DE2919659A1

DE2919659A1 - Verfahren zur herstellung von molkeprodukten

Info

Publication number: DE2919659A1
Application number: DE19792919659
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Ing Kocher
Original assignee: ALPI MILCHIND
Current assignee: ALPI MILCHIND
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1979-12-06
Also published as: BE876622A; FR2427054A1; GB2021922A; SE7904361L; NL7904261A; GB2021922B; SE446424B; US4391837A; CH642234A5; DK220179A; FR2427054B1; ATA390978A; IT7984122A0; FI791717A; JPS54163859A; IT1166341B; JPS6125341B2; NZ190526A

Description

Alpi Milchindustrie .

Schillerstrasse 35

A-5020 Salzburg/Österreich Stuttgart, 7. Mai 1979

Beschreibung

Verfahren zur Herstellung von Molkeprodukten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flüssigen, pastösen oder pulvrigen Molkeprodukten, bei denen das Verhältnis von Protein-, Laktose- und Aschegehalt demjenigen von Magermilch entspricht und die als Zusatz zu Lebens- und Futtermitteln geeignet sind. Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit eine Änderung (Adaptierung) des Verhältnisses der Protein-, Laktose- und Aschegehalte zueinander im Molkeprodukt gegenüber gewöhnlicher Molke.

Normales Molkepulver weist folgende Zusammensetzung auf:

Laktose 71 bis 73%

Protein 11,5 bis 12,5$

Fett 0 bis 1,5$

Asche 9 bis 10%

Wasser 2 bis k%

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Der hohe Laktosegehalt, der hohe Aschegehalt und der relativ niedrige Proteingehalt sind die Ursache, daß Molkepulver sowohl in Lebensmitteln als ,auch in Futtermitteln nur in beschränkten Mengen eingesetzt werden kann. Wesentlich besser geeignet hierfür ist Magermilchpulver, das etwa folgende Zusammensetzung aufweist:

Laktose	45	bis	39%
Protein	34	bis	0,9*
Fett	0,3	bis	9%
Asche	6	bis
Wasser	5%

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, in einem Molkeprodukt den Laktose- und den Aschegehalt im Verhältnis zum Proteingehalt herabzusetzen.

Es sind zwei Verfahren bekannt, durch welche man den Aschegehalt von Molkepulver reduzieren, d.h. die Molke entmineralisieren kann: Die Elektrodialyse und der Ionenaustausch. Durch eine Entminserisierung erfolgt jedoch nur eine geringe Änderung des Verhältnisses vom Asche- zum Laktose- und Proteingehalt der Molkeprodukte.

Molkeprodukte mit reduziertem Laktosegehalt und erhöhtem: j Proteingehalt kann man durch Vertrocknen der Masse, die als Restprodukt beim herkömmlichen Verfahren der Milch-

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zuckerherstellung anfällt, herstellen. Diese Produkte sind sogenannte teilentzuckerte Molkepulver, die jedoch den Nachteil eines sehr hohen Anteiles an Mineralstoffen aufweisen und durch den dadurch bedingten salzigen Geschmack in der Lebensmxttelindustrie nicht und in der Futtermittelindustrie nur in beschränkten Mengen einsetzbar sind.

Teilentzuckertes Molkepulver weist folgende Zusammensetzung auf:

Laktose	36	bis	39£
Protein	23	bis	25$
Fett	1	bis	2%
Asche	24	bis	26%
Wasser	2	bis	k%

Dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Molkeprodukten mit adaptiertem Protein-, Laktose- und Aschegehalt i liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Ultrafiltration der Molke mit zunehmender Konzentrierung der Proteingehalt zunimmt, wogegen der Laktose- und der Aschegehalt des Konzen- ' trates abnehmen.

Die Ultrafiltration stellt einen Membrantrennungsprozeß dar, der unter Druckanwendung erfolgt, wobei die Membran die makromolekularen und bzw. oder kolloidalen Komponenten einer Flüssig-

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keit entsprechend ihrer Größe zurückhält.

Diejenige Fra-ktion, die durch die Membran zurückgehalten wird, wird als Retentat bezeichnet. Diejenige Fraktion, die die Membran passiert, wird als Permeat bezeichnet. Die Trennschärfe bei der Ultrafiltration ist von der Porengröße der verwendeten Membran abhängig.

Bei der Ultrafiltration erfolgt die Änderung in der Zusammensetzung der Bestandteile der Molke nicht linear mit der Konzentrierung, sondern verläuft entlang von Kurven, ί deren Verlauf in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. Auf der Abszisse sind die entfernten Wassermengen in Prozent aufgetragen. Auf der Ordinate sind die Protein-, Laktose- und Aschegehalte der Trockenmasse des Retentates ebenfalls in Prozent angegeben. Aus diesen Kurven kann man für jede Stufe des Wasserentzuges von 50 bis 100$ den Gehalt der Trockenmasse des jeweiligen Retentates an Protein (Kurven P), Laktose (KurvenL) und Asche (Kurven A) ablesen. Durch die Darstellung von jeweils zwei zusammengehörigen Kurven werden die Bereichsgrenzen für die natürlichen Schwankungen angegeben.

Die vorstehend gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Molke durch an sich bekannte Ultra-

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filtration im "Verhältnis von etwa 1 : 20 aufkonzentriert wird, das erhaltene Konzentrat gegebenenfalls getrocknet wird und es mit Molke, Molkekonzentrat oder Molkepulver bezogen auf die Trockenmasse im Verhältnis von etwa 4 : 5 gemischt wird.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit darin, daß aus einem Molkereiprodukt, das kaum verwertbar ist, nämlich der Molke, ein Produkt hergestellt wird, das als Lebens- und Futtermittelzusatz allgemein begehrt ist, nämlich ein Produkt, dessen Trockenmasse derjenigen von Magermilch entspricht. Für die Verwendungszwecke des neuen Molkeproduktes ist es dabei unwichtig, welcher Art die darin enthaltenen Proteine sind. Wesentlich ist das Verhältnis der Proteine zu Laktose und zu den Mineralstoffen.

Zur besonders einfachen Erzielung des gewünschten Laktose-, Protein- und Aschegehaltes hat es sich als günstig erwiesen, wenn flüssiges Molkeultrafiltrationskonzentrat konzentriert im Verhältnis von 1 : 20 mit Molkekonzentrat mit 50$ Trockenmasse im Gewichtsverhältnis 2 : 1 gemischt wird, worauf gegebenenfalls diese Mischung eingedickt bzw. getrocknet wird. Vorteilhaft ist es auch, wenn das Molkeultrafiltrationskonzentrat getrocknet und mit getrocknetem Molkekonzentrat gemischt wird.

Der Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten Molkeprodukte in der Lebensmittelindustrie dient als teilweiser oder

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völliger Ersatz von Magermilchpulver in Schmelzkäsezubereitungen , Bäckereiprodukten, Schokolade, Kindernährmittel, Eis oder Yoghurt. Bei der Futtermittelherstellung dienen die erfindungsgemäß hergestellten adaptierten Molke produkte als teilweiser oder gegebenenfalls völliger Ersatz von Magermilchpulver in Milchaustauschern. Weiters kann dieses Produkt in alle anderen Futtermittel als idealer Eiweißbestandteil eingemischt werden.

Die folgenden Ausführungen dienen zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen dem Ausmaß des Wasserentzuges und den Gehalt an Protein, Laktose und Asche bei Anwer.dur.g

Bestimmung eines Molkeultrafiltrationskonzenträtes bei einer Ultrafiltration von 1 :20

Bei einer Ultrafiltrationsstärke von 1 : 20 beträgt bei einer Molke von 6,3$ Trockenmasse der Wasserentzug 96 und enthält das Permeat eine Trockenmasse von 5$

Bei einer Ultrafiltration von 1 : 20 von 10.000 1 Molke mit einer Trockenmasse von 6,3$ erhält man 9-500 1 Permeat mit einer Trockenmasse von etwa 5$ und 500 1 Retentat. Die ι Wassermenge im Permeat beträgt 9.025 1> d.h. es wurden der ur-

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sprünglichen Molke 9.370 1 Wasser und somit 96,3155 entzogen.

Aus dem Kurven der Zeichnung können bei 96% Wasserentzug (Abszisse), die Werte für die Trockenmassen von Protein P, Laktose L und Asche A des Retentates abgelesen werden. Der Fettgehalt wird wie folgt berechnet und zwar ausgehend von einem Fettgehalt in der Molke von 0,05% unter der Annahme, daß das ganze Fett im Ultrafil-trationskonzentrat (Retentat) bleibt:

10.000 1 Molke mit 0,05$ Fett enthalten somit 5 kg Fett. Nach der Ultrafiltration von 1 : 20 verbleiben diese 5 kg Fett in den 500 1 Retentat, wodurch sich im Retentat ein Fettgehalt von 1% ergibt.

In der folgenden Tabelle I sind die Gehalt in Prozenten : an Laktose, Protein und Asche bezogen auf die Trockenmasse im Retentat für die Stufen des Wasserentzuges von 50, 75* 95 und 96$ angegeben. Die Werte in Zeile 1 gelten für die mittlere Zusammensetzung von entrahmter Molke bei einer Gesarattrockenmasse von 6,3$.

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Tabelle I

entferntes Wasser %.

auf Trockenmasse bezogener Gehalt an Asche$ Protein^ Laktose^

, 0,7

6,42 bis 8,57 5,71 bis 7,50 2,85 bis 4,28 2,50 bis 3,92

0,65

15,0 bis 18,57
25,35 bis 28,57
65,00 bis 70,00
70,71 bis 75,00

58,57 bis 65,71 46,07 bis 52,50 27,50 bis 34,28 24,64 bis 31,07

In der folgenden Tabelle II sind das Verhältnis von Protein zu Laktose in der Trockenmasse des Retentates ebenso wie die Werte der Trockenmasse selbst für die Stufen des Wasserentzuges von 0, 50, 75, 95 und 96% angegeben. j

Tabelle II

entferntes Wasser %

Verhältnis Protein zu Laktose in der Trockenmasse

0,13

0,25 bis 0,28 0,54 bis 0,55 2,04 bis 2,36 2,41 bis 2.86

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Trockenmasse

6,3

7,5 bis 8,3
9,5 bis 10,0
17,0 bis 18,0
20,0

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Bestimmung eines Molkeultrafiltationskonzentrates 1 : 20 und des daraus hergestellten Pulvers

In der folgenden Tabelle III zeigt die Spalte a) die aus der Zeichnung abgelesenen Minimumwerte für Laktose, Protein j und Asche sowie den Wert an Fett im Retentat auf die Trockenmasse bezogen.

Die Spalte b) zeigt den Gehalt an Laktose, Protein, Fett ι und Asche des Retentates, das eine Trockenmasse von etwa 20$ aufweist.

Die Spalte c) zeigt den Gehalt des Pulvers an Laktose, Protein, Fett und Asche, wenn das Retentat aufkonzentriert wird bis zu einer Trockenmasse von S6%.

Tabelle III	a)	b)	c)
	24,64	4,93	23,94
Laktose %	70,71	14,14	68,66
Protein %	1,-	0,20	0,97
Fett %	2,5	0,50	2,43
Asche %
Wasser %

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In der folgenden Tabelle IV sind die Anteile von Laktose, Protein, Fett, Asche und Wasser in einer Molke mit 6,3% Trockenmasse und in einem Konzentrat mit 50% bzw. 96% Trockenmasse angegeben.

Tabelle IV

	Trockenmasse von	96%
6,3%	50%	74,67%
4,90%	38,89%	9,91%
0,65%	5,16%	0,77%
0,05%	0,40%	10,65%
0,70%	5,55%	4,00%
93,70%	50,00%

Laktose

Protein

Wasser

100,00% 100,00% 100,00%

Nachstehend ist ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführt.

Durch Mischen von zwei Teilen Molkeultrafiltrationskonzentrat 1 : 20 und einem Teil Molkekonzentrat mit 50% Trockenmasse und Trocknen dieses Produktes wird ein Pulver hergestellt, das in seiner chemischen Zusammensetzung Magermilch-

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ORIGINAL INSPECTED

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pulver entspricht, mit der Ausnahme, daß das Eiweiß fast ausschließlich Molkeeiweiß, also Albumin und Globulin ist.

Nachfolgend werden die Werte für Laktose, Protein, Fett und Asche für eine Mischung eines Molkeultrafiltrationskonzentrates 1 : 20 und eines Molkekonzentrates mit 50% Trockenmasse im Gewichtsverhältnis 2 : 1 und des daraus hergestellten Trockenproduktes bestimmt.

Die folgende Tabelle V gibt in der Spalte a) den Gehalt an Laktose, Protein, Fett und Asche in kg von 100 kg Ultrafiltrationskonzentrat 1 : 20 an.

Die Spalte b) gibt in kg den Gehalt an Laktose, Protein, Fett und Asche in 50 kg Molkekonzentrat mit 50$ Trockenmasse an.

Die Spalte c) gibt die Summe der Gehaltswerte der beiden ersten Spalten an.

Die Spalte d) gibt den Gehalt in kg von Laktose, Protein, Fett, Asche und Wasser von 100 kg der Mischung von zwei Teilen Ultrafiltrationskonzentrat 1 : 20 und einem Teil Molkekonzentrat 50$ Trockenmasse an.

Die Spalte e) gibt den Gehalt an Laktose, Protein, Fett, Asche und Wasser der Mischung nach Spalte d) an, berechnet auf eine Trockenmasse von 96%.

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Tabelle V	a)	b)	C)	d)	e)
	4,93 +	19,45 =	24,38	16,25	52,27
Laktose kg	14,14 +	2,58 =	16,72	11,15	35,85
Protein kg	0,20 +	0,20 =	0,40	0,27	0,86
Fett kg	0,50 +	2,78 =	3,28	2,18	7,02
Asche kg	80,23 +	25,00 =	105,23	70,15	4,00
Wasser kg	19,77				96,00
Trockenmasse kg

Die folgende Tabelle VI zeigt schließlich die Zusammensetzung dieses getrockneten Produktes im Vergleich zu Magermilchpulver. \

Tabelle VI	Mischprodukt	Mage	rmilch	/o	pulve
	52,27$	45	bis		51
Laktose	35,85$	34	bis	39
Protein	0,86$	0,	3 bis	0,9
Fett	7,02$	6	bis	9
Asche	4,00$	5
Wasser

Der etwas höhere Wert an Laktose des durch dieses Verfahren erzeugten Produktes gegenüber Magermilchpulver

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kann durch geringfügig stärkere Ultrafiltration noch verringert werden.

Je nach dem Ausmaß des Wasserentzuges sind auch Ultrafiltrationskonzentrate mit anderen Konzentrationen an Protein, Laktose und Asche erhältlich. Die den Ultrafiltrationskonzentraten zugesetzten Molke- oder Magermilchprodukte können ebenfalls verschiedene Konzentrationen aufweisen. Sie können einzeln oder gemeinsam den Ultrafiltrationskonzentraten zugesetzt werden. Nachfolgendes Eindicken oder Trocknen der Mischungen führt zu konzentrierten, pastösen oder trockenen Produkten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von flüssigen, pastösen oder pulvrigen Molkeprodukten, bei denen das Verhältnis von Protein-, Laktose- und Aschegehalt demjenigen von Magermilch entspricht und die als Zusatz zu Lebens- und Futtermitteln geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ' Molke durch an sich bekannte Ultrafiltration im Verhältnis von etwa 1 : 20 ultrafiltiert wird, das erhaltene Konzentrat gegebenenfalls getrocknet wird und dieses mit Molke, Molkekonzentrat oder Molkepulver bezogen auf die Trockenmasse im Verhältnis von etwa 4 : 5 gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges Molkeultrafiltrationskonzentrat konzentriert im Verhältnis von 1 : 20 mit Molkekonzentrat mit 50$ Trockenmasse im Gewichtsverhältnis 2 : 1 gemischt wird, worauf gegebenenfalls diese Mischung eingedickt bzw. getrocknet wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molkeultrafiltrationskonzentrat getrocknet und mit getrocknetem Molkekonzentrat gemischt wird.

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