DE3100230A1

DE3100230A1 - Verfahren zum herstellen eines ein isoliertes pflanzenprotein enthaltenden milchersatzstoffes fuer backzwecke

Info

Publication number: DE3100230A1
Application number: DE19813100230
Authority: DE
Inventors: Iue Chung 63128 St. Louis Mo. Cho
Original assignee: Ralston Purina Co
Current assignee: Nestle Purina PetCare Co
Priority date: 1980-01-09
Filing date: 1981-01-07
Publication date: 1981-12-10
Also published as: JPH0342864B2; YU322280A; FR2473268B1; FR2473268A1; BE887033A; US4279939A; MX6042E; CA1163495A; NL8100029A; ES8202243A1; ES498370A0; JPS56102753A

Description

ζ" eines ein isoliertes Pflanzenprotein enthaltenden Milch

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines ein isoliertes Pflanzenprotein enthaltenden Milchersatzstoffes für Backzwecke. Dieser Milchersatzstoff ist fettfrei und enthält als isoliertes Pflanzenprotein vorzugsweise Sojaproteinisolat. Es eignet sich besonders zum Herstellen aufgegangener Backwaren, wie Brot und Kuchen.

Backwaren lassen sich in zwei Gruppen einteilen: aufgegangene und nicht aufgegangene Produkte. Die aufgegangenen Backwaren lassen sich wiederum in zwei Arten unterteilen, neulich in solche, die man mit Hefe hat aufgehen lassen, und in solche, die man mit einem chemischen Treibmittel hat aufgehen lassen. Bei den Hefeerzeugnissen wird das Aufgehen durch Kohlendioxid verursacht, das durch die Hefeeinwirkung auf den Teig entsteht. Bei den chemisch gehen gelassenen Produkten rührt die Auftreibung von Kohlendioxid her, das durch chemische Reaktion von Natriumbicarbonat mit einer Säure oder einem sauren Salz erzeugt wird. Das Gehen soll möglichst nicht vor dem Backen, sondern hauptsächlich erst unter der Einwirkung der Backofenhitze stattfinden.

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Sowohl bei der Herstellung von Hefebackwaren als derjenigen von Backpulver-Backwaren ist die Wahl geeigneter Zutaten von Bedeutung. In dieser Hinsicht ist die Verwendung fettfreier Trockenmilchstoffe, die aus Casein und Molke bestehen, bekannt und wird in der Ba'ckwarenindustrie seit Jahren ausgeübt. Durch die Verwendung fettfreier Trockenmilchstoffe konnte der Feuchtigkeitsgehalt des Teiges so eingestellt werden, daß der Teig verfestigt und seine Verarbeitungseigenschaften verbessert wurden. Bei der Verwendung fettfreier Trockenmilchstoffe erhielt man Backwaren, die neben den gewünschten Konturen und dem gewünschten Aussehen im Innern eine gleichmäßige Zellstruktur aufwiesen.

Inzwischen sind zahlreiche fettfreie Ersatzstoffe für Trokkenmilchprodukte vorgeschlagen worden, darunter auch Molkefeststoffe in Verbindung mit tierischem oder pflanzlichem Protein. Ein solches Produkt wird beispielsweise in der US-Patentschrift 2 555 514 beschrieben, nach der ein Molkeprodukt erhalten wird, das auf Grund seiner Eigenschaften als Ersatz für Milch bei der Herstellung von Brot oder ähnlichen Backwaren dienen kann. Bei dem Verfahren wird Molke mit einem pH-Wert von 6,0 bis 6,6 und einem Calcium-Gehalt zwischen 1,5 und 3% auf einen Feststoffgehalt zwischen 25 und 55% konzentriert. Die Molke wird auf eine Temperatur im Bereich von 93 bis 138 ⁰C erhitzt, und ihr kann vor oder nach der Wärmebehandlung auch ein Proteinmaterial zugesetzt werden.

In der US-Patentschrift 3 873 751 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Milchersatzproduktes beschrieben, das sehr geeignet als Trockenmilchersatz für Backzwecke ist. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch aus süßer Molke und einem Pflanzenprotein hergestellt, dessen pH-Wert auf 5,8 bis 7,5 eingestellt und das dann auf eine Temperatur im Bereich von 104 bis 204 ⁰C erhitzt wird. Danach wird das Gemisch einer Entspannungsverdampfung unterworfen, um unange-

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nehm riechende und schmeckende Stoffe zu entfernen. Nach der Wärmebehandlung kann, falls gewünscht, der pH-Wert auf einen bestimmten Betrag eingestellt oder das Produkt zu einem Pulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3% getrocknet werden. Dieses Produkt kann als Ersatz für Magermilchpulver bei der Herstellung von Backwaren verwendet werden. Es hat ausgezeichnete Eigenschaften als Ersatz für Magermilchpulver bei der Herstellung von Backwarenteigen, insbesondere von Brotteigen, und bei der Verwendung in Brotteigen hat das gebackene Brot ein Aroma und eine Röstqualität, die denjenigen von Brot, das mit Milchfeststoffen r. hergestellt worden ist, gleich ist. Das Produkt hat auch

bessere Wasserabsorptionseigenschaften, die bei kürzerer Gehzeit zu einem weicheren Brot führen.

Aus der US-Patentschrift 3 94 3 264 ist ein Molkeprodukt bekannt, das bei der Herstellung von Backwaren verwendete Milchfeststoffe ganz oder teilweise ersetzen kann. Zu den Bestandteilen gehören Molkefeststoffe, ein Proteinmaterial, das aus einem Sojaproteinisolat bestehen kann, sowie eine Calciumverbindung, eine Phosphatverbindung und ein Stabilisierungsmittel. Das Stabilisierungsmittel kann aus natürlichen oder künstlichen Phosphorverbindungen, wie Lecithin oder andere oberflächenaktive Stoffe, bestehen. Das Trok-V-"^J kenprodukt eignet sich ausgezeichnet als fettfreier Milch-

£," ststoff-Ersatz bei der Herstellung chemisch aufgetriebener Backwaren, und die erhaltenen Backwaren haben die erwünschte Struktur und Textur.

Trotz der verbreiteten Verwendung fettfreie Trockenmilch-Ersatzstoffe, die Pflanzenprotein enthalten, besteht weiterhin ein Bedarf an fettfreien Trockenmilchersatzstoffen, die ein Pflanzenproteinisolat enthalten und die für Backzwecke, insbesondere zur Herstellung von Hefe- und Sauerteig-Backwaren, geeignet sind. Ein solcher Ersatzstoff muß nicht nur die erwünschten Backeigenschaften fettfreier

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Trockenmilchstoffe haben; er darf auch nicht den charakteristischen Geschmack des Sojaproteins in die Backwaren einbringen.

Es stellte sich daher die Aufgabe ^ ein Verfahren zum Herstellen eines fettfreien Trockenmilch-Ersatzstoffes anzugeben, der sich ausgezeichnet für die Herstellung aufgeangener, insbesondere chemisch aufgegangener Backwaren eignet und Backwaren liefert, deren Textur mindestens ebenso gut wie diejenige von Backwaren ist, die mit fettfreien Trockenmilchstoffen hergestellt worden sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird zunächst eine Suspension aus einem isolierten Pflanzenprotein und Molke hergestellt. Diese Suspension hat einen Feststoffgehalt von 3 bis 50, vorzugsweise 5 bis 45 Gew.-%, und ihr Gehalt an isoliertem Pflanzenprotein beträgt 6 bis 52 Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstanz, ihr Gehalt an Molke 94 bis 48 Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstanz. Danach wird der pH-Wert der Suspension unter Zusatz eines (;·£ genießbaren Erdalkalimetall-Kations, vorzugsweise Calciumhydroxid, auf 5,8 bis 7,5 eingestellt und die Suspension kurze Zeit auf eine Temperatur in dem kritischen Bereich von 88 bis 110 ⁰C erhitzt, bis ein Teil des Proteins unlöslich geworden ist. Dann wird die Suspension abgekühlt.

Es wurde festgestellt, daß beim Erhitzen einer wäßrigen Suspension, die ein isoliertes Pflanzenprotein und Molke enthält, auf eine Temperatur in dem vorstehend genannten Bereich ein Produkt erhalten wird, das ausgezeichnet als Milchersatzstoff für Backzwecke geeignet ist. Das Produkt ist ein vorzüglicher Ersatzstoff für fettfreie Trocken-

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milchstoffe bei der Herstellung verschiedener mit Hefe oder Backpulver aufgetriebener Backwaren mit annehmbarem Proteingehalt und ergibt Backwaren mit der Textur, Kontur und gleichmäßigen Zellstruktur, die normalerweise nur bei Backwaren zu finden ist, die mit fettfreiem Milchpulver hergestellt worden sind.

Grundlage der Erfindung ist eine besondere Wärme- und Druckbehandlung eines Gemisches aus Molke und isoliertem Pflanzenprotein in einem kritischen Temperaturbereich in Verbindung mit einer pH-Wert-Einstellung. Als isoliertes

r Pflanzenprotein kann man isoliertes Sojaprotein, aber auch

andere isolierte Pflanzenproteine, wie Isolate aus Erdnüssen, Sesam, Sonnenblumenkernen, Baumwollsamen und anderen Ölsaaten verwenden. Isoliertes Sojaprotein eignet sich jedoch am besten für die Herstellung des fettfreien Trokkenmilch-Ersatzstoffes.

Die Gewinnung des isolierten Pflanzenproteins wird nachstehend am Beispiel der Gewinnung des Sojaproteinisolats beschrieben, da dieses für die Herstellung des Milchersatzstoffes die größte Bedeutung hat.

Entfettetes Sojamehl oder entfettete Sojaflocken werden in ^ einem wäßrigen Medium aufgeschlämmt, dessen pH-Wert wesentlich höher als 7 ist. Zum Erhöhen des pH-Wertes werden gebräuchliche alkalische Reagenzien in Lebensmittelqualität, wie Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Magnesiumhydroxid zugesetzt. Die Sojaflocken werden solange aufgeschlämmt, bis das Protein in Lösung gegangen ist; dann wird die Lösung
von dem unlöslichen Material abgetrennt. Aus der Lösung
wird das Protein durch Einstellen des pH-Wertes auf den
isoelektrischen Punkt des Proteins ausgefällt. Der Niederschlag wird durch Zentrifugieren abgetrennt und mit Wasser gewaschen, um eingeschlossene Zuckerverbindungen zu entfernen. Der Protein-Niederschlag kann nun zu einer wäßri-

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gen Suspension aufgeschlämmt und bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet oder zum Entfernen unerwünschter Geschmacks- und Geruchsstoffe nach dem Verfahren der US-Patentschrift 3 642 490 weiterbehandelt werden. Der Protein-Niederschlag kann aber auch getrocknet und bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines bestimmten isolierten Pflanzenproteins beschränkt.

Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung brauchbare Molke wird als Nebenprodukt bei Molkereiarbeiten, wie der Herstellung von Käse, erhalten. Vor dem Mischen mit den anderen Stoffen wird sie einer Wärmebehandlung unterzogen. Diese Art der Wärmebehandlung von Molke ist bekannt und besteht im Erhitzen der in einer wäßrigen Flüssigkeit dispergierten Molke solange auf eine Temperatur im Bereich von 104 bis 127 ⁰C, bis die Molke hinreichend konzentriert ist. Die aus dem Verdampfer oder einer ähnlichen Vorrichtung abgezogene konzentrierte Molke kann nun zur Herstellung der Suspension verwendet oder getrocknet und wieder aufgeschlämmt werden. Das isolierte Pflanzenprotein, wie das isolierte Sojaprotein, kann direkt der aus dem Verdampfer abgezogenen konzentrierten Molke zugesetzt werden. Wenn die Molke getrocknet worden ist und als Pulver vorliegt oder das isolierte Pflanzenprotein in getrockneter Form verwendet wird, wird die Molkesuspension am besten auf 54 bis 60 ⁰C erwärmt, um eine vollständige Dispersion der Molke und des Pflanzenproteins im Wasser zu gewährleisten.

Die Mischung aus Molke und isoliertem Pflanzenprotein wird so zusammengesetzt, daß die gebildete wäßrige Suspension aus beiden Bestandteilen 94 bis 48 Gew.-%, besser 84 bis 75 Gew.-% Molke, bezogen auf die Trockensubstanz, und 6 bis 52 Gew.-%, besser 11 bis 25 Gew.-%, isoliertes Pflanzenprotein, bezogen auf die Trockensubstanz, enthält.

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Molke und isoliertes Pflanzenprotein werden in solchen Mengen miteinander gemischt, daß der Feststoffgehalt der wäßrigen Aufschlämmung oder Suspension 3 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 45 Gew.-% beträgt. Die Aufschlämmung wird auf einen pH-Wert zwischen 5,8 und.7,2, am besten zwischen 6,2 und 7,0 eingestellt.

Es ist wichtig, daß der Aufschlämmung vor der Wärmebehandlung eine bestimmte Menge eines genießbaren Erdalkalimetall-Kations, vorzugsweise Calcium, zugesetzt wird. Die zugesetzte Calcium-Menge beträgt typischerweise 0,1 bis 2,0 Gew.-%, am besten 0,2 bis 1,0 Gew.-% der Feststoffe. Obwohl die gewünschte Calcium-Konzentration durch Zusatz verschiedener Calciumverbindungen erreicht werden kann, verwendet man besten Calciumhydroxid, weil damit auch der pH-Wert der Aufschlämmung auf einen Betrag in dem angegebenen Bereich eingestellt werden kann. Man kann aber auch andere alkalische Stoffe zum Einstellen des pH-Wertes benutzen und das Erdalkalimetall-Kation in Form von Salzen oder anderen Verbindungen zusetzen, die in dem wäßrigen Medium dissoziieren. Das Erdalkalimetall-Kation unterstützt die Bildung der gewünschten Textur in den Backwaren.

Ohne die Erfindung auf eine bestimmte Theorie festzulegen, kann angenommen werden, daß die meisten Pflanzenproteine n/dratisieren und Wasser außerordentlich stark binden. Diese starke Bindung zwischen Protein und Wasser ist bei der Herstellung vieler Nahrungsmittel wünschenswert, jedoch ist anzunehmen, daß sie bei der Verwendung des Proteins in einem Teig eine gleichmäßige Verdampfung des Wassers beim Backen verhindert. Diese schlechte Verdampfung des Wassers führt zu Backwaren mit unbefriedigender Textur, schlechter Expansion oder sehr ungleichmäßiger Zellstruktur, Durch das Erdalkalimetall-Kation und die Wärmebehandlung bei dem vorgeschriebenen pH-Wert wird das Protein teilweise in eine unlösliche Form ungewandelt, die Wasser nur

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noch lose bindet und eine gleichmäßige Verdampfung des Wassers beim Backen ermöglicht. Die teilweise Löslichkeit des Proteins erhält andererseits seine erwünschte Mischbarkeit mit Wasser und erleichtert die Teigbereitung.

Nach dem Herstellen der Aufschlämmung ist es vorteilhaft, aber nicht unbedingt erforderlich, die Suspension zu homogenisieren oder so kräftig zu rühren, daß eine vollständige Dispersion des isolierten Pflanzenproteins und der Molke erzielt wird.

ζ Die wäßrige Suspension mit dem vorgeschriebenen Peststoffgehalt wird sodann auf eine Temperatur in einem kritischen Bereich von 88 bis 110 ⁰C, vorzugsweise von 93 bis 102 ⁰C, erhitzt und eine Zeitlang auf dieser Temperatur gehalten, wodurch das Protein teilweise unlöslich wird.

Das Erhitzen kann in verschiedenen Vorrichtungen auf direktem oder indirektem Wege vorgenommen werden. Direktes Erhitzen besteht beispielsweise im Einleiten von Dampf in die Aufschlämmung, während beim indirekten Erhitzen eine Wärmenübertragung vom Dampf auf die Aufschlämmung ohne direkten Kontakt stattfindet. Die Zeitspanne, während der die Aufschlämmung in dem angegebenen Temperaturbereich gehalten v' wird, beträgt typischerweise 5 bis 60 Sekunden. Derzeit besteht eine zufriedenstellende und zweckmäßige Methode zum Erhitzen der Aufschlämmung auf eine Temperatur in dem angegebenen kritischen Temperaturbereich darin, daß man die Suspension mit hoher Geschwindigkeit durch einen Direkterhitzer leitet, der als "Jet-Cooker" oder Strahlkocher bekannt ist. Diese Vorrichtung ist mit normalerweise konzentrisch angeordneten Strahldüsen ausgerüstet, aus denen die Suspension und gespannter Dampf mit hoher Geschwindigkeit in sich kreuzenden Strahlen ausströmen. Dagegen ermöglicht ein Spirotherm-Erhitzer ein indirektes Erhitzen der Aufschlämmung ohne mechanische Durcharbeitung während der angegebenen Verweilzeit.

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Die Zeitspanne, während der die Suspension in der Düse eines Strahlkochers der oben beschriebenen Art verweilt, wird auf eine Sekunde oder weniger geschätzt. Die Düsenöffnungen, aus denen die Aufschlämmung austritt, sind sehr klein und haben einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern, so daß die Feststoffe der Suspension bei ihrem Ausströmen in eine Auffangkammer durch die Einwirkung des Dampfes einer starken dynamischen oder physikalischen Durcharbeitung unterworfen werden.

Die in dem "Jet Cooker" erhitzte Suspension wird aus den (■'■'-> Düsenöffnungen in eine spezielle Auffang- oder Haltekammer

gespritzt, in der die Aufschlämmung 5 bis 60 Sekunden, am besten 7 bis 15 Sekunden, auf eine Temperatur im Bereich von 88 bis 110 ⁰C gehalten wird. Nach dem Verweilen der Suspension während der angegebenen, von der Temperatur abhängigen Zeitspanne in der Halte- oder Auffangkammer, in der ein Überdruck herrscht, wird die Suspension in einen Raum oder Gefäß entleert, der unter Atmosphärendruck oder geringem Unterdruck steht. Durch den plötzlichen Druckabfall beim Entleeren tritt eine Entspannungsverdampfung eines Teils des Wassers der Suspension, verbunden mit einer erheblichen Abkühlung der Suspension, ein, da die Verdampfungswärme der Suspension entzogen wird. Φ

D.'e Aufschlämmung kann durch die Druckentspannung oder aber auch ohne Druckänderung in einem Wärmeaustauscher auf eine Temperatur abgekühlt werden, die mindestens 74 ⁰C, am besten aber mindestens etwa 60 ⁰C beträgt, um Bakterienwachstum in der Aufschlämmung zu verhindern. Diese gereinigte, wärmebehandelte Suspension wird dann auf einen pH-Wert zwischen 5,8 und 7,5, am besten zwischen 6,2 und 7,0 eingestellt. Diese pH-Wert-Einstellung kann durch Zusatz eines alkalischen Reagenzes in.Nahrungsmittelqualität, wie Natrium-, Calcium-, Magnesium-, Kaliumhydroxid oder einer Mischung davon, vorgenommen werden. Nach der Neutralisa-

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tion wird die Aufschlämmung oder Suspension zu einem Pulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3% oder weniger getrocknet, am besten durch Zerstäubungstrocknung oder einem ähnlichen Schnellverdampfungsverfahren.

Dieses Produkt kann bei der Herstellung von mit Hefe oder Backpulver aufgetriebenen Backwaren als Ersatz für Magermilchpulver verwendet werden, um den Backwaren ein attraktives Aussehen zu verleihen, wie es auch bei der Verwendung von Magermilchpulver erhalten wird. Das Produkt hat bei einer Magermilchpulver vergleichbaren Verwendung zu Back- r zwecken keinen wahrnehmbaren Geruch oder Geschmack nach

Sojabohnen, und die Textur der mit dem fettfreien Trockenmilch-Ersatzstoff gemäß der Erfindung hergestellten aufgegangenen Backwaren wird als ausgezeichnet angesehen. Die Backwaren zeigen eine ungewöhnlich gute Symmetrie, Fülligkeit und Zellstruktur.

An Hand nachstehender Beispiele wird die Erfindung veranschaulicht. Sie ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.

BEISPIEL 1

Vν 227 kg Trockenmolke mit einem Feststoffgehalt von 9 5 Gew.-i

und 62,1 kg getrocknetes isoliertes Sojaprotein mit einem Feststoffgehalt von ebenfalls 95 Gew.-% wurden zu 514 kg Wasser zugesetzt, das auf 54 ⁰C vorgewärmt worden war. Die Aufschlämmung hatte eine Feststoffgehalt von 36,0 Gew.-%. Unter Rühren wurde der pH-Wert der Aufschlämmung mit einer 20%igen Suspension von Calciumhydroxid auf 6,4 eingestellt. Der Gehalt der Aufschlämmung an zugesetztem Calcium wurde auf etwa 0,35 Gew.-% der Feststoffe geschätzt. Die Aufschlämmung bei 172 bar homogenisiert und in fünf getrennte Ansätze aufgeteilt, die mit den Nummern 1 bis 5 bezeichnet wurden. Jeder Ansatz wurde in einem Strahlkocher auf ver-

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schiedene Temperaturen erhitzt und 7 Sekunden auf diesen Temperaturen gehalten. Die Temperaturen waren: beim Ansatz Nr. 1 77 ⁰C, beim Ansatz Nr. 2 88 ⁰C, beim Ansatz Nr. 3 99 ⁰C, beim Ansatz Nr. 4 110 ⁰C und beim Ansatz Nr. 5 132 ⁰C.

Jeder Ansatz wurde sodann in eine Vakuumkammer entleert, die unter einem Unterdruck von 678 mbar stand und in der die Aufschlämmung auf eine Temperatur von 66 ⁰C abkühlte. Der pH-Wert eines jeden Ansatzes wurde mit 50%iger Natronlauge auf 6,8 eingestellt. Die Aufschlämmung eines jeden Ansatzes wurde bei 172 bar homogenisiert und in einem Zerstäubungstrockner mit einer Ablufttemperatur von 104 ⁰C getrocknet.

Die sprühgetrockneten Magermilchersatzstoffe der fünf Ansätze wurden bei der Herstellung von Schichttorten getestet, die nach folgender Rezeptur und folgendem Backverfahren hergestellt wurden.

Tabelle 1

Bestandteil	Gew.-%	Gewicht (g/Ansatz)
Kuchenmischung	54,3	521 ,1
Flüssiges Eiereiweiß	10,3	99,0
estprodukt	2,0	18,9
Wasser (21 ⁰C)	33,4	320,0

Alle vorstehend aufgeführten Bestandteile einschließlich des Wassers von 21 ⁰C wurden in eine 2,8-1-Mischschüssel gefüllt und mit einem Hamilton Beach-Mixer Modell C-100 eine Minute mit der Geschwindigkeitsstufe 2 gemischt. Nach zwei Minuten weiterem Mischen mit der Geschwindigkeitsstufe 7 wurde die Temperatur des aus den vorstehend aufgeführten Bestandteilen und den fünf Milchersatzstoff-Ansät-

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zen gebildeten Teiges gemessen, da die Temperatur nicht wesentlich über die Temperatur des zur Teigbereitung verwendeten Wassers ansteigen sollte. Das spezifische Gewicht eines jeden Teiges wurde ebenfalls bestimmt, wobei die Methode 72-10 der American Association of Cereal Chemists angewendet wurde. Die Viskosität eines jeden Teiges wurde bestimmt, indem ein 180-ml-Becherglas mit Teig gefüllt und die Viskosität nach 15 Sekunden mit einem Brookfield-Viskosimeter Modell RVT unter Benutzung der Spindel Nr. 6 bei 10 U/min gemessen wurde. Nach Ausführung der vorstehend beschriebenen Untersuchungen wurden aus jedem Teigansatz r zwei bis drei Schichttorten nach folgendem Verfahren hergestellt.

445 g Kuchenteig wurden in eine gefettete runde Kuchenform von 23 cm Durchmesser gefüllt und 3 3 Minuten in einem Backofen bei 177 ⁰C gebacken. Die Kuchen wurden 20 Minuten abgekühlt; dann wurden Volumen (in cm³) und Gewicht der Kuchen bestimmt. Aus den Meßwerten wurden Durchschnittswerte für Volumen und Gewicht berechnet. Nach 2 Stunden wurde die Textur eines jeden Kuchens geprüft. Die Texturprüfung bestand aus einer visuellen Prüfung der Kuchenoberfläche auf eine erwünschte runde Kontur ohne Einsenkungen. Ferner wurde jeder Kuchen in der Mitte durchgebrochen, um fest-(■-:# zustellen, ob in dem Kuchen wesentliche horizontale Risse

vorhanden waren, da eine wesentliche Anzahl solcher Risse unerwünscht ist.

Die Zartheit der Kuchen wurde in der Weise bestimmt, daß zwei Kuchenformen von 20 cm Durchmesser und 5 cm Höhe mit der Oberseite nach unten und mit einem Abstand von etwa 15 cm auf eine ebene Fläche gelegt wurden. Der zu prüfende Kuchen wurde über der Lücke zwischen den Formen auf die Ränder der Formen gelegt, und die Zeitspanne bis zum Bruch des Kuchens wurde gemessen. Es darf angenommen werden, daß diese Zeitspanne zu der Zartheit des Kuchens korreliert ist

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und erkennen läßt, ob ein Kuchen fest ist oder leicht zerbröckelt.

Die Ergebnisse aller vorstehend beschriebenen Prüfungen der Teige und der Kuchen, die mit den"fünf Ansätzen der Trokkenmilch-Ersatzstoffe hergestellt wurden, sind in Tabelle wiedergegeben. Zu Vergleichszwecken wurde ferner noch ein Kontrollteig mit fettfreier Trockenmilch hergestellt.

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	Ansatz Nr.	Erhitzungs temperatur ⁰C	Tabelle 2	Teig viskosität Pa » s	Teig- temperatur ⁰C	Durchschn.	Durchschn.	Visuelle	Prüfung	Zart heit S	I —k cn I
	1	77		1420	22	Kuchen gewicht g	Kuchen volumen cm³	Ein senkungen	Horizon- talris- sigkeit	13,4 (mäßig)
	2 3	88 99		1400 1100	22 22	409	960	keine	mäßig	15,1 (leicht) 20,8 (fest)
	4	110		1420	22	411,5 407	930 1047,5	keine keine	mäßig keine	38,0 (leicht)
cot GJf O	5	132	Eigenschaften von Teig und Kuchen, hergestellt aus fünf Ansätzen von auf verschiedene Temperaturen erhitztem fettfreiem Milchersatz	1305	22	411,5	1015	keine	star,k<	(leicht)	CO
J*. '	Vergl.	—		800	22	410,0	975	keine	mäßig	33,8 (fest)	100230
			Spez. Gew. g/cm³			345,5	925	keine	keine
			0,707
			0,707 0,775
			0,707
		0,711
	0,806

Aus vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß die aus Milchersatzstoffen, die auf eine Temperatur in dem vorgeschriebenen Temperaturbereich erhitzt worden waren, hergestellten Kuchen das größte Volumen, das niedrigste Gewicht und die besten visuellen Eigenschaften hatten. Diese Kuchen waren besser als der Vergleichskuchen, der mit herkömmlicher fettfreier Trockenmilch hergestellt worden war. Ferner ist erwichtlich, daß die Erhitzungstemperatur eine wesentliche Einflußgröße bei der Herstellung eines getrockneten fettfreien Milchersatzstoffes mit Backeigenschaften ist, die mit denjenigen einer fettfreien Trockenmilch vergleichbar f-. sind.

BEISPIEL 2

104 kg Trockenmolke mit einem Feststoffgehalt von 95 Gew.-% und 20 kg getrocknetes isoliertes Sojaprotein mit einem Feststoffgehalt von ebenfalls 95 Gew.-% wurden mit 229 kg Wasser gemischt, das auf 54 ⁰C vorgewärmt worden war. Die Aufschlämmung hatte einen Feststoffgehalt von 36,8 Gew.-%. Unter fortgesetztem Rühren wurde der pH-Wert der Aufschlämmung mit einer 20%igen Calciumhydroxid-Aufschlämmung auf 6,4 eingestellt. Der Gehalt der Aufschlämmung an zugesetztem Calcium wurde auf etwa 0,92 Gew.-% der Feststoffe gell^ schätzt.

Die Aufschlämmung wurde bei 172 bar homogenisiert und in drei Ansätze eingeteilt, die mit den Nummern 1 bis 3 bezeichnet, in einem Wärmeaustauscher indirekt auf verschiedene Temperaturen erhitzt und 5 Sekunden auf diesen Temperaturen gehalten wurden. Diese Temperaturen waren beim Ansatz Nr. 1 82 ⁰C, beim Ansatz Nr. 2 99 ⁰C und beim Ansatz Nr. 3 116 ⁰C.

Jeder Ansatz wurde sodann durch einen Wärmeaustauscher geleitet, in dem er auf 60 ⁰C angekühlt wurde. Danach v/urde

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der pH-Wert eines jeden Ansatzes mit 50%iger Natronlauge auf 6,8 eingestellt. Die Aufschlämmung eines jeden Ansatzes wurde bei 172 bar homogenisiert und bei einer Ablufttemperatur von 104 ⁰C sprühgetrocknet.

Der sprühgetrocknete fettfreie Milchersatzstoff aus den drei Ansätzen wurde an Hand der Herstellung von Schichttorten nach folgenden Rezepten und Backverfahren bewertet.

Die trockene Kuchenmischung wurde nach folgendem Rezept hergestellt:

Bestandteil Gew.-%

Kuchenmehl 39,54

Backfett 11,07

Zucker 43,56

Salz 2,35

Backpulver 1,96

Getrocknetes Eiereiweiß 1,56

Teigherstellung und Backverfahren

Der Zucker und das Backfett wurden 3 Minuten gemischt. Sodann wurden die übrigen Bestandteile zugesetzt und das <■''' Gemenge erneut 5 Minuten gemischt. Die Mischung wurde abgesiebt und weitere 3 Minuten gemischt. Aus dieser Backmischung wurde nach folgendem Rezept Kuchenteig hergestellt:

Bestandteil Gew.-%

Trockene Kuchenmischung 62,17

Milchersatzstoff 1,22

Wasser (22 ⁰C) 36,61

Die trockene Backmischung und der jeweilige Milchersatzstoff aus den drei Ansätzen wurden eine Minute gemischt. Für einen Vergleichsteig wurde fettfreie Trockenmilch ver-

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wendet. Eine Hälfte des erforderlichen Wassers wurde zugesetzt und eine Minute vermischt. Die Seitenflächen des Mischgefäßes wurden abgeschabt, und unter fortgesetztem Rühren wurde langsam der Rest des Wassers im Verlauf einer Minute zugesetzt. Die Seitenflächen des Mischgefäßes wurden erneut abgeschabt, und der Teig wurde weitere zwei Minuten gemischt. Nach den im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden spezifisches Gewicht, Temperatur und Viskosität des Teiges bestimmt.

nach den Messungen wurde eine 390-g-Portion des Teiges in eine Kuchenform von 20 cm Durchmesser gefüllt und 21 Minuten bei 193 ⁰C gebacken. Der Kuchen wurde 3 Minuten abgekühlt, aus der Kuchenform genommen und über Nacht bei Raumtemperatur gelagert. Am folgenden Tage wurden das Durchschnittsgewicht sowie das Durchschnittsvolumen bestimmt und eine visuelle Prüfung vorgenommen, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Horizontalrissigkeit wurde nicht geprüft. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 3 wiedergegeben.

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Tabelle 3

Eigenschaften von Teig und Kuchen, hergestellt aus drei Ansätzen
von auf verschiedene Temperaturen erhitztem fettfreien Milchersatz

	Ansatz	Erhitzungs	Spez.	Teig	Teig	Durchsehn.	Durchschn.	Ein	Zart
	Nr.	temperatur	Gew.	viskosität	temperatur	Kuchen	Kuchen	senkungen	heit
	1	⁰C	g/cm³	Pa-s	⁰C	gewicht	volumen	eben	leicht
		82	0,814	1650	22	g	cm³
or	2					352	1037	keine	fest
ο	3	99	0,814	1600	22			leichte	hart
ό	Vergl.	116	0,806	1500	22	347	1025	keine	fest
at ό '		—	0,814	145	22	349	1012
■fr*- ι				344	1000

Wie aus vorstehenden Daten ersichtlich, wurden die besten Ergebnisse mit einem fettfreien Milchersatzstoff erhalten, der auf eine Temperatur in dem vorgeschriebenen Bereich erhitzt worden war. Die Eigenschaften der mit dem Milchersatzstoff hergestellten Kuchen waren mit denjenigen eines Kuchens vergleichbar, der mit fettfreier Trockenmilch hergestellt worden war.

BEISPIEL 3

279 kg getrocknetes isoliertes Sojaprotein mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 5,0 Gew.-% wurde zu 3279 kg Molke mit einem Feststoffgehalt von 37,7 Gew.-% zugesetzt. Unter Rühren wurde die Temperatur der Aufschlämmung auf 54 ⁰C erhöht. Der pH-Wert der Suspension wurde mit einer 20%igen Calciumhydroxid-Aufschlämmung auf 6,4 eingestellt. Der Gehalt der Aufschlämmung an zugesetztem Calcium wurde auf etwa 0,3 bis 0,33 Gew.-% der Feststoffe geschätzt.

Die Aufschlämmung wurde bei 172 bar homogenisiert und dann durch einen Strahlkocher' geleitet, in dem sie auf 99 ⁰C erhitzt und 12 Sekunden auf dieser Temperatur gehalten wurde. Danach wurde die Aufschlämmung in einem Wärmeaustauscher auf 6 3 ⁰C abgekühlt. Nach dem Abkühlen wurde die Aufschlämmung mit 50%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von ■ ,^Q eingestellt und anschließend in einem ZerstäubungstrocKner bei einer Ablufttemperatur von 93 ⁰C auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3 Gew.-% getrocknet.

Die Backeigenschaften von zwei Proben des nach vorstehendem Verfahren erhaltenen getrockneten Milchersatzstoffes nach den im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren geprüft und mit denjenigen einer fettfreien Trockenmilch verglichen. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 4 wiedergegeben.

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	Spez. Gew. g/cm³	Teig visko sität Pa-S	Tabelle	Durchschn. Kuchen gewicht g	4	Ein sen kungen	Hori zontal risse	Zart heit
	0,735 0,703 0,727	1280 1365 1240	Eigenschaften von Teig	417,5 412,5 414,5	und Kuchen	keine keine keine	keine keine keine	fest fest leicht
Ansatz Nr.			Teig tempe ratur ⁰C	Durchschn. Kuchen- volumen cm³
1 2 Vergl.		72 72 72	1060 1190 1177,5

Wie ersichtlich, ergab die Untersuchung, daß der fettfreie Milchersatzstoff ebenso gute Ergebnisse wie fettfreie Trokkenmilch lieferte, und zwar sowohl bei der Teigbereitung als auch hinsichtlich der Backeigenschaften.

Zwei Proben des nach vorstehend beschriebenem Verfahren erhaltenen getrockneten Milchersatzstoffes wurde nach dem Verfahren des Beispiels 2 auf ihr Verhalten beim Backen geprüft und mit fettfreier Trockenmilch verglichen. Die Ergebnisse 'sind in nachstehender Tabelle 5 wiedergegeben.

	Spez. Gew. g/cm³	Teig visko sität Pa>s	Tabelle	Durchschn. Kuchen gewicht g	5	Ein sen kungen	Hori zontal risse	Zart heit
	0,707 0,692 0,719	360 415 330	Eigenschaften von Teig	346,5 351,5 345	und Kuchen	leichte leichte keine	keine keine keine	fest fest fest
Ansatz Nr.			Teig tempe ratur ⁰C	Durchschn. Kuchen volumen cm³
1 2 Vergl.		72 72 72	1000 1025 975

BEISPIEL 4

A — Um die Bedeutung des Zusatzes eines Ardalkalimetall-Kations bei der Wärmebehandlung der Aufschlämmung zu veranschaulichen wurden 113 kg Trockenmolke mit einem Feststoff gehalt von 9 5 Gew.-% und 31 kg getrocknetes isoliertes Sojaprotein mit einem Feststoffgehalt von ebenfalls 95 Gew.-% zu 257 kg Wasser zugesetzt, das auf 54 ⁰C vorgewärmt worden war. Die Aufschlämmung hatte einen Feststoffgehalt von 34,1 Gew.-%. Unter Rühren wurde ihr pH-Wert mit 50%iger Natronlauge auf 6,4 eingestellt.

Die Aufschlämmung wurde bei 172 bar homogenisiert und in einem Spirotherm-Erhitzer auf 93 ⁰C erwärmt. Sie wurde dann in eine Vakuumkammer entleert, die unter einem Unterdruck von 677 mbar stand und in der die Aufschlämmung auf 66 ⁰C abkühlte. Die Aufschlämmung wurde mit 50%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt, bei 172 bar homogenisiert und in einem Zerstäubungstrockner bei einer Ablufttemperatur von 104 ⁰C getrocknet.

Das getrocknete Produkt hatte einen Proteingehalt von 29,6% und einen Feuchtigkeitsgehalt von 9,16%.

B-In gleicher Weise wurden 113 kg Trockenmolke mit einem Fe^tstoffgehalt von 95 Gew.-% und 31 kg getrocknetes isoliertes Sojaprotein mit einem Feststoffgehalt von 95 Gew.-% zu 257 kg Wasser zugesetzt, das auf 54 ⁰C vorgewärmt worden war. Die Aufschlämmung hatte einen Feststoffgehalt von 34,1 Gew.-% und wurde nach dem vorstehend unter A) beschriebenen Verfahren weiterbehandelt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Einstellung des pH-Wertes auf 6,4 vor der Wärmebehandlung mit Calciumhydroxid vorgenommen wurde. Dadurch betrug der Gehalt der Aufschlämmung an zugesetztem Calcium 0,87 Gew.-%. Das Produkt hatte einen Proteingehalt von 29,9 Gew.-% und einen Feuchtigkeitsgehalt von 10,3 %.

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C — Jeweils zwei Proben der nach den Verfahren A und B hergestellten Produkte wurden auf ihre Eigenschaften bei der Teigbereitung und ihren Einfluß auf das Backerzeugnis untersucht, wobei die im Beispiel 2 beschriebenen Prüfverfahren angewendet wurden, die Horizontalrissigkeit aber nicht geprüft wurde. Es sei noch einmal bemerkt, daß die Milchersatzstoffe nach dem gleichen Verfahren hergestellt worden waren und sich nur dadurch unterschieden, daß dem B-Produkt vor der Wärmebehandlung Calciumhydroxid, dem Α-Produkt dagegen Natriumhydroxid zugesetzt worden war. Die Ergebnisse der Prüfung sind in nachstehender Tabelle wiedergegeben.

Tabelle 6

Einfluß eines Ca-Zusatzes zu dem Milchersatzstoff vor der Wärmebehandlung auf die Eigenschaften von damit hergestellten Teigen und Backwaren

Vers.- Reihe	Probe	Spez. Gew. g/cm³	Teig visko sität Pa-s	Durchschn. Kuchen gewicht g	Durchschn. Kuchen volumen cm³	Ein sen kungen	Zartheit
1	ohne Ca⁺⁺	0,786	225	354	1012	leichte	mäßig
	mit₊ Ca	0,786	225	354	1013	eben	fest
2	ohne Ca⁺⁺	0,802	225	252	1000	mäßige	hart
	mit Ca⁺⁺	0,814	200	349	1025	keine	fest
Teigtemperatur	bei allen Prüfungen: 22 ⁰C

Wie aus vorstehenden Daten ersichtlich, waren die Eigenschaften der Teige sowie Kuchengewicht und Kuchenvolumen bei der Verwendung von Milchersatzstoff ohne und mit Ca Zusatz vor der Wärmebehandlung im wesentlichen gleich; die Textureigenschaften der Kuchen, die mit Milchersatzstoff

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hergestellt worden waren, dem vor der Wärmebehandlung Calciumhydroxid zugesetzt worden war, waren jedoch deutlich besser als diejenigen der Kuchen, die mit Milchersatzstoff hergestellt worden waren, dem vor der Wärmebehandlung Natriumhydroxid zugesetzt worden wa'r.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines ein isoliertes Pflanzenprotein enthaltenden Milchersatzstoffes für Backzwecke, dadurch gekennzeichnet, f- daß man

a) aus dem isolierten Pflanzenprotein und Molke eine Suspension herstellt, die 3 bis 50 Gew.-% Feststoffe enthält,

b) den pH-Wert der Suspension, der man ein Erdalkalimetall-Kation in einer Menge von 0,1 bis

2 Gew.-% der Feststoffe zugesetzt hat, auf 5,8 bis 7,5 einstellt,

c) die Suspension solange auf eine Temperatur im Bereich von 88 bis 110 ⁰C erhitzt, bis das Protein teilweise unlöslich geworden ist, und

d) die Suspension abkühlt.

k-T*» 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge

kennzeichnet, daß man als isoliertes Pflanzenprotein ein Sojaproteinisolat verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Suspension herstellt, die 5 bis 45 Gew.-% Feststoffe enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert der Suspension auf 6,2 bis 7,0 einstellt.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Suspension auf eine Temperatur im Bereich von 96 bis 102 ⁰C erhitzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt zu einem Pulver trocknet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Erdalkalimetall-Kation Calcium zusetzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erdalkalimetall-Kation in einer Menge von 0,2 bis

1,0 Gew.-% der Feststoffe zusetzt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Suspension 5 bis 60 Sekunden erhitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension verwendet wird, deren Feststoffanteil sich aus 6 bis 52 Gew.-% Molke und 94 bis 48 Gew.-% isoliertes Pflanzenprotein zusammensetzt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Suspension verwendet, die 11 bis 25 Gew.-% isoliertes Pflanzenprotein, bezogen auf die Trocksubstanz, enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Suspension verwendet, die 84 bis 75 Gew.-% Molke, bezogen auf die Trockensubstanz, enthält.

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