DE2343333A1

DE2343333A1 - Verfahren zur herstellung eines milchproduktes und nach dem verfahren hergestelltes milchprodukt

Info

Publication number: DE2343333A1
Application number: DE19732343333
Authority: DE
Inventors: Gerard Marcel Marius Bret; Henson Alec Frank; Murray Williams
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-03-14
Also published as: FI55755B; ZA735926B; ATA755573A; AT346677B; JPS5653961B2; GB1445095A; LU68341A1; NL7311999A; NO139024B; BE804339A; SE391867B; IE38171L; FR2197521A1; DE2343333C2; AU5976773A; FR2197521B1; IE38171B1; NO139024C; ES418397A1; CH586513A5

Description

FATE NTAN WALT E

DR. ING. A. VAN DERWERTH ·" DR. FRANZ LE DE RE R

21 HAMBURG 90 8 MÖNCHEN 8O

WILSTORFER STR 33 TEL. .040, 77 O₈ 61 LUCLE-GRAHN-STR. M · TEL. 10.111.479947

28. August 1973 Q482

UNILEVER NV

Burgemeester s¹Jacobplein 1, Rotterdam, Niederlande

Verfahren zur Herstellung eines Milchproduktes und nach dem Verfahren hergestelltes Milchprodukt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Milchprodukten, welche koaguliertes Casein enthalten, und insbesondere von als Quark und Joghurt bekannten Produkten.

Quark und Joghurt sind Milchprodukte bzw. Molkereiprodukte, welche durch Wachsenlassen oder Kultivieren von Milchsäure erzeugenden Bakterien in Vollmilch oder einem flüssigen Milchprodukt wie Magermilch oder erneut zu Milch angesetzter Rilvermilch gewonnen werden. Üblicherweise wird die Milch zuerst vor dem Beimpfen mit der Kultur pasteurisiert und dann eine geeignete Zeitspanne reifen gelassen, bis der gewünschte Säuregrad und der gewünschte Geschmack erreicht.sind und der Caseinanteil der Milch koaguliert ist. Der Geschmack und die Konsistenz des

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DEUTSCHE UHK AC. HARBURG 93/20 β 13 POSTSCHECK· HAMBURC 117320-306 TELEGRAMMEi L E D E R E R P A T E N T MÖNCHEN

Produktes hängen von dem eingesetzten Mikroorganismus ab.

Für Quark wird üblicherweise Streptococcus cremoris als Kultur verwendet, manchmal in Verbindung mit anderen Mikroorganismen, welche die Geschmacksentwicklung verbessern, z. B. Streptococcus lactis, Leuconostoc citrovorum und Streptococcus diacetylactis. Die durch die Fermentierung erzeugte Milchsäure trägt etwas zu dem Geschmack bei und koaguliert das Casein unter Bildung von geronnenen Klumpen, welche üblicherweise von der Molke abgetrennt werden, deren Protein unausgefällt bleibt. Der geronnene Anteil, welcher den als Quark bekannten, rohen Magermilchkäse bildet, wird ohne weitere Verarbeitung, wie sie bei anderen Käsearten üblich ist, abgepackt und verzehrt.

Für Joghurt ist die verwendete Kultur eine Kultur aus Thermobakterien, normalerweise ein Gemisch von Streptococcus thermophilus und Lactobacillus bülgaricus, und im Gegensatz zur normalen Quarkherstellung wird hierbei eine Abtrennung der Molke durch Ermöglichung einer ungestörten Inkubation unter Bildung eines Netzwerkes von ausgefälltem Casein, das die Molke zurückhält, vermieden.

In der deutschen Patentanmeldung P 23 23 107.4 ist ein Verfahren zur Herstellung von Quark und Joghurt beschrieben, bei welchem eine Membranfiltration durch Arbeiten unter Hyperfiltration zum Konzentrieren des Proteins in der Ausgangsmilch verwendet wird, ohne die Konzentration der in der Milch vorhandenen Mineralsalze zu erhöhen, was zu einer Verschlechterung des Geschmackes des Endproduktes führen würde. Eine solche Verfahrensweise ermöglicht die Herstellung von Quark mit stark verminderter Neigung oder gar keiner Neigung zur Abtrennung von Molke, so daß eine größere Quarkausbeute aus einer vorgegebenen Renge an Ausgangsmaterial erhalten wird. Es wurde gefunden, daß - obwohl

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"bei einer solchen Verfahrensweise Mineralsalze wie Natrium- und Kaliumsalze einfach durch Membranfiltration entfernt werden können - lediglich ein kleiner Teil (10 °/o) des vorliegenden Calciums entfernt werden kann, da das meiste hiervon an dem Casein gebunden ist, und daß - obwohl die Entfernung von Calciumionen in der Lösung durch Durchtritt durch die Membran das Gleichgewicht zwischen dem an das Protein gebundenen Calcium und dem Calcium in der Lösung stört - die Geschwindigkeit der erneuten Einstellung des Gleichgewichtes bei einer Membranfiltration zu langsam ist, um zur Entfernung des an das Protein gebundenen Calciums wirksam werden zu können.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines zur Koagulation geeigneten Milchproduktes unter Bildung eines Proteinkoagulates von vermindertem Calciumgehalt.

Es wurde nun gefunden, daß bei der Herstellung von Quark, Joghurt und anderen koagulierten Caseinmüchprodukten der relativ hohe Calciumrückstand bei der Verwendung von Milchausgangsmaterial, das durch Membranfiltration konzentriert wurde, für einen Mineralgeschmack verantwortlich ist, der für manche Geschmacksrichtungen erwünscht ist,· und daß dies jedoch vermieden werden kann, indem eine Membranfiltration unter sauren Bedingungen durchgeführt wird, welche die Freisetzung eines großen Teiles des an Casein gebundenen Calciums ermöglicht, die jedoch zur selben Zeitkeine Ausfällung des Proteins hervorruft. Während eine typische Menge von Calcium, das nach der Membranfiltration bei pH 6,7 zurückbleibt, 4 Gew.-% des vorhandenen Caseins beträgt, kann diese Menge in einfacher V/eise auf z. B. 2,5 % herabgesetzt werden, indem die Filtration bei einem pH-Wert von 5i9 durchgeführt wird. Ferner wurde gefunden, daß unter Anwendung von sauren Bedingungen bei der Filtration die Pufferkraft des Inkubationsmediums als Folge

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der Calcium- und Phosphationen herabgesetzt wird, so daß die zur Herstellung des erforderlichen pH-Wertes für die Koagulation des Caseins erforderliche Milchsäuremenge reduziert wird, woraus sich eine weitere Geschmacksverbesserung ergibt. Typischerweise beträgt die Milchsäuremenge in einer ·inkubierten Magermilch, welche koaguliert wurde und einen pH-Wert von 4,5 besitzt, etwa 1,5 bis 1,8 Gew.-%, während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Milchsäuremenge bei einem pH-Wert von 4,5 auf etwa 1,1 bis 1,5 Gew.—% herabgesetzt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines zur Koagulation, insbesondere mittels Säure, geeigneten Milchproduktes für die Bildung eines Proteinkoagulates von vermindertem Calciumgehalt zeichnet sich dadurch aus, daß ein dispergiertes Casein enthaltendes, wäßriges Medium einer Membranfiltration unterworfen wird, um das Casein und wenigstens einen Teil der Mineralsalze hiervon, einschließlich des gebundenen Calciums, das freigesetzt wird, zu trennen, indem die Filtration unter sauren Bedingungen und Temperaturbedingungen durchgeführt wird, bei denen das Protein unausgefällt bleibt, vorzugsweise bei einem pH-Wert von 6,4 bis 5»3· Das Casein kann anschließend durch Erniedrigung des pH-Wertes des wäßrigen .Mediums, bis der isoelektrische Punkt des Caseins (etwa pH « 5»2) erreicht oder überschritten ist, ausgefällt werden.

Die Koagulation bzw. Ausfällung des Proteins sollte vermieden werden, bis die durchzuführende Reduzierung des Calciumgehaltes und irgendeiner anderen Konzentration abgeschlossen sind, da diese Arbeitsvorgänge durchgeführt werden, wenn das Medium strömt und sonst ein sehr viel schlechteres Koagulat erhalten würde, welches zusätzlich die Trennung stören könnte, z. B. durch Verstopfen der zur Abtrennung des Calciums verwendeten Membran.

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Da das Calcium leichter freigesetzt wird, wenn das Casein "bei pH-Werten näher bei seinem i so elektrischen Punkt vorliegt, insbesondere bei einem pH unterhalb von 5 »4 und oberhalb von 5,2, ist normalerweise die Gefahr eines Beginns einer Ausfällung gegeben, daher kann es bevorzugt werden, das Calcium freizusetzen, indem das wäßrige Medium einer auf einen pH-Wert von 6,2 bis 5,4- und insbesondere 5»9 bis 5>4· begrenzten Ansäuerung unterworfen wird. Es können jedoch auch Bedingungen während der Freisetzung von Calciumionen angewandt werden, z. B. niedrige Temperaturen, bei welchen das Koagulieren des Caseins unterhalb dem normalen pH-Wert unterdrückt wird. Beispielsweise erfolgt eine Koagulation bei 5 °C lediglich unter einem pH von 5 gut. Die Temperatur des Verfahrens beträgt vorzugsweise 5 ⁰C bis 80 ⁰C und besonders bevorzugt 5 ⁰C bis 50 ⁰C.

In den bei nahezu neutralen Bedingungen wie bei der Käseherstellung koagulierten bzw. ausgefällten Caseinprodukten wird Calcium zurückgehalten, ebenso in sauer koagulierten Produkten, bei denen die Molke zusammen mit dem koagulierten Casein zurückgehalten wird, wie in konventionell hergestelltem Joghurt, oder in Caseinprodukten, welche aus einem wäßrigen, durch Membranfiltration konzentrierten Medium hergestellt wurden.

Als dispergiertes Casein enthaltendes, wäßriges Medium kann Vollmilch, direkt aus Vollmilch durch Zentrifugieren abgetrennte Magermilch oder eine Magermilch verwendet werden, welche durch Ansetzen eines Milchpulvers, vorzugsweise eines Milchpulvers ohne Fett, mit Wasser hergestellt wurde. Daher enthält es. normalerweise den in der Milch vorliegenden Milchzucker wie auch die anderen Proteine von Milch. Normalerweise wird Kuhmilch verwendet, jedoch kann auch Milch von anderen Haustieren ebenfalls eingesetzt werden, z. B.· von Schafen, Ziegen, Büffeln, Gemsen und Eseln. Die Proteinkonzentration in dem Ausgangsmaterial

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hängt von dem Ausmaß der Konzentration ab, welche während der Membranfiltrationsstufe durchgeführt werden soll, und von der Art des zu erzeugenden Produktes. So enthält Quark normalerweise 7 "bis 15 Gew.-% Casein, und als dispergiertes Casein enthaltendes, wäßriges Medium muß üblicherweise von einer Milch ausgegangen werden, welche eine Caseinkonzentration zwischen 15 und 50 °/° derjenigen des Mediums, wenn die Membranfiltration abgeschlossen ist, besitzt. Bei der Herstellung von Quark unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher üblicherweise eine Milch verwendet, welche 2,5 bis 4- % Gesamtprotein enthält. Wenn andererseits ein Joghurt hergestellt werden soll, beträgt die Endproteinkonzentration normalerweise zwischen 4 und 5 Gew.-%, so daß ein Ausgangsmaterial mit etwa 2 % Gesamtprotein ausreichend ist.

Der Vorgang des Verfahrens der Membranfiltration ist an sich bekannt, und es sind für solche Verfahren semipermeable Membrane, im Handel erhältlich. Die Auswahl einer besonderen, semxpermeablen Membran zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hängt von deren Rückhalteeigenschaften ab. Die Membran sollte in jedem Fall derart beschaffen sein, daß sie die gesamte Proteinmasse in dem Ausgangsmaterial zurückhält und den Durchtritt von Mineralsalzen einschließlich Calciumionen und ebenfalls von etwas Milchsäure ermöglicht, jedoch den Durchtritt von Lactose entweder ausschließt oder ermöglicht, in Abhängigkeit von der Konzentration an Lactose in dem Ausgangsmaterial und davon, wieviel Lactose in dem Endprodukt zurückgehalten werden soll, wobei ihre Süßeigenschaften und ihr Nährwert beachtet werden.

Die Rückhalteeigenschaft R einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Membran sollten vorzugsweise wenigstens 0,8, und

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insbesondere wenigstens 0,98» bezogen auf Molkenprotein betragen. Der Wert R ist definiert als:

α Konzentration an Gelöstem in der durchgetretenen Lösung ~ Konzentration an Gelöstem in der eingespeisten Lösung

worin die eingespeiste Lösung die unter Druck in Kontakt mit der Membran stehende Lösung ist, und die durchgetretene Lösung die Lösung ist, welche die Membran passiert hat und mit ihr auf der "Filtratseite" in Kontakt steht. Für einen gelösten Stoff, der die Membran unmöglich durchdringen kann, beträgt der Wert R « 1, und für einen Stoff, der ebenso leicht wie Wasser durchtritt, beträgt R ■» 0. Falls die Entfernung von Lactose während der Membranfiltration erwünscht ist, sollte der Wert R für Lactose nicht mehr als 0,15 betragen, damit der meiste Teil der Lactose in das Filtrat treten kann. Falls andererseits sehr viel Lactose in dem Produkt zurückgehalten werden soll, kann R für Lactose einen so hohen Wert wie 0,5 besitzen.

Die üblicherweise bei der Membranfiltration verwendeten, semipermeablen Membrane bestehen aus Zelluloseacetat oder einem synthetischen Harz, z.B. Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril, Polyolefinen und Polyacrylester^ sowie auch Reaktionsprodukten von organischen Polyanxonen und Polykationen. Die Membran kann in verschiedenen Formen verwendet werden, z. B. als flache Folie oder als Rohr, welche für eine mechanische Steifigkeit in geeigneter Weise mit einem porösen Formkörper hinterlegt sind. Der zur Schaffung einer Umkehrosmose bzw. Hyperfiltration und zum Durchtreiben von Wasser und Metallionen durch die Membran erforderliche Druck liegt im allgemeinen zwischen 1 und 50 kg/cm².

Andere Filtrationsmethoden, welche zur Abtrennung der freigesetzten Calciumionen aus dem Casein des wäßrigen Mediums verwendet werden können, umfassen die Dialyse, bei der ebenfalls eine Membran verwendet wird. Der Proteingehalt des wäßrigen

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Mediums wird vorzugsweise während der Abtrennung de Calciumionen konzentriert, um sich demjenigen des Protein-koagulierten Produktes, z. B. Joghurt oder Quark, der letztlich gefordert wird, anzunähern, wodurch irgendeine Freisetzung von Molke ausgeschaltet wird, wie dies in der zuvor genannten Anmeldung beschrieben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es vorgezogen, die Membranfiltration zur Erreichung einer Proteinkonzentration, welche derjenigen des Endproduktes nahekommt, unter pH-Bedingungen durchzuführen, die sich so dicht wie praktisch möglich denjenigen annähern, bei denen dieses bei den üblichen Methoden für seine Herstellung ausgefällt wii'd.

Der pH-Wert des wäßrigen Mediums, an welchem die Msjnbranfiltration durchgeführt wird, kann von dem pH-Wert normaler Milch, der 6,5 bis 6,7 beträgt, auf den gewünschten Wert, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 6,2 bis 5>3i &\λϊ verschiedenen Wegen eingestellt werden. So kann der pH-Wert, bei welchem die Membranfiltration durchgeführt wird, aux'ch Zugabe einer verdaulichen Säure wie beispielsweise Milchsäure, Apfelsäure oder Zitronensäure, zn dem Casein enthaltenden, wäßrigen Medium von pH-Wert 6,5 bis 6,7 eingestellt werden. Vorzugsweise enthält das wäßrige Medium jedoch Lactose, und der pH-Wert, bei welchem die Membranfiltration durchgeführt wird, wird durch seine Inkubation mit einer Milchsäure erzeugenden Kultur hergestellt. Eine solche Kultur kann eine Quark- oder Joghurtkultur sein, so daß der erste Teil einer typischen Quark- oder Joghurtinkubation bzw. Züchtung durchgeführt werden kann, bis der gewünschte pH-Wert für die Durchführung der Membranfiltrationsstufe erreicht ist. Die Inkubation bzw. das Züchten kann dann unterbrochen werden, während das wäßrige Medium der Membranfiltration unterworfen wird, dies kann einfach durch Einstellen

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der Temperatur auf einen solchen Wert erfolgen, "bei welchem die Kultur nicht langer wirksam ist bzw. "schläft" und/oder bei welcher die Koagulation bzw. das Ausfällen unterdrückt wird, z. B. durch ihr Abkühlen oder ihr Erhitzen. Eine Erhöhung der Temperatur zur Herbeiführung des Unwirksamwerdens kann vorteilhaft sein, da der Prozeß der Membranfiltration bei höheren Temperaturen wirksamer als bei niedrigeren ist. Falls andererseits die Kultur bei erniedrigten Temperaturen, bei welchen die Koagulation bzw. das Ausfällen unterdrückt wird, aktiv verbleibt, kann das gewünschte Produkt durch Erwärmen des Mediums, sobald die Filtration abgeschlossen ist, erhalten werden.

Während der bei der Herstellung von Quark verwendete S. cremoris bei einer Temperatur von 15 °C his 35 °C aktiv ist und eine optimale Inkubationsrate bei 23 ⁰C bis 28 ⁰C liefert, wird dieser Mikroorganismus inaktiv bzw. "schlafend", falls die Temperatur auf einen Wert innerhalb des niedrigeren Bereiches von 0 ⁰C bis 12 ⁰C oder innerhalb des oberen Bereiches von 37 ⁰C bis 65 ⁰C verändert wird. Die zur Joghurt-Inkubation verwendeten Thermobakterien erfordern andererseits 43 ⁰C bis 45 ⁰C für eine optimale Aktivität und sie können auf 0 ⁰C bis 20 ⁰C zum Inaktivmachen der Kultur abgekühlt werden. Ein geeigneter Bereich .an Temperaturen oberhalb 45 ⁰C, zur Erzeugung von "schlafenden" Bedingungen existiert hier jedoch nicht, da die Temperaturen, bei denen die Bakterien zerstört werden, rasch erreicht sind. Natürlich kann das Produkt gegebenenfalls in dieser Stufe wirksam pasteurisiert werden, bevor es der Membranfiltration unterworfen wird. Ferner sei darauf hin- , gewiesen, daß die zur Ansäuerung verwendete Kultur nicht dieselbe Kultur wie für die nachfolgende Koagulierung bzw. Ausfällung des Proteins sein muß.

Falls die Bakterien durch die während der Membranfiltration angewandte Temperatur inaktiv gemacht v/erden, kann ein niedriger

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Das Schema für die Inkubation einer Quarkherstellung ist ausreichend ausgedehnt, damit eine geeignete Zeitspanne der Membranfiltration innerhalb hiervon untergebracht werden kann und die liembranfiltration kann sofort beginnen, woran sich die Kultivierung mit den Mikroorganismen anschließt, und sie kann abgeschlossen werden, wenn der Calciumgehalt des wäßrigen Mediums ausreichend vermindert ist und bevor der pH-Wert des wäßrigen Mediums 5>4 erreicht, wobei das Medium dann von der Membran in einen Behälter entfernt wird, wo die endgültige Ausfällung erfolgt. Bei der Verwendung einer Joghurt erzeugenden Kultur ist die Inkubation bei optimalen Inkubationstemperaturen üblicherweise zu rasch, um ein angemessenes Schema für eine Membranfiltration zu ermöglichen, und in diesem Falle kann die Inkubation durch. Anwendung niedrigerer Temperaturen, z. B. von 30 ⁰C, während der Membranfiltrationsstufe verlangsamt werden, so daß das volle Schema der Membranfiltration zu dem Zeitpunkt, zu dem das Medium einen pH-Wert von 4,5 erreicht, abgeschlossen sein kann und die Inkubation kann bei derselben Temperatur oder vorzugsweise bei 43 ° - 45 ⁰C fortgeführt werden.

Falls die Bakterien vor der Membranfiltration zerstört worden sind, kann die am Schluß erfolgende Erniedrigung des pH-Wertes zur Ausfällung des Caseins entweder durch Zugabe von Säure oder durch erneute Zugabe einer Kultur und Inkubation herbeigeführt werden.

Vorzugsweise beträgt der Gesamtproteingehalt des wäßrigen Mediums nach dem Abschluß der Membranfiltration 3 bis 20 Gew.-%, und sein Calciumgehalt ist weniger als 3»2 %, insbesondere 0,8 bis 3_?2 Gew.-% des vorhandenen Caseins, im Vergleich zu etwa 3,9 % in Milch.

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Aktivitätswert der Bakterien während der relativ langen Zeitspanne, die für die Membranfiltrationsstufe erforderlich ist, eine schwache Reduktion des pH-Wertes in Abhängigkeit der verwendeten Temperatur ergeben. Eine weitere schwache Reduktion des pH-Wertes wird als Folge des Verlustes an Metallionen ohne entsprechenden Verlust von Milchsäure beobachtet. Eine Verfahrensweise unter Verwendung einer "schlafenden" Kultur während der Membranfiltration kann als solche betrachtet werden, falls eine pH-Änderung von nicht mehr als 0,4- oder 0,5 Einheiten während der Membranfiltration auftritt. Nach dem Abschluß der Membranfiltration, die durch die Wahl der Proteinkonzentration und des in dem-Produkt verbleibenden Calciums bestimmt wird, kann die Inkubation wieder aufgenommen und fortgeführt werden, bis alles Casein ausgefällt worden ist. Die im inaktiven Zustand gehaltenen Bakterien werden durch Einstellung der Temperatur erneut aktiviert, so daß sie die Fermentation wieder aufnehmen, bis der pH-Wert ausreichend für ein Stattfinden einer vollständigen Ausfällung des Caseins und zur Bildung des gewünschten Koagulates, -z. B. auf einen pH-Wert von 4-,5i erniedrigt worden ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Inkubation nicht unterbrochen, während das wäßrige Medium der Membranfiltration unterworfen wird, sondern die Membranfiltration bei einem pH-Wert von 6,4 bis 5>3 wird gleichzeitig mit der Inkubation durchgeführt. Vorzugsweise beträgt der pH-Wert des wäßrigen Mediums 6,2 bis 5>3 für wenigstens 50 % der Zeitspanne, während welcher die Membranfiltration durchgeführt wird, und besonders bevorzugt beträgt der pH-Wert des wäßrigen Mediums 5*9 bis 5>4 für wenigstens 90 % dieser Zeitspanne. Es kann erforderlich sein, das Schema der Inkubation der Membranfiltration aufeinander abzustimmen, so daß eine praktische Kombination dieser beiden Vorgänge verwendet wird.

Nach dem Koagulieren bzw. Ausfällen des Produktes kann dieses weiter "behandelt werden. So kann es mit Zucker, Früchten, Fruchtstücken oder Fruchtmark oder Sahne gemischt werden. Gegebenenfalls kann es unter Zugabe von Schlaghilfsstoffen belüftet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen erläutert, wobei die Temperaturangaben in C angegeben sind. Die verwendete Vorrichtung für die Membranfiltration enthielt als Membran eine Reihe von 15 praktisch flachen Folien aus einem polyionischen Copolymerisat, welche parallel auf Platten getragen waren, die mit spiralartigen Vertiefungen ausgerüstet waren, wodurch Leitungswege geschaffen wurden, durch welche das zu filtrierende Material kontinuierlich in Kontakt mit den

ρ Folien, welche eine Kontaktfläche von 0,186 m besaßen, gepumpt wurde. Die Rückhalteeigenschaft R der Membran betrug weniger als 0,05 für Mineralsalze, 0,15 für Lactose und 1,0 für Molkenprotein. Bei der Verwendung wurde die semipermeable Filtrationsmembran bei einem Druck von 4 kg/cm quer über die Membran beim Eintrittspunkt der zu der Membran eingespeisten Lösung betrieben.

Beispiel 1

Frischmilch mit 3» 3 Gew.-% Protein (einschließlich 2,6 Gew.-% Casein), 4,8 Gew.-% Lactose und 3»7 Gew.-% Fett wurde auf 40 ⁰C erhitzt und zentrifugiert, um den Rahm abzutrennen und Magermilch mit weniger als 0,1 Gew.-% Fett und praktisch unverändertem Protein- und Lactosegehalt zu erzeugen. Diese wurde 20 see bei 85 °C pasteurisiert.

Die Magermilch (12 l) mit einem pH-Wert von 6,7 wurden auf 28 ⁰C abgekühlt, mit einer handelsüblichen Quarkkultur in einer Menge von 2 Vol.-% der Magermilch, welche die Mikroorganismen S. cremoris, S. lactis, L. citrovorum und S. diacetylactis

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enthielt, beimpft und bei 28 ⁰C inkubiert, bis der pH-Wert 5,9 nach 2,5 h erreicht hatte. Danach wurde sie auf 18 ⁰C abgekühlt, um die Kultur inaktiv bzw. "schlafend¹¹ zu machen.

Das Inkubat wurde in eine Vorrichtung zur Membranfiltration eingeführt und hierin zirkuliert, wobei es 2 h hierin gehalten wurde. Während dieser Zeit wurde das Volumen des Materials auf ein Drittel des ursprünglichen Volumens vermindert, und die Konzentration an Gesamtprotein wurde auf 8 Gew.-% erhöht. Am Ende dieser Filtration betrug der pH-Wert 5>7 his 5»8.

Das konzentrierte Inkubat wurde aus der Filtrationsvorrichtung entfernt, auf 28 ⁰C zur Reaktivierung der Kultur erwärmt und inkubiert, bis sein pH-Wert 4,5 betrug, was 6 h erforderte. Dann war das Protein unter Bildung von Quark ausgefallen. Der Calciumgehalt dieses Quarks betrug 0,15 Gew.-%, d. h. 2,35 % bezogen auf Casein, ferner lagen 2,9 % Lactose und 1,12 % Milchsäure vor. Bei einem gleichartigen Verfahren, das jedoch ohne Membranfiltrationsstufe vor der Kultivierung durchgeführt wurde, betrugen- die in dem Produkt vorhandenen Mengen an Calcium und Milchsäure 0,25 bzw. 1,6 Gew.-%.

Beispiel 2

12 1 Magermilch mit einem pH-Wert von 6,7 wurden hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben, beimpft und bei 28 ⁰C inkubiert, bis der pH-Wert 6,0 betrug. Dies erforderte 2,5 h. Das Inkubat wurde dann auf 40 ° erhitzt, um die Kultur "schlafend" zu machen, und in die Membranfiltrationsapparatur bei 40 ⁰C eingeführt und hierin während 3 h zirkuliert, danach betrug der pH-Wert der Flüssigkeit 5»6 und die Gesamtproteinkonzentration hatte sich auf 8,5 Gew.-% erhöht. Das konzentrierte Inkubat wurde aus der Filtrationsvorrichtung entfernt, auf 28 ⁰C zur Reaktivierung der Fermentierungsorganismen abgekühlt und erneut inkubiert, bis sein pH-Wert 4,5 betrug, was 6 h erforderte, wobei

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ein Quark mit Gehalten an Calcium von 0,18 % (2,65 Gew.-% des Caseins) und 1,12 % Milchsäure erzeugt wurde.

Beispiel 3

12 1 Magermilch mit einem pH-Wert von 6,7 wurden hergestellt und wie in Beispiel 1 beschrieben bei 28 ⁰C beimpft und bei 28 C in die Membranfiltrationsvorrichtung eingeführt und hierin zirkuliert. Die Inkubation erfolgte mit einem Abfall des pH-Wertes auf 6,3_} 6*15» 6,0 und 5,9 nach 1,5, 2, 3 bzw. 4 h. Danach betrug die Gesamtproteinkonzentration in dem Inkubat 9 Gew.-%. Dieses wurde dann aus der Membranfiltrationsvorrichtung entfernt und die Inkubation bei 28 ⁰C fortschreiten gelassen, bis sein pH-Wert 4,5 nach 7 h betrug, wobei das Casein vollständig ausgefällt war. Der erhaltene Quark enthielt 0,17 Gew.-% Calcium, (2,35 % bezogen auf Casein), 3 Gew.-% Lactose und 1,2 Gew.-% Milchsäure.

Beispiel 4

Pasteurisierte Magermilch mit einem Gehalt von etwa 0,1 Gew.-% Calcium und 3,2 Gew.-% Protein wurde mit einer 5 %igen wäßrigen Lösung von Milchsäure auf einen pH-Wert von 6 oder geringer bei 10 ⁰C ohne Koagulieren des Proteins angesäuert.

Die angesäuerte Milch wurde annähernd dreifach in jedem Fall bei 10 ⁰C bis auf eine Proteinkonzentration von 8 bis 10 Gew.-% durch Ultrafiltration, wie in Beispiel 1 beschrieben,konzentriert.

Das Konzentrat wurde dann auf annähernd 28 ⁰C erwärmt, und es wurden 1 Gew.-% Quarkkultur hinzugegeben. Die Temperatur wurde für etwa 8 h aufrechterhalten, danach war die Proteinkoagulation praktisch abgeschlossen. Das Produkt wurde in der üblichen Weise gewonnen und analysiert, wobei die Ergebnisse in Tabelle I zusammen mit weiteren Einzelheiten der Herstellung der Produkte angegeben sind. Es wurde gefunden, daß die Produkte einen

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	Gesamt-Ca	Tabelle I	Quarkprodukt
Konzentrat	0,14 0,16 0,20 0,24	-■ -■·■■'■ - "··♦-
	Gew.-%	Titrierfähige Säure bei pH ■ 4,5
pH	Gesamtprotein	. - 1,10 1,19 .-.-. . . 1,30 1>*3
4,85 5Λ5 5,7 6,0	8,4 9,4 ^: 8,9 9,1

j N/-.C!-.u-.".<.: CHTj · se

angenehmen Geschmack und eine vorteilhafte Konsistenz besaßen und in dieser Hinsicht mit üblichem Quark vergleichbar waren.

Die Tabelle I zeigt die progressive Beziehung zwischen dem pH-Wert des Konzentrates und seinem Gesamt-Ca-Gehalt,.der iusätzlich noch durch eine Abnahme der titrierfähigen Säure des Produktes mit dem pH-Wert wiedergegeben wird. Diese Beziehung wurde in weiteren Untersuchungen bestätigt, 'in welchen die Ansäuerung vor der Konzentration unter Zugabe

on 1 % Quarkkultur bei 28 ⁰C anstelle der Milchsäure durchgeführt wurde. Diese Ergebnisse sind in der Tabelle II auf^ geführt. Der in jedem Fall angegebene pH-Bereich war während der Konzentration gegeben. Die Koagulation bzw. Ausfällung fcrurde in den beiden Fällen der Tabellen I und II durch Halten der Milch bei 10 ⁰C oder weniger vermieden.

Tabelle II konzentrat Quarkprodukt

Gew.-%

pH Gesamt-Ca Gesamtprotein Titrierfähige Säure . bei -pH ■ 4,5

5,6-4,8 0,14 6,5 χ ,Ο8

9 - 5,0 0,17 . 8,7 1,20

5,5 - 4,9 0,16 B₁S . 1,21

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Aus Tabelle II ist ersichtlich, daß praktisch dieselbe Beziehung zwischen den Parametern wie bei Tabelle I beobachtet wurde.

Beispiel 5

Pasteurisierte Magermilch mit 0,11 Gew.-% Ca und 3 »23 Gew.-% Protein wurde mit 0,1 N Salzsäure auf einen pH-Wert von 5»6 bei 10 ⁰C angesäuert und durch Ultrafiltration bei dieser Temperatur auf einen Endproteingehalt von 9»18 Gew.-% konzentriert.

Das Konzentrat wurde auf 28 ⁰C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 1 Gew.-% Quarkkultur während 10 h inkubiert, danach war die Casein-Ausfällung praktisch abgeschlossen.

Das Produkt wurde aufgearbeitet, wobei gefunden wurde, daß es hinsichtlich des Geschmackes zufriedenstellend war und analysiert, wobei ein titrierfähiger Säuregehalt in dem geronnenen Anteil von 1,15 Gew.-% gegenüber Phenolphthalein und ein Gesamt-Ca-Gehalt in dem geronnenen Anteil von 0,19 Gew.-% gefunden wurde.

Beispiel 6

Pasteurisierte Magermilch, wie in Beispiel 5 beschrieben, wurde mit 3 Gew.-% Joghurtkultur bei 44 ⁰C während 0,5 h beimpft, dann war der pH-Wert auf 6,2 abgefallen. Die Kultur wurde durch Abkühlen auf 10 ⁰C inaktiviert bzw. "schlafend" gemacht und das Substrat durch Ultrafiltration, wie zuvor beschrieben, während einer Zeitspanne von 1,5 h konzentriert, wobei der pH-Wert während dieser Zeit auf 5»9 abfiel. Hierbei wurde ein Konzentrat erhalten, das 10,1 Gew.-% Protein und 1,4 Gew.-% titrierfähige Säure in dem geronnenen Anteil enthielt.

Die Konzentrierung war etwa dreifach.

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Das Konzentrat wurde dann auf 28 ⁰C erwärmt, bei dieser Temperatur blieb die Joghurtkultur inaktiv, und es wurden 1 Gew.-% Quarkkultur hinzugegeben und bei dieser Temperatur inkubiert.

Das Quarkprodukt wurde in üblicher Weise gewonnen und stellte sich als sehr zufriedenstellend heraus.

Dieses Beispiel zeigt die Anwendung einer rasch einwirkenden Kultur zur Ansäuerung der Magermilch vor der Herstellung eines Produktes, das durch Inkubieren einer zweiten Kultur in dem Konzentrat hergestellt wurde. Der Calcxumgehalt des geronnenen Anteiles betrug 0,24- Gew.-%.

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Claims

Patentansprüche

(A). Verfahren zur Herstellung eines zur Koagulation geeigneten Milchproduktes für die Bildung eines Proteinkoagulates von vermindertem Calciumgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß ein dispergiertes, ein Casein enthaltendes, wäßriges Medium einer Membranfiltration unterworfen wird, welche unter sauren Bedingungen und bei einer solchen Temperatur durchgeführt wird, daß das Casein unausgefällt bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium während der Membranfiltration bis auf einen Gesamtproteingehalt konzentriert wird, der annähernd demjenigen des gewünschten, koagulierten Produktes entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium der Membranfiltration bei einem pH-Wert von. 6,4- bis 5*4- unterworfen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Medium der Membranfiltration bei einem pH-Wert von 5,9 bis 5i^ unterworfen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert, bei welchem die Membranfiltration durchgeführt wird, durch Zugabe von Säure zu einem wäßrigen, Casein enthaltenden Medium vom pH 6,5 bis 6,7 hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5j dadurch gekennz eichn e t, daß als Säure Milchsäure zugesetzt wird.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein wäßriges Medium verwendet wird, welches Lactose enthält und der pH-Wert, bei welchem die Membranfiltration durchgeführt wird, durch seine Inkubation mit einer Milchsäure erzeugenden Kultur hergestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß als Kultur eine Quarkkultur verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kultur eine Joghurtkultur verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Temperatur der wäßrigen Dispersion zur Verhinderung der Koagulation von Protein bis nach der Abtrennung des Calciums eingeregelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 7? oder 9» dadurch gekennz eichnet, daß die Temperatur auf einen Wert eingeregelt wird, bei welchem die Kultur inaktiv bzw. "schlafend" ist.
12» Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur durch Abkühlen eingestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur durch Erwärmen eingestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennz eichnet, daß die Membranfiltration bei einem pH-Wert von 6,4 bis 5,3 gleichzeitig mit der Inkubation durchgeführt wird.

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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des wäßrigen Mediums 6,2 bis 5»3 für wenigstens 50 % der Zeitspanne, während der die Membranfiltration durchgeführt wird, beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-V/ert des wäßrigen Mediums 5,9 bis 5»4 für wenigstens 90 % der Zeitspanne, während der die Membranfiltration durchgeführt wird, beträgt.
17· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß der Gesamtproteingehalt des wäßrigen Mediums nach dem Abschluß der Membranfiltration 3 bis 20 Gew.^% und sein Calciumgehalt 0,8 bis 3,2 Gew.-% des vorhandenen Caseins beträgt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als dispergiertes Casein enthaltendes, wäßriges Medium Magermilch verwendet wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß das wäßrige Medium bis auf einen Proteingehalt, der demjenigen des gewünschten, koagulierten Produktes nahekommt, bei einem pH-Wert, der demjenigen bei welchem das Casein in der konventionellen Herstellung des gewünschten Produktes koaguliert wird, nahekommt, konzentriert wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Casein anschließend durch Erniedrigung des pH-Wertes des wäßrigen Mediums koaguliert wird.

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21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Casein anschließend durch Einregelung der Temperatur des wäßrigen Mediums koaguliert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 7 "bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Casein durch Einregelung der Temperatur zur Wiederaufnahme der Inkubation koaguliert wird.
23. Milchprodukt, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
24. Milchprodukt mit wesentlich erhöhtem Protein- und vermindertem Calciumgehalt, bezogen auf die Milch, aus welcher es stammt.

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