Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения молочного фруктового напитка с селеном

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу получения молочного фруктового напитка с добавлением селена и может быть использовано в производстве безалкогольных напитков на основе концентрированной творожной сыворотки, а также может быть использовано в качестве профилактического напитка.

Уровень техники

Известен способ получения кисломолочного продукта (патент РФ на изобретение № 2440768, кл. МПК A23C 9/12, A23C 9/13, опубл. 27.01.2012), обогащенного селеном, предусматривающий нормализацию и очистку молока, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания, введение сухой закваски Propionibacterium shermanii, сквашивание, охлаждение, перемешивание сгустка, охлаждение и розлив, отличающийся тем, что после охлаждения до температуры заквашивания в смесь дополнительно вводят селенсодержащую биологически активную добавку в количестве 0,005-0,0051 л на 100 кг готового продукта, полученную путем культивирования пропионовокислых бактерий на питательной среде на основе творожной сыворотки, содержащей селенит натрия в количестве 0,9-1,1 г/л.

Недостатком данного способа является то, что продукт имеет недостаточно высокие реологические характеристики и низкие качественные показатели в части внешнего вида.

Известен способ получения молочного фруктово-овощного напитка (патент РФ на изобретение №2489891, кл. МПК А23С 21/00, опубл. 20.08.2013), который предусматривает сбор сыворотки, концентрирование сыворотки методом ультрафильтрации до содержания сухих веществ 15-16%, пастеризацию нагреванием до 65-67°С с выдержкой 0,2-0,3 мин и охлаждение до 8-10°С. В концентрированную творожную сыворотку в количестве 72-74% от общей массы напитка вносят сок топинамбура и персиковый наполнитель, смешивают в течение 13-15 мин при температуре 20-22°С, разливают и охлаждают.

Недостатком известного способа является недостаточная степень чистоты готового продукта, не позволяющая обеспечить необходимые органолептические свойства продукта: прозрачность, степень осветления.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения сывороточного фруктово-овощного напитка (патент РФ на изобретение № 2573932, кл. МПК А23С 21/00, опубл. 23.12.2015), включающий сбор и концентрирование творожной сыворотки методом ультрафильтрации, пастеризацию нагреванием до 65-67°С с выдержкой 0,2-0,3 мин, охлаждение до 8-10°С, внесение фруктового наполнителя в количестве 10% от общей массы напитка, смешивание в течение 13-15 мин при температуре 20-22°С, розлив и охлаждение, причем перед концентрированием творожную сыворотку смешивают с соком топинамбура в соотношении 7:3 соответственно, смешивание проводят в течение 4-6 мин при температуре 18-22°С, далее смесь отстаивают до выпадения белкового осадка, затем полученную смесь концентрируют до содержания сухих веществ 12-14%, а после внесения фруктового наполнителя вносят вкусоароматические добавки.

Недостатком известного способа является использование сока топинамбура для предварительного осветления творожной сыворотки, не позволяющей достаточно ее очистить и приводящей к использованию более длительных режимов тепловой обработки.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения молочного фруктового напитка с селеном на основе концентрированной творожной сыворотки, предварительно очищенной методом микрофильтрации перед концентрированием, что приводит к наибольшей степени осветления.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению технологического процесса, повышению степени чистоты готового продукта и улучшению органолептических свойств в части внешнего вида готового продукта.

Указанный технический результат достигается с помощью способа получения молочного фруктового напитка с селеном, включающего сбор и очистку творожной сыворотки методом микрофильтрации, концентрирование творожной сыворотки методом ультрафильтрации до содержания сухих веществ 11-12%, добавление БАД «Селенпропионикс» 5% от общей массы напитка, смешивание в течение 2-4 мин при температуре 18-22°С, пастеризацию нагреванием до 55-60°С с выдержкой 0,2-0,3 мин, охлаждение до 20-22°С, внесение фруктового наполнителя, внесение вкусоароматических добавок, смешивание в течение 13-15 мин при температуре 20-22°С, розлив и охлаждение, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: концентрированная творожная сыворотка 84-86; БАД «Селенпропионикс» 5; фруктовый наполнитель 8-10; вкусоароматические добавки 1.

Микроэлемент селен, содержащийся в молочном напитке, способствует защите иммунной системы, повышая сопротивляемость организма к различным негативным воздействиям, вирусам и бактериям; предупреждает образование свободных радикалов, разрушающих клетки, и уменьшает их количество в организме человека; контролирует жизнь и деятельность каждой клетки, предупреждает воспаления, эндокринные и сердечно-сосудистые заболевания.

Осуществление изобретения

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Осуществляют сбор сыворотки, полученной при производстве нежирного творога. После этого ее пастеризуют при температуре (76±2)ºС с выдержкой 15-20 сек, охлаждают до температуры около (4±2)ºС и при необходимости резервируют на хранение до 3 суток. На следующем этапе творожную сыворотку с целью предварительной очистки в течение 20-30 мин при температуре 18-22°С фильтруют на мембранной установке с применением микрофильтрационных мембран, изготовленных на основе смеси ацетатов целлюлозы, типа МФАС – ОС – 3 с размером пор 0,45-0,6 мкм. Очищенная творожная сыворотка должна иметь следующие показатели: сухие вещества = 5,84%, включая общий белок = 0,6%, лактоза = 4,6%, минеральные вещества = 0,64%.

Затем очищенную творожную сыворотку концентрируют на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УАМ) с размером пор 0,01-0,1 мкм при температуре (12±2)ºС продолжительностью до 6,5 часов. Далее очищенную творожную сыворотку концентрируют до содержания сухих веществ 11-12%, дальнейшее увеличение массовой доли сухих веществ при её ультрафильтрации ведет к повышению селективности и падению проницаемости мембран, что снижает эффективность технологического процесса. Затем в концентрированную творожную сыворотку добавляют БАД «Селенпропионикс» в количестве 5% от общей массы напитка. После этого раствор концентрированной творожной сыворотки и селена смешивают в течение 2-4 мин при температуре 18-22°С и пастеризуют с нагреванием до 55-60°С и выдержкой 0,2-0,3 мин и охлаждают до 20-22°С, что позволяет снизить бактериальную обсеменённость и увеличить срок её хранения. Затем в концентрированную смесь в количестве 84-86% от общей массы напитка вносят фруктовый наполнитель в количестве 8-10% от общей массы напитка и вкусоароматические добавки в количестве 1% от общей массы напитка, смешивают в течение 13-15 мин при температуре 20-22ºC.

Заявленный способ получения молочного фруктового напитка с селеном является более простым и экономичным как по времени, так и по потреблению электроэнергии, так как охлаждение проводится до 20-22°С, что значительно меньше указанных пределов в прототипе 8-10°С. Температура пастеризации также меньше 55-60°С (прототип 65-67°С ). За счет этого происходит упрощение технологического процесса, экономия электроэнергии, необходимой для охлаждения или нагревания, и времени.

Также поскольку сыворотка предварительно очищается на микрофильтрационных мембранах – нет необходимости в отстаивании смеси до выпадения осадка, что также упрощает технологический процесс.

Повышение степени чистоты готового продукта и улучшение его органолептических свойств достигается за счет лучшей степени очистки с помощью мембранной фильтрации на микрофильтрационных мембранах, которая определяется своими показателями, а именно сухими веществами (заявленный способ сухие вещества 5,84%, прототип 7,54%). По общей органолептической оценке молочный фруктовый напиток с селеном на 0,3 балла превосходит наиболее близкий по технической сущности сывороточный фруктово-овощной напиток.

В таблице 1 даны органолептические показатели молочного фруктового напитка с селеном.

В таблице 2 даны основные физико-химические свойства молочного фруктового напитка с селеном.

Таблица 1. Органолептические показатели молочного фруктового напитка с селеном

Таблица 2. Основные физико-химические свойства молочного фруктового напитка с селеном

Примеры реализации

Пример 1

Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Фильтруют творожную сыворотку с целью предварительной очистки в течение 20-30 мин при температуре 18-22°С на мембранной установке с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,8 мкм. Проводят концентрирование очищенной творожной сыворотки до содержания сухих веществ 13% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УАМ) с размером пор 0,01-0,1 мкм. Процесс концентрирования творожной сыворотки происходит при температуре 12ºС. Добавляют БАД «Селенпропионикс» в количестве 5% от общей массы напитка. Проводят пастеризацию концентрированной творожной сыворотки с БАДом «Селенпропионикс» в ванне длительной пастеризации, при этом её нагревают до 55ºC с выдержкой 0,1 мин и охлаждают до 20-22°С. Для получения напитка в концентрированную творожную сыворотку с БАДом «Селенпропионикс» в количестве 88% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 6% от общей массы напитка и вносят вкусоароматические добавки в количестве 1% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течение 11 минут, выдерживая температуру 18ºC, подают на розлив и охлаждают.

Полученный напиток представляет собой непостоянную однородную текущую консистенцию светло-кремового цвета с небольшими осадками и хлопьями из-за недостаточной степени очистки (сухих веществ = 13%) творожной сыворотки, которая связана с высокой пропускной способностью пор микрофильтрационной мембраны, имеет повышенную кислотность 60ºТ и выраженный сывороточный запах из-за большого количества сывороточного концентрата.

Пример 2

Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Фильтруют творожную сыворотку с целью предварительной очистки в течение 20-30 мин при температуре 18-22°С на мембранной установке с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,6 мкм. Проводят концентрирование очищенной творожной сыворотки до содержания сухих веществ 13% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УАМ) с размером пор 0,01-0,1 мкм. Процесс концентрирования творожной сыворотки происходит при температуре 12ºС. Добавляют БАД «Селенпропионикс» в количестве 5% от общей массы напитка. Проводят пастеризацию концентрированной творожной сыворотки с БАДом «Селенпропионикс» в ванне длительной пастеризации, при этом её нагревают до 55ºC с выдержкой 0,1 мин и охлаждают до 20-22°С. Для получения напитка в концентрированную творожную сыворотку с БАДом «Селенпропионикс» в количестве 86% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 8% от общей массы напитка и вносят вкусоароматические добавки в количестве 1% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течение 11 минут, выдерживая температуру 18ºC, подают на розлив и охлаждают.

Полученный напиток представляет собой постоянную однородную текущую консистенцию кремового цвета без осадка и хлопьев из-за повышенной степени очистки (сухих веществ = 12%), которая связана с меньшей пропускной способностью пор микрофильтрационной мембраны, имеет кислотность 55ºТ и обладает выраженным персиковым вкусом из-за меньшего добавления концентрированной творожной сыворотки.

Пример 3

Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Фильтруют творожную сыворотку с целью предварительной очистки в течение 20-30 мин при температуре 18-22°С на мембранной установке с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,1 мкм. Проводят концентрирование очищенной творожной сыворотки до содержания сухих веществ 13% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УАМ) с размером пор 0,01-0,1 мкм. Процесс концентрирования творожной сыворотки происходит при температуре 12ºС. Добавляют БАД «Селенпропионикс» в количестве 5% от общей массы напитка. Проводят пастеризацию концентрированной творожной сыворотки с БАДом «Селенпропионикс» в ванне длительной пастеризации, при этом её нагревают до 55ºC с выдержкой 0,1 мин и охлаждают до 20-22°С. Для получения напитка в концентрированную творожную сыворотку с БАДом «Селенпропионикс» в количестве 84% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 10% от общей массы напитка и вносят вкусоароматические добавки в количестве 1% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течение 11 минут, выдерживая температуру 18ºC, подают на розлив и охлаждают.

Полученный напиток представляет собой постоянную однородную консистенцию кремового цвета без осадка и хлопьев из-за высокой степени очистки (сухих веществ = 11%), которая связана с меньшей пропускной способностью пор микрофильтрационной мембраны, имеет кислотность 50ºТ и обладает выраженным сладковатым персиковым вкусом из-за большого содержания фруктового наполнителя и вкусоароматических добавок.

Пример 4

Осуществляют сбор творожной сыворотки в резервуар из нержавеющей стали. Фильтруют творожную сыворотку с целью предварительной очистки в течение 20-30 мин при температуре 18-22°С на мембранной установке с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,22 мкм. Проводят концентрирование очищенной творожной сыворотки до содержания сухих веществ 13% на мембранной установке с применением ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран (УАМ) с размером пор 0,01-0,1 мкм. Процесс концентрирования творожной сыворотки происходит при температуре 12ºС. Добавляют БАД «Селенпропионикс» в количестве 5% от общей массы напитка. Проводят пастеризацию концентрированной творожной сыворотки с БАДом «Селенпропионикс» в ванне длительной пастеризации, при этом её нагревают до 55ºC с выдержкой 0,1 мин и охлаждают до 20-22°С. Для получения напитка в концентрированную творожную сыворотку с БАДом «Селенпропионикс» в количестве 82% от общей массы напитка добавляют фруктовый наполнитель (в данном случае персиковый) в количестве 12% от общей массы напитка и вносят вкусоароматические добавки в количестве 1% от общей массы напитка. Смешивают на центробежной установке в течениt 11 минут, выдерживая температуру 18ºC, подают на розлив и охлаждают.

Полученный напиток представляет собой постоянную однородную текущую консистенцию кремового цвета без осадка и хлопьев из-за увеличенного значения степени очистки (сухих веществ = 10%), которая связана с меньшей пропускной способностью пор микрофильтрационной мембраны, имеет кислотность 45ºТ и обладает выраженным сладковатым персиковым вкусом из-за большого содержания вкусоароматических добавок.

Наиболее оптимальным из рассмотренных примеров является 2-й и 3-й, так как в первом примере напиток не соответствует заданным требованиям, а в четвёртом затрачивается большое количество ингредиентов, что приводит к повышению себестоимости напитка. Поэтому самым оптимальным является состав напитка, включающий концентрированную творожную сыворотку в количестве 84-86% от общей массы напитка, фруктового наполнителя 8-10% от общей массы напитка и вкусоароматических добавок 1% от общей массы напитка.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными технологическими решениями имеет следующие преимущества:

- может быть использовано в качестве профилактического напитка, так как включает в свой состав селен;

- приводит к повышению степени чистоты готового продукта и улучшению органолептических свойств в части внешнего вида;

- приводит к упрощению технологического процесса.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».

Сравнительный анализ показал, что в уровне техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, а также не подтверждена известность влияния этих признаков на технический результат. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного способа в пищевой промышленности при производстве молочного фруктового напитка и поэтому он соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».