Сухая молочная смесь и упаковка для нее

013461 Изобретение относится к молочно-консервной промышленности, а именно к производству и упаковке продуктов для кормления детей и питания беременных женщин и кормящих матерей. Известна сухая молочная смесь, содержащая сухое обезжиренное молоко, растительные масла, заменители сахарозы, витамины, прочие добавки (см. Патент РФ 2080072 кл. А 23 С 9/20, 1994). Согласно изобретению сухая молочная смесь имеет следующие характеристики, мас.%: общий белок 25,0-32,0, общий жир 19,5-23,0, общие углеводы 38,5-42,5, минеральные вещества 6,0-6,5, витамины: витамин А 0,0013-0,0018, токоферол 0,03-0,038, аскорбиновая кислота 0,28-0,34, никотинамид 0,0360,045, тиамин 0,0017-0,0026, рибофлавин 0,0009-0,0016, пиридоксина гидрохлорид 0,0027-0,0057, фолиевая кислота 0,00043-0,00067, цианокобаламин 0,0000060-0,0000069, таурин 0,037-0,038, прочие пищевые добавки - остальное. Изобретение позволяет обеспечить рациональное питание. Недостаток этой сухой питательной смеси заключается в возможности его преимущественного использования только кормящими матерями. Известна упаковка сухой питательной смеси, в герметично запечатанном пакете, уложенном в картонную коробку. См. В.Ульянов. Упаковка "Bag in box" в журнале "Упаковка и этикетка в Белоруссии",6/2000,стр. 32. После вскрытия пакета каждую порцию сухой смеси в количестве, необходимом для приготовления одной порции питательного продукта, извлекают мерной мкостью. Жесткость картонной коробки предохраняет внутренний пакет от повреждений. Наносить информацию о сухой смеси на внутренний пакет не обязательно, так как она присутствует на коробке. Эти обстоятельства позволяют применять для изготовления пакета более тонкий и более дешевый материал. Недостаток данной упаковки в том, что при нахождении смеси в открытом виде нарушаются условия гигиеничности хранения порошка и приготовления из него продукта. Известна, также сухая молочная смесь, содержащая сухое обезжиренное молоко, растительные масла, заменители сахарозы, витамин А и другие витамины, минеральные соли, пребиотики, таурин и прочие добавки, при отношении таурина к витамину А, как 1:7,6-1:21 (см. Евразийский патент 011075 кл. А 23 С 9/20, 2008 г.) В вышеупомянутой статье в журнале "Упаковка и этикетка в Белоруссии",6/2000, стр. 33 описана упаковка такой смеси, содержащая гибкие пакеты с запечатанным продуктом, уложенные в жсткий короб, каждый пакет в наполненном состоянии имеет конфигурацию прямоугольной подушки, высота которой в 10 и более раз меньше длины любой из е сторон. Данные технические решения являются наиболее близкими к предложенному изобретению и поэтому приняты за прототипы сухой молочной смеси и упаковки для не. Согласно продукту-прототипу сухая молочная смесь имеет следующие характеристики мас.%: обезжиренное молоко в пересчте на сухое вещество 14-68, растительные масла 3-28, заменители сахарозы 12-40, витамины 0,047-0,078, в том числе витамин А в количестве 0,13-0,15, минеральные соли 0,531,13, пребиотики 3,4-5,2, таурин в количестве 0,023-0,042, прочие пищевые добавки - остальное. В данном случае улучшения условий нормализации обмена веществ происходит, благодаря тому,что таурин, взятый в определнной пропорции к витамину А, способствует нормализации его метаболизма и, соответственно, улучшает усвоение витамина А организмом, что особенно важно для эффективного питания младенцев. Каждая порция описанной сухой смеси в количестве необходимом для приготовления одной порции питательного продукта запечатывается в гибкие пакеты, которые затем укладываются в картонный короб. Такая упаковка позволяет предотвратить загрязнение смеси после начала е использования за счт возможности хранения оставшихся порций в запечатанных пакетах. Кроме того, для приготовления порции питательного продукта вне дома нет необходимости носить с собой всю коробку со смесью. Техническим результатом изобретения является создание продукта сбалансированного состава,обеспечивающего резистентность по отношению к инфекциям респираторного тракта и упаковки для хранения и транспортировки этого продукта. Заявленный технический результат достигается тем, что сухая молочная смесь, содержащая сухое обезжиренное молоко, растительные масла, заменители сахарозы, витамин А и другие витамины, минеральные соли, пребиотики, таурин и прочие добавки, при отношении таурина к витамину А, как 1:7,61:21, дополнительно содержит пробиотики, при отношении количества пребиотиков к пробиотикам, как 1:1-5:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Целесообразно использовать в смеси пребиотики из ряда: фруктоолигосахариды (ФОС), галактоолигосахариды (ГОС) и пробиотики из ряда бифитобактерий, лактобактерий. Сухая молочная смесь содержащая пре- и пробиотики является сложным продуктом, обладающим повышенной липкостью и, как любые диэлектрики, способностью к электризации, при этом уменьшается насыпная плотность, а иногда вообще теряется сыпучесть. В результате при вскрытии упаковки смесь плохо высыпается из надорванного пакета. Это обстоятельство вызывает необходимость расширения области разрыва пакета, в том числе пальцами рук, что нарушает условия гигиеничности приготовления продукта. Технический результат в части упаковки склонной к агрегации сухой молочной смеси, содержащей смеси пре- и пробиотиков, достигается тем, что в упаковке, содержащей гибкие пакеты с запечатанным продуктом, уложенные в жсткий короб, каждый пакет в наполненном состоянии имеет конфигурацию прямоугольной подушки, средняя высота которой в 10 и более раз меньше длины любой из е сторон, в каждом пакете находится запечатанная в среде инертного газа разовая порция сухой молочной смеси массой не более 0,1 кг, пакеты уложены в короб с возможностью вибрации смеси внутри пакета при трясении короба и занимают 70-90% его внутреннего объма в момент укладки, при этом одна из сторон пакета имеет длину, рассчитываемую по формуле: a=k1(m/r)1/3, а другая b=ak2, где r (кг/м 3) - кажущаяся плотность молочной смеси, k1=2-4, k2=1-1,6 - коэфициенты, значения которых установлены экспериментально. Данная упаковка исключает возможности загрязнения сухой молочной смеси при вскрытии гибких порционных пакетов, руками или посторонними предметами за счт предотвращения утрамбовывания порошка в процессе хранения и транспортировки запечатанных пакетов с порошком в жестких, например, картонных, коробках. Сухая молочная смесь предложенного состава обеспечивает снижение риска инфекционных заболеваний благодаря тому, что синбиотик, то есть пребиотик, взятый в определнной пропорции к пробиотику, в сбалансированном составе смеси способствует полноценному развитию иммунитета ребнка. Изобретение иллюстрируют примером выполнения. На фиг. 1 показан общий вид упаковки. На фиг. 2 представлен в двух проекциях условно прозрачный гибкий пакет в момент укладки в жсткий короб. На фиг. 3 изображн в двух проекциях условно прозрачный гибкий пакет, в котором сухая молочная смесь находится в утрамбованном виде. Сухую молочную смесь готовят по известной технологии, описанной в изобретении-прототипе. Согласно изобретению использовали следующие витамины: витамин А, витамин Е, витамин D3, витамин К 1, витамин В 1, витамин В 2, пантотеновую кислоту, биотин, холин, инозитол, витамин В 6, ниацин,фолиевую кислоту, витамин В 12, витамин С, а также минеральные соли: хлорид натрия, кальций лимонно-кислый, фосфат кальция, карбонат кальция, сульфат магния, хлорид калия, сульфат железа, сульфат цинка, сульфат меди, сульфат марганца, йодид калия, селенит натрия. Массовую долю сухих веществ в обезжиренном молоке определяли по ГОСТ 3626-73 Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества, массовую долю общего белка - методом Кьяльдаля по ГОСТ 23327-78 Молоко. Методы определения общего белка, массовую долю заменителей сахарозы - химическим методом Бертрана и поляриметрически (см. Девятнин В.А. Методы химического анализа в производстве витаминов, М., Медицина, 1964, с. 360) Изобретение иллюстрируют примерами: Пример 1. Для производства 100 кг сухой молочной смеси приготавливают 14 кг (в пересчете на сухое вещество) обезжиренного молока, а также готовят следующие навески: Из приготовленной навески минеральных солей берут е часть в количестве 0,242 кг, в которую вводят 0,2 кг лецитина, а затем 0,04 кг таурина. 20% приготовленного обезжиренного молока нагревают в теплообменнике до 65 С, смешивают с растительными маслами и жирорастворимыми витаминами А, Д 2, Е и смесью лецитина и таурина в минеральных солях. Полученную смесь нагревают до 74 С, гомогенизируют, охлаждают до 4 С и перекачивают в емкость для нормализации. Оставшиеся 80% приготовленного обезжиренного молока нагревают до температуры 74 С, смешивают с заменителями сахарозы, а также с прочими пищевыми добавками, охлаждают до 4 С и перекачивают в ту же емкость. Молочно-жировую и молочно-углеводную смеси перемешивают в емкости не менее 1 ч. Затем определяют массовые доли сухих веществ, белка, жира и рассчитывают соотношения сухого вещества и жира, жира и белка, которые должны быть равны этим же соотношениям в готовом продукте. Одновременно определяют общее количество микроорганизмов в смеси. Смесь нормализуют, добавляя молочно-жировой компонент, для увеличения массовой доли жира,или молочно-углеводный компонент, для изменения соотношения сухого вещества и жира в пользу сухого вещества.-3 013461 После нормализации, если общее количество микроорганизмов в смеси не превышает 5000 клеток в 1 мл, в смесь вносят водорастворимые витамины, оставшуюся часть минеральных солей и перемешивают. Затем смесь через подогреватель, где она нагревается до 110 С, направляют в вакуумный аппарат. Сгущенная смесь нагревается в теплообменнике до 90 С и направляется в распылительную сушильную установку, в которую вводятся галактоолигосахариды и бифитобактерии в количестве 2,9 кг в соотношении 1:1. Примеры 2-5. Готовят сухую молочную смесь по технологии, описанной в примере 1, меняя состав и соотношение ингредиентов в соответствии с табл. 1. Таблица 1 Пример 6. Исследования биологической ценности приготовленных смесей проводили на крысятах-отъмышах трхнедельного возраста с исходным весом 401,5 г. Устанавливали росто-весовые показатели, рассчитывали коэффициенты эффективности белка. Потребление продукта за опыт составляло 810-905 г, потребление белка - 18 -20 г. Для определения эффективности смесей определяли перевариваемость и утилизацию белков. Показатели перевариваемости и утилизации белков 5 групп животных, каждая из которых потребляла смеси, приготовленные по примерам 1-5, соответственно, представлены в табл. 2. Как видно из табл. 2, смеси, по примерам 1-3, приготовленные согласно изобретению, имеют высокие показатели перевариваемости (94-95%) и утилизации белка (81-83%). Смеси, приготовленные по примерам 4 и 5, процентный состав которых отличается от предложенного в большую или меньшую сторону, характеризуются низкими показателями перевариваемости 86-88% и утилизации белка 74%. Смеси, по примерам 1-3, приготовленные согласно изобретению, проходили клиническую апробацию. Пример 7. В качестве показателя нормализации обмена веществ рассматривалось приращение веса и роста здорового ребенка в течение первого года жизни, которое сравнивалось с принятыми для здоровых детей нормами по Орлову: в первые три месяца еженедельно 150-200 г, во вторые 3 месяца еженедельно по 130-150 г. К 6 месяцам вес ребенка по сравнению с весом при рождении удваивается, к 12 месяцам утраивается (см. Популярная медицинская энциклопедия. ГНИ Советская энциклопедия М.; 1961, с.294 статья Грудной ребнок). Изучались антропометрические показатели родившихся в срок детей нормального роста от 46 до 56 см и веса от 2600 до 4000 г. В табл. 3 представлены измеренные (фактические) усредннные показатели прибавки в росте и весе детей на первом году жизни, питавшихся смесями, приготовленными согласно изобретению, в сравнении с опубликованными нормами. В рамках исследования 610 беременных женщин, кормящих матерей и их детей были рандомизированно разделены на две группы: получающих молочный продукт из сухой молочной смеси согласно изобретению и получающих продукт - по прототипу. Годичный период наблюдения прошли 512 детей. В обеих группах дети развивались нормально, межгрупповых отличий в частоте развития болезней адаптации, младенческих колик и других проблем питания, а также серьезных побочных эффектах выявлено не было. В течение года наблюдения инфекций респираторного тракта у детей, получавших продукт по изобретению, было отмечено в среднем в 1,4 раза меньше, чем у получавших продукт по прототипу. Как следует из сравнения показателей веса и роста тестируемой группы детей, питавшихся составами, приготовленными согласно изобретению со среднестатистическими (нормальными) показателями веса и роста детей, никакого неблагополучия в их развитии, например низкий или высокий уровни упитанности, выявлены не были. В то же время употребление продуктов, приготовленных на основе сухой молочной смеси сбалансированного состава с синбиотиками, было безопасным и, согласно наблюдениям, на протяжении первого года жизни повышало резистентность к инфекциям респираторного тракта. Руководствуясь рекомендациями по адаптации молочных смесей к женскому молоку по белковому,жировому и углеводному компонентам, витаминному и минеральному составу, разработаны нормы приготовления готовых смесей для кормления детей различного возраста, приведнные в табл. 4. Таблица 4 Оптимальным, с точки зрения коррекции рационов беременных женщин и кормящих матерей по витаминно-минеральному комплексу, повышению сопротивляемости организма заболеваниям, формированию иммунного ответа организма ребнка будет напиток, приготовленный путм разведения 45 г сухой смеси в 225 мл кипячной воды. Формулы химического и физического состава сухих молочных смесей, приготовленных согласно изобретению, представлены в табл. 5. Как видно из представленных в табл. 5 показателей, все сухие молочные смеси оптимизированного состава, приготовленные согласно изобретению, соответствуют по всем основным позициям нормам санитарно-эпидемиологических правил и нормативов Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов СанПиН 2.3.2.1078-01, утвержденных Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 06.11.2001 (Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти,22-23, 03.06.2002, 10.06.2002). Сухая молочная смесь комкуется и прилипает к стенкам гибкого пакета из-за того, что пакет становится тоньше, как по причине утечки из него газа, так и вследствие разделения в нм тврдой и газовой фаз при плотной укладке пакетов в коробе. В связи с этим необходимо оптимизировать количество сухой молочной смеси в пакете и соотношения объма набора пакетов в коробе и внутреннего объма самого короба так, чтобы обеспечить возможность перемешивания смеси внутри пакета при трясении короба в процессе транспортировки при максимально экономичном способе использования объма и материала упаковки. Согласно изобретению сухую молочную смесь упаковывают в гибкие пакеты, изготовленные из трхслойного материала на основе полиэтилентерефталата толщиной 12 мкм, при этом средний слой выполнен из алюминия толщиной 7 мкм, а внутренний из полиэтилена низкой плотности толщиной 70 мкм. Такая плнка мешает проникновению влаги в пакет и испарению инертного газа из пакета, что препятствует появлению вредоносных бактерий в сухой молочной смеси в течение 24 мес., то есть всего срока е хранения (Сухарев Л.А., Яковлев B.C. Полимеры в производстве тароупаковочных материалов. М., ДеЛи принт, 2005 с. 132). Разовую порцию сухой молочной смеси запечатывают в гибкие пакеты в среде газообразных консервантов: азота или углекислого газа на специальных установках, оснащнных дозаторами(Чернов М.Е. Упаковка сыпучих материалов. М. ДеЛи, 2000, с.28). Упаковка (фиг. 1) содержит, гибкие пакеты 1 с запечатанным продуктом, уложенные в два ряда по несколько штук в каждом в жсткий короб 2. Каждый пакет опечатан путм термосварки его торцов 3(фиг. 2) в среде инертного газа, например азота. В пакете находится разовая порция сухой молочной смеси 4 массой не более 0,1 кг. Каждый пакет в наполненном состоянии имеет конфигурацию подушки,средняя высота которой h, (при равномерном распределении порошка по площади пакета) в 10 и более раз меньше длины любой из е сторон. В процессе хранения инертный газ постепенно испаряется из пакета, его объм уменьшается и, соответственно, уменьшается высота подушки до значения h1 (фиг. 3), а сухая молочная смесь агломерируется и утрамбовывается. При расчте размеров гибких пакетов руководствуются следующим.Vc=m/r - объм засыпаемой в пакет сухой молочной смеси массой m (кг) и насыпной плотностью r-8 013461 Газонаполненный гибкий пакет, имеющий в плане форму прямоугольника при средней высоте пакета в 10 и более раз меньше длины любой из его сторон, можно представить в виде параллелепипеда,длина (м) сторон которого a, b и h. Соответственно, его объм Vп= abh Сухая молочная смесь занимает только часть объма пакета, то есть:Vп/Vc = abhr/m Отсюда длина сторон: a=k1(m/r)I/3, b=ak2. При этом h 0,1 а. Коэффициенты k1 и k2 определяют экспериментально. Упаковку сухой молочной смеси 4 в гибкий пакет 1 в количестве, необходимом для приготовления одной порции питательной смеси, что составляет 0,004-0,1 кг, производят при атмосферном давлении в среде инертного газа. Остаточное содержание кислорода в пакете не должно превышать 3%. Пакет опечатывают путм продольной и поперечной термосварки его противоположных торцов 3. Затем гибкие пакеты укладывают в картонный короб 2 так, чтобы имелась возможность поместить в него ещ один или ряд пакетов. Для определения оптимальных значений размеров гибких пакетов и жсткого короба в зависимости от физических параметров сухой молочной смеси проводят испытания образцов упаковки. Образец 1. В гибкий пакет в среде азота упаковывают 0,004 кг сухой молочной смеси с насыпной плотностью 625 кг/м 3. Пакеты опечатывают путм термосварки двух его противоположных торцов. При k1=4, k2=1 длина сторон пакета (без учта размеров напуска на сварные швы): а=0,074 м, b=0,074 м, h10,1 а=0,007 м Точность расчтов составляет 5%. Образцы 2-5 упаковки изготавливают так же, как образец 1. Для достоверности результатов сравнения в образцах упаковки 4 и 5 используют смеси, физические параметры которых и степени наполненияVп/Vc пакетов газом соответствуют параметрам упаковок образцов 1 и 3. Параметры смеси и образцов 1-5 упаковки представлены в табл. 6. Таблица 6 Упаковки сухой молочной смеси в гибких пакетах, изготовленные по примеру 1-5, размещали в жстких картонных коробах, имеющих внутренние размеры по длине, ширине и высоте, соответственно, 2 а х xb H, где H=6h, в разном количестве: а) 12 штук в 2 ряда по 6 штук в каждом (наполненность короба 100%, все пакеты прижаты друг к другу); б) 11 штук в 2 ряда по 5 и 6 штук в ряде (наполненность короба 90%, один пакет имеет возможность при тряске короба перемещаться из одного ряда в другой, давая возможность колебаться пакетам менее заполненного ряда); с) 10 штук в в 2 ряда по 5 штук в каждом (наполненность короба 80%, пакеты имеют возможность колебаться при тряске короба) д) 9 штук по 4 и 5 штук в ряде (наполненность короба 70%, пакеты имеют возможность колебаться при тряске короба). Дальнейшее увеличение объма свободного пространства в коробе не будет оказывать существенное влияние на способность пакетов колебаться при тряске, однако вызовет увеличение расхода материала, что не экономично. Кроме того, по мере естественных потерь инертного газа в течение 34 мес. срока хранения сухой молочной смеси, толщина пакетов уменьшается от h до h1, вследствие чего амплитуда их колебаний увеличивается. Вибрация смеси препятствует е агломерации и прилипанию к стенкам пакета. Как показали результаты испытаний, упаковка малых доз сухой молочной смеси в пакеты оптимизированных размеров (образцы 1-4) и дальнейшая их транспортировка в коробах, в которых эти пакеты в момент укладки занимают 70-90% его внутреннего объма, позволяют в течение всего срока хранения-9 013461 продукта сохранять его сыпучесть и высыпать смесь из пакета путм его небольшого надреза или разрыва, не касаясь смеси руками. Упаковка (образцы 5 и 6) не обеспечивает сыпучесть смеси в конце срока е хранения, что вызывает необходимость расширения разрыва пакета, в том числе руками, зубами, прочими подручными средствами, что не исключает возможность загрязнения сухой молочной смеси. Введение в состав сухой молочной смеси, содержащей сухое молоко, растительные масла, заменители сахарозы, витамины, минеральные соли, таурин и прочие добавки синбиотиков, при оптимизированном соотношении количества синбиотиков к прочим компонентам смеси и пребиотиков к пробиотикам, позволяет получить универсальный порошковый молочный продукт повышенной пищевой и питательной ценности, а также повысить резистентность грудных младенцев к инфекциям респираторного тракта. Использование предложенной упаковки позволяет упаковывать данную сухую молочную смесь в одноразовые порционные малогабаритные пакеты и извлекать смесь без риска е загрязнения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сухая молочная смесь, содержащая сухое обезжиренное молоко, растительные масла, заменители сахарозы, витамин А и другие витамины, минеральные соли, пребиотики, таурин и прочие добавки, при отношении таурина к витамину А, как 1:7,6-1:21, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пробиотики, при отношении количества пребиотиков к пробиотикам 1:1-5:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2. Сухая молочная смесь по п.1, отличающаяся тем, что содержит смесь пребиотиков из фруктоолигосахаридов и/или галактоолигосахаридов и пробиотиков из бифидобактерий и/или лактобактерий. 3. Упаковка для сухой молочной смеси по пп.1, 2, содержащая гибкие пакеты с запечатанным продуктом, уложенные в жсткий короб, каждый пакет в наполненном состоянии имеет конфигурацию прямоугольной подушки, средняя высота которой в 10 и более раз меньше длины любой из е сторон, отличающаяся тем,что в каждом пакете находится запечатанная в среде инертного газа разовая порция сухой молочной смеси массой не более 0,01 кг, пакеты уложены в короб с возможностью вибрации смеси внутри пакета при трясении короба и занимают 70-90% его внутреннего объма в момент укладки, при этом одна из сторон пакета имеет длину, рассчитываемую по формуле a=k1(m/r)1/3, а другая b=ak2, где r (кг/м 3) - кажущаяся плотность молочной смеси, k1=2-4, k2=1-1,6 - коэффициенты, значения которых установлены экспериментально.