RU2170767C2

RU2170767C2 - Method of production of lactose

Info

Publication number: RU2170767C2
Application number: RU99121822A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Храмцов; И.А. Евдокимов; В.В. Костина; А.А. Храмцов; В.А. Павлов
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технический университет
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2001-07-20

Abstract

FIELD: dairy industry. SUBSTANCE: method involves removal of proteins from whey at 90-95 C by addition of coagulating agent taken in the amount 5-50% of mixture mass. Defatted milk or buttermilk with acidity providing pH value of medium to isoelectric point of proteins coagulation is used as a coagulating agent. Mixture is kept for 15-20 min and protein mass is separated from whey. Purified whey is condensed and lactose is crystallized. Lactose crystals are centrifugated and dried. Invention provides the possibility to use whey with acidity from 12 T to 85 T for production of lactose. EFFECT: enhanced degree of whey purification from proteins, increased yield of lactose. 3 ex

Description

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара. The invention relates to the dairy industry and can be used in the production of milk sugar.

Известен способ производства лактозы, включающий нагревание молочной сыворотки, внесение щавелевой кислоты из расчета 1,5-2,0 г/л, осаждение белка путем подкисления раствором соляной кислотой до pH 4,4-4,6 и выдержки, раскисление раствора до pH 6,0-6,5, выдержку, отделение белков, удаление ионов кальция из раствора, сгущение, кристаллизацию, отделение кристаллов и сушку (SU N 1194881). Недостатками данного способа являются использование химических реагентов для очистки сыворотки от несахаров и многоступенчатость очистки сыворотки, усложняющая технологический процесс. A known method for the production of lactose, including heating whey, adding oxalic acid at a rate of 1.5-2.0 g / l, precipitating protein by acidification with hydrochloric acid to pH 4.4-4.6 and aging, deoxidation of the solution to pH 6 , 0-6.5, aging, separation of proteins, removal of calcium ions from solution, thickening, crystallization, separation of crystals and drying (SU N 1194881). The disadvantages of this method are the use of chemical reagents for the purification of whey from non-sugars and the multi-stage purification of whey, complicating the process.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ производства лактозы, предусматривающий очистку молочной сыворотки от белков при температуре 90-95^oC путем введения коагулянта, выдержки в течение 15-20 мин, отделение белковой массы от сыворотки, сгущение очищенной сыворотки, кристаллизацию лактозы, центрифугирование кристаллизата и сушку кристаллов лактозы (А.Г. Храмцов, В.А. Павлов, И.А. Евдокимов и др. Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь, - М.: Росагропромиздат, 1989. - С. 201-203). Этот способ предусматривает сепарирование для выделения из сыворотки молочного жира и казеиновой пыли, а в качестве коагулянта при очистке сыворотки от белков используется кислая сыворотка (кислотностью 150-200^oT).The closest technical solution to the proposed one is a method for the production of lactose, which involves the purification of whey from proteins at a temperature of 90-95 ^o C by introducing a coagulant, exposure for 15-20 minutes, separating the protein from serum, thickening the purified whey, crystallization of lactose, centrifugation of crystallizate and drying lactose crystals (A. G. Khramtsov, V. A. Pavlov, I. A. Evdokimov and others. Processing and use of whey. Technological notebook, - M .: Rosagropromizdat, 1989. - P. 201-203). This method involves separation for the separation of whey milk fat and casein dust, and as a coagulant in the purification of whey from proteins used acidic whey (acidity 150-200 ^o T).

Недостатками этого способа являются возможность очистки только свежей подсырной сыворотки (кислотностью ниже 30^oT) недостаточно высокая степень очистки сыворотки от белка (38-45%), необходимость сепарирования молочной сыворотки для удаления молочного жира и казеиновой ныли.The disadvantages of this method are the ability to clean only fresh cheese whey (acidity below 30 ^o T) is not a high degree of purification of whey from protein (38-45%), the need for separation of whey to remove milk fat and casein acne.

Технический результат изобретения заключается в возможности использования для производства молочного сахара молочной сыворотки с различной кислотностью от 12 до 85^oT, повышении степени очистки сыворотки от белков до 70%, а,следовательно, повышении выхода и качества молочного сахара.The technical result of the invention lies in the possibility of using for the production of milk sugar, whey with different acidity from 12 to 85 ^o T, increasing the degree of purification of whey from proteins to 70%, and, therefore, increasing the yield and quality of milk sugar.

Для достижения этого результата в предложенном способе предусматривается в качестве коагулянта использовать обезжиренное молоко или пахту с кислотностью, обеспечивающей доведение реакции среды до изоэлектрической точки коагуляции белков. To achieve this result, the proposed method provides for the use of skim milk or buttermilk with acidity as a coagulant, ensuring the reaction of the medium to the isoelectric point of protein coagulation.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. В молочную сыворотку вносят в качестве коагулянта несахаров обезжиренное молоко в количестве 5-50% от массы смеси с кислотностью, обеспечивающей доведение реакции среды до изоэлектрического состояния белкового комплекса. При этом для очистки сыворотки с низкой кислотностью в качестве коагулянта используется обезжиренное молоко с высокой кислотностью, и наоборот. Повышение кислотности обезжиренного молока может происходить в результате естественного протекания процесса молочнокислого брожения (что позволяет рационально использовать на предприятии скисшее обезжиренное молоко), либо путем внесения закваски молочнокислых бактерий. Смесь сыворотки и обезжиренного молока нагревают до температуры 90-95^oC и выдерживают 15-20 мин. При этом происходит совместная коагуляция комплекса несахаров молочной сыворотки, в которой роль центров коагуляции для сывороточных белков и минеральных солей коллоидной степени дисперсности играют мицеллы казеина обезжиренного молока, а также происходит удержание в структуре образующегося геля частиц казеиновой пыли и жировых шариков. Образующийся осадок отделяют известными способами, осветленную молочную сыворотку сгущают, проводят кристаллизацию лактозы, кристаллы отделяют центрифугированием и сушат. При использовании в качестве коагулянта пахты процесс проводят аналогично.The proposed method is as follows. Skim milk is added to the whey as a coagulant of non-sugars in the amount of 5-50% by weight of the mixture with acidity, which ensures the reaction of the medium to the isoelectric state of the protein complex. At the same time, skim milk with high acidity is used as a coagulant to clean whey with low acidity, and vice versa. The increase in the acidity of skim milk can occur as a result of the natural process of lactic acid fermentation (which makes it possible to rationally use skimmed skim milk at the enterprise), or by introducing the fermentation of lactic acid bacteria. A mixture of whey and skim milk is heated to a temperature of 90-95 ^o C and incubated for 15-20 minutes In this case, joint coagulation of the complex of non-sugar whey occurs, in which the role of coagulation centers for whey proteins and mineral salts of colloidal degree of dispersion is played by skim milk casein micelles, and particles of casein dust and fat globules are retained in the structure of the gel formed. The precipitate formed is separated by known methods, the clarified whey is concentrated, lactose is crystallized, the crystals are separated by centrifugation and dried. When using buttermilk as a coagulant, the process is carried out similarly.

Внесение обезжиренного молока или пахты в количестве менее 5% снижает эффективность удаления несахаров из сыворотки, а более 50% - снижает эффективность выделения несахаров и увеличивает себестоимость. Температура и продолжительность нагрева смесей сыворотка: обезжиренное молоко и сыворотка: пахта соответствуют известным режимам тепловой обработки сыворотки, обеспечивающим наиболее полную денатурацию и коагуляцию сывороточных белков - 90 - 95^oC, 15 -20 мин.The introduction of skim milk or buttermilk in an amount of less than 5% reduces the efficiency of removing nesugar from serum, and more than 50% reduces the efficiency of nesugar isolation and increases production costs. Temperature and duration of heating mixtures of whey: skim milk and whey: buttermilk correspond to the well-known modes of heat treatment of whey, providing the most complete denaturation and coagulation of whey proteins - 90 - 95 ^o C, 15 -20 minutes

Преимущества предложенного способа заключаются в возможности очистки от несахаров любой молочной сыворотки (подсырной, творожной, казеиновой с различной кислотностью) путем внесения обезжиренного молока или пахты соответствующей кислотности, повышении степени очистки сыворотки от несахаров (до 70% по белку) за счет внесения мицелл казеина обезжиренного молока или пахты, играющих роль дополнительных центров коагуляции для несахаров, а также в исключении процесса сепарирования сыворотки из технологической схемы производства молочною сахара, так как молочный жир и казеиновая пыль в процессе совместной коагуляции переходят в белковую массу, что снижает ее себестоимость. The advantages of the proposed method are the ability to clean non-sugars of any whey (raw cheese, curd, casein with different acidity) by adding skim milk or buttermilk of the appropriate acidity, increasing the degree of purification of non-sugars from whey (up to 70% protein) by adding skimmed casein micelles milk or buttermilk, which play the role of additional coagulation centers for non-sugars, as well as in the exclusion of the process of separation of whey from the technological scheme of milk production with Ahara, since milk fat and casein dust in the process of joint coagulation go into protein mass, which reduces its cost.

Использование предложенного способа позволяет одновременно с молочным сахаром получать белковую массу с более высокими, чем в известных способах органолептическими и функционально-технологическими свойствами, которую можно использовать в пищевых целях либо как самостоятельный продукт (аналог-сырная масса "Кавказ", сыр "Рикотта"), либо как белковую добавку в пищевые продукты, т. к. в состав получаемой в предлагаемом способе белковой массы входят не только сывороточные белки, но и казеин и молочный жир. Using the proposed method allows simultaneously with milk sugar to obtain a protein mass with higher organoleptic and functional-technological properties than in the known methods, which can be used for food purposes or as an independent product (analogue cheese mass "Caucasus", cheese "Ricotta") , or as a protein supplement in food products, since the protein mass obtained in the proposed method includes not only whey proteins, but also casein and milk fat.

Пример 1. В молочную сыворотку кислотностью 15^oT вносят 50% обезжиренного молока кислотностью 45^oT, смесь нагревают до температуры 90-95^oC, выдерживают 20 мин, осадок белка отделяют. Степень выделения белка из сыворотки составляет 60%, других несахаров (казеиновой пыли, молочного жира, минеральных веществ) - 59%. Осветленную сыворотку сгущают до массовой доли сухих веществ 60%, подвергают кристаллизации в течение 22 ч, кристаллизат центрифугируют, кристаллы лактозы сушат. Готовый продукт содержит 96,2% лактозы, 0,92% белка, выход продукта - 75%.Example 1. In milk whey with an acidity of 15 ^o T make 50% skim milk with an acid of 45 ^o T, the mixture is heated to a temperature of 90-95 ^o C, incubated for 20 minutes, the protein precipitate is separated. The degree of protein isolation from whey is 60%, other non-sugars (casein dust, milk fat, minerals) - 59%. The clarified whey is concentrated to a mass fraction of solids of 60%, crystallized for 22 hours, the crystallize is centrifuged, and the lactose crystals are dried. The finished product contains 96.2% lactose, 0.92% protein, the product yield is 75%.

Пример 2. В молочную сыворотку кислотностью 15^oT вносят 50% пахты кислотностью 45^oT. Нагрев смеси, выдержку, отделение осадка несахаров, сгущение, кристаллизацию, центрифугирование и сушку кристаллов осуществляют аналогично примеру 1, Степень выделения белка из сыворотки - 57%, других несахаров - 55%. Готовый продукт содержит 95,9% лактозы, 0,95% белка, выход продукта - 74%.Example 2. In milk whey with an acidity of 15 ^o T make 50% buttermilk acidity of 45 ^o T. Heating the mixture, aging, separation of the precipitate of sugar, thickening, crystallization, centrifugation and drying of the crystals is carried out analogously to example 1, the Protein separation from serum is 57%, other non-sugars - 55%. The finished product contains 95.9% lactose, 0.95% protein, the product yield is 74%.

Пример 3. В молочную сыворотку кислотностью 60^oT вносят 50% обезжиренного молока кислотностью 17^oT. Нагрев смеси, выдержку, отделение осадка несахаров, сгущение, кристаллизацию, центрифугирование и сушку кристаллов осуществляют аналогично примеру 1. Степень выделения белка из сыворотки - 70%, других несахаров - 60%. Готовый продукт содержит 96,5% лактозы, 0,9% белка, выход продукта - 77%.Example 3. In milk whey with an acidity of 60 ^o T make 50% skim milk with an acidity of 17 ^o T. Heating the mixture, aging, separation of the precipitate of sugar, thickening, crystallization, centrifugation and drying of the crystals is carried out analogously to example 1. The degree of separation of protein from whey is 70% , other non-sugars - 60%. The finished product contains 96.5% lactose, 0.9% protein, the product yield is 77%.

Claims

A method for the production of lactose, which involves the purification of whey from proteins at 90-95 ^o C by introducing a coagulant, exposure for 15-20 minutes, separating the protein from the whey, thickening the purified whey, crystallization of lactose, centrifugation of the crystallizate and drying of lactose crystals, characterized in that as a coagulant use skim milk or buttermilk with acidity, ensuring the reaction of the medium to the isoelectric point of coagulation of proteins.