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Verfahren zur Herstellung von aus Fermentierungsprodukten der Milch bestehenden oder solche enthaltenden Erzeugnissen
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen der Verfahren zur Herstellung von Käse und andern Fermentierungsprodukten der Milch.
Ein ernstes Problem bei der kommerziellen Herstellung von Käse ist das gelegentlich auftretende Ausbleiben der säureproduzierenden Aktivität bei Kulturen von Milchstreptokokken, wie z. B. strepto- coccus cremoris und streptococcus lactis, welche zur Einleitung des Fermentationsprozesses bei Käse verwendet werden. Bis vor relativ kurzer Zeit verliessen sich die Hersteller von Käse auf die zufällig in der Milch anwesenden Bakterien, um damit die Lactose-Fermentation und graduelle Säureproduktion, welche einen wichtigen Schritt der Käseherstellung darstellt, zu bewirken. Die Milch, welche unter den heutigen hygienischen Bedingungen erhalten wird, enthält wesentlich geringere Mengen dieser Bakterien, insbesondere, wenn die Milch einem Pasteurisierungsverfahren unterworfen wurde, und eine derartige Milch wird für die Käseherstellung von selbst nicht schnell genug sauer.
Es wird daher ein sogenannter "Käsestarter", beispielsweise eine Kultur von Milchstreptokokken, der Milch zugesetzt, um die LactoseFermentation und Säureproduktion zu bewirken. Bei der Käseherstellung wird eine Milchkultur dieses Starters in einer Menge hergestellt, welche im allgemeinen ungefähr 1 oder 2% der zu Käse zu verarbeitenden Milch entspricht. Diese Milchkultur wird im allgemeinen als Startermasse bezeichnet. Diese Startermasse wird am Anfang des Käseherstellungsverfahrens der Milch zugesetzt und das Verfahren wird durch Messen der gebildeten Säure kontrolliert.
Es können nun vollkommen unerwartete Verzögerungen oder vollständiges Aussetzen der Säureproduktion auftreten. Es wurde nun gefunden, dass derartige Fehlergebnisse im allgemeinen auf die Infektion der Starter mit Bakteriophagen zurückzuführen sind.
Ein Gegenstand vorliegender Erfindung ist es, ein Medium, hergestellt aus Milch, vorzusehen, welches die zerstörende Wirkung der Milchsäurestreptokokken und Bakteriophagen (Bakterienviren) verhindert, ohne einen Einfluss auf das Wachstum des Gastorganismus der Milchsäurestreptokokken zu haben, ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses Mediums und schliesslich die Verwendung eines derartigen Mediums bei der Käseherstellung.
Es wurde nun gefunden, dass durch ein Verfahren zur Behandlung von Milch mit einem Ionen-Austauscher, beispielsweise einem Ionen-Austauscherharz, bei welcher Behandlung der Kalziumgehalt der Milch vorzugsweise auf weniger als 20 Teile pro Million herabgesetzt wird, die Milch in ein verwendbares, gegen Bakteriophagen resistentes Medium verwandelt wird, welches die Wirkung der Bakteriophagen verhindern kann, ohne auf die Milchsäureorganismen toxische Effekte auszuüben, und dass weiterhin das so erhaltene Milchprodukt vorteilhafterweise zur Herstellung von Käse und andern Milchprodukten verwendet werden kann.
Es bezieht sich daher die vorliegende Erfindung auch auf die Herstellung von Fermentierungsprodukten der Milch, wie Käse, Butter, Margarine und fermentierter Milch, wobei ein Milchmedium zur Herstellung von derartigen Produkten verwendet wird, welches auf an sich bekannte Weise von lonogenem Kalzium durch Behandlung mit Ionen-Austauschen ! weitgehend, vorzugsweise auf einen Kalziumgehalt von unter 20 Teilen pro Million, befreit ist.
Gemäss einer vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich diese auf die Herstellung von Käse, wobei das Medium, welches zur Herstellung der Startermasse verwendet wird, das
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Produkt enthält, welches durch Abtrennen des ionogenen Kalziums in an sich bekannter Weise mit Hilfe von Ionen-Austauschern vorzugsweise auf einen Kalziumgehalt von weniger als 20 Teilen pro Million erhalten wurde. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird der Kalziumgehalt der Milch auf weniger als 1% des ursprünglichen Werts erniedrigt. Gemäss einer weiter vorzuziehenden Ausführungsform wird der ; Kalziumgehalt der Milch auf weniger als 15 Teile pro Million und möglichst auf weniger als 10 Teile pro Million erniedrigt.
Mit dem Ausdruck Milch, wie er hierin verwendet wird, soll jegliche Milch oder jegliches Milch- produkt bezeichnet werden, welches sich für die Verwendung zur Herstellung von Käse od. dgl. eignet, einschliesslich Vollmilch, entfetteter Milch, Buttermilch, Molke, kaseinenthaltende Molke, beispielsD weise in Form von Natriumkaseinat und ähnlichen Produkten usw.
Das in dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung verwendete Ionen-Austauschermaterial kann irgendein Ionen-Austauscher sein, welcher Kalziumionen aufnehmen kann. Der Ionen-Austauscher und das zur Behandlung von Milch angewendete Verfahren mit dem Ionen-Austauscher können aus irgend- einem der bekannten Ionen-Austauscher und deren Anwendungsverfahren, welche gemäss dem allgemeinen i Stand der Technik zur Entfernung von Metallionen aus organischen Flüssigkeiten angewendet werden, ausgewählt werden.
Vorzugsweise wird ein Ionen-Austauscher mit schwachsaurem Kation, welches beispielsweise vom
Karbonsäuretyp sein kann, verwendet. Zwei derartige Materialien sind die Ionen-Austauscherharze, welche unter dem Namen Zeo Karb 226 (eingetragene Schutzmarke) und Amberlite IRG 50 (eingetragene Schutz- ) marke) im Handel erhältlich sind. Ionen-Austauscherharze dieser Art sind besonders geeignet, auf Grund ihrer hohen Affinität für Kalzium und weil sie zur Entfernung des Kalziums verwendet werden können, ohne die wesentlichen Wachstumsfaktoren aus der Milch in grösserem Ausmass zu entfernen.
Die Behand- lung der Milch mit den Ionen-Austauschern kann unter Verwendung von Säulen aus den ionen- austauschenden Materialien, durch welche die Milch fliessen gelassen wird, stattfinden oder die Ionen-
Austauscher können mit der Milch gemischt und dann abfiltriert werden oder es können Kombinationen derartiger Methoden Verwendung finden.
Es wurde gefunden, dass besonders günstige Verfahrensbedingungen erhalten werden, wenn das Ionen-
Austauschermaterial so gepuffert ist, dass die Milch nach der Berührung damit einen PH von 7, 0 hat.
Vorteilhafterweise wird das Harz mit Säure behandelt, vorzugsweise mit Salzsäure, um es so in saure
Form und dann teilweise in die Natrium- oder Kaliumform durch Behandlung mit einem entsprechenden
Gehalt an Alkali, vorzugsweise Natrium- oder Kaliumhydroxyd oder einer Mischung der beiden, über- zuführen, so dass ungefähr 2/3 des Harzes in dieser Form vorliegen. Diese beiden Formen des Harzes werden dann gleichmässig über die Säule oder ähnliche Halterung verteilt, indem man das Harz von unten her aufschwemmt oder durch andere in der Technik bekannte Verfahren. Die verwendete Alkali- menge hängt von der Austauscherkapazität des Harzes ab und bestimmt den PH- Wert in der schliesslich erhaltenen Milch, welcher vorzugsweise bei ungefähr 7 liegt.
Diese Milch kann dann, wenn dies ge- wünscht wird, durch eine kurze Säule mit Ionen-Austauscher in seiner sauren Form geführt werden, so dass dadurch der pH-Wert der Milch auf ungefähr 6,5 vermindert wird. Diese doppelte Behandlung der Milch scheint einen günstigen Effekt auf ihre Eigenschaften bezüglich der Beschleunigung des Bakterienwachs- tums zu haben. Der zweite Teil des Verfahrens, d. i. die Behandlung mit dem Austauschermaterial in seiner sauren Form, kann gewünschtenfalls als chargenweises Verfahren durchgeführt werden, indem das
Austauschermaterial mit der Milch eine bestimmte Zeit gemischt und dann durch Dekantieren oder
Filtrieren abgetrennt wird.
Als Medium für Milchsäurestreptokokken kann die mit dem Ionen-Austauscher behandelte Milch weiter durch Zusätze von geringen Mengen Nährstoffen, wie z. B. Korneinweichflüssigkeit, Hefeextrakt oder Kaseinhydrolysat (vorzugsweise enzymatische Auszüge) oder andern bakteriologischen Nährstoffen, verbessert werden.
Im allgemeinen und insbesondere in Gebieten mit härterem Wasser ist es empfehlenswert, eine geringe Menge einer Chelatverbindung zuzusetzen, um die Kalziumverunreinigungen abzufangen, welche durch das Medium während seiner Überführung in die Startermasse aufgenommen werden könnten.
So behandelte Milch mit oder ohne andern Zusätzen kann eingedampft und zu einem Pulver ge- trocknet werden. Dieses praktisch kalziumfreie Pulver kann dann gelagert und wieder mit Wasser versetzt werden, vorzugsweise mit weitgehend kalziumfreiem Wasser, wenn dies nötig sein sollte. Für den Fall, dass nur hartes Wasser erhältlich ist, ist es angezeigt, nur kalziumfreiee Wasser oder solches, bei welchem der grösste Teil des Kalziums abgetrennt wurde, zu verwenden, um eine unerlaubte Erhöhung des Kalzium- gehaltes des Mediums zu vermeiden.
Vorzugsweise wird kalziumfreies Wasser, wie destilliertes Wasser,
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entionisiertes Wasser aus einer lonenaustauscher-Wasserenthärtungsanlage oder Dampfkondensat, verwendet, vorausgesetzt dass dieses Kondensat keine grossen Mengen an Eisen, Kupfer oder andern Substanzen enthält, welche einen toxischen Effekt auf die Startermasse ausüben könnten. Gewünschtenfalls kann das getrocknete Milchpulver ein Netzmittel enthalten, um seine Mischbarkeit zu verbessern, oder nach irgendeinem andern Verfahren behandelt werden, um die Mischbarkeit des Pulvers zu verbessern.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird somit ein neues Gemisch vorgesehen, welches im wesentlichen kalziumfreie Milch mit oder ohne zugesetzten Fermentationsnährstoffen, wie proteinhaltigen Materialien und/oder Proteinabbauprodukten, enthält. Gewünschtenfalls kann die Mischung auch ein Abfangmittel enthalten, wie z. B. das Dinatriumsalz der Äthy1endiamintetraessigsäure, welches die letzten Spuren von noch anwesendem Kalzium abfängt.
Es ist wünschenswert für das Produkt, dass dieses eine gewisse Menge Butterfett enthält, und dieses kann als solches zugefügt werden, wenn als Ausgangsmaterial Magermilch verwendet wurde, oder es kann auch ein grösserer Teil Magermilch mit geringem Kalziumgehalt mit einem kleineren Teil Vollmilch mit geringem Kalziumgehalt gemischt werden, wobei die jeweiligen Mengen so gewählt werden, dass der gewünschte Fettgehalt erreicht wird.
Die neue Mischung umfasst vorteilhafterweise Milch mit geringem Kalziumgehalt in Mischung mit Korneinweichflüssigkeit und/oder enzymatischen Abbauprodukten von Kasein, wenn dies gewUnscht wird, zusammen mit einem Trennmittel, wie dem Dinatriumsalz der Äthylendiamintetraessigsäure, und einem Salz, wie z. B. Natriumazetat. Die Mischung kann durch Verwendung der einzelnen Bestandteile entweder als Flüssigkeit oder als Feststoff hergestellt werden, und gemäss einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung werden die Zusatzstoffe der flüssigen Milch mit vermindertem Kalziumgehalt zugesetzt und das flüssige Produkt wird getrocknet. Vorteilhafterweise wird das flüssige Produkt bis auf einen Gehalt von 30% Gesamtfeststoffen eingedampft und hierauf sprühgetrocknet.
Geeignete erfindungsgemässe Mischungen können nach folgenden Formeln hergestellt werden :
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<tb>
<tb> Formel <SEP> 1 <SEP> Formel <SEP> 2
<tb> Trockenmilch <SEP> mit <SEP> vermindertem <SEP> Kalziumgehalt <SEP> und <SEP> einem <SEP> Gehalt <SEP> von <SEP> 3% <SEP> Butterfett <SEP> 91, <SEP> 8% <SEP> 94, <SEP> 8% <SEP>
<tb> enzymatisches <SEP> Abbauprodukt <SEP> von <SEP> Kasein <SEP> 5, <SEP> ON <SEP> 2, <SEP> n
<tb> Korneinweichflüssigkeit <SEP> 2, <SEP> 0% <SEP> 2, <SEP> ON
<tb> Natriumazetat <SEP> 1. <SEP> olo <SEP> 1. <SEP> 0%
<tb> Trennmittel <SEP> 0, <SEP> 2% <SEP> O, <SEP> 2%
<tb>
Die Milch, welche mit dem Ionen-Austauscher wie oben beschrieben behandelt wurde, wird im folgenden einfachheitshalber als BRM bezeichnet ; dies bedeutet bakteriophagenresistentes Medium.
Bei der Herstellung von Käse kann das BRM für Laboratoriumskulturen, für Zwischenkulturen und für die Startermasse verwendet werden.
Zusätzlich zur Käseherstellung unter Verwendung des BRM kann die vorliegende Erfindung auch bei andern Fermentationsverfahren Anwendung finden, wobei BRM im Fermentationsmedium verwendet wird.
Derartige Fermentationen können beispielsweise bei der Herstellung von Margarine, Butter und fermentierten Milchprodukten verwendet werden und auch für andere Arten von Fermentationen, wie z. B. zur Herstellung von Antibiotika und andern Materialien. Bei derartigen Fermentationsverfahren ist die Verwendung eines Mediums, welches gegen Bakteriophagen resistent ist, von grossem Wert.
Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemässe Verfahren erläutern, ohne dass die vorliegende Erfindung jedoch auf diese Beispiele beschränkt sein soll.
Beispiel l : EineIonen-Austauschsäule, enthaltend 30 kg"Zeo-Karb 226"zur Behandlung von Milch, wurde mit lauwarmem Wasser von beiden Seiten her durchgewaschen, bis das abfliessende Wasser klar war. Zirka 36 1 einer heissen Reinigungsmittellösung, beispielsweise einer Lösung des Reinigungsmittels, welches unter dem Namen LISSAPOL im Handel erhältlich ist, wurden hierauf von oben durch die Säule fliessen gelassen und hierauf das Reinigungsmittel aus der Säule durch Waschen mit Wasser entfernt. Das Harz wurde hierauf in die Säureform umgewandelt durch Behandeln mit zirka 40 1 neiger Salzsäure mit einer Durchflussgeschwindigkeit von zirka 2,5 l pro Minute, worauf zweimal mit zirka 36 l 2%iger Salzsäure nachgespült wurde.
Die Säule wurde hierauf von beiden Seiten her mit Wasser gespült, um die freie Säure zu entfernen, und der Wasserspiegel wurde schliesslich bis auf die Oberfläche der Säule gesenkt. Hierauf wurden zirka 36 l Wasser mit einem Gehalt von ungefähr 3 kg Natriumhydroxyd von oben her auf die Säule mit einer Geschwindigkeit von zirka 2,5 l pro Minute aufgebracht.
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EMI4.2
<tb>
<tb> Kontrolle <SEP> BRM
<tb> 1. <SEP> Reifezeit <SEP> 1 <SEP> Std. <SEP> 50 <SEP> min <SEP> 1 <SEP> Std. <SEP> 40 <SEP> min
<tb> 2. <SEP> Säuregehalt <SEP> der <SEP> Milch <SEP> bei <SEP> Zusatz <SEP> des
<tb> Gerinnungsmittels <SEP> (angeführt <SEP> als <SEP> % <SEP> Milchsäure) <SEP> 0, <SEP> 195 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> 3.
<SEP> Säuregehalt <SEP> der <SEP> Molke
<tb> (ausgedrückt <SEP> als <SEP> % <SEP> Milchsäure)
<tb> beim <SEP> Abtrennen <SEP> des <SEP> Topfens <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP> 0, <SEP> 135 <SEP>
<tb> beim <SEP> Vergären <SEP> des <SEP> Topfens <SEP> 0, <SEP> 26 <SEP> 0, <SEP> 23 <SEP>
<tb> beim <SEP> Entwässern <SEP> des <SEP> Topfens <SEP> 0,S7 <SEP> 0,37 <SEP>
<tb> vor <SEP> dem <SEP> Pilieren <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP>
<tb> 4. <SEP> Gesamtherstellzeit <SEP> vom <SEP> Zusetzen <SEP> des
<tb> Gerinnungsmittels <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Pilieren <SEP> 4 <SEP> Std. <SEP> 20 <SEP> min <SEP> 4 <SEP> Std. <SEP> 20 <SEP> min
<tb>
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Diese Tabelle zeigt, dass mittels BRM-Starter Käse in der gleichen Zeit wie mittels Milchstarter hergestellt werden kann.
Die Menge an entwickelter Säure In diesem Beispiel ist wesentlich höher als die normalerweise benötigten Werte ; die Verhältnisse wurden deshalb so gewählt, um die dem BRM-Starter eigentümliche Aktivität aufzuzeigen.
Beispiel 4 : Dieses Beispiel soll zeigen, dass die Startermasse, hergestellt mit BRM, auch dann
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eine Menge von 40 1 BRM mit einem Kalziumgehalt von 9 Teilen pro Million und eine gleiche Milch- menge mit je 1% einer Starterkultur angeimpft und beide wurden sofort mit einer genügenden Bakterlo- phagenmenge infiziert, um dadurch die Auflösung (Zerstörung) der Starterkultur sicherzustellen und die I Säureentwicklung in der Milch zum Aufhören zu bringen. Nach 16 Stunden bei 240 C hatte der Milch- starter lediglich einen Säuregehalt von 0,'1/ entwickelt. Natürlich wurde der Milchstarter in diesem
Versuch nicht weiter verwendet, da er nicht koaguliert war und Laboratoriumsversuche zeigten, dass das
Nachlassen bzw.
Aufhören der Säureentwicklung im Milchstarter auf Vermehrung der Bakteriophagen zurückzuführen war. Die Verfahrensdaten zur Herstellung von Cheshire-Käse, hergestellt mit dem mit Bakteriophagen infizierten BRM-Starter sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
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<tb>
<tb> 1. <SEP> Reifezeit <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb> 2. <SEP> Säuregehalt <SEP> der <SEP> Milch <SEP> bei <SEP> Zusatz <SEP> des
<tb> Gerinnungsmittels <SEP> (angeführt <SEP> als <SEP> % <SEP> Milchsäure) <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> 3. <SEP> Säuregehalt <SEP> der <SEP> Molke
<tb> (ausgedrückt <SEP> als <SEP> % <SEP> Milchsäure)
<tb> beim <SEP> Abtrennen <SEP> des <SEP> Topfens <SEP> 0, <SEP> 13 <SEP>
<tb> beim <SEP> Vergären <SEP> des <SEP> Topfens <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> beim <SEP> Entwässern <SEP> des <SEP> Topfens <SEP> 0, <SEP> 26
<tb> vor <SEP> dem <SEP> Pilieren <SEP> 0,8
<tb> 4. <SEP> Gesamtherstellzeit <SEP> vom <SEP> Zusetzen <SEP> des
<tb> Gerinnungsmittels <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Pilieren <SEP> 3 <SEP> Std. <SEP> 50 <SEP> min
<tb>
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