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Milchaustauscher.
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Zusatz zu Patent .......... (Patentanmeldung P 26 55 38o.o-41) Die
Erfindung betrifft die in den Patentansprüchen definierten Gegenstände.' Im Hauptpatent
(Patentanmeldung P 26 55 38o.o-41) wird ein magermilchfreier Milchaustauscher und
ein Verfahren zu seiner Herstellung offenbart, welcher im-wesentlichen aus einem
Molkepulver besteht, welchem 20 bis 55 % der normalerweise in Molkepulver
enthaltenen
Kationen entzogen sind und welches einen verminderten Lactosegehalt aufweist, der
Aschegehalt unter 13 Gew.-t, der Eiweißgehalt über 17 Gew.-%, der Fettgehalt über
9 Gew.-t, der Wassergehalt unter 5 Gew.-t, jeweils bezogen auf Trockensubstanzgehalt,
der pH-Wert zwischen 4,5 und 4,o, gemessen in 10 %-iger wäßriger Lösung, das Ca/P-Verhältnis
zwischen 1,2 : 1 und 2 : 1 liegt und eine organische Säure mit konservierenden Eigenschaften
enthält.
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Nunmehr wurde gefunden, daß ein derartiger Milchaustauscher nicht
nur aus Molkepulver, sondern generell aus einem auf Basis Molke aufgebauten, bis
zu 7o Gew.- Wasser enthaltenden Produkt mit noch höherem Aschegehalt bestehen kann.
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Bezüglich der anorianischen Ionenzusammensetzung von Süßmolketrockenmasse
und des Kationengehalts bei Zusatz eines Ca-Salzes der konservierenden Säure gelten
die Angaben des Hauptpatentes.
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Ein wesentliches Merkmal dieses Milchaustauschers besteht darin, daß
er kein Milchpulver oder Konzentrat mehr enthält, sondern auf Molkebasis aufgebaut
ist, wobei das betreffende Molkeprodukt erheblich im Kationengehalt reduziert vorliegt
sowie weniger Lactose enthält: dies macht es möglich, einen niedrigen pH-Wert einzustellen
und gleichzeitig das Verhältnis der fütterungsphysiologisch wichtigen Kationen zu
den anorganischen und- organischen Anionen in den futterphysiologisch günstigsten
Bereich einzustellen, ohne daß die Gefahr einer Kaseinausfällung oder des Verderbens
der Lösung innerhalb einiger Tage besteht. Der Milchaustauscher kann flüssig oder
vorzugsweise als Trockenprodukt mit höchstens 5 % Wassergehalt vorliegen.
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Wichtig ist die Einhaltung des angegebenen pH-Wertbereichs.
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Sinkt er unter 4,o ab, so wird der Milchaustauscher von den Tieren
nur noch schlecht oder gar nicht mehr aufgenorninen, steigt er deutlich über die
obere Grenze, wird die Haltbarkeit beeinträchtigt.
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Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen Milchaustauschers ist, wie
oben erwähnt, ein Molkeprodukt, das weniger Kationen und Lactose enthält als normale
Molke. Derartiges Molkeprodukt läßt sich aus Molke durch Kationenentzug mittels
Verfahren wie Kationenaustauscherbehandlung, Elektrodialyse oder Ultrafiltration
erhalten. Bevorzugt werden Kationenaustausch oder eine selektive Elektrodialyse
angewendet. Die Herabsetzung des Lactosegehalts erfolgt, indem aus der Molke, zweckmäßigerweise
nach der teilweisen Entferntung der Kationen, ein Teil des Milchzuckers auskristallisieren
gelassen und abgetrennt wird. Lactose wird dabei in solcher Menge vermindert, daß
die angegebene Zusammensetzung hinsichtlich Aschegehalt, Eiweißgehalt und Fettgehalt
erzielt werden kann, also berechnet auf den fettfreien, wasserfreien Molketrockenstoff
ein Aschewert von max. 15,2 % und ein Eiweißwert von mind. 20 %. Das erhaltene Konzentrat
kann als solches oder nach Trocknung als Pulver vorliegen.
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Besonders wichtig ist weiter der-Aschegehalt des Milchaustxauschers,
der unter 15, vorzugsweise unter 13 Gew.-%,. liegen soll. Die untere Grenze für
den brauchbaren Bereich liegt bei 7 Gew.-%. Der gegenüber milchhaltigen Milchaustauschern
verminderte Aschegehalt wird vorzugsweise durch den oben bereits erläuterten Kationenentzug
aus der Molke erzielt. Bevorzugt liegt der Kationenentzug zwischen 30 und. 40 B.
Der Kationenentzug kann durch vollständige Kationenentfernung und anschließendes
Mischen mit im Kationengehalt nicht vermindeter Molke oder durch teilveisenEntzug-erfolgen.
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Die Reduzierung des effektiven Kationengehalts kann auch durch Zusatz
von Eiweiß aus Molke oder pflanzlichen Eiweißquellen bewerkstelligt werden.
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Um beim Entzug der Kationen den vorgeschriebenen, niedrigen Aschegehalt
und gleichzeitig das erforderliche Ca/P-Verhältnis zu erzielen, muß Calcium zugesetzt
werden, und zwar vorzugsweise in Form eines Calciumsalzes einer organischen Säure,
insbesondere einer organischen Säure mit konservierenden Eigenschaften. Durch Einhaltung
des angeqebenen Ca/P-Verhältnisses wird dabei sichergestellt, daß der Mineralhaushalt
nicht zu sauer wird.
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Als organische Säure mit konservierenden Eigenschaften kommen die
in der Lebensmittelkonservierung zu diesem Zweck angewendeten Säuren in Betracht.
Typische Beispiele hierfür sind Fettsäuren mit 1 bis 3 C-Atomen, Zimtsäure,Salicylsäure,
Benzoesäure, r Chlorbenzoesäure, r -Hydroxybenzoesäure, t-Hydroxybenzoesäureester,
Bromessigsäure, Chloressigsäure, Sorbinsäure und Dehydracetsäure, soweit sie alleine
oder in Kombination durch das Jungtier vertragen und akzeptiert wird. Bevorzugt
werden die kurzkettigen Fettsäuren mit 1 bis 3 C-Atomen, besonders bevorzugt wird
Ameisensäure.
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Falls die konservierende organische Säure in der bevorzugten Form
der als Calciumsalz zugesetzt wird, sollte die Menge so-groß sein, daß wenigstens
2 Gew.-% der konservierenden Säure, bezogen auf die Trockenmasse, in der Mischung
vorhanden sind. Im Falle des Calciumformiats beträgt der Gehalt an Calciumformiat
dann mindestens 2,7 %. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die konservierende
organische Säure auch in freier Form oder als Salz mit einem anderen Kation zugesetzt
werden kann, vorausgesetzt, es läßt sich auf diese Weise das erforderliche Ca/P-Verhältnis
und der Aschegehalt einhalten. Werden andere konservierende Säuren eingesetzt, so
lassen sich die notwendigen Mengen durch Testversuche bei der Konzentration 100
g Trockenmasse/Ltr. Nahrung feststellen.
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Der Eiweißgehalt muß, wie erwähnt, über 17 Gew.-8 vorzugsweise über
19 Gew.-%, liegen. Er besteht im wesentlichen aus Molkeeiweiß, welches physiologisch
höherwertig ist als das Milcheiweiß.
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Das Eiweiß kann teilweise aus nicht-MilcheiweiB bestehen, beispielsweise
aus pflanzlichem Eiweiß, wie Sojaeiweiß.
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Der Fettgehalt soll über 9 Gew.-%, vorzugsweise über 10 Gew.-t, liegen.
Die Verwendung ahderer Kohlehydrate als Lactose (z.B.
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Dextrose/Queilstärke) ist in begrenztem Maße auch möglich, ebenso
wie auch die Verwendung von Verdickungsaittein, um die Viskosität zu erhöhen und
dadurch ein Absetzen zu verhindern. Der pH-Wert wird zweckmäßig durch Zusatz einer
organischen Säure in den gewünschten Bereich gebracht,falls der Kationenentzug und
der Zusatz der konservierenden Säure noch nicht den erstrebten pH-Wertbereich ergibt.
Geeignete Sauren zur Einstellung des pH-Werts
sind beispielsweise
Phosphorsäure, Zitronensäure, Fumarsäure, Adipinsäure oder/und Glcono-d-lacton.
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Der erfindungsgemäße Milchaustauscher ist in einer oben angegebenen
bevorzugten quantitativen Zusammensetzung auf einen Trockenmassegehaltvcn 10 % intrinkfertigem
Zustand abgestellt, d.h. daß ca. 100 g des erfindungsgemäßen Milchaustauschers in
Trockenform in 1 1 Wasser eingegeben werden oder das Konzentrat mit Wasser entsprechend
verdünnt wird. Wird eine höhere Konzentration an Feststoffen im fütterungsfertigen
ProdUkt angestrebt-, so muß der Aschegehalt an der unteren Grenze des angegebenen
Bereiches liegen, da sonst der osmotische Druck zu groß--würde. Dies- bedeutet,
daß der Kationenentzug des Molkeprodukts an der oberen Grenze des angegebenen Bereichs
liegen soll. Auch zwischen Eiveißgehalt und Aschegehalt besteht eine gegenseitige
Abhängigkeit. Bei einem Ei-Eiweißgehalt über dem angegebenen, bevorzugten Bereich
muß ebenfalls der Kationenentzug erhöht werden, also sich der oberen Grenze nähern.
Da jedoch das im errindungsgemäßen Milchaustauscher überwiegend vorliegende Molkeeiweiß
physiologisch dem MilcheIweiß überlegen ist, wäre eine Erhöhung des Ei-wçeißgehalts
über 19 % unnötig, da der Fütterungseffekt dadurch nicht mehr verbessert wird und
das verhältnismäßig teure Eiweiß vergeudet wäre. Hinzu kommt, daß das Molkeeiweiß
in seinem Wert auch beim Trockenprodukt-voll erhalten wurde. Denn bei der Herstellung
von im Kationengehalt verringertem Molkepulver erfolgt die eigentliche Trocknung,
die insbesondere durch Eindampfen erfolgt, unter sauren pH-Werten und bei- vermindertem
Calciumgehalt, so daß die üblicherweise bei der Trocknung auftretenden Schädigungen,
wie auch die Maillard-Reaktion, unterdrückt werden. Dies hat zur Folge, daß keine
geschmackiich'nachteilige Veränderung des Molkeeiweißes auftritt.
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Je nach der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Milchaustauschers
besteht seine Trockenmasse insgesamt aus etwa 70 bis 85 Gew.-% des auf Basis Molke
aufgebauten Produkts, dessen effektiver Kationen gehalt im angegebenen Bereich reduziert
wurde und der Rest besteht aus Zusätzen wie Fett, pflanzlichem Eiweiß, organischen
Säuren und gegebenenfalls Calcium, wobei letzteres in Form eines Salzes oder als
Hydroxid vorliegen kann.
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Die Herstellung des erfindungsgemäßen Milchaustauschers kann nach
verschiedenen Methoden erfolgen. Bevorzugt wird einem im Lactosegehalt verminderten
Molkekonzentrat, dem 20 bis 55 * der Kationen entzogen worden sind, die erforderliche
Fettmenge, die konservierende organische Säure sowie gegebenenfalls weitere eßbare
organische Säuren und Calcium zugesetzt. Dabei wird das im Lactosegehalt verminderte
Molkekonzentrat, dem die Kationen teilweise entzogen wurden, zweckmäßig nach dem
Verfahren der deutschen Patentschrift 1 492 803 hergestellt. Bei diesem Verfahren
erfolgt die Säuerung der Magermilch zur Entfernung des Milcheiweißes mit Hilfe eines
durch Kationenentzug gesäuerten Moikekonzentrats.
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Da die Kaseinfällung bei einem pH-Wert von4,2 bis 4,5 stattfindet,
muß die vom Kasein befreite Molke, um einer. tieferen pH-Wert (z.B 3,5) zu erreichen,
weiter von ihren Kationen durch Kationenentzug befreit werden Nach Eindampfung kann
durch Kristallisation ein Teil des Milchzuckers entfernt werden Wahlweise ist es
aber auch möglich, einer Molke durch Behandlung mit Katlonenaustauschern, durch
Ultrafiltration oder selektive Elektrodialyse die erford,erlichen Kationen zu entziehen
und nach M-trennung der überschüssigen Lactosemenge als Konzentrat zu verwenden
oder zu trocknen. pH-Wert, Aschegehalt und Ca/P-UenältnIs werden anschließend durch
den Zusatz des Calciumsalzes einer organischen, konservierenden Säure und gegebenenfalls
zusätzlicher -organischer Säuren in die vorgeschriebenon Bereiche eingestellt.
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Ein Alternativverfahren zur Herstellung des Produkts besteht darin,
daß teilentzuckerte Sußmolke mit einer konservierenden organischen Säure auf einen
pH-Wert von etwa 4,8 bis 5,2, vorzugsweise von ungefähr 5,0, eingestellt wird Danach
wird der erforderliche pH-Wert mit einer genießbaren organischen Säure in den Bereich
4,5 bis 4,0 eingestellt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß beim Trocknen
erhebliche Verluste an der flüchtigen konservierenden organischen Säure eintreten,
insbesondere, wenn es sich um die bevorzugten Fettsäuren mit 1 bis 3 C-Atomen handelt.-Außerdem
ist es schwierig, auf diese Weise den erforderlichen niedrigen Aschegehalt zu erzielen.
Deshalb kann die konservierende -Säure auch nicht als Ca-Salz zugegeben werden.
Diese Schwierigkeit
entfällt, wenn die Trocknung unterbleibt, der
Milchaustauscher also in flüssiger Form hergestellt wird.
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Eine weitere Alternative zur Herstellung des Milchaustauschers besteht
darin, Süßmolke mit einer physiologisch verwertbaren Säure auf einen pH-Wert von
4,0 bis 4,5 einzustellen. Durch Zusatz von Molkeeiweiß oder pflanzlichem Eiweiß
wird der Eiweißes halt über 16 % gebracht und die Mischung aufkonzentriert.
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Durch die oben beschriebene Arbeitsweise wird auch das Problem gelöst,
das bisher bei der Konservierung von Milchaustauschern in trockener Form durch Zusatz
konservierender organischer Säuren bestand. Dies sei am Beispiel der Ameisensäure
näher erläutert. Gibt man einem Milchaustauscher Ameisensäure direkt zu, so muß
letztere einerseits wegen des-Puffereffekts der Milch überdosiert werden, andererseits
ist es aber schwierig, konzentrierte Ameisensäure so f'ein..zu verteilen, wie es
notwendig ist, um eine nachteiligeWeränderung des Eiweißes durch die Säurewirkung
der Ameisensäure zu verhindern. Praktisch sind derartige Versuche stets daran gescheitert,
daß nachteilige geschmackliche Veränderungen am Eiweiß aufgetreten sind, so daß
das Produkt von den Tieren nicht mehr angenommen wurde.
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Versuche, diese Nachteile zu vermeiden,indem man die Ameisensäure
auf einer inerten Trägersubstanz, wie z. B. Kieselgur, zusetzte, erwiesen sich ebenfalls
als unbefriedigend. Einerseits traten durch die Flüchtigkeit der Säure erhebliche
Verluste auf. Außerdem war die Geruchsbelästigung und die Hautirritation bei den
damit.arbeitenden Personen an der Grenze des Zumutbaren. Schließlich ist Ameisensäure
in solcher Form sehr aggressiv für die Mischapparatur und führt zu rascher Korrosion.
Durch das Einbringen inerter Trägersubstanzen wird auch die Wirtschaftlichkeit des
Produkts vermindert.
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Der erfindungsgemäße Milchaustauscher ist physiologisch für die zu
fütternden Tiere besonders günstig, da er einerseits besonders hochwertige Bestandteile,
insbesondere viel Molkeeiweiß, enthält,
andererseits eine besonders
niedrige Belastung des Magens zur Folge hat und damit Fütterungsstreß vermeidet
Des weiteren ist der erfindungsgemäße Milchaustauscher von überlegener Haltbarkeit
und macht es möglich, daß die gesamte Milchaustauschermenge für mehrere Tage in
einem einzigen Ansatz trink fertig angemacht wird, ohne daß Haltbarkeitsprobleme
auftreten. Das Herstellungsverfahren ist einfach und vermeidet eine nachteilige
Veränderung des Eiweißes, geschmackliche Verschlechterung und Verluste an teuren
Zusatzmitteln.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung B e i s s i e l 1
10 000 1 Molke (süß) werden über einen Kationenaustauscher geleitet, dermi H+-Ionen
beladen is-t,und von 90 % ihrer Kationen befreit (pH 1,8) und anschließend 1 : 1
mit unbehandelter Molke vermischt. Das Mischprodukt hat einen pH-Wert von 3,6 und
wird auf 60 %~Trockenmasse mittels Vakuumverdampfung konzentriert und gekühlt.
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Das Konzentrat hat folgende Zusammensetzung: Lactose (1 H20) 48 %
davon 30 z kristallisiert) Eiweiß 7 » Mineralstoffe 3,5 % Zitronensäure + Milchsäure
1,5 % Wasser 40 % Nach Abtrennung der kristallisierten Lactose hat das entzuckerte
Molkekonzentrat eine Zusammensetzung von: 26 e Lactose 10 % Eiweiß 5,0 % Mineralstoffe
2,1 % Zitronensäure + Milchsäure 56,9 æ Wasser
1 ooo kg dieses
Konzentrats werden (nach Erwärmung auf 4o0C) mit einer flüssigen, warmen Mischung
von 25 kg Rinderfett + 12 kg Schweinefett + lo kg Palmkernfett + 2 kg Sojaöl + 1
kg Monostearat gut vermischt und auf Fetteilchenpartikel von 1 bis 5µ homogenisiert.
Die erhaltene Emulsion wird gemischt mit: 15 kg Ca-Formiat und 5 kg Vitamin/Spurenelementmischung.
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Zusammensetzung Endprodukt: 50 % Lactose i.T.
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19,2 % Eiweiß i.T.
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1O,4 % Mineralstoffe i.T.
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4,o % Zitronensäure i.T + Milchsäure 9,6 % Fett i.T.
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1,0 % Vitamin + Spurenelementmischung i.T.
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(Spurenelemente sind den Mineralstoffen zuzurechnen).
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Die erhaltene Flüssigmischung kann an-den Tierhalter direkt weitervertrieben
werden.
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B e i s p i e l 2 10.000 kg Süßmolke, enthaltend 72 kg Protein; 437
kg tsilchzucker, 25 kg Milchsäure, 12 kg Zitronensäure, 10 kg Chlorid, 15 kg Kalium,
3 kg Natrium, 0,9 kg Magnesium, 4,8 kg Calcium, 12,8 kg Phosphat (4,2 kg Phosphor),
10 kg Fett, werden auf einem mehrstufigen Verdampfer auf 30 % Trockenmasse eingedickt.
Dieses Konzentrat wird nit 21,2 kg 35 t-iaer Salzsäure, 10,3 kg CaHPO4 . 2 H20,
1,2 ko MgCl2, 9,t kg Ca-"ormiat und 15,5 kg 85 %-iger Ameisensäure vermischt.
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Diese Mischung hat einen pH-Wert unter 4,0. Sie wird anschließend
mit 178 ks Sojaeiweißkonzentrat (10 % Wasser, 65 % Eiweiß) homogen vermischt und
anschließend bei einer Temperatur von
über 4O°C feinst vermischt
mit einer Mischung von 42,5 kg Rinderfett, 21,8 kg Schweinefett, 21,8 kg Kokosfett,
3,9 kg Lecithin und o,9 kg Monostearat unter Zusatz eines geeigneten Antioxidationsmittels,
wie Butylhydroxyanisol.
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Die gesamte Emulsion hat folgende Zusamm.ensetzung: 188, 0 kg Protein
21,1 % 437,0 kg Milchzucker 49,0 % 25,0 kg Milchsäure 2,8 % 12,0 kg Zitronensäure
1,3 W 18,3 kg Areísensäure 2,1 % 17,6 kg Chlorid 2,0 % 15,0 kg Kalium 1,7 % 3,0
kg Natrium 0,3 % -1,1 kg Magnesium 0,1 % 10,0 kg Calcium 1,1 % 18,6 kg Phoschat
2,1 % 101,0 kg Fett - 11,3 % 65,0 kg restl. Substanzen 5,1 % (aus d. Sojaprotein)
891,6 kg Trockenmasse 100 % 1437,2 kg Wasser Diese konzentrierte Emulsion ist aufgrund
ihres niedrigen pH-Werts und durch die Konservierung mit Ameisensäure sehr lange
haltbar. Sie wird beim Tierhalter mit Wasser 2,5-fac:n verdünnt und ist auch in
dieser Form noch mindestens 3 Tace haltbar und kann kalt verfüttert werden Die notwendigen
oder er,lünschten Wirkstoffe (Vitamine, Spurenelemente, Aminosäuren) können in einer
Menge von insgesamt 2 %, bezogen auf Trockenmasse, sowohl dem Konzentrat als auch
der Verdünnung zugesetzt werden.