ES2692436T3 - Procedimiento de producción de un producto lácteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservación - Google Patents

Procedimiento de producción de un producto lácteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservación Download PDF

Info

Publication number
ES2692436T3
ES2692436T3 ES08775513.8T ES08775513T ES2692436T3 ES 2692436 T3 ES2692436 T3 ES 2692436T3 ES 08775513 T ES08775513 T ES 08775513T ES 2692436 T3 ES2692436 T3 ES 2692436T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
milk
lactose
fraction
protein
uht
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES08775513.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Olli Tossavainen
Harri Kallioinen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valio Oy
Original Assignee
Valio Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valio Oy filed Critical Valio Oy
Application granted granted Critical
Publication of ES2692436T3 publication Critical patent/ES2692436T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C21/00—Whey; Whey preparations
    • A23C21/02—Whey; Whey preparations containing, or treated with, microorganisms or enzymes
    • A23C21/023—Lactose hydrolysing enzymes, e.g. lactase, B-galactosidase
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C21/00—Whey; Whey preparations
    • A23C21/06—Mixtures of whey with milk products or milk components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C3/00—Preservation of milk or milk preparations
    • A23C3/02—Preservation of milk or milk preparations by heating
    • A23C3/03—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked
    • A23C3/033—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked and progressively transported through the apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/12—Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes
    • A23C9/1203—Addition of, or treatment with, enzymes or microorganisms other than lactobacteriaceae
    • A23C9/1206—Lactose hydrolysing enzymes, e.g. lactase, beta-galactosidase
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/142—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
    • A23C9/1422—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration by ultrafiltration, microfiltration or diafiltration of milk, e.g. for separating protein and lactose; Treatment of the UF permeate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/142—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
    • A23C9/1425—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration by ultrafiltration, microfiltration or diafiltration of whey, e.g. treatment of the UF permeate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/146—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by ion-exchange
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/146—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by ion-exchange
    • A23C9/1465—Chromatographic separation of protein or lactose fraction; Adsorption of protein or lactose fraction followed by elution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/15—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/15—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins
    • A23C9/1512—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins containing isolated milk or whey proteins, caseinates or cheese; Enrichment of milk products with milk proteins in isolated or concentrated form, e.g. ultrafiltration retentate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C2210/00—Physical treatment of dairy products
    • A23C2210/20—Treatment using membranes, including sterile filtration
    • A23C2210/206—Membrane filtration of a permeate obtained by ultrafiltration, nanofiltration or microfiltration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C2210/00—Physical treatment of dairy products
    • A23C2210/25—Separating and blending
    • A23C2210/252—Separating a milk product in at least two fractions followed by treatment of at least one of the fractions and remixing at least part of the two fractions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Dairy Products (AREA)

Abstract

Un procedimiento de preparación de un producto lácteo bajo en lactosa, sin lactosa o sin carbohidratos de buena conservación, que comprende las etapas de: - separar los azúcares y las proteínas en una materia prima láctea o en una mezcla de materias primas de leche y suero de la leche en una fracción de azúcar y una fracción de proteína, en el que la separación de azúcares y proteínas se realiza a una temperatura que varía de 60 a 80 ºC durante de 10 minutos a 10 horas, - tratar térmicamente al menos la fracción de proteína para inactivar el sistema enzimático de plasmina natural y otras enzimas dañinas en la misma, - si así se desea, hidrolizar la lactosa en la fracción de azúcar, - tratamiento térmico de la fracción de proteína y la fracción de azúcar tratadas térmicamente, - componer el producto lácteo de la fracción de proteína tratada térmicamente y de otros componentes de preparación opcionales en un producto lácteo con una composición y dulzor deseados.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Procedimiento de produccion de un producto lacteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservacion Campo de la invencion
La invencion se refiere a un procedimiento para la produccion de un producto lacteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservacion.
Antecedentes de la invencion
La vida util de la leche UHT (temperatura ultraalta) esta limitada, como se conoce, por las actividades enzimaticas de la leche naturales o inducidas por microbios. El mas conocido de estos enzimas problematicos es el sistema enzimatico de plasmina que es muy termoestable. Durante el almacenamiento en caliente, causan cambios en el sabor, la estructura, etc.
Ademas de las actividades mencionadas anteriormente, las leches bajas en lactosa y sin lactosa incluyen actividades secundarias, tales como actividades proteolfticas.
Ademas de los cambios enzimaticos, la vida util de la leche tambien esta limitada por los productos de pardeamiento de Maillard producidos por la reaccion de Maillard, que son especialmente problematicos en productos con lactosa hidrolizada. Los productos de pardeamiento de Maillard causan un cambio indeseable en las propiedades organolepticas de la leche UHT, tal como el gusto, el color y la estructura. Los monosacaridos, glucosa y galactosa, obtenidos en la hidrolisis de la lactosa son mas reactivos que la lactosa, lo que causa reacciones de pardeamiento de Maillard mas fuertes. En la leche hidrolizada, el contenido molar de estos monosacaridos reductores es casi el doble en comparacion con la lactosa de la leche normal.
La reduccion de la lisina activa, que es un aminoacido importante para el valor nutricional de un producto UHT a base de leche, continua durante el almacenamiento a temperatura ambiente despues del tratamiento termico. La reaccion de Maillard y la destruccion de la lisina continuan durante el almacenamiento.
El tratamiento termico produce un complejo entre la p-lactoglobulina y la K-casema de la micela de casema (complejo p-K). La gelificacion tiene lugar probablemente en dos fases: en la primera fase, el complejo p-K se separa de la micela de casema durante el almacenamiento de la leche UHT, y, en la segunda fase, una red de gel tridimensional se forma entre los complejos. La precipitacion que se produce en la leche UHT durante el almacenamiento es el resultado de una proteolisis lenta. Antes de la gelificacion, se forman compuestos de tipo k- casema y aumenta el numero de compuestos nitrogenados no proteicos. La hidrolisis de protemas, es decir, la proteolisis, tambien puede estimular la precipitacion de casema bajo el efecto del calor. Las proteasas formadas por la flora microbiana natural de la leche afectan principalmente a la formacion de y- y para-K-casema, la proporcion de los cuales en la casema total es pequena. En la leche UHT, las proteasas fraccionan la K-casema, cuyo efecto estabilizador en la micela de casema es, sin embargo, esencialmente importante (Datta, N. y Deeth, C. Age gelation of UHT milk, a review. Food and Bioproducts Processing, 2001; 79(C4): 197-210).
Los tratamientos termicos y los procedimientos de envasado aseptico son conocidos en el campo. El tratamiento termico UHT puede ser directo (vapor en la eche, leche en vapor) o indirecto (intercambiador de calor en tubo, intercambiador de calor en placas, intercambiador de calor de superficie raspada).
Generalmente, la preparacion de productos lacteos bajos en lactosa se conoce. Se han presentado varios procedimientos para eliminar la lactosa de la leche. Generalmente, en el campo se conoce un proceso enzimatico convencional para el fraccionamiento de la lactosa, el procedimiento que comprende la etapa de anadir lactasa de hongos o levadura a la leche, de tal manera que la lactosa se fracciona en los monosacaridos, es decir, glucosa y galactosa, en mas del 80 %.
Los procedimientos para eliminar la lactosa de la materia prima de la leche tambien son conocidos, especialmente mediante el uso de tecnicas de membrana. Generalmente se usan cuatro procedimientos basicos de filtracion en membrana: osmosis inversa (RO), nanofiltracion (NF), ultrafiltracion (UF) y microfiltracion (MF). De estos, la UF es principalmente adecuada para separar la lactosa de la leche. La osmosis inversa generalmente se aplica a la concentracion, ultrafiltracion y microfiltracion para fraccionamiento y nanofiltracion para concentracion y fraccionamiento. Un procedimiento de eliminacion de lactosa basado en una tecnica de membrana se describe en la publicacion WO 00/45643, por ejemplo. Un problema con este procedimiento, como con las tecnicas de membrana en general, es que durante la ultrafiltracion no solo se elimina lactosa de la leche, pero tambien algunas de las sales que son significativas para el sabor de la leche y los productos lacteos preparados de la misma. Un problema con la ultrafiltracion es tambien que es diffcil y costoso lograr un alto contenido de protemas (mas del 80 % de la materia seca).
La publicacion FI 115752 desvela un procedimiento en el cual un producto lacteo es ultrafiltrado, nanofiltrado y concentrado por osmosis inversa, despues de lo cual las sales eliminadas durante la ultrafiltracion se devuelven a la fraccion retenida de UF. La lactosa residual del producto lacteo bajo en lactosa asf obtenido se hidroliza con una
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
enzima lactasa en monosacaridos, por lo que se obtiene un producto lacteo esencialmente sin lactosa. Con este procedimiento, la lactosa se elimina de la leche sin que afecte a las propiedades organolepticas del producto lacteo que se prepara.
Una separacion cromatografica es un procedimiento conocido per se y en uso industrial en la industria azucarera (ejemplos son la separacion de sacarosa de la melaza y la fructosa de una mezcla de glucosa y fructosa) asf como en el fraccionamiento del suero (documento US 3969337). En el procedimiento descrito en la publicacion FI 78504 para recuperar lactosa pura del suero de leche o queso, una parte principal de lactosa se cristaliza primero y el ffquido de cristalizacion purificado por calentamiento se fracciona por cromatograffa.
La lactosa tambien se puede separar espedficamente de la leche mediante cromatograffa. Sin embargo, muchos problemas que difieren del procesamiento de suero estan asociados con el procesamiento de la leche, tal como precipitacion facil de casema, manteniendo la estructura micelar de la casema, el comportamiento de la grasa y requisitos de higiene extremadamente estrictos. Por ejemplo, la publicacion EP 226035 B1 describe un procedimiento de separacion de lactosa en el que la leche se fracciona de tal manera que la fraccion de lactosa se separa y las sales estan en la fraccion de protema o fraccion de protema-grasa. El procedimiento se caracteriza por equilibrar la resina de intercambio cationico haciendo que su composicion de cationes corresponda a la de la leche y la leche se cromatograffa en una columna con la resina de intercambio cationico equilibrada a una temperatura de aproximadamente 50 a 80 °C usando agua en la elucion. Una ventaja del procedimiento es que todos los compuestos esenciales para el gusto permanecen en la leche. Sin embargo, la separacion cromatografica de la lactosa es un procedimiento lento y complejo que no se puede aplicar directamente a las industrias lacteas convencionales sin inversiones costosas en equipos. La separacion espedfica de la lactosa de la leche descrita en la publicacion de patente se realizo en una columna a escala de laboratorio y toda la separacion duro de 28 a 34 minutos. La separacion se realizo a 65 °C. Este tratamiento no es suficiente para inactivar el sistema enzimatico de plasmina. La publicacion de patente tambien desvelo la opcion de realizar la separacion a una temperatura de 80 °C, pero las protemas del suero de la leche se desnaturalizan significativamente. El procedimiento no es adecuado para la preparacion de una bebida lactea UHT con una vida util larga.
Tambien se conoce el uso de leche como materia prima despues de la eliminacion de la lactosa en la preparacion de productos lacteos. Estudios recientes se han concentrado en la filtracion con membrana de la leche y en el uso de dicha leche en la preparacion de productos lacteos, tales como el queso, el helado y el yogur. Comun a los procedimientos conocidos para preparar productos sin lactosa es que, antes de la ultrafiltracion, la leche se estandariza a un contenido de grasa deseado y se pasteuriza calentandola a una temperatura de 60 a 90 °C. La pasteurizacion no es suficiente para inactivar el sistema enzimatico de plasmina. El documento US 4529611 desvela un procedimiento para fabricar productos lacteos en polvo que comprende ultrafiltracion de un ffquido que comprende leche parcialmente desnatada.
En la preparacion de leche UHT combinada de leche en polvo, el incremento en la temperatura del tratamiento de precalentamiento de 75-80 °C a 90 °C mejoro la vida util de la leche UHT a temperatura ambiente (20 o 30 °C, 8 meses) (Newstead y col., Int. Dairy J. 16:2006, 573-579). La vida util se estimo mediante el control de la cantidad de sedimentos en el fondo del envase. Se proporciono una inhibicion eficiente de la proteolisis de tipo plasmina como la razon de la mejora en la vida util. En leche con lactosa hidrolizada, el precalentamiento segun la publicacion o el refuerzo del tratamiento UHT, por ejemplo, refuerza la reaccion de Maillard que causa el pardeamiento y el sabor de Maillard y debilita el valor nutricional a medida que la lisina disponible disminuye.
Se sabe que varios tratamientos previos y posteriores al calentamiento en la preparacion de leche UHT mejoran la vida util de la leche UHT. Driessen redujo la actividad de la plasmina y mejoro la vida util de la leche UHT al precalentar la leche a 55 °C durante 60 minutos antes de un tratamiento de alta temperatura. La proteolisis de la leche, el amargor y el desarrollo de la transparencia disminuyeron y no se produjo ninguna gelatinizacion cuando la leche se conservo a 20 °C durante 11 semanas (Datta y Deeth, 2001). Kocak y Zadow encontraron que el tratamiento de la leche con lactosa hidrolizada despues del procedimiento UHT a 55 °C durante de 40 a 60 minutos duplicaba aproximadamente el tiempo de vida util del producto (Aust J Dairy Technol 1989; 44(1): 37-40).
La publicacion WO 2004/019693 describe un procedimiento para separar la leche en componentes individuales con tecnicas de membrana y combinar estos componentes en productos lacteos, tales como helado, bebida lactea y yogur agitado y cuajado. La materia prima de leche reconstituida puede ser leche desnatada, leche baja en grasa, leche entera, leche sin lactosa, leche concentrada, leche en polvo, leche organica o una combinacion de estas.
Se conoce la combinacion de procedimientos de membrana e intercambio ionico para la preparacion de un producto lacteo, tal como leche en polvo baja en calcio. La publicacion WO 01/41579 describe un procedimiento que usa una resina de intercambio cationico fuerte preferentemente a una temperatura de 4 a 12 °C. El procedimiento tambien se puede realizar a 50 °C. Sin embargo, el tratamiento de intercambio ionico de 2,5 horas descrito en la publicacion de la patente no es suficiente para inactivar el sistema enzimatico de plasmina. En el procedimiento, la mejora en la estabilidad termica se basa en la reduccion del contenido de calcio con intercambio ionico.
Un problema general con los procedimientos conocidos de eliminacion de lactosa y tratamientos de temperatura elevada es un cambio en las propiedades organolepticas de la leche o los productos lacteos producidos a partir de la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
misma. Al hacer productos completamente sin lactosa, en el que el requisito de contenido de lactosa residual es inferior al 0,01 %, es necesario anadir mas enzima lactasa que en los productos bajos en lactosa. El sabor de los productos lacteos hidrolizados con lactasa no es puro, pero a menudo contiene un gusto desagradable mohoso, qmmico o medicinal, especialmente hacia el final del tiempo de venta. Los procedimientos conocidos tambien se caracterizan por que los productos que requieren un tiempo prolongado de vida util a temperatura ambiente (por ejemplo, productos UHT) muestran problemas estructurales (precipitacion, sedimentacion), y en productos con lactosa hidrolizada en particular, la reaccion de Maillard causa pardeamiento de Maillard y cambios en el sabor. Una reduccion del valor nutricional del producto tambien se asocia con el pardeamiento de Maillard.
El comercio y los consumidores requieren tiempos de venta cada vez mayores. La vida util a temperatura ambiente de los productos lacteos UHT sin lactosa y bajos en lactosa mediante tecnicas convencionales es limitada, tipicamente tres meses. Por lo tanto, es deseable proporcionar procedimientos naturales con los que se puede mejorar la vida util de las propiedades organolepticas, tales como propiedades de sabor, de los productos y su estructura, que luego tambien extendena el tiempo de ventas.
La leche UHT es leche que ha sido tratada continuamente a alta temperatura durante un corto tiempo y que luego ha sido envasada inmediatamente de manera aseptica. El tratamiento termico debe ser tal que la leche uHt supere la prueba de vida util y de un resultado positivo en la prueba de turbidez (IDF Doc 2/1970, ref. Boletm anual de IDF, Parte V, Monograffa IDF sobre la leche UHT, 1972) (en otras palabras, algunas de las protemas del suero siguen sin desnaturalizar). Una parte de la prueba de conservacion es una prueba de almacenamiento segun la cual la leche UHT debe permanecer inalterada en su envase a una temperatura de 30 ± 1 °C durante 14 dfas. La leche baja en lactosa (por ejemplo, Hyla®) y la leche sin lactosa ya pardean claramente durante este tipo de almacenamiento.
Ahora, inesperadamente se ha inventado un procedimiento para la preparacion de productos lacteos bajos en lactosa o sin lactosa (leches, bebidas lacteas, bebidas con suero de leche, concentrados) que son completamente impecables en cuanto al sabor y tienen una buena vida util sin ningun coste adicional. El procedimiento de la invencion tambien permite asegurar una vida util mejorada para el producto, lo que permite un tiempo de venta mas largo de lo habitual, por lo cual, los defectos estructurales, tales como precipitacion, disminucion en el valor nutricional, riesgos relacionados con problemas microbiologicos, y la reaccion de Maillard, estan minimizados.
Breve descripcion de la invencion
La invencion proporciona un nuevo procedimiento para su uso en la preparacion de productos lacteos de buena conservacion bajos en lactosa y sin lactosa y el procedimiento se caracteriza por lo que se establece en la reivindicacion independiente. Las realizaciones preferidas de la invencion se desvelan en las reivindicaciones dependientes. El gusto, el color y los defectos estructurales causados por las actividades enzimaticas de la leche natural y las actividades enzimaticas inducidas por microbios, asf como el uso de una enzima lactasa y actividades secundarias tfpicas de preparaciones enzimaticas comerciales en productos UHT se evitan con el procedimiento de la invencion. Con el procedimiento de la invencion, es posible mejorar las propiedades organolepticas, especialmente la estabilidad de las propiedades del sabor y la estructura a temperatura ambiente, de productos lacteos bajos en lactosa y sin lactosa, como resultado de lo cual, el tiempo de ventas del producto puede extenderse.
Ademas, los productos de pardeamiento de Maillard causados por la reaccion de Maillard y el debilitamiento relacionado del valor nutricional tfpico de los productos lacteos sin lactosa tratados con UHT, y los productos lacteos bajos lactosa en particular, se evitan. Asimismo, los riesgos de higiene en la preparacion se pueden reducir.
La invencion tambien proporciona un procedimiento que es simple, economico, industrialmente aplicable a gran escala y no causa costes adicionales. Inesperadamente se descubrio que separando las fracciones de azucar y proteicas de la leche o una mezcla de leche y suero de leche y tratandolas termicamente, es posible inactivar el sistema natural de la enzima plasmina de la leche y evitar la reaccion de Maillard que causa la destruccion de la lisina y el pardeamiento de Maillard y obtener una materia prima para su uso en la preparacion de un producto lacteo con una larga vida util.
Un producto lacteo elaborado con el procedimiento de la invencion se mantiene considerablemente mas tiempo que las leches UHT normales. Especialmente, la vida util a temperatura ambiente de tal leche es sustancialmente mas larga.
Breve descripcion de las figuras
Figura 1: Sistema enzimatico de plasmina (Datta y Deeth modificados, 2001).
Figura 2a: Analisis de SDS-PAGE en muestras de leche UHT despues del procesamiento.
Figura 2b: Analisis de SDS-PAGE en muestras de leche UHT despues de 4 semanas de almacenamiento.
Figura 2c: Analisis de SDS-PAGE en muestras de leche UHT despues de 12 semanas de almacenamiento.
Figura 3: Desarrollo del contenido de furosina en leche UHT en funcion del tiempo de almacenamiento.
Figura 4: Cambio de color en las leches UHT como una funcion del tiempo de almacenamiento cuando se almacena a 22 °C.
Figura 5: Contenido de furosina de las leches UHT.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Descripcion detallada de la invencion
La presente divulgacion se refiere a un procedimiento para la preparacion de un producto lacteo de buena conservacion bajo en lactosa y sin lactosa o sin carbohidratos, que comprende las etapas de: separar los azucares y las protemas de una materia prima lactea, o leche, y la mezcla de materias primas de suero en fracciones separadas, tratar termicamente al menos la fraccion de protema para inactivar el sistema enzimatico de plasmina natural y otras enzimas daninas en la misma, si se desea, hidrolizar la lactosa en la fraccion de azucar, tratar con calor dicha protema y fracciones de azucar, combinar una o mas de las fracciones y otros agentes de preparacion opcionales en un producto lacteo con la composicion y el dulzor deseados. La presente invencion se refiere a un procedimiento como se define en la reivindicacion 1.
En el procedimiento de la invencion, la separacion de la materia prima en las fracciones de azucar y de protema se realiza cromatograficamente, utilizando tecnicas de membrana o cristalizando de una manera conocida per se. Diferentes procedimientos de separacion tambien se pueden combinar como se desee en una o mas etapas. El azucar y la protema de la materia prima se separan, preferentemente, cromatograficamente y usando procedimientos de membrana.
Las fracciones de azucar y protemas obtenidas en la separacion de la materia prima se tratan termicamente para inactivar sus sistemas enzimaticos de plasmina y otras enzimas proteolfticas. El tratamiento termico puede tener lugar durante la separacion o por separado para cada fraccion despues de la separacion. La separacion de azucar y protemas se realiza tfpicamente a una temperatura de 3 a 80 °C, preferentemente de 60 a 70 °C y, lo mas preferentemente, de 65 °C. La separacion tfpicamente requiere de 10 minutos a 10 horas, preferentemente de 2 a 10 horas, mas preferentemente de 2 a 6 horas.
La separacion cromatografica en condiciones neutras (pH 6 a 7) tfpicamente requiere de 10 minutos a 10 horas, preferentemente de 2 a 4 horas y se realiza a una temperatura de 3 a 70 °C, preferentemente de 60 a 70 °C, especialmente 65 °C.
En una realizacion de la invencion, cuando la separacion de azucar y protemas se realiza a intervalo temperatura mas bajos, se usan tiempos de separacion mas largos, mientras que cuando opera a temperaturas de separacion mas altas, se prefieren tiempos de separacion mas bajos. La separacion puede realizarse, por ejemplo, a 65 °C en de 1 a 3 horas, a 70 °C en de 0,5 a 1 hora, a 75 °C en 10 minutos a 0,5 horas, o a 80 °C en menos de 10 minutos.
El sistema enzimatico de plasmina de la leche se describe en general en la Figura 1. En leche cruda, el plasma esta en una forma enzimaticamente activa (plasmina termicamente estable) y como un precursor inactivo (plasminogeno termicamente estable). En leche cruda, su relacion de peso es de 1:9 a 10. Un activador (activador del plasminogeno termicamente estable) e inhibidores (inhibidor del activador del plasminogeno termicamente labil e inhibidor de la plasmina) controlan la actividad de la plasmina. La plasmina se asocia con micelas de casema. El tratamiento termico de la leche altera la proporcion natural entre los activadores y los inhibidores a favor de los activadores. El tratamiento termico, tal como UHT, estimula la transformacion de plasminogeno en plasmina, que causa la proteolisis y la precipitacion de la leche UHT, especialmente durante el almacenamiento (Datta y Deeth, 2001). El tiempo de reduccion decimal D que representa la inactivacion de la enzima plasmina es 55,6 min a 67,5 °C. La semivida de la plasmina es de 35,3 minutos a 70 °C, la del plasminogeno es de 33,3 minutos y la del inhibidor de la plasmina es de 34,5 minutos. [Driessen F. M., Inactivation of lipases & proteinases (indigenous & bacterial), Boletm de IDF 238, 1989, 71-93] En el procedimiento de la invencion, la separacion cromatografica elimina las actividades enzimaticas proteolfticas problematicas que causan, entre otras cosas, problemas de sabor y estructurales en los productos lacteos de UHT cuando se almacenan a temperatura ambiente.
Un ejemplo de una realizacion particularmente preferible de la invencion que inhibe permanentemente el sistema enzimatico de plasmina es la separacion cromatografica en la que la inactivacion ocurre simultaneamente con la separacion, cuando el tiempo de residencia en la columna a 65 °C es de 2 a 3 horas. La inactivacion es irreversible.
Las fracciones de azucar y protemas obtenidas se combinan en un producto con una composicion y dulzor requeridos. Asimismo, otros componentes de preparacion pueden introducirse en el producto. En el procedimiento de la invencion, algunas de las sales de leche pueden perderse, en cuyo caso, estos pueden devolverse en esta etapa de combinacion como un concentrado de Ol (concentrado obtenido por osmosis inversa) o polvo, por ejemplo. Parte de la fraccion de azucar, o todo, obtenido a partir de la hidrolisis de lactosa tambien se puede anadir a la fraccion de protema. Otros edulcorantes, tales como azucar no reductor o un edulcorante artificial, y tambien se pueden anadir vitaminas al producto lacteo.
Si es necesario, la lactosa contenida en el producto lacteo combinada como se ha mencionado anteriormente se puede hidrolizar de una manera conocida per se. En una realizacion de la invencion, la lactosa se hidroliza antes de combinar las fracciones de protema y de azucar en un producto lacteo.
El procedimiento de la invencion utiliza una tecnica conocida per se en el tratamiento termico de productos lacteos y en envases asepticos. Los ejemplos de tratamientos termicos que se usaran en el procedimiento de la invencion son pasteurizacion, pasteurizacion alta o calentamiento a una temperatura inferior a la temperatura de pasteurizacion durante un tiempo suficientemente largo. Merece la pena mencionar, en particular, el tratamiento UHT (por ejemplo,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
leche a 138 °C, de 2 a 4 s), tratamiento con ESL (por ejemplo, leche a 130 °C, de 1 a 2 s), pasteurizacion (por ejemplo, leche a 72 °C, 15 s) o pasteurizacion alta (95 °C, 5 min). El tratamiento termico puede ser directo (vapor a leche, leche a vapor) o indirecto (intercambiador de calor en tubo), intercambiador de calor en placas, intercambiador de calor de superficie raspada). El tratamiento con UHT se usa, preferentemente, en el procedimiento de la invencion. En una realizacion de la invencion, el tratamiento termico se logra despues de combinar las fracciones de protemas y azucar en un producto lacteo. En otra realizacion de la invencion, el tratamiento termico se realiza con las fracciones de azucar y protemas por separado antes de combinarlas en un producto lacteo.
La materia prima de la leche utilizada en el procedimiento de la invencion se refiere a la leche, el suero de leche y combinaciones de leche y suero. La materia prima de la leche tambien puede complementarse con diversas fracciones grasas, proteicas o de azucar, etc. Se entiende que la leche comprende componentes lacteos con diferentes contenidos de grasas, protemas y lactosa. Por tanto, la leche combinada puede ser, por ejemplo, leche entera, leche baja en grasa o leche desnatada, leche ultrafiltrada, leche diafiltrada, o leche recombinada a partir de leche en polvo, leche organica o una combinacion de estas.
El procedimiento de la presente invencion es adecuado para la preparacion de todos los tipos de productos lacteos, incluidos los que contienen suero de la leche. Una bebida con la composicion, las propiedades y el dulzor requeridos se combinan a partir de diversas fracciones y otros agentes de preparacion. El procedimiento es tipicamente adecuado para la preparacion de leche UHT baja en lactosa, sin lactosa o sin carbohidratos. Espedficamente, el procedimiento es adecuado para la preparacion de leche UHT sin lactosa. De manera mas espedfica, se prepara un producto lacteo UHT sin carbohidratos. En esta aplicacion, el termino producto lacteo sin lactosa se refiere a un producto lacteo con un contenido de lactosa de menos del 0,01 %. Un producto lacteo bajo en lactosa se refiere a un producto lacteo con un contenido de lactosa de menos del 1 %. Un producto lacteo sin carbohidratos se refiere a un producto lacteo con un contenido de carbohidratos de menos del 0,5 %.
Las propiedades organolepticas de un producto lacteo preparado de acuerdo con el procedimiento de la invencion se mantienen inesperadamente a temperatura ambiente, incluso durante un almacenamiento prolongado. El valor nutricional de un producto lacteo de buena conservacion preparado con el procedimiento de la invencion no se debilita incluso durante el almacenamiento. El procedimiento es facil de realizar en condiciones de produccion sin costes adicionales significativos.
El procedimiento de la invencion tambien es adecuado para la preparacion de componentes modernos en el que los componentes lacteos que tienen diferentes contenidos en grasas, protemas y lactosa se combinan de manera conocida justo antes del envasado aseptico.
El procedimiento de la invencion puede aplicarse tanto a la produccion discontinua como continua. Preferentemente, el procedimiento de la invencion se realiza como un procedimiento discontinuo.
La divulgacion tambien se refiere a un producto especialmente de buena conservacion bajo en lactosa, sin lactosa o sin carbohidratos que contiene leche y / o suero de leche que se prepara mediante el procedimiento descrito anteriormente. El producto se prepara combinando una o mas fracciones de azucar y protemas obtenidas en la separacion y otros componentes de preparacion opcionales en la combinacion y proporcion deseadas. Se describe un producto lacteo bajo en lactosa derivado de las fracciones de azucar y protemas de modo que contengan menos del 1 % de lactosa. Tambien se describe un producto sin lactosa derivado de las fracciones de azucar y protemas de modo que contengan menos del 0,01 % de lactosa. Tambien se describe un producto esencialmente libre de carbohidratos. Esto se formula, preferentemente, a partir de la fraccion de protema obtenida del procedimiento de separacion.
De los siguientes ejemplos, el Ejemplo 1 ilustra la invencion.
Ejemplo 1: Leche UHT sin carbohidratos
Descripcion de la separacion cromatografica y composiciones de las fracciones
Una columna (altura 9 m, diametro 3 m) se compacto con una resina de intercambio cationico fuerte (Finex Oy) con un tamano de partmula promedio de 0,4 mm y una estructura similar a Duolite C 2404 F (Duolite International, SA, Rohm y Haas), por ejemplo. El volumen de resina de la columna compacta templada a una temperatura de 65 °C fue de 30.000 l. Para lograr el equilibrio ionico, leche desnatada (pH 6,7, 25.000 l) se bombeo a traves de la columna y se lavo con agua. En la columna, se alimentaron 4.000 l de concentrado de leche desnatada (contenido seco 29 %) y se eluyeron con agua desmineralizada a un caudal de 4.000 l / h. Se recogieron fracciones de azucar y protemas. Las fracciones permanecieron en la columna a 65 °C durante 3 horas, despues de lo cual se enfriaron a menos de 10 °C.
La Tabla 1 muestra la composicion de las fracciones de leche desnatada despues de la separacion cromatografica. La separacion se realizo de tal manera que la fraccion de protema contema la menor cantidad de lactosa posible.
5
10
15
20
25
Tabla 1: Composiciones de las fracciones despues de la separacion cromatografica segun el ejemplo 1
Leche desnatada (situacion inicial) Fraccion proteica Fraccion de lactosa Concentrado de leche desnatada (29 %) (situacion inicial)
Volumen (l)
12 500 5 600 7 600 4 000
Cenizas (%)
0,7 1,1 0,6 2,2
Protema (%)
3,5 6,0 1,4 10,2
Lactosa (%)
4,7 0,05 8,7 16,5
Materia seca (%)
9,3 7,4 10,5 28,9
La preparacion de leche UHT (libre de carbohidratos) de la invencion
La leche UHT sin carbohidratos de la invencion se preparo con una fraccion proteica (688 l) y agua (312 l) y un edulcorante no reductor sucralosa (Splenda, 0,0027 %). La solucion se trato con calor (UHT directo a 146 °C, 4 s) y se envaso asepticamente. Se obtuvo un producto lacteo UHT libre de carbohidratos.
La vida util de la leche UHT preparada de acuerdo con la invencion se controlo durante 6 meses determinando el progreso de la proteolisis en equivalentes de tirosina y usando SDS-PAGE, determinando el contenido de furosina como un marcador de la reaccion de Maillard y las propiedades organolepticas (estructura como la formacion de escamas, sedimentos y precipitacion, sabor y color). Se realizo una comparacion con la leche UHT desnatada normal y con latosa hidrolizada (hidrolisis antes del tratamiento con calor (UHT directa a 146 °C, 4 s).
Proteolisis
La Tabla 2 muestra el progreso de la proteolisis en leche UHT libre de carbohidratos preparada de la manera descrita en la invencion y almacenada a 22 °C durante 36 semanas en comparacion con la proteolisis de leche con lactosa hidrolizada normal (= leche baja en lactosa).
Tabla 2: Contenido equivalente de tirosina como medida de la proteolisis durante el almacenamiento
Contenido equivalente de tirosina (mg / l)
Tiempo (semanas)
Leche UHT normal de latosa hidrolizada (referencia) Leche UHT sin carbohidratos (invencion)
0
95 51
4
298 71
8
454 88
12
609 93
36
1100 115
El contenido de tirosina en los equivalentes de tirosina describe el progreso de la proteolisis. En la leche UHT sin carbohidratos de la invencion, por lo tanto, hay claramente menos proteolisis que en la leche de referencia.
Las figuras 2a a 2c muestran un analisis SDS-PAGE de los cambios de proteolisis despues del almacenamiento de 0,4 y 12 semanas. La leche sin carbohidratos se ha mantenido tan bien como la original (comparacion con leche cruda centrifugada y / o la leche UHT a las 0 semanas), mientras que en la leche hidrolizada con lactosa las bandas de casema se han debilitado mucho y la banda gamma de la casema se ha reforzado. Esto se refiere a la actividad de la enzima plasmina [Datta N. y Deeth H. C., Lebensm. -Wiss. Technol. 36 173-182 (2003)]. En las leches preparadas con el procedimiento de la invencion, la actividad del sistema enzimatico de plasmina esta inhibida.
Reacciones de pardeamiento de Maillard
El desarrollo de las reacciones de pardeamiento de Maillard se controlo determinando el contenido de furosina (norma de IDF 193/norma ISO 18329, 2004). La figura 3 muestra el desarrollo del contenido de furosina que describe la reaccion de Maillard en leche UHT preparada de acuerdo con la invencion y en la leche UHT con lactosa
5
10
15
20
25
30
35
hidrolizada normal. La menor cantidad de furosina y las reacciones de pardeamiento de Maillard se generaron durante el almacenamiento en leche edulcorada sin carbohidratos.
Propiedades organolepticas
Durante el almacenamiento, la leche UHT sin carbohidratos preparada de acuerdo con la invencion no mostro formacion de escamas, sedimentos o precipitados. Durante el almacenamiento, no se detecto ningun sabor u olor extrano a la leche UHT normal.
La figura 4 muestra el cambio de color en la leche en funcion del tiempo de almacenamiento a 22 °C. Es posible evitar completamente el cambio de color en la leche sin carbohidratos preparada de acuerdo con la invencion, mientras que en un producto normal con lactosa hidrolizada, el pardeamiento de Maillard es fuerte. Durante el almacenamiento a temperaturas mas altas, la diferencia entre las leches aumento aun mas.
Calidad nutricional
La calidad nutricional se estimo a partir de una cantidad de lisina no disponible nutricionalmente calculada sobre la base del contenido de furosina de la manera descrita por Evangelisti y col.,. (Evangelisti, F., Calcagno, C., Nardi, S., Zunin, P., J. Dairy Res. 66:1999:237-243). La calidad nutricional de la leche sin carbohidratos preparada con el procedimiento de la invencion fue buena.
Ejemplo 2: Preparacion de leche UHT baja en lactosa y de buena conservacion Leche UHT con lactosa hidrolizada de la invencion
La materia prima de leche UHT se combino a partir de la fraccion de protema (62 % en volumen) y la fraccion de lactosa (38 % en volumen) descrita en la tabla 3.
Antes de combinar las fracciones, se anadio 0,10 % de lactasa (Godo YNL2) a la fraccion de lactosa. La temperatura de hidrolisis fue de 37 °C y una duracion de 4 horas. La fraccion de protema se trato con calor (UHT 146 °C, 4 s) y se bombeo a un tanque esteril despues de enfriar a 10 °C (base de leche). La fraccion de lactosa tratada con lactasa se proceso a traves del mismo procedimiento UHT y se anadio a la base de leche anterior.
Tabla 3: Separacion cromatografica de la leche realizada con protema de la leche recogida lo mas exhaustivamente posible de la fraccion de protema
Leche desnatada (situacion inicial) Fraccion proteica Fraccion de lactosa Leche desnatada concentrada (20 %) (situacion inicial
Volumen (l)
12500 7930 5300 4000
Cenizas (%)
0,75 1,21 0,17 2,5
Protema (%)
3,53 5,35 0,1 10,9
Lactosa (%)
4,65 0,77 11,5 17,9
Materia seca (%)
9,28 7,63 11,9 28,9
La solucion combinada se envaso de forma aseptica. Se obtuvo un producto lacteo UHT baja en lactosa con muy poco pardeamiento de Maillard durante la preparacion y con un sistema enzimatico de plasmina de leche inactivada. A temperatura ambiente, la leche se mantuvo claramente mejor que la leche con lactosa hidrolizada preparada convencionalmente.
Ejemplo 3: Producto lacteo UHT bajo en lactosa
La leche desnatada se ultrafiltro a 50 °C con factor de concentracion (CF) 4 para obtener una fraccion retenida de UF, cuya composicion se muestra en la tabla 4. La fraccion permeada de UF obtenida de la ultrafiltracion se nanofiltro a 10 °C con CF 4. Las composiciones de las fracciones obtenidas se muestran en la tabla 5.
5
10
15
20
25
30
Tabla 4: Composiciones de fracciones en la primera filtracion
Leche desnatada (situacion inicial) Fraccion retenida de UF 1 Fraccion retenida de NF 1 Fraccion permeada de NF 1
Volumen (l)
1000 250 187,5 562,5
Cenizas (%)
0,75 1,58 1,11 0,25
Protema (%)
3,53 13,72 0,4 0
Lactosa (%)
4,65 4,6 17,1 0
Materia seca (%)
9,28 19,8 19,6 0,27
La fraccion permeada de NF 1 y la fraccion retenida de UF 1 se combinaron y se ultrafiltraron con CF 3,6 a 50 °C. La fraccion permeada de UF 2 se nanofiltro adicionalmente a 10 °C con CF 12. Las composiciones de las fracciones se muestran en la tabla 5.
Tabla 5: Composicion de fracciones en la segunda filtracion
Alimenta cion Fraccion retenida de UF 2 Fraccion retenida de NF 2 Fraccion permeada de NF 2
Volumen (l)
812,5 225,7 48,9 537,9
Cenizas (%)
0,66 1,30 0,86 0,17
Protema (%)
4,22 14,65 0 0
Lactosa (%)
1,48 1,64 16,8 0
Materia seca (%)
6,28 18,5 18,9 0,19
La fraccion retenida de UF 2 y la fraccion permeada de NF 2 obtenidas en la segunda filtracion se combinaron (763 litros, protema 4,33 %, lactosa 0,52 %, ceniza 0,50 % y materia seca 5,6 %) y se trataron con calor (UHT directa 146 °C, 4 s). La base de leche se enfrio a 65 °C y se transfirio a un tanque esteril durante 2 horas. Despues de esto, la base de leche se enfrio a 5 °C.
A 129 litros de la fraccion retenida de NF 1 se anadio una cantidad de 107 litros de agua de la primera filtracion. Se anadio 0,10 % de lactasa (Godo YNL2) a la mezcla. La temperatura de hidrolisis fue de 37 °C y una duracion de 4 horas. La solucion se trato con calor (UHT directo a 146 °C, 4 s) y se mezclo en un tanque esteril con una base de leche, cuya preparacion se describe en el parrafo anterior.
Esto produjo una bebida lactea de UHT baja en lactosa que contema 3,45 % de protema, 2,6 % de carbohidratos (lactosa <0,5 %), ceniza 0,52 % y materia seca 7,4 %.
La bebida lactea preparada con el procedimiento de la invencion se almaceno a temperatura ambiente (22 °C) durante 12 semanas. El progreso de la reaccion de Maillard que causa el pardeamiento de Maillard en una bebida lactea se controlo mediante analisis del contenido de furosina de la leche en intervalos de 4 semanas (Figura 5). Se realizo una comparacion con leche UHT desnatada normal y de lactosa hidrolizada (hidrolisis antes del tratamiento con calor) (UHT directa 142 °C, 4 s). La proteolisis fue similar a la de la leche sin carbohidratos que se muestra en la tabla 2.
Los resultados de la figura 5 muestran que la bebida lactea de UHT preparada con el procedimiento de la invencion durante el tratamiento termico muestra mucho menos pardeamiento de Maillard que la leche de comparacion con lactosa hidrolizada normal. Por lo tanto, el contenido del producto de la reaccion de Maillard durante el almacenamiento tambien fue mucho menor. Ademas, se descubrio que el sabor de la leche UHT preparada de acuerdo con la invencion despues de 12 semanas era claramente mejor que el de la leche con lactosa hidrolizada normal. No se detecto sabor desagradable ni precipitacion.
Ejemplo 4: Producto lacteo UHT bajo en lactosa
La leche desnatada se proceso con una tecnica de membrana en dos etapas como en el ejemplo 3. A diferencia del ejemplo, se tomaron 3.188 litros de la fraccion retenida de NF 1 de la primera filtracion y se tomaron 49 litros de la fraccion retenida de NF 2 de la segunda filtracion. A diferencia del ejemplo 3, no se anadio agua a la mezcla. Se 5 anadio 0,10 % de lactasa (Godo YNL2) a la mezcla. La temperatura de hidrolisis fue de 37 °C y una duracion de 4 horas. La solucion se trato con calor (UHT directa a 146 °C, 4 s) y se mezclo en un tanque esteril con base de leche preparada de la manera descrita en el ejemplo 3.
De esta manera, se produjo una bebida lactea de UHT baja en lactosa que contema 3,5 % de protema,, 4,7 % de carbohidratos (lactosa <0,5 %), 0,7 % de ceniza y 9,3 % de materia seca.
10 Una bebida lactea de UHT muestra menos pardeamiento de Maillard durante el tratamiento termico que la leche de comparacion normal con lactosa hidrolizada (Figura 5). Por lo tanto, el contenido del producto de la reaccion de Maillard tambien es claramente inferior durante el almacenamiento. Ademas, despues de 12 semanas, la leche UHT preparada de acuerdo con la invencion tema un sabor claramente mejor que la leche de comparacion normal con lactosa hidrolizada. No se detecto sabor desagradable ni precipitacion.
15 Ejemplo 5: Producto lacteo UHT bajo en lactosa con suero de la leche
La leche desnatada (900 l) y el suero de la leche (100 l) se ultrafiltraron y nanofiltraron como se describe en el ejemplo 3. La composicion de las fracciones obtenidas se muestra en la tabla 6.
Tabla 6: Composiciones de fracciones en la primera filtracion
Leche desnatada y suero de la leche (situacion inicial) Fraccion retenida de UF 1 Fraccion retenida de NF 1 Fraccion permeada de NF 1
Volumen (l)
1000 250 187,5 562,5
Cenizas (%)
0,75 1,55 1,09 0,22
Protema (%)
3,19 12,3 0,35 0
Lactosa (%)
4,61 4,7 17,1 0
Materia seca (%)
8,46 19,1 19,4 0,30
20 La fraccion permeada de NF 1 y la fraccion retenida de UF 1 se combinaron y se ultrafiltraron y la fraccion permeada de UF 2 se nanofiltro adicionalmente como en el ejemplo 3. Las composiciones de las fracciones se muestran en la tabla 7.
Tabla 7: Composiciones de fracciones en la segunda filtracion
Alimenta cion Fraccion retenida de UF 2 Fraccion retenida de NF 2 Fraccion permeada de NF 2
Volumen (l)
812,5 225,7 48,9 537,9
Cenizas (%)
0,66 1,32 0,79 0,16
Protema (%)
3,80 13,7 0 0
Lactosa (%)
1,50 1,64 16,2 0
Materia seca (%)
6,10 17,1 18,1 0,19
25 La fraccion retenida de NF 2 y la fraccion permeada de NF 2 obtenidas en la segunda filtracion se combinaron (763 litros, 4,05 % de protema, 0,52 % de lactosa, 0,50 % de ceniza y 5,2 % de materia seca) y se trataron con calor y la base de suero de la leche obtenida se enfrio, se proceso en un tanque esteril y se enfrio como se describe en el ejemplo 3.
Se mezclo una cantidad de 129 litros de la fraccion retenida de NF 1 obtenida en la primera filtracion y 107 litros de 30 agua. Se anadio lactasa a la mezcla, que despues se hidrolizo, la solucion se trato con calor y se mezclo en un
5
10
15
20
25
30
35
tanque esteril con la base de suero de la leche como se describe en el ejemplo 3.
De esta manera, se obtuvo una bebida lactea de suero de leche UHT baja en lactosa que contema 3,14 % de protema, 2,6 % de carbohidratos (lactosa <0,5 %), 0,48 % de ceniza y 6,9 % de materia seca.
La bebida lactea de suero de la leche UHT muestra menos pardeamiento de Maillard durante el tratamiento termico que la leche normal con lactosa hidrolizada. Por lo tanto, el contenido del producto de la reaccion de Maillard durante el almacenamiento tambien fue claramente inferior. No se detecto sabor desagradable ni precipitacion en la leche de suero de la leche UHT despues de 12 semanas de almacenamiento.
Ejemplo 6: La inactivacion de plasmina y plasminogeno
El efecto de un tratamiento termico a corto plazo de 3 a 70 minutos sobre el sistema enzimatico de plasmina se examino calentando leche desnatada pasteurizada (25 ml) a una temperatura de 65 a 95 °C. El tiempo de tratamiento fue de 3, 5, 7, 9, 20, 50 y 70 minutos y las temperaturas correspondientes fueron 95, 90, 85, 80, 75, 70 y 65 °C. Despues del tratamiento termico, la leche desnatada se enfrio inmediatamente por debajo de 5 °C, y se determinaron las actividades relativas de plasmina y plasminogeno.
Determinacion de la actividad de plasmina y plasminogeno: Se centrifugaron 6 ml de leche desnatada pasteurizada (25 °C, 1 h, aproximadamente 60.000 g), y la casema en el fondo del tubo de ensayo se disolvio en 3 ml de tampon Tris-HCl 0,05 M EDTA 0,1 M (pH 7,4). En la cubeta (1 ml) se anadieron 600 pl de tampon (tampon Tris-HCl 0,05 M, EDTA 0,1 M, pH 7,4), 300 pl de D-Val-Leu-Lys-PNA 2 mM. 2HCl (peptido disuelto en dimetilformamida al 5 %) y 100 pl de la casema disuelta anteriormente mencionada. Las muestras se incubaron a 30 °C. Se midio la absorbancia (405 nm) a tiempo 0 y despues de 3 horas frente al tampon.
La actividad del plasminogeno se determino anadiendo a la cubeta 5 pl de uroquinasa (100 PU) y midiendo la absorbancia (405 nm) despues de incubar durante 3 horas. El penodo total de incubacion fue, por lo tanto, de 6 horas.
La actividad relativa de plasmina se calculo comparando los cambios de absorbancia de las muestras durante la incubacion de 3 horas con la muestra de comparacion, es decir, leche pasteurizada normal. La actividad relativa del plasminogeno se calculo restando de la absorbancia de la ultima incubacion de 3 horas la absorbancia despues de la adicion de uroquinasa y, luego, el cambio de absorbancia (actividad de plasmina) de las primeras 3 horas de la muestra correspondiente y el cambio de absorbancia 0,0059 causado por la uroquinasa.
Resultados: El tratamiento termico a corto plazo de 20 minutos a 75 °C y el tratamiento termico de 9 minutos a 80 °C inactivaron con eficacia las actividades de plasmina y plasminogeno del sistema de plasmina (tabla 8).
Tabla 8: Actividades relativas de plasmina y plasminogeno de leche desnatada pasteurizada tratada
termicamente
Temperatura
Tiempo Actividad de plasmina Actividad del plasminogeno
°C
Min % %
Comparacion (sin tratamiento)
100 100
65
70 100 82
70
50 77 67
75
20 4 2
80
9 <1 <1
85
7 <1 <1
90
5 <1 <1
95
3 <1 1
Ejemplo 7: Producto lacteo UHT
La leche desnatada se trato con una tecnica de membrana en dos etapas como en el ejemplo 3. A diferencia del ejemplo 3, la fraccion retenida de UF 2 y la fraccion permeada de NF 2 obtenidas durante la segunda filtracion se combinaron para formar la base de leche que se dividio en dos partes. Una parte se calento a 80 °C y la base de la leche se mantuvo a esta temperatura durante 10 minutos, y la segunda parte se calento correspondientemente a
75 °C y la base de la leche se mantuvo a esta temperatura durante 20 minutes. Inmediatamente despues de esto, las bases de leche se trataron termicamente (UHT directa 146 °C, 4 s) y se enfriaron a 5 °C. Se preparo un producto lacteo UHT bajo en lactosa a partir de estas bases de leche como se describe en el ejemplo 3.
El pardeamiento Maillard de los productos lacteos UHT se encontraba al mismo nivel que en la bebida lactea UHT 5 del ejemplo 3. Las bebidas lacteas preparadas con el procedimiento de la invencion se almacenaron a temperatura ambiente (22 °C) durante 12 semanas. La leche UHT normal sin grasa con lactosa hidrolizada se uso para comparacion. Durante el tiempo de almacenamiento, a diferencia de la leche de comparacion, las bebidas lacteas preparadas con el procedimiento de la invencion no desarrollaron una actividad proteolftica indicativa de sabor desagradable amargo.
10

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de preparacion de un producto lacteo bajo en lactosa, sin lactosa o sin carbohidratos de buena conservacion, que comprende las etapas de:
    - separar los azucares y las protemas en una materia prima lactea o en una mezcla de materias primas de leche y suero de la leche en una fraccion de azucar y una fraccion de protema, en el que la separacion de azucares y protemas se realiza a una temperatura que vana de 60 a 80 °C durante de 10 minutos a 10 horas,
    - tratar termicamente al menos la fraccion de protema para inactivar el sistema enzimatico de plasmina natural y otras enzimas daninas en la misma,
    - si asf se desea, hidrolizar la lactosa en la fraccion de azucar,
    - tratamiento termico de la fraccion de protema y la fraccion de azucar tratadas termicamente,
    - componer el producto lacteo de la fraccion de protema tratada termicamente y de otros componentes de preparacion opcionales en un producto lacteo con una composicion y dulzor deseados.
  2. 2. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que la separacion en condiciones neutras se realiza cromatograficamente, mediante tecnicas de membrana o mediante cristalizacion o combinando estas tecnicas en una o mas etapas, preferentemente cromatograficamente o mediante tecnicas de membrana.
  3. 3. El procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el tratamiento termico para inactivar el sistema enzimatico de plasmina natural se realiza durante o despues de la separacion en fracciones, preferentemente durante la separacion.
  4. 4. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la separacion de azucares y protemas se realiza a 60-70 °C, preferentemente a 65 °C.
  5. 5. El procedimiento segun la reivindicacion 4, en el que la separacion se realiza durante de 2 a 10 horas, mas preferentemente de 2 a 6 horas.
  6. 6. El procedimiento segun la reivindicacion 5, en el que la separacion se realiza cromatograficamente a una temperatura de 65 °C durante de 2 a 4 horas.
  7. 7. El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la lactosa se hidroliza despues o antes de combinar fracciones de protema y de azucar.
  8. 8. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el tratamiento termico se realiza mediante pasteurizacion, alta pasteurizacion, usando tratamiento ESL o tratamiento UHT, preferentemente tratamiento UHT.
  9. 9. El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el tratamiento termico se lleva a cabo despues o antes de combinar las fracciones de protema y de azucar en el producto lacteo.
  10. 10. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el procedimiento es la preparacion del componente en el que la leche y los componentes del suero de la leche tienen diferentes contenidos de grasas, protema y lactosa se combinan antes del envasado aseptico.
  11. 11. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el procedimiento de preparacion es un procedimiento continuo o discontinuo, preferentemente un procedimiento discontinuo.
  12. 12. El procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la fraccion de lactosa en la fraccion de azucar se hidroliza y parte o todo se agrega a la fraccion de protema.
  13. 13. El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que un producto lacteo sin carbohidratos, preferentemente se prepara un producto lacteo UHT o ESL.
ES08775513.8T 2007-06-26 2008-06-26 Procedimiento de producción de un producto lácteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservación Active ES2692436T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075487A FI120953B (fi) 2007-06-26 2007-06-26 Menetelmä hyvin säilyvän vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi
FI20075487 2007-06-26
PCT/FI2008/050388 WO2009000972A1 (en) 2007-06-26 2008-06-26 Process for producing well-preserving low-lactose or lactose-free milk product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2692436T3 true ES2692436T3 (es) 2018-12-03

Family

ID=38212458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08775513.8T Active ES2692436T3 (es) 2007-06-26 2008-06-26 Procedimiento de producción de un producto lácteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservación

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10085462B2 (es)
EP (2) EP3254567A1 (es)
ES (1) ES2692436T3 (es)
FI (1) FI120953B (es)
WO (1) WO2009000972A1 (es)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10080372B2 (en) 2008-08-29 2018-09-25 Valio Ltd. Low-lactose and lactose-free milk product and process for production thereof
RU2551230C2 (ru) * 2008-08-29 2015-05-20 Валио Лтд Низколактозный и безлактозный молочный продукт и способ его получения
EP3563687A1 (en) * 2010-07-23 2019-11-06 Arla Foods amba Lactose-reduced milk-related product and a process for its manufacture
FI123201B (fi) 2010-10-29 2012-12-14 Valio Oy Maitopohjainen tuote ja valmistusmenetelmä
WO2012087165A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 New Image Group Limited Enriched dairy compositions
RU2478296C2 (ru) * 2010-12-24 2013-04-10 Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук Способ получения низколактозного молочного напитка для геродиетического питания
FI124711B (fi) 2011-07-06 2014-12-15 Valio Oy Maitopohjainen formulaatio
WO2014163486A1 (en) * 2013-04-03 2014-10-09 N.V. Nutricia Process and system for preparing dry milk formulae
AU2014259355B2 (en) * 2013-04-25 2017-06-01 Arla Foods Amba Improved milk and milk-related products
CN104186656B (zh) * 2014-09-25 2017-01-18 光明乳业股份有限公司 一种低糖褐色乳酸菌饮品及其制备方法
MX360129B (es) * 2014-12-18 2018-09-24 Com De Lacteos Y Derivados S A De C V Proceso para la separación de la lactosa de la leche para la producción de leche deslactosada.
FI126179B (en) 2015-02-12 2016-07-29 Valio Oy Method for producing a milk-based product
DK3123868T3 (en) * 2015-07-25 2018-12-10 Dmk Deutsches Milchkontor Gmbh PROCEDURE FOR MANUFACTURING MILK PRODUCTS WITH DEFINED LACTOSE CONTENT
FI129567B (en) * 2015-08-31 2022-04-29 Valio Oy Method of making a milk - based product
CN115088764A (zh) * 2016-03-03 2022-09-23 美丽生活有限责任公司 分级奶以及奶级分的uht灭菌
EP3547841B1 (en) 2016-12-02 2020-11-11 Fairlife, LLC Non-browning lactose-free milk powder and methods of making same
US11503836B2 (en) 2020-10-20 2022-11-22 Michael J. McCloskey Process for making lactose-free milk powders
CN113396973A (zh) * 2021-05-31 2021-09-17 石家庄君乐宝乳业有限公司 利用美拉德反应褐变的零乳糖调制乳及其制备方法
US20230141105A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 John-Michael Hamlet Method of making a frozen cream product containing alcohol
CA3239007A1 (en) 2021-12-22 2023-06-29 Jeppe Wegener Tams Method of producing a milk-based product

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2663642A (en) * 1951-06-26 1953-12-22 Nat Dairy Res Lab Inc Process of concentrating milk and product
IT1044932B (it) 1972-11-03 1980-04-21 Azienda Municipale Della Centr Procedimento per la produzione di un latte dietetico con contenuto di lattosic modificato
CH634969A5 (fr) * 1978-10-06 1983-03-15 Nestle Sa Procede de recuperation des proteines du lait.
JPS56144983A (en) * 1980-04-15 1981-11-11 Brother Ind Ltd Typewriter
DE3275970D1 (en) * 1982-11-15 1987-05-14 Holland Melkunie Pulverized products, containing little lactose
FI851609A0 (fi) 1985-04-23 1985-04-23 Valio Meijerien Foerfarande foer framstaellning av mjoelkbaserade kliniska naeringspreparat.
FI73000C (fi) * 1985-11-14 1987-08-10 Valio Meijerien Foerfarande foer specifik avskiljning av laktos ur mjoelk.
FI78504C (fi) * 1987-10-14 1989-08-10 Valio Meijerien Foerfarande foer tillvaratagande av laktos ur vassla.
JP2622789B2 (ja) * 1992-02-18 1997-06-18 雪印乳業株式会社 ホエーからα−ラクトアルブミン含有量の高い画分を製造する方法及び該画分を含有せしめてなる母乳代替物または栄養組成物
JP3150504B2 (ja) 1993-02-26 2001-03-26 雪印乳業株式会社 低乳糖乳製品およびその製造方法
US5762989A (en) * 1996-08-12 1998-06-09 Utah Milk Technologies, L.C. Method for manufacturing yogurt milk/additive blends by reverse osmosis concentration and ultra-high temperature processing
EP0880902A1 (fr) * 1997-05-27 1998-12-02 Nestlé Produkte AG Procédé de traitement d'une matiére première lactosérique
CA2260673A1 (en) * 1999-02-04 2000-08-04 Natrel Inc. A process for making a lactose-free milk without negatively affecting the organoleptic properties thereof; and milk so processed
US20020051843A1 (en) 2000-07-24 2002-05-02 Baker Lois A. High-foaming, stable modified whey protein isolate
FI115752B (fi) * 2002-05-14 2005-07-15 Valio Oy Menetelmä käytettäväksi vähälaktoosisen tai laktoosittoman maitotuotteen valmistamiseksi
US7169428B2 (en) 2002-08-27 2007-01-30 Select Milk Producers Inc. Dairy compositions and method of making
US7611742B2 (en) 2003-02-21 2009-11-03 HP Hood, LLC Reduced fat and carbohydrate milk product and process for manufacturing such milk product
US20060057247A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-16 Duc Nguyen Low-carbohydrate dairy product
NZ555367A (en) * 2004-12-21 2009-12-24 Chr Hansen As Method for producing fractions of a milk composition
FI120616B (fi) * 2005-02-18 2009-12-31 Valio Oy Vähäenergiainen, runsaasti kalsiumia sisältävä, rasvaton maitojuoma ja menetelmä sen valmistamiseksi
DK176760B1 (da) * 2007-10-03 2009-06-29 Arla Foods Amba Process for producing lactose-free milk
JP6303900B2 (ja) 2014-07-31 2018-04-04 オムロン株式会社 液体検出センサ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2166866B1 (en) 2018-08-01
WO2009000972A1 (en) 2008-12-31
EP2166866A1 (en) 2010-03-31
FI20075487A0 (fi) 2007-06-26
FI20075487A (fi) 2008-12-27
US10085462B2 (en) 2018-10-02
FI120953B (fi) 2010-05-31
US20100215828A1 (en) 2010-08-26
EP3254567A1 (en) 2017-12-13
EP2166866A4 (en) 2012-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2692436T3 (es) Procedimiento de producción de un producto lácteo bajo en lactosa o sin lactosa de buena conservación
ES2666293T3 (es) Producto lácteo y método de preparación
JP6932815B2 (ja) 酪農調合物及びその製法
EP3558024B1 (en) Production of beta-lactoglobulin preparations
JP6757810B2 (ja) 風味が改善された発酵乳およびその製造方法
Harju et al. Lactose hydrolysis and other conversions in dairy products: Technological aspects
CN103118542B (zh) 低乳糖奶相关产品以及用于其制造的方法和奶加工厂
ES2295580T3 (es) Proceso para producir un producto lacteo sin lactosa.
US20210267238A1 (en) Instant beverage powder based on blg
EP2332421B1 (en) Method for producing modified milk
FI124711B (fi) Maitopohjainen formulaatio
ES2810049T3 (es) Líquidos lácteos concentrados de alto contenido en sólidos
US11470858B2 (en) Method for producing lactoferrin-containing aqueous solution
JP4005103B2 (ja) 未変性ラクトフェリン入り殺菌飲料及びその製造法
JP3821981B2 (ja) 未変性ラクトフェリン入り殺菌乳及びその製造法
US20240114919A1 (en) Crystallisation of beta-lactoglobulin using multiple protein feeds
JP2023549602A (ja) 乳及びその他の乳製品における連続的ラクトース加水分解
JP2007175065A (ja) 未変性ラクトフェリン入り殺菌飲料及びその製造法