DE1961885C - Verfahren zur Gewinnung von nativem Milch- und Molkeneiweiß - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ge- werden, so handelt es sich dabei um eine Konzenwinnung von nativem Milch- und Molkeneiweiü trierung durch Vakuumverdampfung,
durch Magermilch- oder Molkedialyse bei Tem- Die Dialyse auch gemäß dem bekannten Verfahren peraturen bis etwa 40° C, wobei vor der Dialyse arbeitet sehr langsam, so daß die industrielle Aneine Konzentrierung der Magermilch oder Molke er- 5 wendung unwirtschaftlich ist. Aus diesem Grunde folgt. wird daher im allgemeinen die Elektrodialyse ange-

Bei einem solchen bekannten Verfahren zur Her- wendet, die zwar etwas schneller als die sogenannte

stellung eiweißhaltiger Produkte aus Molke wird Osmosedialyse arbeitet, aber in erster Linie den

gemäß der deutschen Patentschrift 819 194 diese Entzug der Salze und weniger den Gehalt an Milch-

Temperaturbegrenzung bei der Durchführung der io zuckern beeinflußt. Die Erfindung geht vorzugsweise

Elektrodialyse vorgesehen, weil die Proteine noch von der Anwendung der Osmosedialyse aus, weil

nicht ausflocken und der Widerstand der Flüssigkeit durch die verhältnismäßig gleichmäßige Abscheidung

geringer als bei Zimmertemperatur ist. von Salzen und Zuckern ein für zahlreiche Anwen-

Bei diesem bekannten Verfahren wird die Molke düngen günstigeres Erzeugnis als durch die Elektro-

vor der Elektrodialyse bis zu einem Trockenstoff- 15 dialyse geschaffen wird.

gehalt von 42% eingedickt. Dann entfernt man einen Das mit bekanntem Verfahren durch die Dialyse

Teil der nach einer Kühlung kristallisierten Laktose gewonnene Erzeugnis mit nativem Eiweiß hat einen

durch Zentrifugierung oder Filterung, und diese verhältnismäßig geringen Anteil an Trockenmasse.

Flüssigkeit wird dann der Elektrodialyse unterworfen, Es kann z. B. durch Sprühtrocknung weiterverarbeitet

bis der Aschengehalt um mindestens 80% abge- 20 werden. Das andere Erzeugnis ist ein Dialysewasser

nommen hat. mit Milchzucker und -salzen.

Bei diesem Elektrodialysevorgang wird der Eiweiß- Gemäß obigen Darlegungen ist es bekannt, daß die

gehalt in der Trockenmasse des Endproduktes kaum Dialyse durch eine erhöhte Temperatur beschleunigt

erhöht. Dieses gilt auch, wenn sehr lange Arbeits- werden kann; bei einer zu hohen Temperatur findet

Zeiten vorgesehen werden. 25 aber eine Ausflockung oder Denaturierung der

Nach der USA.-Patentschrift 2 437 080 wird durch Proteine statt. Man hat unter diesem Gesichtspunkt eine osmotische Diffusion und Schwerkrafttrennung 40"' C als günstige Temperatur angesehen.
Magermilch verarbeitet, wobei Proteine abgetrennt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein werden. Dabei wird Wert darauf gelegt, daß das Dialyseverfahren für Milch zu schaffen, welches Ausgangsprodukt durch eine Vorkonzentrierung 30 gegenüber bekannten Dialyseverfahren weitaus vvirtnicht zu viskos wird, d. h. der Trockensubstanzgehalt schaftlicher ist und ein Erzeugnis liefert, das einen Soll möglichst geringer als 15 bis 20% sein, wobei höheren Prozentsatz an Trockensubstanz als ein jedoch auch noch ein Gehalt von 30 bis 34⁰O als Erzeugnis der normalen Dialyse oder der Elektroverwendbar bezeichnet wird. Zwar wird anerkannt, dialyse aufweist, wobei vorzugsweise sowohl Salze daß die Dialysiergeschwindigkeit durch höhere 35 als auch Milchzucker entzogen werden sollen.
Temperaturen gefördert wird, die Arbeitstempera- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geturen werden aber auf 10 bis 15° C beschränkt, weil löst, daß das Konzentrat im Kreislauf mehrfach anderenfalls das Bakterienwachstum eine häufige dialysiert und zwischen den einzelnen Vertahrens-Reinigung der Anlage erforderlich mache. Diese schritten mindestens teilweise konzentriert wird. Arbeitsbedingungen führen zu einer unwirtschaft- 40 wobei Dialyse und Konzentrierung bei etwa gleichlichen Ausnutzung der Einrichtung, wobei auch ein bleibenden Temperaturen bis 70° C durchgeführt Enderzeugnis mit einem verhältnismäßig geringen weiden und eine erste Konzentrierung auf etwa 40 Proteingchalt erreicht wird. bis 50° 0 TS erfolgt und in dem Kreislauf eine im

Diese bekannten Verfahren arbeiten alle mit nur wesentlichen gleiche Viskositäät aufrechterhalten

einem Dialyseschritt. Eine Kreislaufführung nach der 45 wird, bis ein Enderzeugnis mit etwa 25 bis 30% TS

britischen Patentschrift 446 967 bezweckt die Isolie- und einem Proteingehalt von etWi. 70% i. T. erreicht

rung von Kasein durch Extraktion mit Wasser. Dabei ist, worauf dieses gegebenenfalls schonend getrocknet

Wird als Ausgangsmaterial beispielsweise Sojaschrot wird.

Verwendet. Bei kontinuierlicher Durchführung des Hierdurch wird ein Kreislauf in der Form gc-

Vcrfahrens wird die Albuminlnsung fortlaufend in 50 schaffen, daß abwechselnd eine Konzentration erfolgt

ilen sogenannten Anodenraum der Einrichtung zur und Dialyse durchgeführt wird, wobei diese beulen

Durchführung der Elektrodialyse eingebracht. Line Schritte mehrfach hintereinander durchgeführt wer-

konzentration findet dabei nicht statt. den. Das bedeutet, daß jeweils mit Beginn eines Ver-

Zur Verarbeitung von Molke ist nach der USA.- fahrensschrittes der Dialyse eine im wesentlichen

Patentschrift 3 ■'<■ 17 930 cmc Konzentrierung durch ,55 gleichbleibende Viskosität aufrechterhalten wird.

Vorerhitzung und Durchführung durch einen Überraschend hat sich gezeigt, daß durch den für

Vakuumverdampfer bekannt. Dabei werden zur dieses Verfahren vorgesehenen Kreislauf zwischen

Schonung des Proteins Temperaturen bis zu 69° C Dialyse und Konzentrierung eine etwa doppelt so

für eine Einwirkungszeit von etwa 120 Sekunden schnelle Dialysiergeschwindigkeit erreicht wird wie

genannt. Danach wird das Konzentrat einer Elektro- 60 bisher, wobei zugleich auch eine schonende Behand-

dialysc unterworfen, die hinsichtlich des pH-Wertes lung der Ausgangsflüssigkeit zur Erhaltung des

und der Temperatur gesteuert wird. Der Aschen- Eiweißes in nativem Zustand gewährleistet wird. Bei

gehalt soll dabei um etwa 15 bis 95% reduziert diesem Verfahren wird in dem einen Erzeugnis der

werden. Trockenmassegehalt mit zunehmendem Eiweiß/

Das Trockenprodukt soll nach dem Verfahren 63 Zucker-Salz-Verhältnis gegenüber der ersten Kon-

etwa 70 bis 35 Gewichtsprozent Laktose und etwa zentration vermindert. Dabei wird das Eiweiß zu-

18 bis 35*/» Protein enthalten. Wenn zur Entfernung nehmend quellfähiger. Es versteht sich dabei, daß die

der Laktose zwei oder mehrere Schritte angewendet wesentlichen isotherm durchgeführte Konzentrier-

dialyse mit einer Temperatur arbeiten kann, die der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens entgegenkommt. Per Ausdruck »im wesentlichen« bezieht aber ein, daß bei der Konzentrierung eine geringere Temperatur als bei der Dialyse vorliegen kann, bevorzugt wird aber eine praktisch gleichbleibende Temperatur.

Die im wesentlichen gleichbleibend gehaltene Viskosität führt weiterhin zu Zwischenerzeugnissen von im wesentlichen gleicher Konsistenz, so daß für alle Weiterverarbeitungen vorteilhaftere Voraussetzungen vorhanden sind. Insbesondere kann das Erzeugnis zu medizinischen und kosmetischen, jedoch auch diätischen Zwecken besser verwendet werden.

Es gibt dabei verschiedene Steuergrößen zur Überwachung des Verfahrens. Beispielsweise erfolgt die Konzentrierung durch Eindampfung in Abhängigkeit von dem relativ zunehmenden Gehalt an Eiweiß in der Trockenmasse, um eine im wesentlichen gleichbleibende Viskosität einzuhalten. Ferner wird einbezogen, daß man in Abhängigkeit von einer im wesentlichen gleichbleibenden Konzentration des Eiweißes in den Zwischenprodukten steuert. In einer anderen Ausführung können die Verfahrensschritte auch in Abhängigkeit vom Trockenmassegehalt gesteuert werden.

Die Erfindung ermöglicht daher eine Steuerung einmal vom Eiweißgehalt her und zum anderen auf Grund einer Viskositätsmessung. Ferner läßt sich das Verfahren in eine, anderen Ausführung in Abhängigkeit vom Trockenmassegphalt sfuern. Für die Einhaltung der im wesentlichen gleichbleibenden Viskosität ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit einer Eindampfung unter Vakuum. Das ist an sich bekannt. Dabei richtet sich die Höhe des Vakuums in dem erfindungsgemäßen Verfahren nach der angewendeten Temperatur des Verfahrenskreislaufes bzw. nach dem Wasserdampfdruck bei dieser Temperatur.

Bevorzugt wird in Verbindung mit der Eindampfung, daß das Kondenswasser aus der Eindampfung des Eiweißproduktes und/oder aus der Eindampfung des Dialysats als Dialysemedium verwendet wird. Das hat wesentliche Vorteile deshalb, weil praktisch destilliertes Wasser zur Verfugung steht, so daß keine Fremdstoffe, wie sie im Leitungswasser vorhanden sind, in die Dialyseerzeugnisse gelangen können. Bevorzugt wird ferner, daß Dialyse und Konzentrierung bei einer Temperatur von im wesentlichen 58° C durchgeführt werden. Dabei ergibt sich, daß eine gute Verfahrensgeschwindigkeit erreicht wird, ohne daß in dem Kreislauf unter abwechselnder Dialyse und Eindampfung eine Ausflockung des Eiweißes erfolgt, sondern es bleibt nativ erhalten und labfähig. Bei dieser Temperatur findet im übrigen kein Bakterienwachstum statt. Die gleichbleibende Viskosität läßt dabei auch deshalb einen gleichmäßigen Verfahrensablauf zu, weil im Hinblick auf die Maschinenausstattung die Bedingungen für das Umpumpen gleichmäßig bleiben und optimal erhalten werden können.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnenen Erzeugnisse können in bekannter Weise eingedickt werden. Beispielsweise kann das gewonnene Erzeugnis mit Proteingehalt unter schonenden Bedingungen gesprüht werden. Bevorzugt wird aber eine Gefriertrocknung dieses Erzeugnisses. Bei einer anschließenden Pulverisierung ergibt sich dann ein dichteres und schweres Pulver, das besser benetzbar ist als ein Pulver, das aus einem Zwischenerzeugnis gewonnen werden kann, das nach herkömmlichem Dialyseverfahren hergestellt wird. Dieses dichtere Pulver hat nicht nur den Vorteil der besseren Benetzbarkeit, die sich in allen Anwendungen entscheidend hinsichtlich der Löslichkeit auswirkt, sondern auch wirtschaftliche Vorteile hinsichtlich günstigerer Transportbedingungen dxirch ein geringeres Volumen in bezug zum Gewicht.

ίο Durch die Gefriertrocknung wird das Eiweiß jedenfalls in seiner nativen Form belassen und gleichzeitig eine Struktur erzeugt, die sich zur Auflösung oder Weiterverarbeitung besonders eignet.

Das dann erreichte Granulat oder Pulver kann mit anderen, vorteilhaft partikulierten Lebens- oder Genußmitteln, Arzneimitteln, kosmetischen Erzeugnissen usw. vermischt werden. Insbesondere bleibt dabei vorbehalten, das Erzeugnis mit Milch zu mischen, um deren Eiweißgehalt zu steigern.

ao Es wird einbezogen, daß das Erzeugnis der Dialyse vor der Gefriertrocknung geimpft wird, vorzugsweise Joghurtkulturen zugesetzt werden. Dadurch wird die Weiterverarbeitung verbessert. Ferner können dem Erzeugnis der Dialyse vor der Gefriertrocknung andere Substanzer, aus dem Gebiet der Nahrungsmittel, diätetischen Nährmittel, Arzneimittel und Kosmetik zugesetzt werden. Hierdurch kann ein in Wasser oder anderen Flüssigkeiten auflösbares Erzeugnis geschaffen werden, das mit Vitaminen, NaIirungsstoffen oder Würzen versehen ist und eine gute Genußfähigkeit hat.

Bezüglich des Proteins enthaltenden Erzeugnissen ist zu berücksichtigen, daß Eiweiß Fett bindet. Nach der Abscheidung von Salzen und Zucker, die keine Fettbinder sind, kann eine weitere Anwendung auch in der Fleischwarenindustric liegen. Ferner werden als Anwendung genannt: Backwaren, Pudding, Suppen, Dessertzubereitungen u. dgl.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von nativem Milch- und Molkeneiweiß durch Magermilchoder Molkedialyse bei Temperaturen bis etwa 40° C, wobei vor der Dialyse eine Konzentrierung der Magermilch oder Molke erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat im Kreislauf mehrfach dialysiert und zwischen den einzelnen Verfahrensschritten mindestens teilweise konzentriert wird, wobei Dialyse und Konzentrierung bei etwa gleichbleibenden Temperaturen bis zu 70° C durchgeführt werden und eine erste Konzentrierung auf etwa 40 bis 5O°/oTS erfolgt und in dem Kreislauf eine im wesentlichen gleiche Viskosität aufrechterhalten wird, bis ein Enderzeugnis mit etwa 25 bis 3O"/o TS und einem Proteingehalt von etwa 70⁰Zo i.T. erreicht ist, worauf dieses gegebenenfalls schonend getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem zur Konzentrierung eingedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondenswasser aus der Eindampfung des Eiweißproduktes und/oder aus der Eindampfung des Dialysats als Dialysemedium verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dialyse und Konzentrierung bei einer Temperatur von im wesentlichen 58° C durchgeführt werden.