DE2741670A1 - Schaumig schlagbares, modifiziertes molkenprotein enthaltendes gemisch - Google Patents

Schaumig schlagbares, modifiziertes molkenprotein enthaltendes gemisch

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Description

Unsere Nr. 21 2hH Ka/be
Stauffer Chemical Company Westport, Conn., V.St.A.
Schaumig schlagbares, modifiziertes Molkenprotein enthaltendes Gemisch
Die vorliegende Erfindung betrifft schaumig schlagbare Gemische, die modifiziertes Molkenprotein und Zusatzstoffe enthalten. Die erfindungsgemäß schaumig schlagbaren Gemische, die Käsemolkenprotein enthalten, stellen verbesserte Ersatzstoffe für Eiweiß dar.
Schaumig geschlagene Eiweiße finden als luftig machende Mittel in zahlreichen Nahrungsmittel Verwendung. In einigen Kahrungsprodukten muß das luftigmachende Mittel eine hohe Toleranz gegenüber Zucker aufweisen und in der Wärme zu einem leichten, luftigen und harten Produkt, wie hartem (hard) Schaumgebäck abbinden. In gebackenen Produkten muß das luftigmachende Mittel eine gute Toleranz gegenüber Mehl aufweisen und muß in der Lage sein, in solchen Produkten, wie Kuchen zu einem elastischen Zustand abzubinden. Eiweiß ist in der Lage, beide Funktionen zu erfüllen.
Im Hinblick auf die Kosten von Eiweiß wurden viele Versuche unternommen, die luftigmachenden Qualitäten von Eiweiß mit billigeren Materialien zu kopieren. Die Verwendung von weniger aufwendigen pflanzlichen Proteinen, wie Sojaproteinen war nicht erfolgreich. Jedoch wurden Gemische, die hydrolysiertes Sojaprotein enthielten, entwickelt, die nützliche schaumig schlagbare Mittel darstellen, sollen. Z. B. wird in der US-PS 2 8M 468 ein schaumig schlag-
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bares Gemisch beschrieben, welches 70 bis 90 % enzymmodifiziertes Sojaprotein, 3 bis 15 % Gelatine, 5 bis 15 % Polyphosphat, wie Natriumhexamethaphosphat, und,gegebenenfalls, 0 bis 5 % Natriumaluminiuinsulfat enthält. Dieses Produkt erfordert jedoch die Verwendung eines enzymatisch modifizierten oder hydrolysieren , Sojaproteins.Die Enzymbehandlung der Sojaproteine muß sorgfältig kontrolliert werden, um ein mild gewürztes Produkt ohne Fremdgeschmack (off flavours) bereitzustellen. Ein spezifischer oder ausgeprägter Geschmack, selbst wenn er mild ist, würde auf einigen Gebieten der Verwendung von schaumig schlagbaren Mitteln, wie bei Schaumgebäck, nachteilig sein.
Es wurde eine Anzahl von Verfahren zur Herstellung eines Eiweiß-Substitutes aus Molkenproteinen vorgeschlagen. Z. B. werden in der niederländischen Patentschrift 72/IM 837 (Abstract unter Derwent Accession Nr. 37 726 V), in "Whipping Studies with Partially Delactosed Cheese Whey", P. Jelen, in Journal of Dairy Science, Bd. 56, Nr. 12, Seiten 1505 - 1511 und in der US-PS 3 583 968 Wärmebehandlungs-und pH-Wert-Einstellungsverfahren zur Bildung solcher Produkte vorgeschlagen. Der Zusatz von
s igen Calciumhydroxid zu einer Molkenlösung unter Bildung von zwei flüs-Fraktionen wird in der US-PS 1 387 751J empfohlen. In der US-PS 2 695 235 wird die Einstellung des pH-Wertes der Molkenlösung auf einen Wert von etwa 9 bis 10,5 mit nachfolgender Filtration beschrieben. Jedes dieser beschriebenen Verfahren weist bestimmte Nachteile auf. Die ersten drei Verfahren erfordern das Erhitzen mit nachfolgendem Energieaufwand und die letzteren beiden Verfahren ergeben ein Produkt mit geringerer Nützlichkeit, insbesondere wenn das Produkt in einem Ei-Schaumgebäck verwendet wird.
In der deutschen Patentanmeldung P 26 21 965.8 (US Serial No. 582 55O) wird ein Verfahren zur Herstellung eines Eiweiß-
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Substitutes beschrieben, welches im allgemeinen das Einstellen des pH-Wertes einer Molkenproteinlösung auf einen Wert von etwa 11 bis etwa 13 und anschließendes Einstellen des pH-Wertes von etwa 4,0 bis etwa 6,0, wobei eine überstehende Lösung und ein Niederschlag erhalten wird, umfaßt. Das Verfahren wird in Abwesenheit von jeglicher Wärmebehandlung durchgeführt. Die überstehende Lösung kann als ein Eiweiß-Substitut, insbesondere in hartem Schaumgebäck verwendet werden. Wenn die unlöslichen Stoffe bei einem alkalischen pH-Wert von etwa 11 bis etv/a 13 re-hydrolysiert werden, können sie als ein Eiweiß-Substitut, insbesondere in weichem Schaumgebäck (soft meringues) verwendet werden.
Während diese bekannten Materialien zur Verwendung als Eialbumin-Ersatzstoffe vorgeschlagen werden, bestehen die meisten von ihnen nicht den Empfindlichkeitstest der Herstellung von hartem Schaumgebäck. Das Eiweiß-Substitut sollte fähig sein, zu schäumen, Zucker stand zu halten und in Wärme abzubinden. Während diese Materialien einige dieser Funktionen erfüllen können, ist es notwendig, die Funktionalität, die Stabilität von Schnee ,und die Wärme-Abbindeei^enschaften zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird ein verbessertes schaumig schlagbares, Molkenprotein enthaltendes Gemisch bereitgestellt, welches ein Molkenprotein enthaltendes Produkt mit mindestens 20 Gew.-? löslichem Molkenprotein, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Feststoffe in dem Molkenproteinprodukt, in Kombination mit Gelatine, Gelatine und einem wasserlöslichem Polyphosphat, einem Gummi oder Gemische derselben umfaßt, wobei das Molkenprotein enthaltende Produkt durch eine der folgenden alternativen Verfahren hergestellt wird:
a)Ultrafiltration von Weißkäsemolke (cottage cheese whey) , oder
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b) Einstellen des pH-Wertes einer Lösung, die ein Molkenprotein enthält, auf einen Wert von etwa 11 bis etwa 13, anschließendes Vermindern des pH-Wertes auf einen Wert von etwa 4-6 unter Erzielung einer wäßrigen Lösung eines in Wasser löslichen Molkenproduktes und unlöslichen Feststoffen , und Abtrennen des endgültigen wasserlöslichen Molkenproduktes , oder
c) Hydrolysieren der unlöslichen Molkenfeststoffe gemäß Verfahren b) bei einem pH-Wert zwischen etwa 11 bis etwa 13 oder
d) Vereinigen von flüssiger Molke mit einer wirksamen Menge von Natriumlaurylsulfat unter Bildung eines Molkenprotein-Natriumlaurylsulfat-Komplexes, welcher aus der Lösung ausfällt, und anschließendes Vermindern des Natriumlaurylsulfat-Gehaltes des Komplexes auf weniger als 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des Komplexes.
Die erfindungsgemäßen Gemische liefern verbesserte Schaumschlageigenschaften gegenüber existierenden schaumig schlagbaren, Molkenprotein enthaltenden Produkten, sowie den Vorteil von ausgezeichnetem Nahrungswert und geringeren Kosten der Molkenproteine.
Die erfindungsgemäß verwendete Gelatine kann entweder Gelatine gemäß der sauer oder alkalisch hergestellten Art sein. Vorzugsweise wird die sauer hergestellte Art verwendet. Gelatine mit Bloom-Festigkeiten im Bereich von etwa 100 Bloom bis etwa 300 Bloom können verwendet werden/, wobei jene im Bereich von etwa 200 Bloom bis etwa 250 Bloom bevorzugt sind.
Die wasserlöslichen Polyphosphate, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind Polyphosphate mit mittleren Kettenlängen der Formel
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X-O
Il
- 0
N-durchschn.
worin X Wasserstoff oder Alkalimetalle, Y ein Alkalimetall und N-durchschn. eine durchschnittliche Kettenlänge von etwa 3 bis etwa 1.000 bedeuten. Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Kettenlänge von etwa 3 bis 20. Repräsentative Gemische innerhalb dieser Gruppe sind Natrium- oder Kaliumtripolyphosphat, Natriumoder Kaliumtetrapolyphosphat, Natrium- oder Kaliumhexamethaphosphat, wobei Natrauinhexamethaphosphat mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von 6 bis 18 bevorzugt ist.
Die Gummis, welche erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen irgendwelche eßbaren Gummi- oder Schutzkolloide, wie Carrageenan, Alginate, wie Natrium- oder Kaliumalginat, Carboxymethylcellulose, Akaziengummi, Guar, Xanthan und Gemische derselben. Der bevorzugte Gummi ist Carrageenan. Die Erfindung ist nachfolgend unter Verwendung von Carrageenan als bevorzugten Gummi erläutert.
Die Menge an verwendetem Carrageenan variiert reziprok mit der Milchgelfestigkeit von Carrageenan. Wenn die Gelfestigkeit zunimmt, vermindert sich die Menge an Carrageenan, die-zur Erzielung wirksamer Ergebnisse notwendig ist. Z. B. können Carrageenane mit einer Milchgelfestigkeit im Bereich von etwa
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90 bis etwa 110 in Mengen von bis zu 5 % und vorzugsweise bis zu 3 % verwendet v/erden. Wirksame Mengen von Carrageenan mit verschiedenen Gelfestigkeiten können leicht vom Fachmann bestimmt werden.
Das Molkenprotein, das erfindungsgemäß verwendbar ist, umfaßt irgendein schaumig schlagbares Molkenprotein. Im allgemeinen muß das Molkenproteinprodukt, um schaumig schlagbar zu sein, einen hohen Proteingehalt, eine große Menge an nicht-denaturiertem Protein und eine begrenzte Menge an Fett aufweisen. Molkenproteingemische, welche schaumig schlagbar sind, können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden.
Die Molkenproteine, welche in den erfindungsgemäßen Gemischen nützlich sind, umfassen jene, die aus der Ultrafiltration von saurer oder Weißkäsemolke abgeleitet werden. Ein illustratives Verfahren zur Ultrafiltration wird von Horton, B. S. et al., Food Technol, Bd. 26, S. 30, 1972 beschrieben. Dieses Produkt umfaßt 40-80 % Protein (N, χ 6,32),1O bis 30 % Lactose, 3 bis 15 % Asche und 0,5 bis k % Fett. ; (Enrpro ^, Bezeichnung "made from grade A milk", Stauffer Chemical Company).
Erfindungsgemäß anwendbar sind ebenfalls Molkenproteine, die durch Behandlung einer normalerweise sauren Lösung von Molkenproteinen mit einer wirksamen Menge einer Base oder eines Ionenaustauscherharzes in der Hydroxyform unter Erzielung einer Lösung mit einem pH-Wert von etwa 11 bis etwa 13, vorzugsweise von etwa 11 bis etwa 12 und insbesondere von etwa 11,5 bis 11,9 in ein Eiweiß-Substitut überführt werden. Dies wird vorzugsweise bei Umgebungstemperatur, z. B. von etwa 15 bis etwa 25 C durchgeführt und die Molkenlösung wird vorzugsweise bei diesem pH-Wert nicht länger als etwa 60 bis 180 Minuten gehalten. Der Gesamt-
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ORfGlNAL INSPECTED
feststoffgehalt der Lösung beträgt von etwa 5 bis etwa 25 Gew.-%. Irgendwelche Base, die für Nahrungsmittel geeignet ist (food grade base), kann zur Einstellung des pH-Wertes verwendet werden, z. B. Natriumhydroxid,-die bevorzugte Base-, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid und Ammoniumhydroxid.
Nach der Behandlung mit einer Base wird die Lösung unter Verwendung irgendeiner Säure, welche nicht toxisch ist und welche für Nahrungsmittelzwecke akzeptabel ist, auf einen pH-Wert im Bereich von etwa Ί,Ο bis etwa 6,0, vorzugsweise etwa k,2 bis etwa 5,0 (insbesondere etwa 4,6) angesäuert. Die bevorzugte Säure ist Salzsäure. Diese saure Einstellung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 15 bis etwa 25°C durchgeführt. Dieses Verfahren ergibt eine überstehende Lösung, die das gewünschte modifizierte Molkenproteinprodukt enthält, und einen Niederschlag. Diese beiden Produkte können leicht voneinander durch Absetzen und Dekantieren, durch Zentrifugieren oder durch andere übliche bekannte Maßnahmen getrennt werden. Die letzte spezifisch genannte Abtrenntechnik wird bevorzugt, da sie schneller ist und einen größeren Abtrennungsgrad ergibt.
Das modifizierte Molkenproteinprodukt in der überstehenden Flüssigkeit unterscheidet sich im Proteingehalt von einem Produkt, das entweder durch Behandlung eines Molkenproteins mit Base allein erhalten wird oder von dem unlöslichen, im Verfahren gebildeten Material. Die überstehende Flüssigkeit hat einen Proteingehalt von etwa 20 bis etwa 35 Gew.-?. Die überstehende Flüssigkeit kann, falls zur Verhinderung von Ausschuß abgekühlt, verwendet werden wie sie ist; vorzugsweise wird die überstehende Flüssigkeit zur Erzielung eines Molkenprotexnkonzentrates mit geringem Molekulargewicht getrocknet. Sie fungiert als Eiweiß-Substitut
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und kann als Eialbumin-Ersatzstoff in hartem Schaumgebäck, Nugatkonfekt und Schaumkonfekt (divinity candy) verwendet werden.
Das unlösliche Produkt, das bei dem vorliegenden Verfahren erhalten wird, kann in ein Produkt überführt werden, das als Eiweiß-Substitut, z. B. in einem weichen Schaumgebäck oder Biskuit, verwendet werden kann, wenn es nachfolgend bei einem alkalischen pH-Wert von etwa 11 bis etwa 13 hydrolysiert wird. Das unlösliche Produkt sollte bei diesem alkalischen pH-Wert eine ausgedehnte Zeitspanne, z. B. etwa 3 bis etwa 24 Stunden, bei einer Temperatur von 20 bis ^00C unter Bildung dieses nützlichen Produktes, das ein modifiziertes Molkenprodukt, dessen Struktur bisher nicht voll gekennzeichnet ist, enthält, gehalten werden. Die daraus resultierende Lösung ist schaumig schlagbar, besitzt jedoch nicht die Zucker-Toleranz-Eigenschaften, die für bestimmte Produkte, z. B. ein hartes Schaumgebäck, erforderlich sind. Es kann jedoch verwendet werden, um solche Produkte, wie weiches Schaumgebäck oder Biskuit u. dgl., herzustellen. Wenn dieses Produkt in Nahrungsprodukten, z. B. Schaumgebäck, welches das Vorhandensein von geringen Mengen Fett, z. B. unter etwa 1 bis 2 Gew.-? erfordert, verwendet werden soll, ist es vorteilhaft, den Fettgehalt, z. B. durch Extraktion mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Petroläther, oder durch andere übliche Maßnahmen zu vermindern.
Die flüssige Käsemolke, welche als Ausgangsmaterial in diesem Verfahren verwendet wird, kann aus einer Vielzahl von Molken, einschließlich sowohl süße als auch saure Molke, ausgewählt werden. Beispiele sind Cheddar, Weißkäse, Cremekäse, Schweizer Käse, Ricotta und Mozzarella. Ebenfalls unter die Bezeichnung "JCäsemolke" fällt eine Anzahl von Molkenproteinkonzentraten. Solche Konzentrate können durch eine Anzahl von Verfahren, einschließ-
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lieh ein Elektrodialyseverfahren, wie es z. B. von Stribley, R. C, Food Processing, Bd. 24, Nr. 1, S. ^9, 1963 beschrieben wird, umgekehrte Osmose, Ultrafiltration, z. B. wie sie von Horton B. S. et al., Food Technol., Bd. 26, S. 30, 1972 beschrieben wird, Alkoholaus fällung, wie sie z.B. von Morr et al. J. Dairy Sei., Bd. 53, S. 1162, 1970 beschrieben wird, oder durch Gelfiltration hergestellt v/erden. Wenn die Ultrafiltration oder Gelfiltrationsverfahren angewandt werden, kann das Ausgangsmaterial das partiell delactosierte, demineralisierte Produkt sein, das aus der Behandlung von Käsemolke mit einem zweiwertigen Metallion und Einstellung des pH-Wertes auf einen Wert über 6 bei Temperaturen unter 6O0C gemäß der US-PS 3 56O 219, gefolgt von einer Konzentrationsstufe zur Kristallisation der Lactose resultiert. Diese partiell delactosierte Flüssigkeit kann alternativ durch eine Schicht aus Molekularsiebharz gemäß der US-PS Reissue 27 8O6 unter Erzielung von zwei Fraktionen, wobei die erste als Ausgangsmaterial für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, geleitet oder gewünschtenfalls der Ultrafiltration unterworfen werden.
Ebenfalls verwendbar in diesem Verfahren ist die ültrafiltrierte Käsemolke aus Weißkäse, wie vorstehend diskutiert.
Ein anderes Verfahren zur Umwandlung von Molkenproteinen in ein Gemisch, das erfindungsgemäß nützlich ist, umfaßt den Zusatz einer wirksamen Menge von ungelöstem Natriumlaurylsulfat zu flüssiger Käsemolke und vorzugsweise flüssiger saurer Käsemolke bei einer Temperatur von etwa 10 bis etwa 25 C, um später die Ausfällung des Proteins als einen Natriumlaurylsulfat-Protein-Komplex zu bewirken, wobei dieser Zusatz durchgeführt wird, wenn die Käsemolke einen pH-Wert von etwa 6,0 bis etwa 8,0 besitzt, und anschließendes Einstellen des pH-Wertes der Molke, die das Natriumlaurylsulfat enthält, auf einen Wert von
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etwa 2,0 bis etwa 5,0, um die Ausfällung des Komplexes zu bewirken.
Die bevorzugte flüssige saure Käsemolke ist ein gutbekanntes Nebenprodukt der Käseherstellung, einschließlich Molke, wie Quark und Crememolken und Käsemolke^ die durch direkte Ansäuerung vom Milch erhalten werden. Ebenfalls nützlich ist Molke und Gemische von süßen und sauren Molken.
flüssigen
Bei Verwendung der bevorzugten/sauren Käsemolke ist es wünschenswert, daß der pH-Wert der Molke im Bereich von etwa 6,0 bis etwa 8,0,und vorzugsweise 6,5 bis 7, liegt und die Temperatur von etwa 10 bis etwa 25°C, vorzugsweise 15 bis 25°C beträgt, wenn da ungelöste Natriumlaürylsulfat zuerst zugesetzt wird. Das Gewichtsverhältnis von Natriumlaürylsulfat, welches im Falle von flüssiger saurer Käsemolke zugesetzt wird, zu dem Molkenproteingehalt der Molke sollte von etwa 0,35 bis etwa 0,1JO betragen.
Nachdem das Natriumlaürylsulfat und die flüssige Käsemolke bei den vorstehend beschriebenen pH- und Temperaturwerten einander zugesetzt wurden, wird der pH-Wert des Gemisches auf jene pH-Werte eingestellt, welche den gewünschten Grad an Proteinausfällung ergeben,d.h. Werte von etwa 2,0 bis etwa 5,0,z.B. von etw« 3,5 bis etwa 4,0. Während dieser Stufe werden die gleichen Temperaturen, wie vorstehend beschrieben, aufrechterhalten. Das resultierende Produkt, welches anschließend aus der Lösung ausfällt, ist ein Molkenprotein-Natriumlaurylsulfat-Komplex,welcher einen Proteingehalt von etwa 50 bis etwa 60 Gew.-? besitzt. Das Natriumlaürylsulfat und das Protein werden anschließend voneinande durch eine Anzahl bekannter Methoden, einschließlich Behandlung mit Bariumchlorid, z. B. wie in J. Amer. Chem. Soc. 66, 692 beschrieben, Dialyse, z. B. wie in J. Amer. Chem. Soc. 8ls
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BAD ORIGINAL
l4OO (1959) beschrieben, Behandlung mit Aceton, ζ. B. wie in Ind. Eng. Chem. 36, 372 (194*1) beschrieben, oder durch Behandlung mit einem anionischen Austauscherharz, z. B. wie in J. Biological Chem. 246, 4504 (1971) beschrieben, getrennt. Das Molkenprotein ist nach Abtrennung von dem Natriumlaurylsulfat erfindungsgemäß nützlich.
Die Menge an Molkenproteinkonzentrat, die verwendet wird, hängt ab von der Menge an verwendeten Zusätzen. Im allgemeinen umfaßt das Molkenproteinkonzentrat mindestens 85 ? des Gemisches, während der Rest des Gemisches Gelatine, Gelatine und Polyphosphat und/oder einen Gummi darstellt. Die Gelatine kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-? und vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-? verwendet werden. Wenn Gelatine allein verwendet wird (kein Polyphosphat), wird sie vorzugsweise in einer Menge von etwa 3 bis etwa 5 Gew.-? verwendet. Wenn die Gelatine in Kombination mit dem Polyphosphat verwendet wird, können Ergebnisse, die jenen äquivalent sind, die unter Verwendung von Gelatine allein erhalten werden, unter Verwendung von weniger Gelatine erhalten werden. In einigen Fällen kann die Menge an Gelatine, die mit dem Polyphosphat verwendet wird, um 50 ? (by as much as 50 ?) gegenüber der Menge an Gelatine, wenn sie allein verwendet wird, vermindert werden, während im wesentlichen äquivalente Ergebnisse erhalten werden. Wenn die Gelatine mit den Polyphosphaten verwendet wird, beträgt die bevorzugte Menge an Gelatine etwa 1 bis etwa 3 ?, während die vorstehenden breiten und mittleren Bereiche anwendbar sind.
Das Polyphosphat, das erfindungsgemäß verwendet wird, ist vorzugsweise Natriumhexamethaphosphat, das im Bereich von etwa 5 bis etwa 15 Gew.-? und vorzugsweise von etwa 6 bis etwa 11 Gew.-? anwendbar ist. Im allgemeinen nimmt, wenn die Menge des PoIy-
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phosphates zunimmt, die Menge an Gelatine ab. Es wird bevorzugt, daß der Gesamtzusatz von Gelatine und Polyphosphat 15 % nicht überschreitet und vorzugsweise nicht über 13 % liegt.
Der Gummi wird vorzugsweise in einer Menge im Bereich von etwa 0,5 bis zu einer Menge verwendet, oberhalb welcher das Endprodukt nachteilige Eigenschaften auf dem Gebiet der Verwendung zeigt. Im allgemeinen überschreitet die Menge an Gummi nicht etwa 5 Gew.-%, bezogen auf den Eialbumin-Ersatzstoff, wobei die obere Grenze , abhängig von dem tatsächlich verwendeten Gummi · variiert. In einigen Fällen kann mehr und in anderen Fällen kann weniger zugesetzt werden. Z. B. wurde gefunden, daß 5 % des bevorzugten Gummis Carrageenan (Gel-Festigkeit 90 bis 110), obgleich bearbeitbar, dazu neigt, an der Textur eines Kuchens einen nachteiligen Effekt zu bewirken. Z. B. zeigt gelber Kuchen, der mit dem erfindungsgemäßen Eialbumin-Ersatz, der 5 % Carrageenan enthält, hergestellt wird, eine etwas härtere Textur als die Kontrollprobe. E3 wird bevorzugt, daß die Menge an verwendetem Carrageenan 3 Gew.-JS des Eialbumin-Ersatzes nicht überschreitet.
Gewünschtenfalls kann Natriumaluminiumsulfat zur weiteren Verbesserung der Stabilität des Schaumes oder Schnees zugesetzt werden. Natriumaluminiumsulfat kann in einer Menge im Bereich von etwa 0 bis etwa 5 %» vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 2 Gew.-Jt des Eialbumin-Ersatzstoffes verwendet werden.
Es wurde ebenfalls als wünschtenswert gefunden, von 0 bis etwa 5 Gew.-JS und vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 2,5 Gew.-Ji des Eialbumin -Ersatzstoffes an einem sauer-machenden Mittel in Form von wasserfreiem Monocalciumphosphat zu verwenden. Dieses Mittel liefert ebenfalls Calciumionen für das System.
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Die erfindungsgemäßen Produkte können durch trockenes Vermischen der Bestandteile in den gewünschten Verhältnissen hergestellt werden. Flüssige Formulierungen können ebenfalls verwendet werden, jedoch erfordern diese Abkühlung. Die Produkte können für den Versand an den Verbraucher vorgemischt oder in der Anlage des Verbrauchers vorgemischt werden. Das Mischen kann ebenfalls in situ bei der endgültigen Verwendung des Produktes erzielt werden.
Die Gelatine oder das Gelatine enthaltende trockene Gemisch wird vorzugsweise in V/asser gemischt und zur Lösung der Gelatine erhitzt, es sei denn, daß in kaltem V/asser lösliche Gelatine verwendet wird.
Die erfindungsgemäßen Produkte können als Gesamt- oder als Teilersatz für Eialbumin -Erfordernisse eines Rezeptes verwendet werden. Gewünschtenfalls können die erfindungsgemäßen Produkte mit Eialbumin unter Bildung eines verlängerten Eialbumin-Produktes gemischt werden. Flüssige Gemische von Albumin und den erfindungsgemäßen Molkenprodukten können hergestellt und gewünschtenfalls gefroren oder getrocknet werden.
Die erfindungsgemäßen Produkte können das Eialbumin einer Formulierung völlig oder teilweise ersetzen. In hartem Schaumgebäck kann der Gesamtersatz des Eialbumins durch Verwendung der löslichen Fraktion einer alkalisch/sauer behandelten Molke erzielt werden. Molkenproteinkonzentrat, das durch die Ultrafiltration von saurer Käsemolke hergestellt wird, kann als ein Eialbumin- Ersatzstoff in Schaumgebäck verwendet werden.Konfekte können ebenfalls mit diesen Produkten hergestellt werden. Die anderen Molkenkonzentrate, die hierin (unter c) und d)) beschrieben werden, sind besonders nützlich bei der Herstellung von weichem Schaumgebäck und Kuchen. Das Produkt mit niedrigem
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Molekulargewicht, das durch alkalische/saure Behandlung hergestellt wird, wird vorzugsweise nicht in Mehl enthaltenden gebackenen Gütern verwendet, da dieses Produkt eine begrenzte Toleranz gegenüber Mehl besitzt.
Die Molkenprodukte gemäß a) (durch Ultrafiltration behandelter Weißkäse) und gemäß d) (durch Natriumlaurylsulfat ausgefälltes Protein) sind wirksam für die Verwendung zum 100-prozentigen Ersatz von Eialbumin, wenngleich eine Verminderung der Qualität des Endproduktes bei der Verwendung der Produkte gemäß a) und d) beobachtet wird. Ein teilweiserSrsatz von weniger als 75 % und vorzugsweise von etwa 50 % wird in jenen Fällen bevorzugt
Die Prozentsätze, welche als Gewichtsprozentsätze angegeben sind, die sich auf das Gesamtgewicht des Eialbumin-Ersatzstoffes beziehen, sollen sich, wenn nicht anderweitig angegeben, auf das Gesamtgewicht von Molkenproteinkonzentrat und den Zusätzen beziehen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1
A) Herstellung eines Molkenproteinkonzentrates mit niedrigem
Molekulargewicht
Etwa 800 g eines modifizierten Molkenproduktes, das aus der ersten Fraktion hergestellt wurde, die durch Hindurchleiten von partiell delactosierter Käsemolke/ durcnaMft Molekularsiebharz, (wie in der US-PS Reissue 27 8O6 beschrieben \ (Enrpro ^50, Stauffer Chemical Company), erhalten wurde, wurden zu etwa
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4.200 ml Wasser zugesetzt, wobei eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt von etwa 16 Gew.-% erhalten wurde. Diese Dispersion wurde mit IN NaOH bei 2ü bis 25°C zur Einstellung des pH-Wertes auf etwa 11,7 behandelt und wurde 90 Minuten bei diesem pH-Wert gehalten. Diese Lösung wurde mit Salzsäure auf etwa pH 1J,6 eingestellt. Der Niederschlag und die überstehende Fraktion (ohne pH-Wert-Einstellung) wurden durch Zentrifugieren isoliert. Die überstehende Fraktion wurde vor der Verwendung als Ersatz für
trockenes Eialbumin gefriergetrocknet.
B) Herstellung eines Molkenproteinkonzentrates mit hohem MoIekulargewicht
Die unlösliche Fraktion, welche von der überstehenden Lösung
gemäß Stufe A) abgetrennt wurde, wurde unter Bildung einer Dispersion von 5 bis 10 % Feststoffenmit V/asser gemischt und durch Behandlung derselben mit Natriumhydroxid über eine Zeitspanne
von mindestens 8 Stunden bei einem pH-Wert von 11,7 und einer
Temperatur von 25°C hydrolysiert. Am Ende dieser Hydrolyse
wurden Spuren von unlöslichen Stoffen, die zurückblieben, durch Zentrifugation entfernt. Die überstehende Lösung, die die wirksame Fraktion enthielt, wurde anschließend auf einen pH-Wert
von 7,0 neutralisiert. Dieses Produkt wurde vor der Verwendung gefriergetrocknet.
Beispiel 2 Herstellung eines durch Natriumlaurylsulfat ausgefällten Proteins
Eine modifizierte Käsemolke wurde durch Hindurchleiten einer
partiell delactosierten Molkenflüssigkeit durch eine Schicht aus
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Molekularsiebharz gemäß der US-PS Reissue 27 806 und Abtrennen der ersten Fraktion daraus, die mit Natriumlaurylsulfat umgesetzt wurde, hergestellt. Das Molkenprodukt hatte die folgende typische Zusammensetzung:
50 bis 55 Gew.-S Protein, 20 bis 30 Gew.-? Lactose, 8 bis 12 Gew.-i Asche, 2 bis 3 Gew.-% (maximal)Fett, 2 bis 3 % Lactat und 2 bis 3 % Citrat. Etwa 1.368 g Natriumlaurylsulfat wurden zu 60 1 flüssiger modifizierter Molke (12 % Dispersion, pH-Wert 6,5) zugesetzt und der pH-Wert wurde mit 4,5 1 4n Salzsäure auf 3,75 eingestellt. Das Gemisch wurde zentrifugiert und der Niederschlag wurde gewonnen und zweimal mit zwischen 1 und 2 Volumen Mengen angesäuertem(pH 3,75) destilliertem Wasser gewaschen. Das gewaschene Produkt wurde bei etwa 2.000 U/m zentrifugiert und der pH-Wert wurde mit In Natriumhydroxid auf 6,5 eingestellt.
Der Molkenprotein-Natriumlaurylsulfat-Komplex wurde anschließend auf einen Feststoffgehalt von etwa 10 % verdünnt. Diese Lösung wurde zu 3 aufeinanderfolgenden abgeteilten Mengen von 5 1 Anion-Austauscherharz (Duolit A-102, Hydroxyform) zugesetzt. Die Kontaktzeit in jeder abgeteilten Menge des Harzes betrug etwa 15 Minuten. Am Ende wurde das Endprodukt auf einen pH-Wert von 7,0 neutralisiert und gefriergetrocknet. Das Endprodukt hatte einen Gehalt an Natriumlaurylsulfat von etwa 0,09 %.
Beispiele 3 bis 12 Hartes Schaumgebäck
Hartes Eischaumgebäck wurde hergestellt, indem man 15 g entweder Eialbumin und/oder eines der Ersatzprodukte in 135 g Wasser auf-
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löste. Diese Lösung wurde mit 0,27 g wasserfreiem Monocalciumphosphat versetzt. Das Gemisch wurde 15 Minuten gerührt. Anschließend wurde dieses Gemisch in einen Hobart-C-100-Mischer, mit einem l- 1 (3 quart )-Becken ausgestattet war. ge-
gössen und bei einer Geschwindigkeit von 3 geschlagen. Nach einer anfänglichen Schlagzoit von ? Minuten wurden 297 g Zucker eßlöffelweise alle 10 Sekunden während des Schiagens zugesetzt. Das Schlagen wurde bei einer Uenchw.tndigkeit von 3 fortgesetzt, bis das Gemisch die maximal ο Steifigkeit erreichte.(etwa 10 Minuten).
Das spezifische Gewicht und der pH-Wert des Schnees wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
70 g des SchaumgebHckes wiirrton 2 1/2 Stunden bei 66,6 C gebacken.
Das Schaumgebäck wurde über Nacht bei 26 C in einem Backofen getrocknet .
Anschließend wurde das spezifische Volumen des gebackenen Schaumgebäckes gemessen.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt.
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Tabelle I
Hartes Schaumgebäck
(Hard Meringue)		 3 4 — 5 6 0,615 7 8 9 0,330 0,583 10 11 12
Mclkenprotein-
Kcnzer.trat mit
niedrigem Mole- +
kularzewichu, g		 12,78 12,78 2,22 12,78 12,78 12,78 12,78 12,78 1,89 0,260 12,78 12,78 15 g++
Wasserfreies Mono
calziumphosphat, S		 0,27 0,260 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,290 6,68 0,27 0,27 0,27
:<Iatriumhexameta-
phosphat, g		 6,34 1,02 I - 1,605 1,02 6,00 I3 50 1,02 W
(U
Ό
η
C .^
3 3
Gelatine, s 0,245 _ 0,615 0,307 0,615 0
Natriusaluainiur:-
sulfa-, ζ 		- 7,14 . 0,255 0,255 0,337
Zitronensäure, ζ — — 0,330 6,35
Zucker, g 2,22 1,2 1,965 0,413 0
Spezifisches Gewicht
des Schaumes		 0,265 0,255 0,270 0,255 0,245
Spezifisches-. Volumen
des Schaumgebäckes		 6,44 6,12 6,37 6,99 7,02
Hergestellt unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 1
Eialbumm
Tabelle I (Fortsetzung)
Hartes Schaumgebäck 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
pH des Schaumge
bäck es-		 4,6 4,8 5,1 4,9 4,6 4,3 4,6 4,7 4,4 5,9
Zustand des ge-
backenen Schaumge
bäcken		 D1E D,E B,P B C D B B B A
co B co
-> C
SE co ρ co
einwandfreie feste Spitzen_ einwandfreie Spitzen eingesunkene Spitzen wenig Spitzen leicht flach
Spitze oder Oberteil eingebrochen
r\j
cn
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle I ersichtlich ist, zeigten harte Schaumgebäcke, die mit Gelatine (Beispiel 6) und Gelatine/-Polyphosphatgemischen (Beispiele 9, 10 und 11) hergestellt wurden, gutes spezifisches Gewicht des Schaumes und gutes spezifisches Volumen des Schaumgebäckes gegenüber dem mit Molkenprotein-Konzen-
hergestelltem
trat allein/(Beispiel 3). Übertragen auf die endgültige Verwendung zeigten die Schaumgebäcke von Beispiel 6, 9, 10 und 11 die Gelatine allein oder in Kombination mit den Polyphos-phaten enthielten, gute Spitzen, die mit dem Eialbumin-Schaumgebäck (Beispiel 12) vergleichbar waren. Ein Schaumgebäck, das mit Natriumhexametaphosphat (Beispiel 5) hergestellt wurde, mißlang, obgleich es gute Spitzen zeigte, da der obere Teil des Schaumgebäckes zusammenfiel.
Bei Biskuit lieferte das erfindungsgemäße Produkt im wesentlichen das gleiche spezifische Volumen, wie die mit Eiweiß hergestellte Kontrollprobe. Ein 50/50-Gemisch von Eiweiß und dem Molkenprotein-Konzentrat allein war nicht in der Lage, das gleiche spezifische Volumen wie die Kontrollprobe zu liefern.
In gelben Kuchen, die mit Natriumlaurylsulfat-ausgefälltem Protein anstelle von Eialbumin hergestellt wurden, wurde, verglichen mit einem mit Eialbumin als Kontrollprobe hergestellten gelben Kuchen,Unzulänglichkeit in der Textur (in break force) festgestellt. Diese Unzulänglichkeiten wurden durch Verwendung des erfindungsgemäßen Gemisches, das entweder eine Kombination von Natriumhexametaphosphat-Gelatine-Natriumaluminiumsulfat-Zitronensäure oder Carrageenan enthielt, überwunden.
Schaumkonfekt, das unter Verwendung eines 50/50-Gemisches von Eialbumin und einem Molkenprotein-Konzentrat mit niedrigem Molekulargewicht hergestellt wurde, war wesentlich härter, als ein ähnliches Schaumkonfekt, das entweder mit Eialbumin allein
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oder mit einem 50/50-Gemisch aus Eialbumin und dem Molkenprotein-Konzentrat mit niederigem Molekulargewicht, das erfindungsgemäß modifiziert wurde und 6,8 % Natriumhexametaphosphat, 1IjI % Gelatine und 1, 7 % Natriumaluminiumsulfat enthielt, wobei die Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind, das sich auf das Gewicht des Molkenprotein-Konzentrat-Gemisches bezieht. Bei Schaumkonfekt ist das erfindungsgemäße Gemisch dem Eialbumin ähnlicher als das bisher zum Ersatz von Eialbumin verwandte bekannte Material.
In weichem Schaumgebäck zeigt das erfindungsgemäße Produkt, das ein der Ultrafiltration unterworfenes Weißkäse-Molkenprotein in Kombination mit Natriumhexametaphosphat und Gelatine als 50-prozentigen Ersatz für das Eialburain in weichem Schaumgebäck enthielt, eine Verbesserung der Schlageigenschaften gegenüber einem 50/50-Gemisch von Eialbumin und dem der Ultrafiltration unterworfenen Weißkäse-Molkenprotein, was sich in einer Verminderung des spezifischen Gewichtes zeigte, und ebenfalls eine Verbesserung der Stabilität des Schaumgebäckes, was durch eine zweifache Erhöhung der Syneresezeit bewiesen wird.
Für: Stauffer Chemical Company Westport^ Conn., V.St.A.
Dr. ff1. Chr. Beil Rechtsanwalt
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Claims (12)

Patentansprüche
1. Schaumig schlagbares, Molkenprotein enthaltendes Gemisch, umfassend ein Molkenprotein enthaltendes Produkt mit mindestens 20 Gew.-% löslichem Molkenprotein, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Feststoffe in dem Molkenproteinprodukt, in Kombination mit Gelatine, Gelatine und einem wasserlöslichen Polyphosphat, einem Gummi oder Gemischen derselben, dadurch gekennzeichnet, daß das Molkenprotein enthaltende Produkt
a) ein Molkenproteinkonzentrat, das durch Ultrafiltration von Weißkäsemolke erhalten wird,
b) ein wasserlösliches Molkenproteinprodukt von niederigem Molekulargewicht, das durch Einstellen des pH-Wertes einer ein Molkenprotein enthaltenden Lösung auf einen Wert von etwa 11 bis etwa 13, anschließendes Vermindern des pH-Wertes auf einen Wert von etwa 1J bis etwa 6 . unter Bildung einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Molkenproduktes und unlöslichen Feststoffen und Abtrennen des wasserlöslichen endgültigen Molkenproduktes erhalten wird,
c) ein Molkenproteinprodukt mit hohem Molekulargewicht, das durch Hydrolysieren der unlöslichen Molkenfeststoffe von b) bei einem pH-Wert zwischen etwa 11 und etwa 13 erhalten wird, oder
d) ein ausgefälltes Molkenprotein, das durch Vereinigen von flüssiger Molke mit einer wirksamen Menge von Natriumlaurylsulfat unter Bildung eines Natriumlauryl-
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ORIGINAL INSPECTED
sulfatkoniplexes, welcher aus der Lösung ausfällt, anschließendes Reduzieren des Natriumlaurylsulfatgehaltes des Komplexes auf weniger als 0,1 Gew.-?, bezogen auf das
Trockengewicht des Komplexes, hergestellt wird, ist.
2. Schaumig schlagbares Gemisch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Gelatine enthält.
3. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Gelatine und ein wasserlösliches Polyphosphat enthält.
4. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyphosphat Natriumhexamethaphosphat ist.
5. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Gummi enthält.
6. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gummi Carrageenan, Natriumalginat,
Kaliumalginat, Akaziengummi, Carboxymethylcellulose, Guar,
Xanthan oder Gemische derselben enthält.
7. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gummi Carrageenan enthält.
8. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an löslichem Protein mindestens
25 % beträgt.
9. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Molkenprotein enthaltende Lösung gemäß b)
die erste Fraktion ist, die durch Hindurchleiten von partiell
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delactosierter Käsemolke durch eine Schicht aus Molekularsiebharz erhalten wird.
10. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß b) der pH-Wert der Molkenprotein enthaltenden Lösung auf etwa 11,5 bis etv/a 11,9 innerhalb von 1 bis 3 Stunden eingestellt wird und anschließend der pH-Wert auf einen Wert im Bereich von etwa 4,2 bis etwa 5,0 vermindert wird.
11. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Molke gemäß d) die erste Fraktion ist, die durch Hindurchleiten von partiell delactosierter Käsemolke durch eine Schicht von Molekularsiebharz erhalten wird.
12. Schaumig schlagbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Natriumlaurylsulfatgehalt gemäß d) durch Hindurchleiten des Komplexes durch ein Ionenaustauscherharz in der Hydroxyform vermindert wird.
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