DE2345798C3

DE2345798C3 - Herstellung eines Trübungsmittels für Getränke

Info

Publication number: DE2345798C3
Application number: DE2345798A
Authority: DE
Inventors: Ernesto Vevey Dalan; Michel John Arthur Groux; Jaime Hidalgo
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1972-09-11
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1980-06-12
Also published as: CA1011985A; JPS5820577B2; AU5775173A; DE2345798A1; AU467778B2; ZA734649B; GB1402977A; JPS4962670A; FR2198704B1; NL7311095A; US3922375A; DE2345798B2; CH556143A; FR2198704A1

Description

In Getränke oder in für die Herstellung von Ge- H tränken geeignete Produkte werden oftmals Trübungsmittel einverleibt, um dem Getränk das trübe Aussehen gewisser natürlicher Suspensionen, wie z. B. Fruchtsäfte oder Milch, zu erteilen. Ein solches Trübungsmittel kann aus einer Vielzahl von Fetteilchen bestehen, die mit einem im Wasser löslichen Stoff, wie z. B. einem eßbaren Gummi, eingehüllt sind. Ein solches Trübungsmittel wird im allgemeinen durch Emulgieren eines eßbaren Fetts in einer wäßrigen Lösung eines eßbaren Gummis hergestellt. Die ^ Emulsion wird dann durch Sprühtrocknung in ein Pulver getrocknet, das nach einer Dispergierung in Wasser oder einer wäßrigen Lösung ein charakteristisches trübes Aussehen hervorruft. Ein solches Trübungsmittel erweist sich jedoch als völlig unbrauchbar, wenn )<> man ein angesäuertes Getränk herstellen will, weil sich unannehmbare Abscheidungen bilden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein aus eingehüllten Fetteilchen bestehendes Trübungsmittel für Getränke zu schaffen, welches diese Nachteile r> nicht aufweist.

Es hat sich gezeigt, daß durch Verwendung einer in bestimmter Weise hergestellten löslichen Molke-Proteinfraktion anstelle eines eßbaren Gummis ein Trübungsmittel erhalten wird, das dieser. Nachteil nicht aufweist.

Die Herstellung einer löslichen Molke-Proteinfraktion ist aus der US-PS 2 606 181 bekannt. Hierbei wird der pH der Molke auf einen Wert von 4,0 bis 5,2 eingestellt, um einen Kasein/Lipid-Komplex aus- 4> zufallen, der anschließend abfiltriert wird. Die Eignung dieser Molke-Proteinfraktion für die Herstellung eines Trübungsmittel wird jedoch nicht erwähnt. In der DE-OS 2 202 267 ist die Herstellung eines stabilen, sauren, wäßrigen, protcinhaltigen Getränks w beschrieben, bei welchem zunächst eine Proteindispersion hergestellt, die Azidität dieser Proteindispersion durch Zusatz einer genießbaren Säure auf einen pH unterhalb des isoelektrischen Produkts des Proteins abgesenkt, eine wäßrige, mit Geschmacksstoffcn v> versehene Basis hergestellt und die Proteindispersion mit dieser Basis vermischt wird. Dieses Verfahren gestattet die Herstellung eines stabilisierten Getränks, aus welchem die Proteine trotz der unter dem isoelektrischen Punkt liegenden Azidität nicht ausfallen, wi Hinweise auf die Herstellung eines aus eingehüllten Fetteilchen bestehenden Trübungsmittels sind jedoch in dieser Offenlcgungsschrift nicht enthalten. Der DE-AS 1 961 885 kann entnommen werden, daß Eiweiß, auch Molkeeiweiß, dazu in der Lage ist, Fett t» zu binden. Irgendwelche Hinweise auf eine Stabilisierung von Fetteilchen durch Molkeeiweiß sind dieser Auslcgeschrift jedoch nicht zu entnehmen.

Das Ausgangsmaterial für die gemäß der Erfindung zu verwendende lösliche Molke-Proteinfraktion kann eine Molkefraktion sein, die durch Ultrafiltration (Retentaf) oder durch Filtration durch ein Molekularsieb (erste Fraktion der Elution) oder durch eine Kombination dieser beiden Techniken erhalten worden ist, wobei die Trockensubstanz, die in dieser Fraktion enthalten ist, vorzugsweise einen Gehalt an Proteinen von mehr als 40 Gew.-% aufweist. Dieses Ausgangsmaterial kann auch eine wäßrige Lösung sein, die durch Dispergierung eines Proteinkonzentrats oder Proteinisolats in Wasser hergestellt worden ist, wobei dieses Konzentrat oder Isolat durch eine Technik aus Molke hergestellt worden ist, bei der keine Erhitzung auf eine höhere Temperatur durchgeführt worden ist, bei der bereits eine thermische Denaturierung beginnt. Ein solches Konzentrat, welches durch eine der obenerwähnten Techniken hergestellt worden ist, enthält im allgemeinen 40 bis 80% Proteine.

Es wird natürlich bevorzugt, daß die Ausgangslösung so wenig wie möglich durch Wärme denaturierte Proteine enthält, da diese unbedingt während der Durchführung des Verfahrens entfernt werden. Dies schließt aber nicht die Möglichkeit aus, eine Ausgangslösung zu verwenden, die Proteine enthält, von denen ein Teil durch Wärme denaturiert worden ist, wie z. B. Proteine, die aus einer Molke isoliert worden sind, welche einer Pasteurisierung oder Sterilisation unterworfen worden ist, und von der ein Teil durch die Wärme denaturiert worden ist.

Die Ausgangslösung besitzt vorzugsweise einen Feststoff gehalt nicht über 25 bis 30%, da bei höheren Gehalten diese Lösung viskose wird und ihre Handhabung schwieriger ist. Vorzugsweise wird eine Lösung verwendet, die 2 bis 3 Gew.-% Feststoffe enthält.

Die Einstellung des pH-Werts der Lösung zwischen 4,4 und 5,0, vorzugsweise 4,5 und 4,6, kann mit Hilfe einer Nahrungsmittelsäure durchgeführt werden, wie z. B. mit Phosphorsäure oder Orthophosphorsäure, Zitronensäure oder Salzsäure. Diese Ansäucrungwird vorzugsweise unter mäßigem Rühren, das allmählich gesteigert wird, beispielsweise während 30 bis 45 min durchgeführt, bis der gewünschte pH erhalten ist. Diese allmähliche Ansäuerung, welche die Bildung von lokalen Zonen in der Lösung mit einem zu niedrigen pH-Wert vermeidet und die Rückkehr zum Gleichgewicht gestattet, ist jedoch bei der Durchführung des Verfahrens nicht unbedingt erforderlich.

Die gebildete Ausfällung, welche restliches Casein, denaturierte Proteinfraktionen von Molke und Lipid/Protein-Komplcxe enthält, wird dann von der Lösung mittels Zentrifugation, Filtration oder Dekantation abgetrennt. Vorzugsweise wird die Lösung vor der Abtrennung der Ausfällung ruhen gelassen, beispielsweise 2 bis 3 st, um es den unlöslichen teilchenförmigen Stoffen zu gestatten, sich weiter zusammenzuballen, wodurch die Abtrennung der Ausfällung erleichtert wird.

Die Temperatur der Lösung ist bei der Bildung der Ausfällung nicht kritisch, solange sie nicht die Temperatur überschreitet, bei der die Denaturicrung der Proteine in der Lösung beginnt (welche in der Größenordnung von ()5 bis 70" C liegt). Es wird im allgemeinen bevorzugt, die Lösung nach der Bildung der Ausfällung auf ungefähr 40" C zu erwärmen, um die nachfolgenden Abtrennungsvorgänge zu erleichtern.

Die gewonnene Lösung besitzt noch eine gewisse

Trübung, die von der Anwesenheit feiner Teilchen aus Lipid/Prctein-Komplexen herrührt, die nicht während der Abtrennung der Ausfällung, die sich durch die pH-Einstellung bildet, beseitigt werden.

Diese Lösung wird hierauf einer Feinfiltration unterworfen, um die für die Trübung verantwortlichen Teilchen zu beseitigen. Versuche, die Filtration mit Hilfe von Filtern bestimmter Porengrößen durchzuführen, haben ergeben, daß die Grenze der Filterporengröße, welche eine Reinigung der Lösung gestattet, in der Größenordnung von Mikron liegt und je nach der für die Herstellung der Ausgangsproteinlösung verwendeten Technik leicht variiert. So wird bei einer wäßrigen Lösung, die durch Ultrafiltration von Molke erhalten worden ist, nachdem diese einer Filtration durch ein Molekularsieb gemäß weiter oben stehender Vorschrift unterworfen worden ist, die gewünschte Klärung mit Hiife eines Filters erhalten, das 98% der Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 1 Mikron entfernt. Hingegen wird es, wenn die Ausgangslösung durch Dispergierung eines Proteinkonzentrats in Wasser hergestellt worden ist, bevorzugt, ein Filter zu verwenden, das feinere Teilchen (mittlerer Teilchendurchmesser etwa 0,5 Mikron) zurückhält. Die industrielle Anwendung dieser Filtration kann beispielsweise mit Hilfe von Sterilisationsfiltern durchgeführt werden, deren Filtrationsmedium beispielsweise aus Glasfasern bestehen kann. Sie kann auch mit Hilfe von Filtrationsanlagen durchgeführt werden, welche Kissen aufweisen, die mit inerten Filtrationsmaterialien überschichtet sind, wie z. B. mit Cellulose, Asbest oder Baumwolle.

Die Charakteristiken dieser Filter müssen entsprechend der verwendeten Ausgangsiösung gewählt werden, um ein klares Filtrat zu erhalten.

Zur Erleichterung der Filtrationsvorgänge kann man auch Hilfsmittel verwenden, wie /.. B. Celite, die in der Lösung in Suspension gehalten oder zwischen Kissen des Filtrationsmaterials eingeschlossen werden.

Zur Vermeidung einer raschen Verstopfung der sehr feinen Filter wird es im allgemeinen bevorzugt, eine Vorfiltration und/oder eine Zentrifiigation der Lösung durchzuführen.

Die nach der Feinfiltration erhaltene klare Lösung enthält eine gelöste Molke-Proteinfraktion, deren Löslichkeit in Wasser vom pH unabhängig ist (der pH kann sogar dem isoclektrischen Punkt des Lactalbumins entsprechen). Diese Lösung kann konzentriert werden, beispielsweise durch Eindampfen unter vermindertem Druck. Sie kann anschließend auch getrocknet werden, beispielsweise durch Sprühtrocknung. Für die erfindungsgemäße Herstellung eines Trübungsmittel kann die nach der Feinfiltration erhaltene Lösung einer Molke-Proteinfraktion oder ein in Wasser aufgelöstes getrocknetes Produkt verwendet werden.

Für die Herstellung eines sterilisierten Produkts ist es vorteilhaft, vor der Sterilisation der Lösung eine zweite Einstellung des pH dieser Lösung auf einen Wert durchzuführen, der 3,4 oder darunter liegt, wobei man sich einer Nahrungsinittelsäurc bedient. Diese Einstellung kann vor oder nach der Feinfiltration der Lösung durchgeführt werden. Der isoelektrische Punkt des Lactalbumins entspricht einem pH von ungefähr 5,0. Die vorhergehende Ansäuerung der Lösung auf einen pH von 3,4 oder darunter gestattet es, die Koagulation des Proteins bei der Sterilisationstemperatur zu vermeiden. Die Lösung kann dann sterilisiert werden, beispielsweise durch Erhitzen auf 121° C während 3 bis 4 min oder durch ein UHT- oder HTST-Verfahren. Nach der Sterilisation kann diese Lösung konzentriert und getrocknet werden, wobei ein pulverförmiges Produkt erhalten wird, dar. keinen Geruch und keinen Geschmack aufweist. Dieses Produkt ist in Wasser bei pH-Werten unter 3,4 oder über 6,5 vollständig löslich und gibt nach einer Dispergierung in Wasser klare Lösungen, wenn die weiter unten angegebenen pH-Bedingungen eingehalten werden.

Die Herstellung des Trübungsmittels kann leicht dadurch ausgeführt werden, daß man ein eßbares Fett in einer wäßrigen Lösung emulgiert, welche die lösliche Proteinfraktion von Molke enthält, worauf man dann die Emulsion einer Sprühtrocknung unterwirft, wobei man vorzugsweise vorher noch eine Homogenisation durchführt. Das erhaltene Produkt besitzt die Form eines leicht in Wasser oder in einer wäßrigen Lösung dispergierbaren Pulvers. Es bringt ein milchartiges Aussehen zustande, und zwar auch bei verhältnismäßig niedrigen pH-Werten in der Größenordnung von beispielsweise 2,5. Dieses Trübungsmittel kann

²'~' vorteilhafterweise in eine Pulverzusammensetzung für Getränke einverleibt werden, wie z. B. in eine Zusammensetzung, die nach einer Dispergierung in kaltem Wasser ein Erfrischungsgetränk ergibt, dessen Aussehen und dessen Geschmack an einen Saft von Natur-

^J0 fruchten erinnert.

Ein solches Trübungsmittel kann in angesäuerte oder nicht-angesäuerte Getränke einverleibt werden, welche gegebenenfalls auch mit Proteinen angereichert sein können.

*· Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert. In diesem Beispiel beziehen sich die Mengen- und Prozentangaben auf das Gewicht.

Beispiel

I. Herstellung einer löslichen Molke-Proteinfraktion Methode A

Man dispcrgicrt in 3000 I Wasser 75 kg eines Proteinisolats, das ungefähr 80% Proteine enthält (bezogen auf das Gewicht der Trockenstoffe), und durch

•<^r> Ultrazentrifugierung von Molke, Filtration des Rctentats der Ultrafiltration auf einem Gel, Konzentrierung und Trocknung erhalten worden ist. Dabei wird eine wäßrige Suspension erhalten, deren pH 6,5 beträgt.

^w Hierauf wird allmählich der pH der Lösung mit Hilfe von Zitronensäure unter mäßigem Rühren auf 4,5 eingestellt, und zwar in einer Weise, daß der gewünschte pH in 40 min erreicht wird. Die Lösung, in welcher sich eine Ausfällung bildet, wird während 4 st ruhen gelassen und dann auf 40" C erwärmt und mit Hilfe einer Entrahmungszentrifuge behandelt, um die sehr dichten Teilchen zu entfernen.

Die Lösung wird dann bei hoher Geschwindigkeit zentrifugiert, und die überstehende Flüssigkeit wird

wi ein erstes Mal über einem Komet-Theorit-Filter Nr. 5 (hergestellt von der Firma Seitz in Deutschland) und dann ein zweites Mal über einem E.K.S.-Sterilisationsfilter (hergestellt von der Firma Seitz in Deutschland) filtriert, wobei ein vollständig klares Filtrat er-

h^ri halten wird, das eine sehr schwache grüne Färbung b sitzt.

Die bei der zweiten Färbung zurückgehaltenen Stoffe besitzen den charakteristischen Geruch von

Molke-Proteinisolaten. Die chemische Analyse einer Probe dieser Stoffe zeigt, daß sie im wesentlichen aus Lipid/Protein-Komplexen bestehen, die annähernd 65% Proteine und 35% Lipide enthalten, wobei die Lipidfraktion ungefähr 95% Phospholipide und 5% unverseifbare Stoffe enthält (Kohlenwasserstoffe, Sterole und Alkohole mit langer Kette, welche 11 %, 66% bzw. 22% der unverseifbaren Stoffe ausmachen).

Die nach der Feinfiltration erhaltene Lösung wird durch Eindampfen bei vermindertem Druck konzentriert, bis ein Trockenstoffgehalt von 12% erhalten worden ist, und dann durch Atomisierung getrocknet. Auf diese Weise erhält man 60 kg eines pulverförmigen Produkts, das 75% Proteine enthält, das einen neutralen Geschmack und Geruch aufweist, das bei jedem pH in Wasser löslich ist.

Methode B

Man stellt wie bei Methode A 3000 1 einer klaren Lösung her, die 2,5% einer Molke-Proteinfraktion enthält. Die nach der Filiration erhaltene Lösung wird mit Hilfe von Orthophosphorsäure auf einen pH von 2,9 angesäuert und dann während 4 see durch ein UHT-Verfahren bei 150° C sterilisiert und sehr rasch unter vermindertem Druck auf 45° C abgekühlt. Diese Lösung wird dann unter Vakuum eingedampft, wie unter Methode A beschrieben ist.

Man erhält 65 kg eines sterilisierten pulverförmigen Produkts mit einem neutralen Geruch und Geschmack, das bei pH-Werten unter 3,4 oder über 6,5 in Wasser löslich ist.

Methode C

Man löst 20 kg eines Proteinisolats, das 50% Proteine, bezogen auf das Gewicht der Trockenfeststoffe, enthalt und aus Molke durch Filtration über einem Gel hergestellt worden ist, in 1000 1 Wasser auf. Hierauf siellt man den pH der wäßrigen Lösung mit Hilfe von Zitronensäure auf 4,5 ein, läßt die Lösung während 4 st ruhen und erwärmt sie dann auf 40° C, worauf man dann die Ausfällung wie bei Methode A abtrennt. Die Lösung wird dann mit Hilfe von Orthophosphorsäure auf 3,0 angesäuert, und dann gemäß Methode A filtriert. Die filtrierte Lösung wird sterilisiert, konzentriert und getrocknet, wie es bei Methode B beschrieben ist.

Auf diese Weise werden 16 kg eines Produkts erhalten, das 70% Proteine enthält und die gleichen Eigenschaften wie das Produkt von Methode B aufweist.

Methode D
Man behandelt durch Ultrafiltration 1000 1 einer Molke aus einer Käserei, die 0,5 Gew.-% Proteine enthält, in der Weise, daß man 170 1 eines Ultrafiltrationsretentats erhält. Dieses Retentat, dessen Proteingehalt 2,9% beträgt, wird anschließend einer UI-trafiltration über einem Gel (Sephadex G-25) unterworfen. Es wird eine erste Elutionsfraktion von 200 1 erhalten, die 2,4% Proteine enthält. Diese Elutionsfraktion wird dann mit Hilfe von Zitronensäure auf pH 4,5 angesäuert und wie bei Methode A behandelt.

Nach einer abschießenden Trocknung erhält man 4,6 kg eines pulverförmigen Produkts, das 70% Proteine enthält, einen neutralen Geschmack und Geruch aufweist und bei jedem pH in Wasser löslich ist.

II. Herstellung eines Trübungsmittels

Man emulgiert bei 45° C 35 kg eines Erdnußöls und 0,2 kg Lecithin in 100 I einer wäßrigen Lösung, die 6,5 kg des nach einer der Methoden A bis D erhaltenen Produkts enthält. Anschließend behandelt man diese Suspension mit Hilfe eines zweistufigen Manton-Gaulin-Homogenisators bei einem Druck von 250 bzw. 50 kg/cm², worauf man eine Trocknung durch Atomisierung anschließt. Das erhaltene pulverförmige Produkt, das keinen Fremdgeruch aufweist, kann leicht in Wasser dispergiert werden und ergibt nach einer Dispergierung in wäßrigem Medium eine milchige Suspension, die bei einem pH unter 3,4 stabil ist. Dieses Produkt kann als Trübungsmittel in Ge-

Jo tränken verwendet werden, und zwar insbesondere in angesäuerten und an Proteinen angereicherten Getränken, in welchen Getränken die anderen bekannten Trübungsmittel, welche Polysaccharide (eßbare Gummis) enthalten, unter Bildung von unlöslichen Komplexen mit Proteinen reagieren.

III. Herstellung eines Getränkepulvers

Man stellt ein pulverförmiges Gemisch her, das 17 kg des gemäß Methode B hergestellten Produkts,

4» 17 kg Glukose, 50 kg Saccharose, 6 kg Zitronensäure, 3 kg des gemäß vorstehender Vorschrift hergestellten Trübungsmittels, 0,1 kg Pectin, 0,2 kg Ascorbinsäure, 37 kg Orangenaroma (»Tctraröme Orange«, hergestellt durch die Societe Firmenich, Genf, Schweiz),

■t". 20 g oranges Färbemittel FDC Nr. 5 und 4 g gelbes Färbemittel FDC Nr. 6. enthält.

Hierbei wird eine pulverförmige Zusammensetzung erhalten, die bei Dispergierung in kaltem Wasser in einem Verhältnis von 16 g Zusammensetzung auf 100 ml Wasser ein Getränk ergibt, das den Geschmack und das Aussehen eines Orangensafts besitzt, der etwa 2% Proteine mit einem hohen Nährwert aufweist.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer löslichen Molke-Proteinfraktion, welche durch Ultrafiltration und/oder Filtration durch ein Molekularsieb einer wäßrigen Lösung von Molkeproteinen, anschließendes Einstellen des pH der wäßrigen Lösung auf 4,4 bis 5,0 und Abfiltrieren der Ausfällung erhalten worden ist, zur Herstellung eines aus eingehüllten '^u Fetteilchen bestehenden Trübungsmittels für Getränke.