Procedimiento para producir suero en polvo modificado.

Un proceso para producir polvo de suero modificado que tiene un contenido de lactosa de 80 a 95%,

uncontenido de proteína de 0,5 a 2% y un contenido de cenizas de 0,5 a 2%, a partir de permeado de suero omezclas del mismo que consiste en:

a. Proporcionar permeado de suero por ultrafiltración o nanofiltración a partir de cuajada yopcionalmente pasteurización,

b. Desmineralizar el permeado de suero mediante un proceso de intercambio de iones caracterizadopor el paso del permeado de suero a través de una resina de intercambio de cationes y una resinade intercambio de aniones,

c. Cristalizar al menos parcialmente la lactosa contenida en el permeado de suero

d. Secar por atomización el permeado de suero.

Procedimiento para producir suero en polvo modificado.

Campo técnico de la invención.

La presente invención se refiere a un proceso para producir un suero en polvo modificado a partir de permeado de suero.

Antecedentes de la técnica.

Hay, en general, dos tipos de suero que se corresponden como subproductos durante el procesado de leche en la fabricación de productos lácteos tales como queso y cuajada. Estos tipos de suero normalmente son referidos como suero dulce y suero agrio.

El suero dulce también se llama suero de queso y se produce durante la fabricación de queso, cuando el cuajo (una enzima que deriva del estómago de la ternera) se usa para cuajar. El valor del pH del suero dulce puede estar en el intervalo entre 5, 2 y 6, 7.

El suero agrio comprende los tipos de suero conocidos normalmente como suero ácido y cuajada o suero de requesón. El suero ácido, también conocido como suero de caseína, se origina a partir de la fabricación de caseína por medio de ácido láctico, bacterias que generan ácido láctico o ácido clorhídrico. Como se deduce por sus nombres, la cuajada o suero de requesón se producen durante la fabricación de queso quark o requesón. El ácido láctico generado por fermentación natural imparte alta acidez al suero tal que los valores de pH de estos tipos de suero están típicamente en el intervalo de 3, 8 a 4, 6.

En algunos casos, el suero dulce agrio también se considera incluido en este término aunque esto pueda parecer incorrecto. Si no se tiene cuidado suficiente con el suero dulce (suero de queso) se vuelve agrio por continuación de la fermentación natural y después se le llama suero dulce agrio. Este proceso de fermentación normalmente no es deseado.

En la siguiente tabla se muestra una composición típica de estos tipos de suero:

Suero dulce Suero agrio

% sólidos 6, 4-6, 8 6, 8

% lactosa 4, 8 4, 3-4, 4

% proteína 0, 75 0, 8

% grasa 0, 05 < 0, 01

% cenizas 0, 6 0, 80

Valor pH 6, 1 4, 6

Los valores se dan en % en peso Referencia: Zadow, J.G.: Whey and lactose processing, Elsevier Applied Science, 1992.

Si el suero se trata por medio de ultrafiltración para recuperar proteínas valiosas, el flujo de producto con contenido bajo de proteínas es el llamado permeado de suero. El permeado de suero por lo tanto también es un subproducto de la fabricación de queso que corresponde durante la recuperación de proteínas del suero por medio de ultrafiltración.

Su uso en procesos lácteos posteriores y producción alimentaria está limitado debido al alto contenido en minerales y el bajo dulzor. Por lo tanto, por el momento el permeado de suero se pone en el mercado como un producto de bajo valor prácticamente predispuesto a no ser de valor por su uso en aplicaciones de fertilizantes y como un alimento para el ganado.

Son deseables aplicaciones de permeado de suero que creen más valor. Esto se podría lograr proporcionando un método para transformar el permeado de suero en una materia prima para “aplicaciones en seco” tales como confitería, bizcochos, bebidas sin alcohol en polvo y otras categorías.

En el pasado, el suero dulce en polvo (SDP) ha sido empleado como un sustituto de bajo precio de la sacarosa en confitería y, en particular, en chocolate. Sin embargo, cualquier incremento del contenido de SDP y, por tanto, reducción de los costes de los ingredientes está limitado por

-el contenido de minerales que lleva a sabores a rancio indeseables.

- el contenido alto de a-lactosa, que es la forma cristalina de lactosa que normalmente resulta a partir del secado por atomización y que causa una sensación en la boca a polvo y falta de dulzor, siendo ambos indeseables en productos de chocolate, y, independientemente,

- las proteínas del suero presentes en SDP no están disponibles para otras aplicaciones más beneficiosas económicamente tales como productos nutritivos valiosos aunque parece que no tienen funcionalidad en productos de chocolate.

En particular en vista de lo anterior, es deseable sustituir el SDP de los productos de chocolate por otra materia prima que esté disponible a menor coste, por ejemplo, una materia prima en polvo que deriva de suero, en particular, permeado de suero.

Es esencial que tal materia prima para aplicaciones en seco tenga propiedades de sabor y procesabilidad impecables, en decir sin sabores a pasado salados o metálicos y una tendencia baja a coagular. Lo último es importante no sólo por las últimas aplicaciones sino también durante la fabricación, por ejemplo, mediante secado por atomización. Se pueden lograr propiedades coagulantes ventajosas si se evita la formación de formas amorías de lactosa durante el secado. Además, el permeado de suero que se origina a partir de requesón y producción de caseína se sabe que es difícil de secar debido a su alto contenido en ácido láctico. Tiende a aglomerarse y a formar grumos tras el secado por atomización. Independientemente, se ha encontrado un método para bajar el contenido mineral del permeado de suero.

El objeto de eliminar minerales del suero y del permeado de suero se ha tratado por ejemplo en los siguientes documentos de la técnica previa:

Zadow (en “Whey and Lactose Processing”, Elsevier 1992, páginas 83-85) describe los procesos de intercambio de iones, cristalización de lactosa y secado por atomización y muestra algunos enlaces entre ellos. La referencia muestra la influencia de la cristalización sobre la higroscopicidad del producto y, por tanto, sobre la procesabilidad durante el secado por atomización, pero la referencia no enseña que esta etapa no es suficiente para lograr buena procesabilidad, sino que es necesaria una etapa de desmineralización previa. Se podría mostrar que las propiedades de coagulación del polvo disminuyen significativamente si se logra un grado de desmineralización más alto.

La patente WO02/50089 describe un método para la purificación de lactosa en un producto de suero que comprende dos etapas de desmineralización y una cristalización adicional. La segunda etapa de desmineralización incluye la adición de alcohol para precipitar minerales. Por tanto, esta referencia se relaciona con la producción de lactosa comestible muy purificada (99, 8%) , mientras que la presente invención tiene el objeto de proporcionar un suero en polvo que tiene un contenido de lactosa más alto de 80%, preferentemente más alto de 85%, pero más bajo de 95%. El tratamiento de suero con resina de intercambio de iones se menciona como un método adecuado para la primera etapa de desmineralización para eliminar iones divalentes, aunque se discuten las desventajas de una etapa de intercambio de iones. Según la presente invención se eliminan iones tanto divalentes como monovalentes mediante un proceso de intercambio de iones.

La patente de EEUU 2003/0000894 describe un proceso para el tratamiento de líquidos, tal como un caldo de fermentación de ácido cítrico, que incluye una nanofiltración y una etapa de intercambio de iones.

La patente de EEUU 06.475.390 y la patente EP-A-01541032, ambas emanan de PCT/AU98/00588, describe un proceso para purificar moléculas biológicas, tales como lactosa, a partir de corrientes lácteas, tal como permeado de suero dulce o permeado de suero ácido, que combina dos etapas de mineralización: se usa un intercambio de cationes para eliminar cationes divalentes en la primera etapa y se usa nanofiltración para eliminar iones monovalentes en la segunda etapa. El permeado de la etapa de nanofiltración se usa para regenerar la resina de intercambio de iones. Por el contrario, según la presente invención también se usa un intercambiador de aniones para lograr un grado más alto de desmineralización en términos de aniones.

La patente EP-A-0083325 describe un proceso para la fabricación de un edulcorante, en el que se disuelve lactosa en agua y posteriormente se hidroliza a glucosa y galactosa por medio de un intercambio de cationes fuertemente acidificado.

Las patentes EEUU 4.971.701, EEUU 6.033.700, EP-A-0315135, y EP-A-0835610 describen procesos para eliminar al menos una parte de las sales contenidas en el suero por medio de electro-desionización usando membranas de intercambio de iones. La patente EEUU 6.033.700 y EP-A-0835610 menciona que las leches desmineralizadas y derivados pueden ser útiles para sustituir leche desnatada en la fabricación de chocolate de confitería. El suero ácido y el suero dulce obtenidos a partir de una etapa de ultrafiltración se mencionan como materiales de inicio para el proceso de desionización descrito. Sin embargo, ninguna de estas referencias de técnicas previas contiene... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para producir polvo de suero modificado que tiene un contenido de lactosa de 80 a 95%, un contenido de proteína de 0, 5 a 2% y un contenido de cenizas de 0, 5 a 2%, a partir de permeado de suero o mezclas del mismo que consiste en:

a. Proporcionar permeado de suero por ultrafiltración o nanofiltración a partir de cuajada y opcionalmente pasteurización,

b. Desmineralizar el permeado de suero mediante un proceso de intercambio de iones caracterizado por el paso del permeado de suero a través de una resina de intercambio de cationes y una resina de intercambio de aniones,

c. Cristalizar al menos parcialmente la lactosa contenida en el permeado de suero d. Secar por atomización el permeado de suero.

2. Un proceso según la reivindicación 1, en el que el grado de desmineralización GD en la etapa b) es al menos 90%, en el que el GD se calcular como:

GD = (IA / ID) / IA

En el que IA es la concentración de iones en moles/l en el permeado de suero antes de la etapa de intercambio de iones y ID es la concentración en moles/l después de la etapa de intercambio de iones.

3. Un proceso según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la etapa c) se cristaliza al menos el 80% de la lactosa.