первых этапах по примеру 2 (при мощности ультразвукового колебания 160 Вт). После выдержки в течение часа восстановленное молоко нормализуют, пастеризуют при температуре 65±2°C без выдержки, охлаждают и разливают. Сокращается время производства без изменения потребительских свойств и качества молока.
Предлагаемый способ может быть применен на предприятиях молочного производства для расширения ассортимента молочных напитков с более высокими потребительскими свойствами, пищевой ценностью и показателями безопасности.
Показатели качества молочного продукта
Оцениваемый показатель
Значение показателя
по стандарту
фактическое
образец, восстановленный по стандартной схеме (прототип)
образец, восстановленный с применением ультразвуковой кавитации (предлагаемый способ)
Индекс растворимости, см<sup>3</sup>
не более 0,2
0,045
0,018
Массовая доля белка, %, не менее
2,8
2,69
2,88
Массовая доля жира, %
-
0,05
0,9
Массовая доля лактозы, %
-
3,52
3,71
Энергетическая ценность (расчет), ккал/г
-
25,29
34,46
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
не менее 1030
1029,8
1033,2
Редуктазная проба
не менее 5,5 часов
более 5,5 часов/I кл.
более 5,5 часов/I кл.