CH642234A5 - Verfahren zur herstellung von molkeprodukten. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flüssigen, pastösen oder pulvrigen Molkeprodukten, bei denen das Gewichtsverhältnis von Protein-, Laktose- und Aschegehalt zueinander demjenigen von Magermilch entspricht und die als Zusatz zu Lebens- und Futtermitteln geeignet sind. Ziel des erfindungsgemässen Verfahrens ist somit eine Änderung (Adaptierung) des Verhältnisses der Protein-, Laktose- und Aschegehalte zueinander im Molkeprodukt gegenüber gewöhnlicher Molke.

Die nachstehenden prozentualen Teil- und Konzentrationsangaben sind gewichtsmässig.

Normales Molkepulver weist folgende Zusammensetzung auf:

Laktose 71 bis 73 %

Protein 11,5 bis 12,5%

Fett 0 bis 1,5%

Asche 9 bis 10 %

Wasser 2 bis 4 %

Der hohe Laktosegehalt, der hohe Aschegehalt und der relativ niedrige Proteingehalt sind die Ursache, dass Molkepulver sowohl in Lebensmitteln als auch in Futtermitteln nur in beschränkten Mengen eingesetzt werden kann. Wesentlich besser geeignet hierfür ist Magermilchpulver, das etwa folgende Zusammensetzung aufweist:

Laktose 45 bis 51 %

Protein 34 bis 39 %

Fett 0,3 bis 0,9%

Asche 6 bis 9 %

Wasser 5%

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, in einem Molkeprodukt den Laktose- und den Aschegehalt im Verhältnis zum Proteingehalt herabzusetzen.

Es sind zwei Verfahren bekannt, durch welche man den Aschegehalt von Molkepulver reduzieren, d.h. die Molke entmineralisieren kann: Die Elektrodialyse und der Ionenaustausch. Durch eine Entmineralisierung erfolgt jedoch nur eine geringe Änderung des Verhältnisses vom Asche- zum Laktose- und Proteingehalt der Molkeprodukte.

Molkeprodukte mit reduziertem Laktosegehalt und erhöhtem Proteingehalt kann man durch Vertrocknen der Masse, die als Restprodukt beim herkömmlichen Verfahren der Milchzuckerherstellung anfällt, herstellen. Diese Produkte sind sogenannte teilentzuckerte Molkepulver, die jedoch den Nachteil eines sehr hohen Anteiles an Mineralstoffen aufweisen und durch den dadurch bedingten salzigen Geschmack in der Lebensmittelindustrie nicht und in der Futtermittelindustrie nur in beschränkten Mengen einsetzbar sind.

Teilentzuckertes Molkepulver weist folgende Zusammensetzung auf:

Laktose 36 bis 39%

Protein 23 bis 25%

Fett 1 bis 2%

Asche 24 bis 26%

Wasser 2 bis 4%

Dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Molkeprodukten mit adaptiertem Protein-, Laktose- und Aschegehalt liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Ultrafiltration der Molke mit zunehmender Konzentrierung der Proteingehalt zunimmt, wogegen der Laktose- und der Aschegehalt des Konzentrates abnehmen.

Die Ultrafiltration stellt einen Membrantrennungs-prozess dar, der unter Druckanwendung erfolgt, wobei die Membran die makromolekularen und bzw. oder kolloidalen Komponenten einer Flüssigkeit entsprechend ihrer Grösse zurückhält.

Diejenige Fraktion, die durch die Membran zurückgehalten wird, wird als Retentat bezeichnet. Diejenige Fraktion, die die Membran passiert, wird als Permeat bezeichnet. Die Trennschärfe bei der Ultrafiltration ist von der Porengrösse der verwendeten Membran abhängig.

Bei der Ultrafiltration erfolgt die Änderung in der Zusammensetzung der Bestandteile der Molke nicht linear mit der Konzentrierung, sondern verläuft entlang von Kurven, deren Verlauf in der Zeichnung dargestellt ist. Auf der Abszisse sind die entfernten Wassermengen in Prozent aufgetragen. Auf der Ordinate sind die Protein-, Laktose- und Aschegehalte der Trockenmasse des Retentates ebenfalls in Prozent angegeben. Aus diesen Kurven kann man für jede Stufe des Wasserentzuges von 50 bis 100% den Gehalt der Trockenmasse des jeweiligen Retentates an Protein (Kurven P), Laktose (Kurven L) und Asche (Kurven A) ablesen. Durch die Darstellung von jeweils zwei zusammengehörigen Kurven werden die Bereichsgrenzen für die natürlichen Schwankungen angegeben.

Die vorstehend gestellte Aufgabe wird durch das erfin-dungsgemässe im Patentanspruch 1 definierte Verfahren gelöst.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt somit darin, dass aus einem Molkereiprodukt, das kaum verwertbar ist, nämlich der Molke, ein Produkt hergestellt wird, das als Lebens- und Futtermittelzusatz allgemein begehrt ist, nämlich ein Produkt, dessen Trockenmasse derjenigen von Magermilch entspricht. Für die Verwendungszwecke des neuen Molkeproduktes ist es dabei unwichtig, welcher Art die darin enthaltenen Proteine sind. Wesentlich ist das Verhältnis der Proteine zu Laktose und zu den Mineralstoffen.

Zur besonders einfachen Erzielung des gewünschten Laktose-, Protein- und Aschegehaltes hat es sich als günstig erwiesen, wenn man das flüssige, im Gewichtsverhältnis 1:20 aufkonzentrierte Molkeultrafiltrationskonzentrat mit Molkekonzentrat mit 50% Trockenmassegehalt im Gewichtsverhältnis 2:1 mischt, und diese Mischung gegebenenfalls eindickt oder trocknet.

Der Einsatz der erfindungsgemäss hergestellten Molkeprodukte in der Lebensmittelindustrie dient z. B. als teilweiser oder völliger Ersatz von Magermilchpulver in Schmelzkäsezubereitungen, Bäckereiprodukten, Schokolade, Kindernährmittel, Eis oder Yoghurt. Bei der Futtermit5

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telherstellung dienen die erfmdungsgemäss hergestellten adaptierten Molkeprodukte z.B. als teilweiser oder gegebenenfalls völliger Ersatz von Magermilchpulver in Milchaustauschern. Weiters kann dieses Produkt in alle anderen Futtermittel als idealer Eiweissbestandteil eingemischt werden.

Die folgenden Ausführungen dienen zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen dem Ausmass des Wasserentzuges und dem Gehalt an Protein, Laktose und Asche bei Anwendung der Ultrafiltration.

Bestimmung eines Molkeultrafiltrationskonzentrates bei einer Ultrafiltration von 1:20

Bei einer Ultrafiltrationsstärke von 1:20 beträgt bei einer Molke von 6,3% Trockenmasse der Wasserentzug 96,31% und enthält das Permeat eine Trockenmasse von 5%.

Bei einer Ultrafiltration von 1:20 von 10 0001 Molke mit einer Trockenmasse von 6,3% erhält man 95001 Permeat mit einer Trockenmasse von etwa 5% und 5001 Retentat. Die Wassermenge im Permeat beträgt 90251, d.h. es wurden der ursprünglichen Molke 93701 Wasser und somit 96,31% entzogen.

Aus den Kurven der Zeichnung können bei 96% Wasserentzug (Abszisse) die Werte für die Trockenmassen von Protein P, Laktose L und Asche A des Retentates abgelesen werden. Der Fettgehalt wird wie folgt berechnet, und zwar ausgehend von einem Fettgehalt in der Molke von 0,05% unter der Annahme, dass das ganze Fett im Ultrafiltrationskonzentrat (Retentat) bleibt:

10 0001 Molke mit 0,05% Fett enthalten somit 5 kg Fett. Nach der Ultrafiltration von 1:20 verbleiben diese 5 kg Fett in den 5001 Retentat, wodurch sich im Retentat ein Fettgehalt von 1 % ergibt.

In der folgenden Tabelle I sind die Gehalte in Prozenten an Laktose, Protein und Asche, bezogen auf die Trockenmasse im Retentat für die Stufen des Wasserentzuges von 50, 75,95 und 96% angegeben. Die Werte in Zeile 1 gelten für die mittlere Zusammensetzung von entrahmter Molke bei einer Gesamttrockenmasse von 6,3%.

Tabelle I

auf Trockenmasse bezogener Gehalt an entferntes

Asche %

Protein %

Laktose %

Wasser %

0

0,7

0,65

4,9

50

6,42 bis 8,57

15,0 bis 18,57

58,57 bis 65,71

75

5,71 bis 7,50

25,35 bis 28,57

46,07 bis 52,50

95

2,85 bis 4,28

65,00 bis 70,00

27,50 bis 34,28

96

2,50 bis 3,92

70,71 bis 75,00

24,64 bis 31,07

In der folgenden Tabelle II sind das Verhältnis von Protein zu Laktose in der Trockenmasse des Retentates ebenso wie die Werte der Trockenmasse selbst für die Stufen des Wasserentzuges von 0, 50, 75,95 und 96% angegeben.

Tabelle II

entferntes Verhältnis Protein zu Trockenmasse %

Wasser % Laktose in der

Trockenmasse

0 0,13 6,3

50 0,25 bis 0,28 7,5 bis 8,3

75 0,54 bis 0,55 9,5 bis 10,0

95 2,04 bis 2,36 17,0 bis 18,0

96 2,41 bis 2,86 20,0

Bestimmung eines Molkeultrafiltrationskonzentrates

1:2Ö und des daraus hergestellten Pulvers In der folgenden Tabelle III zeigt die Spalte a) die aus der Zeichnung abgelesenen Minimumwerte für Laktose, Protein und Asche sowie den Wert an Fett im Retentat auf die Trok-kenmasse bezogen.

Die Spalte b) zeigt den Gehalt an Laktose, Protein, Fett und Asche des Retentates, das eine Trockenmasse von etwa 20% aufweist.

Die Spalte c) zeigt den Gehalt des Pulvers an Laktose, Protein, Fett und Asche, wenn das Retentat aufkonzentriert wird bis zu einer Trockenmasse von 96%.

Tabelle III

a)

b)

c)

Laktose %

24,64

4,93

23,94

Protein %

70,71

14,14

68,66

Fett %

1-

0,20

0,97

Asche %

2,5

0,50

2,43

Wasser %

4,-

In der folgenden Tabelle IV sind die Anteile von Laktose, Protein, Fett, Asche und Wasser in einer Molke mit 6,3% Trockenmasse und in einem Konzentrat mit 50% bzw. 96% Trockenmasse angegeben.

Tabelle IV

Trockenmasse von

6,3% 50% 96%

Laktose 4,90% 38,89% 74,67%

Protein 0,65% 5,16% 9,91%

Fett 0,05% 0,40% 0,77%

Asche 0,70% 5,55% 10,65%

Wasser 93,70% 50,00% 4,00%

100,00% 100,00% 100,00%

Nachstehend ist ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens angeführt.

Durch Mischen von zwei Teilen Molkeultrafiltrations-konzentrat 1:20 und einem Teil Molkekonzentrat mit 50% Trockenmasse und Trocknen dieses Produktes wird ein Pulver hergestellt, das in seiner chemischen Zusammensetzung Magermilchpulver entspricht, mit der Ausnahme, dass das Eiweiss fast ausschliesslich Molkeeiweiss, also Albumin und Globulin, ist.

Nachfolgend werden die Werte für Laktose, Protein, Fett und Asche für eine Mischung eines Molkeultrafiltrations-konzentrates 1:20 und eines Molkekonzentrates mit 50% Trockenmasse im Gewichtsverhältnis 2:1 und des daraus hergestellten Trockenproduktes bestimmt.

Die folgende Tabelle V gibt in der Spalte a) den Gehalt an Laktose, Protein, Fett und Asche in kg von 100 kg Ultrafiltrationskonzentrat 1:20 an.

Die Spalte b) gibt in kg den Gehalt an Laktose, Protein, Fett und Asche in 50 kg Molkekonzentrat mit 50% Trok-kenmasse an.

Die Spalte c) gibt die Summe der Gehaltswerte der beiden ersten Spalten an.

Die Spalte d) gibt den Gehalt in kg von Laktose, Protein, Fett, Asche und Wasser von 100 kg der Mischung von zwei Teilen Ultrafiltrationskonzentrat 1:20 und einem Teil Molkekonzentrat 50% Trockenmasse an.

Die Spalte e) gibt den Gehalt an Laktose, Protein, Fett, Asche und Wasser der Mischung nach Spalte d) an, berechnet auf eine Trockenmasse von 96%.

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4

Tabelle V

a)

b)

c)

d)

e)

Laktose kg

4,93+

19,45 =

24,38

16,25

52,27

Protein kg

14,14+

2,58 =

16,72

11,15

35,85

Fett kg

0,20+

0,20 =

0,40

0,27

0,86

Aschekg

0,50 +

2,78 =

3,28

2,18

7,02

Wasser kg

80,23 +

25,00=

105,23

70,15

4,00

Trockenmasse

19,77

96,00

Die folgende Tabelle VI zeigt schliesslich die Zusammensetzung dieses getrockneten Produktes im Vergleich zu Magermilchpulver.

Tabelle VI

Mischprodukt Magermilchpulver

Laktose 52,27% 45 bis 51 %

Protein 35,85% 34 bis 39 %

Fett 0,86% 0,3 bis 0,9%

Asche 7,02% 6 bis 9 %

Wasser 4,00% 5%

Der etwas höhere Wert an Laktose des durch dieses Verls fahren erzeugten Produktes gegenüber Magermilchpulver kann durch geringfügig stärkere Ultrafiltration noch verringert werden.

Je nach dem Ausmass des Wasserentzuges sind auch Ultrafiltrationskonzentrate mit anderen Konzentrationen an 20 Protein, Laktose und Asche erhältlich. Die den Ultrafiltrationskonzentraten zugesetzten Molke- oder Magermilchprodukte können ebenfalls verschiedene Konzentrationen aufweisen. Sie können einzeln oder gemeinsam den Ultrafiltrationskonzentraten zugesetzt werden. Nachfolgendes Ein-2s dicken oder Trocknen der Mischungen führt zu konzentrierten, pastösen oder trockenen Produkten.

s

1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

642 234 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines flüssigen, pastösen oder pulvrigen Molkeprodukts, in welchem das Gewichtsverhältnis von Protein-, Laktose- und Aschegehalt zueinander demjenigen von Magermilch entspricht, und das als Zusatz zu Lebens- und Futtermitteln geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass man Molke durch Ultrafiltration im Verhältnis von 1:20 aufkonzentriert und entweder das erhaltene flüssige Konzentrat mit Molke, Molkekonzentrat oder Molkepulver im Gewichtsverhältnis von 4:5, bezogen auf die Trockenmasse, mischt oder das Molkeultrafiltrationskon-zentrat trocknet und dann mit Molke, Molkekonzentrat oder Molkepulver im angegebenen Gewichtsverhältnis mischt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das flüssige, im Gewichtsverhältnis von 1:20 aufkonzentrierte Molkeultrafiltrationskonzentrat mit Molkekonzentrat mit 50 Gew.-% Trockenmassegehalt im Gewichtsverhältnis von 2:1 mischt und diese Mischung gegebenenfalls eindickt oder trocknet.