Технология производства концентрата лактулозы для детского питания
Приёмка сырья и оценка качества
В производстве используется подсырная сыворотка со сроком хранения не более одних суток. Контроль качества сырья осуществляется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, регламентирующей органолептические, физико-химические, микробиологические и санитарно-гигиенические показатели (ОСТ 10-213-97).
Очистка сыворотки
Молочная сыворотка подвергается очистке от жира и казеиновой пыли на сепараторах-осветлителях при температуре 35 – 40 ºС. При необходимости резервирования сырьё охлаждается до 8 – 10 ºС и хранится не более 24 часов. Затем сыворотка должна быть максимально очищена от сывороточных белков для предупреждения меланоидинообразования в процессе изомеризации. Для этого широко применяется метод ультрафильтрации. Оптимальными условиями процесса являются температура 40 – 50 ºС и давление 0,3 – 0,4 МПа. Сгущение осветлённой сыворотки
Осветлённую сыворотку сгущают в вакуум-выпарном аппарате при температуре раствора 55 – 65 ºС до массовой доли сухих веществ равной 20 %.
Изомеризация
Процесс изомеризации лактозы в лактулозу является основным в производственном цикле. Для производства концентрата лактулозы для детского питания применяется щелочная изомеризация. Раствор нагревают до температуры 68-72 ºС, вносят катализатор гидроксид натрия в количестве 0,27 % и выдерживают при перемешивании в течение 15-20мин, с последующим внесением молочной кислоты.
Деминерализация (электродиализ).
При получении концентратов лактулозы для детского способом реагентной изомеризации обязательной операцией технологического цикла является деминерализация растворов лактулозы, цель которой - удаление щелочных катализаторов. Кроме того, электродиализная обработка раствора облегчает проведение рафинации, в присутствии щелочных реагентов процесс адсорбции красящих веществ затруднен.
Деминерализация проводится при температуре 18-22° С на промышленных электродиализных установках с использованием разрешен-ных в пищевой промышленности катионитовых и анионитовых мембран. Процесс проводят до 70-75% уровня деминерализации, контроль осуществляется кондуктометрически. Эксплуатацию установки осуществляют в соответствии с инструкцией и приложением №2 к ТУ 49940-82 «Сыворотка деминерализованная, полученная методом электродиализа». Определение оптимального режима работы установки, обеспечивающего эффективную работу при минимальных затратах энергии, осуществляют в соответствии с общепринятыми методами
Рафинация
Цель операции рафинации - снижение цветности изомеризованного раствора путем удаления красящих веществ и перевода в бесцветные соединения. Особенностью рафинации растворов лакто-лактулозы по сравнению с аналогичным процессом в технологии молочного сахара является низкая температура проведения процесса адсорбции - 20-30° С. В деминерализованный раствор лакто-лактулозы вносят адсорбенты, фильтрующие агенты и реагенты-осветлители из расчета 1,0-1,5% предварительно просушенного осветляющего активированного угля, 0,010-0,015% гидросульфита натрия и 0,11-0,15% диатомита. Раствор выдерживают в течение 10-15 мин при постоянном перемешивании, после чего направляют на фильтрацию
Для удаления отработанных сорбентов применяют аппараты типа фильтр-пресс, в которых в качестве фильтрующего элемента используют ткань бельтинг или другие ткани аналогичного назначения. Суспензию фильтрующего агента готовят при соотношении диатомит вода = 1 : 15 из расчёта 0,8 кг на 1 м2 фильтрующей поверхности. После окончания фильтрации через фильтр-пресс пропускают сжатый воздух для вытеснения остатков раствора, затем горячую воду для промывки. В процессе фильтрации контролируют прозрачность и цвет фильтрата. На выходе раствор должен иметь слабо-жёлтую окраску или быть бесцветным.
Сгущение
Сгущение проводится в вакуум-выпарных аппаратах при температуре 55 – 65 ºС до массовой доли сухих веществ 60 %. Готовность сгущённого раствора определяется рефрактометрически или по плотности, которая при температуре 55 – 65 ºС составляет 1240 – 1250 кг/м3.
Кристаллизация и выделение лактозы.
Для увеличения доли лактулозы в сиропе необходимо удалить непрореагировавшую лактозу. В разработанной схеме используется физико-химический метод, основанный на большей растворимости лактулозы и способности лактозы кристаллизоваться из пересыщенных растворов. Процесс проводится в кристаллизаторах-охладителях, обеспечивающих медленное перемешивание и охлаждение с постоянной скоростью 2-3° С в час до температуры 8-12° С, после чего сироп выдерживается при этой температуре 8-12 ч. Такой режим обеспечивает достаточно полную кристаллизацию. Выделившиеся кристаллы лактозы отделяют центрифугированием. Осадок промывается небольшим количеством холодной воды. Кристаллы лактозы направляются на растворение для повторного использования в технологическом цикле производства лактулозы, что обеспечивает замкнутый цикл производства и снижение потерь.
Растворение
Для повторной деминерализации концентрация сухих веществ должна быть 20%, для этого сироп разбавляют дистиллированной водой.
Повторная деминерализация.
При получении концентратов лактулозы для детского требуется особенно тщательная очистка от минеральных веществ, для этого в технологию включается повторная деминерализация. Она проводится при температуре 18-22° С на промышленных электродиализных установках. Процесс проводят до 70-75% уровня деминерализации, контроль осуществляется кондуктометрически.
Досгущение.
При кристаллизации содержание сухих веществ снизилось из-за удаления лактозы, и для повышения их концентрации проводится дополнительное сгущение.
Досгущение проводят при температуре 55-65° С до концентрации сухих веществ 60-65%. Окончание процесса сгущения контролируют рефрактометрически или по плотности, которая при 55-65° С должна составлять 1280+10 кг/м3. Досгущенный раствор подогревают до 70° С и направляют на вторичную кристаллизацию лактозы.
Вторичная кристаллизация
Процесс проводится в кристаллизаторах-охладителях, обеспечивающих медленное перемешивание и охлаждение с постоянной скоростью 2-3° С в час до температуры 8-12° С, после чего сироп выдерживается при этой температуре 8-12 ч.
Тепловая обработка.
Для обеспечения микробиологической чистоты, безопасности и длительного срока хранения концентрат лактулозы подвергают тепловой обработке при 80-85° С в течение 8-12 мин, после чего он горячим подается на расфасовку.
Расфасовка и упаковка.
Расфасовку концентрата лактулозы для оптового покупателя осуществляют во фляги из нержавеющей стали, которые являются возвратной тарой. Для продажи в розницу используется стеклянная и полимерная упаковка, разрешенная для этих целей в пищевой и фармацевтической промышленности
