CZ301097A3 - Náhražka mléka a způsob její výroby - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká náhražky mléka, ve které je mléko částečně nahrazeno syrovátkou a/nebo laktózou. Vynález se také týká způsobu výroby této náhražky mléka.

Dosavadní stav techniky

Použití syrovátky je při výrobě mléčných produktů známo. Výhoda použití syrovátky jako náhražky mléka spočívá v její nízké ceně. Použití syrovátky jako náhražky mléka je však obtížné. Je totiž nesnadné při použití proteinu syrovátky zajistit, aby měl produkt teplotní stabilitu a dobrou životnost při skladování.

Patentová přihláška EP-A-0 627 169 se týká způsobu zpracování mléka, které umožňuje částečně splnit tyto nutné is požadavky. Podle této patentové přihlášky může být zpracovávaným produktem úplné mléko, částečně odstředěné mléko, odstředěné mléko nebo syrovátka. Zpracování se provádí metodou odpařování.

Jsou však určité výhody, které tento způsob nemá:

2o - Za prvé není vhodný pro získávání mléka, rekonstituovaného z práškového mléka. Z toho vyplývá, že mléko musí být zpracováno co nejblíže k místu výroby mléka a k zákazníkovi, aby se snížily náklady na dopravu.

- Za druhé tento způsob zpracování neumožňuje zabránit sedimentaci

2s po zpracování, zvláště v tom případě, když se produkt sterilizuje.

-2• 9 · 9 · • 99 999 9 • · 9 9 ······« «· ·

Podstata vynálezu

Náhražka mléka podle vynálezu odstraňuje tyto nevýhody známých výrobků. Vyznačuje se tím, že obsahuje přibližně 10 až 12 % hmotnostních sušiny odstředěného mléka, přibližně 5 až 9 % s hmotnostních sušiny syrovátky, přibližně 68 až 80 % hmotnostních vody, přibližně 0,01 až 0,03 % hmotnostních karagenanů a přibližně

0,1 až 0,3 % hmotnostních vápenatého sekvestračního prostředku.

Výrobek tohoto typu obsahuje jako náhražku mléka ve směsi velký podíl syrovátky. Tato náhrada přinese podstatné snížení nákladů io na použité suroviny. Má také výhodu, že náhražková surovina je mléčného původu. Syrovátku je možno částečně nahradit, s výhodou až přibližně z jedné poloviny, laktózou. V následujícím textu zahrnuje v souvislosti předkládané přihlášky pojem „syrovátka“ syrovátku nebo syrovátku s přidanou laktózou, přičemž syrovátka může být do různého stupně demineralizována.

Ačkoliv syrovátka a tedy i proteiny syrovátky, jsou v náhražce mléka přítomny ve velkém množství, tepelná stabilita produktu se tím neočekávaně nesnižuje. Při vysokých teplotách tedy náhražka mléka reaguje podobně jako normální mléko, zpracované běžnými postupy,

2o z hlediska barvy, chuti a konzistence.

Navíc náhražka mléka nemá nebo má velmi malé množství vápenatých iontů, které se mohou srážet za vytvoření nežádoucí usazeniny. Ve skutečnosti jsou volné ionty vápníku buď dobře pufrovány alespoň částečně disociovaným sekvestračním prostředkem, nebo jinak vázány uvnitř kaseinových micel. Aby se zajistila přítomnost malého množství vápenatých iontů v náhražce mléka, je v ní navíc možné použít měkké nebo demineralizované vody.

Sekvestračním prostředkem nebo stabilizující solí je s výhodou fosforečnan nebo citran, například fosforečnan, hydrogenfosforečnan

3o nebo dihydrogenfosforečnan sodný nebo citran sodný nebo jejich směsi.

• * · φ φφφ φ • φ · φ • φ φ ΦΦΦ· φ φ φ φ • ••φφφ ·Φ φ

Vynález se dále týká způsobu výroby uvedené náhražky mléka, při kterém se sušina syrovátky a mléka rozpouštějí a roztok se potom tepelně zpracovává, homogenizuje, kondicionuje a sterilizuje.

Způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, že se v prvním kroku s rozpustí sušina syrovátky ve vodném médiu, obsahujícím karagenan a vápníkový sekvestrační prostředek při teplotě přibližně 30 až 65 °C, potom se ve druhém kroku při stejné teplotě v kapalné fázi roztoku syrovátky rozpustí sušina odstředěného mléka, přičemž uvedená sušina syrovátky se ponechá máčet 10 min až 4 hod, a tato operace io máčení může probíhat před nebo po rozpuštění sušiny odstředěného mléka.

Pro přípravu náhražky mléka je výhodné použít následujících hmotnostních poměrů surovin: přibližně 10 až 12 % práškového odstředěného mléka, přibližně 5 až 9 % práškové syrovátky, přibližně is 7 až 10 % tuků, zvolených výhodně z palmového oleje, kokosového oleje, kukuřičného oleje nebo jejich kombinací. Navíc je výhodné použít přibližně 0,1 až 0,3 % lecitinu, přibližně 0,02 až 0,03 % karagenanu, přibližně 0,10 až 0,15 % sekvestračního prostředku při rozpouštění a přibližně 0 a6 0,15 % sekvestračního prostředku pro

2o sterilizaci, a přibližně 68 až 80 % měkké vody, nebo výhodně demineralizované vody.

Zvláštním rysem tohoto způsobu je to, že pro zpracování mléčného produktu z mléčných prášků a syrovátkového prášku není třeba kroku odpařování. Pro přípravu náhražky mléka se předpokládá použití například dvou výrobních způsobů.

Varianta s použitím vsádkového způsobu zahrnuje rozpouštění jak syrovátkového, tak i mléčného prášku v tanku.

Varianta kombinující vsádkový stupeň a kontinuální (in-line) stupeň předpokládá, že prášková syrovátka se rozpustí v tanku a mléčný prášek se rozpouští kontinuálně.

*	« · ·	« · · ·	9
•	• · · v «	9 9 · · « ·	9
•	• ·	• · 9	9
•	• · ·	9999999 99	9

Výhodou tohoto způsobu je to, že zaručuje teplotní stabilitu konečného produktu, která je srovnatelná s teplotní stabilitou mléka, i když je přítomno velké množství proteinů syrovátky.

Před zahájením rozpouštění prášků mléka nebo syrovátky je 5 nutno připravit rozpouštěcí vodné médium. Obsahuje v hmotnostních procentech přibližně 68 až 80 % vody, přibližně 0,01 až 0,03 % karagenanu a přibližně 0,1 až 0,15 % sekvestračního prostředku. Sekvestrační prostředek a karagenan se může do vody přidat při teplotě 30 až 65 ’C, s výhodou přibližně při teplotě 60 až 65 °C, v io prvním tanku dvěma způsoby: oběhem vody přes distributor prášku, kterým se přidává sekvestrační prostředek a karagenan, nebo předběžným rozpuštěním karagenanu a sekvestračního prostředku odděleně v malém množství vody před jejich smísením s veškerou vodou pro vytvoření solubilizačního vodného média za mírného míchání.

Pro zavádění práškové syrovátky do vodného roztoku v první nádobě při teplotě 30 až 65 °C, s výhodou přibližně 60 až 65 °C, je možno uvést dva způsoby. Roztok se nechá recirkulovat přes distributor prášku, obsahující práškovou syrovátku, nebo se prášek přidá přímo k roztoku a rozpustí se důkladným promícháním.

Po rozpuštění syrovátky ve vodném médiu je třeba nechat takto získaný roztok stát 10 min až 4 hod, s výhodou 10 až 45 minut, při teplotě přibližně 55 až 65 °C. Tato doba zdržení je nutná pro umožnění rehydratace syrovátkových proteinů.

Jakmile bylo dosaženo rehydratace proteinů, může být do roztoku syrovátky přidáno práškové odstředěné mléko. Pro zajištění dobrého rozpuštění práškového mléka v roztoku syrovátky je možno použít dvou způsobů: roztok syrovátky může být recirkulován z druhého tanku přes distributor prášku, obsahující práškové mléko,

3o nebo může být práškové mléko postupně přidáváno do roztoku syrovátky kontinuálně tak, jak cirkuluje.

Podle jednoho způsobu je možné nechat proteiny syrovátky rehydratovat přímo po rozpuštění prášku sušeného mléka.

Před dalšími operacemi se doporučuje provést fázi odplynění pomocí expanze při přibližně 45 až 50 °C. Po odplynění je nutno roztok mléka předehřát, s výhodou na přibližně 60 °C, aby byl schopen přijímat tuky a zvláště rostlinné oleje. Rostlinné oleje a lecitin se smísí a předehřejí na přibližně 60 až 65 °C. Mastná fáze se potom kombinuje s roztokem mléka a mixuje se, s výhodou pomocí statického mixéru nebo koloidního mlýnu. Aby byla zajištěna io rehydratace a rovnovážné poměry v roztoku, musí se nechat stát. Doba zdržení je s výhodou přibližně 25 až 35 min, pokud se operace provádí v tanku, nebo 15 až 20 min, jestliže se práškové mléko přidává kontinuálně.

Po těchto operacích se provádí pasterizace roztoku, pro kterou je možno použít dvou způsobů. Pasterizaci je možno provádět nepřímo přibližně 1 až 5 s při teplotě přibližně 80 až 85 °C, například pomoci trubkového výměníku nebo deskového výměníku, nebo může být prováděna přímým způsobem po dobu přibližně 3 až 5 s při přibližně 120 až 130 °C přímým nástřikem páry. Po pasterizaci s výhodou následuje blesková expanze na přibližně 70 až 80 °C.

Po pasterizaci se roztok s výhodou homogenizuje ve 2 stupních, přičemž homogenizaci je možno provádět při teplotě přibližně 70 až 75 °C. První stupeň probíhá při tlaku přibližně 19 až 21 MPa a druhý při tlaku přibližně 3 až 5 MPa.

Teplota roztoku se s výhodou sníží na přibližně 4 až 8 °C.

Odebere se vzorek pro provedení testů sterilizace, při kterém se určí množtví vody a stabilizační soli, kterou je třeba k roztoku přidat.

Stabilizační sůl se rozpustí ve vodě na koncentraci přibližně 0 až

0,15 % hmotnostních a přidá se do roztoku mléka pro zajištění jeho

3o standardních vlastností.

Nakonec se náhražkou mléka naplní nádoby určené pro prodej, přičemž se nad kapalinou ponechá prázdný prostor, aby bylo možno obsah nádoby před použitím protřepat. Sterilizace se provádí s výhodou přibližně 12 až 15 min při přibližně 115 až 122 °C po opětovném ohřátí produktu na přibližně 95 až 97 °C.

Následující příklady ilustrují vynález. V příkladech jsou procenta a části hmotnostní, pokud není uvedeno jinak.

Příklady provedení vynálezu io Přiklad 1

Popisuje se způsob výroby náhražky mléka, který sestává z postupu vsádka - vsádka. Náhražka mléka se skládala z následujících složek v uvedených poměrech:

	•	10,9 %	práškové odstředěné mléko
15	•	7,2 %	prášková sladká syrovátka
	•	7,6 %	nehydrogenovaný palmový olej
	•	0,2 % '	lecitin
	•	0,02 %	karagenan
20	•	0,24 %	dehydratovaný hydrogenfosforečnan sodný (sekvestrační prostředek)
	•	73,84 %	voda

Karagenan a 50 % sekvestračního prostředku bylo rozpuštěno v prvním tanku, obsahujícím měkkou vodu, při 65 ^eC recirkulací vody distributorem prášku, obsahujícím výše uvedené složky. Prášková syrovátka byla rozpuštěna stejným způsobem recirkulací stejné vody, do které byl přidán karagenan a sekvestrační prostředek, s použitím stejného distributoru prášku, tentokrát obsahujícího práškovou

• · ·« »

syrovátku. Pro umožnění průběhu rehydratace proteinů syrovátky bylo důležité nechat takto získaný roztok stát 30 min při 60 ’C.

Po získání roztoku na bázi syrovátky bylo recirkulací uvedeného roztoku distributorem prášku se sušeným odstředěným mlékem přidáno při 55 ^eC do druhého tanku práškové mléko. Po této operaci byl roztok při 45 °C odplyněn.

Následující stupeň spočíval v přídavku lecitinu a palmového oleje do roztoku mléka. Pro ten účel byl roztok znovu zahřát na 60 °C. Lecitin byl smísen s palmovým olejem a směs byla zahřáta na 65 °C. io Potom byla odměřena tuková fáze a smísena s roztokem mléka pomocí statického mixéru. Po této operaci byla směs ponechána přibližně 30 min stát při 55 °C. Potom byla provedena pasterizace při 85 °C po dobu 5 s a dále homogenizace roztoku mléka ve dvou stupních, první stupeň při 70 °C a tlaku 20 MPa a druhý stupeň při is stejné teplotě 3 MPa.

Pro testování sterilizace byl roztok mléka ochlazen na 6 °C. Na základě testu sterilizace byl roztok standardizován na 26 % sušiny demineralizovanou vodou, obsahující potřebné množství rozpuštěného sekvestračního prostředku. Pro zajištění dobré dispergace sekvestračního prostředku by měl být roztok před vstupem do následujícího stupně dobře promísen.

Potom byl roztok mléka naplněn kontinuálním a standardním způsobem do kartonů, přičemž mezi kapalinou a víkem kartonu byl ponechán prázdný prostor. Po plnicím stupni byl produkt předehřát na

95 °C a potom sterilizován ve vlastním balení 15 min při 118 ’C.

Takto získaná náhražka mléka v kartonu byla pak připravena pro prodej.

-89 ·

999 9 * 9

9

Příklad 2

Následující příklad se týkal náhražky mléka, přičemž výrobní způsob zahrnoval postup vsádka - kontinuální. Náhražka mléka byla složena z následujících složek v uvedených poměrech.

5	·'	10,6 %	práškové odstředěné mléko
	•	7,2 %	prášková sladká syrovátka
	•	7,6 %	kokosový olej
	9	0,8%	kukuřičný olej
	9-	0,2 %	lecitin
10	9'	0,03 %	karagenan
	•	0,24 %	dehydratovaný hydrogenfosforečnan sodný (sekvestrační prostředek)
	•	73,33 %	voda
	Nejprve bylo	ve vodě rozpuštěno 50 % sekvestračního

prostředku, ve studené vodě byl předem rozpuštěn karagenan a sekvestrační prostředek a roztoky karagenanů pak byly smíseny při 65°C v tanku pomocí míchadla za mírného míchání.

Do takto získaného vodného roztoku byla přidána prášková syrovátka pomocí mixéru při silném míchání. Po dokončení přidávání syrovátky byl roztok syrovátky ponechán stát přibližně 30 min při konstantní teplotě 60 °C.

Potom byl kontinuálním způsobem rozpuštěn prášek sušeného mléka v proudu roztoku syrovátky při 60 “C. Po přídavku práškového mléka byl roztok ponechán stát 50 °C, aby se umožnilo jeho odplynění expanzí. Po odplynění byly k získanému roztoku mléka s pomocí koloidního mlýnu kontinuálně míchány předem smísené kokosový a kukuřičný olej a lecitin, předehřáté na 65 °C. Roztok před průchodem do následujícího stupně cirkuloval 15 min v potrubí.

44*4 4444 4 4

4444 4 4 4 4 4

444444 4 «44444

4 4 4 4 4 4 • 4 ·· 44« 4444 4« 4

-9Po přídavku oleje k roztoku mléka byla provedena přímá pasterizace 4 s při teplotě 125 °C a roztok mléka byl potom ponechán bleskově expandovat.

Dvoustupňová homogenizace a následné operace byly podobné 5 jako operace popisované v příkladu 1.

Zastupuje:

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Náhražka mléka, vyznačující se tím,

   5 že obsahuje přibližně 10 až 12 % hmotnostních sušiny odstředěného mléka, přibližně 5 až 9 % hmotnostních sušiny syrovátky, přibližně 68 až 80 % hmotnostních vody, přibližně 7 až 10 % hmotnostních tuků, přibližně 0,01 až 0,03 % hmotnostních karagenanu a přibližně 0,1 až 0,3 % io hmotnostních vápníkového sekvestračního prostředku.
2. 2. Náhražka mléka podle nároku 1, vyznačující se tím, že volné ionty Ca²* jsou buď pufrovaný alespoň částečně disociovanou stabilizující solí, nebo navázány na is micelu kaseinu, nebo se nacházejí v kombinaci těchto dvou stavů.
3. 3. Náhražka mléka podle některého z nároků 1 a 2, vyznač ujícíse tím, že syrovátka je nahrazena

   20 až do poloviny hmotnosti laktózy.
4. 4. Způsob výroby náhražky mléka podle nároku 1, kde sušina syrovátky a sušina mléka se rozpustí a roztok se potom tepelně zpracuje, homogenizuje, kondicionuje a sterilizuje,

   2s vyznačující se tím, že v prvním kroku se sušina syrovátky rozpustí ve vodném médiu obsahujícím karagenan a vápníkový sekvestrační prostředek při teplotě přibližně 30 až 65 °C a potom se v roztoku syrovátky ve druhém kroku v kapalné fázi rozpustí při stejné teplotě sušina • *

   -11 odstředěného mléka a uvedená sušina syrovátky se ponechá zvlhčovat 10 min až 4 hod, přičemž toto zvlhčování může probíhat před nebo po rozpuštění sušiny odstředěného mléka.
5. 5 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, ž e karagenan a vápníkový sekvestrační prostředek se rozpouštějí ve vsádkách, karagenan se nejprve rozpustí ve studené vodě, potom se rozpustí odděleně sekvestrační prostředek předtím, než se přidá do tanku obsahujícího io veškerou vodu a míchadlo, přičemž tento proces probíhá za mírného míchání při teplotě přibližně 60 až 65 °C.
6. 6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, ž e sekvestrační prostředek a karagenan se rozpustí ve

   15 vsádkách v tanku, ze kterého recirkuluje roztok přes distributor prášku, pomocí kterého se přidává sekvestrační prostředek a karagenan.
7. 7. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím,

   2o že sušina syrovátky se rozpustí v nádobě ve vsádkách recirkulací roztoku přes distributor prášku, pomocí kterého se přidává prášková syrovátka.
8. 8. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím,

   25 že sušina syrovátky se rozpustí v tanku ve vsádkách pomocí důkladného míchání vodného roztoku, do kterého se prášková syrovátka přidává.

   00 · 0 ♦ 0 *

   0 0 0 0 0 * 0 0 0« 0 0

   0 0 0 0

   000 000· 00 0

   0 · · 0 • 0 · 0 • · 000 0

   0 0 0

   -12- ♦· ·♦
9. 9. Způsob podle některého z nároků 4 až 8, vyznačující se tím, že sušina odstředěného mléka se rozpouští v roztoku syrovátky v tanku ve vsádkách recirkulací roztoku přes distributor prášku, pomocí kterého se přidává práškové

   5 odstředěné mléko.
10. 10. Způsob podle některého z nároků 4 až 8, vyznačující se tím, že sušina odstředěného mléka se rozpouští v roztoku syrovátky kontinuálně trvalým přidáváním sušiny io odstředěného mlékado roztoku.