СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СМЕТАННОГО БИОПРОДУКТА И СМЕТАННЫЙ БИОПРОДУКТ

1. Область техники к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к молочной промышленности, более конкретно к производству кисломолочных продуктов.

2. Предпосылки изобретения.

В мире растет популярность органических продуктов питания. С разработкой и введением ГОСТ Р 56508-205 регламентируется продукция органического производства, правила производства, хранения, транспортирования этой продукции.

При производстве пищевых продуктов необходимо ограничить применение пищевых добавок, ингредиентов, не отвечающих требованиям к органическому производству и выполняющих технологические и сенсорные функции, а так же минимизировать содержание микроэлементов и технологических вспомогательных средств. Производство органических пищевых продуктов должно осуществляться преимущественно биологическими, механическими и физическими методами. Однако на сегодня фактически нет предложений к продаже продуктов отвечающих требованиям стандарта к органическим продуктам.

Таким образом, создание органических продуктов питания является актуальной задачей.

3. Уровень техники.

Целью изобретения является разработка нового продукта, изготовленного по технологии сметаны и имеющего сходные с ней органолептические и физико-химические показатели.

В соответствии с ГОСТ 31452-2012 сметана это кисломолочный продукт, который произведен путем сквашивания сливок с добавлением молочных продуктов или без их добавления с использованием заквасочных микроорганизмов - лактококков или смеси лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков, массовая доля жира в котором составляет не менее чем 10%. Настоящий стандарт не распространяется на продукт, обогащенный молочным белком, витаминами, микро- и макроэлементами, пищевыми волокнами, полинасыщенными жирными кислотами, пробиотиками и пребиотиками.

Технология получения сметаны состоит из операций получения сливок центробежным отделением жировой эмульсии от плазмы молока, нормаллизации сливок,пастеризации и гомогенизации их, охлаждения до температуры заквашивания и сквашивания, охлаждения и созревания.

При центробежном отделении молочного жира, белок отделяется с истинным раствором молока и удаляется как обезжиренное молоко, массовая доля белка в сметане 2,5-2,6%, то есть меньше чем в цельном молоке 2,8-3,2 масс %. Таким образом снижается пищевая ценность сметаны в части наиболее полезной белковой составляющей, например, для питания спортсменов, так как снижается содержание дефицитных нутриентов, соответствующих потребностям организма спортсменов. В сметане содержится большое количество жиров 10-42 масс.%. Высокая калорийность сметаны не полезна для тех, кто хочет похудеть. Сметана хорошо усваивается, лучше чем молоко или сливки, благодаря использованию заквасочных микроорганизмов - лактококков или смеси лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков, но применение других полезных культур нормативно ограничено, однако значительная часть населения страдает от проблем, связанных с нарушением микрофлоры,это растройство пищеварения, алергические болезни, частые простудные заболевания и многое другое.

4. Изложение сущности изобретения.

Технический результат заключается в получении органического сметанного продукта с высоким содержанием белка, содержащего мало жира, обогащенного полезной микрофлорой, изготовленного по технологии производства сметаны и имеющий сходные с ней органолептические и физико-химические показатели.

Способ изготовления сметанного биопродукта включает стадии: нагревают и гомогенизируют молоко с массовой долей жира 0,5-4,0 мас. % и белка около 2,8-3,3 масс. % ,нагревают молочную сыворотку кислотностью 3,3-4,5 единиц pH, смешивают сыворотку с молоком , отделяют и охлаждают полученный концентрат, вносят в концентрат молочнокислые микроорганизмы, диспергируют смесь, ферментируют, фасуют и укупоривают в потребительскую тару.

Способ в котором гомогенизированное молоко нагревают до температуры 80-85°С.

Способ в котором исходную молочную сыворотку, кислотностью предпочтительно 3,7 единиц pH, нагревают до температуры 85-95°С, предпочтительно 95°С.

Способ в котором смешивают сыворотку в количестве 20-30 мас % с гомогенизированным молоком.

Способ в котором отделяют белковый концентрат до содержания сухих веществ около 20-30 мас. %.

Способ в котором белковый концентрат охлаждают до температуры ниже 40°С, вносят в него активированные в молочной среде закваски и концентраты для сметаны, состоящие из лактококков или лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков, или лактококков, термофильных молочнокислых стрептококков и ацидофильной палочки, при этом нормализуется смесь до заданной величины жирности.

Способ в котором вносят дополнительно сахар или фруктозу в количестве 2-12 мас. %.

Сметанный биопродукт, полученный описанным способом включающий молочный жир и белок, а также молочнокислые микроорганизмы, отличающийся тем, что сметанный биопродукт представляет собой гель плотностью 1,06-1,09 г\см 3, содержит жира около 1,5-8,5 мас. %, белка около 6-13,5 мас. %, содержит молочнокислых микроорганизмов не менее 10⁷ КОЕ в грамме продукта. Сметанный биопродукт, который дополнительно содержит сахар или фруктозу в количестве 2-12 масс. %.

Способ осуществляют в диапазоне указанных режимов. На первой стадии молоко с массовой долей жира 0,5-4,0 масс. % и белка около 2,8-3,3 мас. % гомогенизируют при температуре 80-85°С, в результате жировые шарики разбиваются до размеров 5-50 мкм и мицеллы казеина с характерными размерами 30-300 Нм., альбумина и глобулина с размерами 15-50 Нм., осаждаются на поверхности жировых шариков, а в дальнейшем, при коагуляции, мицеллы слипаются не отрываясь от жировых шариков, что позволяет избежать потерь жира и белка с молочной сывороткой.

Исходную молочную сыворотку кислотностью 3,3-4,5 единиц pH нагревают до температуры 85-95°С, смешивают сыворотку в количестве 20-30 мас. % с молоком нагретым раннее до температуры 80-85°С, в результате повышается кислотность молока и происходит коагуляция.

Продолжительность этой стадии зависит от кислотности и температуры сыворотки и температуры молока и его состава, а также скорости механического смешивания. При достижении кислотности смеси до 5,2-5,8 единиц pH, наступает интенсивная коагуляция при которой все сближения казеиновых и альбуминовых частиц заканчиваются слипанием, агрегированием и всплытием. Продолжительность этой стадии 20-30 секнд.

Одновременно отделяется сыворотка от белкового концентрата, Перемешивание ускоряет сцеживание свободной воды, связанная вода остается, остаточное содержание воды 65-80 мас. %. Продолжительность этой стадии 2-5 минут зависит от температуры сгустка и силы сжатия казеиновых связей, последние снижаются при температуре сыворотки менее 50°С при этом самоотделение белкового концентрата прекращается, так и обеспечивается получение в белковом концентрате сухих веществ около 20-30 мас. %. Белковый концентрат охлаждают до температуры ниже 30-37°С, смешивают с активированной закваской в количестве 10-50 масс. % от полученной смеси и диспергируют, при этом отделяются мицеллы казеина от жировых шариков и связанной воды, воды в полостях и капиллярах. Полученная смесь является типичной водо-жировой эмульсией органолептически соответствующей сливкам. Смесь, ферментируют при температуре 30-37°С в течении 8-12 часов, в зависимости от активности культуры и температуры ферментации. По мере ферментации и повышения кислотности, мицеллы казеина притягиваются между собой, связывают воду и жир, создается гомогенный сгусток геля плотностью 1,05-!,06 г\см.3 . Наибольшей плотности сгусток достигает в изоэлектрической точке белков плазмы и оболочек жировых шариков, однако при кислотности более 4,6-4,7 единиц pH, белки приобретают противоположный заряд и гелиевая структура разрушается, поэтому ферментацию прекращают при меньшей кислотности, сметанный биопродукт охлаждают, продукт созревает при температуре 2-4°С в течении 6-8 часов. Сметанный биопродукт содержит жира около 1,5-8,5 мас. %, белка около 6-13,5 мас. %, с содержанием микроорганизмов не менее 10⁷ КОЕ в грамме продукта герметично укупоренного в стакане.

В соответствии с техническими условиями на выходной продукт вносят в зависимости от содержания белка для улучшения вкуса сахар или фруктозу в количестве 2-12 мас. %.

Выше указанные режимы являются оптимальными для получения технического результата изобретения. Температурой молока и сыворотки в указанных диапазонах обеспечивается поддержание температуры смеси в диапазоне 85-95°С, при температуре менее 85°С наблюдается недостаточная коагуляция белка и повышенные его потерь с сывороткой, при температуре смеси более 95°С наблюдается денатурация белков и повышение твердости белкового концентрата препятствующей его диспергированию. При смешивании сыворотки с молоком в количестве менее 20 мас. % в смеси, то коагулирование молока не происходит, или происходит но с большой потерей белка, а с увеличением более 30 мас. %, увеличивается расход исходной сыворотки без дополнительного результата. Диапазон кислотности вводимой сыворотки 3,3-4,5 единиц pH в части нижнего предела определяется характеристикой принятой культуры для ферментации, а при кислотности вносимой сыворотки более 4,5 единиц pH коагуляция молока не эффективна, так как увеличиваются потери белка и увеличивается расход исходной сыворотки. Получение самоотделением белкового концентрата с содержанием в нем сухих веществ более 30 мас. % не возможно, а содержание сухих веществ менее 20 мас. % нецелесообразно, в связи с низким качеством конечного продукта. Выходной продукт в зависимости от содержания сухих веществ в диапазоне 18-25 масс. % имеет консистенцию мягкую, нежную, пластичную и глянцевую поверхность свойственную сметане, а применение закваски ацидофильной палочки увеличивает полезность продукта и улучшает консистенцию сметанного биопродукта. Технический результат, обеспечиваемый изобретением как в части способа ,так в части продукта, состоит в том ,что именно при заявленной последовательности технологических операций и без применения неорганических стабилизаторов, эмульгаторов и консервантов, а только лишь используя в максимальной степени полезные свойства цельного молока, получен сметанный биопродукт с высоким содержанием белка, содержащего мало жира, обогащенного полезной микрофлорой, изготовленного по технологии производства сметаны и имеющий сходные с ней органолептические и физико-химические показатели.

Примеры изготовления продукта.

Пример 1.

1.1 Молоко с массовой долей жира 0,5%, с массовой долей белка 3,2%, в количестве 3,0 килограмма, нагревают до температуры 85°С, гомогенизируют.

1.2 Молочную сыворотку в количестве 600 грамм, кислотностью 3,9 единиц pH, нагревают до температуры 95°С.

1.3 Смешивают молоко 3 килограмма и сыворотку 600 грамм и перемешивают.

1.4 Отделяют белковый концентрат до содержания доли сухих веществ 30%.

1.5 Охлаждают до температуры 35°С.

1.6 Вносят в концентрат 300 грамм стерильного молока с активированной при 35°С в течении 2 часов комбинацией мезофильных штаммов молочнокислых бактерий видов Lactococcus lactic sp. Cremjris и Lactococcus lactic sp. Lactis по ТУ 9229-003-14392386-05 производства АО «Вектор-БиАльгам» и закваской Ast-смесь чистых культур термофильного стрептококка (Streptocjccus termophilus), и ацидофильной палочки (Lactobacillus acidophilus),производства АО «Вектор-БиАльгам».

1.7 Диспергируют смесь до консистенции сливок.

1.8 Ферментируют при температуре 35°С в течении 10 часов.

1.9 Охлаждают до температуры хранения 2-4°С.

1.10 Фасуют и укупоривают в потребительскую тару.

1.11 Выдерживают 8 часов для созревания, вскрывают герметично укупоренный стакан, полученный продукт содержит жира 2 масс. %, белка 12,9 масс. %, консистенция пластичная, чуть тянущаяся с глянцевой поверхностью свойственной сметан, содержит молочнокислых микроорганизмов не менее 10⁷ КОЕ в грамме продукта.

Пример 2.

2.1 Молоко с массовой долей жира 0,5%, с массовой долей белка 3,2%, в количестве 3,0 килограмма, нагревают до температуры 85°С, гомогенизируют.

2.2 Молочную сыворотку в количестве 600 грамм, кислотностью 3,9 единиц pH, нагревают до температуры 95°С.

2.3 Смешивают молоко 3 килограмма и сыворотку 600 грамм и перемешивают.

2.4 Отделяют белковый концентрат до содержания доли сухих веществ 30%.

2.5 Охлаждают до температуры 35°С.

2.6 Вносят в концентрат сахар в количестве 5 масс. % от массы выходного продукта.

2.7 Вносят в концентрат 300 грамм стерильного молока с активированной при 35°С в течении 2 часов комбинацией мезофильных штаммов молочнокислых бактерий видов Lactococcus lactic sp. Cremjris и Lactococcus lactic sp. Lactis по ТУ 9229-003-14392386-05 производства АО «Вектор-БиАльгам» и закваской Ast-смесь чистых культур термофильного стрептококка (Streptocjccus termophilus), и ацидофильной палочки (Lactobacillus acidophilus),производства АО «Вектор-БиАльгам».

2.8 Диспергируют смесь до консистенции сливок.

2.9 Ферментируют при температуре 35°С в течении 10 часов.

2.10 Охлаждают до температуры хранения 2-4°С.

2.11 Фасуют и укупоривают в потребительскую тару.

2.12 Выдерживают 8 часов для созревания, вскрывают герметично укупоренный стакан, полученный продукт содержит жира 2 масс. %, белка 12,9 масс. %, консистенция пластичная, чуть тянущаяся с глянцевой поверхностью свойственной сметане, содержит молочнокислых микроорганизмов не менее 10⁷ КОЕ в грамме продукта.