DE102020104446A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines käsehaltigen Produktes, das frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen ist - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines käsehaltigen Lebensmittel, das frei von signifikanten Mengen Zusatzstoffe, der Funktionsklassen laut Zusatzstoff-Zulassungsverordnung (ZZulV) Komplexbildner und insbesondere Schmelzsalze ist, wobei das käsehaltige Produkt ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung oder ein käsehaltiges Lebensmittel ist, umfassend die Schritte:1.1 Vermischen von Käse und/oder Wasser und/oder Butter und/oder Pflanzenfett und/oder einem Milcherzeugnisse und/oder mehreren Milcherzeugnissen zu einer käsehaltigen Masse (30),1.1.1 Die Mischung weist einen pH-Wert von 4,9 - 6,5 auf: Idealerweise beträgt der pH- Wert der Gesamtmischung 5,2 - 5,8.1.2 wobei ein natürlicher Käse und/oder eine Mischung von natürlichen Käsesorten mit einem Anteil von 5 bis 90 Gew. Prozent vorhanden ist.1.3 wobei ein Milch-Proteinanteil (46, 47) im Bereich von 5 bis 30 Gew. Prozent vorhanden ist1.4 wobei ein Wassergehalt (48) im Bereich von 20 bis 80 Gew. Prozent vorhanden ist1.5 wobei eine nicht signifikante Menge der Zusatzstoffe, der Funktionsklassen laut Zusatzstoff-Zulassungsverordnung (ZZulV) Komplexbildner und insbesondere von Schmelzsalzen von weniger als 0,3 Gew. Prozent vorhanden ist, gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte:1.6 Erhitzung der käsehaltigen Masse (30) auf 60 - 100 ° C vorzugsweise 90° C vorzugsweise durch Dampfeinspritzung und/oder Umwandlung der mechanischen Energie in thermische Energie1.7 Eintrag einer hohen kinetischen Energie durch mechanische Bearbeitung der gesamten käsehaltigen Masse (30),1.7.1 wobei das unemulgierte Fett (45) durch die mechanische Bearbeitung emulgiert wird1.7.2 wobei durch den mechanischen Energieeintrag die ursprünglichen Fettkugeln (41) und die neu entstanden Fettkugeln von einem ausgangsweise vorhandenen durch¬schnittlichen Fettkugel-Durchmesser (FKD) auf einen finalen Fettkugel-Durchmesser im Bereich zwischen 1/3 bis 1/20 vorzugsweise auf 1/5 des ausgangsweise vorhandenen Fettkugel-Durchmessers verringert wird1.8 Bei Bedarf kann die mechanische bearbeitete käsehaltige Masse (30') anschließend UHT erhitzt werden, um Sporenbildner abzutöten.1.9 Abfüllen der heißen käsehaltigen Masse (30'),1.10 Abkühlen der abgefüllten käsehaltigen Masse (30') auf eine Temperatur von 30 °C oder niedriger.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Erzeugnisse aus Käse und Lebensmittelzubereitungen.
  • Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines käsehaltigen Produkts, das frei von signifikanten Mengen an Zusatzstoffen, der Funktionsklassen Komplexbildner und insbesondere von Schmelzsalzen ist.
  • Das käsehaltige Produkt ist insbesondere ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung oder eine Lebensmittelzubereitung.
  • In Deutschland ist Schmelzkäse nach der Käseverordnung (KäseV) nicht als Käse, sondern als Erzeugnis aus Käse definiert, das mindestens zu 50 Prozent, bezogen auf die Trockenmasse, aus Käse, auch unter Zusatz anderer Milcherzeugnisse, durch Schmelzen unter Anwendung von Wärme, auch unter Verwendung von Schmelzsalzen und Emulgatoren hergestellt ist, die Bezeichnung für ein durch Schmelzen hergestelltes Käseerzeugnis ohne diesen Mindesteinsatz an Käse und mit eventuell weiteren Zusätzen ist eine Schmelzkäsezubereitung.
  • Zur Herstellung wird Käse zerkleinert, mit Schmelzsalzen und Wasser und/ oder anderen Milcherzeugnissen gemischt und bis zur Verflüssigung erhitzt. Dann wird die Käsemasse in Formen gefüllt und abgekühlt, bis sie sich wieder verfestigt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die meisten Schmelzkäse und -zubereitungen werden nach dem Erhitzungsschritt bei einer Temperatur noch über 75 °C abgefüllt, wodurch Reinfektionen über Luft oder Verpackungsmaterial weitgehend vermieden werden können. Sowohl durch die unterbrochene Reifung als auch durch die Heißabfüllung kann die Produktqualität länger aufrechterhalten werden.
  • Die Beliebtheit von Schmelzkäse und -zubereitungen wird in den Augen des Verbrauchers dadurch gemindert, dass im Herstellungsprozess neben andern Zusatzstoffen Schmelzsalze zugesetzt werden, denen gesundheitsschädliche Wirkungen nachgesagt werden. Unter anderem wird natriumhaltigen Schmelzsalzen nachgesagt, dass sie blutdruckerhöhend wirken und Herzinfarkte auslösen können. Außerdem soll sich das Osteoporose-Risiko erhöhen, weil die Schmelzsalze das Calcium aus den Knochen lösen können und dadurch die Festigkeit der Knochen reduziert wird.
  • Dieser Sachverhalt wirkt sich immer mehr auf das Konsumverhalten aus, da sich der Verbraucher zunehmend gesundheitsbewusst ernähren möchte.
  • Um dem obengenannten Verbrauchertrend zu genügen, sind die Schmelzkäsehersteller in den letzten Jahren zunehmend bestrebt, Produkte ohne Zugabe von Schmelzsalzen zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Allerdings konnte sich bisher keine der Entwicklungen aufgrund der wenig überzeugenden organoleptischen Eigenschaften auf dem Markt durchsetzen. Schmelzsalzfreie Schmelzkäse und -zubereitungen dürften ein beträchtliches Absatzpotential haben und somit für die Hersteller einen lohnenswerten Markt darstellen.
  • Die Schmelzsalze sind zwar marketingstrategisch unerwünscht, aber technologisch zwingend notwendig, um die gewünschte Haltbarkeitsverlängerung durch einen Erhitzungsschritt möglich zu machen. Schmelzkäse und -zubereitungen werden im Wesentlichen in vier Prozessschritten hergestellt.
  • Im ersten Prozessschritt werden die obengenannten Zutaten vermischt und so lange vermengt, bis eine gleichmäßige Verteilung aller Zutaten erreicht ist. Vor der Zugabe des Käses wird dieser meist „gewolft“ bzw. fein zerkleinert.
  • Gemäß gängigem Fachwissen erlaubt der Zusatz von Schmelzsalzen eine Erhitzung ohne Trennungseffekt, weil bei der Erhitzung die Schmelzsalze mit Casein aus dem Käse (Käse-Casein) reagieren und so das Käse-Casein befähigen, eine homogene Käsemasse zu bilden. Das Käse-Casein unterscheidet sich im Gegensatz zu dem nativen Casein, welches in der Milch vorhandenen, dadurch, dass das Käse-Casein die Wasserlöslichkeit fast vollständig verloren hat, da es über Lab und/oder Säure ausgefällt wurde. Die Ausprägung der Wasserlöslichkeit hängt vom Käseverfahren (Lab/Säure-Verhältnis) ab. Das Käse-Casein, welches über Labfällung gewonnen wird, ist nicht mehr wasserlöslich. Es ist nicht fähig, eine stabile Emulsion während einer Erhitzung zu bilden. Ein so hergestellter Lab-Käse zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass er einen besonders hohen Calciumgehalt hat (z. B. ein Emmentaler mit 1 g Calcium /100g Käse).
  • Wird nun die oben genannte Mischung mit den Schmelzsalzen moderat gerührt und erhitzt, reagiert das Käse-Casein mit dem Schmelzsalz: Das Calcium aus dem Käse-Casein wird vom Schmelzsalz aufgenommen, während das Schmelzsalz sein Natrium an das Käse-Casein abgibt. Durch diesen lonenaustausch entsteht aus dem Käse-Casein ein wasserlösliches und hitzestabiles Natrium-Para-Caseinat und aus dem Schmelzsalz entsteht ein Calciumcitrat und/oder Calciumphosphat.
  • Dieses nun entstandene Natrium-Para-Caseinat besitzt hervorragende Emulgiereigenschaften und ist sehr gut wasserlöslich. Aufgrund seiner hervorragenden Emulgiereigenschaften kann das Natrium-Para-Caseinat schon bei geringer mechanischer Bearbeitung sehr stabile Emulsionen verlässlich erzeugen.
  • In den letzten Jahren wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um Schmelzkäse ohne den Einsatz von Schmelzsalzen herzustellen. Dazu wurden verschiedene Lösungsansätze verfolgt, die im nachfolgenden Stand der Technik beschrieben sind.
  • „Schmelzsalze“ im Sinn der vorliegenden Erfindung sind Schmelzsalze laut Zusatzstoff-Zulassungsverordnung (ZZUulV) und artverwandte Produkte. Darunter fallen die Phosphate- und Citratsalze, die mit den Natrium oder Kalium verbunden sind, beispielsweise Natrium- oder Kaliumsalze umfassend Mono-, Di-, Tri- und Polyphosphate, oder Trinatriumcitrat oder Trikaliumcitrat. Ebenso fallen darunter Lactate von Natrium, Kalium, Calcium. Die Zitronensäure stellt ein Schmelzsalz ohne Natrium oder Kalium bereit.
  • Stand der Technik
  • Die WO2017194745A1 beschreibt eine käsehaltige Mischung umfassend Kaliumlactat. Nachteil einer solchen käsehaltigen Mischung ist jedoch die Geschmacksbeeinträchtigung durch die Hinzufügung von Kaliumlactat.
  • Die EP2437614B1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von verarbeitetem Käse ohne Schmelzsalze, umfassend das Bereitstellen einer Milchzusammensetzung, welche den Austausch von zweiwertigen Ionen gegen einwertige Ionen ermöglichen soll. Nachteil bei dieser Verfahrensführung ist der hohe verfahrenstechnische Aufwand. Das gegenständliche Verfahren ist auf den Einsatz einer einzigen Rohware beschränkt und lässt eine Mischung verschiedener Rohwaren nicht zu. Weiterhin können typische Rohwaren, die in der Schmelzkäseindustrie üblich sind wie z. B kostengünstige Käseabschnitte nicht verwendet werden
  • Die WO2014137881A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem calciumreduzierte Milchproteine eingesetzt werden. Die Verwendung von calciumreduzierten Milchproteinen hat den Nachteil, dass man bei der Rezeptur in der Rohwarenauswahl limitiert ist und die eingebrachten Eigenschaften der zugegebenen Milchproteine bezüglich Konsistenz und Geschmack hingenommen werden müssen. Ein weiterer Nachteil bei dem oben aufgeführten Patent ist, dass eine zweistufige Prozessführung bei der die Erstellung einer Vorlösung notwendig ist.
  • Dazu wird eine Mischung einer käsehaltigen Masse aus Scheren einer Vormischung eines ersten Anteils des Gesamtfettgehalts und Milchproteins zur Erzeugung einer Emulsion mit verteilten, nicht gescherten Fettpartikeln einer ersten Größe; Mischen von mindestens einem Käse mit einem zweiten Anteil des Gesamtfettgehalts zur Bildung einer einheitlichen Mischung mit verteilten, nicht gescherten Fettpartikeln einer zweiten Partikelgröße; Erwärmen der einheitlichen Mischung; und Mischen der Emulsion mit den gescherten Fettpartikeln mit der einheitlichen Mischung mit den nicht gescherten Fettpartikeln entweder während des Mischens oder des Erwärmens in einem Verhältnis von gescherten Fettpartikeln zu nicht gescherten Fettpartikeln von 10:90 bis 50:50, um einen emulgierenden, salzfreien Käse mit bimodaler Partikelgrößenverteilung zu erzeugen. Nachteil des Verfahrens ist der hohe Aufwand bei der Verwiegung und der Vermischung der verschiedenen Komponenten.
  • Weiterhin ist in der Beispielbeschreibung aufgeführt, dass die Produkte ohne signifikante Separation nur bis 80°C erhitzt werden können. Dies stellt ein technologischer Nachteil dar. Meist werden Schmelztemperaturen um die 90 °C angestrebt, um eine Abfülltemperatur über 75 °C zu gewährleisten. Diese hohen Schmelztemperaturen sollen die Abkühlung während des Pumpvorganges zur Abfüllmaschine des Produktes kompensieren. Eine UHT Erhitzung zur Abtötung von Sporen ist mit dem Verfahren nicht möglich und stellt somit eine weitere erhebliche Einschränkung dar. Durch die geringe Schmelztemperatur sind diese Produkte zudem nicht außerhalb der Kühlung über einen längeren Zeitraum haltbar.
  • Die WO2014088888A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines käsehaltigen Produkts, das frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen ist, wobei das käsehaltige Produkt ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung ist. Es werden emulgierende Hydrokolloiden, insbesondere modifizierte Stärken verwendet. Nachteilig ist die Hinzufügung von modifizierter Stärke, die einen deklarationspflichtigen Zusatzstoff darstellt und somit einer Clean-Label Auslobung nicht genügen würde.
  • Clean Labelling (englisch für saubere Etikettierung) ist die Werbung für Lebensmittel mit dem Hinweis, dass das Produkt bestimmte Zutaten nicht enthält. Dies betrifft in der Regel solche Stoffe, welche die Verbraucher als ungesund einschätzen oder aus anderen Gründen ablehnen, insbesondere Farbstoffe, Konservierungsstoffe, Aromen, Geschmacksverstärker und gentechnisch veränderte Lebensmittel, aber auch Nährstoffe wie Zucker oder gehärtete Fettsäuren.
  • Die US4552774 beschreibt ein Verfahren, bei dem Käsepartikel mit einer Zusammensetzung gemischt werden, die Wasser, Milcherzeugnisse, funktionelles Molkenprotein und Stärke enthält. Nachteil dieser Zusammensetzung ist, dass deklarationspflichtige Zusatzstoffe verwendet werden, was meist nicht erwünscht ist.
  • Die EP2027776 beschreibt käsehaltige Produkte mit calciumreduzierten Inhaltsstoffen. Nachteil dieses Verfahrens ist unteranderem, dass hochpreisiges calciumreduzierte Kasein hinzugefügt werden muss. Weiterhin nachteilig an dieser Erfindung ist die Begrenzung des Calciumgehaltes auf 350 mg/ 100g Produkt. Dies wiederum begrenzt die Rohwarenauswahl bei der Rezepturerstellung. Weiterhin nachteilig ist die Begrenzung der Erhitzungstemperatur auf 87 °C. Die wahrscheinlich auf der geringen Emulsionsstabilität bei höheren Temperaturen beruht, so dass bei höheren Temperaturen über 87 °C eine hitzebedingten Phasentrennung zu befürchten ist.
  • Die WO2018076021 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines hitzebehandelten Käses, umfassend eine anorganische Calciumverbindung als funktionelles Substitut für das emulgierende Salz. Nachteil ist die Hinzufügung einer anorganischen Calciumverbindung, die als deklarationspflichtiger Zusatzstoff nicht den Ciean-Label-Anforderungen entspricht. Durch die Hinzufügung dieser Substanz wird im Übrigen der Geschmack beeinträchtigt.
  • Die JP2016195553 beschreibt ein käseähnliches Lebensmittel, das unter anderem auch Stärke umfasst. Bei dieser Zusammensetzung des käseähnlichen Lebensmittels muss daher Stärke hinzugefügt werden, was ein deklarationspflichtiger Zusatzstoff ist und im Übrigen den Geschmack beeinträchtigen kann.
  • Die WO2014 0681817 A1 beschreibt ein Verfahren, dass durch den Einsatz von calciumreduziertes Natriumkaseinat ein schmelzsalzfreies Produkt erzeugen kann. Nachteilig bei dieser Erfindung ist der geringe mögliche Einsatz von Käse, der hier max. 40 % beträgt. Weiterhin wirkt sich der, enge mögliche pH-Bereich von 5,5 - 6.0, negativ aus, so dass keine Produkte mit einem niedrigem pH als 5,5 erzeugt werden können. Dies betrifft insbesondere Schmelzkäseprodukte mit Naturkäsecharakter, bei denen der im pH-Wert meist unter 5,5 pH liegt. Weiterhin stellt sich nachteilig dar, dass der maximale Calciumgehalt begrenzt ist. Bei den Beispielrezepturen liegt der Calciumgehalt unter 400 mg/100g Produkt.
  • In ARLA FOODS - Bulletin Versatile quality processed cheese with flexibile Nutrilac Solution wird unter dem Link
    https://www.arlafoodsingredients.com/globalassets/global/dowvnloads/applications/ cheese/processed-cheese/bt_processed_cheese,pdf auf Seite 12 die Herstellung eines natrium-reduziertem Streichschmelzkäses beschrieben. Diese Natriumreduktion wird erreicht durch den Einsatz von Nutrilac CH 6540 in einer Konzentration von 8,5 %. Nutrilac CH 6540 ist ein calciumreduziertes MPC. Die hohe Einsatzmenge von Nutrilac CH 6540 wirkt sich kostenseitig negativ aus und schränkt die Freiheitsgrade bei der Rezepturgestaltung ein. Weiterhin ist der Calciumgehalt bei der beschrieben Rezeptur gering, der unter 350 mg/100 g liegt. Würde man das Milchprotein des Nutrilac CH 6540 mit Käsekasein aus Gouda ersetzen, ergäbe sich ein deutlich höherer Calciumgehalt von 530 mg/100 g. Weiterhin wurde zur Verbesserung der Emulsionsstabilität Zitronensäure zugesetzt. Zitronensäure ist laut deutscher Zusatzstoffzulassungsverordnung jedoch ein Schmelzsalz.
  • In der Veröffentlichung: University Copenhagen - Redesigning cheese powder for omission of emulsfying salt
    https://staticcuris,ku.dk/portal/files/145121941/RedesigningCheesePowder_Poster.pdf
    wird die Herstellung einer flüssigen Vormischung für die Trocknung von Käsepulver ohne die Verwendung von Schmelzsalzen beschrieben. Dazu wird eine Mischung aus Käse ca. 70 % (Cheddar, Weichkäse), 22,5 % Wasser, 5% Buttermilchpulver, 2,5 % Natriumkaseinat und Kaliumhydroxyd hergestellt. Diese Mischung wurde für 5 min bei 1500 U/min gerührt. Die Erhitzung erfolgt durch Direktdampfeinspritzung für 45 s. Im Bericht wird keine Schmelztemperatur genannt, so dass die Schmelztemperatur über die Zeit der Dampfeinspritzung geschätzt werden muss. Je nach Ausgangstemperatur der Grundmischung wird dadurch eine Endtemperatur von 60 - 70 °C erreicht. Das beschriebene Verfahren hat den Nachteil, dass Buttermilchpulver und Natriumkaseinat zur Emulsionsbildung eingesetzt werden müssen. Die dadurch entstehende Emulsion ist nicht sehr stabil und kann nur bis ca. 70 °C ohne Phasentrennung erhitzt werden. Weiterhin wird der finale Geschmack des Käsepulvers durch die Zugabe von Buttermilchpulver und Natriumkaseinat beeinträchtigt. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass der sogenannte FEED, also die flüssige Käsemischung gleich nach Herstellung der Trocknung zugeführt wird. Es handelt sich also beim FEED nicht um ein klassisches Schmelzkäseprodukt, dass eine Mindesthaltbarkeit von 3 - 12 Monaten erreichen sollte. Klassische Schmelzkäseprodukte müssen eine sehr hohe Emulsionsstabilität aufweisen, um die erwähnte lange Mindesthaltbarkeit zu erreichen. Die Emulsionsstabilität ist beim FEED mit Absicht deutlich reduziert und nicht vergleichbar mit einem Schmelzkäseprodukt aus dem Einzelhandel. Die mit Absicht erzielte reduzierte Emulsionsstabilität beim FEED erleichtert den Trocknungsprozess, aufgrund des lockergebunden Wassers in der Emulsion.
  • Alle oben aufgeführten Ansätze haben bis heute keine zufriedenstellenden Resultate erzielt, da sie zu Einschränkungen hinsichtlich Geschmack, Textur und/oder Mundgefühl führen. Folglich gibt es auf dem Markt noch keine bedeutenden Mengen an Schmelzkäseprodukten ohne signifikante Mengen an Schmelzsalzen.
  • Ein weiterer Nachteil der obengenannten Druckschriften ist, dass zur Verhinderung der Separation während der Erhitzung zwangsweise hochpreisige Milchproteine wie z. B. calciumreduziertes Natriumkaseinat und oder calciumreduziertes MPC in hohen Konzentrationen eingesetzt werden müssen. Teilweise sind die erwähnten Milchproteine auf dem Markt nicht verfügbar und stehen somit für Schmelzkäsehersteller nicht zur Verfügung..
  • Diese Rohwaren entsprechen nicht den üblich eingesetzten Rohwaren für Schmelzkäse wie z. B. Magermichpulver, Molkenpulver oder Labkasein und sind daher im Vergleich hochpreisiger als die Standardrohwaren. Weiterhin bedeutet dies, dass dadurch Einschränkungen in der Rezepturgestaltung vorliegen, so ist z. B. eine Rezeptur bestehend aus Käse und Wasser mit den oben beschriebenen Verfahren nicht möglich. Zudem sind Rezepturen mit sehr hohen Käsegehalten von 70 - 90 %, die ohne Milchprotein aus Milcherzeugnissen auskommen, nicht möglich.
  • Ein weiterer Nachteil, einiger oben genannter Verfahren, ist die zum Teil drastische Limitierung des Calciumgehaltes, die technologischer notwendig ist. Ein zu hoher Calciumgehalt würde die Emulsionsstabilität während der Erhitzung erheblich beinträchtigen. Die Limitierung des Calciumgehalts ist aus ernährungsphysiologischer und marketingstrategischer Sicht ebenso negativ zu bewerten. Ein Großteil der Verbraucher hat ein gesteigertes Interesse an calciumreichen Produkten, da das Thema der Calciumunterversorgung bereits mehrmalig in der Vergangenheit in den öffentlichen Medien diskutiert wurde. Insbesondere wirken sich bei Kinderprodukten eine Auslobung von hohen Calciumgehältern verkaufsfördernd aus. Dies ist jedoch mit den zuvor beschrieben Verfahren nicht möglich.
  • Aufgrund der oben benannten Nachteile bekannter Käseprodukte besteht somit weiterhin ein Bedarf an verbesserten, käsehaltigen Produkten, die ohne Schmelzsalze zubereitet werden können. Es ist daher - ausgehend von der WO2014/88888A1 - eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von käsehaltigen Produkten bereitzustellen, die im Geschmack und Textur nicht beeinträchtigt sind und keine signifikanten zusätzlichen Schmelzsalze enthalten.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindungen ist es ein Verfahren zu ermöglichen Rezepturen, ohne maßgebliche Einschränkungen bei der Rohwarenauswahl zu ermöglichen. Durch die vorliegende Erfindung kann auf kostspielige calciumreduzierte Milcherzeugnisse zur Herstellung eines schmelzsalzfreien Produktes verzichtet werden. Es kann weiterhin auf „transgultaminase-modifizierte“ Milchproteine, die eine geringe Akzeptanz bei Verbrauchern und Herstellern haben, verzichtet werden. Zudem brauchen keine speziellen Verhältnisse von Käseprotein zu Protein aus Milcherzeugnissen eingehalten werden. Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich Rezepturen mit hohen Käsegehältern zu erstellen. Weiterhin können Produkte mit einem hohen Calciumgehalt größer 400 mg / 100g Calcium hergestellt werden.
  • Insbesondere soll das mit dem Verfahren und der Vorrichtung gewonnene Produkt den Clean-Label-Anforderungen entsprechen.
  • Die gestellte Aufgabe wird durch die technische Lehre des unabhängigen Anspruches 1 und eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung durch den unabhängigen Anspruch 9 gelöst.
  • Kurze Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe zumindest durch ein Verfahren zur Herstellung von käsehaltigen Produkten gelöst, wobei das Verfahren bevorzugt die folgenden Schritte umfasst:
    • - Vermischen von Käse und Wasser und/oder Milchfett und/oder Pflanzenfett und/oder Milcherzeugnisse.
    • - Erhitzung der käsehaltigen Masse auf 60 - 100 ° C unter hoher mechanischer Bearbeitung. Die eingebrachte mechanische Energiemenge beträgt mind. 70 kWs/kg käsehaltige Masse.
    • - Dabei entsteht eine unimodale Fettkugelgrößenverteilung mit D90 von 1 bis 300 µm, vorzugsweise 20 bis 120 µm, und/oder mit einer D10 von 0,1 bis 30 µm, vorzugsweise 0,1 bis 5 µm, und/oder D50 von 1 bis 100 µm, vorzugsweise 1 bis 30 µm aufweisen.
    • - Bei Bedarf kann die mechanische bearbeitet käsehaltige Masse anschließend auf 150 °C erhitzt werden
    • - Abfüllen der heißen käsehaltigen Masse,
    • - Abkühlen der abgefüllten käsehaitigen Masse auf eine Temperatur von 30 °C oder niedriger.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines käsehaltigen Produkts gekennzeichnet, das frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen ist, wobei das käsehaltige Produkt ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung oder eine käsehaltige Lebensmittelzubereitung ist, umfassend die Schritte:
    • Verfahren zur Herstellung eines käsehaltigen Produkts, das frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen ist, wobei das käsehaltige Produkt ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung oder eine käsehaltige Lebensmittelzubereitung ist, umfassend die Schritte:
      • 1.1 Vermischen von Käse und Wasser und/oder Milchfett und/oder Pflanzenfett und/oder Milcherzeugnissen zu einer käsehaltigen Masse (30),
        • 1.1.1 Die Mischung weist einen pH-Wert von 4,9 - 6,5 auf. Idealerweise beträgt der pH-Wert 5,2 - 5,8
      • 1.2 wobei ein natürlicher Käse und/oder eine Mischung von natürlichen Käsesorten mit einem Anteil von 5 bis 90 Gew. Prozent vorhanden ist
      • 1.3 wobei ein Milch-Proteinanteil (46, 47) im Bereich von 5 bis 30 Gew. Prozent vorhanden ist
      • 1.4 wobei ein Wasseranteil(48) im Bereich von 8 bis 80 Gew. Prozent vorhanden ist
      • 1.5 wobei eine nicht signifikante Menge der Zusatzstoffe, der Funktionsklassen laut Zusatzstoff-Zulassungsverordnung (ZZulV) Komplexbildner und insbesondere von Schmelzsalzen von weniger als 0,3 Gew. Prozent vorhanden sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte.
      • 1.6 Erhitzung der käsehaltigen Masse (30) auf 50 - 100 ° C vorzugsweise 85° C
      • 1.7 Eintrag einer hohen kinetischen Energie durch mechanische Bearbeitung der käsehaltigen Masse (30),
        • 1.7.1 wobei das unemulgierte Fett (45) durch die mechanische Bearbeitung emulgiert wird
        • 1.7.2 wobei durch den mechanischen Energieeintrag die ursprünglichen Fettkugeln (41) von einem ausgangsweise vorhandenen durchschnittlichen Fettkugel-Durchmesser (FKD) auf einen finalen Fettkugel-Durchmesser-im Bereich zwischen 1/3 bis 1/10 vorzugsweise auf 1/5 des ausgangsweise vorhandenen Fettkugel-Durchmessers verringert wird
      • 1.8 Bei Bedarf kann die mechanische bearbeitete käsehaltige Masse (30') anschließend UHT erhitzt werden, um Sporenbildner abzutöten.
      • 1.9 Abfüllen der heißen käsehaltigen Masse (30'),
      • 1.10 Abkühlen der abgefüllten käsehaltigen Masse (30') auf eine Temperatur von 30 °C oder niedriger.
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt demnach ein Verfahren zur Herstellung von wärmebehandelten Käseerzeugnissen und käsehaltigem Lebensmitteln. Die entsprechenden Produkte sind während des Erhitzungsprozesses ohne die Zugabe von Zusatzstoffen, insbesondere von Schmelzsalzen, die Phosphat- und Citratverbindungen von Natrium oder Kalium umfassen, stabil. Durch dieses Verfahren können käsehaltige Produkte hergestellt werden, die einen deutlichen Käsegeschmack aufweisen und ein cremiges und käsetypisches Mundgefühl entwickeln können. Insbesondere der Verzicht auf natriumhaltiges Schmelzsalz hat den Nutzen eines geringeren Natriumgehaltes im Endprodukt. Insgesamt ist der niedrige Natriumgehalt für viele Konsumenten wünschenswert. Somit können durch dieses Verfahren klassische Schmelzkäse und Schmelzkäsezubereitungen auch ohne die Verwendung von Schmelzsalzen hergestellt werden. Unter der oben genannten Stabilität versteht man, dass eine Phasentrennung der käsehaltigen Produkte in ihre Wasser-, Protein- und Fettbestandteile auch ohne Zusatz von Schmelzsalzen während des Herstellungsprozesses vermieden wird.
  • Diese so hergestellten Produkte haben leicht verbesserte organoleptische Eigenschaften im Vergleich zu den auf dem Markt verfügbaren Schmelzkäsen und - Zubereitungen. Der Unterschied besteht in einem intensiveren Käsegeschmack und einem weniger klebrigen Mundgefühl. Durch den Verzicht auf Schmelzsalze ergibt sich auch der marketing-strategische Vorteil, dass die Produkte ohne Zusatzstoffe und damit ohne E-Nummer deklariert werden können. Weiterhin ist es möglich, extra Auslobungen vorzunehmen wie „Ohne Zusatzstoffe“ oder „Clean Label“.
  • Der vorhergehende beschriebene Prozess erfordert besondere Voraussetzungen an die eingesetzte Maschinentechnik.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines käsehaltigen Produkts, das frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen ist, wobei das käsehaltige Produkt ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung ist, dadurch gekennzeichnet, dass die käsehaltige Masse in einem beheizbaren Schmelzkessel eingefüllt ist, und dass im Innenraum des Schmelzkessels mindestens ein erstes Rührwerk angeordnet ist, welches eine im Kreislauf umströmende, vorzugsweise vertikale und/oder horizontale Strömung im Schmelzkessel erzeugt.
  • Ein solches erstes Rührwerk kann dabei als mit Rührflügeln ausgestattetes mechanisches Rührwerk sein, dass die strömende käsehaltige Masse im Kreislauf führt. Anstatt eines mechanischen Rührwerks können auch andere Strömungsmaschinen verwendet werden, wie insbesondere Strömungsdüsen, welche die käsehaltige Masse im Schmelzkessel im (vertikalen und/oder horizontalen) Kreislauf fördern. Es können auch mechanische Rührwerke, wie z.B. Konusschnecken-Rührwerke verwendet werden.
  • Die Kreislaufförderung der käsehaltigen Masse im Schmelzkäse sorgt dafür, dass die umströmende käsehaltige Masse fortlaufend in den Einflussbereich einer eine Scher- und Trennwirkung auf die Fettkugeln ausübenden Strömungsmaschine gefördert werden. Diese Strömungsmaschine sorgt für die entscheidende Reduzierung des anfänglichen Fettkugel-Durchmessers auf einen davon abweichenden, niedrigeren Durchmesser. Eine solche Strömungsmaschine kann eine drehend angetriebene Flügelturbine oder ein Messerschneidwerk oder eine Düsenanordnung sein.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als Strömungsmaschine eine drehend angetriebene Flügelturbine beschrieben, welche die käsehaltige Masse unter hoher mechanischer Beschleunigung gegen mindestens eine ortsfeste Prallfläche im Schmelzkessel schleudert, an der die Fettkugelzerkleinerung stattfindet.
  • Die hohe mechanische Beschleunigung wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die käsehaltige Masse in einem Luftraum des Schmelzkessels gegen mindestens eine in diesem Luftraum angeordnete Prallfläche gelenkt wird.
  • In einer anderen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, ein mit Schneidflügeln ausgerüstetes Schneidwerk mit hoher Umdrehungszahl in der käsehaltigen Masse rotieren zu lassen, um die gewünschte Fettkugelzerkleinerung zu erreichen. Die Anordnung eines Luftraums, den die Teilchen der käsehaltigen Masse durchfliegen, ist bei dieser Ausführung nicht mehr notwendig.
  • Der zu verwendete Schmelzkessel muss so ausgeführt sein, dass eine hohe mechanische Energie, vorzugsweise eine kinetische Energie, in das käsehaltige Produkt eingebracht werden kann. Neben einer hohen Motorleistung des Hauptrührwerkes (Flügelturbine, Schneidwerk und dgl.) muss die Rührwerksgeometrie geeignet sein, die Motorenergie in die käsehaltige Masse zu übertragen.
  • Ein sicheres Zeichen für einen ausreichenden Energieeintrag in das käsehaltige Produkt ist eine hohe Stromaufnahme des Hauptrührwerkmotors und die Erwärmung des käsehaltigen Produktes durch den Rührvorgang.
  • Nachfolgend ist ein Praxisbeispiel im Produktionsmaßstab beschrieben:
    • Ein Schmelzkessel mit einem Füllgewicht von 180 kg, mit einer Motorleistung des Hauptrührwerkes und einem speziell angepassten, mit Turbinenschaufeln ausgerüsteten Rührwerk von ca. 37 kW wird zur Herstellung eines käsehaltigen Produktes eingesetzt. Während des Rührvorganges wird die käsehaltige Masse durch das speziell angepasste Rührwerk (Turbinenschaufeln) stark beschleunigt. Nach der Beschleunigung prallt das käsehaltige Produkt mit hoher kinetischer Energie auf die Kesselwand und/oder Rührwerk. Dabei wird unter anderem freies Fett emulgiert. Weiterhin werden dann die vorliegenden Fettkugeln stark zerkleinert und eine unimodale Fettkugelgrößenverteilung entsteht.
  • Das Käse-Casein wird durch die erfindungsgemäß eingebrachten hohen mechanischen Scher- und Zerteilungskräfte auf die im Kreislauf geförderte käsehaltige Masse in die Fettkugelmembran als Emulgator eingelagert. Damit wurde erstmals erkannt, dass das Käse-Kasein als Emulgator wirkt, wenn eine ausreichende Verkleinerung des Fettkugeldurchmessers stattfindet.
  • Das Käse-Casein weist jedoch deutlich schlechtere Emulgatoreigenschaften auf als das Natrium-Para-Caseinat aus dem Standardschmelzkäseprozess und kann im Vergleich deutlich weniger Wasser binden. Zur Vermeidung einer Phasentrennung während des Prozesses und der Auslagerung ist es jedoch zwingend notwendig das gesamte Wasser stabil zu binden. Diese notwendige Wasserbindung wird durch eine Oberflächenvergrößerung der wasserbindenden Fettkugelmembranen bzw. Fettkugeloberflächen erreicht. Diese Oberflächenvergrößerung wird durch Verringerung des durchschnittlichen Fettkugeldurchmessers erzielt.
  • Anhand des folgenden Beispiels wird der Zusammenhang zwischen durchschnittlichen Fettkugeldurchmesser und Fettkugeloberfläche dargestellt.
  • Eine Halbierung des durchschnittlichen Fettkugeldurchmessers führt zur Verdoppelung der Fettkugeloberflächen und erhöht damit signifikant die Wasserbindungskapazität des Systems. Dadurch kann trotz schlechterer Wasserbindungskapazität des Käse-Caseins eine ähnliche stabile Wasserbindung erzeugt werden wie bei marktüblichen Schmelzkäseprodukten mit Schmelzsalzen.
  • In vielen Produktionsversuchen wurde der oben beschrieben Mechanismus bestätigt. Eine Fettkugeloberflächenvergrößerung und damit verbundene erhöhte Wasserbindung konnte erstmals - im Wesentlichen allein - durch einen erhöhten mechanischen Energieeintrag erreicht werden. Es müssen deshalb keine weiteren Zusatzstoffe und/ oder speziell modifizierte Milchproteine wie z. B calciumreduzierte Proteinquellen hinzugefügt werden, wie sie beim Stand der Technik notwendig sind. Der Eintrag einer hohen mechanischen Energie als Scher- und Zerteilungskraft auf die käsehaltige Masse reicht allein aus, das angestrebte Ergebnis - frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen - zu erzielen.
  • Dabei wurde die käsehaltige Masse ca. 10 - 30 min bearbeitet. Die Temperatur der käsehaltigen Masse erhöht sich dabei durch den hohen mechanischen Energieeintrag um 35 - 40°C.
  • Neben dem Energieeintrag über ein Rührwerk kann dieser auch über eine Kolloidmühle und/oder einen Homogenisator und/oder eine Ultraschall-Sonotrode und/oder Kugelmühle erfolgen.
  • Unter Ultraschall-Sonotroden sind Werkzeuge zu verstehen, die durch das Einleiten von hochfrequenten mechanischen Schwingungen (Ultraschall) in Resonanzschwingungen versetzt werden. Sie stellen die Verbindung vom Ultraschallgenerator zur käsehaitigen Masse her und passen die Ultraschallschwingung an die Bearbeitungsaufgabe an (Impedanzanpassung). ihre Geometrie ist abhängig von der durch den eingesetzten Generator bereitgestellten Frequenz und von der Bearbeitungsaufgabe.
  • Wie oben beschrieben werden durch die hohe mechanische Bearbeitung des käsehaltigen Produktes die vorliegenden Fettkugeln signifikant zerkleinert. Es entsteht eine unimodale Fettkugelgrößenverteilung:
    • D90 von 1 bis 300 µm, vorzugsweise 20 bis 120 µm, und/oder mit einer
    • D10 von 0,1 bis 30 µm, vorzugsweise 0,1 bis 5 µm, und/oder
    • D50 von 1 bis 100 µm, vorzugsweise 1 bis 30 µm aufweisen.
  • Hierdurch wird eine besonders feine und stabile Emulsion sichergestellt.
  • Nach der mechanischen Bearbeitung kann vorteilhaft eine UHT-Erhitzung des Produktes zur Abtötung von Sporenbildner erfolgen, um lange Haltbarkeiten außerhalb der Kühlung zu erreichen.
  • Vorzugsweise wird die heiße käsehaltige Masse vor dem Abkühlen abgefüllt. Die Heißabfüllung erlaubt das direkte Verpacken der käsehaltigen Masse in geeignete Portionsgrößen.
  • Beispielsweise kann die Masse in übliche Abfüllformen, wie IWS (Individuell wrapped slices), Schmelzkäseecken, Blöcke, Würste und Schalen, abgefüllt werden.
  • Die käsehaltige Masse kann Farbstoffe oder Geschmacksstoffe umfassen. Beispielsweise kann Beta-Carotin zur Farbeinstellung verwendet werden. Enzymmodifizierter Käse (EMC) kann zur Intensivierung des Käsegeschmacks im käsehaltigen Produkt verwendet werden.
  • Die gebildete käsehaltige Masse ist homogen und nicht fettlässig und/oder wasserlässig. Die gebildete käsehaltige Masse ist deutlich dünnflüssiger im heißen Zustand als ein Vergleichsprodukt mit Schmelzsalzen, Aufgrund der niedrigen Heißviskosität ist es nicht möglich mit Standardschmelzkesseln die nötige Energie zur Emulgierung einzubringen.
  • Das Verfahren kann insbesondere ohne Zugabe von Schmelzsalzen, insbesondere ohne Zugabe von Natriumcitraten, Natriumphosphaten, Kaliumcitraten und/oder Kaliumphosphaten, durchgeführt werden.
  • Wie eingangs bereits erwähnt weist der Verzicht von Schmelzsalzen erhebliche Vorteile auf. Zum einen kann dem Trend zum „Clean Labeling“ Rechnung getragen werden und weiterhin kann der Natriumgehalt signifikant im Vergleich zum klassischen Schmelzkäse gesenkt werden.
  • Das Abkühlen kann schrittweise oder graduell über einen Zeitraum von 5 Minuten bis 24 Stunden erfolgen, vorzugsweise auf eine Temperatur von unter 10°C, weiter vorzugsweise auf unter 8°C.
  • Das käsehaltige Produkt kann 1-15 Gew % Lactose, 2,5 - 30 Gwe % Protein, Gew 5-40 % Milchfett und weitere Bestandteile enthalten.
  • Weiterhin beschreibt die Erfindung ein käsehaltiges Produkt, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren können schmelzsalzfreie käsehaltige Produkte, insbesondere Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung, und Käseanaloge hergestellt werden.
  • Weiterhin kann das käsehaltige Produkt zur Zubereitung eines Schmelzkäses ohne Schmelzsalze, als Einlage in anderen Lebensmitteln, oder als Brotbelag, Brotaufstrich, Sauce, Dip, Fonduekäse verwendet werden.
  • Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine durch reine mechanische Bearbeitung erfolgende Durchmesserverringerung von Fettkugeln gelingt, wobei der Eintrag einer hohen mechanischen Bearbeitungsleistung durch verschiedene maschinentechnische Maßnahmen erfolgen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführung nach dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 9 wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines käsehaltigen Produkts vorgeschlagen, bei der die käsehaltige Masse in einem beheizbaren Schmelzkessel angeordnet ist und durch eine im Innenraum des Schmelzkessels angeordnete erste Strömungsmaschine, bevorzugt ein drehend angetriebenes Rührwerk, im Kreislauf umgewälzt wird.
  • In dieser bevorzugten Ausführung ist im Schmelzkessel eine zweite Strömungsmaschine angeordnet, welche in die umlaufende käsehaltige Masse hohe Scherkräfte einbringt, sodass eine Zerkleinerung der Fettkugeln in der käsehaltigen Masse stattfindet.
  • In einer ersten bevorzugten Ausführung werden die Scherkräfte durch eine kinematische Beschleunigung der käsehaltigen Masse und deren Lenkung im Luftraum des Schmelzkessels gegen mindestens eine Prallfläche des Schmelzkessels aufgebracht. An der Prallfläche findet die erwähnte Fettkugelzerkleinerung statt.
  • Wie oben stehend ausgeführt ist die Erfindung auf eine solche Vorrichtung zur Zerkleinerung der Fettkugeln nicht beschränkt. Es können auch andere Vorrichtungen (Schneidwerke, Ultraschall-Sonotroden, Extruder, Homogenisatoren, Kugelmühlen) verwendet werden, die im Text bereits erwähnt wurden.
  • In einer beispielhaften, bevorzugten Ausführung einer Vorrichtung wird ein beheizter Schmelzkessel verwendet, in dem ein bodenseitiges Rührwerk eine in vertikaler und/oder horizontaler Richtung gerichtete umlaufende Strömung der käsehaltigen Masse im Schmelzkessel erzeugt.
  • In diesen Strömungsumlauf wird eine Scher- oder Prallströmung eingeleitet, die bevorzugt von einer Strömungsmaschine und hier bevorzugt einer Turbine erzeugt wird.
  • Eine solche Turbine kann ein Turbinenrad sein, das mit einer Vielzahl von Schaufeln am Umfang besetzt ist, wobei das Schaufelrad der Turbine in die käsehaltige Masse eintaucht und mit einer hohen Antriebsleistung und vorzugsweise einer Drehzahl von z. B. 1000 bis 10.000 Umdrehungen/min eine Prall- oder Scherströmung in der umlaufenden käsehaltigen Masse erzeugt und diese dabei gegen mindestens eine ortsfeste oder bewegliche schmelzkesselseitige Prallfläche lenkt. Ein Vergleich mit bekannten Rührwerken zeigt, dass Rührwerke nach dem Stand der Technik für einen vergleichbaren Anwendungszweck nur mit Drehzahlen im Bereich zwischen 100 - 3000 U/min betrieben werden, wodurch der erfindungsgemäße Effekt nicht erreicht wird.
  • Vorteilhafte Erkenntnis der Erfindung ist demnach, dass mit einem solchen mechanischen Energieeintrag eine Scherströmung in der käsehaltigen Masse erzeugt wird, die in die umlaufend angetriebene umströmende käsehaltige Masse gerichtet ist. Durch diese Scherströmung findet eine erste Zerkleinerung der Fettkugeln statt.
  • Eine weitere Zerkleinerung findet durch einen Zentrifugaleffekt der in der käsehaltigen Masse umlaufenden Schaufeln statt. Die käsehaltige Masse wird unter Überwindung eines Luftraums im freien Flug gegen eine ortsfeste oder bewegliche Prallfläche des Schmelzkessels geschleudert.
  • Durch den an der Prallfläche auf die im freien Flug auftreffende käsehaltige Masse wird eine so hohe Auftreffenergie erzeugt, die ausreicht, den Fettkugeldurchmesser der in der käsehaltigen Masse vorhandenen Fettkugeln um einen wesentlichen Betrag zu verringern.
  • Es wird in einer ersten bevorzugten Ausführung die kombinatorische Wirkung von zwei verschiedenen Effekten zur Fettkugelzerkleinerung genutzt:
    1. 1. durch die Einleitung einer Turbinenströmung in die käsehaltige Masse werden Scherkräfte zur Zerkleinerung der Fettkugeln eingeleitet.
    2. 2. durch den Schleudereffekt an mindestens einer Prallfläche erfolgt eine weitere Zerkleinerung der Fettkugeln.
  • Obwohl der beschriebene kombinatorische Effekt nach Ziff. 1 und 2 bevorzugt wird, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Es kann ausreichen, eine Vorrichtung mit dem Effekt nur nach Ziffer 1 oder nur nach Ziffer 2 vorzusehen.
  • Damit wird in vorteilhafter Weise die Oberfläche der vorher einen großen Durchmesser aufweisenden Fettkugeln auf einen verringerten Durchmesser von z. B. im Bereich von 1/2 bis 1/10 verringert, wodurch sich die Oberfläche der nunmehr zerteilten und aufgeteilten Fettkugeln vervielfacht. Damit ist es erstmals möglich, die wasserbindende Oberfläche der Fettkugeln entscheidend zu vergrößern, so dass aus der käsehaltigen Masse ohne Zusatz von Schmelzsalzen oder anderen Zusatzstoffen eine bearbeitungsfähige Emulsion geschaffen wird, die der weiteren Schmelzkäseverarbeitung zugeführt werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Ausbildung oder Verwendung einer Turbine beschränkt, deren Prallströmung in etwa senkrechter Richtung in den umlaufenden Strom der käsehaltigen Masse gerichtet ist. Statt der Verwendung einer hochdrehenden Turbine mit einem einzigen Schaufelrad können auch mehrere hintereinander geschaltete Schaufelräder verwendet werden oder statt eines Schaufelrades können auch andere Rührwerksorgane verwendet werden, wie z. B. Rührwerkspaddel, Schneidwerke, Homogenisatoren, Ultraschallsonotroden, Extruder, Kugelmühlen und dergleichen mehr.
  • Unter einem Extruder wird hierbei - wie in der Kunststoffverarbeitung bekannt - ein Gerät verstanden, in dem die käsehaltige Masse unter hohem Druck durch ein stirnseitig angeordnetes Sieb gepresst wird, um so die Scherkräfte zu erzeugen, die eine Aufspaltung des ursprünglich hohen Fettkugeldurchmessers in viele kleine Fettkugeln mit stark verringertem Durchmesser zu erreichen.
  • Figurenliste
  • Momentan bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug zu den beigefügten Figuren beschrieben:
    • 1 zeigt die Prozessführung in Abhängigkeit der Zeit;
    • 2 zeigt die Produktfestigkeit in Abhängigkeit des mechanischen Energieeintrages;
    • 3 zeigt die Homogenität einer bearbeiteten käsehaltigen Masse in Abhängigkeit des mechanischen Energieeintrages gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 4 zeigt die Homogenität einer bearbeiteten käsehaltigen Masse in Abhängigkeit des mechanischen Energieeintrages gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 5 zeigt eine unimodale Fettkugelgrößenverteilung eines streichbaren Schmelzkäses (LHS 257 E) bei einem Energieeintrag von 290 kWs/kg gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • 6 zeigt eine unimodale Fettkugelgrößenverteilung eines Schmelzkäses mit 20 % Protein (LHS 314 D) gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
    • 7: zeigt eine schematisierte Schnittzeichnung durch einen Schmelzkessel in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß einem Schnitt A-A in 8
    • 8: zeigt die Draufsicht auf die Anordnung in 7
    • 9: zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Anordnung nach 7 und 7
    • 10: zeigt schematisiert die Aufteilung der Fettkugeln an einer Prallfläche gemäß der Ausführung in 7 bis 9,
    • 11: zeigt in einem vertikalen Schnitt eine weitere Ausführung, wie mit einem Schneidwerk in einem Schmelzkessel die Aufspaltung der Fettkugeln gelingt.
    • 12: zeigt einen weiteren vertikalen Schnitt mit Darstellung weiterer Einzelheiten
    • 13: zeigt die Draufsicht auf die Anordnung nach 11 und 12
    • 14: zeigt schematisiert die Verarbeitung der ursprünglichen käsehaltigen Masse unter Verringerung des Durchmessers der Fettkugeln mit Darstellung des Anfangs- und den Endzustandes in einer schematisierten Darstellung
  • Detaillierte Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren, das dazu geeignet ist, Schmelzkäse und artverwandte Produkte ohne Schmelzsalze laut LMBG herzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Gemisch aus Käse, Wasser und/oder Butter und/oder weiteren Milcherzeugnissen wie z. B. Molkenpulver und/oder Magermilchpulver, hoher mechanischer Bearbeitung bei einer definierten Temperaturspanne und Zeit ausgesetzt. Dabei entsteht ein Gemisch, das trotz Erhitzung keine Separationseffekte zeigt. Ein wichtiger Vorgang während der mechanischen Bearbeitung ist dabei die Bildung von Fettkugeln, die ähnlich den Fettkugeln in der Milch sind, sowie die Zerkleinerung aller Fettkugeln und damit die Erhöhung der Fettkugelanzahl und damit ihrer Gesamtoberfläche was zu einer Erhöhung der Wasserbindungskapazität führt.
  • Nach der mechanischen Bearbeitung der Mischung wird die käsehaltige Masse gegebenenfalls, je nach erreichter Produkttemperatur und gewünschtem EndProdukt, einem weiteren Erhitzungsschritt unterzogen. Das heiße Produkt kann dann in die in der Schmelzkäseindustrie üblichen Verpackungen abgefüllt werden.
  • Die Fettkugeln in der Mischung sind von einer dünnen Hülle (Membran) mit Emulgiereigenschaften umgeben. Bei der mechanischen Bearbeitung werden die Fettkugeln fortwährend zerkleinert. Nach Beendigung der mechanischen Bearbeitung liegt das gesamte Fett emulgiert in kleinen Fettkugeln vor. Der Durchmesser der Fettkugel wurde signifikant verkleinert.
  • Im Gegensatz zum normalen Schmelzkäseprozess erfolgt die Fettemulgierung nicht durch das Natrium-Para-Caseinat, das durch die Reaktion der Schmelzsalze mit dem Käse-Casein entstanden ist, sondern durch in der kontinuierlichen Phase natürlich vorliegenden Käse-Casein statt. Das Natrium-Para-Caseinat ist ein hoch wirksamer Emulgator, der schon bei geringen Rührgeschwindigkeiten und Rührzeiten eine stabile Emulsion erzeugen kann.
  • Die vorliegenden emulgierenden Bestandteile der käsehaltigen Masse weisen im Vergleich zum vorher erwähnten Natrium-Para-Caseinat deutlich schlechtere Emulgatoreigenschaften auf, welche im Standardschmelzkäseprozess nicht ausreichen um eine stabile Emulsion zu erreichen. Erst durch den hohen mechanischen Energieeintrag werden die vorliegenden emulgierenden Bestandteile befähigt eine stabile Emulsion zu bilden.
  • Letztendlich führt die starke mechanische Bearbeitung mit den obengenannten Effekten dazu, dass die Wasserbindungskapazität und Emulsionsstabilität des Systems signifikant erhöht wird. Weiterhin hat der mechanischer Energieeintrag zur Folge, dass sich die Heißviskosität in der Mischung im Vergleich zur Ausgangsviskosität leicht erhöht. Die Erhöhung der Heißviskosität lässt sich mit der größeren gebundenen Wassermenge auf den Fettkugeloberflächen erklären.
  • Zudem bewirkt die Verkleinerung der Fettkugeln eine Erhöhung der Fettkugelstabilität. Kleine Fettkugeln sind gegenüber mechanischer und thermischer Einwirkung wiederstandfähiger als größere Fettkugeln. Somit ist die bearbeitete käsehaltige Masse auch stabil bei mechanischen und thermischen Stress wie z. B. Pumpvorgängen und/oder UHT-Erhitzung.
  • Zur Erzeugung einer stabilen Emulsion ist wie oben bereits beschrieben ein hoher mechanischer Energieeintrag von 70 - 2000 kWs/kg nötig. Dieser ist abhängig von den Rezepturgrößen (Trockenmassen, Protein und Fett) und der gewünschten Konsistenz des Endproduktes.
  • Die 1 zeigt die Erhitzung der käsehaltigen Masse 30 in der Abhängigkeit von der Zeit. Hierbei wird eine Erhitzung im Bereich des Kurvenastes 11 bis zu einer Temperatur von etwa 40° durch Direktdampfeintragung in die käsehaltige Masse bis zur Position 12 durchgeführt. Danach wird die Dampfeinblasung abgeschaltet und entlang des Kurvenastes 13 wird das Produkt mechanisch bearbeitet, wobei die mechanische Bearbeitung die Erwärmung des Produktes bis zur Position 14 erzeugt und ab der Position 14 erfolgt eine Direktdampfeinspritzung im Bereich des Kurvenastes 15 bis zum Erreichen einer Temperatur von ca. 90° in Position 16. Etwa bei der Position 16 ist die endgültige Verfahrenstemperatur erreicht. Die optimale Temperatur für FKD-Verkleinerung ist 60°C. Eine solche mechanische Bearbeitung kann Rühren und/oder Kneten und/oder Beströmen und/oder Beschallen vorzugsweise mit Ultraschall.
  • 2 zeigt die Abhängigkeit der Produktfestigkeit von der stattfindenden mechanischen Bearbeitung. Bei streichbaren Produkten mit einer Trockenmasse von 47 %, einem Proteingehalt von 11%, einem Lactosegehalt von 7 % und einem Fettgehalt von 27 % ist eine mechanische Bearbeitung mit einem Energieeintrag vorzugsweise im Bereich zwischen 150 - 250 kWs/kg geeignet. Mit einer mechanischen Bearbeitung von 200 kWs/kg erzielt man marktüblichen Konsistenzen von streichbaren Schmelzkäsen.
  • In 2 ist dargestellt, dass der mechanische Energieeintrag im Bereich des Kurvenastes 17 nicht ausreicht, um die Produktfestigkeit zu erhöhen. Das Produkt bleibt wasserähnlich und ist für eine Schmelzkäsezubereitung nicht geeignet.
  • Bei der Position 18 entsteht während der Produktion eine homogene Masse, sie ist jedoch nicht stabil, wie sich bei der Position 19 erweist. Erst wenn in diese noch instabile Masse gemäß dem Kurvenast 49 weitere mechanische Energie eingetragen wird, erhöht sich die Produktfestigkeit, die aber für die mechanische Bearbeitung noch nicht ausreichend ist. Erst wenn ab Position 51 ein weiterer mechanischer Energieeintrag längs des Kurvenastes 50 erfolgt, wird schließlich bei der Position 52 eine erhöhte Produktfestigkeit erreicht. Somit ist das Produkt für die Schmelzkäseverarbeitung im Bereich zwischen der Position 51 und 52, d. h. im Bereich des Kurvenastes 50, für die Schmelzkäsezubereitung nach der Erfindung geeignet.
  • Beispiele
  • Momentan bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben. Es wird jedoch hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist.
  • Beispiel 1: Scherung bei 40°C
  • Anhand der nachfolgenden beschriebenen Versuchsreihe kann der Effekt der mechanischen Bearbeitung auf die Emulsionsstabilität während der Erhitzung gezeigt werden.
  • Dazu wurden fünf Versuche mit gleicher Rezepturen, aber unterschiedlichen Energieeinträgen der Grundmasse durchgeführt.
  • Alle anderen Prozessparameter wurden konstant gehalten. Folgende Rezeptur wurde verwendet: Tabelle 1: Inhaltsstoffe des käsehaltigen Produkts.
    Rezept
    Inhaltsstoff %-mas (g)
    Cheddar 30,0
    Magermilchpulver 14,5
    Butter 17,0
    Salz 0,5
    Wasser 38,0
  • Die in der nachfolgenden Tabelle zusammengefassten Parameter ergeben sich nachdem ein mechanischer Energieeintrag verwendet wurde. Tabelle 2: Verfahrensparameter und Produkttexturen.
    Versuchsnummer Energieeintrag (kWs/kg) Textur kurz nach dem Pfozess - heiß Textur nach 10 stündiger Abkühlung - kalt
    LHS 257 A 20,4 Nicht homogen mit Käsepartikel Separation von Fett
    LHS 257 B 27,4 Leicht Fettabsonderung Separation von Fett
    LHS 257 C 68,0 Homogen Zwei Phasen mit unterschiedlichen Festigkeiten (wässrig und honigartig
    LHS 257 D 101,0 Homogen Homogen, dünn, flüssig
    LHS 257 E 290,64 Homogen Homogen, pastös
    3 und 4 zeigen die Proben nach dem mechanischen Energieeintrag (3 und 4).
  • Aus dem obenstehenden Versuchsergebnissen lässt sich ableiten, dass die mechanische Bearbeitung bei der vorliegenden Rezeptur bei mind. 100 kWs/kg liegen muss, um einen stabile Emulsion zu erzeugen. Dies ergibt sich aus den letzten beiden Spalten der oben stehenden Tabelle.
  • In 3 ist mit der verarbeiteten käsehaitigen Masse 30'a dargestellt, dass noch Flocken enthalten sind; dies entspricht der Versuchsnummer LHS 257 A in der oben stehenden Tabelle.
  • Mit der Darstellung der verarbeiteten käsehaitigen Masse 30'b wird die Versuchsnummer LHS 257 B beschrieben, die eine leichte Fettabsonderung zeigt, jedoch kein homogenes Produkt einer verarbeiteten käsehaltigen Masse 30', die für die Weiterverarbeitung als Schmelzkäse geeignet wäre.
  • Auch bei der Versuchsnummer LHS 257 C, die in Form der käsehaltigen Masse 30'c in 3 dargestellt ist, kommt es zu einem unbefriedigenden Ergebnis, denn die emulgierten Phasen trennen sich nach längerer Standzeit wieder auf.
  • Die 4 zeigt die gleichen Muster wie in 3, jedoch nach einer 10 stündigen Abkühlungsphase.
  • Die Muster wurden wie üblich in der Schmelzkäseindustrie über Kopf ausgelagert um den Becherdeckel mit dem heißen Produkt zu keimarm zu machen. Auch hier sind die Phasentrennungen in den verarbeiteten Massen 30'a, 30'b und 30'c zu erkennen, die beim kalten, ausgelagerten Produkt entstanden sind und die zeigen, dass die hier erreichte Verarbeitungsqualität nicht für die Verarbeitung einer Schmelzkäsezubereitung geeignet ist.
  • Beispiel 2: Herstellung eines streichfähigen „Käseproduktes Clean Label“
  • Die nachstehende Rezeptur stellt ein Beispiel dar zur Herstellung eines streichbaren Käseproduktes ohne Zusatzstoffe. Tabelle 3: Inhaltsstoffe eines streichfähigen Käseprodukts.
    Rezept
    Inhaltsstoff Gewicht (g)
    milder Cheddar 300
    Magermilchpulver 145
    Butter 170
    Salz 5
    Wasser 380
    Rezeptwerte
    Trockenmasse (%-mas) Rezept 47,7
    Käse (%-mas) 30,0
    Milchfett (%-mas) 24,2
    Veg. Fett (%-mas) 0,0
    Gesamtfett (%-mas) 24,2
    Fett in TM (%-mas) 50,8
    Lactose (%-mas) 8,0
    Gesamtkohlenhydrate (%-mas) 8,0
    Casein (%-mas) 12,6
    Molkenprotein (%-mas) 1,0
    Calcium (%-mas) 0,43
    Gesamt-Proteine (%-mas) 12,8
    H2O/Protein (%-mas) 3,9
    Salz (%-mas) 1,04
  • Dazu werden alle Zutaten in einen Schmelzkessel gegeben und auf 40 °C erwärmt. Danach wird das Produkt für 30 min mechanisch bearbeitet mit einem Energieeintrag von 200 kWs/kg. Das Produkt erwärmt sich dabei von 40°C auf ca. 75 °C. Danach erfolgt die Erhitzung der bearbeiteten Mischung auf 92 °C.
  • Nach der Erhitzung wird die Masse einem Vakuum von 700 mbar von 2 min lang ausgesetzt, so dass der größte Teil der Gasblasen aus dem Produkt gezogen werden und eine homogene Textur entsteht. Danach wird, das heiße Produkt in Becher abgefüllt.
  • Beispiel 3: Herstellung eines streichfähigen „Käseproduktes“ ohne Zugabe von Milcherzeugnissen
  • Tabelle 4: Inhaltsstoffe eines streichfähigen Käseproduktes ohne zusätzliche Milcherzeugnisse.
    Rezept
    Inhaltsstoff Gewicht (g)
    Gouda mittelalt 380,00
    Speisequark 334,00
    Butter 114,00
    Natriumhydroxid 0,18
    Wasser 171,82
    Rezeptwerte
    Trockenmasse (%-mas) 38,75
    Käse (%-mas) 71,4
    Milchfett (%-mas) 20,6
    Veg. Fett (%-mas) 0,0
    Gesamtfett (%-mas) 20,6
    Fett in TM (%-mas) 53,3
    Lactose (%-mas) 1,4
    Gesamtkohlenhydrate (%-mas) 1,4
    Casein (%-mas) 14,0
    Molkenprotein (%-mas) 1,0
    Calcium (%-mas) 0,367
    Gesamt-Proteine (%-mas) 14,0
    H2O/Protein (%-mas) 4,4
    Salz (%-mas) 0,787
  • Eine ähnliche Rezeptur ist im Bulletin ARLA FOODS „Versatile quality processed cheese with flexibile Nutrilac Solutions“ aufgeführt. Im Punkt „Stand der Technik“ wurde die Rezeptur bereits detailliert beschrieben und kommentiert. Die oben aufgeführte Rezeptur wurde ausgehend von der ARLA FOOD Rezeptur (Seite 12) jedoch ohne Nutrilac CH 6540 oder anderen Milcherzeugnisse erstellt. Dazu wurde das Milchprotein des Nutrilac CH 6540 mit Speisequark ersetzt. Speisequark stellt eine gute Proteinquelle ohne zusätzliches Milchfett dar und ist daher gut geeignet das Nutrilac CH 6540 zu ersetzen. Der niedrige pH-Wert des Speisequarks von 4,6 wurde durch Natriumhydroxid auf 5,6 eingestellt.
  • Die pH-Werteinstellung ist in diesem Beispiel mit Natriumhydroxyd erfolgt um auf besonders gereifte Rohware und Milcherzeugnisse verzichten zu können. Der pH-Wert kann jedoch im Allgemeinen ohne weiteres über die Käserohware und/oder über die Milcherzeugnisse eingestellt werden, so dass leicht den Anforderungen eines Clean Label Produktes genügt werden kann. Im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung ist eine Rezeptur dargestellt in der, der pH-Wert maßgeblich über das Magermilchpulver eingestellt wird. Ein zu niedriger pH-Wert meist unter 5,1 verursacht ein unerwünscht raues Mundgefühl.
  • Die oben aufgeführte Rezeptur wurde entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt. Dazu wurden alle Bestandteile in den Schmelzkessel gegeben und anschließen moderat bei 1500 U/min gerührt und auf 40 °C indirekt erhitzt. Danach erfolgte die mechanische Bearbeitung mit 300 kWs wobei sich das Produkt durch die mechanische Einwirkung auf 50°C erhitzt hatte. Das Produkt hatte sich während der Bearbeitung deutlich aufgehellt was auf eine bessere Fettfeinverteilung schließen ließ. Weiterhin zeigte das Produkt eine homogene und separationsfreie Textur. Im Anschluss wurde das Produkt unter moderaten Rührbedingungen von 1500 U/min auf 90°C erhitzt. Nach dem Erhitzungsschritt erfolgte ein Vakuumschritt (700 mbar) um die Luftblasen aus dem Homogenisierschritt aus der Masse zu entfernen.
    Der heiße, flüssige, luftblasenfreie und homogene Schmelzkäse wurde dann in 150 ml Plastikbecher abgefüllt. Das Produkt zeigte nach einer dreimonatigen Auslagerung eine stabile Konsistenz und keinerlei Tendenz zur Phasentrennung. In diesem Beispiel ist der Beweis geführt, dass mittels der vorliegenden Erfindung Schmelzkäse und/oder Schmelzkäsezubereitungen mit einen Käseanteil von über 70 % und ohne die Verwendung von Milcherzeugnissen und ohne Schmelzsalzen hergestellt werden kann.
  • Beispiel 4: Herstellung eines „Käseproduktes“, das als Vorproduck für die Käsepulverherstellung (Feed) gedacht ist und ohne Zugabe von Milcherzeugnissen hergestellt wird
  • Tabelle 5: Inhaltsstoffe eines Käseproduktes „Feed“.
    Rezept
    Inhaltsstoff Gewicht (g)
    Cheddar 50 % 380,00
    Camembert 60 % 267,00
    Speisequark 10,00
    Butter 114,00
    Calciumcarbonat 0,20
    Wasser 231,80
    Rezeptwerte
    Trockenmasse (%-mas) 41,7
    Käse (%-mas) 76,7
    Milchfett (%-mas) 21,8
    Veg. Fett (%-mas) 0,0
    Gesamtfett (%-mas) 21,8
    Fett in TM (%-mas) 52,2
    Lactose (%-mas) 0,2
    Gesamtkohlenhydrate (%-mas) 0,2
    Casein (%-mas) 16,0
    Molkenprotein (%-mas) 0,0
    Calcium (%-mas) 0,291
    Gesamt-Proteine (%-mas) 16,0
    H2O/Protein (%-mas) 3,6
    Salz (%-mas) 1,219
  • Eine ähnliche Rezeptur wurde von der Universität Copenhagen veröffentlicht unter dem Titel „Redesigning cheese powder for omission of emulsfying salt, diese enthielt jedoch zur Gewährleistung einer Erhitzung ohne Phasentrennung Buttermilchpulver und Natriumkaseinat.
  • Im Punkt „Stand der Technik“ wurde die Rezeptur bereits detailliert beschrieben und kommentiert.
  • Die oben aufgeführte Rezeptur wurde ausgehend von der Rezeptur Universität Kopenhagen erstellt, jedoch ohne Buttermilchpulver und ohne Natriumkaseinat. Dazu wurde das Milchprotein des Buttermilchpulvers und des Natriumkaseinats mit Speisequark ersetzt. Der niedrige pH-Wert der Gesamtmischung von 5,2 wurde mit Calciumcarbonat auf 5,4 angehoben.
  • Die oben aufgeführte Rezeptur wurde entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt. Dazu wurden alle Bestandteile in den Schmelzkessel gegeben und anschließen moderat bei 1500 U/min gerührt und auf 40 °C indirekt erhitzt. Danach erfolgte die mechanische Bearbeitung mit 250 kWs wobei sich das Produkt durch die mechanische Einwirkung auf 55°C erhitzt hatte. Das Produkt hatte sich während der Bearbeitung deutlich aufgehellt was auf eine bessere Fettfeinverteilung schließen lässt. Weiterhin zeigte das Produkt eine homogene und separationsfreie Textur. Im Anschluss wurde das Produkt unter moderaten Rührbedingungen von 1500 U/min auf 90°C erhitzt. Nach dem Erhitzungsschritt erfolgte ein Vakuumschritt (700 mbar) um die Luftblasen aus dem Vorprozess aus der Masse zu entfernen.
  • Der heiße, flüssige, luftblasenfreie und homogene Feed wurde dann in 150 ml Plastikbecher abgefüllt. Das Produkt zeigte nach einer dreimonatigen Auslagerung eine stabile Konsistenz und keinerlei Tendenz zur Phasentrennung.
  • In diesem Beispiel ist der Beweis geführt, dass mittels der vorliegenden Erfindung ein sogenannter FEED mit einen Käseanteil von über 70 % und ohne die Verwendung von Buttermilchpulver, Natriumkaseinat und Schmelzsalzen hergestellt werden kann. Allerdings ist die hier erreichte hohe Emulsionsstabilität aufgrund der guten Wasserbindung wahrscheinlich nachträglich für eine Trocknung mit einer geringen Restfeuchte verantwortlich. Zur Reduzierung der Wasserbindung bzw. Restfeuchte könnten die Energiemengen weiter verringert werden. Vorteilhaft stellt sich jedoch dar, dass bei der Deklaration Käsepulvers auf Buttermilchpulver und Natriumkaseinat verzichtet werden kann und dass gleichzeitig der Käsegehalt erhöht werden kann. Weiterhin wird der Käsegeschmack nicht durch das Buttermilchpulver und das Natriumkaseinat verfremdet, was sich vorteilhaft bei der Vermarktung darstellt. Käsepulver wird in der Lebensmittelindustrie oft als geschmacksgebende Komponente eingesetzt. Somit stellt das Käsepulver ohne Milcherzeugnisse und ohne Schmelzsalze, dass entsprechend der vorliegende Erfindung hergestellt worden ist, eine verbesserte Alternative dar.
  • Beispiel 5: Herstellung eines „Käseproduktes“ unter Verwendung von Milcherzeugnissen jedoch ohne Schmelzsalze
  • In der nachfolgen dargestellten Versuchsreihe wurden ausgehend von einer Rezeptur LHS 163 B verschiedene Milcherzeugnisse und Käse auf die Eignung als Rohware für einer schmelzsalzfreie Käsecreme getestet. Alle Rezepturen wurden mach dem Verfahren, dass in Beispiel 3 beschrieben ist, hergestellt.
  • Die Trockenmasse, Proteingehalt und Fett wurden in allen Rezepturen gleich eingestellt:
    Trockenmasse = 48,0 %-mas
    Protein = 11,3 %-mas
    Fett= 25,2 %-mas
    Tabelle 6: Verwendete Milcherzeugnisse in der Versuchsreihe LHS 163 A- H
    Bezeichnung Hersteller Beschreibung
    MC 80 Milei, Deutschland Natives Micellares Kaseinkonzentrat mit ca. 2300 mg Calcium/ 100g
    Solago 8501 Glanbia, Irland Milchproteinkonzentrat ca. 2100 mg Calcium/ 100g
    Lactomin 80 Lactoprot, Deutschland Molkenproteinkonzentrat, 80 % Protein, nicht calciumreduziert
    Lactonat EC Lactoprot Deutschland Calciumkaseinat, ca 1300 mg Calcium/ 100 g
    Tabelle 7: Rezepturen der Versuchsreihe LHS 163 A - H
    Versuchsreihe LHS 163
    Inhaltsstoff Gewicht (g) Gewicht (g) Gewicht (g) Gewicht (g) Gewicht (g) Gewicht (g)
    Rezeptur B C D E F H
    Cheddar 50 % 340,00 330 330 330 330 330
    Molkenpulver 45,00 95 100 95 100 95
    Magemilchpulver 65,00
    Butter 170,00 170 170 170 170 170
    MC 80 25
    Solago 8501 20
    Lactomin 80 25
    Lactonat EC 20
    Harzer Käse 70
    Salz 10 10 10 10 10 10
    Wasser 370,80 370 370 370 370 320
  • Alle hergestellten Produkte der Versuchsreihe LHA 163 von B - H zeigten Unterschiede im Aussehen, Mundgefühl und in der Konsistenz. Das Produkt E zeichnet sich zum Beispiel durch eine besonders glänzende Oberfläche aus. Die Produkte B und F hatten im Vergleich zu den anderen Produkten eine besonders hohe Festigkeit. Der pH-Wert der gesamten Versuchsreihe variierte von 5,2 bis 5,6.
  • Alle der Versuche von B - H bildeten eine stabile Emulsion und konnten ohne Phasentrennung erhitzt werden. Mit dieser Versuchsreihe konnte bewiesen werden, dass mit der vorliegenden Erfindung auch Milcherzeugnisse mit sehr hohen Calciumgehältern eingesetzt werden können und so ein großer Spielraum bei der Einstellung der Produkteigenschaften vorhanden ist. Weiterhin konnte im Versuch H, wo nur Käse eingesetzt wurde, wiederholt bewiesen werden, dass Produkte ganz ohne Milcherzeugnisse hergestellt werden können.
  • Die 5 zeigt die Verringerung des ursprünglichen Fettkugeldurchmessers FKD einer unbearbeiteten käsehaltigen Masse 30 gemäß der Kurve 53, wobei eine durchschnittliche, anfängliche Fettkugeldurchmesserverteilung von 50 µm angegeben wird. Entsprechend dem Prozesspfeil 54 werden nun durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Fettkugeldurchmesser entsprechend der Verteilungskurve entscheidend verringert, wodurch eine FK-Kurve 55 erreicht wird, bei der eine durchschnittliche Fettkugeldurchmesser D50 von 8µm erreicht wird.
  • Es wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dass die entscheidende Reduzierung des Fettkugeldurchmessers D50 von z. B. 50µm auf 8 µm die wasserbindende Oberfläche der damit erreichten verkleinerten Fettkugeln im Bereich der FKD-Kurve 55 zu einer starken Vergrößerung der Emulsionsfähigkeit der verarbeiteten käsehaltigen Masse 30' führt. Damit ist es erstmals möglich, ohne weitere Zusatzstoffe, insbesondere ohne signifikanten Zusatz von Schmelzsalzen eine gut verarbeitbare Schmelzkäsezubereitung zu erhalten. (FL: im vereinfachten ALL IN ONE Verfahren)
  • Die 6 zeigt eine Kurve einer Fettkugelverteilung in einem anderen Ausführungsbeispiel einer käsehaltigen Masse.
  • Daraus ergibt sich eine FKD-Kurve 55' einer anderen Zusammensetzung einer käsehaltigen verarbeiteten Masse, weil sogar ein durchschnittlicher Fettkugeldurchmesser im Bereich vorzugsweise von 2 µm erreicht wurde. Die eingetragene Energiemenge bei der FKD-Kurve 55' ist deshalb auch höher als vergleichsweise bei der FKD-Kurve 55 nach 5.
  • Die 7 bis 9 zeigen ein schematisiert dargestelltes Ausführungsbeispiel einer bevorzugten Ausführung einer Vorrichtung zur Herstellung eines käsehaltigen Produktes, das frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen ist, wobei ein Schmelzkessel 20 mit einem Fassungsvolumen von z. B. 180 kg der käsehaltigen Masse 30 vorgesehen ist, der bevorzugt einen Heizmantel 21 aufweist.
  • Im Bodenbereich 27 des Schmelzkessels 20 sind ein oder mehrere Dampfdüsen 22 angeordnet, mit denen es möglich ist, Dampf in Pfeilrichtung 23 in die käsehaltige Masse 30 einzuleiten.
  • Es ist bevorzugt ein erstes Rührwerk 25 im Bodenbereich des Schmelzkessels 20 vorhanden, welches mit einem Motor 37 und einem von diesem angetriebenen Rührflügel 26 eine aufwärts gerichtete Strömung 29 in der käsehaltigen Masse 30 erzeugt, wobei die Strömung in vertikaler Richtung bis zum Füllpegel 28 reicht.
  • Es können selbstverständlich andere Rührwerke 25 verwendet werden, wie z.B. Konusschneckenmischer, Schneckenrührwerke, Schneidrührwerke und andere strömungstechnische Vorrichtungen, die geeignet sind, bevorzugt eine vertikale Strömung und/oder eine horizontale Strömung im Innenbereich des Schmelzkessels 20 zu erzeugen.
  • Im oberen Bereich des Schmelzkessels 20 ist seitlich eine Turbine 33 angeordnet, die in einer bevorzugten Ausführung nur teilweise in die käsehaltige Masse 30 hinein reicht.
  • Sie kann jedoch in einer anderen Ausführung, die zeichnerisch nicht dargestellt ist, auch vollständig in die käsehaltige Masse 30 hinein reichen und von dieser vollständig umspült sein.
  • Die Turbine 33 wird über einen Motor 36 in ihrer Drehachse 35 drehend angetrieben. Dies ist in 8 in Draufsicht dargestellt, wo erkennbar ist, dass die Turbine 33 aus einem Schaufelrad mit einer Vielzahl von dort schräg eingesetzten Schaufeln 34 besteht. Bei drehendem Antrieb der Turbine 33 über den Motor 36 wird somit eine Prallströmung 32, in die in Pfeilrichtung 31 aufströmende Strömung 29 der käsehaltigen Masse 30 erzeugt, wodurch es zu einem Schereffekt in der Strömung der käsehaltigen Masse kommt und eine erste Art einer Fettkugelzerkleinerung stattfindet.
  • Durch die Zentrifugalkraft der Schaufeln 34 der Turbine 33 erfolgt ein zusätzlicher Schleudereffekt auf die käsehaltige Masse 30 in Pfeilrichtung 31 aufwärts, so dass die Teilchen der käsehaltigen Masse 30 in Form einer Aufprallströmung 40 den Luftraum 56 zwischen dem Füllpegel 28 und der Unterseite 39 eines Deckels 38 im freien Flug durchfliegen und damit eine Aufprallströmung 40 erzeugt wird. Dies ist eine zweite Art der Fettkugelzerkleinerung. Damit wird die käsehaltige Masse 30 unter hohem Energieaufwand in Form einer Aufprallströmung 40 gegen die Unterseite des Deckels 38 geschleudert.
  • Die Erfindung sieht in einer ersten Ausführung nur die Fettkugelzerkleinerung nach der ersten Art vor. In einer davon abgewandelten Ausführung werden beide Arten der Fettkugelzerkleinerung angewendet. Durch die Kombination der beiden Arten der Fettkugelzerkleinerung wird ein hochwirksamer Eintrag kinetischer Energie in die käsehaltige Masse erzeugt, wobei - durch die Kombination beider Fettkugel-Zerkleinerungsarten - nur eine kurze Prozesszeit erforderlich ist. (Standardprozesse dauern 10 - 15 min, hier werden nur 25 min benötigt)
  • Der Vorgang der Fettkugelzerkleinerung nach der zweiten Art ist in 9 schematisiert dargestellt. Eine anfängliche Fettkugel 41, die von einer Fettkugel-Membran 42 umgeben ist, wird mit hoher Geschwindigkeit in Pfeilrichtung 31 durch die von der Turbine erzeugte Aufprallströmung 40 gegen die durch den Deckel gebildete Prallfläche 43 geschleudert, wodurch es zu einer mechanischen Aufspaltung des Fettkugeldurchmessers kommt und die Fettkugel 41 in mehrere Fettkugeln 41' kleineren Durchmessers zerteilt wird, wobei jede zerteilte Fettkugel 41' ebenfalls von einer Fettkugelmembran 42' umgeben (umschlossen wird) ist.
  • Daraus ergibt sich, dass die wirksame Oberfläche der ursprünglichen Fettkugel 41 durch mechanische Zerteilung an der Prallfläche 43 stark vergrößert wird, indem eine Zerteilung der wirksamen Oberfläche in eine Vielzahl von Fettkugeln 41' kleineren Durchmessers mit daran umgebenden Fettkugelmembranen 42' stattfindet.
  • Die Aufteilung erfolgt demnach durch Auftreffen auf die Prallfläche 43 und einer an der Prallfläche erzeugte Rückströmung 44, so dass die aufgeteilten und im Durchmesser verminderten Fettkugeln 41' in die käsehaltige Masse 30' zurücksinken und dort erneut aufgrund der umlaufenden Strömung 29 von der Turbine 33 erfasst und gegen die Prallfläche 43 an der Unterseite 39 des Deckels 38 geschleudert werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Fettkugeln 41 im freien Flug gegen die oberhalb des Füllpegels 28 angeordnete Prallfläche 43 geschleudert. Die Prallfläche 43 wird dabei durch die Unterseite des Deckels 38 gebildet.
  • Darauf ist die Erfindung nicht beschränkt. In einer anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Variante kann die kesselseitige Prallfläche 43 in die käsehaltige Masse mindestens teilweise oder auch vollständig eintauchen. Im letzteren Fall befindet sich dann die kesselseitige Prallfläche unterhalb des Füllpegels 28.
  • Bei der in 7 bis 9 dargestellten Variante kann hingegen von einer Schleuderwirkung gesprochen werden, welche aus der käsehaltigen Masse 30 eine emulgierte käsehaltige Masse 30' erzeugt, wobei - wie in der allgemeinen Beschreibung erwähnt - ein solcher Schleudereffekt auch durch andere Vorrichtungen erzeugt werden kann, wie z. B. durch einen Homogenisator, eine Ultraschallsonotrode, eine Kugelmühle, einen Extruder und/oder eine Kolloidmühle.
  • Anstatt einer Schleuderturbine, mit der der Substanzstrom der käsehaltigen Masse 30 gegen die eine Prallfläche 43 geleitet wird, können auch andere Schleuderorgane verwendet werden, wie z. B. Schneidmesserorgane, Paddel oder direkt gegen die kesselseitige Prallfläche gerichtete Hochdruckdüsen, die mit einem Hochdruckstrahl die zu verarbeitende käsehaltige Masse 30 gegen die Prallfläche 43 leiten. Auch hier kann die Prallfläche in einer ersten Ausführung oberhalb des Füllpegels 28 oder in einer zweiten Ausführung unterhalb des Füllpegels 28 angeordnet sein.
  • Die 11 bis 13 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fettkugel-Zerteilungsvorrichtung, wobei in einem Schmelzkessel 20 bodenseitig ein mit hoher Umdrehungszahl rotierendes Schneidwerkzeug 57 rotiert, und dabei eine Umdrehungszahl im Bereich zwischen 3.000 bis 10.000 Touren/min bevorzugt wird. Das Schneidwerkzeug 57 hat im gezeigten Ausführungsbeispiel drei im vertikalen Abstand übereinander angeordnete Schneidflügel 58. Es kommt damit zu einer etwa horizontal umlaufenden Turbulenzströmung 59 und zu einem Schneideffekt auf die käsehaltige Masse 30, wie es z. B. auch bei einem Mixer bekannt ist. Auch auf diese Weise wird der vorherige Fettkugeldurchmesser der Fettkugeln 41, der auch in der nachfolgenden 14 auf der linken Seite dargestellt ist, in Fettkugeln 41' auf der in 14 rechten Seite dargestellten Weise zerteilt.
  • Bei der Darstellung in 7 ist auch kennzeichnend, dass die Turbine 33 die aufzuteilenden Fettkugeln durch den Luftraum 56 hindurch gegen die Unterseite des Deckels 38 schleudert.
  • Hierauf ist das Ausführungsbeispiel nach 11 bis 13 nicht angewiesen, denn in diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufteilung der Fettkugeldurchmesser unmittelbar in der käsehaltigen Masse selbst, ohne dass es einer Zerteilung an einer kesselseitigen Prallfläche bedarf. Die Zerteilung erfolgt hier mit den in der käsehaltigen Masse rotierenden Schneidflügeln 58, die sozusagen selbst die Prallflächen darstellen.
  • In 14 ist der mechanische Energieeintrag in eine zu verarbeitende käsehaltige Masse 30 dargestellt, wobei im Ursprungszustand (linke Seite der 14) erkennbar ist, dass das in der Emulsion enthaltene Wasser 48 mit unterschiedlichen Milchproteinen 46, 47 in Verbindung steht.
  • Die eine Art der Milchproteine 46 ist aus dem Käseprotein entstanden, während die zweite Art der Milchproteine 47 beispielsweise Milcherzeugnisse sein können.
  • Hieraus ergibt sich, dass eine beliebige Anordnung und ein beliebiges Mischungsverhältnis von Wasser 48 und den Milchproteinen 46, 47 vorhanden sein kann und daraus die käsehaltige Masse 30 gebildet wird. In der käsehaltigen Masse 30 sind verschiedene Arten von Fetten verteilt, nämlich ein freies Fett 45 in der Form von Fettkugeln, wie z. B. Butter und dergleichen mehr. Ferner sind weitere, einen relativ großen Durchmesser aufweisende Fettkugeln 41 vorhanden, die von einer Fettkugelmembran 42 umgeben sind.
  • Durch den Eintrag der thermischen und der mechanischen Energie mit der den dargestellten drehend angetriebenen, mechanischen Beschleunigungseinrichtung 25, 26, 32, 33; 57, 58 findet die eine Fettkugelzerkleinerung statt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Beschleunigungseinrichtung aus der Turbine 33 mit der die vorher erwähnte Aufprallströmung 40 erzeugt wird. Als Ergebnis dieser Aufprallströmung 40 wird die verarbeitete käsehaltige Masse 30' in der Weise aufgeteilt, dass die Fettkugeln 41 nunmehr in Fettkugeln 41' mit stark verringertem Durchmesser aufgeteilt werden. Die Wasserverteilung mit dem Wasser 48, den Milchproteinen 46 und 47 bleibt im Wesentlichen erhalten, weil sich durch den Aufteilungseffekt die Milchproteine 46, 47 am Außenumfang der im Durchmesser verkleinerten Fettkugelmembranen 42' anlagern, weil deren anlagerungsfähige Oberfläche im wesentlichen Maß vergrößert wurde. Es wird darauf hingewiesen, dass die Milchproteine 46, 47 unter anderem auch die Fettkugelmembran 42' bilden.
  • Aus der Darstellung der unverarbeiteten käsehaltigen Masse 30 durch Eintragung einer mechanischen Energie in eine verarbeitete käsehaltige Masse 30' (rechte Darstellung in 11) ergibt sich die entscheidende Durchmesserverkleinerung der dadurch erhaltenen Fettkugeln 41' und damit deren Vergrößerung der wirksamen Oberfläche zur Anlagerung von Milchproteinen 46, 47 im Wasser 48. Erst mit dem Erreichen dieser verarbeiteten käsehaltigen Masse 30' ist es möglich, eine schmelzsalzfreie Zusammensetzung für die Weiterverarbeitung als Schmelzkäse zu erreichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
     
    2
     
    3
     
    4
     
    5
     
    6
     
    7
     
    8
     
    9
     
    10
     
    11
    Kurvenast
    12
    Position
    13
    Kurvenast
    14
    Position
    15
    Kurvenast
    16
    Position
    17
    Kurvenast
    18
    Position
    19
    Position
    20
    Schmelzkessel
    21
    Heizmantel
    22
    Dampfdüse
    23
    Pfeilrichtung
    24
    Boden
    25
    Rührwerk
    26
    Rührflügel
    27
    Boden (von 20)
    28
    Füllpegel
    29
    Strömung
    30
    Käsehaltige Masse 30'
    31
    Pfeilrichtung
    32
    Prallströmung
    33
    Turbine
    34
    Schaufel (von 33)
    35
    Drehachse
    36
    Motor (für 33)
    37
    Motor (für 26)
    38
    Deckel
    39
    Unterseite
    40
    Aufprall-Strömung
    41
    Fettkugel 41'
    42
    Fettkugel-Membran 42'
    43
    Prallfläche
    44
    Rückströmung
    45
    Freies Fett (z. B. Butter)
    46
    Milchproteine (Käseprotein)
    47
    Milchproteine (Milcherzeugnis)
    48
    Wasser
    49
    Kurvenast
    50
    Kurvenast
    51
    Position
    52
    Position
    53
    FDK-Kurve
    54
    Prozesspfeil
    55
    FDK-Kurve 55'
    56
    Luftraum
    57
    Schneidwerk
    58
    Schneidflügel
    59
    Turbulenzströmung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2017194745 A1 [0017]
    • EP 2437614 B1 [0018]
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    • EP 2027776 [0025]
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    • JP 2016195553 [0027]
    • WO 20140681817 A1 [0028]
    • WO 2014/88888 A1 [0035]

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung eines käsehaltigen Lebensmittel, das frei von signifikanten Mengen Zusatzstoffe, der Funktionsklassen laut Zusatzstoff-Zulassungsverordnung (ZZulV) Komplexbildner und insbesondere Schmelzsalze ist, wobei das käsehaltige Produkt ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung oder ein käsehaltiges Lebensmittel ist, umfassend die Schritte: 1.1 Vermischen von Käse und/oder Wasser und/oder Butter und/oder Pflanzenfett und/oder einem Milcherzeugnisse und/oder mehreren Milcherzeugnissen zu einer käsehaltigen Masse (30), 1.1.1 Die Mischung weist einen pH-Wert von 4,9 - 6,5 auf: Idealerweise beträgt der pH- Wert der Gesamtmischung 5,2 - 5,8. 1.2 wobei ein natürlicher Käse und/oder eine Mischung von natürlichen Käsesorten mit einem Anteil von 5 bis 90 Gew. Prozent vorhanden ist. 1.3 wobei ein Milch-Proteinanteil (46, 47) im Bereich von 5 bis 30 Gew. Prozent vorhanden ist 1.4 wobei ein Wassergehalt (48) im Bereich von 20 bis 80 Gew. Prozent vorhanden ist 1.5 wobei eine nicht signifikante Menge der Zusatzstoffe, der Funktionsklassen laut Zusatzstoff-Zulassungsverordnung (ZZulV) Komplexbildner und insbesondere von Schmelzsalzen von weniger als 0,3 Gew. Prozent vorhanden ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 1.6 Erhitzung der käsehaltigen Masse (30) auf 60 - 100 ° C vorzugsweise 90° C vorzugsweise durch Dampfeinspritzung und/oder Umwandlung der mechanischen Energie in thermische Energie 1.7 Eintrag einer hohen kinetischen Energie durch mechanische Bearbeitung der gesamten käsehaltigen Masse (30), 1.7.1 wobei das unemulgierte Fett (45) durch die mechanische Bearbeitung emulgiert wird 1.7.2 wobei durch den mechanischen Energieeintrag die ursprünglichen Fettkugeln (41) und die neu entstanden Fettkugeln von einem ausgangsweise vorhandenen durchschnittlichen Fettkugel-Durchmesser (FKD) auf einen finalen Fettkugel-Durchmesser im Bereich zwischen 1/3 bis 1/20 vorzugsweise auf 1/5 des ausgangsweise vorhandenen Fettkugel-Durchmessers verringert wird 1.8 Bei Bedarf kann die mechanische bearbeitete käsehaltige Masse (30') anschließend UHT erhitzt werden, um Sporenbildner abzutöten. 1.9 Abfüllen der heißen käsehaltigen Masse (30'), 1.10 Abkühlen der abgefüllten käsehaltigen Masse (30') auf eine Temperatur von 30 °C oder niedriger.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung der käsehaltigen Masse (30) auf 60 - 100 ° C erfolgt vor und/oder während und/oder nach der mechanischer Bearbeitung, wobei die eingebrachte mechanische Energiemenge mind. 70 kWs/kg in die käsehaltige Masse (30) beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der anfängliche, durchschnittliche Fettkugeldurchmesser D50 im Bereich von 50 Mikrometer vor der mechanischen Bearbeitung auf einen durchschnittlichen Fettkugeldurchmesser D50 nach der mechanischen Bearbeitung im Bereich von 0,1 bis 30 Mikrometer verringert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erhitzen bei einer Temperatur im Bereich von 65 °C bis 160 °C, vorzugsweise 70 °C bis 95°C, insbesondere vorzugsweise 85 °C bis 90 °C durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in die käsehaltige Masse (30) eingetragene mechanische Energiemenge im Bereich von 70 bis 2000 kWs/kg käsehaltige Masse (30), vorzugsweise 100 bis 500 kWs/kg, insbesondere vorzugsweise 150 bis 250 kWs/kg liegt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mechanische Bearbeitung in einem Zeitraum im Bereich von 15 Sekunden bis 60 Minuten, vorzugsweise 5 bis 30 Minuten, insbesondere vorzugsweise 15 bis 25 Minuten durchgeführt wird,
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fettkugel-Durchmessergrößenverteilung in der mechanisch bearbeiteten käsehaltigen Masse (30') vorzugsweise unimodal und vorzugsweise mit folgender Größenverteilung vorliegen: 7.1 Größenverteilung D90 von 1 bis 500 µm, vorzugsweise 5 bis 400 µm, weiter vorzugsweise 10 bis 300 µm, weiter vorzugsweise 150 bis 200 µm, insbesondere vorzugsweise 20 bis 120 µm 7.2 und/oder mit einer Größenverteilung D10 von 0,1 bis 50 µm, vorzugsweise 0,1 bis 40 µm, vorzugsweise 0,1 bis 30 µm, vorzugsweise 0,1 bis 15 µm, insbesondere vorzugsweise 0,1 bis 5 µm, 7.3 und/oder mit einer Größenverteilung D50 von 1 bis 200 µm, vorzugsweise 1 bis 150 µm, weiter vorzugsweise 1 bis 100 µm, weiter vorzugsweise 1 bis 75 µm, insbesondere vorzugsweise 1 bis 30 µm aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das käsehaltige Produkt aus 0-15 % Lactose, 2,5- 20 % Protein bis zu 35 %, 5-40 % Fett, 20 - 80% Wasser zusammensetzt.
  9. Vorrichtung zur Herstellung eines käsehaltigen Produkts, das frei von signifikanten Mengen von Schmelzsalzen ist, wobei das käsehaltige Produkt ein Schmelzkäse oder eine Schmelzkäsezubereitung oder ein käsehaltiges Lebensmittel ist, dadurch gekennzeichnet, dass die käsehaltige Masse (30) in einem beheizbaren Schmelzkessel (20) angeordnet ist, und dass mithilfe einer drehend angetriebenen, mechanischen Beschleunigungseinrichtung (25, 26, 32, 33; 57, 58) eine Fettkugelzerkleinerung stattfindet.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Beschleunigungseinrichtung als bodenseitig angeordnetes Rührwerk (25) oder als bodenseitig angeordnetes Schneidwerk (57) ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Beschleunigungseinrichtung als mindestens teilweise in die käsehaltige Masse (30) eintauchende, drehend angetriebene Turbine (33) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (33) die käsehaltige Masse (30) gegen mindestens eine kesselseitige Prallfläche (43) schleudert und dort zerteilt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Turbine (33) erzeugte Prallströmung (31) im Winkel, vorzugsweise im Winkel von 60 bis 90 Grad, in die am Turbinenrad vorbeiströmende käsehaltige Masse (30) gerichtet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die kesselseitige Prallfläche (43) oberhalb eines Füllpegels (28) im Schmelzkessel (20) angeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung des Durchmessers der Fettkugeln (41, 41') durch mindestens ein in der käsehaltigen Masse umlaufendes Schneidwerk (57) erfolgt, das eine rotierende Turbulenzströmung (59) erzeugt.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerung der Fettkugeln (41, 41') mit einer Ultraschall-Sonotrode oder einer Kolloidmühle oder einem Extruder oder einem Homogenisator oder einer Kugelmühle erfolgt.
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