Спосіб оброблення молочної сироватки

Реферат: Спосіб оброблення молочної сироватки включає приймання та оцінку якості сировини, охолодження та проміжне резервування, підігрів до 35-40 °C, знежирення сироватки, пастеризацію молочної сироватки, охолодження, зберігання до подальшого використання, причому знежирену молочну сироватку перед пастеризацією спрямовують на оброблення в послідовно розташованих розрядних камерах спочатку зі струмопровідним прошарком гранул магнію та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 50-70 с, потім зі струмопровідним прошарком гранул мангану та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 30-40 с. UA 105892 U (54) СПОСІБ ОБРОБЛЕННЯ МОЛОЧНОЇ СИРОВАТКИ UA 105892 U UA 105892 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до молочної промисловості та може бути використана під час оброблення молочної сироватки з метою збагачення біогенними металами - магнієм й манганом для подальшого використання в харчовій промисловості, зокрема в хлібопекарській галузі. Відомий спосіб оброблення сироватки молочної (Патент на корисну модель № 82778 Україна, МПК 51 A23L 1/025, заявлено 29.01.2013, опубліковано 12.08.2013, Бюл. 15), що включає приймання та оцінку якості сировини, охолодження та проміжне резервування, підігрів до 35-40 °C, знежирення сироватки, оброблення електроіскровими розрядами з напругою 45 кВ та кількістю розрядів 20-25, пастеризацію сироватки, охолодження, внесення наповнювача, фасування, маркування, зберігання. Недоліком відомого способу є технічна складність здійснення процесу через використання високовольтних імпульсних розрядів, необхідність підвищених заходів безпеки для працюючого персоналу. Крім цього реалізація способу на рівні із збереженням цінної білкової складової молочної сироватки не включає збагачення її біогенними металами. Передбачене способом внесення наповнювача не дозволить використати його (спосіб) для первинного оброблення молочної сироватки. В основу корисної моделі поставлена задача розроблення способу оброблення молочної сироватки, який забезпечить її збагачення частинками біогенних металів магнію і мангану, тим самим підвищить біологічну цінність молочної сироватки та розширить сферу її застосування, зокрема як напівпродукту для хлібопекарської промисловості з властивостями поліпшувача якості хліба. Поставлена задача вирішується тим, що у способі оброблення молочної сироватки передбачається приймання та оцінка якості сировини, охолодження та проміжне резервування, підігрів до 35-40 °C, знежирення сироватки, пастеризація молочної сироватки, охолодження, зберігання до подальшого використання. Згідно з корисною моделлю, знежирену молочну сироватку перед пастеризацією спрямовують на оброблення в послідовно розташованих розрядних камерах спочатку зі струмопровідним прошарком гранул магнію та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 50-70 с, потім зі струмопровідним прошарком гранул мангану та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 30-40 с Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає в наступному. Обробленню може підлягати натуральна сироватка з-під сиру кисломолочного або підсирна, отримані традиційним способом при осаджені відповідного продукту. Об'ємне електроіскрове диспергування гранул металу магнію і мангану в середовищі молочної сироватки сприяє її збагаченню частинками зазначених металів в біодоступній формі. Реалізація підводних електроіскрових розрядів не потребує складного технологічного забезпечення, при цьому характеризується достатньо ефективною ерозійною здатністю струмопровідних матеріалів. Такі способи знаходять практичне використання в процесах коагуляційного очищення води, в технологіях біофункціональних матеріалів для аграрної промисловості. Використання низької напруги 70-80 В та малих міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм дозволяє забезпечити умови, коли до 85 % усієї накопиченої енергії на конденсаторі йде на локальне розігрівання поверхні електродів, що, в свою чергу, призводить до отримання колоїдних частинок з домінуванням нанорозмірної фракції. Останнє сприяє підвищенню їх біологічної доступності. Встановлено, що оброблення за температури 20-40 °C та тривалості 50-70 с в розрядній камері зі струмопровідним прошарком гранул магнію, а потім зі струмопровідним прошарком гранул мангану протягом 30-40 с не викликає суттєвих змін у значенні електрокінетичного потенціалу або призводить до його зростання, що є непрямим свідченням стабільності системи. При цьому не відбувається небажаного агрегування частинок. Зі зростанням температури оброблення понад 40 °C та тривалості впливу понад 70 с для магнієвих електродів і понад 40 с - для манганових, знижується абсолютне значення електрокінетичного потенціалу. При цьому середній гідродинамічний розмір збільшується. Зазначене є свідченням агрегування частинок сироватки, зокрема білка, що небажано. Коагуляція білкових частинок, ймовірно, спровокована тепловими процесами в каналі іскрового розряду в поєднанні з підвищенням температури оброблюваного середовища та тривалості впливу електроіскрових розрядів. Встановлено, що послідовне оброблення молочної сироватки протягом 50-70 с в розрядній камері зі струмопровідним прошарком гранул магнію і відповідними електродами та протягом 1 UA 105892 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 30-40 с зі струмопровідним прошарком гранул мангану і відповідними електродами, сприяє підвищенню вмісту магнію у 2,6-2,9 рази й мангану у 1,8-1,9 рази. При цьому зберігаються належні органолептичні показники, а саме: специфічний смак і запах відсутній або ледь помітний, колір - жовто-зелений з світло-сірим відтінком. При послідовному обробленні сироватки протягом понад 70 с за використання магнієвих електродів і гранул, а потім понад 40 с за використання манганових електродів і гранул вміст магнію й мангану в сироватці зростає більш суттєво, проте відмічається специфічний смак і запах, невластивий натуральній сироватці, що посилюється з підвищенням тривалості оброблення; колір сироватки - від світло-сірого до графітового. Тоді, як при послідовному обробленні сироватки протягом менше ніж 50 с за використання магнієвих електродів і гранул, а потім менше ніж 30 с за використання манганових електродів і гранул за гарних органолептичних показників збагачення магнієм й манганом незначне і не відповідає меті оброблення. Відомо, що магній бере участь у понад 350-ти біохімічних реакціях, необхідних для функціонування організму, є кофактором багатьох ферментів, в тому числі енергетичного метаболізму, приймає участь у синтезі білків, нуклеїнових кислот, справляє стабілізуючу дію на мембрани, необхідні для підтримання гомеостазу кальцію, калію, натрію. Дефіцит магнію характерний для вагітних, людей з високою фізичною активністю, дітей та людей, що перебувають у стресових ситуаціях. Фізіологічна потреба для дорослих - 400 мг/доба, для дітей - від 55 до 400 мг/доба. Молочна сироватка містить магній в середньому до 10…12 мг/100 г сироватки. Манган приймає участь в утворенні кісткової та сполучної тканини, підтримці репродуктивної функції, входить до складу ферментів, що підключаються до метаболізму амінокислот, вуглеводів; необхідний для синтезу холестерину та нуклеотидів. Дефіцит мангану порушує ріст та розвиток скелету, вуглеводний і ліпідний обмін. Фізіологічна потреба для дорослих - 2 мг/доба. Молочна сироватка містить манган у кількості до 4…6 мкг/100 г сироватки. Отже, збагачення молочної сироватки магнієм й манганом у біодоступній формі є актуальним. Мінеральні речовини не тільки надають харчовим продуктам функціональних властивостей, але й відіграють вагому технологічну роль. Відомо, що мінеральні солі, до складу яких входять метали, що приймають участь у каталітичній дії багатьох одно- й двокомпонентних ферментів, здатні активізувати і стабілізувати їх. Так, магній та манган стимулюють дію ферментів дріжджової клітини та ін. На цей час для збагачення харчових продуктів мінеральними речовинами використовують переважно солі неорганічних кислот - карбонати, сульфати, фосфати тощо. Проте мінерали в цій формі мають низьку біологічну доступність. Електроіскрове диспергування гранул біометалів в середовищі молочної сироватки сприяє збагаченню її магнієм та манганом, які здатні утворювати органічні сполуки з компонентами сироватки. Останні мають вищу біологічну доступність, оскільки саме в такій хімічній формі магній та манган функціонують в організмі. Встановлено, що використання сироватки, збагаченої частинками магнію й мангану, має позитивний вплив на органолептичні і фізико-хімічні показники хліба. Її використання в рецептурі хліба пшеничного підвищує газоутворення, питомий об'єм тіста, покращує його реологічні властивості, збільшується питомий об'єм хліба на 10…15 % в порівнянні з контрольними зразками. Кращою є формостійкість хліба із додаванням обробленої сироватки та менш помітним черствіння, м'якушка - значно біліша за контрольні зразки. Спосіб здійснюють таким чином. Молочну сироватку, прийняту за кількістю і якістю, ретельно перемішують в ємкості за допомогою лопатевої мішалки, далі відцентровим насосом спрямовують на теплообмінний апарат для підігрівання до температури 35-40 °C, потім на сепарування для видалення жиру. Далі знежирену сироватку обробляють на технологічному комплексі, до складу якого входить генератор розрядних імпульсів, блок керування, розрядна камера, вимірювальні та допоміжні прилади. Оброблення молочної сироватки здійснюють в послідовно розташованих розрядних камерах спочатку зі струмопровідним прошарком гранул магнію та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 50-70 с, потім зі струмопровідним прошарком гранул мангану та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 30-40 с. 2 UA 105892 U Таблиця Матеріал струмо№ провідприкних ладу гранул і електродів Технологічні параметри напруга зарядки конденсатора, В Показники об'єм Вміст тритемрозВміст манваперарядної магнію, гану, Органолептичні показники лість, тура, °C камери, мг/100 г мкг/100 с 3 см г магній 30 манган 20 магній 30 манган 30 магній 60 8,2±0,40 5,6±0,20 1 8,3±0,40 6,3±0,31 2 14,9±0,70 6,5±0,26 3 манган 30 75 30 300 магній 70 15,2 ± 6,7±0,30 манган 40 0,65 магній 90 21,3 ± манган 60 0,87 магній 120 25,7±1,15 8,0±0,40 манган 90 4 7,3±0,35 5 6 5 10 Висновок Зовнішній вигляд: Органолептичні однорідна рідина. Смак і показники високі, запах: чистий, кислуватий, проте без збагачення магнієм сторонніх присмаків і й манганом запахів. Колір незначне і не зеленувато-жовтий. відповідає меті оброблення. Зовнішній вигляд: Органолептичні однорідна рідина. Смак і показники високі, запах: чистий, кислуватий, проте без збагачення магнієм сторонніх присмаків і незначне і не запахів. Колір відповідає меті зеленувато-жовтий. оброблення. Зовнішній вигляд: Достатнє однорідна рідина. Смак і збагачення магнієм запах: кислуватий, в і манганом при деяких зразках ледь помітний специфічний присмак і гарних запах. Колір - зеленувато- органолептичних жовтий з ледь помітним показниках світло-сірим відтінком. Зовнішній вигляд: Достатнє однорідна рідина. Смак і збагачення магнієм запах: кислуватий, ледь і манганом при помітний специфічний задовільних присмак і запах. Колір органолептичних зеленувато-жовтий зі показниках світло-сірим відтінком. Зовнішній вигляд: Органолептичні однорідна рідина. Смак і показники запах: специфічний потребують присмак і удосконалення, запах, невластивий оскільки присутні молочній сироватці. Колір негативні світло сірий дескриптори Зовнішній вигляд: Органолептичні однорідна рідина. Смак і показники запах: яскраво виражений потребують специфічний присмак і удосконалення, запах, невластивий оскільки присутні молочній сироватці. Колір негативні від світло-сірого до дескриптори графітового Після реалізації підводного електроіскрового диспергування струмопровідних гранул магнію й мангану, оброблену сироватку спрямовують на пастеризацію, охолодження та зберігання до подальшого використання. Приклади здійснення способу наведено в таблиці. На оброблення спрямовували сироватку з-під сиру кисломолочного. Висновок. На підставі аналізу даних табл. встановлено, що за послідовного оброблення спочатку в розрядній камері зі струмопровідними гранулами магнію протягом 50-70 с, а потім в розрядній камері зі струмопровідними гранулами мангану протягом 30-40 с забезпечується бажане збагачення частинками магнію й мангану за належних органолептичних показників. В той час як при обробленні в розрядній камері зі струмопровідними гранулами магнію менше ніж 50 с, а потім в розрядній камері зі струмопровідними гранулами мангану менше ніж 30 с не 3 UA 105892 U 5 10 15 20 досягається бажане збагачення біоелементами магнію й мангану. За послідовного оброблення сироватки понад 70 с за використання магнієвих електродів і гранул, а потім понад 40 с за використання манганових електродів і гранул суттєво погіршуються органолептичні показники сироватки, що є неприйнятним. Технічний результат полягає в наступному: електроіскрове диспергування гранул магнію й мангану в середовищі молочної сироватки збагачує сировину мінеральними речовинами в біодоступній формі, розширює сферу її застосування, зокрема як напівпродукту для хлібопекарської промисловості з властивостями поліпшувача якості хліба. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб оброблення молочної сироватки, який включає приймання та оцінку якості сировини, охолодження та проміжне резервування, підігрів до 35-40 °C, знежирення сироватки, пастеризацію молочної сироватки, охолодження, зберігання до подальшого використання, який відрізняється тим, що знежирену молочну сироватку перед пастеризацією спрямовують на оброблення в послідовно розташованих розрядних камерах спочатку зі струмопровідним прошарком гранул магнію та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 50-70 с, потім зі струмопровідним прошарком гранул мангану та відповідними електродами за напруги зарядки конденсатора 70-80 В, міжелектродних проміжків 0,01-0,1 мм, температури 20-40 °C і тривалості оброблення 30-40 с. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4