DD292925A5 - PROCESS FOR REDUCING THE CHOLESTERINE CONTENT AND FREE FATS OF ANIMAL FAT AND FAT WON THIS WAY - Google Patents
PROCESS FOR REDUCING THE CHOLESTERINE CONTENT AND FREE FATS OF ANIMAL FAT AND FAT WON THIS WAY Download PDFInfo
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- C11B3/00—Refining fats or fatty oils
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Gehaltes an Cholesterin und an freien Fettsaeuren in einem Fett tierischen Ursprungs und das so gewonnene Fett. Das Verfahren besteht darin, dasz das Fett unter Ruehren und in Gegenwart von Wasser mit einem Cyclodextrin in Kontakt gebracht wird, wobei das Wasser/Fett-Gewichtsverhaeltnis, die Temperatur und das Ruehren so geregelt werden, dasz eine feine Emulsion vom "OEl-in-Wasser"-Typ entsteht, dasz dann die so gebildeten Cyclodextrin-Cholesterin-Komplexe und Cyclodextrin-freie Fettsaeuren-Komplexe getrennt werden. Fig. 1{Verfahren; Cholesterin; freie Fettsaeure; Fett; Cyclodextrin; Cyclodextrin-Cholesterin-Komplex}The invention relates to a method for reducing the content of cholesterol and free fatty acids in a fat of animal origin and the fat thus obtained. The method consists in bringing the fat into contact with a cyclodextrin with stirring and in the presence of water, controlling the water / fat weight ratio, the temperature and the stirring so that a fine emulsion of the "OEl-in" Water "type arises dasz then the cyclodextrin-cholesterol complexes thus formed and cyclodextrin-free fatty acid complexes are separated. Fig. 1 {method; Cholesterol; free fatty acid; Fat; cyclodextrin; Cyclodextrin-cholesterol complex}
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzierung des Gehaltes an Cholesterin und freien Fettsäuren eines tierischen Fettes und auf das so gewonnene Fett.The invention relates to a method for reducing the content of cholesterol and free fatty acids of an animal fat and the fat thus obtained.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die tierischen Fette, zum Beispiel das Fett der Milch (Butter, Rahm), Talg und Schmalz enthalten Sterole, und insbesondere Cholesterin sowie freie Fettsäuren.The animal fats, for example the fat of the milk (butter, cream), sebum and lard contain sterols, and in particular cholesterol as well as free fatty acids.
Trotz seiner lebenswichtigen Rolle wird das Cholesterin als ein Risikofaktor bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen angesehen, und das Anwachsen der Arteriosklerose beim Menschen wurde oft mit dem Cholesteringehalt im Blut in Zusammenhang gebracht. Folglich wurde versucht, die Cholesterinmenge in den für die menschliche Ernährung verwendeten Fetten zu verringern. Cholesterin kann durch Verdampfen unter Hochvakuum bei einer Temperatur zwischen 240 und 280°C entzogen werden. Diese Behandlung hat jedoch den Verlust natürlicher flüchtiger aromatischer Stoffe zur Folge, die ebenfalls verdampfen. Durch die Perkolation von Fett bei einer Temperatur von 70 bis 90°C auf Aktivkohle kann der Cholesteringehalt ebenfalls herabgesetzt werden, doch die Aktivkohle bindet auch andere natürliche Substanzen des Fottes, vor allem die aromatischen Bestandteile, die Antioxydanzien und den Farbstoff.Despite its vital role, cholesterol is considered to be a risk factor in cardiovascular disease, and the growth of atherosclerosis in humans has often been linked to blood cholesterol levels. Consequently, attempts have been made to reduce the amount of cholesterol in the fats used for human consumption. Cholesterol can be removed by evaporation under high vacuum at a temperature between 240 and 280 ° C. However, this treatment results in the loss of natural volatile aromatic substances which also evaporate. By percolating fat at a temperature of 70 to 90 ° C on activated carbon, the cholesterol content can also be reduced, but the activated carbon binds other natural substances of the fodder, especially the aromatic components, the antioxidants and the dye.
Die Extraktion des Cholesteric mit Kohlendioxid unter superkritischen Bedingungen, d.h. bei Drücken über 100 Bar, ist ein industriell schwer einsetzbares Verfahren. Zum Beispiel bei der Behandlung des Milcht' ttes wird ein bedeutender Anteil von kurzkettigen Triglyceriden ebenfalls entzogenExtraction of the cholesteric with carbon dioxide under supercritical conditions, i. at pressures above 100 bar, is an industrially difficult to use process. For example, in the treatment of dairy, a significant proportion of short-chain triglycerides are also deprived
Das Patent EP-PS O 256911 beschreibt ein Verfahren zur Beseitigung des Cholesterins von tierischen Fetten, nach dem das verflüssigte Fett mit einem Cyclodextrin zusammengebracht wird, wobei dieser Kontakt unter Rühren in nicht oxydierender Atmosphäre und bei einer Temperatur zwischen der Schmelztemperatur des Fettes und 8O0C während eines Zeitraums von 30 Minuten bis 10 Stunden fortgesetzt wird, während dessen Komplexverbindungen zwischen dem Cholesterin und dem Cyclodextrin gebildet werden, wonach Wasser zugesetzt wird und diese Komplexe aus dem Fett durch Mitnahme in der so entstandenen wäßrigen Phase extrahiert werden, die dann von der Fettphase getrennt wird. Dieses Verfahren ist nicht nur verhältnismäßig langwierig, sondern es ermöglicht nur eine begrenzte Verringerung des Cholesteringehaltes in einem einzigen Arbeitsgang. Und iwar können in einem Arbeitsgang nur 18 bis 33% des ursprünglichen Cholesterins eliminiert werden. Um eine beträchtlichere Extraktion zu erzielen, müssen mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsgänge auf diese Weise erfolgen, die gegebenenfalls jedesmal von einem Waschvorgang der Lipidphase gefolgt werden. Mit drei aufeinanderfolgenden Extraktionen gelingt es, 41 % desanfänglichen Cholesterins herauszuziehen. Theoretisch könnte man auf diese Weise bis zu 80% des Anfangscholesterins eliminieren. Übrigens wird in dem Patent EP-PS 0 256911 keinerlei Beseitigung der freien Fettsäuren erwähnt.The patent EP-PS O 256911 describes a method for eliminating the cholesterol of animal fats, after which the liquefied fat is brought together with a cyclodextrin, said contact with stirring in a non-oxidizing atmosphere and at a temperature between the melting temperature of the fat and 8O 0 C is continued for a period of 30 minutes to 10 hours, during which complexes between the cholesterol and the cyclodextrin are formed, after which water is added and these complexes are extracted from the fat by entrainment in the resulting aqueous phase, which then from the Fat phase is separated. Not only is this process relatively tedious, it also allows only a limited reduction in cholesterol content in a single operation. And in one operation, only 18 to 33% of the original cholesterol can be eliminated. In order to obtain a more substantial extraction, several successive operations must be carried out in this way, which may be followed each time by a washing of the lipid phase. With three successive extractions it is possible to extract 41% of the initial cholesterol. Theoretically, this could eliminate up to 80% of the initial cholesterol. Incidentally, patent EP 0 256 911 does not mention any elimination of the free fatty acids.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Diese Erfindung hat das Ziel, die genannten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zu liefern, das immer auf der Extraktion des Cholesterins der tierischen Fette durch Cyclodextrin beruht, aber so gestaltet ist, daß durch nur einen Arbeitsgang schnell und wirkungsvoll eine beträchtliche Verringerung des Cholesteringehaltes und gleichzeitig eine nennenswerte Reduzierung des Gehaltes eines tierischen Fettes an freien Fettsäuren erreicht wird. Unter tierischen Fetten versteht man insbesondere Butter, Milchrahm, wasserfreies Milchfett, Talg und Schmalz.The aim of this invention is to overcome the said drawbacks and to provide a process always based on the extraction of cholesterol of animal fats by cyclodextrin, but designed so that, in a single operation, a rapid and effective reduction of cholesterol content can be achieved At the same time a significant reduction in the content of an animal fat of free fatty acids is achieved. In particular, animal fats are butter, milk cream, anhydrous milk fat, tallow and lard.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, Cyclodextrin und Fett in Gegenwart von Wasser zusammenzubringen, danach die zwischen dem Cyclodextrin und dem Cholesterin und den Fettsäuren gebildeten Komplexe zu trennen, und es ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Wasser/Fett zwischen 0,4/1 und 1,9/1, vorzugsweiseThe method according to the invention comprises combining cyclodextrin and fat in the presence of water, then separating the complexes formed between the cyclodextrin and the cholesterol and the fatty acids, and it is essentially characterized in that the weight ratio of water / fat is between 0.4 / 1 and 1.9 / 1, preferably
zwischen 0,7/1 und 1,5/1, und noch günstiger etwa 1/1 gewählt wird. 'between 0.7 / 1 and 1.5 / 1, and more favorably about 1/1 is chosen. '
Wasser ist zur Bildung der Komplexe erforderlich, und dank der Wahl des Gewichtsverhältnisses Wasser/Fett in den genannten Spannen kann eine sehr rasche und wirkungsvolle Extraktion des Cholesterins und der freien Fettsäuren erzielt werden.Water is required to form the complexes and, by choosing the weight ratio of water / fat in the ranges mentioned, a very rapid and effective extraction of cholesterol and free fatty acids can be achieved.
Das Wasser kann getrennt oder zusammen mit dem Cyclodextrin zugesetzt werden. Wenn es separat zugesetzt wird, kann dies vor oder nach der Zugabe des Cyclodextrins zum Fett erfolgen. Wenn das Wasser nach dem Cyclodextrin zugegeben wird, kann die Bildung der Komplexe bereits vor der Zugabe des Wassers beginnen, sie erfolgt aber nur langsam. Erst nach Zugabe des Wassers erfolgt die Bildung der Komplexe schneller und vollständiger.The water may be added separately or together with the cyclodextrin. If added separately, this may be done before or after adding the cyclodextrin to the fat. If the water is added after the cyclodextrin, the formation of the complexes may begin even before the addition of the water, but it is slow. Only after the addition of the water, the formation of the complexes is faster and more complete.
Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, das Wasser zur gleichen Zeit wie das Cyclodextrin zuzusetzen und vor allem das Cyclodextrin vorher in wenigstens einer Fraktion dieses Wassers aufzulösen.For this reason, it is advantageous to add the water at the same time as the cyclodextrin and, in particular, to dissolve the cyclodextrin beforehand in at least one fraction of this water.
Der Anmelder hat festgestellt, - und darin liegt ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung -, daß es wünschenswert war, eine Emulsion vom Typ „Öl in Wasser" herzustellen, damit die Extraktion des Cholesterins und der freien Fettsäuren so effektiv und schnell wie möglich verläuft.Applicant has discovered, and it is an advantageous aspect of the invention, that it was desirable to prepare an oil-in-water type emulsion so that the extraction of cholesterol and free fatty acids would be as effective and rapid as possible.
Es hat den Anschein, daß die Cyclodextrin-Cholesterin-Komplexe und die Cyclodextrin-freie Fettsäuren-Komplexe an der Grenzfläche zwischen Fett und wäßriger Lösung entstehen, und es wurde festgestellt, daß auf überraschende und unerwarteteIt appears that the cyclodextrin-cholesterol complexes and the cyclodextrin-free fatty acid complexes are formed at the interface between fat and aqueous solution, and it has been found that surprising and unexpected
Weise diese Komplexbildung sehr schnell erfolgt, wenn dafür gesorgt wird, daß eine Emulsion vom Typ „Öl in Wasser" hergestellt wird.This complex formation occurs very rapidly if it is ensured that an emulsion of the type "oil in water" is produced.
Die Parameter Wassermenge, Rühren und Temperatur werJen so gewählt, daß sich diese Emulsion bildet, wobei angestrebt wird, sie möglichst „fein" zu erhalten, um die Kontakte zwischen dem Cyclodextrin und dem Cholesterin und den freien Fettsäuren und dadurch ihro Komplexbildung und dann ihre Extraktion optimal zu gestalten.The parameters amount of water, stirring and temperature are chosen so that this emulsion forms, aiming to obtain as "fine" as possible, the contacts between the cyclodextrin and the cholesterol and the free fatty acids and thereby their complexation and then their extraction optimally designed.
Da die Komplexbildung innerhalb der Emulsion erfolgt, kann die Kontaktzeit zwischen dem Cyclodextrin und dem Fett vor der Zugabe von Wasser auf null verringert werden, während dem Patent EP-PS 0 256911 zufolge diese Kontaktzeit mindestens 30 Minuten beträgt und in der Praxis bei den angeführten Anwendungsbeispielen 3 Stunden erreicht.Since the complexation takes place within the emulsion, the contact time between the cyclodextrin and the fat can be reduced to zero prior to the addition of water, whereas in patent EP-PS 0 256911 this contact time is at least 30 minutes and in practice in the examples given Reached 3 hours.
Bei dem in dieser Patentanmeldung beschriebenen Verfahren wird keine „Öl-in-Wasser-Emulsion" gebildet, auch nicht nach Zugabe von Wasser, da diese Wassermenge zu groß ist, wobei diese Wassermenge übrigens die Stabilität der Komplexe beeinträchtigt.In the process described in this patent application no "oil-in-water emulsion" is formed, even after the addition of water, since this amount of water is too large, by the way, this amount of water affects the stability of the complexes.
Das Gewichtsverhältnis zwischen der Wassermenge und der Fettmenge ist folglich zur Gewinnung der idealen Emulsion vom „ÖI-in-Wasser-Typ" sehr wichtig. Übrigens bewirkt eine im Verhältnis zur Fettmenge zu geringe Wassermenge die Bildung einer Emulsion, die zu viskos und nachträglich schwer zu brechen ist.The weight ratio between the amount of water and the amount of fat is therefore very important for obtaining the ideal emulsion of the "oil-in-water type." Incidentally, too small a quantity of water in proportion to the amount of fat causes the formation of an emulsion too viscous and subsequently difficult to break is.
Entsprechend einer Ausf ührungsform der Erfindung wird das Cyclodextrin dem Fett in Abwesenheit von Wasser zugesetzt, und der Kontakt zwischen Cyclodextrin und Fett in Abwesenheit von Wasser wird während eines Zeitraums von weniger als 20 Minuten und vorzugsweise von weniger als 10 Minuten aufrechterhalten.According to one embodiment of the invention, the cyclodextrin is added to the fat in the absence of water and the contact between cyclodextrin and fat in the absence of water is maintained for a period of less than 20 minutes and preferably less than 10 minutes.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Cyclodextrin vorher in Wasser gelöst, bevor es mit dem Fett gemischt wird.According to another embodiment of the invention, the cyclodextrin is previously dissolved in water before being mixed with the fat.
in Wasser vorliegt, wie das beim Milchrahm der F&ll ist, wird das Cyclodextrin vorzugsweise in Pulverform dieser Emulsionzugeführt, die gegebenenfalls auf eineTemperaturei wärmt wird, die die Solubilisation des Cyclodextrins in der wäßrigen Phaseerleichtert.is present in water, as in the milk cream of F & >, the cyclodextrin is preferably added in powder form to this emulsion, which is optionally heated to a temperature which facilitates the solubilization of the cyclodextrin in the aqueous phase.
reguliert, daß bei einer gewählten Konzentration des Cyclodextrins diese Temperatur der Löslichkeitstemperatur desAt a selected concentration of cyclodextrin, this temperature regulates the solubility temperature of the
vorzugsweise zwischen 3Gew.-% und 0Gew.-%. Es ist allgemein vorteilhaft, Cyclodextrinmengen zuzusetzen, die 5% höher alsdie eingesetzte Fettmenge sind.preferably between 3Gew .-% and 0Gew .-%. It is generally advantageous to add amounts of cyclodextrin that are 5% higher than the amount of fat used.
untereinander durch α-Ι-4-Bindungen verbunden sind, sowie ihre jeweiligen Derivate wie die Hydroxyalkyl-cyclodextrine, dieare interconnected by α-Ι-4 bonds, as well as their respective derivatives such as the hydroxyalkyl cyclodextrins, the
Das Rühren des Fett-Wasser-Cyclodextrin-Milieus muß so stark erfolgen, daß ein inniger Kontakt zwischen dem Cyclodextrin und dem Fett gewährleistet ist, und nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Rühren so gestaltet, daß die Bildung einer Emulsion vom „Öl in Wasser"-Typ ermöglicht wird. Wie bereits oben erwähnt, ist es wünschenswert, eine feine Emulsion zu erhalten, wobei die in der wäßrigen Phase verteilten Fettkügelchen zumeist eine Größe von weniger als 40μηι aufweisen, selbst wenn einige Kügelchen, deren Größe 100μηη erreichen kann, noch vorhanden sind. Dadurch wird eine sehr rasche Bildung der Cyclodextrin-Cholesterin-Komplexe und der Komplexe aus Cyclodextrin und freien Fettsäuren an der Grenzfläche Wasser/Fett ermöglicht, wobei ein intensives Rühren die Kontakte ar dieser Grenzfläche begünstigt. Die entstandenen Komplexe konzentrieren sich in der wäßrigen Phase, wo sie unlöslich werden. Das Rühren darf nicht mit zu starken Scherkräften einhergehen, denn die Erfahrung hat gezeigt, daß diese Kräfte eine verstärkte Viskosität der Emulsion bewirken, wobei letztere im Verlauf der späteren Trennungsstufe der Phasen schwer zu brechen ist. Ein angemessenes Rühren kann zum Beispiel mit Hilfe eines Schraubenrührers erzielt werden, der sich mit hoher Geschwindigkeit, vorzugsweise über 800U/min und in der Praxis bei 2000U/min dreht. Bei zweckentsprechendem Rühren ist eine Veränderung des Aussehens des Mediums, das aus Fett, Wasser und Cyclodextrin besteht, festzustellen. Die Färbung wechselt so von einer wenig homogenen strohgelben Farbe, die einige weißliche Streifen enthält, zu einer gleichmäßigen milchig gelben Farbe.The stirring of the fat-water-cyclodextrin environment must be so strong as to ensure intimate contact between the cyclodextrin and the fat, and according to a preferred embodiment of the invention, the stirring is designed so that the formation of an emulsion of "oil in As already mentioned above, it is desirable to obtain a fine emulsion, the globules of fat distributed in the aqueous phase usually having a size of less than 40 μm, even if some beads whose size can reach 100 μm This allows a very rapid formation of the cyclodextrin-cholesterol complexes and the complexes of cyclodextrin and free fatty acids at the water / fat interface, with intense stirring favoring the contacts ar of this interface aqueous phase, where they become insoluble.The stirring must not be too star shear forces, because experience has shown that these forces cause an increased viscosity of the emulsion, the latter being difficult to break during the later stage of separation of the phases. Appropriate stirring may be achieved, for example, by means of a screw stirrer rotating at high speed, preferably above 800 rpm and in practice at 2000 rpm. Upon proper stirring, there is a change in the appearance of the medium, consisting of fat, water and cyclodextrin. The color changes from a little homogeneous straw yellow color, which contains some whitish stripes, to a uniform milky yellow color.
Dank der Wahl des Gewichtsverhältnisses Wasser/Fett in den oben genannten Grenzen und dank der Schaffung einer Öl-in-Wasser-Emulsion durch Anwendung eines geeigneten Rührens können ausgezeichnete Ergebnisse des Entzugs von Cholesterin und freien Fettsäuren in nur einem Arbeitsgang mit relativ kurzen Kontaktzeiten und mit einer Ausnutzungsrate des Cyclodextrins von 5% im Verhältnis zum Fett erzielt werden.Thanks to the choice of the weight ratio of water / fat in the above limits and the creation of an oil-in-water emulsion by applying a suitable stirring, excellent results of withdrawal of cholesterol and free fatty acids in a single operation with relatively short contact times and with a utilization rate of the cyclodextrin of 5% relative to the fat can be achieved.
Die Temperatur zur Herstellung der Emulsion ist ebenfalls wichtig, und, wie bereits erwähnt, ist es durchaus vorteilhaft, die Temperatur bei einer gegebenen Konzentration des Cyclodextrins auf einen Wert festzulegen, der der Löslichkeitstemperatur des Cyclodextrins in Wasser bei dieser Konzentration relativ nahe kommt.The temperature for preparing the emulsion is also important, and, as already mentioned, it is quite advantageous to set the temperature at a given concentration of cyclodextrin to a value which is relatively close to the solubility temperature of the cyclodextrin in water at that concentration.
Wenn die Temperatur zu hoch ist, entsteht die gewünschte Emulsion nicht, und die Bildung der Komplexe wird dadurch beeinträchtigt. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, besteht die Gefahr der Rekristallisation des ß-Cyclodextrins in der wäßrigen Phase vor Bildung der Komplexe.If the temperature is too high, the desired emulsion does not form and the formation of the complexes is thereby impaired. If the temperature is too low, there is a risk of recrystallization of the β-cyclodextrin in the aqueous phase prior to formation of the complexes.
Nach zahlreichen Versuchen wurde herausgefunden, daß die optimale Temperatur des Mediums FeU-Wasser-Cyclodextrin in der Nähe der Temperatur zu suchen ist, die der Löslichkeitskurve des Cyclodextrins in Wasser entspricht, und vorzugsweise bei einem Wert, der etwas unter der Löslichkeitstemperatur des Cyclodextrins bei einer gewählten Konzentration liegt, so daß dem Phänomen der Unterkühlung Rechnung getragen wird.After numerous attempts it has been found that the optimum temperature of the medium FeU-water-cyclodextrin is to be sought in the vicinity of the temperature corresponding to the solubility curve of the cyclodextrin in water, and preferably at a value slightly below the solubility temperature of the cyclodextrin in a water selected concentration, so that the phenomenon of hypothermia is taken into account.
Ohne sich durch die Theorie festlegen zu wollen, kann angenommen werden, daß die Regulierung der Temperatur des Milieus auf eine Temperatur nahe der Löslichkeitsgrenze des Cyclodextrins und vorzugsweise auf eine etwas darunter liegende Temperatur die Ausfällung oder Kristallisation der Cyclodextrin-Cholesterin-Komplexe und der Komplexe aus Cyclodextrin und freien Fettsäuren begünstigt.Without wishing to be bound by theory, it can be assumed that the regulation of the temperature of the environment to a temperature near the solubility limit of the cyclodextrin, and preferably to a somewhat lower temperature, precipitates or crystallizes the cyclodextrin-cholesterol complexes and the complexes Cyclodextrin and free fatty acids favors.
Die Wahl der Wassermenge und der Temperatur bei einer gegebenen Konzentration des Cyclodextrins ist also wichtig, um eine bessere Wirksamkeit des Cholesterinentzugs zu gewährleisten. Es scheint, daß die gebildeten Komplexe in der wäßrigen Phase unlöslich bleiben müssen.The choice of the amount of water and the temperature at a given concentration of the cyclodextrin is therefore important to ensure a better effectiveness of the cholesterol withdrawal. It appears that the complexes formed must remain insoluble in the aqueous phase.
In der nachstehenden Tabelle sind die Löslichkeitswerte des ß-Cyclodextrins im Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur nach J. SZEJTLI in ,Cyclodextrins and their inclusion complexes", Akademiai Kiado, Budapest 1982, angeführt.The solubility values of the β-cyclodextrin in water as a function of the temperature according to J. SZEJTLI in "Cyclodextrins and Their Inclusion Complexes", Akademiai Kiado, Budapest 1982, are listed in the table below.
und die entsprechende Löslichkeitskurve ist auf Figur 3 dargestellt.and the corresponding solubility curve is shown in FIG.
jedoch meist eine Temperatur wählen, die nicht um mehr als 5°C höher als die genannte Löslichkeitstemperatur ist.However, usually choose a temperature that is not more than 5 ° C higher than the said solubility temperature.
erfolgt.he follows.
vorzugsweise ungefähr 5 bis 10 Minuten fortsetzen, um sicher zu gehen, daß die Komplexbildung im wesentlichen vollständigerfolgte.preferably for about 5 to 10 minutes to ensure that complex formation was substantially complete.
sehr kurz sein, und das ist natürlich im Vergleich zu Verfahren des früheren Standes der Technik ein wesentlicher Vorteil.being very short, and of course this is a significant advantage compared to prior art methods.
werden kann, und daß nicht auf eine nicht oxydierende Atmosphäre zurückgegriffen werden muß, wie dies bei dem im Patentand that it is not necessary to resort to a non-oxidizing atmosphere, as is the case in the patent
relativ nahe kommt, aber vorzugsweise etwas niedriger als diese ist.is relatively close, but preferably slightly lower than this.
der entstandenen unlöslichen Komplexe gewählt werden.the resulting insoluble complexes are chosen.
Vorzugsweise wird zwischen die Komplexbildungsphase und die eigentliche Trennstufe eine Abkühlungsphase des Gemischs aus Fett, Wasser und Cyclodextrin eingeschoben, um die gebildeten Komplexe durch vollständigeres Unlöslichmachen zustabilisieren. So wird das fragliche Gemisch zuerst gekühlt, zum Beispiel auf eine Temperatur von 25 bis 35°C, vorzugsweise vonetwa 3O0C, um die Unlöslichmachung der gebildeten Komplexe zu vervollständigen, dann wird erneut erwärmt, um die gewähltePreferably, a cooling phase of the mixture of fat, water and cyclodextrin is inserted between the complexing phase and the actual separation stage in order to stabilize the complexes formed by more complete insolubilization. Thus, the mixture in question is first cooled, for example to a temperature of 25 to 35 ° C, preferably about 3O 0 C, to complete the insolubilization of the complexes formed, then reheated to the one selected
vorteilhafterweise durch eine Zentrifuge erfolgen, die eine häufige Entfernung der Niederschläge erlaubt.advantageously carried out by a centrifuge, which allows frequent removal of precipitation.
erwärmt und durch Vakuumverdampfung behandelt werden, um es auf einen Reinheitsgrad von 99,9% zu bringen.heated and treated by vacuum evaporation to bring it to a purity of 99.9%.
neuerliche Trennung der so gewonnenen Phasen in der Zentrifuge erfolgt.renewed separation of the phases thus obtained takes place in the centrifuge.
der gekühlten Emulsion erfolgen, wobei sich an diese Butterung gegebenenfalls ein Schmelzen des Fettes und einethe cooled emulsion is carried out, with this buttering optionally a melting of the fat and a
partiell feste Zustand des Fettes für den nachfolgenden Vorgang der Butterung erforderlich ist. Diese Stufe bei niedrigerpartially solid state of the fat is required for the subsequent operation of buttering. This level at lower
kontinuierliche Butterungsmaschine kann auch verwendet werden.continuous buttering machine can also be used.
allem die Butterkörner werden dann gewaschen und durchgeknetet, dann wird das Fett vor seiner eventuellenAfter all, the buttercorns are then washed and kneaded, then the fat is reduced to its potential
zum Beispiel auf eine Temperatur von 45°C, bevor es einer Reinigung durch Zentrifugieren unterzogen wird, um diefor example, to a temperature of 45 ° C, before being subjected to purification by centrifugation to the
Es kann angemerkt werden, daß, wenn das Fett aus wasserfreiem Milchfett (MGLA) oder Milchrahm besteht, bereits nach dem Vorgang der Verbutterung eine Butter mit reduziertem Gehalt an Cholesterin und freien Fettsäuren gewonnen wird, die in diesem Zustand auf den Markt gebracht werden kann oder die nach Extraktion und Verdampfung des Wassers zur Herstellungvon wasserfreiem Milchfett mit reduziertem Gehalt an Cholesterin und freien Fettsäuren dienen kann.It may be noted that if the fat consists of anhydrous milk fat (MGLA) or milk cream, a butter having a reduced content of cholesterol and free fatty acids, which may be marketed in that state, is obtained already after the churning process which, after extraction and evaporation of the water, can be used to produce anhydrous milk fat with reduced levels of cholesterol and free fatty acids.
ß-Cyclodextrin wird in dem abgemessenen Wasser im Behälter 3 gelöst. Die Lösung wird in die Kontakt- und Rührvorrichtung 4eingeführt. Erwärmtes und im Dosierapparat 5 abgemessenes Fett wird auch der Vorrichtung 4 zugeführt. Die die Vorrichtung 4verlassende Fettphase und wäßrige Phase können in der Abschlammtrennschleuder 6 getrennt werden. Die wäßrige Phase trittbei 7 aus, die Komplexe bei 8 und die Fettphase bei 9. Letztere Phase wird in der Vorrichtung 10 wiedererwärmt und einerβ-cyclodextrin is dissolved in the metered water in the container 3. The solution is introduced into the contact and stirring device 4. Heated fat measured in the dosing apparatus 5 is also supplied to the device 4. The fat phase and aqueous phase leaving the device 4 can be separated in the sludge separator spinner 6. The aqueous phase exits at 7, the complexes at 8 and the fatty phase at 9. The latter phase is reheated in the apparatus 10 and a
eine Doppelwandung besitzt, in der erhitztes Wasser zirkulieren kann, einen Schraubenrührer 14 und einen Entleerungshahn 15und eine Trennschleuder 6 enthält.has a double wall in which heated water can circulate, a screw stirrer 14 and a drain cock 15, and a centrifugal separator 6.
erfindungsgemäß ausgeführt werden und die anderen als Vergleich angeführt werden.According to the invention are carried out and the others are listed as a comparison.
- Analyse der Sterole durch Ausfällung mit Digitonin (Cholesterin stellt 98% der Sterolfraktion im wasserfreien Milchfett (MGLA) dar;Analysis of sterols by precipitation with digitonin (cholesterol represents 98% of the sterol fraction in anhydrous milk fat (MGLA);
2ur Bestimmung der freien Fettsäuren:For the determination of free fatty acids:
- Titration der Azidität der MGLA-Proben, die in einem neutralen Gemisch aus Petrolether und Isopropanol gelöst sind (Titration durch n-Tetrabutyl-hydroxy-ammonium unter Verwendung von Thymolblau als Indikator)- Titration of the acidity of MGLA samples dissolved in a neutral mixture of petroleum ether and isopropanol (titration by n-tetrabutyl-hydroxy-ammonium using thymol blue as indicator)
1 kg wasserfreies Milchfett (MGLA) von 450C wird in einen gläsernen Reaktionsbehälter mit einem Fassungsvermögen von 5I gegossen, der mit einer Doppelwand, einem Schraubenrührer mit veränderlicher Geschwindigkeit und mit einem Ablaßhahn ausgestattet ist. Wasser von 45°C durchströmt die Doppelwandung des Rührbottichs, um die Thermostatisierung zu gewährleisten.1 kg anhydrous milk fat (MGLA) of 45 0 C is poured into a glass reaction vessel with a capacity of 5I, which is equipped with a double wall, a variable speed screw stirrer and with a drain cock. Water of 45 ° C flows through the double wall of the stirrer to ensure the thermostating.
Dem MGLA werden 50g (d. h. 5Gew.-% in bezug auf das Fett) ß-Cyclodextrin zugesetzt, das durch Rühren gleichmäßig in der Lipidphase verteilt wird. Die entstandene Suspension wird 1 Minute lang gerührt.To the MGLA is added 50 g (i.e., 5 wt% in terms of fat) of β-cyclodextrin, which is evenly distributed in the lipid phase by stirring. The resulting suspension is stirred for 1 minute.
Nach dieser Kontaktzeit von 1 Minute zwischen dem MGLA und dem ß-Cyclodextrin wird der Suspension 1 Liter Wasser von 550C zugesetzt. Die Rührgeschwindigkeit wird erhöht, um eine innige Vermischung der Phasen und die Schaffung oiner Wasser-Öl-Grenzfläche zu erreichen, die groß genug ist, um die Komplexe zwischen dem Cyclodextrin und dem Cholesterin sowie den freien Fettsäuren zu bilden und sie zur wäßrigen Phase hin zu bewegen.After this contact time of 1 minute between the MGLA and the ß-cyclodextrin of the suspension is 1 liter of water of 55 0 C was added. The stirring rate is increased to achieve intimate phase mixing and creation of a water-oil interface that is large enough to form the complexes between the cyclodextrin and the cholesterol as well as the free fatty acids and toward the aqueous phase move.
Die maximal vom Gemisch erreichte Temperatur beträgt 50°C. Die Phase des Kontaktes unter Rühren und in Gegenwart von Wasser dauert 10 Minuten.The maximum temperature reached by the mixture is 50 ° C. The phase of contact with stirring and in the presence of water lasts 10 minutes.
Danach wird das Gemisch kontinuierlich in einer Trennschleuder behandelt, um die Phasen (Lipidphase, wäßrigo Phase und ß-Cyclodextrin, daß das Cholesterin und die freien Fettsäuren eingekapselt hat) zu trennen. Die unlöslichen Komplexe setzen sich an der Innenwand des Abscheiders ab und werden nach Stillstand und Öffnung desselben entnommen. Die Dauer des Trennschleuderns beträgt ungefähr 8 Minuten. Unter diesen Trennbedingungen enthält die zurückgewonnene Fettphase ungefähr 0,2% Feuchtigkait. Durch eine Vakuumverdampfung ist es möglich, diesen Feuchtigkeitsgehalt auf einen Wert unter 0,1 % zu senken. Keinerlei zusätzlicher Waschvorgang des wiedergewonnenen MGLA wurde durchgeführt. Aus dem nachstehenden Beispiel 14 ist zu ersehen, daß dieser Waschvorgang hinsichtlich der Reinigungsqualität nicht wirklich unerläßlich ist.Thereafter, the mixture is continuously treated in a centrifugal separator to separate the phases (lipid phase, aqueous phase and β-cyclodextrin that has encapsulated the cholesterol and the free fatty acids). The insoluble complexes settle on the inner wall of the separator and are taken after standstill and opening of the same. The duration of the spin separation is about 8 minutes. Under these separation conditions, the recovered fatty phase contains about 0.2% moisture cassit. Vacuum evaporation makes it possible to reduce this moisture content to below 0.1%. No additional washing of the recovered MGLA was performed. From Example 14 below, it can be seen that this washing process is not really indispensable in terms of cleaning quality.
zwischen dem MGLA und dem ß-Cyclodextrin, die jeweils auf 5 Minuten, 10 Minuten, 20 Minuten, 40 Minuten und 120 Minutenerhöht wird.between the MGLA and the β-cyclodextrin, each increased to 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes, 40 minutes and 120 minutes.
nachstehenden Tabelle I zusammengefaßt.summarized in Table I below.
70% erreichen können.Can reach 70%.
Bei- H2O/Bei- H 2 O /
spiel MGLAplay MGLA
Nr.No.
Zeit Zeit % Cholesterin ohne mit Anfangs- Gehalt %Re- Anfangs-Wasser Wasser gehalt nach Behänd- duzierung gehalt (min) (min) lungTime Time% Cholesterol without initial content% Re- initial water Content after handling content (min) (min) treatment
% Fettsäuren Gehalt% Fatty acids content
nach Behandlungafter treatment
% Reduzierung% Reduction
nb: nicht bestimmtnb: not determined
Diese Versuchsreihe zeigt außerdem, daß die Kontaktzeit zwischen Cyclodextrin und Fett in Abwesenheit von Wasser sehr wenig Einfluß auf die erzielten Ergebnisse hat, da festzustellen ist, daß bei sehr kurzen Zeiten von 1 Minute bis 5 Minuten die erreichten Reduktionsraten bereits bei 65 bis 71 % liegen. Es hat sogar den Anschein, daß längere Kontaktzeiten im Hinblick auf die Entzugsausbouto des Cholesterins und der freien Fettsäuren eher nachteilig sind. Dieses Beispiel muß natürlich mit den Beispielen der Patentanmeldung EP 0256911 vorglichen werden, nach denen man in einem Arbeitsgang ein Eliminationsergebnis des Cholesterins von nur 26% nach 3 Stunden Kontakt zwischen dem Cyclodextrin und dem Fett in Abwesenheit von Wasser erhält, an die sich 3 Stunden Kontakt unter Rühren in Gegenwart von Wasser anschließen, wobei das Gewichtsverhältnis Wasser/MGLA 10/1 beträgt.This series of experiments also shows that the contact time between cyclodextrin and fat in the absence of water has very little influence on the results obtained, since it can be seen that at very short times of 1 minute to 5 minutes, the reduction rates already reached are 65 to 71% , It even appears that longer contact times tend to be detrimental to the withdrawal of cholesterol and free fatty acids. This example, of course, must be compared with the examples of patent application EP 0256911, according to which in one operation a cholesterol elimination result of only 26% is obtained after 3 hours of contact between the cyclodextrin and the fat in the absence of water to which contact for 3 hours with stirring in the presence of water, wherein the weight ratio of water / MGLA is 10/1.
Beispiele 7 bis 12 ·Examples 7 to 12 ·
zeigen den negativen Einfluß eines zu hohen Wasser/MGLA-Gewichtsverhältnisses auf.show the negative influence of too high a water / MGLA weight ratio.
10 Minuten in Abwesenheit von Wasser, einem Prozentsatz von 5Gew.-% Cyclodextrin in bezug auf das Fett, eine Kontaktzeitunter Rühren bei Anwesenheit von Wasser von 10 Minuten, eine Temperatur des Gemischs von etwa 50°C. Die Mengen Wasser10 minutes in the absence of water, a percentage of 5% by weight of cyclodextrin with respect to the fat, a contact time with stirring in the presence of water of 10 minutes, a temperature of the mixture of about 50 ° C. The quantities of water
und MGLA, die 5% ß-Cyclodextrin enthalten, waren bei jedem einzelnen Beispiel folgende: Beispiel 7: 2 kg Wasser auf 1 kg MGLA, das 50g Cyclodextrin enthält Beispiel 8: 3 kg Wasser auf 1 kg MGLA, das 50g ß-Cyclodextrin enthält Beispiel 9: 2kg Wasser auf 0,5kg MGLA, das 25g ß-Cyclodextrin enthältand MGLA containing 5% β-cyclodextrin were the following in each Example: Example 7: 2 kg water to 1 kg MGLA containing 50 g cyclodextrin Example 8: 3 kg water to 1 kg MGLA containing 50 g β-cyclodextrin Example 9: 2kg water to 0.5kg MGLA containing 25g β-cyclodextrin
Beispiel 10: 2,5kg Wasser auf 0,5kg MGLA, das 25g ß-Cyclodextrin enthält Beispiel 11: 3kg Wasser auf 0,5kg MGLA, das 25g ß-Cyclodextrin enthält Beispiel 12: 3 kg Wasser auf 0,3 kg MGLA, das 15g ß-Cyclodextrin enthält.Example 10: 2.5kg water to 0.5kg MGLA containing 25g β-cyclodextrin Example 11: 3kg water to 0.5kg MGLA containing 25g β-cyclodextrin Example 12: 3kg water to 0.3kg MGLA, the Contains 15 g ß-cyclodextrin.
erzielten Entzugsergebnisse hat. Und zwar fällt der Reduzierungsprozentsatz des Cholesterins von 68% in Beispiel 3 mit einemhas achieved withdrawal results. Namely, the reduction percentage of cholesterol falls from 68% in Example 3 to one
des Cholesterins nimmt in dem Maße ab, wie das Verhältnis Wasser/Fett zunimmt.Cholesterol decreases as the water / fat ratio increases.
auch hier bei einem Wasser/Fett-Verhältnis von etwa 1/1 erzielt.also achieved here at a water / fat ratio of about 1/1.
komplexgebundenem ß-Cyclodextrin zu eliminieren, da die Restwassermenge in der dekantierten Fettphase deutlich größer istals im Fall einer Zentrifugaltrennung (ungefähr 15% in 10 Minuten beim Dekantieren gegenüber 0,2% beim Zentrifugieren).Complexed ß-cyclodextrin, since the amount of residual water in the decanted fat phase is significantly greater than in the case of centrifugal separation (about 15% in 10 minutes for decantation versus 0.2% for centrifugation).
beseitigen.remove.
Die aedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 3, abgesehen von der Durchführung eines zusätzlichen Waschvorgangs mit 1 kg Wasser bei 550C nach der Zentrifugaltrennung der Phasen. Das Waschwasser wird durch eine neuerliche Zentrifugalabscheidung von dem gereinigten MGLA (wasserfreies Milchfett) getrennt. Die erzielten Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle I enthalten. Es ist festzustellen, daß in diesem Fall die zusätzliche Waschung kaum eine Verbesserung hinsichtlich der Entzugsrate des Cholesterins bewirkt.The conditions are the same as in Example 3, except for carrying out an additional washing with 1 kg of water at 55 0 C after the centrifugal separation of the phases. The wash water is separated from the purified MGLA (anhydrous milk fat) by another centrifugal separation. The results obtained are also included in Table I. It should be noted that in this case, the additional washing hardly brings about an improvement in the withdrawal rate of cholesterol.
hat und das 1 900cm3 Wasser von 35°C dem MGLA-Cyclodextrin-Gemisch zugesetzt werden.has and the 1 900cm 3 of water at 35 ° C added to the MGLA-cyclodextrin mixture.
werden können. In dem Maß, wio die Temperatur des Gomischs noch weiter gesenkt werden kann, wobei vor allem dieErstarrungstemperatur des behandelten Produktes berücksichtigt wird, läßt es die Erfindung in einer vorteilhaften Ausführungsform zu, das Wasser/Fett-Verhältnis aufwerte über 1,9, sogar auf mehr als 2 zu erhöhen.can be. To the extent that the temperature of the gomish can be lowered even further, taking into account in particular the solidification temperature of the treated product, the invention in an advantageous embodiment allows the water / fat ratio to be increased to more than 1.9, even more increase as 2.
vorher war, durch erhitztes Wasser verflüssigt, das in der Doppelwandung des Behälters 13 zirkuliert.was previously liquefied by heated water circulating in the double wall of the container 13.
exzentrisch in den Behälter 13 eingebaut ist und sich mit einer Geschwindigkeit von 2000U/min dreht, kräftig gerührt. Der Inhaltdes Behälters 13, d. h. die entstandene Emulsion, wird auf einer Temperatur gehalten, die durch das erhitzte, in doris eccentrically installed in the container 13 and rotates at a speed of 2000U / min, stirred vigorously. The contents of the container 13, d. H. the resulting emulsion is kept at a temperature which is heated by the heated, in dor
werden in einem Zentrifugierapparat 6 getrennt. Da es sich bei diesen Beispielen um Versuche im Labormaßstab handelt, kanndie Zentrifugal'rennung mit Hilfe einer Entrahmungszentrifuge vom Typ ALFA-LAVAL100 AE durchgeführt werden. Imindustriellen Maßstab kann eine Zentrifugalreinigung angewendet werden. All das wird bei unterschiedlichen Mengen vonß-Cyclodextrin sowie bei unterschiedlichen Temperaturen der Emulsion wiederholt.are separated in a centrifuging machine 6. Since these examples are laboratory-scale experiments, centrifugal separation can be carried out with the aid of a skimming centrifuge type ALFA-LAVAL100 AE. On an industrial scale, centrifugal cleaning can be used. All this is repeated at varying amounts of β-cyclodextrin and at different emulsion temperatures.
Diese ß-Cyclodaxtrinmengen und diese Temperaturen sowie die für den Entzug des Cholesterins und der freien Fettsäuren erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle Il zusammengefaßt.These β-cyclodaxtrin levels and these temperatures as well as the results obtained for the withdrawal of the cholesterol and the free fatty acids are summarized in Table II below.
Die unterschiedlichen Bedingungen hinsichtlich der Temperatur und des ß-Cyclodextrinanteils bei den Beispielen 16 bis 31 wurden ebenfalls auf Figur 3 angegeben.The different conditions with regard to the temperature and the β-cyclodextrin content in Examples 16 to 31 were also indicated in FIG.
Aus diesen Beispielen geht klar hervor, daß eine sehr erhebliche Reduzierung der Gehalte an Cholesterin und freien Fettsäuren dann erzielt wird, wenn bei einer bestimmten ß-Cyclodextrinmenge die Temperatur der Löslichkeitskurve nahekommt und auch wenn die ß-Cyclodextrinmenge um 5% höher als die Fettmenge ist.From these examples, it is clear that a very significant reduction in cholesterol and free fatty acid levels is achieved when, for a given amount of β-cyclodextrin, the temperature approaches the solubility curve and also when the β-cyclodextrin level is 5% higher than the fat level ,
resultieren.result.
nahekommen, wurde praktisch das gesamte Cholesterin entzogen.Nearly all cholesterol was withdrawn.
Mit der gleichen Anlage wie der bei den Beispielen 16 bis 31 verwendeten werden analoge Versuche mit raffiniertem Rinderfett und raffiniertem Schmalz anstelle von wasserfreiem Milchfett (MGLA) durchgeführt.Analogous experiments with refined beef fat and refined lard are used instead of anhydrous milk fat (MGLA) with the same equipment as that used in Examples 16 to 31.
wiedergegeben.played.
auch des Entzugs der freien Fettsäuren.also the withdrawal of free fatty acids.
Im Beispiel 36 wurde der Milchrahm zunächst auf 50% Fettgehalt konzentriert, um die Versuchsbadingungen hinsichtlich der Menge der wäßrigen Phase einzuhalten; diese Konzentration wurde durch Entrahmen bei 550C in der Laborentrahmungszentrifuge ALFA-LAVAL 100 AE durchgeführtIn Example 36, the milk cream was first concentrated to 50% fat content to maintain the experimental baths in terms of the amount of aqueous phase; this concentration was performed by skimming at 55 0 C in the Laborentrahmungszentrifuge ALFA-LAVAL 100 AE
Nach diesem Entrahmen wurde dem Rahm mit einem Fettgehalt von 60% pulverförmiges ß-Cyclodextrin für einen Gehalt von 3,5% im Rahm (d. h. 7% ausgedrückt in bezug auf das Fett oder 6,54 "/»ausgedrückt in bezug auf die wäßrige Phase einschließlich des ß-Cyclodextrins). Diese Zugabe zum Rahm erfolgt bei 550C Rahmtemperatur. Danach wird der Rahm auf 5O0C im Reaktionsbehälter abgekühlt und bei 2000U/min gerührt.After this de-creaming, the cream with a fat content of 60% was made into powdered β-cyclodextrin for a content of 3.5% in the cream (ie 7% in terms of fat or 6.54 "/" in terms of aqueous phase including the .beta.-cyclodextrin). This addition to the cream is carried out at 55 0 C cream temperature. Then the cream is cooled to 5O 0 C in the reaction vessel and stirred at 2000 / min.
Nach ungefähr lOminütigem Mischen wurde der Rahm auf 70% Fettgehalt durch einen neuerlichen Durchgang durch die Laborentrahmungszentrifuge konzentriert. Eine Ablagerung des komplexgebundenen ß-Cyclodextrins erfolgte an der Innenwand der Zentrifugentrommel.After about 10 minutes of mixing, the cream was concentrated to 70% fat by a fresh pass through the laboratory centrifuge. A deposition of complex-bound β-cyclodextrin was carried out on the inner wall of the centrifuge drum.
Schließlich wurde der so behandelte Rahm mit 70% Fettgehalt abgekühlt, eine Nacht lang im Kühlschrank gereift und gebuttert.Finally, the thus treated cream was cooled to 70% fat, ripened in a refrigerator overnight and buttered.
Das Fett der durch diese Butterung gewonnenen Butter wurde einer Analyse der Sterole und freien Fettsäuren unterzogen. Die Ergebnisse des Entzugs dieser Verbindungen des Fettes sind ausgezeichnet, wie die in den nachstehenden Tabellen V und VlThe fat of the butter obtained by this buttering was subjected to an analysis of the sterols and free fatty acids. The results of the removal of these compounds of fat are excellent, as shown in Tables V and Vl below
enthaltenen Ergebnisse zeigen.show included results.
Im Beispiel 37 werden 3 kg Milchrahm mit 38% Fettgehalt direkt mit 79,8 g ß-Cyclodextrin versetzt (d. h. 7 % ausgedrückt in bezug auf Fett oder 4,11 % ausgedrückt in bezug auf die wäßrige Phase einschließlich des ß-Cyclodextrins). Diese Zugabe erfolgt in denIn Example 37, 3 kg of 38% fat milk cream is added directly to 79.8 g of β-cyclodextrin (i.e., 7% expressed in terms of fat or 4.11% expressed in terms of aqueous phase including β-cyclodextrin). This addition takes place in the
Rahm von 550C.Cream of 55 0 C.
Danach wird der Rahm auf 5O0C im Reaktionsbehälter abgekühlt und bei 2 000 U/min gerührt.After that, the cream is cooled to 5O 0 C in the reaction vessel and stirred at 2000 U / min.
Nach lOminütigem Mischen bei 5O0C wurde der Rahm bis auf eine Temperatur unter 1O0C abgekühlt, indem er einenAfter lOminütigem mixing at 5O 0 C, the cream was up to a temperature below 1O 0 C cooled by a
Rohrwärmeaustauscher durchlief.Tube heat exchanger went through.
Tabellen Beisp. MGLA Nr. (kg)Tables Ex. MGLA No. (kg)
Wasser BCD-(kg) Lösung (kg)Water BCD (kg) solution (kg)
BCD/MGLA%BCD Temp.BCD / MGLA% BCD Temp.
in% inwäß- Emul.in% in-water Emul.
riger (0C)riger ( 0 C)
Lösungsolution
Cholesterincholesterol
%vor %nach %Re-Behand. Behandl. duzierung% before% after% re-treatment. Trt. duzierung
Freie Fettsäuren %vor %nach %Re-Dehandl. Behandl. duzierungFree fatty acids% before% after% Re-Dehandl. Trt. duzierung
1,5 1,51.5 1.5
1,5 1,51.5 1.5
0,075 0,1050.075 0.105
4,76 6,544.76 6.54
45 5545 55
0,036 0,0260.036 0.026
66 7566 75
0,06 0,060.06 0.06
0,04 0,030.04 0.03
33 5033 50
Dieser behandelte Rahm wurde schließlich nach einer Nacht der Reifung im Kühlschrank gebuttert. Die Versuchsbedingungen sowie die Ergebnisse der Analyse der Sterole (Cholesterin) und der freien Fettsäuren des Fettes der durch diese Verbutterung gewonnenen Butter sind in den Tabellen V und Vl enthalten.This treated cream was finally buttered in the refrigerator after one night of ripening. The experimental conditions as well as the results of the analysis of the sterols (cholesterol) and the fatty acids of the fat of the butter obtained by this churning are given in Tables V and VI.
Im Beispiel 38 wurden 3kg Milchrahm mit einem Fettgehalt von 42,4% direkt 63,5g ß-Cyclodextrin zugesetzt (nämlich 5% ausgedrückt in Fett oder 3,54% ausgedrückt in wäßriger Phase einschließlich des ß-Cyclodextrins). Diese Zugäbe erfolgt in den Rahm von 55°CIn Example 38, 3kg milk cream with a fat content of 42.4% was added directly to 63.5 g β-cyclodextrin (namely 5% expressed in fat or 3.54% expressed in aqueous phase including β-cyclodextrin). This addition takes place in the cream of 55 ° C
Danach wird dor Rahm im Reaktionsbehälter auf45°C gekühlt und bei 2000U/min gerührt.Thereafter, the cream in the reaction vessel is cooled to 45 ° C and stirred at 2000 rpm.
Nach 10 Minuten langem Mischen bei 450C wurde der Rahm bis auf eine Temperatur unter 1O0C durch Passieren oinos Rohrwärmeaustauschers abgekühlt.After 10 minutes of mixing at 45 0 C, the cream was cooled to a temperature below 1O 0 C by passing oinos tubular exchanger.
Nach einer Nacht der Reifung im Kühlschrank und dem Verbuttern des Rahms wurden die Ergebnisse des Entzugs des Cholesterins und der freien Fettsäuren, die in der Tabelle Vl enthalten sind, bei dem Fett der aus der Butterung hervorgegangenen Butter gewonnen. Die Versuchsbedingungen sind in der Tabelle V aufgeführt.After one night of ripening in the refrigerator and frying the cream, the results of withdrawal of the cholesterol and free fatty acids contained in Table VI were obtained from the fat of the butter resulting from the buttering. The experimental conditions are listed in Table V.
Dieses Beispiel veranschaulicht den Entzug des Cholesterins und der freien Fettsäuren aus dem wasserfreien Milchfett (MGLA), und zwar auf kontinuierliche Weise und mit einer Anlage, wie sie auf Figur 1 dargestellt ist.This example illustrates the withdrawal of cholesterol and free fatty acids from the anhydrous milk fat (MGLA), in a continuous manner and with equipment as shown in FIG.
Die Trennung der Fettphase und der wäßrigen Phase erfolgte in diesem Fall durch Zentrifugieren.The separation of the fat phase and the aqueous phase was in this case by centrifugation.
MGLA, das einen Fettgehalt über 99% aufweist, wird dem Behälter 5, der durch Umlauf von heißem Wasser auf 400C gehaltenMGLA, which has a fat content above 99%, is the container 5, which kept at 40 0 C by circulation of hot water
wird, mit einem Durchsatz von 1500 kg pro Stunde zugeführt.is fed at a rate of 1500 kg per hour.
Beisp.Ex.
Rahm (kg)Cream (kg)
%Fett des Rahms% Fat of the cream
(kg)(Kg)
BCD/RahmBCD / cream
ß-Cyclodextrin BCD/Fettβ-cyclodextrin BCD / fat
BCD/wäßrige Temperatur des Phase mit GemischsBCD / aqueous phase temperature with mixture
BCD in % ("C)BCD in% ("C)
0,2880,288
0,290 0,3000.290 0.300
0,0090.009
0,008 0,0230.008 0.023
97 97 9297 97 92
0,100.10
0,04 0,110.04 0.11
7171
84 5484 54
Parallel dazu wird die ß-Cyclodextrinlösung kontinuierlich und unter Rühren im Auflösungsbehälter 3 hergestellt. Das Wasser wud diesem Behälter kontinuierlich in einem Durchsatz von 1500kg pro Stunde mit Hilfe einer Pumpe zugeführt, die von einem Massendurchfl'-ümesser gesteuert wird. Das pulverförmige ß-Cyclodextrin wird kontinuierlich durch einen Pulververteiler in diesen Behälter 3 gegeben, wobei der Mengendurchsatz auf 105 kg pro Stunde eingestellt wird. Die Auflösung des ß-Cyclodextrins erfolgt bei 650C während ungefähr 6 Minuten.In parallel, the β-cyclodextrin solution is prepared continuously and with stirring in the dissolution tank 3. The water was fed to this vessel continuously at a rate of 1500kg per hour by means of a pump controlled by a mass flow meter. The powdery β-cyclodextrin is continuously added through a powder distributor in this container 3, the mass flow rate is set to 105 kg per hour. The dissolution of the β-cyclodextrin takes place at 65 ° C. for about 6 minutes.
Eine Öl-in-Wasser-Emulsion des MGLA (wasserfreies Milchfett) und der wäßrigen ß-Cyclodextrinlösung wird nun kontinuierlich und unter Rühren im Emulsionsbehälter 4 hergestellt. Zu diesem Zweck wird das MGLA von 400C kontinuierlich mit einem Durchsatz von 1500 kg pro Stunde in den Behälter 4 eingebracht, und die wäßrige ß-Cyclodextrinlösung von 65°C wird in einer Menge von 1605kg pro Stunde in den gleichen Behälter gegeben, wobei die Durchsätze mit Hilfe von Pumpen geregelt werden, die durch Massendurchflußmesser gesteuert werden. Die Emulsion entsteht durch Rühren bei einer Temperatur von 550C, und die durchschnittliche Verweilzeit im Behälter beträgt ungefähr 3 Minuten.An oil-in-water emulsion of the MGLA (anhydrous milk fat) and the aqueous β-cyclodextrin solution is then prepared continuously and with stirring in the emulsion container 4. For this purpose, the MGLA of 40 0 C is continuously introduced at a rate of 1500 kg per hour in the container 4, and the aqueous β-cyclodextrin solution of 65 ° C is added in an amount of 1605kg per hour in the same container, the flow rates are regulated by means of pumps which are controlled by mass flow meters. The emulsion is formed by stirring at a temperature of 55 0 C, and the average residence time in the container is about 3 minutes.
Die Emulsion wird mit einer positiven Pumpe in den Emulsionsbehälter 4 gepumpt, deren Leistung auf die Summe der Durchsätze von MGLA und wäßriger ß-Cyclodextrinlösung eingestellt ist, und d< j Emulsion passiert einen ersten Plattenwärmeaustauscher, wo sie von 550C auf eine Temperatur von unter 30°C abgekühlt wird. Diese Abkühlung dient dazu, die Komplexe zu stabilisieren, indem sie sie weiter unlöslich macht. Die Emulsion durchfließt dann ehen zweiten Plattenwärmeaustauscher, wo sie auf 420C erwärmt wird, d.h. auf eine Temperatur, die zwischen dem Schmelzpunkt des Fettes und der Herstellungstemperatur der Emulsion liegt. Die ungefähr 50% Fett enthaltende Emulsion wird dann in einem ersten Zentrifugalkonzentrator destabilisiert, derdie Lipidphase auf etwa 80% konzentriert. Die praktisch kein Fett enthaltende wäßrige Phase wird nicht rückgeführt. Die unlösliche Phase, d. h. die gebildeten Komplexe setzen sich in derTrommel der Maschine ab, und diese Ablagerung wird in regelmäßigen Abständen durch die Trommelöffnung ausgetragen. Die ungefähr 80% Fett enthaltende Lipidphase wird zu einer ersten Reinigungszentrifuge gepumpt, wo sie auf etwa 99,2% konzentriert wird. Ein neuerlicher, geringerer Niederschlag der unlöslichen Phase bildet sich in der Trommel dieser zweiten Zentrifuge. Diese Ablagerung wird ebenfalls in regelmäßigen Abständen durch die Trommelöffnung ausgetragen. Die aufgefangene wäßrige Phase enthält ungefähr 30% Fett, und diese Phase kann auf etwa 75% Fett in einer zweiten Konzentrationszentrifuge konzentriert werden, um vor der ersten Zentrifuge rückgeführt zu werden. Die Fettphase wird schließlich durch Behandlung im Vakuumverdampfer 11 auf 99,9% Fettgehalt konzentriert. Dieser Vorgang erfolgt bei 750C unter einem Vakuum von ±20 Torr und ergibt ein MGLA mit reduziertem Gehalt an Cholesterin und freien Fettsäuren, weil die Reduzierungsrate des Cholesterins unter diesen Bedingungen mehr als 85% erreicht.The emulsion is pumped with a positive pump into the emulsion tank 4 whose power is set to the sum of the throughputs of MGLA and aqueous beta-cyclodextrin, and d <j emulsion passes through a first plate heat exchanger where it of 55 0 C to a temperature of is cooled below 30 ° C. This cooling serves to stabilize the complexes by further rendering them insoluble. The emulsion then flows around the second plate heat exchanger where it is heated to 42 0 C, that is, which is to a temperature between the melting point of the fat, and the production temperature of the emulsion. The emulsion containing about 50% fat is then destabilized in a first centrifugal concentrator which concentrates the lipid phase to about 80%. The practically no fat-containing aqueous phase is not recycled. The insoluble phase, ie the complexes formed settle in the drum of the machine and this deposit is discharged at regular intervals through the drum opening. The approximately 80% fat-containing lipid phase is pumped to a first centrifuge, where it is concentrated to about 99.2%. Another, lesser precipitate of the insoluble phase forms in the drum of this second centrifuge. This deposit is also discharged at regular intervals through the drum opening. The trapped aqueous phase contains about 30% fat and this phase can be concentrated to about 75% fat in a second concentrating centrifuge to be recycled prior to the first centrifuge. The fat phase is finally concentrated by treatment in the vacuum evaporator 11 to 99.9% fat content. This operation is performed at 75 0 C under a vacuum of ± 20 Torr, and produces a MGLA with a reduced content of cholesterol and free fatty acids, because the rate of reduction of the cholesterol under these conditions reaches more than 85%.
Dieses Beispiel ist mit dem vorhergehenden identisch, abgesehen von derTatsache, daß die Trennung der wäßrigen Phase und der Lipidphase nun durch Butterung mit anschließender Zentrifugalreinigung erfolgt.This example is identical to the previous one, except that the separation of the aqueous phase and the lipid phase is now carried out by buttering with subsequent centrifugal purification.
kalte Emulsion in einem Behälter zur physikalischen Reifung weitergeleitet, wo sie 12 Stunden lang bei einer Temperatur unter1O0C verweilt.cold emulsion in a container for physical ripening, where it lingers for 12 hours at a temperature below 1O 0 C.
kelte Emulsion dem Butterfaß zugeführt, das im vorliegenden Fall ein klassischer Molkereibutterfertiger (diskontinuierlichercelte emulsion supplied to the churn, which in the present case a classic dairy butter finisher (discontinuous
geknetet. Die Butter wird vor ihrer Weiterbehandlung kalt gelagert. Die aus dieser Butterung hervorgegangene wäßrige Phase istfettarm.kneaded. The butter is stored cold before further treatment. The resulting from this Buttering aqueous phase is low in fat.
und wird in regelmäßigen Abständen aus der Trommelöffnung ausgetragen. Die aufgefangene wäßrige Phase enthä't ungefähr30% Fett und kann in einem Zentriiugenkonzentrator auf etwa 75% Fett konzentriert werden, um vor dem ersten Reinigerrezyklisiert zu werden.and is discharged at regular intervals from the drum opening. The trapped aqueous phase contains about 30% fat and can be concentrated in a centrifuge concentrator to about 75% fat to recycle prior to the first purifier.
um ein MQLA von 99,9% Fett mit reduziertem Gehalt an Cholesterin und freien Fettsäuren zu gewinnen. Der Prozentsatz der Cholesterinreduzierung beträgt unter diesen Bedingungen mehr als 85%.to gain 99.9% MQLA fat with reduced levels of cholesterol and free fatty acids. The percentage of cholesterol reduction under these conditions is more than 85%.
Der kalte, zu behandelnde Rahm wird zunächst in einem Plattenwärmeaustauscher auf 650C erhitzt und wird dann der Verarbeitungslinie über einen Pufferbehälter zugeführt.The cold cream to be treated is first heated to 65 ° C. in a plate heat exchanger and then fed to the processing line via a buffer tank.
Die Auflösung des ß-Cyclodextrins in der wäßrigen Phase des warmen Rahms erfolgt kontinuierlich und unter Rühren im Auflösungsbehälter 3.The dissolution of the β-cyclodextrin in the aqueous phase of the warm cream is carried out continuously and with stirring in the dissolution vessel 3.
Der Rahm wird kontinuierlich in diesen Behälter mit einem Durchsatz von etwa 3000 kg/Stunde mit einer Pumpe eingebracht, die durch einen Massendurchflußmesser gesteuert wird. Das pulverförmige ß-Cyclodextrin wird kontinuierlich mit Hilfe eines Pulververteilers in den gleichen Behälter gegeben, wobei die Menge auf 64 kg/Stunde eingestellt wird. Die Auflösung des ß-Cyclodextrins erfolgt bei 650C etwa 3 Minuten lang.The cream is continuously introduced into this container at a rate of about 3000 kg / hour with a pump controlled by a mass flow meter. The powdery β-cyclodextrin is continuously added by means of a powder distributor in the same container, the amount is set to 64 kg / hour. The dissolution of the β-cyclodextrin takes place at 65 ° C. for about 3 minutes.
Der ß-Cyclodextrin enthaltende Rahm wird dann in einem Plattenwärmeaustauscher auf 550C gekühlt und wird dann kontinuierlich durch eine Pumpe, die von einem Massendurchflußmesser gesteuert wird, dem Emulsionsbehälter zugeführt, wo sin ungefähr 3 Minuten lang unter Rühren verbleibt. Dank dieser Temperatur-, Zeit- und Rührbedingungen können sich die ß-Cyclodextrinkomplexe bilden.The β-cyclodextrin-containing cream is then cooled to 55 ° C. in a plate heat exchanger and is then fed continuously through a pump controlled by a mass flowmeter to the emulsion container where it remains for about 3 minutes with stirring. Thanks to these temperature, time and stirring conditions, the β-cyclodextrin complexes can form.
Der emulgierte Rahm wird dann mit Hilfe einer positiven Pumpe, deren Leistung auf die Förderleistung der Speisepumpe des Emulsionsbehälters eingestellt ist, vom Emulsionsbehälter 4 abgepumpt. Der Rahm durchläuft einen ersten Plattenwärmeaustauscher, wo er von 550C auf eine Temperatur unter 3O0C abgekühlt wird, dann passiert er einen zweiten Plattenwärmeaustauscher, wo er auf 550C wiedererwärmt wird. Der emulgierte Rahm, der ungefähr 40% Milchfett enthält, wird einem ersten Zentrifugalkonzentrator zugeführt, der die Lipidphase auf etwa 80% konzentriert. Die wäßrige Phase oder Buttermilch wird am Wasseraustritt des Konzentrator aufgefangen und enthält sehr wenig Fett. Diese wäßrige Phase wird nicht in die Verarbeitungslinie zurückgeführt. Die unlösliche Phase, d.h. die Komplexe, bilden einen Niederschlag in der Zentrifugentrommel, der in regelmäßigen Abständen durch Öffnung der Trommel ausgetragen wird. Die Lipidphase c'es Rahms, die ungefähr 80% Milchfett enthält, wurde im ersten Zentrifugalkonzentrator nicht destabilisiert und liegt noch immer in Form einer cremeartigen Emulsion vor." !un wird eine Umkehrung der Phasen realisiert, und die konzentrierte und invertierte Emulsion wird zu einer Reinigungszentrifuge gepumpt, wo sie auf ungefähr 99,2% konzentriert wird. Ein geringerer Niederschlag der unlöslichen Phase bildet sich in der Trommel und wird in regelmäßigen Abständen durch ' Öffnung derseben ausgetragen. Die aufgefangene wäßrige Phase oder Buttermilch, die ungefähr 30% Fett enthält, wird mit Hilfe eines zweiten Zentrifugenkonzentrators auf bis zu 75% Fettgehalt konzentriert und wird vor der ersten Zentrifuge rückgeführt. Die Fettphase wird dann auf 99,9% Fett durch Behandlung in einem Vakuumverdampfer konzentriert, wobei dieser Vorgang unter den gleichen Bedingungen stattfindet wie in den vorhergehenden Beispielen. Man erhält somit ein wasserfreies Milchfett (MGLA) mit einem sehr geringen Gehalt an Cholesterin und freien Fettsäuren. Der Prozentsatz der Reduzierung des Cholesterins beträgt in diesem Fall mehr als 85%.The emulsified cream is then pumped from the emulsion container 4 by means of a positive pump whose output is adjusted to the delivery rate of the feed pump of the emulsion container. The cream passes through a first plate heat exchanger, where it is cooled from 55 0 C to a temperature below 3O 0 C, then it passes through a second plate heat exchanger, where it is reheated to 55 0 C. The emulsified cream, containing about 40% milk fat, is fed to a first centrifugal concentrator which concentrates the lipid phase to about 80%. The aqueous phase or buttermilk is collected at the water outlet of the concentrator and contains very little fat. This aqueous phase is not recycled to the processing line. The insoluble phase, ie the complexes, form a precipitate in the centrifuge drum, which is discharged at regular intervals by opening the drum. The cream's lipid phase, which contains about 80% milk fat, was not destabilized in the first centrifugal concentrator and is still in the form of a creamy emulsion. Inverting the phases is realized and the concentrated and inverted emulsion becomes one A reduced precipitate of the insoluble phase forms in the drum and is discharged at regular intervals through the orifice of the bottom The collected aqueous phase or buttermilk, which contains about 30% fat, is pumped out. is concentrated to 75% fat content with the aid of a second centrifuge concentrator and is recycled prior to the first centrifuge The fat phase is then concentrated to 99.9% fat by treatment in a vacuum evaporator, this process taking place under the same conditions as in the previous ones Examples: An anhydrous milk fat is thus obtained (M GLA) with a very low content of cholesterol and free fatty acids. The percentage of cholesterol reduction in this case is more than 85%.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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IF04 | In force in the year 2004 |
Expiry date: 20100315 |