DE2451843A1 - Natriumaluminiumphosphat-kaese-emulgiermittel und ihre verwendung - Google Patents
Natriumaluminiumphosphat-kaese-emulgiermittel und ihre verwendungInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft Zubereitungen, die besonders als Käse-Emulgiermittel geeignet sind, Verfahren zur
Herstellung von Käse mit solchen Zubereitungen und Käseformulierungen, die derartige Zubereitungen enthalten.
Im besonderen betrifft die Erfindung Natriumaluminiumphosphatzubereitungen und -Verbindungen, die
optimale verfügbare Alkalinität aufweisen.
43-21-4119 A GW -2-
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Viele Phosphate sind als Käse-Emulgiermittel bei der Käseherstellung
bekannt, wie Dinatriumorthophosphat, Trinatriumorthophosphat,
Natriumhexametaphosphat und dergleichen. Es unterliegen jedoch diese Materialien insgesamt als Käse-Emulgiermittel
schwerwiegenden Einschränkungen und sie können daher nicht im gewünschten Ausmaß zur Käseemulgierung
verwendet werden. So ist beispielsweise Dinatriumorthophosphat im allgemeinen als Käse-Emulgiermittel unter etwa 2,1%
(bezogen auf das Gesamtkäsegewicht) zufriedenstellend, während sich.gewöhnlich, wenn es in größeren Mengen verwendet
wird, Kristalle von Dinatriumorthophosphat bilden, die natürlich sehr unerwünscht sind.
Neuerdings wurden Natriumaluminiumphosphatzubereitungen als Käse-Emulgiermittel vorgeschlagen. Diese Natriumaluminiumphosphatzubereitungen
wurden mit anderen Phosphaten, wie Dinatriumorthophosphat, kombiniert, wodurch man zur Emulgierung
von Käse brauchbare Zubereitungen erhielt, wenn diese bis z'u etwa 3$ verwendet wurden. Typische solche Zubereitungen
sind in den U.S.-Patentschriften 3 097 949» 3 244 535, 3 337 347, 3 554 921 und neuerdings in den U.S.Patentschriften
3 726 960 und 3 729 546 beschrieben.
Ungünstigerweise liefern diese bekannten Natriumaluminiumphosphatzubereitungen
nicht die optimal verfügbare Alkalinität, die Käsehersteller bei diesen Käsefertigungsverfahren
wünschen. Weiterhin wurde festgestellt, daß es extrem schwie-
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_ 3 —
rig ist, Natriumaluminiumphosphate herzustellen, die reproduzierbare
verfügbare Alkalinitäten in den bisher bekannten Verhältnissen von Materialien, die zur Bildung dieser
bekannten Natriumaluminiumphosphatzubereitungen benutzt wurden, aufweisen.
Unter der Bezeichnung "verfügbare Alkalinität", wie sie hier
verwendet wird, ist die Alkalinität zu verstehen, die aus Natriumaluminiumphosphatzubereitungen verfügbar ist, wobei
diese mittels Untersuchungsverfahren festgestellt wird, die die. tatsächlichen Käse-Emulgierungsbedingungen simulieren.
Bei der tatsächlichen Käseemulgierung werden etwa 3$ Emulgiermittel
dem Käse (unter Bildung einer etwa 7 Gew.#igen Emulgierkonzentration in der Wasserphase) bei 72+_2°C und
einem mittleren pH-Wert von etwa 5»8 zugegeben. Der Käse
wird etwa 5 Minuten bei dieser Temperatur gemischt. Der Käselaib wird dann entfernt und langsam während weiterer Verarbeitung
gekühlt.
Zur Bestimmung der "verfügbaren Alkalinität" wurden die nachfolgenden
Untersuchungsverfahren verwendet: In einer so
■'•en Folge wie möglich wurden 4,9 g Probenmaterial und
etwa 20 ml Wasser (bei 80 bis 90°6) '; in einen 1^0 ml tarierten
Becher gegeben, der mit einem magnetischen Rührstab ausgestattet ist.Während man die Temperatur bei 70+40C hält,werden
etwa 35 ml 0,5 N HCl zugegeben. Der pH~Wert wird 30 Minuten,
bei 5,8 durch Zugabe von 0,5 N HCl, soweit erfordernd.
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gehalten. Die Zeit, die Temperatur der Aufschlämmung, der
ρ,,-Wert und die Anzahl ml zugeführte HGl werden festgehalten.
Die Konzentration sollte durch Zugabe von Wasser so eingestellt v/erden, daß das Endgewicht der erhaltenen Masse
70,Og ist und daß diese einen p„-Wert von 5,8 bei 70+40C
aufweist. Man erhält dadurch eine Konzentration von 7 Gew.fo
Emulgiermittel bei den Endbedingungen. Die "Verfügbare Alkalinität"
(ausgedrückt als %) kann durch die nachfolgende
Gleichung erhalten v/erden:
c/ (ml HCl) (N HCl) (142) (O,218)(1OO) _ (Q .^ , , m
/0 = (1000) (Probengewicht)
~ ^0,316J) <>1 hG1)
Wie nachfolgend erwähnt wurde festgestellt, daß die optimal
verfügbare Alkal.inität für viele Käsefertigungsverfahren
bei etwa 15$ liegt.
Es wurde nunmehr nach der vorliegenden Erfindung gefunden, daß eine vollkommen neue und bestimmte Klasse von Natriumaluminiumphosphatzubereitungen
mit dieser wünschenswerten optimal verfügbaren Alkalinität, einer Eigenschaft, die bisher
unbekannt war, hergestellt werden können. Weiterhin ist es eine vollkommen unerxvartete und überraschende Eigenschaft
von.vielen der Natriumaluminiumphosphatzubereitungen dieser
Erfindung, daß sie leicht so reproduziert werden können, daß nachfolgend hergestellte Zubereitungen nur leicht von
den vorherigen Zubereitungen hinsichtlich ihrer verfügbaren Alkalinität abweichen. Die neuen Natriumaluminiumphosphat-
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Zubereitungen haben bei der Verwendung als Käse-Emulgiermittel
die bereits beschriebenen anerkannten Vorteile und schaffen zusätzlich sowohl optimal verfügbare Alkalinität
als auch in den meisten Fällen die Reproduzierbarkeit, die erforderlich ist, um gleichbleibend verfügbare Alkalinitäten
in nachfolgend hergestellten Zubereitungen beizubehalten, wodurch sie dem Käse wertvolle Eigenschaften verleihen, wie
dies noch nachfolgend beschrieben wird.
Die Eatriumaluminiumphosphatzubereitungen der vorliegenden
Erfindung sind durch die nachfolgende empirische Formel
χ Na2O · j Al2O · 8 P3O5 · ζ H2O
gekennzeichnet, worin χ eine Zahl über 15 bis 24-, y eine
Zahl zwischen 1,0 und 3>9 und ζ eine Zahl zwischen 0 und 50
ist. Besonders bevorzugt sind Zubereitungen, worin χ eine höhere Zahl als 15 und bis 18 ist.
Weiterhin sind die bevorzugten Zubereitungen im4es ent liehen
amorph, d.h. daß das Röntgenbeugungsbild keine charakteristischen
Linien für ITatriumaluminiumphosphate aufweist und wenn einige Linien auftreten, diese gewöhnlich für geringe
Mengen Dinatriumorthophosphat und/oder Trinatriumorthophosphat
charakteristisch sind. Es ist jedoch festzustellen, daß diese Zubereitungen in· kristalliner Form hergestellt
werden können und obwohl diese kristallinen Formen als Käse-Emulgiermittel wertvoll sind, scheinen sie im allgemeinen
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nicht die vorteilhaften Eigenschaften als Käse-Emulgiermittel wie die amorphen Formen der Zubereitungen aufzuweisen.
V/eiterhin sollte das in der vorausgehenden Formel angegebene V/asser nicht notwendigerweise als typisches Kristallisationswasser
angesehen v/erden, v/eil durch thermische gravimetrische
Analyse festzustellen ist, daß das Wasser allmählich
zu Verlust geht, wenn die Zubereitungen auf Temperaturen zwischen etwa 800O und etwa 5000C erhitzt werden und
daß gewöhnlich kein klar definierter Bruch eintritt, wie dieser im Falle von freiem v/asser oder bei einem kristallinen
Hydrat erfolgen würde.
Die Zubereitungen der vorliegenden Erfindung können in unterschiedlicher
v/eise hergestellt v/erden, wobei jedoch ein Verfahren zur Herstellung der Zubereitungen bevorzugt wird,
das im allgemeinen darin besteht, daß man ein Natriummaterial, ein Aluminium-enthaltendes Material und ein Phosphorenthaltendes
Material umsetzt. Im besonderen Falle gehören zu Natriummaterialien, die geeignet sind, die Natriumoxide,
Natriumhydroxide und die Natriumorthophosphate, wie Mononatrium, Dinatrium und die Trinatriumorthophösphate einschließlich
deren Gemische. Weiterhin gehören zu den AIuminium-enthaltenden
Materialien, die geeignet, sind, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und die Natriumalurninate einschließlich
deren Gemische. V/eiterhin gehören zu den Phosphor-enthaltenden Materialien die Natriumorthophosphate und
Orthophosphorsäure einschließlich deren Gemische. Wenn man
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Orthophosphorsäure verwendet, ist . diese vorzugsweise konzentriert,
d.h. daß sie über etv/a 50 Gew.^ H,PCL enthält.
Im allgemeinen werden die Reaktionspartner in irgendeiner Reihenfolge gemischt und, sofern erforderlich, wird Wasser
in ausreichenden Mengen zugegeben, um ein geeignetes Reaktionsmedium zu bilden, wobei die Reaktion vorzugsweise unter
Rühren durchgeführt wird. Die Reaktion ist gewöhnlich exotherm und die Temperatur kann, abhängig von der verwendeten
Wassermenge, sofern eine solche verwendet wurde, den verwendeten Reaktionspartnern und dergleichen, Temperaturen
in der Höhe von etwa 70 bis zu etwa 140°C erreichen, obgleich
es im allgemeinen bevorzugt wird, Temperaturen unter etwa 1000C zu halten. Es kann wiederum je nach den verwendeten
Reaktionspartnern und Reaktionsbedingungen eine Wassermenge zugegeben werden, die wegen der exothermen Reaktion
ein relativ trockenes pulverförmiges Reaktionsprodukt ergibt. In den Fällen, wo ein Wasserüberschuß verwendet
wird, können die Reaktionsprodukte gewöhnlich in einen trockenen partikelförmigen Zustand mittels verschiedener
Verfahren zur Entfernung von Wasser, wie durch Trommeltrocknung, getrocknet werden. Während es bevorzugt wird, daß ausreichend
Wasser vorhanden ist, daß man eine Schlämmenkonzentration von nicht mehr als etwa 90 Gew.°/o Feststoffe erhält,
ist es selten, wenn überhaupt, erforderlich, eine Schlämmenkonzenr-ration von weniger als etwa 20 Gew.% Feststoffe
zu verwenden. Die Mengen an Natriummaterialien, Alu- -
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minium-enthaltenden Materialien und Phosphor-enthaltenden
Materialien werden in der Weise ausgewählt, daß man die gewünschten Mengen Natrium, Aluminium und Phosphor in dem
Reaktionsprodukt erhält. Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der vorliegenden
Erfindung besteht darin, Phosphorsäure mit hydratisiertem Aluminiumoxid und danach die erhaltene Masse mit
Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat umzusetzen.
Wie vorausgehend erwähnt, erhält man durch die Natriumaluminiumphosphatzubereitungen
der vorliegenden Erfindung eine verfügbare Alkalinität, die/besonders bei den Käseherstellern
in technischem Umfang erwünscht ist. Erläuternd für die Bedeutung einer solchen verfügbaren Alkalinität
ist die nachfolgende Tabelle I, worin verschiedene im Handel erhältliche Käse-Emulgiermittel, ihre Konzentrationen
nach Verwendung im Käse und die verfügbaren Alkalinitäten für^die Käseherstellung aufgezeigt sind. Diese Tabelle zeigt,
daß die verfügbare Alkalinität von etwa 15j5+.1#» vorzugsweise
15,5+0,5$ für viele Herstellungsverfahren wünschenswert
ist.
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Konzentra- verfügbare Emulgiermittel - tion (Gew.^) Alkalinität
| 2,5 + 0,5 |
10,0 + 6,1 |
| 3,0 | 16,1 |
| 3,0 | 14,9 |
| 3,0 | 15,1 |
| 2,1 | 15,2 |
| 1,2 | 14,8 |
Kasal-91 +
Trinatriumphosphat
Tatsächlich verwendetes Gemisch
Emulsiphos 660 Emulsiphos 44öv
Dinatriumphosphat Trinatriumphosphat
Ein im Handel erhältliches Käse-Emulgiermittel der
Stauffer Chemical Company, das ein Natriumalumiriiümphosphat
der nachfolgenden empirischen Formel
14,69 Na2O * 2,43 · Al2O^ . 8 F2Oc . 11,5 Ii2O
enthält.
Ein im Handel erhaltliches Kase-Emulgiermittel der Monsanto
Company, das Tririatriumphosphat und Iiatriummetaphosphat
enthält
^ Ein im Handel erhältliches Käse-Emulgiermittel der Honsanto
Company, das Dinatriumphosphat und Natriummetaphosphat enthält.
Die Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der vorliegenden Erfindung haben eine verfügbare Alkalinität von etwa 15;^,
die für die Käseherstellung besondere Bedeutung hat.
Obgleich eine verfügbare Alkalinität von 15?o nicht für alle
Eigenschaften der Käseherstellung am günstigsten ist, stellt sie die optimal erwünschte Größe dar, um die besten Gesamtkäsezubereitungen
zu erhalten. Käseeigenschaften, die am
5098 19/10 29 -1°-
BAD ORIGINAL
meisten durch die Alkalinität beeinflußt werden, sind die ülabgabe, Bruch und Kristallbildung. Tabelle II erläutert
die Wirkung der verschiedenen verfügbaren Alkalinitäten auf diese Eigenschaften. (Die angegebenen Werte erfolgen
nach einen 'gewählten- - Maßstab von gut bis schlecht).
Itäseeigenschaften
Emulgiermittel Alkalini- ölabgabe Bruch Kristalltat bildung
Trinatriumphosphat 2.J1O 3,2 (gut) 0,8 2,0
(schlecht)
Trinatriumphosphat 15# 3,2 1,1 1,5
Dinatriumphosphat 14# 3,0 1,5(gut) 0,2
Kononatriumphosphat __ O 1,6 O O (gut)
(schlecht) (schlecht)
Aus den Tabellen I und II ergibt sich, daß ein Käse-Emulgiermittel,
das eine verfügbare Alkalinität von etwa 15 bis 16/J aufweist, besonders für die Käseindustrie wünschenswert
ist. Die neuen Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der vorliegenden Erfindung haben die vorausgehend beschriebenen
vorteilhaften Eigenschaften solcher Materialien und bilden
zusätzlich eine verfügbare Alkalinität von 15$ oder höher.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß viele dieser Natriumaluminiumphosphatzubereitungen,
die in den Verhältnissen der Materialien gebildet wurden, wie sie für die vorliegende
Erfindung erforderlich sind, überraschend reproduzierbare
-11- ■
509819/1029
BAD ORIGINAL
sind. Es ist darunter zu verstehen, daß im Gegensatz zu den sehr stark variierenden Alkalinitäten, die man mit
Materialien handelsüblicher Qualität erhält, viele der Natriumalumniumphosphatzubereitungen der vorliegenden Erfindung
reproduzierbare verfügbare Alkalinitäten aufweisen. Der Erläuterung dienen die nachfolgenden Verfahren 1 bis 5?
die Herstellungsverfahren für eine .Natriumaluminiumphosphatzubereitung
sind, die als T bezeichnet wird. (Ähnliche Verfahren wie diese können zur Herstellung der anderen in beispielhafter
V/eise angeführten NatriumaluminiumphosphatZubereitungen,
wie sie in Tabelle IV aufgezeigt sind, herangezogen v/erden).
Verfahren 1
Eine Gesamtmenge von 212,1 g AIgO^*3H2O löst man in 1006,4 g
50$iger NaOII. Dieses Gemisch verdünnt man mit 785 g Wasser.
Eine verdünnte saure Lösung stellt man dadurch her, daß man 811,1 g 80;öiger H^PO^ zu 785 g Wasser zugibt und gibt dann
unter Rühren die Aluminiumoxid-alkalische Lösung zu. Die erhaltene 30$ige Aufschlämmung wird dann homogenisiert und
sprühgetrocknet.
Verfahren 2
Das gleiche wie Verfahren 1, ausgenommen daß die Aufschlämmung trommelgetrocknet wurde.
-12-509819/1029
Verfahren 3
Eine Gesamtmenge von 212,1 g Al2O,'3H2O löst man in 1006,4 g
50>aiger KaOH. Dieses Gemisch und 811,1 g 8o#ige Η,ΡΟ, werden
gleichzeitig zu 1570 g H2O unter Rühren zugegeben. Die erhaltene
Aufschlämmung wird dann homogenisiert und sprühgetrocknet.
Verfahren 4
Das gleiche Verfahren wie Verfahren 3? ausgenommen daß die
Aufschlämmung trommelgetrocknet wurde.
Verfahren 5
Eine Gesamtmenge von 212,1 g Al2O,*3HpO löst man in 811,1 g
80?öiger H^PCk und verdünnt dann mit 785 g Wasser. Dieses
Gemisch gibt man dann unter Rühren zu einer Lösung von 785g
V/asser und 1006,4 g 50$iger NaOH. Die Aufschlämmung wird
homogenisiert und sprühgetrocknet.
Unter Verwendung dieser Verfahren wurden verschiedene Proben Natriumaluminiumphosphatzubereitungen, wie sie in der
Tabelle III angegeben sind, hergestellt und ihre verfügbaren Alkalinitäten bestimmt und mit einer im Handel erhältlichen
Natriumaluminiumphosphatzubereitung und einer analogen Natriumaluminiumphosphatzubereitung, die im Laboratorium
hergestellt wurde, verglichen, wobei die Ergebnisse der Tabelle IV zu entnehmen sind.
-13-509819/1029
| Tabelle III | auf wasserfreier | Molarbasis | |
| Analyse | Al2O3 | P2O5 | |
| Natriumaluminium phosphatzubereitung (NAP-Z) |
Na2 | 7,5 | 50,0 |
| D | 42,0 | 14,0 | 47,0 |
| T | 39,0 | 11,5 | 48,5 |
| M | 40,0 | 15,0 | 4-5,5 |
| J | 39,5 | 11,0 | 49,5 |
| K+ | 39,5 | 2 10,5-11,1 | 49,4-49,7 |
| E-9++ | 39,5-4-0, | ||
Im Laboratorium hergestellte Natriumaluminiumphosphat
zubereitung, analog zu K-9
Im Handel erhältliche Natriumalurniniumphosphatzubereitung der Stauffer Chemical Company (Analyse von 5 Proben)
Tabelle IV
NAP-Z Probe Verfahren
NAP-Z Probe Verfahren
| D | 1 |
| D | 2 |
| D | 3 |
| D | 4 |
| D | 5 |
| T | 1 |
| T | 2 |
| T | 3 |
| T | 4 |
3 3 3 3 3
3 2 2
50981 9/ 1 029
| verfügbare Alka- linität |
5,3 | 5,8 | -14- |
| 15,3 | 5,1 | 5,2 | |
| 1 | 14,9 | 5,6 | |
| 1 | 1 | 5,6 | |
| 1 | 5,6 | ||
| 1 | |||
| 1 | |||
| 1 | |||
Tabelle IV (Fortsetzung) NAP-Z
M H ί-ί H I-i
Vx
J J J J
| Probe | Verfahren | verfügbare Alkali- nität |
| 5 | 2 | 15,2 |
| 6 | 3 | 15,4 |
| 7 | 1 | 15,5 |
| 8 | 5 | 15,6 |
| 9 | 1 | 15,6 |
| 10 | 3 | 15,8 |
| 11 | 1 | 15,2 |
| 1 | 3 | 15,1 |
| 2 | 3 | 15,4 |
| 3 | 3 | 15,7 |
| 4 | 3 | 15,8 |
| 5 | 3 | 15,4 |
| 6 | 3 | 15,5 |
| 1 | 4 | 16,0 |
| 2 | 2 | 16,2 |
| 3 | 2 | 15,9 |
| 4 . ■ | 2 | 15,7 |
| 1 | 2 | 12,1 |
| 2 | 2 | 14,5 |
| 4 " | 15,6 |
-15-509819/1029
- 15 Tabelle IV (Fortsetzung)
| NAP-Z | Probe Verfahren | verfügbare Alkalinität |
| K-9 | 11,6 | |
| κ-9 | 13,0 | |
| K-9 | unbekannt | 13,4 |
| κ-9 | 14,0 | |
| κ-9 | 11,9 |
Der Tabelle IV ist es leicht zu entnehmen, daß die Natriumaluminiumphosphatzubereitungen
der vorliegenden Erfindung bedeutend reproduzierbarere verfügbare Alkalinitäten aufweisen
als die im Handel erhältliche Natriumaluminiumphosphatzubereitung und die analoge, im Laboratorium hergestellte
Natriumaluniinrluriiphosphatzubereitung, die beide
außerhalb dem Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
Die Käseformulierungen der vorliegenden Erfindung, d.h. eine oder mehrere Käseansätze und Emulgiermittel können
durch Mischen, vorzugsweise unter Wärme, von einem oder mehreren Käseansätzen und als Emulgiermittel mit den Natriumaluminiumphosphatzubereitungen
der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Für diesen Zweck ist im allgemeinen
jedes Käseansatzmaterial geeignet und es kann hierzu natürlicher Käse, wie "American", Schweizerkäse, Brick,
"Cheddar-1?, Limburger, Gauda, Edamer, Camembert, Gruyere',
"Blue", Muenster und dergleichen, sowie künstliche Käsesorten und Streichkäse, einschließlich den Imitationsstreich-
-16-509819/1029
käsearten, die gewöhnlich bestimmte pflanzliche Gums enthalten. In Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Käseansatzmaterialien
und/oder Käseansatzgemischen können die Natriumaluminiumphosphatzubereitungen in Mengen bis zu etwa
6 Gew. l/o und in so geringen Mengen wie 0,1 Gew.#, bezogen
auf die Gesamtkäsezubereitung, verwendet werden, wobei Mengen von etwa 1,5 bis 3 Gew.% bevorzugt werden. Weiterhin
können in einigen Fällen die Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen
Käse-Emulgiermitteln, wie Dinatriumorthophosphat, Trinatriumorthophosphat,
Natriumeitraten und dergleichen, einschließlich ihrer Gemische verwendet werden, obgleich
dies nicht erforderlich ist.
Im allgemeinen können Käsezubereitungen dadurch hergestellt v/erden, daß man die Käseansatzmaterialien und/oder
Käseansatzgemische mit Emulgiermitteln in einer solchen Weise mischt, wie man gründlich die Additive einmischt.
Gewöhnlich ist Wärme erforderlich, um die Käseansatzmaterialien ausreichend bearbeiten zu können und es sind im
allgemeinen Temperaturen zwischen etwa 4-8,8 und 93,3°C geeignet.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Käse-Emulgiermittel der vorliegenden Erfindung in den Käseansatz
und/oder Käseansatzgemische einzubringen, während sich der Käse in seiner rohen Form (Quarkform) vor dem Trocknen befindet,
obgleich es im allgemeinen bevorzugt wird, das Emulgiermittel mit dem Käseansatz und/oder den Käseansatz-
-17-509819/1029
gemischen zu mischen, nachdem der Käse hergestellt und auf einen geeigneten Grad ausgehärtet bzw. getrocknet ist.
Die Natriumaluminiumphosphatzubereitungen verleihen den Käseansätzen nicht nur Emulgierungseigenschaften, d.h. daß
sie die ülabtrennung aus den Käseansätzen, besonders wenn sie erhitzt v/erden, vermeiden oder verringern, sondern sie
verleihen ihnen weiterhin vorteilhafte Eigenschaften, da sie keine Neigung zur Kristallisation aufweisen, die Entwicklung
der Schmelze verbessern, d.h. die Fähigkeit haben, den Käse ohne ülabtrennung zu schmelzen, sodaß nur eine geringe
oder keine Härtungszeit erforderlich ist und sie weisen
weiterhin die Fähigkeit auf, den ρ,,-Wert' eines Käses auf die gewünschte Höhe für die jeweils für die Käseformulierungen
vorgesehenen "Verfahren zu erhöhen, wobei dies gewöhnlich ein pp-Wert zwischen etwa 555 und etwa 6 ist.
In gleicher Weise ist von Bedeutung, daß die Käseemulgiernittel der vorliegenden Erfindung als Emulgiermittel andere
vorteilhafte Eigenschaften auf v/eis en, die nicht in herkömmlichen
Käse-Emulgiermitteln anzutreffen sind, wie ihre Fähigkeit, in einer großen Vielzahl von Käseansätζen mit
verschiedenen Altersstufen und ρ-,-ϊ/erten, sowie bei verschiedenen
Käseansatzgemischen verwendet zu werden, wodurch es dem Käsehersteller möglich ist, Käseformulierungon au
formulieren und herzustellen ohne unnötige Bearbeitung "und/oder unnötiges Mischen dieser Käseansätze. Weiterhin
verleihen die Käse-Emulgiermittel der vorliegenden Erfin-
509819/1029
dung den Käseformulierungen, die vorgeschnitten in Käsescheiben
dargeboten werden sollen, den ausgeprägten und bedeutenden Vorteil, daß sie eine bessere und leichtere Trennung
der Scheiben ermöglichen, was häufig und im Falle dieser Käsearten ein entscheidender1 Faktor für die Wahl des
Verbrauchers ist. Weiterhin sind die im wesentlichen amorphen ITatriumalurniniumphosphatzubereitungen im allgemeinen
ausgezeichnete Käse-Emulgiermittel, besonders vom Standpunkt der besonders unerwünschten Kristallbildung,
v/eil diese Zubereitungen im v/es entliehen amorph sind und nicht die Neigung haben, unter harten Verwendungsbedingungen
Kristalle zu bilden. Daraus ist zu folgern, daß Käseherstellungsformulierungen,
in die die Käseemulgiermittel der vorliegenden Erfindung eingebaut sind, überlegene Käseformulierungen
aus vielen und verschiedenen Gründen sind.
Bei den nachfolgenden Untersuchungen wurden die Zubereitungen
der vorliegenden Erfindung als Käse-Emulgiermittel bei der Herstellung von Käse verwendet. Im allgemeinen v/ur-
de die Käseherstellungsformulierungen dadurch hergestellt,
daß man einen gemahlenen "Cheddar"-Käseansatz, etwa 386 g,
und die Käse-Emulgiermitteyin den in den Tabellen angegebenen
Kengen einem Mischgefäß mit einem "Hobart C-IOO"-Mischer
zugibt. Das Mischgefäß ist mit einem Dampfzufuhrsystem
zur einheitlichen Erhitzung der Käseformulierung ausgestattet.
Der Käse und das Emulgiermittel werden unter
-19-509819/1029
Dampfzuführung etwa 2,25 Minuten und weiter etwa 5 Sekunden
ohne Dampfzuführung gemischt. Die Dampfzuführung wird
so eingestellt, daß die Endtemperatur des Käses etwa 75 "bis 800G beträgt. Die heißen Käseschmelzen werden in mit Teflon
ausgekleidete Tröge gegossen, mit Teflonfolien abgedeckt, auf eine Stärke von 0,3175 cm ausgewalzt und auf Kühltemperaturen
gekühlt. Die gekühlte Schmelze wurde dann in 10 cm im Quadrat große Scheiben geschnitten, gestapelt, verpackt
und in einem Kühlschrank bei 5 bis 80C gelagert. Die erhaltenen
Käseformulierungen v/erden hinsichtlich der folgenden Eigenschaften bewertet: ρττ-Wert, Ausbreitung der Schmelze,
Ölabgabe, Eindringtiefe, Kornbildung und Scheibenabtrennung.
Die Bewertungsverfahren zur Bestimmung dieser Eigenschaften waren:
-Wert
PjT-Messungen wurden bei den Käseschlämmen mit einem "Fisher
Accumet Model 520 Digital"-pTj-Messer vorgenommen. Als Aufschlämmungen
wurden 20 g Käse gemischt mit 10 g destilliertem Wasser bei Raumtemperatur verwendet.
Scheiben von Käse mit 22 mm Durchmesser wurden mit einem
"Korkbohrer" geschnitten und in einem in einem Wasserbad befindlichen Behälter oder einer "bunpan" zur Schmelze gebracht
.
-20-
5 09819/1029
Es wurden die Durchschnittswerte der f olgendeiyzwei Untersuchungen
festgehalten.
1. Käsescheiben wurden auf eine kalte Aluminiumpfanne,
39,37 cm χ 26,03 cm χ 1,9 cm Größe, gegeben. Die Pfanne
mit den Käsescheiben wurde 5 Minuten bei 176,60C in einem
Backofen erhitzt. Dann wurde die Pfanne dem Ofen entnommen und auf der Arbeitsplatte kühlen lassen. Doppel- oder dritte
Scheiben wurden von bis zu sieben Käseproben gleichzeitig geprüft. Die Pfanne wurde mit Kunststoff während der Herstellung
der Scheiben abgedeckt, um den Käse vor dem Austrocknen zu bewahren. Die Ausbreitung des Käsekuchens, nicht
des Öls, wurde in mm gemessen. Der Schmelzausbreitungswert für jede Scheibe wurde aus drei Durchmessermessungen ge- '
mittelt, die in gleichen Arbeitsintervallen hergestellt wurden.
2. Käsescheiben, 2 Schnittscheiben stark, wurden in eine kalte Deckelpfanne eines 1,89 1 Wasserbadkochgefäßes gegeben
(Commet brand). Die Pfanne mit den Käsescheiben wurde über kochendem Wasser 4 Minuten erhitzt, wonach die Pfanne
von der Wärme entfernt und zum Abkühlen auf die Arbeitsplatte gestellt wurde. Der Deckel wurde während der Untersuchungen
auf der Pfanne gelassen, um das Austrocknen des Käses zu verhindern. Es wurden gleichzeitig Doppeluntersuchungen
vorgenommen, wozu ein zweiter Wasserbaderhitzer des gleichen Typs., verwendet wurde.
-21-509819/1029
Die gemessene Sclimelzausbreitung war die gleiche wie bei
dem Ofenverfahren.
Ölabgabe
Der Grad der Ölabtrennung nach Erhitzen der Käsescheiben
wurde beobachtet und numerisch bewertet. Din Wert von 3,0
gibt an, daß keine Ölabtrennung erfolgte, während O beträchtliche
Ölabgabe anzeigt.
Es wurde ein Präzisions-Penetrationsmeßgerät mit einer Nadelsonde
zur Messung der Eindringtiefe bei einem Stapel von Käsescheiben verwendet. Die Sonde wurde an der Oberfläche
des Käses plaziert und dann 5 Sekunden nach Stopuhr angesetzt. Die Tiefe des Eindringens wurde in 0,1 mm festgestellt,
mit denen die Sonde in den Käse einsinkt. Um die Temperaturen einheitlich zu halten, wurde jeder Käse dem
Kühlschrank unmittelbar vor dem Versuch entnommen.
Die Möglichkeit der Entfernung der Scheiben wurde nach einer Skala von O bis 3 bewertet. Ein Wert von 3,0 zeigt eine
sehr leichte Abtrennung an, während O bedeutet, daß die
Scheiben nicht abgetrennt werden konnten, ohne sie in Stücke
zu reißen.
Die Tabellen V bis VII zeigen die Eigenschaften von üäseformulierungen,
wobei diese mit den Natriumphosphatzuberei-
-22-5098 19/10 29
tungen dieser Erfindung als Emulgiermittel in den angegebenen Konzentrationen hergestellt wurden, im Vergleich
mit anderen Käse-Emulgiermitteln. Die Tabelle VII gibt v/eitere Zahlenwerte an, die unter Verwendung einer zusätzlichen
Aufbewahrungszeit von 20 Minuten bei 8O0G erhalten
wurden, um das langsame Kühlen von großen Ansätzen von emulgiertem Käse, wie sie im technischen Umfang verwendet
werden, zu simulieren.
-23-509819/1029
| Emulgiersystem | verwendet % Anhyd* |
Tabelle V | Käseeigenschaften | 01- abgabe |
Eindring wert |
Scheiben abtrennung |
|
| Emulgier mittel |
3,0? | Schmelz ausbrei tung |
2,7 | 74 | 3,0 | ||
| Kasal - 91 + Trinatriumphosphat |
3,0^ | Wirt | 35,3 | 2,6 | 72 | 3,0 | |
| Kasal - 92 + Trinatriumphosphat |
3,0 3,0 |
6,42 | 36,7 | 2,4 2,6 |
67 66 |
3,0 "3,0 |
|
| B6 | 2,1 | 6,20 | 36,2 35,0 |
2,5 | 76 | 3,0 | |
| Dinätriumphosphat | 3,0 1,2 |
6,33 6,28 |
34,7 | 2,4 0,8 |
68 73 |
3,0 3,0 |
|
| 50 9 8 | T7 Trinatriumphosphat |
6,03 | 36,3 39,7 |
||||
| co | 6,37 6,30 |
||||||
| /1029 | |||||||
verfügbare Alkalinität
11,6$ige verfügbare Alkalinität
11,6$ige verfügbare Alkalinität
Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.% Kasal-9 und 0,5 Gew.$ Trinatriumphosphat
'7 Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV
'7 Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV
-P-CO
Emulgiersystem
| Emulgier mittel |
verwendet °/o Anhyd. |
| Kasal - 91 + Trinatriumphosphat |
2,7O5 |
| Kasal - 92 + Trinatriumphosphat |
2,70* |
| M5 | 2,70 |
| DSP/TSP6 | 1,36 |
| D7 | 2,70 |
| D inatriumpho sphat | 1,80 |
| T8 | 2,70 |
| Trinatriumphosphat | ; 1,08 |
Käseeigenschaften
Wert
Schmelzausbrei
tung
tung
6,20 36,3
| 6,10 | 37,7 |
| 6,09 | 36,3 |
| 6,0 1 | 40,1 |
| 6,03 | 35,1 |
| 5,83 | 37,8 |
| 6,16 | 37,7 |
| 6,10 | 42,2 |
01-abgabe
2,3
2,2
2,5
1,8
2,6
1,8
2,6
2,5
2,4
0
2,4
0
Eindring- Scheibenwert abtrennung
74
67 72 63 71 69 69
3,0
3,0 2,8 3,0 3,0
2,5 2,8 1,8
14$ verfügbare Alkalinität
11,6$ verfügbare Alkalinität
^'^ Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.$ Kasal-9 und 0,5 Gew.$ Trinatriumphosphat
^'^ Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.$ Kasal-9 und 0,5 Gew.$ Trinatriumphosphat
6 Gemisch von Dinatriumphosphat (56$) und Trinatriumphosphat (44$)
5,7»8 Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV
5,7»8 Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV
| Emulgiersystem | (20 | Minuten | Tabelle VII | 800C) | Eindring wert |
Scheiben-, abtrennung |
|
| Emulgier mittel |
Standzeit bei | 80 | 1,5 | ||||
| Kasal - 91 + Trinatriumphosphat |
verwendet % Anhyd. |
%- Wert |
69 | 1,5 | |||
| Kasal - 92 + Trinatriumphosphat |
3,OO3 | 6,28 | Schmelz ausbrei tung |
Käseeigenschaften | 69 | 3,0 | |
| M5 | 3,0O4 | 6,16 | 39,9 | 01- abgabe |
74 | 2,0 | |
| ο | DSP/TSP6 | 3,00 | 6,18 | 38,9 | 1,8 | 80 84 |
1,0 1,0 |
| CD CO |
D? Dinatriumphosphat |
1,50 | 6,02 | 37,4 | 1,1 | 72 | 3,0 |
| _Λ CD |
T8 | 3,00 2,10 |
6,11 5,87 |
41,1 | 2,2 | 71 | + |
| /1029 | Trinatriunrohosphat | 3,00 | 6,23 | 31,8 . 30,4 |
0,3 | ||
| 1,20 | 6,11 | 41,3 | 2,1 1,0 |
||||
| 40,0 | 0,4 | ||||||
| 0 | |||||||
IV) VJl
1· 2
+ konnte nicht aus dem Gußtrog entnommen werden
verfügbare Alkalinität
11,6yi verfügbare Alkalinität
f Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.% Kasal-9 und 0,5 Gew.# Trinatriumphosphat
11,6yi verfügbare Alkalinität
f Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.% Kasal-9 und 0,5 Gew.# Trinatriumphosphat
Gemisch von Dinatriumphosphat (44#) und Trinatriumphosphat (56$)
7'8 iiatriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV
ro cn oo 4>CO
Die Erfindung wurde im Hinblick auf bestimmte spezifische Ausführungsformen beschrieben, ohne daß sie dadurch eingeschränkt
werden soll, da Abänderungen und Modifikationen vorgenommen v/erden können, ohne vrm dem Erfindungsgedanken
abzuweichen
-Patentansprüche-
509819/1029
Claims (6)
- Paten-tansprüche :worin χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 24, y eine Zahl von 1,0 bis 3»9 und ζ eine Zahl von O bis 50 ist.
- 2. Zubereitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 18 ist.
- 3· Zubereitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie im wesentlichen amorph ist.
- 4. Zubereitung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine verfügbare Alkalinität von etwa 15$ aufweist.
- 5. Käseformulierung, dadurch gekennzeich net, daß sie als Emulgiermittel ein Natriumaluminiumphosphat gemäß Anspruch 1 enthält.
- 6. Verfahren zur Herstellung von Käse durch Einbringen eines Käseemulgiermittels, dadurch gekenn-• ' ' -28-'509819/1029zeichnet, daß man ein Natriumaluminiumphosphat gemäß Anspruch 1 als Gesamt- oder Teilkaseemulgiermittel verwendet.098 1 9/ 1029
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