PL232068B1 - Sposób wytwarzania napoju orzeźwiającego z serwatki - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania napoju orzeźwiającego z serwatki o właściwościach napoju izotonicznego, całkowicie naturalnego bez sztucznych dodatków i alergenów o wysokiej wartości energetycznej. Przedmiotowy sposób polega na odtłuszczeniu, oddzieleniu zawiesin i pyłów, pasteryzacji, chłodzeniu, przeprowadzeniu ultrafiltracji, stosowaniu szczepów bakteryjnych w celu przeprowadzenia fermentacji, wprowadzeniu dodatków smakowych w postaci wsadów owocowych, ziołowych, nasycenie dwutlenkiem węgla, charakteryzuje się tym, że serwatkę po pasteryzacji schładza się do temperatury około 45°C i prowadzi ultrafiltrację, a otrzymaną odbiałczoną serwatkę o niskiej zawartości białka poniżej 0,3%, schładza się do temperatury 34 - 45°C i prowadzi proces fermentacji szczepami bakterii fermentacji mlekowej oraz enzymatyczny rozkład laktozy przez kilka do kilkunastu godzin w tej samej temperaturze do uzyskania pH poniżej 4,5. Po przeprowadzeniu procesu fermentacji do napoju dodaje się znane komponenty smakowe, po czym prowadzi się proces pasteryzacji w temperaturze 80 - 90°C przez minimum 15 sekund, a napój wzbogaca się dwutlenkiem węgla, a następnie całość miesza się, schładza i pakuje w znany sposób.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania napoju orzeźwiającego z serwatki o właściwościach napoju izotonicznego, całkowicie naturalnego bez sztucznych dodatków i alergenów o wysokiej wartości energetycznej.

Z polskiego zgłoszenia wynalazku P-402630 znany jest sposób wytwarzania napoju z serwatki naturalnie nasyconego dwutlenkiem węgla, według którego serwatkę poddaje się wysokiej pasteryzacji w temperaturze od 85°C do 95°C, po czym schładza się ją, co najmniej do temperatury 30°C i filtruje doprowadzając jej skład do zawartości tłuszczu od 0,02% do 0,1%, białka mniej niż 0,3% i laktozy od 4,0% do 5,0%, następnie dosładza cukrem w ilości od 10,0% do 15,0% wagowych i dodaje dodatki smakowe oraz drożdże winiarskie Saccharomyces. W kolejnym etapie prowadzi się fermentację alkoholową tak przygotowanego napoju bez dostępu powietrza przez 10 do 20 dni w temperaturze od 20°C do 26°C, po czym dosładza się go dodając od 2,0% do 4,0% cukru i zlewa do jednostkowych opakowań szczelnie zamykanych, w których przeprowadza się jego nagazowanie dwutlenkiem węgla polegające na składowaniu przez 3 do 4 dni w temperaturze od 20°C do 26°C i następnie przez kolejne 5 dni najlepiej w temperaturze 10°C.

Znane jest ze zgłoszenia patentowego nr P. 169383 zagospodarowanie serwatki po produkcji serów dojrzewających tzw. słodkiej serwatki o wartości pH około 6,2-6,5 do produkcji ukwaszonych napojów mleczno-serwatkowych tzw. rewitów lub też napojów śmietankowo-serwatkowych. W produkcji rewitów serwatkę słodką o wartości pH około 6,5 podgrzewa się do temperatury 70°C, a następnie filtruje, po czym miesza z mlekiem w stosunku 1:2. Do mieszanki wprowadza się około 0,9% soli kuchennej lub 4-6,5% cukru. Tak przygotowaną mieszankę pasteryzuje się, a po ochłodzeniu zaszczepia szczepionką bakterii jogurtowych i fermentuje do wartości pH 4,2-4,5, podobnie jak przy produkcji jogurtów.

W produkcji napojów mleczno-serwatkowych o smaku owocowym, słodką serwatkę o wartości pH 6,5 miesza się z mlekiem w dowolnych proporcjach, po czym mieszankę uzupełnia się sokami lub syropami owocowymi o wartości pH zbliżonej do pH mleka, następnie dodaje stabilizatory, pasteryzuje lub sterylizuje i po schłodzeniu pakuje w butelki lub plastikowe kubki czy też opakowania kartonowe.

Z opisu patentowego CN 102511565(A) znany jest sposób wytwarzania fermentowanego napoju serwatkowego zawierającego L-karnitynę. Sposób ten polega na tym, że do wody dodaje się: proszek serwatkowy, L-karnitynę, odtłuszczone mleko w proszku, chlorek potasowy, heksametafosforan sodowy, monostearynian gliceryny i po wymieszaniu całość pozostawia się w temperaturze 35-42°C przez 20-40 minut, po czym zaszczepia kulturą Lactobacillus w celu uzyskania fer mentowanego napoju z serwatki.

Z polskiego opisu patentowego PL 170 216 znany jest sposób wytwarzania napojów owocowych z serwatki polegający na odtłuszczeniu, oddzieleniu zawiesin i pyłów, pasteryzacji, schłodzeniu oraz dodatku: cukrów, koncentratów owocowych, barwników spożywczych, aromatów i całą serwatkę z wszelkimi dodatkami smakowo-aromatycznymi doprowadza się do wartości pH 3,91-4,15, najkorzystniej do wartości pH 4,00 przy pomocy kwasów dopuszczonych do żywności i przy tej wartości pH całość podgrzewa się do temperatury 65-95°C, najkorzystniej 85°C, a następnie pakuje na gorąco, po czym schładza się.

Znany jest również sposób wytwarzania tzw. szampana serwatkowego polegający na zmieszaniu serwatki po produkcji twarogu o wartości pH około 4,6 z wodą w stosunku 1:1, następnie dodaniu cukru w ilości około 9,0%, pasteryzacji mieszaniny, dodatku karmelu, schłodzeniu do temperatury 18-20°C dodatku zaczynu drożdżowego, a następnie fermentacji przez 3-4 godziny. Po czym produkt schładza się do temperatury 10°C, nalewa do butelek i przechowuje w niskiej temperaturze. Trwałość jego wynosi kilka dni. Metoda ta przewiduje dodatek esencji smakowych po fermentacji i schłodzeniu mieszanki. Napój ten występuje również pod nazwą „serwowit” zgodnie z polskim opisem patentowym nr 142648.

Opatentowano również za nr PL 170 546 sposób wytwarzania napojów z serwatki polegający na spasteryzowaniu i chłodzeniu serwatki oraz dodatku szczepu drożdży Kluyveromyces lactis i Kluyveromyces fragilis i prowadzeniu fermentacji w temperaturze 25°C przez 24 godziny. Po fermentacji do serwatki dodaje się śmietankę w ilości 1 -10% o zawartości 9-30% tłuszczu i kwa

PL 232 068 B1 sowości 15-32°SH z dodatkiem 0,01-1% preparatu lipolitycznego i całość przetrzymuje się w temperaturze 18-20°C przez 24 godziny. Następnie dodaje się komponenty smakowo-zapachowe i barwiące, całość homogenizuje się, pasteryzuje i dozuje do hermetycznie zamykanych opakowań.

W innych sposobach serwatkę o wartości pH około 6,5 przed jej wykorzystaniem do produkcji napojów owocowych lub innych poddaje się procesowi ultrafiltracji, nanofiltracji lub obu tych procesów łącznie w celu oddzielenia białka i soli mineralnych, a następnie klarowny filtrat zaprawia się koncentratami owocowymi lub esencjami, dodaje cukier, pasteryzuje, schładza i pakuje aseptycznie.

Na rynku dostępnych jest szereg napojów izotonicznych, ale one nie są produkowane w oparciu o serwatkę. I tak np. szwajcarski napój gazowany Rivella zawiera 35% serwatki, ale ona jest dodawana do wody w postaci suchych białek serwatkowych. W związku z czym one utraciły część swoich funkcji biologicznych. Ponadto Rivella zawiera wodę, cukier, laktozę i aromaty. Wszystkie znane izotoniki wytwarzane są na bazie wody np.: Isostar, Powerade, Gatorade, 4Move, Oshee, które zawierają różnego typu regulatory kwasowości i stabilizatory oraz cukier. Część z nich zawiera sztuczne barwniki i substancje konserwujące.

Według wynalazku sposób wytwarzania napoju orzeźwiającego z serwatki polegający na odtłuszczeniu, oddzieleniu zawiesin i pyłów, pasteryzacji, chłodzeniu, przeprowadzeniu ultrafiltracji, stosowaniu szczepów bakteryjnych w celu przeprowadzenia fermentacji, wprowadzeniu dodatków smakowych w postaci wsadów owocowych, ziołowych itp., nasycenie dwutlenkiem węgla, charakteryzuje się tym, że serwatkę po pasteryzacji schładza się do temperatury około 45°C i prowadzi ultrafiltrację, a otrzymaną serwatkę odbiałczoną o niskiej zawartości białka poniżej 0,3%, schładza się do temperatury 34-45°C i prowadzi proces fermentacji szczepami bakterii ferm entacji mlekowej oraz enzymatyczny rozkład laktozy przez kilka do kilkunastu godzin w tej samej temperaturze do uzyskania pH poniżej 4,5, po przeprowadzeniu procesu fermentacji napój można wzbogacić witaminami o naturalnym pochodzeniu, a następnie prowadzi się proces pasteryzacji w temperaturze 80-90°C przez minimum 15 sekund, po czym napój wzbogaca się dwutlenkiem węgla w przypadku napoju orzeźwiającego, natomiast w przypadku napoju izotonicznego nie stosuje się dogazowania, a następnie całość miesza się, schładza i pakuje w znany sposób. Enzymatyczny rozkład laktozy prowadzi się za pomocą enzymu laktazy.

Napój orzeźwiający z serwatki otrzymany sposobem według wynalazku w 1000 ml jego formy płynnej zawiera: naturalnych białek serwatkowych w ilości do 0,3% wagowych, laktozę w ilości maksymalnej 0,1% wagowych, tłuszczu w ilości do 0,1% wagowych, wyselekcjonowane kultury bakterii fermentacji mlekowej, witaminy i naturalne dodatki smakowe, oraz zawarte w serwatce: makro i mikroelementy, sole mineralne, witaminy z grupy B, kwas pantotenowy, dwutlenek węgla w przypadku napoju orzeźwiającego, a pH napoju wynosi w zakresie od 2,5 do 4,5. W przypadku napoju izotonicznego nie stosuje się dodatku dwutlenku węgla.

Sposób według wynalazku pozwala na wykorzystanie serwatki w pełnym zakresie, będącej odpadem w produkcji mleczarskiej. Dzięki tej technologii uzyskuje się odbiałczoną serwatkę o niskiej zawartości białka poniżej 0,3%, którą wykorzystuje się do wytwarzania napoju o właściwościach napoju izotonicznego. Uzyskana odbiałczona serwatka jest bogata w makro i mikroelementy, sole mineralne, witaminy z grupy B, kwas pantotenowy i zastosowanie jej eliminuje wodę w produkcji napoju orzeźwiającego, bowiem wszystkie dotychczas znane napoje izotoniczne wytwarzane są na bazie wody. Drugą bardzo ważną cechą wyróżniającą napój jest obecność naturalnych pochodzących z serwatki soli mineralnych i składników odżywczych. Jednym słowem sposób według wynalazku prowadzi do uzyskania pożądanych walorów smakowych napoju zachowując przy tym w pełni wartości odżywcze serwatki. Uzyskano całkowicie naturalny napój, bez sztucznych dodatków i alergenów o wysokiej wartości energetycznej.

Napój bogaty jest w sód, potas, magnez, wapń, sole mineralne, witaminy z grupy B. Wyjątkowo niski poziom laktozy i brak sacharozy w składzie to dodatkowe atuty napoju. Do napoju dodaje się jedynie naturalne dodatki smakowe bądź surowce naturalnego pochodzenia. Zadaniem napoju orzeźwiającego jest uzupełnienie w krótkim czasie niedoborów wody i elektrolitów spowodowanych intensywnym i długim wysiłkiem fizycznym, nawodnienie organizmu i wyrównanie poziomu minerałów, głównie sodu, magnezu i potasu.

Dzięki swoim właściwościom napój będzie uzupełniał poziom elektrolitów w organizmie oraz gasił pragnienie, co jest szczególnie ważne, zwłaszcza podczas upalnych dni oraz w okresie wzmożonego wysiłku fizycznego. Z ekologicznego punktu widzenia sposób ten i produkt daje szanse na zagospodarowanie serwatki w zakładach mleczarskich, gdzie przemysłowy sposób jej utylizacji jest nieopłacalny.

PL 232 068 B1

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie.

P r z y k ł a d

Naturalną nieprzetworzoną słodką serwatkę otrzymaną przy produkcji serów podpuszczkowych przekazuje się do magazynowania przez kilka godzin w temperaturze chłodzenia 8°C. Następnie serwatkę poddaje się wirowaniu w temperaturze około 45°C w celu pozbawienia tłuszczu serwatkowego i pyłu kazeinowego, co jest konieczne dla uzyskania produktu beztłuszczowego zawierającego tylko białka serwatkowe. Po odwirowaniu prowadzi się pasteryzację w temperaturze 70-75°C przez minimum 15 sekund, co odbywa się za pomocą sekcji wirująco-pasteryzującej w celu stabilności mikrobiologicznej przed procesem ultrafiltracji.

Po pasteryzacji serwatkę schładza się do temperatury 45°C i przekazuje d o zbiornika buforowego, a następnie do instalacji membranowej w celu wykonania ultrafiltracji, którą prowadzi się w temperaturze do 45°C pozwalającej na wykorzystanie białek serwatkowych do produkcji napojów, co zminimalizuje ilość procesów przetwarzania żywności i umożliwi pełne zachowanie składników odżywczych.

W wyniku ultrafiltracji następuje zagęszczanie serwatki i uzyskuje się dwie frakcje:

- koncentrat biologicznie czynnych białek serwatkowych (retentat), który posłuży do produkcji napojów probiotycznych wysokobiałkowych i niskobiałkowych,

- serwatkę odbiałczoną (permeat) o niskiej zawartości białka poniżej 0,3%, która jest bogata w makro i mikroelementy, sole mineralne, witaminy z grupy B, kwas pantotenowy, która posłuży do produkcji napoju orzeźwiającego i izotonicznego.

Po ultrafiltracji odbiałczoną serwatkę poddaje się schłodzeniu do temperatury około 37°C, aby możliwe było przeprowadzenie procesu fermentacji i enzymatycznego rozkładu laktozy. Proces fermentacji prowadzi się szczepami baterii fermentacji mlekowej dodając 0,2 g bakterii jogurtowych Delvo oraz enzymatyczny rozkład laktozy za pomocą enzymu laktaza dodając 2 ml laktazy Delvo na 2 litry serwatki. Fermentację i enzymatyczny rozkład laktozy prowadzi się przez około 10 godzin w temperaturze 37°C. Dzięki zastosowaniu rozkładu enzymatycznego laktozy i fermentacji możliwe jest uzyskanie produktu o niskiej zawartości laktozy, max. do zawartości 0,1% laktozy, a nawet produktu całkowicie bezlaktozowego.

Po przeprowadzeniu procesu fermentacji napój można wzbogacić witaminami lub dodatkami funkcyjnymi o naturalnym pochodzeniu. Naturalny kwas spożywczy wytworzony w napoju w wyniku przeprowadzonej fermentacji w ilości koniecznej do uzyskania pH poniżej 4,5, ma wpływ na trwałość oraz smak orzeźwiający atrakcyjny dla konsumenta. W kolejnym etapie prowadzi się proces pasteryzacji w temperaturze 85°C w czasie minimum 15 sekund w celu inaktywacji flory bakteryjnej wykorzystanej w procesie ukwaszania. Po dokonaniu pasteryzacji, przed rozlewem napój orzeźwiający wzbogaca się CO2, po czym całość miesza się i schładza do temperatury 6°C w zbiorniku procesowym, a następnie dozuje do hermetycznie zamykanych opakowań. Napój przechowuje się w pomieszczeniu o temperaturze <6°C przez minimum 35 dni.

Zawartość białka w napoju orzeźwiającym do 0,3% wagowych jest optymalna z punktu widzenia funkcji napoju, bowiem ma on dostarczać przede wszystkim elektrolitów do organizmu. Zawartość laktozy maksymalnie do 0,1% wagowych pozwala na wykorzystanie przez szerokie grono klientów, bowiem znaczna część społeczeństwa posiada nietolerancje laktozy. W związku z tym zredukowanie niemal do zera tego związku zadecyduje o uniwersalności produktu, ponieważ będzie mógł być używany również przez te osoby. Dodatkowo niski poziom laktozy zapewnia większą przyswajalność napoju. Tak niski poziom laktozy uzyskuje się dzięki zastosowaniu łącznie procesu fermentacji i enzymatycznego rozkładu tego związku. Niska zawartość tłuszczu do 0,1% wagowych nie będzie negatywnie wpływała na budowę dodatkowej tkanki tłuszczowej, co jest zjawiskiem niepożądanym przez osoby aktywnie uprawiające sport.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania napoju orzeźwiającego z serwatki, polegający na odtłuszczeniu, oddzieleniu zawiesin i pyłów, pasteryzacji, chłodzeniu, przeprowadzeniu ultrafiltracji, stosowaniu szczepów bakteryjnych w celu przeprowadzenia fermentacji, wprowadzeniu dodatków smakowych w postaci wsadów owocowych, ziołowych, nasycenie dwutlenkiem węgla, znamienny

   PL 232 068 B1 tym, że serwatkę po pasteryzacji schładza się do temperatury około 45°C i prowadzi ultrafiltrację, a otrzymaną odbiałczoną serwatkę o niskiej zawartości białka poniżej 0,3%, schładza się do temperatury 34-45°C i prowadzi proces fermentacji szczepami bakterii fermentacji mlekowej oraz enzymatyczny rozkład laktozy do uzyskania pH poniżej 4,5, po czym prowadzi się proces pasteryzacji w temperaturze 80-90°C przez minimum 15 sekund, a napój wzbogaca się dwutlenkiem węgla, a następnie całość miesza się, schładza i pakuje w znany sposób.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces fermentacji szczepami bakterii fermentacji mlekowej enzymatyczny rozkład laktozy prowadzi się przez kilka do kilkunastu godzin w temperaturze 34-45°C .
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że enzymatyczny rozkład laktozy prowadzi się za pomocą enzymu laktazy.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po przeprowadzeniu procesu fermentacji napój wzbogaca się dodatkami smakowymi w postaci wsadów owocowych, ziołowych o naturalnym pochodzeniu.