DE2451843C3

DE2451843C3 - Natriumaluminiumphosphat und seine Verwendung als Käseemulgiermittel

Info

Publication number: DE2451843C3
Application number: DE2451843A
Authority: DE
Inventors: Thomas Peter Chesterfield Kichline; Allen Henry Florissant Kranz
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1973-11-01
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1978-09-21
Also published as: CA1031535A; DE2451843A1; DE2451843B2; BR7409128D0; FR2249706A1; IT1037086B; GB1465588A; NL7414102A; FR2249706B1; US3957679A

Description

JO

Die vorliegende Erfindung betrifft formelmäßig definierte Natriumaluminiumphosphate sowie ihre Verwendung als Käseemulgiermittel.

Es sind bereits viele Phosphate, wie Dinatriumorthophosphat, Trinatriumorthophosphat, Natriumhexametaphosphat und dergleichen, als Käseemulgiermittel für die Käseherstellung bekannt. Jedoch weisen diese Verbindungen schwerwiegende Nachteile auf und können daher nicht im gewünschten Ausmaß zur Käseemulgierung eingesetzt werden. So ist beispielsweise Dinatriumorthophosphat zwar im allgemeinen als Käseemulgiermittel in einer Menge von unter etwa 2,1% (bezogen auf das Gesamtkäsegewicht) zufriedenstellend, jedoch tritt bei einer Verwendung in größeren Mengen Kristallbindung auf, die natürlich sehr uner- Ji wünscht ist.

Neuerdings werden Natriumaluminiumphosphatzubereitungen als Käseemulgiermittel vorgeschlagen. Diese Natriumaluminiumphosphatzubereitungen wurden mit anderen Phosphaten, wie Dinatriumorthophosphat, kombiniert, wodurch man brauchbare Zubereitungen zur Emulgierung von Käse erhielt, wenn diese in Mengen bis zu etwa 3% verwendet wurden. Derartige Zubereitungen sind in den US-Patentschriften 30 97 949 (die der deutschen Auslegeschrift 12 99 989 äquivalent ■)> ist), 32 44 535,33 37 347,35 54 921 und neuerdings in den US-Patentschriften 37 26 960 und 37 29 546 beschrieben.

In den US-Patentschriften 30 97 949 und 32 44 535 wird die Lehre erteilt, daß ein höherer Aluminiumgehalt w ein höheres Mengenverhältnis von unlöslichen zu löslichen Stoffen liefert. Dies steht nun im Gegensatz zur Lehre der US-Patentschriften J3 37 347 und 35 54 921. Somit konnte keine dieser Veröffentlichungen einen Hinweis auf eine optimale Zusammensetzung der Natriumaluminiumphosphate liefern, wie sie für die Käseherstellung von Vorteil sind. Außerdem zeigten diese bekannten Natriumaluminiumphosphatzubereitungen nur einen langsamen Anstieg der »verfügbaren Aikalinität« (dieser Begriff wird weiter unten näher erläutert werden), und es ist deren verfügbare Aikalinität nicht gleichmäßig reproduzierbar, was bei den Käsefertigungsverfahren sehr unerwünscht ist.

Die Herstellung von Natriumaluminiumphosphaten, die reproduzierbare verfügbare Alkalinitäten in den bisher bekannten Verhältnissen von Materialien, dL· zur Bildung dieser bekannten Natriumaluminiumphosphatzubereitungen benutzt werden, aufweisen, war bisher extrem schwierig.

Unter der Bezeichnung »verfügbare Aikalinität«, wie sie hier verwendet wird, ist diejenige Aikalinität zu verstehen, die aus Natriumaluminiumphosphatzubereitungen verfügbar ist. Sie wird mittels Untersuchungsverfahren ermittelt, welche den Bedingungen bei der Käseemulgierung gleichen.

Bei der in der Praxis durchgeführten Käseemulgierung werden dem Käse etwa 3% Emulgiermittel (unter Bildung einer etwa 7gew.-%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 lang bei dieser Temperatur durchgemischt, der Käselaib dann entnommen und während der weiteren Verarbeitung langsam abgekühlt. Die Bestimmung der »verfügbaren Aikalinität« erfolgt mittels der nachfolgend beschriebenen Untersuchungsverfahren: 4,9 g des zu untersuchenden Materials und etwa 20 ml Wasser (bei 80 bis 90⁰C) wurden so rasch wie möglich hintereinander in ein mit einem magnetischen Rührstab ausgestattetes, tariertes Becherglas von 150 ml Fassungsvermögen eingefüllt. Die Temperatur wird auf 70±4°C gehalten und etwa 35 ml 0,5n-HCI zugegeben. Der pH-Wert wird, soweit erforderlich, 30 Minuten lang auf einem Wert von 5,8 durch Zugabe von 0,5 n-HCl gehalten. Die Zeit, die Temperatur der Aufschlämmung, der pH-Wert und die Menge an zugesetzter HCI in ml werden notiert. Die Konzentration sollte durch Zugabe von Wasser so eingestellt werden, daß das Endgewicht der erhaltenen Masse 70,0 g ist und diese einen pH-Wert von 5,8 bei 70 ±4°C aufweist. Man erhält dadurch eine Konzentration von 7 Gew.-% Emulgiermittel bei den Endbedingungen. Die »verfügbare Aikalinität« (ausgedrückt als %) kann durch die nachfolgende Gleichung erhalten werden:

(ml HCl)(n-HCl) (142) (0,218) (100) (1000) (Probengewicht) - = (0,316) (ml HCl)

Es wurde, wie nachfolgend eingehend besprochen, festgestellt, daß die optimale verfügbare Aikalinität für viele Käseherstellungsverfahren bei etwa 15% liegt.

Es wurde nunmehr im Rahmen von Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung führten, festgestellt, daß eine neue und definierte Klasse von Natriumaluminiumphosphaten mit dieser wünschenswerten optimal verfügbaren Aikalinität, einer Eigenschaft, die bisher unbekannt war, erhalten werden kann. Weiterhin ist es eine vollkommen unerwartete und überraschende Eigenschaft von vielen der Nalriumaluminiumphosphaten dieser Erfindung, daß sie leicht reproduziert werden können, so daß nachfolgend hergestellte Zubereitungen

w) höchstens nur geringfügig hinsichtlich ihrer verfügbaren Aikalinität von den vorherigen Zubereitungen abweichen. Die neuen Natriumaluminiumphosphate weisen bei ihrer Verwendung als Käseemulgiermitlel die bereits beschriebenen Vorteile auf und schaffen

h> zusätzlich sowohl eine optimal verfügbare Aikalinität als auch in den meisten Fällen die Reproduzierbarkeit, die erforderlich ist, um nachfolgend hergestellten Zubereitungen gleichbleibende verfügbare Alkalinitä-

ten 2U verleihen. Hierdurch erhält der Käse wertvolle Eigenschaften, wie dies noch nachfolgend beschrieben werden wird.

Die vorliegende Erfindung schafft daher ein Natriumaluminiumphosphat der empirischen Formel

χ Na₂O-^AbO) -8P₂O₅ · ζH₂O,

worin y eine Zahl von 1,0 bis 3,9 und ζ eine Zahl von O bis 50 ist, mit dem Kennzeichen, daß χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 24 ist.

Besonders bevorzugt sind solche Natriumaluminiumphosphate, worin χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 18 ist.

Diese Natriumaluminiumphosphate werden als Käseemulgiermittel verwendet.

Die bevorzugten Zubereitungen sind im wesentlichen amorph, d. h„ das Röntgenbeugungsbild weist keine charakteristischen Linien für Natriumaluminiumphosphate auf. Wenn einige Linien auftreien, sind diese gewöhnlich für geringe Mengen von Dinatriumorthophosphat und/oder Trinatriumorthophosphat charakteristisch. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese Verbindungen auch in kristalliner Form hergestellt werden können. Diese kristallinen Formen, die zwar auch als Käseemulgiermittel wertvoll sind, scheinen jedoch im allgemeinen nicht die gleichen vorteilhaften Eigenschaften bei der erfindungsgemäßen Verwendung wie die amorphen Formen aufzuweisen. Das in der vorstehenden Formel angegebene Wasser sollte nicht jo unbedingt als typisches Kristallwasser angesehen werden, da durch thermogravimetrische Analyse festgestellt wurde, daß das Wasser beim Erhitzen auf Temperaturen zwischen etwa 8O⁰C und etwa 500° C allmählich abgegeben wird, wobei gewöhnlich kein klar j5 definierter Haltepunkt auftritt, wie dies im Falle der Gegenwart von freiem Wasser oder bei einem kristallinen Hydrat erfolgen würde.

Die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung können in unterschiedlicher Weise hergestellt werden, wobei jedoch im allgemeinen ein Verfahren zur Herstellung der Zubereitungen bevorzugt wird, bei welchem man ein Natrium, ein Aluminium und ein Phosphor enthaltendes Material umsetzt. Insbesondere gehören zu den geeigneten Natrium enthaltenden Materialien die Natriumoxide, Natriumhydroxide und die Natriumorthophosphate, wie Mononatrium-, Dinatrium- und die Trinatriumorthophosphate einschließlich deren Gemische. Geeignete Aluminium enthaltende Materialien sind Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und die Natriumaluminate einschließlich deren Gemische. Weiterhin gehören zu den Phosphor enthaltenden Materialien die Natriumorthophosphate und Orthophosphorsäure einschließlich deren Gemische. Wenn man Orthophosphorsäure verwendet, ist diese Vorzugsweise eine konzentrierte Säure mit über etwa 50 Gew.-°/o H3PO4. Im allgemeinen werden die Reaktionspartner in irgendeiner Reihenfolge gemischt und, sofern erforderlich, wird Wasser in ausreichenden Mengen zur Bildung eines geeigneten Reaktionsmediums zugege- «,o ben, wobei die Reaktion vorzugsweise unter Rühren durchgeführt wird. Die Reaktion ist gewöhnlich exotherm, und die Temperatur kann in Abhängigkeit von der eingesetzten Menge an Wasser (sofern Wasser zugegeben wurde), den verwendeten Reaktionspart- b5 nern und dergleichen, Werte von etwa 70 bis zu etwa I4O°C erreichen. Im allgemeinen wird es jedoch bevorzugt, die Temperaturen auf unter etwa 100⁰C zu halten. Es kann auch 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 angewandt wurde, können die Reaktionsprodukte mittels verschiedener Verfahren zur Entfernung von Wasser, wie z. B. durch Trommeltrocknung, so getrocknet werden, daß sie in einem trockenen pulverförmigen Zustand vorliegen. Während es bevorzugt wird, daß ausreichend Wasser vorhanden ist, so daß man eine Konzentration der Schlämme von nicht mehr als etwa 90 Gew.-% Feststoffe erhält, ist es, wenn überhaupt, selten erforderlich, eine Konzentration der Schlämme von weniger als etwa 20 Gew.-% Feststoffe zu verwenden. Die Mengen an Natrium, Aluminium und Phosphor enthaltenden Materialien werden so ausgewählt, daß man die gewünschten Mengen an Natrium, Aluminium und Phosphor in dem Reaktionsprodukt erhält. Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung besteht darin, Phosphorsäure mit hydratisiertem Aluminiumoxid, und danach die erhaltene Masse mit Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat umzusetzen.

Wie bereits oben erwähnt, erhält man durch die Natriumaluminiumphosphate 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 Käseemulgiermittel, ihre Konzentrationen nach Verwendung in Käse und die verfügbaren Alkalinitäten für die Käseherstellung aufgeführt sind. Diese Tabelle zeigt, daß die verfügbare Alkalinität von etwa 15,5±1%, vorzugsweise l,5±0,5%, für viele Herstellungsverfahren wünschenswert ist.

Tabelle I	Konzen tration (Gew.-%)	Verfügbare Alkalinität (%)
Emulgiermittel	2,5 + 0,5	10,0 + 6,1
Emulgiermittel I*) + Trinatriumphosphat	3,0 3,0 3,0 2,1 1,2	16,1 14,9 15,1 15,2 14,8
Tatsächlich verwendetes Gemisch Emulgiermittel II) Emulgiermittel III*) Dinatriumphosphat Trinatriumphosphat

*) Im Handel erhältliches Käseemuigiermittel, das ein Natriumaluminiumphosphat der nachfolgenden empirischen Formel

14,69 Na₂O · 2,43 ■ AVjO₃ · 8 P₂O₅ - 11,5 H₂O

enthält.
**) Im Handel erhältliches Käseemuigiermittel, das Tri-

natriumphosphat und Natriumphosphat enthält.
***) Im Handel erhältliches Käseemulgiermittel, das Dinatriumphosphat und Natriummetaphosphat enthält.

Die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung haben eine verfügbare Alkalinität von etwa 15%, die für die Käseherstellung besonders wichtig ist.

Obgleich eine verfügbare Alkalinität von 15% nicht für alle Eigenschaften der Käseherstellung am günstigsten ist, stellt sie die optimal erwünschte Größe dar, um die besten Gesamtkäsezubereitungen zu erhalten. Diejenigen Eigenschaften von Käse, die durch die Alkalinität am meisten beeinflußt werden, sind Ölabgabe. Bruch und Kristallbildung. Tabelle II erläutert die Wirkung der verschiedenen verfügbaren Alkalinitäten auf diese Eigenschaften (die angegebenen Werte erfolgen nach einem gewählten Maßstab von »gut« bis »schlecht«).

Tabelle II

Emulgiermittel	Alkalinität	Käseeigenschaften	Bruch	Kristallbildung
		Ölabgabe	0,8	2,0 (schlecht)
Trinatriumphosphat	25%	3,2 (gut)	1,1	1,5
Trinatriumphosphat	15%	3,2	(gut)	0,2
Dinatriumphosphat	14%	3,0	0 (schlecht)	0 (gut)
Mononatriumphosphat	0	1,6 (schlecht)

Aus den Tabellen I und Il ergibt sich, daß ein Käseemulgiermittel, das eine verfügbare Alkalinität von etwa 15 bis 16% aufweist, für die Käseindustrie besonders wünschenswert ist. Die neuen Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften solcher Materialien und ergeben zusätzlich eine jo verfügbare Alkalinität von 15% oder höher.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß viele dieser Natriumaluminiumphosphate, die bei Materiaiverhältnissen hergestellt wurden, wie sie für die Zwecke der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, überraschen- y-, dcrweise in hohem Maß reproduzierbar sind. Darunter ist zu verstehen, daß im Gegensatz zu den sehr stark variierenden Alkalinitälen, die man mit Materialien handelsüblicher Qualität erhält, viele der Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung reprodu- 4» zierbar verfügbare Alkalinitäten aufweisen. Zur Erläuterung dienen die nachfolgenden Verfahren 1 bis 5, die Herstellungsverfahren für ein Natriumaluminiumphosphat sind, das als T bezeichnet wird. (Ähnliche Verfahren wie diese können zur Herstellung der anderen in beispielhafter Weise angeführten Natriumaluminiumphosphate, wie sie in Tabelle IV angegeben sind, herangezogen werden.)

H2O unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Aufschlämmung wird dann homogenisiert und sprühgetrocknet.

Verfahren 4

Das Verfahren 3 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Aufschlämmung troinmelgetrocknet wird.

Verfahrcn5

Eine Gesamtmenge von 212,1 g AbO₃ · 3H2Owirdin 811,1g 80%iger H₃PO₄ gelöst und dann mit 785 g Wasser verdünnt. Dieses Gemisch wird dann unter Rühren zu einer Lösung von 785 g Wasser und 1006,4 g 50%iger NaOH zugegeben. Die Aufschlämmung wird homogenisiert und sprühgetrocknet.

Unter Verwendung dieser Verfahren wurden verschiedene Proben von Natriumaluminiumphosphaten, wie sie in der Tabelle III angegeben sind, hergestellt, 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.

1 g

Verfahren 1

Eine Gesamtmenge von 212,1 g A^O₃ · 3 H2O wird in 1006,4 g 50%iger NaOH gelöst. Dieses Gemisch verdünnt man mit 785 g Wasser. Eine verdünnte saure Lösung wird dadurch hergestellt, daß man 811,
80%iger H3PO4 zu 785 g Wasser und dann unter Rühren die alkalische Aluminiumoxid-Lösung zugibt. Die erhaltene 30%ige Aufschlämmung wird dann homogenisiert und sprühgetrocknet.

Verfahren 2

Das Verfahren 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Aufschlämmung trommelgetrocknet wird.

Verfahren 3

Eine Gesamtmenge von 212,1 g A^Oj ■ 3 H2O wird in 1006,4 g 50%iger NaOH gelöst. Dieses Gemisch und 811,1 g 80%ige HjPO₄ werden gleichzeitig zu 157Og

50

bO

Tabelle III	Analyse auf wasserfreier	Al₂O₃	Mol-Basis
Nalrium-	Na₂O		P₂O₅
aluminium- phosphat-		(S)
zubereitung	(%)	7,5	(%)
(NAP-Z)	42,0	14,0	50,0
D	39,0	11,5	47,0
T	40,0	15,0	48,5
M	39,5	11,0	45,5
J	39,5	10,5-11	49,5
K*)	39,5-40,2		ι 49,4-49,7
K-9**)

*) Im Laboratorium hergestellte Natriumaluminiumphosphatzubereitung, analog zu K-9.

*) Im Handel erhältliche Natriumaluminiumphosphatzubereitung (Analyse von 5 Proben).

Tabelle IV	hohe	Verfahren	Verfügbare
ΝΑΙ¹·/			Alkaliniliit
	I	3	15.3
I)	T	3	15,3
I)	1	3	15.1
1)	4	.3	14,9
I)	5	3	15.8
!)	1	2	15,2
T	2	3	15.6
T	3	2	15,6
T	4	2	15,6
T	5	2	15,2
T	6	3	15,4
T	7	1	15.5
T	8	5	15,6
T	9	1	15,6
T	10	3	15,8
T	11	I	15,2
T	!	3	15,1
M	2	3	15,4
M	3		15,7
M	4	3	15,8
M		3	15,4
M	6	->	15,5
M	1	4	16,0
J	2	2	16.2
J	3	2	15,9
J	4	■)	15,7
J	1	2	12.1
K	2	1	14.5
K	3	4	15.6
K			11.6
K-9			13.0
K-9	unbekannt		13.4
K-9			14.0
K-9			11.9
K-9

Der Tabelle IV ist eindeutig zu entnehmen, daß die Natriumaluminiiimphosphate der vorliegenden Erfindung signifikant reproduzierbarere verfügbare Alkalinitäten aufweisen als die im Handel erhältliche Natrium aiuminiumphosphatzubereitung und die analoge, im Laboratorium hergestellte Natriumaluminiumphosphai-/ubereimng. die beide außerhalb des Bereichs der \orliegenden Erfindung liegen.

Die durch die erfindungsgemäße Verwendung der Natriumaluminiumphosphate erhaltenen Käseformulie rungen können durch Mischen, vorzugsweise unter Wärme, von einem oder mehreren Käseansätzen mit den Natriumaiuminiumphosphaten der vorliegenden Erfindung als Emulgiermittel hergestellt werden. Für diesen Zweck ist im allgemeinen jedes Käseansatzmaterial geeignet, und es kann hier natürlicher Käse, wie «American«. Schweizerkäse. Brick. Cheddar, Limburger, Gouda. Edamer. Camembert Gruyere. Münster. Blau-Käse und dergleichen, sowie künstliche Käsesorten und Streichkäse, einschließlich den Imitationskäseaufstrichen, die gewöhnlich bestimmte pflanzliche Gummis enthalten, sein. In Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Käseansatzmaterialien und/oder Kiiseansiii/gemischen können die N.ilriiimaliiminiuni phosphate in Mengen bis zu etwa b Gew.-% und bis herab /ti 0.1 Gew.-%. bezogen auf die Gesanitkäsezubc leitung, verwendet werden. Mengen von etwa 1.5 bis 3 (icw.-"/o weiden bevorzugt.

Weiterhin können in einigen Fällen die Natriimialuminiiimphosphate der vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen Käseemulgiermilteln, wie Dinatnum ofthophosphat. Trinatriumorlhophosphat. Nalriiinicitraten und dergleichen, einschließlich ihrer Gemische, verwendet werden.obgleich dies nicht erforderlich ist.

Im allgemeinen können Käse/.ubcrcitungen dadurch hergestellt werden, daß man die Käseansaiznialerialien und/oder Kaseansatzgemische mil Emulgiermiticln in einer solchen Weise mischt, daß diese Zusätze gründlich eingemischt werden. Gewöhnlich ist Erhitzen erfwrdcr lieh, um die Käseansai/.materialien ausreichend bearbeiten /u können, und es sind im allgemeinen Temperaturen zwischen etwa 48,8 und 93,3' C geeignet. In manchen I allen ist es vorteilhaft, die Käscemulgicrmittel der vorliegenden Erfindung in den Käseansat/. und/oder Käseansalzgemische einzubringen, während sich der Käse vor dem Trocknen in seiner rohen Form (Quarkform) befindet, obgleich es im allgemeinen bevorzugt wird, das Emulgiermittel mit dem Käseansatz und/oder den Käseansatzgemischen zu mischen, nachdem der Käse hergestellt und auf einen geeigneten Grad ausgehärtet bzw. getrocknet ist.

Die Natriumaluminiiimphosphate gemäß Erfindung verleihen den Kaseansätzen nicht nur Emulgiereigenschaften. d. h.. daß sie besonders beim Erhitzen die Ölabtrennung aus den Kaseansätzen 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 Ölabtrennung zu schmelzen, so daß nur eine geringe oder keine Härtungszeit erforderlich ist. und sie weisen weiterhin die Fähigkeit auf, den pH-Wert eines Käses für die jeweils für die Käseformulierungen vorgesehenen Verfahren auf die gewünschte Höhe zu erhöhen, wobei dies gewöhnlich ein pH-Wert zwischen etwa 5.5 und etwa 6 ist. Ferner ist es von Bedeutung, daß die Käseemulgiermittel der vorliegenden Erfindung als Emulgiermittel noch andere vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, die bei herkömmlichen Käseemulgiermitteln nicht vorhanden sind, wie z. B. ihre Fähigkeit, für eine Verwendung bei einer großen Vielzahl von Käseansät-/en mit verschiedenen Altersstufen und pH-Werten. sowie bei verschiedenen Käseansatzgemischen verwendbar zl; sein, wodurch es dem Käschersteller möglich ist. Käseformulierungen ohne unnötige Bearbeitung und/oder unnötiges Mischen dieser Käseansat ze herzustellen. Weiterhin verleihen die Käseemulgiermittel der vorliegenden Erfindung den Käseformulierungen, die vorgeschnitten in Käsescheiben verkauft werden sollen, den ausgeprägten Vorteil der leichteren Trennbarkeit der Scheiben, was häufig und im Falle dieser Käsearten ein entscheidender Faktor für die Wahl des Verbrauchers ist. Weiterhin sind die im wesentlichen amorphen Natriumaluminiumphosphate im allgemeinen auch deswegen ausgezeichnete Käseemulgiermittel, weil sie nicht dazu neigen, unter scharfen Bedingungen Kristalle zu bilden. Demzufolge sind Käseformulierungen, welche das Natriumaluminiumphosphat der vorliegenden Erfindung als Käseemulgiermittel enthalten, anderen Käseformulierungen überlegen.

Kaseuntersiicluiiigeii

Bei den nachfolgenden Untersuchungen wurden die Niitniimaluminiumpliosphate der vorliegenden lirfin thing als Käscemulgiermitiel bei der Herstellung von Käse verwendet. Im allgemeinen wurden die Kasefoi imilicrungen so hergestellt, dal.) man einen gemahlenen C heddar-Käseansalz von etwa 38h g und das Käseemulgiennittcl in den in den Tabellen angegebenen Mengen in ein Mischgefäß mit einem »llobart C-l()0«-Mischer pl.iciert. Das Misehgcfäß ist mit einer Dampfheizung zum gleichmäßigen Erhitzen der Käseformtiliurung ausgestattet. Der Käse und das Emulgiermittel werden unter Dampfzufuhr etwa 2,25 Minuten und weiter etwa 5 Sekunden ohne Dampfzufuhr gemischt. Die Dampfzufuhr wird so eingestellt, daß die Endtemperatur des Käses etwa 75 bis 80°C beträgt. Die heißen Käseschmelzen werden in mit Teflon ausgekleidete Tröge gegossen, mit Teflonfolien abgedeckt, auf eine Stärke von 0.3175 cm ausgewalzt und auf Kühlschranktemperatur abgekühlt. Die gekühlte Schmelze wurde dann in quadratische Scheiben von 10 cm Seitenlänge geschnitten, gestapelt, verpackt und in einem Kühlschrank bei '> bis 8 C gelagert. Die erhaltenen Käseformulierungen werden hinsichtlich der folgenden Eigenschaften bewertet: pH-Wert, Ausbreitung der Schmelze, Ölabgabe. Eindringtiefe, Kornbildung und Scheibenabtrennung. Diese Eigenschaften wurden wie folgt bestimmt:

pH Wert

pH-Wert-Messungen wurden bei den Käse-Aul schlämmungen mit einem »l'isher Accumet Model 520 DigitalM-pH-Wert-Meßgerät vorgenommen. Als Aulschlämmungen wurden jeweils 20 g Käse mit 10 g destilliertem Wasser bei Raumtemperatur gemischt verwendet.

Schmelzeausbrei lung

Ks wurden Käsescheiben mit 22 mm Durchmesser mit einem Korkbohrer herausgeschnitten und in einem in einem Wasserbad befindlichen Behälter zur Schmelze gebracht. Es wurden die Durchschnittswerte der folgenden zwei Untersuchungen festgehalten.

i. Käsescheiben wurden auf eine kalte Aluminiumpfanne mit den Abmessungen von etwa 39 cm χ 26 cm χ 2 cm gegeben. Die Pfanne mit den Käsescheiben wurde 5 Minuten bei 176,6 C in einem Hackofen erhitzt. Dann wurde die Pfanne aus dem Ofen herausgenommen und auf der Arbeitsplatte abkühlen gelassen. Zweit- oder Drittproben in Scheibenform wurden von bis zu sieben Käseproben gleichzeitig geprüft. Die Pfanne wurde während der Herstellung der Scheiben mit Kunststoff abgedeckt, um den Käse vor dem Austrocknen zu bewahren. Die Ausbreitung des Käsekuchens, aber nicht des Öls. wurde in mm gemessen. Der Schmelzeausbreiuingswert für jede Scheibe wurde aus drei Messungen des Durchmessers gemittclt, die in gleichen Arbeilsintervallen hergestellt wurden.

2. Käsescheiben. 2 Schniuscheiben dick, wurden in eine kalte Deckelpfanne eines 1,89-l-Wasserbaclkoi/hgefäßes gegeben (Commct brand). Die Pfanne mit den Käsescheiben wurde über kochendem Wasser 4 Minuten lang erhitzt, wonach die Pfanne zum Abkühlen auf die Arbeitsplatte gestellt wurde. Der Deckel wurde während der Untersuchungen auf der Pfanne belassen, um das Austrocknen des Käses /u verhindern. Es wurden gleichzeitig Doppeliintersuchungen vorgenommen, wozu ein /weiter Wasserbaderhitzer des gleichen Typs verwendet wurde. Die gemessene .Schmelzeausbreitung war die gleiche wie bei dem Ofenverfahren.

ölabgabe

Der Grad der Ölabtrennung nach Erhitzen der Käsescheiben wurde beobachtet und numerisch bewertet. Ein Wert von 3,0 gibt an, daß keine Ölabtrennung erfolgte, während der Wert 0 eine beträchtliche Ölabgabe bedeutet.

Eindringtiefe

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 placiert und dann 5 Sekunden nach Stoppuhr 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 unmittelbar vor dem Versuch dem Kühlschrank entnommen.

Scheiben trennung

Die Möglichkeit der Trennung der Scheiben wurde nach einer Skala von 0 bis 3 bewertet. Ein Wert von 3,0 zeigt eine sehr leichte Abtrennung an, während der Wert 0 bedeutet, daß die Scheiben nicht abgetrennt werden konnten, ohne sie in Stücke zu zerreißen.

Die Tabellen V bis VII zeigen die Eigenschaften von Käseformulierungen, wobei diese mit den Natriumphesphaten dieser Erfindung als Emulgiermittel in den angegebenen Konzentrationen hergestellt wurden, im Vergleich zu anderen Käseemulgiermitteln. Die Tabelle VII gibt weitere Zahlenwerte an, die unter Verwendung einer zusätzlichen Aufbewahrungszeit von 20 Minuten bei 80 C erhalten wurden, um das langsame Kühlen von großen Ansätzen von emulgiertem Käse, wie sie im technischen Umfang verwendet werden, zu simulieren.

Die Verwertung der Erfindung kann durch lebensmittclrechtliche Bestimmungen beschränkt sein.

Tabelle V	verwendet % Anhyd.	Kaseeigenschaften pH-Wert Schmelze ausbreitung	35,3 36,7	Ölabgabe	Eindring wert	Scheiben abtrennung
limulgiersystem Emulgiermittel	3,O³) 3,O⁴)	6,42 6,20		2,7 2,6	74 72	3,0 3,0
Emulgiermittel I¹) + Trinatriumphosphat. Emulgiermittel I²) +

Trinatriumphosphat

Fortsetzung

11

12

Emulgiersysteni Emulgiermittel

verwende! "ή. Aiihyd.

Kaseeigenscharten

pll-Wcrl Schmcl/eausireilung

Olahgabe

bindring-	Scheiben
wcrt	abtrennung
67	3,0
66	3,0
76	3,0
68	3,0
73	3,0

Dinatriumphosphat

Trinatriumphosphat

3,0 3,0 2,1 3,0 1,2

6,33	36,2
6,28	35,0
6,03	34,7
6,37	36,3
6,30	39,7

14% verfügbare Alkalinitat 1 ., . , . . , , , _, , ,, ,

,,' .. ⁶ .... . ... .. .,.., im ande erha t iches Nalnumaluminiumphosphat aus Tabelle 1.

ll,6%ige verlugbare Alkalinitat | ' '

Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.-% Emulgiermittel 1 und 0,5 Gew.-% Trinalriumphosphat. ⁵), ⁶), ⁷)Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV.

Tabelle VI

Emulgicrsystcm Emulgiermittel

Kiisecigenscharten

verwendet pH-Wert Schmelzc-

% Anhyd. ausbreitung

Olabgabe

Kindringwert

Scheibenabtrennung

Emulgiermittel I¹) +	2,7O^J)
Trinatriumphosphat
Emulgiermittel I²) +	2,70")
Trinatriumphosphat
M⁵,	2,70
DSP/TSP⁶)	1,36
D⁷)	2,70
Dinatriumphosphat	1,80
T⁸)	2,70
Trinatriumphosphat	1,08

6,20

6,10

36,3

37,7

6,09	36,3
6,01	40,1
6,03	35,1
5,83	37,8
6,16	37,7
6,10	42,2

2,5 1,8 2,6 2,5 2,4 0

74 72

67 72 63 71 69 69

14% verfügbare Alkalinitat \. ,, , , ...,,. .... , - ■ u , -τ- ,. ,, ,

Il,6%ige verfügbare Alkalinitätf ^{lm Handel erhaltllches} Natr.umaluminiumphosphat I aus Tabelle I.

) Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.-% Emulgiermittel I und 0,5 Gew.-% Trinatriumphosphat.

Gemisch von Dinatriumphosphat (56%) und Trinatriumphosphat (44%). ) Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV.

3,0 3,0

2,8 3,0 3,0 2,5 2,8 1,8

Tabelle VH

Emulgiersystcm Emulgiermittel

verwendet % Anhyd.

Küseeigenschal'ten

pH-Wert Schmelzeausbreitung

Ölabgabe

Eindringwert

Scheibenablrennung

3,OO³) 3.00⁴)

3,00 1,50 3,00 2,10 3,00 1,20

14% verfügbare Alkalinitat

6,28	39,9
6,16	38,9
6,18	37,4
6,02	41,1
6,11	31,8
5,87	30,4
6,23	41,3
6,11	40,0

80

Emulgiermittel I¹) + Trinatriumphosphat Emulgiermittel I²) + Trinatriumphosphat

DSP/TSP⁶)

Dinatriumphosphat Trinatriumphosphat

Π 6%7'Te"iffi^Ctare"ÄSnitätf ^{im Handel} erhältliches Natriumaluminiumphosphat I aus Tabelle 1. ^J),⁴) Der Gesamtgehaltsbestand aus 24 Gew.-% Emulgiermittel I und 04 Gew.-% Trinatriumphosphat. ⁶) Gemisch von Dinatriumphosphat (44%) und Trinatriumphosphat (56%).

⁵K ⁷), *) Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen ΠΙ und IV. *) Konnte nicht aus dem Gußtrog entnommen werden.

2,2 0,3 2,1 1,0 0,4 0

69

69 74 80 84 72 71

1,5 1,5

3,0 2,0 1,0 1,0 3,0 *)

Claims

Patentansprüche:

1. Natriumaluminiumphosphat der empirischen Formel

χ Na₂O · y Al₂O₃ ■ 8 P₂O₅ - ζ Η »Ο,

worin y eine Zahl von 1,0 bis 3,9 und ζ eine Zahl von Obis50ist, dadurch gekennzeichnet, daß χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 24 ist. ι ο

2. Natriumaluminiumphosphat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 18 ist.

3. Verwendung von Natriumaluminiumphosphat nach einem der Ansprüche 1 und 2 als Käseemulgiermittel.