AT255651B - Verfahren zur Herstellung einer Säuglingsmilch in Pulverform - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung einer Säuglingsmilch in Pulverform 
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 milch und der zugesetzten Harnstoffmenge derart bemisst, dass der Gesamtstickstoff im pulverförmigen Endprodukt sich zu   30-40 Gew.-%   auf Kasein, zu 45-60 Gew.-% auf Serumeiweissstoffe und zu 10-15 Gew.-% auf Nichteiweissstoffe verteilt. 



   Es ist zwar schon empfohlen worden, durch Behandeln von Magermilch mit einem Kationenaustau- 
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 mischen. Der so erhaltene Rahm, dem noch Rohrzucker, Dextromaltose, Eisen und Vitamine zugesetzt werden, ergibt dann beim Dispergieren in Wasser ein Säuglingsmilchpräparat, das, bezogen auf die Trockenmasse, etwa   22, 50/0   Fett,   11, 4%   Gesamteiweiss (bei gleichen Anteilen an Kasein und Albumin), 50% Laktose,   7, 4%   Rohrzucker und Dextromaltose sowie   2,     85-3, 55%   Aschebestandteile enthält.

   Bei dieser bekannten Vorgangsweise werden jedoch die eingangs angeführten besonderen Bedingungen bezüglich der Verteilung der Stickstoffverbindungen sowie der Verhältnisse zwischen Laktose und den andern Bestandteilen des Milchpulvers nicht zielbewusst herbeigeführt ; insbesondere fehlt eine die Hauptmenge 
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 muss, um den Anteil an dieser Komponente, die in der Frauenmilch in wesentlich grösseren Mengen als in der als Ausgangsmaterial benutzten Kuhmilch vorhanden ist, auf einen dem natürlichen Verhältnis entsprechenden Wert zu bringen. 



   Die erfindungsgemäss erhältliche Säuglingsmilch in Pulverform weist im allgemeinen eine Zusammensetzung auf, bei welcher auf 100 g Pulver folgende Substanzen in den angegebenen Mengen vorhanden sind :   50 - 64   g Laktose ;
20 - 30 g, vorzugsweise 26 - 27 g. Fett ;   9 - 15   g Stickstoffverbindungen, wobei   30 - 400/0   des analysierbaren Gesamtstickstoffes im Kasein, 45-60% in Serumeiweissstoffen und   10-15%   in Stickstoffverbin- dungen, die nicht Eiweissstoffe sind, gebunden sind ;
1,   6-3, 0g   Aschebestandteile, wobei untereinander die bereits erwähnten gewichtsmässigen Mengenverhältnisse bestehen, nämlich : 
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 rungsbeispiel im einzelnen angegeben sind. 



   Das in der erfindungsgemäss hergestellten Säuglingsmilch vorhandene Fett kann entweder in seiner Gesamtheit Kuhmilchfett oder aber Fremdfett tierischen oder pflanzlichen Ursprungs sein. Es kann aber auch aus   einer Mischung vonKuhmilchfett mitFremdfett tierischen oder pflanzlichen Ursprungs   bestehen. 



  Dabei haben sich insbesondere die beiden Verhältnisse   25%   Kuhmilchfett/75% Fremdfett und   75%   Kuh-   milchfett/25%   Fremdfett als besonders vorteilhaft erwiesen. 



   Es ist zweckmässig, in allen Verfahrensstufen die Hitzeeinwirkung auf die Serumeiweissstoffeinsolchen Grenzen zu halten, dass im Endprodukt 70-90% der Serumeiweissstoffe in nicht denaturiertem Zustande vorhanden sind. 



   In groben Zügen kann man bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wie folgt vorgehen :
Die Kuhmilch wird durch Separation in Magermilch und Rahm und Wiedervereinigung in geänderten Mengenverhältnissen auf das Verhältnis von Fettgehalt zu Kaseingehalt eingestellt, das demjenigen der Frauenmilch entspricht. Nun wird diejenige Menge Molke zugesetzt, die notwendig ist, um das richtige Verhältnis zwischen Laktose und Kasein bzw. Fett zu erhalten. Da in der aufgerahmten Kuhmilch das Verhältnis zwischen Laktose und Serumeiweissstoffen dasselbe ist wie in der Molke und unge- 

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 fähr mit demjenigen in der Frauenmilch übereinstimmt, enthält auch das Gemisch die beiden Stoffe im richtigen Verhältnis. Das Gemisch enthält jedoch noch zu viele Mineralstoffe, die ausgeschieden werden müssen.

   Dem Gemisch muss sodann noch Harnstoff zugesetzt werden, der in der Frauenmilch in höheren Mengen vorhanden ist als in der Kuhmilch, und einzelne Wirkstoffe, die in der Kuhmilch entweder in ungenügender Menge vorhanden sind oder bei der Verarbeitung der Milch zerstört werden. 



   Die Mineralstoffe können mit Hilfe der Ionenadsorption vollständig oder teilweise aus der Molke entfernt werden. Bei der teilweisen Abtrennung der Ionen wird die Gesamtmenge der Molke in zwei Teilmengen aufgespalten. Die erste Teilmenge wird nacheinander durch ein saures Ionentauscherbett und ein basisches Ionentauscherbett geleitet und nachher mit der Restmenge der Molke wieder vereinigt. Die Molke, welche nach der Ionenadsorption sauer anfällt, muss nachträglich noch neutralisiert werden. Vor der weiteren Verarbeitung wird die ganz oder teilweise entsalzte Molke pasteurisiert, um das Labferment zu inaktivieren und den Keimgehalt zu reduzieren. 



   Im einzelnen wird die Entsalzung folgendermassen   durchgeführt :  
Die zu entsalzende Teilmenge der Molke wird zuerst durch einen stark sauren Ionenaustauscher geleitet. Dieser besteht vorteilhaft aus einem Polystyrol-Kunstharz von hoher chemischer Beständigkeit mit aktiven Sulfonsäure-Gruppen. Die Kationen werden beim Durchfliessen der Molke durch Ionenadsorption zurückgehalten und durch Wasserstoff-Ionen ersetzt, wodurch der pH-Wert der Flüssigkeit auf zirka 2, 0 absinkt. Die letztere wird hierauf sofort durch einen basischen Ionenaustauscher geleitet, welcher die freien Anionen zurückhält.

   Dieser Austauscher besteht in einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel ebenfalls aus einem Kunstharz auf Polystyrol-Basis, welches jedoch als aktive Gruppen Amine vom Typ-NHR   uns-mi   aufweist, wobei R, Rl und   R   Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 2 C-Atomen sind. Beim Durchgang durch den zweiten Austauscher steigt der PH-Wert der Flüssigkeit anfänglich auf 5,5, erreicht aber bei der beginnenden Sättigung des Ionentauscherbettes nur noch einen Wert von 3,5 bis 4, 0. 



   Die noch saure Flüssigkeit, deren PH-Wert nach dem Rühren im Mittel 4,5 beträgt, muss noch neutralisiert werden. Hiezu werden vorzugsweise anorganische Basen der Erdalkalimetalle, wie Kalzium, Magnesium und/oder der Alkalimetalle, wie Kalium und/oder Natrium, verwendet, wobei die Möglichkeit besteht, die Zusammensetzung der Mineralstoffe im Endprodukt durch geeignete Auswahl der Basen zu beeinflussen. 



   Der entsalzte Teil der Molke wird mit dem unbehandelten Restteil der Molke vereinigt. Die Neutralisation kann auch erst jetzt vorgenommen werden. Die Mengenverhältnisse werden dabei derart gewählt, dass sich nach dem Mischen der beiden Flüssigkeiten ein Verhältnis der Gewichtsanteile Laktose zu Aschebestandteilen   von 30 : 1   bis   40 : 1   ergibt. Das entsprechende Verhältnis beträgt bei der ursprünglichen Labmolke vergleichsweise zirka 10 : 1. Anderseits sind die Laktose- und die Eiweissstoffe des Milchserums noch im ursprünglichen Verhältnis vorhanden. 



   Für die weitere Verarbeitung muss die im Salzgehalt standardisierte Molke durch eine Wärmebehandlung stabilisiert werden. Massgeblich für die Wärmeeinwirkung ist die Zerstörung des noch in der Molke vorhandenen Labfermentes, wobei jedoch die Serum-Proteine nicht denaturiert werden dürfen. 



  Praktisch genügt eine Erhitzung in einem   Röhren- oder   Plattenwärmeaustauscher auf   700C   während weniger als 1 min. Nach dieser Wärmebehandlung wird ein Teil des Wassers aus der Molke unter Vakuum verdampft, wobei die Temperatur der Flüssigkeit unter   620C   gehalten werden muss. 



   Die teilweise entsalzte Molke wird hierauf mit der aufgerahmten Kuhmilch und den Zusätzen gemischt und vorzugsweise durch Trocknung in ein transport-und lagerfähiges Produkt   übergeführt.   



   Klinische Versuche mit Säuglingen im Alter ab vier Wochen haben gezeigt, dass die erfindungsgemässe Säuglingsmilch der pasteurisierten Frauenmilch in allen Belangen ebenbürtig ist. Von 20 Säuglingen, welche nicht an der Brust ernährt werden konnten, wurden 10 mit pasteurisierter Sammelmilch von Frauen und 10 mit rekonstituierter Säuglingsmilch gemäss Erfindung während einer Dauer von 14 Wochen ernährt. Der Grad der Gleichwertigkeit wurde in bezug auf die tägliche Gewichtszunahme, die Verwertbarkeit der Nahrung, den Stickstoffumsatz, den Fettumsatz und die Retention von Natrium, Kalium, Kalzium und Chlorid untersucht. Die PH-Werte des Stuhls von Säuglingen, welche mit Frauenmilch ernährt wurden, waren etwas kleiner als diejenigen der Vergleichsreihe.

   Diese Werte lagen zwischen 4, 8 und 5, 8 für den Stuhl aus der Frauenmilch-Nahrung, zwischen 6, 1 und 6,5 für den Stuhl aus der   erfindungsgemässenSäuglingsmilch, währenddem   sie bei Säuglingen, welche mit gewöhnlicher Kuhmilch ernährt werden, nach Literaturangaben zwischen 6, 8 und 7, 5 liegen. In der Bakterienflora des Stuhls war bei der Ernährung mit der neuen Säuglingsmilch der Lactobacillus bifidus vorherrschend, wie dies auch bei der Ernährung des Säuglings mit der Muttermilch der Fall ist,   u. zw.   mit   80 - 950/0   im 

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 Stuhl aus der Frauenmilch und mit   70 - 850/0   im Stuhl aus der erfindungsgemässen Säuglingsmilch.

   Die Säuglingsmilch gemäss Erfindung wurde von den Säuglingen, insbesondere auch von Frühgeburten, gut vertragen, und Fälle von Durchfall und Erbrechen traten nicht auf. 



    Bei s pie I : Es wird die Herstellung von 1000 kg Säuglingsmilch in Pulverform beschrieben.    



   11000 l frische Labmolke mit einem Trockensubstanzgehalt von 6,0 bis 6,   5%   werden in einer Reinigungszentrifuge geklärt. Hievon werden 9 600   l   durch die Kationaustauscher-Kolonne geleitet, welche mit 1 m3   Harz "Amberlit IR-120" gefüllt   ist. Die austretende Flüssigkeit weist einen PH-Wert von 2,0 auf. Mit Hilfe der Flammenprobe wird geprüft, ob alle Kationen in der Kolonne zurückgehalten werden. Zeigt die Färbung der Flamme die Anwesenheit von Metallionen in der austretenden Flüssigkeit an, so ist die Sättigung des Harzes erreicht und die Austauscher-Kolonne muss regeneriert werden. 



    Die saure Flüssigkeit wird unmittelbar anschliessend durch die Anionaustauscher-Kolonne geleitet, welche mit 1 m3 Harz"Dowex-3"gefüllt ist. Ihr Funktionieren wird mit Hilfe eines PH-Indikators ge-   prüft. Der PH-Wert sinkt nämlich im Verlaufe des Durchlaufes der Molke durch die Kolonne langsam von 5,5 zu Beginn ab und fällt bei der beginnenden Sättigung der Kolonne auf 3, 5. 



   Die entmineralisierte Molke wird mit Hilfe von 15% iger Natronlauge auf einen PH-Wert von 6,6 eingestellt und mit den 1400   l   der   nicht entmineralisierten   Molke vermischt. Nach der Entmineralisierung weist die Molke noch einen Trockensubstanzgehalt von 585 kg auf. 



   Durch eine kurze Wärmebehandlung bei   700C   und von weniger als 1 min Dauer wird das in der Molke noch vorhandene Labferment zerstört. Hierauf wird die Molke unter vermindertem Druck und bei Temperaturen, welche 60 - 620C nicht überschreiten, auf einen Trockensubstanzgehalt von 33 bis   35%   eingedickt. 



   Parallel zur Molkeverarbeitung wird Milch auf einen Fettstoffgehalt von 271,2 kg und einen Gehalt an fettfreienTrockenmassen von 164, 5 kg standardisiert. Die Standardisation erfolgt in bekannter Weise durch Zusammenmischen mit genau abgewogenen Mengen von Magermilch oder Vollmilch und Rahm, deren Zusammensetzung vorher ermittelt worden ist. Die standardisierte Milch wird kurzzeitig bei 80 - 900C pasteurisiert und hierauf unter vermindertem Druck auf einen Trockensubstanzgehalt von   35%   eingedickt. 



   In einem Mischbehälter werden die teilweise entsalzte Molke und die fettangereicherte Milch bei einer Temperatur von   600C   gemischt, die verschiedenen Zusätze zugegeben und darin gelöst. 



   Bei der Herstellung von 1000 kg Trockenpulver werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel folgende Mengen Zusatzstoffe zugegeben : 
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<tb> 
<tb> Harnstoff <SEP> 1850 <SEP> g
<tb> Eisensaccharat <SEP> (3% <SEP> Fe) <SEP> 350 <SEP> g
<tb> Vitamin <SEP> A <SEP> 16000000 <SEP> I. <SEP> E.
<tb> 



  Vitamin <SEP> D3 <SEP> 700 <SEP> 000 <SEP> I. <SEP> E.
<tb> 



  Vitamin <SEP> E <SEP> 40 <SEP> g
<tb> Vitamin <SEP> C <SEP> 700 <SEP> g
<tb> Vitamin <SEP> Bl <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> g <SEP> 
<tb> Vitamin <SEP> B6 <SEP> 15 <SEP> g
<tb> Nicotinsäureamid <SEP> 12 <SEP> g
<tb> Folsäure <SEP> 20 <SEP> mg
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An Stelle des im Beispiel verwendeten Eisensaccharates kann das Eisen auch in Form von Eisenchlorid oder eines andern verträglichen Eisensalzes zugesetzt werden. Die Zusätze bedeuten eine Angleichung an die Zusammensetzung der Frauenmilch.

   Einige Vitamine sind bereits in genügender Menge in der Kuhmilch vorhanden, so das Kalziumpantothenat und die Vitamine   B   und   B1Z.   Die beizumischenden Zusatzstoffe werden zweckmässig in hiefür geeigneten Lösungsmitteln vorausgelöst, d. h. der Harnstoff, das Eisensaccharat und die   wasserlöslichen Vitamine   in getrennten Lösungen in insgesamt 10   l   Wasser und die fettlöslichen Vitamine in 11 warmen Rahmes. Für die Auflösung der fettlöslichen Vitamine kommen aber auch geeignete Speiseöle in Frage. 



   Das Gemisch, bestehend aus der teilweise entsalzten und eingedickten Molke,. der fettangereicher- 
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 auf 150C abgekühlt. 



   Die konzentrierte Flüssigkeit wird hierauf nach einem der bekannten, schonenden Trocknungsverfahren getrocknet und in Pulver- oder Flockenform übergeführt. Als besonders geeignet hat sich das 

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 Sprühtrocknungsverfahren erwiesen. Es wird hiebei die zu trocknende Flüssigkeit in dünnem Strahl mit einem Strahl eines erhitzten, gasförmigen Mediums zusammengebracht. Die Temperatur des zugeführ-   tenTrockengasesbeträgt   beispielsweise   250-3000C. DieMilchteilchen   erleiden dabei infolge der Kühlwirkung durch die   plötzliche Verdampfung   des Wassers nur eine sehr geringe Hitzeschädigung. Die Austrittstemperatur der Luft aus der Trocknungszone beträgt beispielsweise   85-90 C.   



   Das Pulver wird nach dem Austritt aus der Trockenzone sofort auf Temperaturen unterhalb 400C abgekühlt und möglichst rasch in luftdichte Behälter abgefüllt. Die Behälter werden mit Stickstoff oder mit einer Mischung aus Stickstoff und Kohlensäure begast. 



   In Abänderung des Verfahrens kann die im Mineralgehalt modifizierte Molke durch Trocknung in ein transport-und lagerfähiges Zwischenprodukt übergeführt werden. Das Pulver wird in diesem Falle in der auf den gewünschten Fettgehalt eingestellten, pasteurisierten Kuhmilch zusammen mit den übrigen Zusatzstoffen aufgelöst. 



   Die Trocknung der Molke sowie auch alle übrigen Verfahrensstufen, bei denen Molke oder Milch erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, müssen so durchgeführt werden, dass im Endprodukt   70 - 90%   der Serumeiweissstoffe in nicht denaturierter Form vorhanden sind. Die Kontrolle kann nach einer Methode vorgenommen werden, die von S. J. Rowland in Journal of Dairy Research, 9 [1938],   S. 42-46,   beschrieben worden ist. 
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Die Laktose ist im sprühgetrockneten Produkt in amorphem Zustande vorhanden. 



   Die Asche setzt sich zusammen aus Natrium 0, 20%, Kalium 0,60%, Magnesium   0, 04%,   Kalzium 0, 26%, Chlor 0, 30% und Phosphat 0, 90%. 



   Die nachfolgenden Substanzen sind in folgenden Mindestmengen vorhanden : 
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<tb> Vitamin <SEP> A <SEP> 1500 <SEP> I. <SEP> E. <SEP> 
<tb> 



  Vitamin <SEP> Bl <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> mg <SEP> 
<tb> Vitamin <SEP> B2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> mg
<tb> Vitamin <SEP> Ba <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> mg
<tb> Nicotinsäureamid <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> mg
<tb> Pantothensäure <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> mg
<tb> Folsäure <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> y <SEP> 
<tb> Vitamin <SEP> Blo <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Y <SEP> 
<tb> Vitamin <SEP> C <SEP> 40, <SEP> 0 <SEP> mg
<tb> Vitamin <SEP> D <SEP> 5 <SEP> I. <SEP> E. <SEP> 
<tb> 



  Vitamin <SEP> E <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> mg
<tb> Eisen <SEP> (organisch <SEP> oder <SEP> anorganisch) <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> mg
<tb> 
 
Für die Zubereitung der Säuglingsmilch werden 15 g des auf die vorbeschriebene Weise hergestellten Pulvers in 90 cm3 Wasser aufgelöst. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung einer Säuglingsmilch in Pulverform durch Verarbeitung von Kuhmilch, unter Zusatz von Harnstoff, Salzen, Eisenverbindungen und Vitaminen, Pasteurisierung des flüssigen Gemenges, Homogenisierung, gegebenenfalls Eindickung, und Trocknung unter Vermeidung einer Hitzeschädigung der Eiweissstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass man Kuhmilch durch Ausfällung des Kaseins mittels Labferment in Molke verwandelt, dass man zur Erzielung einer weitgehenden Entsalzung der Molke durch Ionenadsorption, wobei im pulverförmigen Endprodukt das Gewichtsverhältnis von Laktose zu Aschebestandteilen 20 : 1 - 30 : 1, vorzugsweise 22 : 1 - 28 :

   1, beträgt, die Gesamtmenge der frischen Molke in eine erste Teilmenge und in eine zweite Teilmenge aufteilt, dass man sodann aus der ersten Teilmenge zuerst die Kationen durch Adsorption an einem sauren Ionenaustauscherharz entfernt, hierauf die freien anorganischen und organischen Anionen durch Adsorption an einem basischen Ionenaustauscherharz entfernt, dass man die derart entsalzte erste Teilmenge mit der zweiten Teilmenge Molke vereinigt und den PH-Wert der Molke durch Zugabe einer anorganischen Base eines oder mehrerer der Metalle Kalzium, Kalium und Natrium auf einen Wert zwischen 6, 0 und 7, 0 einstellt, dass man der so vorbehandelten Molke Magermilch, die mit Kuhmilchfett und/oder Fremdfett <Desc/Clms Page number 6> EMI6.1 Menge zusetzt.2, 0 : 1 bis 2, 5 : 1 und ein Gewichtsverhältnis Laktose/Serumeiweissstoffe von 7 : 1 bis 10:

   1, vorzugweise 8 : 1-9 : 1, zu erzielen, dass man dabei die Mengenanteile der Molke, die Anteile der fettangereicherten Magermilch und der zugesetzten Harnstoffmenge derart bemisst, dass der Gesamtstickstoff im pulverförmigen Endprodukt sich zu 30 - 40 Gew. -0/0 auf Kasein, zu 45-60 Gew.-% auf Serumeiweissstoffe und zu 10-15 Gew.-% auf Nicht-Eiweissstoffe verteilt, und dass man gegebenenfalls das pulverförmige Fertigprodukt unter Sauerstoffausschluss in gasdichte Behälter abfüllt und mit einem inerten Gas begast.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in allen Verfahrensstufen die Serumeiweissstoffe einer schonenden, d. h. hinsichtlich Dauer und Temperatur des Erwärmens abgestimmten Hitzeeinwirkung unterworfen werden, damit im pulverförmigen Endprodukt 70 - 90% der Serumeiweissstoffe in nicht denaturiertem Zustande verbleiben.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alsionenaustauscher- harze Polystyrolharze von grosser chemischer Beständigkeit verwendet werden, u. zw. für die Adsorption der Kationen ein Harz mit aktiven Sulfonsäure-Gruppen und für die Adsorption der freien Anionen ein Harz mit aktiven Amin-Gruppen der Typen-NHR und-NRR., wobei R, R und R Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen sind.