DE2157729A1 - Verfahren zur Herstellung von Kunstmilch - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Kunstmilch

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunstmilch auf Kaseiribasis.

Natürliche Milch hat sowohl vom Gesichtspunkt ihrer chemischen Beschaffenheit als auch von dem des physikochemischen Zustandes der in ihr enthaltenen Substanzen her gesehen eine komplexe Zusammensetzung. Diese Komplexität stellt zahlreiche Probleme sowohl für die Konservierung der Milch als auch für die Herstellung von Käsereiprodukten. Die Wechselwirkung bestimmter wesentlicher Substanzen der Milch und die besonderen Eigenschaften jeder dieser Substanzen begrenzen nämlich erheblich die Freiheit für die Wahl der Arbeitsgänge, denen man die Milch zwecks Erzielung bestimmter Umwandlungen unterwerfen kann. Beispielsweise müssen bei den Käsereiarbeitsgängen, bei welchen der Hauptrohstoff das Kasein der Milch ist, nicht nur die Eigenschaften dieser Substanz, sondern auch die zahlreicher anderer Bestandteile der Milch, beispielsweise

209823/0764

2157723

der Laktose berücksichtigt werden, obwohl diese oder ihre Umwandlungsprodukte oft in den Fertigprodukten nicht mehr vorhanden sind.

Daraus ergibt sich eine Komplizierung und/oder eine Verlangsamung der zum Erzielen des gewünschten Produkts notwendigen Arbeitsgänge oder sogar die Unmöglichkeit, ausgehend von natürlicher Milch, Produkte mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.

Zum Vereinfachen und/oder Beschleunigen der Molkerei- und Käsereiarbeitsgänge und auch zum Erzielen von neuartigen Produkten ist bereits daran gedacht worden, aus der natürlichen Milch die unnützen oder hinderlichen Bestandteile zu entfernen, bevor man sie den gewünschten Umwandlungen unterwirft. Beispielsweise hat man außer dem seit uralten Zeiten durchgeführten Arbeitsgang der Entrahmung der Milch die Milch konzentriert, indem man ihr einen Teil des in natürlichem Zustand in ihr enthaltenen Wassers entzog, oder man hat sie entzuckert, entmineralisiert usw.. Umgekehrt ist auch daran gedacht worden, der natürlichen oder von einem Teil ihrer Bestandteile befreiten Milch bestimmte Substanzen zuzusetzen, die die Erzielung der gewünschten Umwandlungsprodukte begünstigen sollten.

Jedoch waren diese sämtlichen, die Zusammensetzung der Milch zu ändern bestrebten Arbeitsgänge bisher durch die Unmöglichkeit begrenzt, alle physikochemischen Phänomene zu beherrschen, die beim Ändern der chemischen Zusammensetzung oder des physikalischen Zustandes der Milch oder iherer Bestandteile entstehen können. Insbesondere Kasein kann eine Umwandlung erfahren, und zwar eine Ausfällung durch Ansäuerung, wobei

209823/0764

das so erzielte Säurekasein mit Hilfe der bekannten Verfahren nicht mehr in mizellares Kasein umgewandelt werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist also darin zu sehen, ein Produkt zu erhalten, das, obgleich es vom Ernährungsstandpunkt aus gesehen die gleichen nützlichen Eigenschaften aufweist wie natürliche Milch, entweder unverändert oder nach seiner Umwandlung eine Zusammensetzung hat, die sich in einem größeren Bereich als dem der natürlichen Milch nach Belieben verändern läßt. Λ

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kunstmilch auf Kaseinbasis, die außerdem einen bestimmten Anteil mindestens eines bei der Zusammensetzung der Milch dienenden anderen Proteins in Form von Mizellen enthält, die außerdem die solche Mizellen in der natürlichen Milch bildenden Elemente enthält, und zwar Kalziumphosphokaseinat und Kalziumphosphat. Selbstverständlich ist zur Herstellung von Kunstmilch mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung die Verwendung eines anderen Proteins als Kasein nicht unbedingt notwendig, da die erzielte Kunstmilch als die Mizellen bildendes Protein nur Kasein enthalten kann.

Dazu wird das Verfahren nach der Erfindung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine pulverförmige proteinhaltige Substanz, die mindestens 70 Gew.^ in saurer Umgebung ausgefälltes Kasein und höchstens 30 Gew.% mindestens eines Pflanzen proteins aus Ölpflanzensamen enthält, in einer Ionen mindestens eines Alkalimetalls enthaltenden basischen wässrigen Lösung aufgelöst wird, deren Menge und pH-Wert so sind, daß man nach vollständiger Auflösung der proteinhaltigen Substanz eine Lösung mit einem zwischen 5,5 und 7,3 liegenden pH-Wert erhält, daß in diese Lösung eine zum Anheben

209823/0764

des pH-Wertes bis auf 7>5 bis 10 ausreichende Menge eines Geraisches aus Kalziurahydroxid und Kalziumchlorid eingebracht und der letztlich erhaltenen Lösung eine wässrige Phosphorsäurelösung in einer Menge und Konzentration zugesetzt wird, die ausreichen, um den pH-Wert des Ganzen auf 5»6 bis 6,8 :,u bringen.

Bekanntlich ist das auch als "isoelektrisches Kasein" bezeichnete Säurekasein das durch Ausfällung von Kasein aus natürlicher Milch in einer Umgebung mit einem dem isoelektrischen Punkt von Kasein entsprechenden pH-Wert von etwa 4,5 erhaltene unlösliche Produkt. Die Erlangung dieses pH-Wertes ergibt sich aus dem Einbringen einer sauren Lösung in die Milch oder aus der Einwirkung von Bakterien, die die Laktose der Milch in organische Säuren, insbesondere in Milchsäuren umwandeln, oder auch aus der Kombination dieser beiden Ansäuenngsverfahren. In seinem ursprünglichen Zustand ist das Kasein der Milch in Form von kolloidalen Mizellen vorhanden, die zum größten Teil aus einem Kalziumphosphokaseinat- und Kalziumphosphatkomplex bestehen. Das Säurekasein befindet sich vom Standpunkt elektrischer Ladungen her gesehen in neutralem Zustand und ist kalziumarm, wobei die Ansäuerung des ursprünglichen mizellaren Kaseins insbesondere den Zweck hat, das in ihm enthaltene gesamte Kalzium und den gesamten an den aus den anorganischen Phosphaten des vorerwähnten Komplexes stammenden Phosphoranionen gebundenen Phosphor in Lösung zu überführen.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, das Säurekasein und gegebenenfalls mindestens ein weiteres Protein in einer Ionen mindestens eines Alkalimetalls enthaltenden basischen wässrigen Lösung aufzulösen, in die erhaltene Lösung aus aufgelöstem Kasein, indem sie auf einen basischen pH-Wert gebracht wird, eine bestimmte Kalziummenge, die zumindest gleich der ist, die für die Neubildung von Kolloidalkasein-

209823/0764 - 5 -

mizellen notwendig ist, einzubringen und schließlich die Lösung leicht anzusäuern in der Weise, daß die Neubildung von Mizellen des Kalziumphosphokaseinat-Kalziumphosphat-Komplexes analog denen des tnizellaren Kaseins von natürlicher Milch herbeigeführt wird. Beim letztgenannten Vorgang ist es wahrscheinlich, daß die Bildung der Mizellen sich aus der Unlöslichkeit des Kalziumphosphats in Form von sehr kleinen Teilchen ergibt, die die Aufgabe von tnizellaren Keimen erfüllen, an welchen sich das Kalziumphosphokaseinat absetzt.

Vorzugsweise wird zum Bilden der alkalische Ionen enthaltenden | basischen wässrigen Lösung eine sehr verdünnte wässrige Lösung eines alkalischen Hydroxids, und zwar eine Soda- oder Kaliutnoxydlösung benutzt mit einer Konzentration an alkalischen Ionen, die höchstens gleich dem Wert von natürlicher Milch ist, die bei ihrer Reaktion mit dem Säurekasein einen neutralen oder leicht sauren oder sehr gering alkalischen pH-Wert annimmt. Vorzugsweise werden die Konzentration und die Menge dieser zum Auflösen einer gegebenen Säurekaseinmenge verwendeten Lösungen so gewählt, daß man für die Proteine lösung einen pH-Wert zwischen 6,5 und 7 erhält. Außerdem werden vorzugsweise ie Kalziumhydroxid- und die Kalziumchloridmenge sowie die Menge der Phosphorsäurelösung so gewählt, daß für das End- + produkt ein pH-Wert in der Größenordnung von 6,2 erzielt wird.

Zum Auflösen von Kasein oder eines Gemisches aus Kasein und mindestens einem weiteren geeigneten Protein kann entweder vorher die basische wässrige Lösung durch Auflösung der gesamten geeigneten Alkalihydroxidmenge in dem verwendeten Lösungsmittel (ggf. Wasser, Molke aus natürlicher Kuhmilch, Wasser oder Serum, welches mindestens eine Substanz wie ein Kohlehydrat usw. enthält,) zubereitet oder das Kasein oder das Proteinegemisch in dem Lösungsmittel dispergiert und erst später der so erhaltenen Dispersion die geeignete Alkalihydroxidmenge zugesetzt werden. Die letztgenannte Verfahrensweise ist die vorteilhaftere, da sie es durch allmähliches Zusetzen des Alkalihydroxids ermöglicht, die Auflösungsgeschwindigkeit

209823/0764

der Proteine zu regulieren und den pH-Wert des Milieus zu einem gegebenen Zeitpunkt in einem gegebenen Teil des Milieus genau zu beherrschen. Man hat, indem man bei der Auflösung der Proteine in dieser letztgenannten Weise vorgeht, festgestellt, daß die letztlich erzielte Kunstmilch insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit, unter Einwirkung von Lab zu koagulieren, von besserer Qualität ist, als wenn man die Proteine in einer vorher zubereiteten basischen Lösung auflöst.

Die Temperatur, bei welcher die verschiedenen Vorgänge des Verfahrens durchgeführt werden, liegt vorzugsweise zwischen 0 und 60 C, insbesondere in der Größenordnung von 40⁰C₀ Diese Temperatur wird einerseits gewählt, um das Auflösen des Säurekaseins zu beschleunigen und andererseits, um die Neubildung der Kolloidalkaseinmizellen zu begünstigen. Es ist auch möglich, die verschiedenen beschriebenen Vorgänge bei von einem Vorgang zum anderen unterschiedlichen Temperaturen durchzuführen, indem man beispielsweise das Auflösen des Kaseins bei 50⁰C und die Endansäuerung bei 25°C durchführt.

Vorzugsweise wird die Auflösung der Proteine bei einer Temperatur zwischen 20 und 50⁰C durchgeführt,wobei eine Temperaturerhöhung eine schnellere Auflösung zur Folge hat.

Dagegen ist es vorzuziehen, die Temperatur der Proteineüösung beim Einbringen in die Lösung aus dem Kalziumhydroxid- und Kalziumchloridgemisch und der Phosphorsäurelösung auf einen Wert zwischen 0 und 12°C zu halten, damit jegliche Gefahr einer Denaturierung der Proteine vermieden wird und die Bildung der kolloidalen Mizellen reguliert werden kann. Indem man nämlich auf diese Weise diese beiden Vorgänge bei einer Temperatur von höchstens 12⁰C durchführt, wird verhindert, daß sich die Mizellen nicht sofort beim Zusetzen der Phosphorsäure bilden und man kann die Bildungsgeschwindigkeit dieser Mizellen

- 7 -209823/0764 ^copy

regulieren, indem das so erhaltene Ganze bis nuf eine Temperatur zwischen 20 und 6O⁰C erwUrint wird.

Als Protein aus ÖlpfIan7«nsnmen können beispielsweise nuBer

dem Sojaprotein die nus Erdnüssen, Sonnenblumen, Itaps, Hnumwolle,

Flachs usw. gewonnenen Proteine verwendet werden. Ganz

allgemein liegt der isoelektrische Punkt der als Gemisch mit Kasein verwendbaren Proteine nahe «lern von Kasein, d.h.

in der Größenordnung von Ί,5 bis ^lt,H (in Einheiten des pH-Wertes).

Siehe Proteine können entweder in reinem, d.h. durch ihre Extraktion und Ausfällung bei ihrem isoelektrischen Punkt erzielten Zustand, oder im Zustand von zumindest teilweise entfettetem Samenmehl verwendet werden. Heispielsweifie kann man bei Soja entweder das beim isoelektrischen Punkt abgesonderte Protein oder entfettetes Sojamehl verwenden, das ungefähr 50 Gew.# Protein enthalt.

Obgleich die vorerwähnten Proteine bei alleiniger Verwendung unfähig sind, Mizellen wie Kaseinmizellen zu bilden, können sie bei ihrer Verwendung in Verbindung mit Säurekasein zur Dildung von gemischten Mizellen aus Kasein und anderen Proteinen dienen, und zwar bis zu einer Konzentrationsgrenze von mindestens 30 Gew.fo dieser zusätzlichen Proteine in De zug auf das Gesamtproteingewiclit einschließlich Kasein. Die außer Kasein mindestens ein wie vorstehend angegeben ausgewähltes weiteres Protein enthaltende Kunstmilch hat eine Empfindlichkeit für Lab, die der einer nur Kasein enthaltenden Kunstmilch und der von natürlicher Milch vergleichbar ist.

Was die in einer gegebenen Menge einer basischen wässrigen Lösung zur Listing gebrachten Proteingesamtmenge betrifft,

so liegt diese vorzugsweise zwischen etwa 3 und 9 Gew.% dieser

COPY 209823/0764

Lösung. Bei einer Säurekaseinkonzentration von 3 erhält man eine Kunstmilch mit einer Konzentration an neu gebildetem kolloidalen Kasein in der gleichen Größenordnung wie der des kolloidalen Kaseins von natürlicher Milch. Bei einer Konzentration von mehr als 3 Gev.% erhält man unmittelbar Kunstmilch mit einer Kaseinkonzentration, die der von eingedickter natürlicher Milch gleichwertig ist.

Zur Bildung der benutzten wässrigen Lösungen kann entweder reines Wasser in der Weise verwendet werden, daß die erhaltene Kunstmilch eine einfache kolloidale Suspension von raizellarem Kasein in Wasser ist, oder eine wässrige Lösung, die verschiedene Substanzen enthält, die beispielsweise aus den normalen Bestandteilen der natürlichen Milch ausgewählt sind, wie beispielsweise Kohlehydrate, insbesondere Zucker wie Zacharose, Glukose, Laktose und Stärken. Als wässrige Lösung kann auch reine, konzentrierte, verdünnte oder in beliebiger Weise, insbesondere durch Zusatz von in Wasser löslichen oder dispergierbaren Substanzen und/oder durch Mischen mit mindestens einer weiteren wässrigen Flüssigkeit modifizierte Molke verwendet werden,, Man kann ihr mindestens einen Fettstoff in Form einer Emulsion zusetzen und so eine fette Kunstmilch erhalten. Auch kann dem erhaltenen Produkt nach Bildung der Mizellen aus kolloidalem Kasein oder der gemischten Mizellen aus Kasein und einem weiteren Protein ein Fettstoff zugesetzt werden.

Es läßt sich also eine Kunstmilch erzielen mit einer der Zusammensetzung von natürlicher Milch mehr oder weniger angenäherten beliebigen Zusammensetzung, die bei entsprechenden oder gar verbesserten Ergebnisse die üblichen Behandlungen von Milch, beispielsweise die Molkerei- oder Käsereiarbeitsgänge, die Pasteurisierung, die Sterilisierung, die Eindickung, die Trocknung usw. verträgt. Diese Kunstmilch kann also mit Hilfe

- 9 209823/0764

2157723

der gleichen Verfahren wie bei natürlicher Milch in die Form von Milchpulver oder eingedickter Milch gebracht werden, wobei die so erhaltenen Produkte entsprechende oder bessere Eigenschaften als ausgehend von natürlicher Milch erzielte Produkte der gleichen Art haben. Diese Milch kann in ihrer ursprünglichen Form verbraucht werden. Dieses Iiittel kann also an sich ein Produkt von neuartiger Zusammensetzung darstellen oder eine Zusammensetzung analog der von natürlicher Milch haben.

Um die Bildung der Mizellen zu verbessern, unterwirft man I

vorzugsweise das Ganze nach dem Zusetzen der Phosphorsäurelösung oder vorkonimendenfalls nach seiner letztlichen Erwärmung, wenn bei einer Temperatur von höchstens 10 C die Vorgänge des Zusetzens von Kalziumhydroxid und Kalziumchlorid sowie der Ansäuerung durch Phosphorsäure durchgeführt werden, einem zwischen 60 und 200 Atmosphären liegenden Druck. Zu diesem Zweck kann eine Kolbenhomogenisierungsmaschine benutzt werden, wie man sie normalerweise zum Homogenisieren von Milch benutzt. Eine sehr kurze Anwendungsdauer dieses Druckes beispielsweise in der Größenordnung von einigen Sekundenbruchteilen bis zu einigen Sekunden kann genügen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Es kann jedoch vorteilhaft sein, diesen Arbeits- | gang mehrmals durchzuführen. Selbstverständlich kann dieser Arbeitsgang mit dem Einbau von Fettstoff in die Milch kombiniert werden, wobei er zugleich mit einer guten Struktur der Mizellenblldung ermöglicht, die Verteilung des Fettstoffes in der Milch in homogener Weise zu erzielen.

Um die Güte des erhaltenen Produkts noch weiter zu verbessern, ist es zweckdienlich, das Endprodukt nach Einwirkung des Druckes beispielsweise bis auf einen Trockensubstanzgehalt von hO^c/o einzudicken. Zu diesem Zweck kann eine Destillation unter Vakuum durchgeführt werden.

- 10 209823/0764

Je nach ihrer Zusammensetzung ermöglicht die mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung hergestellte Kunstmilch also das Erzielen neuartiger Milch- und Käseprodukte oder die Verbesserung von Herstellungsverfahren für bereits bestehende Produkte und/oder die Verbesserung der Qualität solcher Produkte.

Beispiel 1

In 2 Liter natürliches Kuhmilchserum (Molke) mit 6 Gew.% Trockensubstanz (das durch Auflösen von 120g pulverförmiges Serum in 1,9 Liter Wasser zubereitet wurde) werden 1,5 Milliliter einer wässrigen Lösung aus Natriumhydroxid 5 N und 8,14t Milliliter einer wässrigen Lösung aus Kaliumhydroxyd 5 N eingebracht. Die so erhaltene Lösung wird auf 40 C erwärmt, und es werden in ihr bei kräftigem Umrühren und bei Aufrechterhaltung der Temperatur von 40 C der Lösung 60 g pulverförmiges Säurekasein aufgelöst, das ausgehend von entrahmter natürlicher Milch in folgender ί/eise erzielt wurde:

Ansäuerung mittels HCl N bis auf einen pH-Wert von 4,5, Abscheidung des isoelektrischen Kaseinniederschlages durch Filtrierung, Waschen niit reinem Wasser, Trocknen in trockener Luft bei 40⁰C und Zerkleinern bis in Form eines feinen Pulvers (Größe der Teilchen: zwischen 50 und 200 /um).

Die zum Erzielen der vollständigen Auflösung des Kaseins benötigte Zeit beträgt etwa 20 Minuten. Man erhält eine durchscheinende Lösung, deren pH-Wert 7'beträgt.

Dieser letztgenannten Lösung werden nacheinander unter kräftigem Umrühren in kleinen Bruchteilen 1 g Kalziumhydroxid (Ca(OIl)₀) und dann 5,3 g wasserhaltiges Kaliumchlorid (CaCl₀, 2 H₀O) zugesetzt. Der pH-Wert der Lösung nimmt nach dem Zusetzen des Kalziumhydroxids den Wert 8 an und stellt sich am Ende des

209823/0764"

Zusetzeiis des Kalziuuichlorids auf 7,5» ein. Zu diesem Zeitpunkt ist die Lösung immer noch durchsichtig.

Dann wird der Lösung 5 N Phosphorsäure zugesetzt. Der pH-Wert der Lösung senkt sich auf 6,5, wobei die Lösung ein mühiges Aussehen annimmt. Die so erhaltene Kunstmilch entspricht einer entrahmten Milch.

Diese Kunstmilch läßt sich nach Homogenisierung bei hO C _Λ

in einer Kolbenhomogenisierungsmaschine mit Hilfe des bekannten ' Trocknungsverfahren mittels Zerstäubung in Pulverform bringen. Das so zubereitete Milchpulver löst sich in warmen oder kaltem Wasser oder in Getränken wie Kaffee oder Tee in gleicher Weise auf wie ausgehend von natürlicher Milch zubereitetes Milchpulver.

Beispiel 2

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch benutzt man anstelle von natürlichem KuhmiIchserum (Molke) die gleiche Menge (2 Liter) einer 6 Gew.% Glykosesirup (Trockensubstanz) enthaltenden wässrigen Lösung. Die so erhaltene Kunstmilch

kann zum Füttern von Kälbern verwendet werden. |

Beispiel 5

Es wird wie im Beispiel 2 verfahren, jedoch benutzt man zur Zubereitung der zum Auflösen des Säurekaseins benutzten alkalischen Lösung anstelle eines Gemisches aus einer wässrigen Sodalösung und einer wässrigen Kaliumoxydlösung 9,64 Milliliter einer wässrigen Kaliumoxydlösung. Auf diese Weise erhält man eine von Natriumionen freie Kunstmilch, die bestimmten Ernährungsdiäten besonders gut angepaßt ist.

- 12 -

209823/0764

Beispiel 4

In 4.400 nil eingedicktes Kuhrailchserum (Molke) mit ±5% Trockensubstanz (eingedicktes Hartpaste-Käseserum) mit einem pH-Wert von 6,2 werden unter kräftigem Umrühren mit Hilfe eines schnellaufenden Schraubenrührers 330 g pulverförmiges isoelektrisches Kasein dispergiert (welches ausgehend von entrahmter Kuhmilch durch Ausfällung mit Hilfe von Chlorwasserstoff säure in im Beispiel 1 angegebener Weise erzielt wurde). Unter weiterem Umrühren in gleicher Wiese werden nach Dispersion des gesamten Kaseins in die Lösung tropfenweise 50 ml Kaliumhydroxid 5 N und 6,65 ml Natriumhydroxid 5 N eingebracht. Der Durchsatz der Kaliumhydroxidlösung und der Natriumhydroxidlösung wird so reguliert, daß die völlige Auflösung des Kaseins in 1 Stunde erreicht wird, während die Temperatur des flüssigen Milieus auf
Der pH-Wert stellt sich auf 7,2 ein.

Temperatur des flüssigen Milieus auf 35°C gehalten wird.

Darauf wird die erhaltene Lösung auf iO°C abgekühlt und werden in ihr nacheinander Ii g (feinpulveriges) Ca(OH)₂ und 24,3 g CaCIp, 6HgO dispergiert. Der pH-Wert des so erhaltenen Milieus (Suspension von Ca(OH)₂ in einer wässrigen Lösung der anderen Bestandteile des Ganzen) beträgt 9,8.

Diese zuletzt erwähnte Suspension wird bei Aufrechterhaltung ihrer Temperatur von 10 C und bei kräftigem Umrühren in ihrem gesamten Umfang durch Zusetzen von 80,2 ml Phosphorsäure PO.H, in wässriger Lösung SN angesäuert. Der pH-Wert des Milieus stellt sich auf 6,4 ein ohne merkliche Färbungsveränderung des Milieus.

Das Milieu wird bis auf 35°C erwärmt. Im Verlaufe dieses Vorgangs wird ein allmähliches Bleichen des Milieus beobachtet, welches die Bildung von Mizellen offenbart. Darauf wird die so

- 13 -

209823/0764

erhaltene kolloidale Suspension mit Hilfe einer Kolbenhomogenisierungsniaschine unter Beibehaltung ihrer Temperatur von 35°C für etwa 1 Sekunde einem Druck von 200 Atmosphären unterworfen. Auf diese Weise erhält man eine mizellare Suspension mit genau dem gleichen Aussehen wie dem von natürlicher Kuhmilch. Die so erhaltene Kunstmilch hat eine Konzentration an Trockensubstanzen von 23%, wobei ihre Empfindlichkeit für Lab nach Verdünnung bis auf lOfo Trockensubstanzen gleich der von entrahmter natürlicher Kuhmilch mit gleicher Trockensubstanzkonzentration (lO^a/o) ist, wie es der g nachfolgende Versuch zeigt: Bei 35°C beträgt bei Verwendung von auf ein Zehntausendstel genau 0,04 Gew.% Lab die durchschnittliche Koagulationszeit dieser durch Verdünnung in Wasser auf eine Trockensubstanzenkonzentration von 10$ gebrachten Kunstmilch 5 Minuten.

Nach Eindickung bis auf kOfo Trockensubstanz und Trocknen durch Zerstäubung erhält man ausgehend von dieser Kunstmilch ein Pulver mit sehr guter Fähigkeit zur Wiederauflösung in Wasser, dessen analytische Zusammensetzung folgende ist:

Feuchtigkeit r.\ Stickstoff /j Proteine /_\ Ah

Asche ^ Natrium /_\ Kalium /-\ Kalzium/-» Phosphor , g\ Chlor

3,76 Gew.% 5,61 Gew.% 35,40 Gew.% 9,76 Gew.% 0,50 Gew.% 1,87 Gew.% 1,22 Gew.% 0,811 Gew.fo 1,96

(1) Ergebnis der Analyse nach der Methode von Karl Fischer

(2) Ergebnis der Analyse nach der Methode von Dumas

(3) Stickstoff χ 6,35

( Kalzinierung bei 55O°C im Verlaufe von 3 Stunden

209823/0764

(5) Analyse mittels atomarer Absorption

(6) kolorimetrische Analyse

(7) potentiometrisehe Analyse

Nach Wiederauflösung dieses Kunstrailchpulvers in Wasser erhält man eine Milch mit der gleichen Fähigkeit, unter Einwirkung von Lab zu koagulieren wie eine natürliche Milch von ausgezeichneter Qualität.

Beispiel 5

Es wird wie im Beispiel h verfahren, indem jedoch 120 g Kasein in 1250 ml Wasser aufgelöst und 15,16 ml einer wässrigen KOH 5 N-Lösung zum Anheben des pH-Wertes des Milieus benutzt werden.

Wenn das Kasein vollständig aufgelöst ist, wird die erhaltene Lösung auf 10°C abgekühlt und werden in dieser Lösung nacheinander 4 g feinpulveriges Ca (OH)₂ und 5»^öcJ g CaCl₂, 2HgO dispergiert.

Die endgültige Ansäuerung wird mit Hilfe von 29 ml einer wässrigen Lösung aus Phosphorsäure 5 N durchgeführt.

Außerdem werden sämtliche im Beispiel 3 beschriebenen Arbeitsgänge durchgeführt.

Auf diese Weise erhält man eine natriumarme Kunstmilch mit Eigenschaften die der Milch entsprechen, die man erhält, indem man wie im Beispiel 3 verfährt.

Beispiel 6

Es wird wie im Beispiel 5 verfahren, indem jedoch in den 125o ml nach Dispersion des Kaseins aber vor dem Zusetzen der wässrigen

- 15 -

209 8.2 3/0764

Kaliumhydroxidlösung 150 g Zacharose aufgelöst werden. Man erhält eine gezuckerte und natriuraarme Kunstmilch.

Beispiel 7

Es wird wie im Beispiel k verfahren, indem jedoch 120 g Kasein und 30 g Sojaprotein, das bei seinem isoelektrischen Punkt abgesondert wurde, in 500 ml Kuhmilchserum (Molke) mit 6% Trockensubstanz aufgelöst werden, während das Milieu auf 30°C gehalten und tropfenweise 19 ml KOH in wässriger Lösung 5 N sowie 3 ml Na OH in wässriger Lösung 5 N zugesetzt werden (Gesamtdauer des Vorgangs der Überführung der Proteine in Lösung: 1 Stunde).

In der so erhaltenen Lösung werden, nachdem sie auf 10⁰G abgekühlt ist, nacheinander 5 g (feinpulveriges) ca(OH)„ und 7,32 g CaCl₂, 2 H₃O dispergiert. Man erhält eine Suspension mit einem pH-Wert von 9»5.

Der Änsäuerungsvorgang erfolgt, indem die Suspension auf 10°C gehalten wird, durch Zusetzen von 37 ml Phosphorsäun in Lösung 5 N, was den pH-Wert des Milieus auf 6,3 senkt.

Außerdem werden die gleichen Arbeitsgänge durchgeführt wie im Beispiel 4.

Der wie im Beispiel 4 beschrieben durchgeführte Koagulationsversuch hat eine durchschnittliche Koagulationszeit von 3 Minuten zum Ergebnis. Die so erhaltene Dickmilch hat eine feste Struktur, und die Molke enthält nur geringfügige Sojaproteinspuren.

Beispiel 8

Es wird wie im Beispiel 7 verfahren, indem jedoch anstelle der 30 g abgesondertes Sojaprotein 30 g entfettetes Sojamehl mit folgender Zusammensetzung verwendet werden.

209623/0764

Proteine: 54,5 Gew.%

Kohlehydrate: 30,1 Gev₀fo

Fett: 0,6 Gew.%

Asche: 6,0 Gew.%

Fasern: 2,6 Gew.%

Feuchtigkeit: 7,5 Gew.%

Man erhält eine Kunstmilch, die der beim Verfahren nach Beispiel 6 erhaltenen entspricht und deren mittlere Koagulationszeit 3 Minuten beträgt, wobei die durch Koagulation erhaltene Dickmilch dieser Milch ebenfalls eine feste Struktur hat und die Molke nur Sojaproteinspuren enthält.

Beispiel 9

Es wird wie im Beispiel 4 verfahren, indem jedoch 480 Gramm Kasein und 120 g bei seinem isoelektrischen Punkt abgesondertes Sojaprotein in 8400 ml Kuhmilehserurn (Molke) mit 14,4 ^G/o Trockensubstanz aufgelöst werden, während das Milieu auf 30 C gehalten wird und ihm tropfenweise 76 ml KOII 5 N-Lösung und 12 ml NaOH 5 N—Lösung zugesetzt werden (Gesamtdauer des Vorgangs der Überführung der Proteine in Lösung: Minuten).

Nachdem die Lösung auf 10°C abgekühlt worden ist, werden in ihr nacheinander 20 g (feinpulveriges) Ca(OH)₂ und 28,9 g CaCl₂, 2H₂O dispergiert.

Der AnsäuerungsVorgang erfolgt, indem die Suspension auf 10°C gehalten wird, durch Zusetzen von 145,1 ml Phosphorsäure in Lösung 5N. Der pH-Wert des Milieus ist dann auf 6,6 gesenkt.

Außerdem werden die gleichen Arbeitsgänge wie im Beispiel 3 durchgeführt, wobei jedoch das nach Einwirkung des Druckes von

- 17 -

209823/0764

200 Atmosphären erhaltene Endprodukt statt auf hOfe auf 35% Trockensubstanz eingedickt wird.

Das nach Trocknen durch Zerstäubung erhaltene Kunstmilchpulver ermöglicht die Wiederherstellung einer Milch mit einem pH-Wert von 6,6 und einer Koagulationszeit von 15 Minuten, Indem dieser wiederhergestellten Milch 0,1 Gew.% CaCl₂, 2EL0 oder ihr eine zum Senken ihres pH-Wertes auf 6,3 ausreichende P0.H_-Menge zugesetzt wird, läßt sich ihre Gerinnungszeit

auf 4 Minuten herabsetzen. ^

Beispiel 10

Es wird wie im Beispiel 9 verfahren, indem jedoch anstelle der 120 g bei seinem isoelektrischen Punkt abgesondertes Sojaprotein 120 g entfettetes Sojamehl mit der im Beispiel 7 angegebenen Zusammensetzung verwendet werden.

lian erhält eine Kunstmilch mit Eigenschaften, die denen der Milch entsprechen, die erzielt wurde, indem in im Beispiel 9 angegebener Weise verfahren wird.

Es sei bemerkt, daß ein Verfahren zur Herstellung einer von * Natriumionen freien Kunstmilch insbesondere in dem USA-Patent 2 998 315 beschrieben ist. Gemäß diesem Verfahren wird das (ausgehend von entrahmter Milch durch Zusatz von HCl bis zu einem pH-Wert von 4,6 erzielte) isoelektrische Kasein in Form eines Sols in ein wässriges Milieu mit einem pH-Wert von 11,0 eingebracht, das aus einem Geraisch von NH.OH, von KOH und von Ca(OH)₂ besteht. Dieses Verfahren ermöglicht jedoch nicht das Erzielen eines mit der erfindungsgemäß erzielten Kunstmilch übereinstimmenden Produktes. Nämlich nur die Überführung der Proteine beim Fehlen ,von Kalziumionen in vollständige Lösung, die in einem Milieu mit einem 7,3 nicht übersteigenden pH-Wert

- IJ -

209823/076Λ

beendet wird, während das Zusetzen von Kalziuniliydroxid und Kalziumchlorid sowie das Zusetzen von Phosphorsäure erst nach dieser Überführung in Lösung erfolgen, ermöglicht die Wiederherstellung eines mizellaren Systems, welches der erhaltenen Kunstmilch Eigenschaften verleiht, die in allen Punkten und insbesondere hinsichtlich der Gerinnung unter Einwirkung von Lab denen einer natürlichen Milch entsprechen.

Patentansprüche

- 19 -

209823/0764

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung von Kunstmilch auf Kaseinbasis, dadurch gekennzeichnet, daß eine pulverförmige proteinhaltige Substanz, die mindestens 70 Gew.$ in saurer Umgebung ausgefälltes Kasein und höchstens 30 Gew.% mindestens eines Pflanzenproteins aus Ölpflanzensamen enthält, in einer Ionen mindestens eines Alkalimetalls enthaltenden basischen wässrigen Lösung aufgelöst_;wird, deren Menge und pH-Wert so sind, daß man nach vollständiger Auflösung der proteinhalt igen Substanz eine Lösung mit einem zwischen 5,5 und 7,3 liegenden pH-Wert erhält, daß in diese Lösung eine zum Anheben des pH-Wertes bis auf 7,5 bis 10 ausreichende Menge eines Gemisches aus Kalziumhydroxid und Kalziumchlorid eingebracht und der letztlich erhaltenen Lösung eine wässrige Phosphorsäurelösung in einer Menge und Konzentration zugesetzt wird, die ausreichen, um den pH-Wert des Ganzen auf 5,^ his (>,8 zu bringen.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Proteinmenge, die in einer gegebenen Menge einer basischen wässrigen Lösung aufgelöst wird, zwischen 3 und 9 Gew.% dieser Lösung beträgt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pflanzenprotein bei seinem isoelektrischen Punkt abgesondertes Sojaprotein ist.

   - 20 -

   209823/0 764

   k» Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Pflanzenprotein aus den Samenkörnern einer der nachfolgenden Ölpflanzen stammt: Erdnuß, Sonnenblume, Flachs, Baumwolle und Raps.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die basische wässrige Lösung eine verdünnte Lösung aus mindestens einem der nachfolgenden Alkalimetallhydroxide ist: Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid.

   6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel für die basische wässrige Lösung Milchserum (Molke) verwendet wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die basische wässrige Lösung mindestens ein aus Zuckern und Stärken ausgewähltes Kohlehydrat enthält.

   b, Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß alle Arbeitsgänge bei einer Temperatur zwischen 0 und 60°C durchgeführt werden.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Proteinelösung beim Einbringen der Lösung des Kalziumhydroxid- und Kalziumchloridgetniscb.es sowie der Phosphorsäurelösung auf einem zwischen O und 12°C liegenden Wert gehalten wird und das so erhaltene Ganze bis auf ein«
   warnt wird.

   der Phosphorsäurelösung auf einem zwischen O und 12°C

   id
   bis auf eine zwischen 20 und 60⁰C liegende Temperatur aufge-

   10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ganze nach Zusetzen der Phosphorsäurelösung einem

   - 2i 209823/076 4

   zwischen 6o und 200 Atmosphären liegenden Druck unterworfen wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß
   das Ganze nach seiner endgültigen Aufwärmung, während es
   auf der bei dieser Aufwärmung erreichten Temperatur
   gehalten wird, einem zwischen 60 und 200 Atmosphären liegenden Druck unterworfen wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,

   daß das nach Einwirkung des Druckes erhaltene Endprodukt M bis zu einem Trockensubstanzgehalt von kO^c/o eingedickt wird.

   MB/Soh - 22 831

   209 8 23/0764