PL236967B1 - Sposób wytwarzania masła o zwiększonej zawartości witaminy D3 - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania masła o zwiększonej zawartości witaminy D3, znajdujący zastosowanie w przemyśle mleczarskim.

Rozwiązanie umożliwia przemysłową produkcję masła o zwiększonej zawartości witaminy D3. Witamina ta w sposób naturalny jest dostarczana do organizmu człowieka podczas przebywania na słońcu, kiedy w skórze człowieka pod wpływem promieni słonecznych, pasmo UVB zachodzi proces syntezowania 7-dehydrocholesterolu, z którego wytwarza się w organizmie witamina D3.

Witamina D3 jest dostarczana do organizmu człowieka również drogą pokarmową. Znaczącym źródłem witaminy D3 dostarczanej do organizmu są produkty żywnościowe bogate w ten składnik. Do takich produktów należy zaliczyć ryby, głównie tłuste ryby morskie, oleje rybie-tran oraz żółtko jaja. W porównaniu z rybami, produkty mleczarskie zwierają stosunkowo małą ilość tej witaminy, dlatego od pewnego czasu produkty te wzbogaca się w witaminę D3 różnymi sposobami, głównie poprzez dodawanie witaminy D3 wytworzonej syntetycznie. Należy wskazać, że zalecane dzienne spożycie witaminy D3 dla osoby dorosłej wynosi 15 μο - 20 μο. Natomiast maksymalna dawka dzienna witaminy D3 dla dzieci od 1-10 lat wynosi 50 μg, dla dzieci i młodzieży 11-18 lat 100 μg, dla dorosłych z prawidłową masą ciała100 μο, zaś dla osób dorosłych otyłych oraz dla seniorów 250 μg na dobę.

Z opisu portugalskiego wynalazku nr PT2477503, znany jest pasteryzowany i fermentowany produkt mleczarski, który zawiera w 100 g produktu co najmniej 320 mg wapnia i co najmniej 4 μο witaminy D.

Z opisu patentowego kanadyjskiego wynalazku nr CA2849795, znane są produkty mleczarskie zawierające witaminę D i sposób ich wytwarzania. Sposób polega na karmieniu zwierząt mlecznych specjalną karmą zawierającą nieaktywne drożdże co powoduje, że mleko od tych zwierząt zawiera zwiększoną ilość witaminy D.

Celem rozwiązania zgodnie z wynalazkiem jest opracowanie sposobu wytwarzania masła o podwyższonej zawartości witaminy D3 dla potrzeb zaspokojenia wymogów rynkowych na produkty mleczarskie wzbogacone w tą witaminę, w związku z udowodnionym przez badania naukowe niedoborem tego składnika u ludzi. Dotyczy to ludności zamieszkującej wysokie szerokości geograficzne. W realizacji wynalazku chodzi o dostarczenie szerokiej populacji społeczeństwa taniego, łatwo dostępnego i przyswajalnego źródła witaminy D3.

Badania prowadzone w wielu ośrodkach medycznych, między innymi w Zakładzie Biochemii, Radioimmunologii i Medycyny Doświadczalnej wykazały, że ponad 90% Polaków, co należy odnieść do ogółu mieszkańców Europy Środkowej, ma stały niedobór witaminy D3. Stwierdzono, że niedobór tego składnika może być podłożem wielu chorób. Jako istotne należy wspomnieć, że opisany niedobór wzmaga się szczególnie w sezonie jesienno-zimowym. W tym okresie strefa klimatyczna Europy Środkowej ma ograniczony dostęp do naturalnego światła słonecznego i tym samym niskiej emisji promieniowania UVB.

Należy wspomnieć także, że notowany niedobór witaminy D3 jest powodowany także nieodpowiednią dietą co wynika z postępu cywilizacyjnego, zmian trybu życia, przyzwyczajeń żywieniowych oraz innych czynników.

Dieta wielu osób jest uboga w składniki zawierające witaminę D3. Zbyt małe jest jej stężenie w składnikach pokarmowych. Wprawdzie notuje się dość duże spożycie nabiału jednak zawiera on zbyt małe ilości witaminy D.

Wobec powyższych faktów poszukuje się możliwości suplementacji w celu uzupełnienia niedoborów, poprzez dodawanie do żywności lub spożywanie w formie tabletek, bądź płynów preparatów zawierających syntetycznie wytworzoną witaminę D3.

Celem rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem jest opracowanie sposobu wytwarzania masła o zwiększonej zawartości witaminy D3 w sposób możliwie najbardziej zbliżony do naturalnego, czyli wzbogacania w tą witaminę tak jak w naturze, w procesie syntezy zachodzącej pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Suplementowanie, szczególnie masła jest wyjątkowo uzasadnione z uwagi na stosunkowo wysoką zawartość tłuszczu mlecznego, który jest nośnikiem witaminy D3 w produktach mlecznych.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania masła o zwiększonej zawartości witaminy D3. Sposób ten polega na tym, że mleko krowie, pełne, surowe bezpośrednio po dostarczeniu do zakładu mleczarskiego poddaje się działaniu promieniowania ultrafioletowego o długości fali 200-310 nm, przy nakładzie energii 1030-1055 J/l przez okres 20-30 sekund w trakcie przepływu turbulentnego. Naświetlanie powoduje wzrost stężenia witaminy D3 (cholekalcyferolu) w wyniku przekształcenia

PL 236 967 B1

7-dehydrocholesterolu w witaminę D3. Naświetlone promieniami UV mleko kieruje się do zbiornika magazynowego, z którego jest pobierana próbka na zawartość witaminy D3. Ze zbiornika magazynowego mleko kieruje się do układu odgazowania w podciśnieniu, następnie do mechanicznego oczyszczenia oraz oddzielania mleka odtłuszczonego od śmietanki. Procesy te przeprowadza się w układzie wirówek. Odwirowaną śmietankę o zawartości 38-39% tłuszczu gromadzi się w zbiorniku wyposażonym w mieszadło, w temperaturze 6°C +/- 2°C i poddaje mieszaniu. W trakcie mieszania pobiera się próbki i oznacza zawartość witaminy D3 w jednostce wagowej śmietanki.

W oddzielnym zbiorniku magazynuje się śmietankę o tych samych właściwościach i parametrach jednak z mleka niepoddawanego naświetlaniu promieniami UV. Śmietankę tą uzyskuje się tak samo jak śmietankę z mleka naświetlonego, po rozdzieleniu mleka pełnego na mleko odtłuszczone i śmietankę. Śmietankę z nienaświetlonego mleka poddaje się także oznaczeniu na zawartość witaminy D3. Po oznaczeniu zawartości witaminy D3 w obu śmietankach, tej z mleka naświetlonego i tej z mleka nienaświetlonego i określeniu żądanego stężenia witaminy D3 w ich mieszaninie, przeznaczonej do wyrobu masła, śmietanki przepompowuje się wspólnego zbiornika lub zbiorników uśredniających, wyposażonych w system mieszadeł. Śmietanki, z mleka naświetlonego i z mleka nienaświetlonego miesza się w odpowiednich proporcjach, sterując w ten sposób zawartością witaminy D3 w maśle. Zmieszane śmietanki, śmietanka mleka naświetlonego i śmietanka z mleka nienaświetlonego już jako jednorodna struga o wymaganej zawartości witaminy D3 ze zbiornika/zbiorników uśredniających jest kierowana do pasteryzatora, gdzie następuje podgrzewanie do temperatury 110-120°C w czasie 10-20 sekund, po czym śmietankę odgazowuje się przy ciśnieniu 0,25-0,35 Bar i chłodzi do temperatury 6°C +/- 2°C. Pasteryzowaną, odgazowaną i schłodzoną śmietankę gromadzi się w zbiornikach - fermentatorach, skąd pobierane są ponownie próbki do oznaczania zawartości witaminy D3 w jednostce wagowej śmietanki. W fermentatorach przez okres około 4-6 godzin następuje dojrzewanie fizyczne śmietanki. W tym czasie temperatura śmietanki wynosi 6-8°C, a następnie podgrzewa się ją w przepływie do temperatury 15-16°C i zaprawia się kulturami bakterii mleczarskich. Śmietankę z fermentatora bezpośrednio po zaszczepieniu bakteriami kieruje się do zmaślenia. Po zmaśleniu uzyskane masło wygniata się, formuje i pakuje. Otrzymane masło zawiera 82% tłuszczu. Z każdej partii wyprodukowanego masła pobiera się losowo próbki i oznacza zawartość witaminy D3 w jednostce wagowej masła.

Masło uzyskane sposobem, według wynalazku zawiera zwiększoną zawartość witaminy D3 w ilości od 10 μg/100 g (400IU) do 60 μg/100 g (2400IU), w zależności od proporcji zmieszania śmietanki naświetlonej i nienaświetlonej.

Przy założeniu dziennego spożycia masła według zalecanej dziennej normy dla osób dorosłych, wynoszącej 35 g, można stwierdzić, iż spożywanie masła wytworzonego sposobem zgodnie z wynalazkiem w wymaganej ilości pozwala dostarczyć konsumentom dziennie od 3,5 μg (140IU) do 21 μg (840IU) witaminy D3 co stanowi bardzo znaczącą część dziennego zapotrzebowania organizmu na tą witaminę.

Masło wytwarzane dotychczas zawiera około 1,5 μg/100 g.

Masło, według wynalazku stanowi łatwo dostępne i stosunkowo tanie źródło witaminy D3. Jest ponadto łatwo przyswajalne przez co dogodne do spożywania także przez osoby z dolegliwościami żołądkowymi, przez rekonwalescentów i innych. Jako istotne należy także wskazać, że oprócz wspomnianej zwiększonej zawartości witaminy D3, spożywanie wzbogaconego masła dostarcza organizmowi wiele innych cennych składników odżywczych, w tym witaminy z grupy A, D, E.

Rozwiązanie, według wynalazku dzięki użyciu śmietanki z mleka naświetlonego oraz z mleka nienaświetlonego umożliwia sterowanie zawartością witaminy D3 w zależności od zalecanego dziennego spożycia.

Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym został przedstawiony schemat blokowy procesu.

Sposób wytwarzania masła wzbogaconego o dodatkową zawartość witaminy D3, zgodnie z wynalazkiem polega na tym, że mleko krowie, pełne, surowe bezpośrednio po dostarczeniu do zakładu mleczarskiego przepompowuje się do zbiornika 1 i filtruje, a następnie poddaje działaniu promieniowania ultrafioletowego o długości fali 254 nm przy użyciu lampy 2, przy nakładzie energii 1045J/l przez okres 25 sekund w trakcie przepływu turbulentnego. To powoduje wzrost stężenia witaminy D3 (cholekalcyferolu) w wyniku przekształcenia 7-dehydrocholesterolu w witaminę D3. Średnia zawartość tłuszczu w mleku dostarczanym do zakładu mleczarskiego wynosi 4,1%. Mleko surowe zawiera śladowe ilości witaminy D3. W wyniku naświetlenia promieniami UVB przy użyciu lampy 2 zawartości witaminy D3 w mleku wzrasta do 30 μg/kg. Naświetlone promieniami UV mleko kieruje się do zbiornika magazy

PL 236 967 B1 nowego 3, gdzie jest przetrzymywane w temperaturze 6°C. W trakcie przetrzymywania mleka w zbiorniku magazynowym 3 pobiera się próby na zawartość witaminy D3. Ze zbiornika magazynowego 3 mleko kieruje się do układu odgazowania w podciśnieniu, a następnie do mechanicznego oczyszczania, po czym następuje oddzielanie mleka odtłuszczonego od śmietanki. Proces ten przeprowadza się w układzie wirówek 4. Odwirowaną śmietankę o zawartości tłuszczu 38-39% gromadzi się w zbiorniku z mieszadłami 5 i poddaje mieszaniu w temperaturze 6°C +/- 2°C. W trakcie mieszania dokonuje się oznaczania zawartości witaminy D3 w jednostce wagowej śmietanki. Prawidłowa zawartość witaminy D3 na tym etapie produkcji wynosi 270-290 pg/kg.

W oddzielnym zbiorniku 6 magazynuje się śmietankę o tych samych właściwościach i parametrach jednak z mleka niepoddawanego naświetlaniu promieniami UV. Śmietanka z mleka nienaświetlonego powstaje podobnie jak z mleka naświetlonego, w trakcie rozdzielania mleka na śmietankę i mleko odtłuszczone. Nienaświetloną śmietankę poddaje się także oznaczeniu na zawartość witaminy D3.

Po oznaczeniu zawartości witaminy D3 w obu śmietankach, tej z mleka naświetlonego i tej z mleka nienaświetlonego i po określeniu żądanego stężenia ich mieszaniny, przeznaczonej do wyrobu masła, obydwa rodzaje śmietanek przepompowuje się do zbiornika uśredniającego 7, wyposażonego w systemy mieszadeł. Śmietanki w zbiorniku uśredniającym 7 są mieszane w takiej proporcji aby zawartość witaminy w ich mieszaninie wynosiła 140 pg/kg masy. Zmieszane, jako jedna struga o wymaganej zawartości witaminy D3 ze zbiornika uśredniającego 7 kieruje się do pasteryzatora 8. W pasteryzatorze 8 śmietankę podgrzewa się do temperatury 115°C w czasie 15 sekund, a po czym następuje odgazowywanie przy ciśnieniu 0,25-0,35 Bar i podciśnieniu 0,75-0,65 Bar, a w dalszej kolejności chłodzenie do temperatury 6°C. Pasteryzowaną, odgazowaną i schłodzoną śmietankę gromadzi się w zbiornikach - fermentatorach 9, skąd są ponownie pobierane są próbki do oznaczania zawartości witaminy D3 w jednostce wagowej objętości śmietanki. W fermentatorach 9 przez okres 5 godzin następuje dojrzewanie fizyczne śmietanki. W tym czasie temperatura śmietanki wynosi 6-8°C. Po upływie 5 godzin schłodzoną śmietankę podgrzewa się w przepływie do temperatury 15-16°C, a w dalszej kolejności zaprawia się kulturami bakterii mleczarskich. Śmietankę z fermentatora 9 bezpośrednio po zaszczepieniu bakteriami mleczarskimi kieruje się do zmaślenia. Po zmaśleniu uzyskane masło wygniata się, formuje i pakuje. Masło zawiera 82% tłuszczu. Z każdej partii wyprodukowanego masła pobiera się losowo próbki i oznacza zawartość witaminy D3 w jednostce wagowej, która powinna wynosić 30 pg/100 g.

Claims (3)

1. Sposób wytwarzania masła o zwiększonej zawartości witaminy D3, polegający na tym, że świeże mleko krowie pełne, surowe kieruje się do zbiornika magazynowego, a stamtąd do układu odgazowania w podciśnieniu, po czym poddaje się mechanicznemu oczyszczeniu, a następnie oddzieleniu mleka odtłuszczonego od śmietanki w układzie wirówek, następnie śmietankę kieruje się do pasteryzatorów, podgrzewając do temperatury 110-120°C w czasie 10-20 sekund, po czym odgazowywuje się i chłodzi do temperatury od 6°C +/- 2°C, po czym umieszcza się w zbiornikach - fermentatorach i poddaje dojrzewaniu fizycznemu przez okres około 4-5 godzin, w czasie którego śmietankę podgrzewa się do temperatury 6-8°C, a następnie w przepływie podgrzewa się do temperatury 15-16°C i w dalszej kolejności zaprawia się kulturami bakterii, a bezpośrednio po tym poddaje się zmaśleniu, wytworzone masło płucze się, wygniata, formuje i pakuje, znamienny tym, że po dostarczeniu do zakładu mleczarskiego surowe, pełne mleko poddaje się naświetlaniu promieniami światła ultrafioletowego o długości fal 200-310 nm, przez okres 20-30 sekund i nakładzie energii 1030-1055 J/l w trakcie przepływu turbulentnego, po czym naświetlone mleko kieruje się do zbiornika magazynowego (3), z którego pobiera się próbkę i oznacza zawartość witaminy D3, a w dalszej kolejności odwirowaną z naświetlonego mleka śmietankę o zawartości tłuszczu 38-39% gromadzi się w zbiorniku magazynowym (3), bada się zawartość witaminy D3 i miesza się ze śmietanką o tych samych właściwościach i parametrach jednak z mleka niepoddawanego działaniu promieni ultrafioletowych, zmagazynowaną w zbiorniku (6), w proporcji zapewniającej żądany poziom zawartości witaminy D3 w ilości 47 pg/kg - 290 pg/kg śmietanki i ponownie oznacza się stężenie witaminy D3 w jednostce wagowej śmietanki, ponadto z każdej partii produkcyjnej pobiera się losowo próbki masła i określa w nich poziom witaminy D3.

PL 236 967 Β1

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że naświetlanie mleka prowadzi się przy użyciu lampy UV(2).

3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość witaminy D3 w śmietance zmagazynowanej w zbiorniku (6) stanowi 47 μο/Κο - 290 μο/kg jej masy, natomiast zawartość witaminy D3 w maśle wynosi 10 μ0/100 g - 60 μ0/100 g.