DE3546004A1

DE3546004A1 - In wasser dispergierbares hydrophiles milchprotein-produkt

Info

Publication number: DE3546004A1
Application number: DE19853546004
Authority: DE
Inventors: Kaoru Tokio/Tokyo Inagami; Noboru Kawasaki Kanagawa Kikuchi
Original assignee: Calpis Food Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Soft Drinks Co Ltd
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1986-07-03
Also published as: AU568787B2; JPS61149053A; NL8503555A; AU5152485A; US4691011A; NZ214620A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Milchprotein-Produkt und bezieht sich spezieller auf ein Milchprotein-Produkt, das in Wasser dispergierbar ist und hydrophile Eigenschaften aufweist.

Natriumcaseinat ist ein Milchprotein, welches für seine ausgezeichnete Dispergierbarkeit in Wasser und seine ausgezeichneten hydrophilen Eigenschaften bekannt ist.

Obwohl Natriumcaseinat in Wasser leicht gelöst werden kann und diese Lösung gutes Haftvermögen zeigt, besitzt es wegen des Alkalis unangenehmen Geschmack und enthält eine große Menge an gebundenem Natrium, weil es durch Behandein des Milchproteins mit starkem Alkali, wie Natriumcarbonat, hergestellt wird.

Aus diesem Grund ist die Zugabe von Natriumcaseinat zu Nahrungsmitteln im allgemeinen auf einen Wert von etwa

0 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent beschränkt, um eine übermäßig _s

hohe Aufnahme von Natrium zu vermeiden. Es ist erforderlich, daß eine zur oralen Verabreichung bestimmte flüssige Diät 3 bis 5 Gewichtsprozent Protein enthält. Jedoch kann der notwendige Proteinanteil nicht durch alleinige Verwendung von Natriumcaseinat zugeführt werden. Aus diesem Grund wird gegenwärtig zur Herstellung einer solchen oral verabreichten flüssigen Diät Sojabohnenprotein zusammen mit Natriumcaseinat eingesetzt.

Außer Natriumcaseinat gehören zu auf diesem Fachgebiet bekannten Milchprotein-Produkten säuregefälltes Casein (Säure-Casein),renningefälltes Casein (Rennet-Casein) und gemeinsam gefällte Milchproteine. Säuregefälltes Casein wird durch Zugabe einer Säure zu Milch unter Einstellen des pH-Wertes der Milch auf pH 4,3 bis 4,8, wobei Casein ausgefällt wird, hergestellt. Das Säure-Casein hat jedoch unzureichende hydrophile Eigenschaften und

kann nicht ohne Anwendung von stark angesäuertem oder stark alkalisch gemachtem Wasser gelöst werden. Aus diesem Grund wird Säure-Casein kaum für Nahrungsmittel angewendet, es wird jedoch in stark alkalischen Flüssigkeiten gelöst, um für industrielle Anwendungszwecke eingesetzt zu werden, wie als Klebmittel oder Papierbeschichtungsmittel.

Es wird angenommen, daß während des Verfahrens der Säurefällung starke elektrostatische Wechselwirkungen zwischen den Proteinmolekülen gemeinsam mit einer Bildung von

hydrophoben Bindungen stattfinden. Es ist bekannt, daß die durch starke zwischenmolekulare Bindungen verknüpften Proteine in Wasser nicht dispergiert werden können,solange das Wasser-nicht stark sauer oder stark alkalisch ist. 15

Andererseits wird renningefälltes Casein (Rennet-Casein) hergestellt, indem Magermilch auf 30 bis 37⁰C erhitzt, mit Rennin versetzt und in Gegenwart von Calciumionen koaguliert wird, so daß der größte Anteil des Proteins sich mit Calcium verbindet. Dieses Material hat daher schlechte hydrophile Eigenschaften. Das Rennet-Casein wird hauptsächlich als Kunststoff-Formmasse zur Herstellung von Knöpfen oder dergleichen verwendet, wenn auch versucht wurde, dieses Material für ein käse-ähnliches Produkt einzusetzen. Das durch gemeinsame Fällung erhaltene Protein-Produkt wird hergestellt, indem Calciumchlorid zur Milch zugefügt und diese auf 90 bis 95°C erhitzt wird, um das Casein gemeinsam mit Molkeprotein auszufällen. Da das Produkt der gemeinsamen Proteinfällung überwiegend aus mit Calcium verknüpftem Protein besteht, kann es nicht in Wasser dispergiert werden, wenn es nicht durch Zusatz von 2 bis 6 Gewichtsprozent Natriumpolyphosphat behandelt wird. Die Produkte, die durch enzymatische Fällung mit Rennin in Gegenwart von Calciumionen oder durch gemeinsame Fällung mit Hilfe von Calciumchlorid erhalten werden, bestehen aus Proteinen, die an Calcium gebunden sind und haben daher erwartungsgemäß keine Wasserdispergierbarkeit und keine hydrophilen Eigenschaften.

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Andererseits wird in der JA-OS 20169/1979 der Anmelderin ein Verfahren beschrieben, bei dem Milch unter statischen Bedingungen ohne Schütteln bzw. Vibrieren bei einem pH-Wert von 5,2 bis 5,9 auf eine Temperatur von 50 bis 90°C erwärmt wird, wobei eine eßbare Diät in Form eines senfartig weichen Quarks gebildet wird. Die mit Hilfe dieses Verfahrens erhaltene eßbare Diät wird durch Verfestigung von Gesamt-Milch in Form eines senfartigen Quarks, der Milchprotein und Serum enthält, hergestellt. Fox (P. F.

Fox, Developments in Dairy Chemistry I, Proteins, Seite 212, 1982, Applied Science Publishers) hat berichtet, daß rohe Milch koaguliert wird, indem ihre Temperatur bei pH 5,5 durch Erhitzen auf 66°C unter statischen Bedingungen erhöht wird. In diesem Bericht wird jedoch nur die physi-

15 kaiische Veränderung der Milch beschrieben.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein neues Milchprotein-Produkt, das in Wasser dispergierbar ist und hydrophile Eigenschaften hat, zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß soll ein Milchprotein-Produkt mit hydrophilen Eigenschaften geschaffen werden, welches während langer Dauer beständig in Wasser dispergierbar ist und guten Geschmack und gutes Aroma hat und das frei von durch Alkali

verursachtem störendem Beigeschmack ist. 25

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Milchprotein-Produkt zur Verfügung zu stellen, das zusätzlich zu der Wasserdispergierbarkeit und den hydrophilen Eigenschaften Klebrigkeit besitzt, so daß es als neuartiges Nahrungs-

mittel, welches schmelzkäse-ähnlich ist, oder als Bindemittel bzw. Klebmittel zur Herstellung von Nahrungsmitteln tierischen Ursprungs oder von wäßrig-pastösen Produkten Verwendung findet.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Milchprotein-Produkt zur Verfügung zu stellen, das eine gute Aminosäurebilanz, Wasserdispergierbarkeit und hydrophile Eigenschaften

besitzt, so daß es für proteinreiche Nahrungsmittel mit hohem Nährwert, flüssige Diäten für die Sondenernährung oder die orale Verabreichung oder andere Anwendungszwecke geeignet ist.

Erfindungsgemäß soll ein Milchprotein-Produkt mit Wasserdispergierbarkeit und hydrophilen Eigenschaften geschaffen werden, das frei von Lactose ist und als lactosefreies bzw. lactosearmes Molkereinahrungsmittel angewendet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Milchprotein-Produkt zu schaffen, das wasser-dispergierbar ist und hydrophile Eigenschaften aufweist, welches als Zusatz zu Backwaren verwendet werden kann.

Die vorstehenden und andere Aufgaben und Gegenstände der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

0 Durch die Erfindung wird ein im wesentlichen serumfreies Milchprotein-Produkt zur Verfügung gestellt, das in Wasser dispergierbar ist und hydrophile Eigenschaften hat, welches durch ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten erhältlich ist:
25

(a) Koagulieren von Milch unter Strömungsbedingungen und in einem Bereich des pH-Temperatur-Zusammenhangs, der durch die linearen Kurven begrenzt ist, welche durch die nachstehenden Gleichungen A bis F ausgedrückt sind, wobei der pH-Temperatur-Zusammenhang in einem Koordinatensystem dargestellt ist, in dem die Temperatur in ⁰C auf der Ordinate und der pH-Wert auf der Abszisse aufgetragen ist:

35 A: y = 52,3x - 247

B: y = 38 C: χ = 5,10

-Ι Ό: γ = 6Ox - 244 E: y = 86
F: χ = 6,10,

5 wobei ein Koagulat erhalten wird, und (b) Abtrennen des Koagulats.

Die zur Verdeutlichung der Erfindung dienenden Zeichnungen werden nachstehend beschrieben.

Figur 1 ist eine graphische Darstellung, welche den pH-Temperatur-Bereich in der erfindungsgemäßen Verfahrensstufe der Koagulation zeigt, wobei ein Milchprotein-Produkt mit Wasserdispergierbarkeit und hydrophilen Eigenschaften gebildet wird.

Figur 2 ist eine graphische Darstellung, welche die Zusammenhänge zwischen dem pH-Wert und der Temperatur 0 angibt, wenn verschiedene Arten von Milch und verschiedene wäßrige Säurelösungen angewendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben.

Im Verlauf verschiedener Forschungsarbeiten hat die Anmelderin gefunden, daß die Eigenschaften von Milchprotein durch den pH-Wert und die Temperatur wesentlich beeinflußt werden und daß unerwartete Änderungen der Eigenschaften durch physikalische Behandlung des Milchproteins erzielt werden. Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen wurde schließlich gefunden, daß das koagulierte Protein, das als Produkt durch Koagulieren von Milch unter Strömungsbedingungen und in einem gewissen Bereich von pH und Temperatur und anschließendes Abtrennen erhalten wird, überraschend hohe Wasserdispergierbarkeit und hydrophile Eigenschaften zeigt. Die Erfindung beruht auf dieser unerwarteten Feststellung. Für die Erfindung ist es insbesondere charakteristisch, daß eine Denaturierung von Milchprotein durch

Behandlung von Milch unter Strömungsbedingungen und in einem gewissen Bereich des pH-Temperatur-Zusammenhangs, der in den Patentansprüchen definiert ist, durchgeführt wird, bis das Milchprotein sich vollständig vom Serum getrennt hat.

Es wurde bestätigt, daß das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt im wesentlichen aus reinem Milchprotein besteht, das im wesentlichen serumfrei ist. Die Angabe "im wesentlichen serumfrei", die in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen angewendet wird, bedeutet, daß das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt im wesentlichen aus einem Koagulat besteht und ein Koagulat umfaßt, an dem mehr oder weniger Serum anhaftet, und die Bezeichnung "hydrophil" soll die Eigenschaft, sich mit Wasser zu verbinden, in anderen Worten, die Tatsache, daß das Produkt leicht durch Wasser benetzt wird,

15 bedeuten.

Das erfindungsgemäß eingesetzte Ausgangsmaterial umfaßt normale fetthaltige Milch (Vollmilch), teilweise oder vollständig entfettete Magermilch und rekonstituierte Milch, die durch Suspendieren von Vollmilchpulver oder Magermilchpulver in Wasser hergestellt wird. Die in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen verwendete Bezeichnung "Milch" umfaßt die vorstehend genannten Milchsorten.

25 Wenn die Konzentration der Milch zu hoch ist, kann es

schwierig werden, das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt abzutrennen und es bestünde die Möglichkeit, daß die Reinheit des Milchprotein-Produkts vermindert wird. Wenn im Gegenteil die Konzentration zu niedrig ist, kann die Koagulation erschwert werden oder die Ausbeute des Milchprotein-Produkts kann vermindert werden. Unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit des Verfahrens und der Ausbeute ist es wünschenswert, daß die Konzentration der Milch im Bereich von 3 bis 5 Gewichtsprozent (Gewicht/Gewicht), vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Gehalt an fettfreien Feststoffen, liegt. Frische Milch hat einen pH-Wert von 6,40 bis 6,80.

Erfindungsgemäß ist es wesentlich, daß der pH-Temperatur-Zusammenhang der Milch innerhalb des Bereiches liegt, der durch die Linien A, B, C, D, E und F in Figur 1 begrenzt wird, wenn der pH-Temperatur-Zusammenhang in dem Koordinatensystem dargestellt ist. Dieser Bereich wurde empirisch definiert, indem zahlreiche Versuche unter Veränderung der eingesetzten Milchsorten und Säuren und unter Variieren der Temperatur der Milchproben, welche die zugesetzten Säuren enthielten, durchgeführt wurden. Wenn der pH-Wert (bei 25⁰C) der Milch auf der Abszisse χ und die Temperatur in Grad Celsius (⁰C) auf der Ordinate y aufgetragen wird, ist Kurve A eine lineare Funktion, die durch y = 52,3x - 2 dargestellt wird, B eine lineare Funktion, die durch y = 38 dargestellt wird, C eine lineare Funktion, die durch χ = 5,10 dargestellt wird, D eine lineare Funktion, die durch y = 6Ox - 2 44 dargestellt wird, E eine lineare Funktion, die durch y = 86 dargestellt wird und F eine lineare Funktion, die durch χ = 6,10 dargestellt wird.

0 Durch die folgenden Versuche wurde festgestellt, daß die durch die Geraden A, B, C, D, E und F eingegrenzte Fläche den geeigneten pH-Temperatur-Bereich darstellt.

Zehn Testfraktionen mit variierenden pH-Werten von pH 5,00 bis pH 6,20 wurden hergestellt, indem eine 0,1 5n wäßrige Citronensäurelösung unter Rühren zu handelsüblicher Milch, die etwa 3,3 % Fett enthielt, zugefügt wurde und das Gemisch 2 Tage unter Kühlung aufbewahrt wurde. Dann wurde soviel Wasser zu den Testfraktionen gegeben, daß das Volumen jeder Testfraktion gleich dem der Testfraktion mit einem pH-Wert von 5,00 war. Nach 1-stündigem Stehenlassen bei 10⁰C wurden in den Testfraktionen mit pH-Werten von weniger als 5,10 Ausfällungen festgestellt, wobei sich zeigte, daß die ausgefällten Proteine schlechte Wasserdispergierbarkeit und hydrophile Eigenschaften hatten. Die Testfraktionen mit einem pH-Wert von weniger als 5,10 wurden daher als ungeeignet beurteilt. Die Testfraktionen, die jeweils einen

pH-Wert von nicht weniger als 5,10 hatten, wurden unter Rühren auf höhere Temperaturen erwärmt, wobei Koagulate gebildet wurden. Die Temperaturen der Testfraktionen, in denen Koagulate gebildet wurden, wurden gemessen. Kein Koagulat wurde in den Testfraktionen gebildet, die jeweils pH-Werte von mehr als 5,80 hatten, so daß in diesen Fällen es nicht möglich war, Milchprotein-Produkte wirksam durch Erhitzen herzustellen. Die Testfraktionen, die jeweils pH-Werte von mehr als 5,80 hatten, wurden somit als ungeeignet beurteilt. Die pH-Temperatur-Zusammenhänge zur Ausbildung der Koagulate, die in den jeweiligen Testfraktionen mit pH-Werten von pH 5,10 bis pH 5,80 gemessen wurden, wurden in Figur 2 aufgetragen, wobei festgestellt wurde, daß die pH-Temperatur-Zusammenhänge auf Linie a lagen, die durch eine Gleichung ersten Grades dargestellt wird. Jedoch konnte für verschiedene Milcharten nicht eine einzige Gerade a aufgetragen werden und die Gerade für Milch mit einem erhöhten Fettgehalt verläuft im wesentlichen parallel zur Geraden a in Richtung der Geraden D und die Gerade für Milch mit einem 0 verminderten Fettgehalt verläuft im wesentlichen parallel zur Geraden a, jedoch versetzt in Richtung der Geraden A. Es wurde außerdem beobachtet, daß die Gerade für bebrütete Milch (cultured milk), während langer Dauer aufbewahrte Milch oder im gefroreren Zustand aufbewahrte Milch in Richtung der Geraden D verschoben waren. In gleicher Weise wurde eine 0,15n wäßrige Citronensäurelösung zu frischer Magermilch gegeben (die nach der Entfettung 2 Tage lang gelagert worden war und nicht mehr als 0,1 Gewichtsprozent Fett enthielt) , wobei Testfraktionen mit unterschiedlichen pH-Werten erhalten wurden, die zur Untersuchung des pH-Temperatur-Zusammenhangs verwendet wurden, wobei der lineare Zusammenhang erhalten wurde, der im allgemeinen auf der Geraden b liegt. In gleicher Weise wie in den Fällen, die auf der Geraden a aufgetragen sind, waren die Werte der Testfraktionen, die auf Linie b aufgetragen waren, sich jedoch außerhalb der Linien E und C befanden, im Hinblick auf die Wasserdispergierbarkeit und die hydrophilen Eigenschaften ver-

schlechtert. Die gleiche Magermilch wurde 12 Tage bei 5°C aufbewahrt, wonach der pH-Wert eingestellt wurde, um weitere Testfraktionen herzustellen, die zur Untersuchung des pH-Temperatur-Zusammenhangs verwendet wurden. Auf diese Weise wurde die Gerade c erhalten, die näher ander Geraden D liegt, als die Gerade b. Handelsübliche Magermilch wurde in destilliertem Wasser suspendiert und mit einer 0,15n wäßrigen Citronensaurelösung versetzt, wobei eine Reihe von Testfraktionen hergestellt wurde, denen soviel Wasser zugesetzt wurde, daß der Gehalt an Milchfeststoffen 8 Gewichtsprozent (Gewicht/ Gewicht) betrug. Diese Testfraktionen wurden in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben zur Bestimmung des pH-Temperatur-Zusammenhangs verwendet, wobei die Gerade d erhalten wurde. Die gleiche rekonstituierte Magermilch wurde zur Herstellung einer weiteren Serie von Testfraktionen mit 0,15n Chlorwasserstoffssäure versetzt und die so erhaltenen Testfraktionen wurden in gleicher Weise zur Untersuchung des pH-TemperaturZusammenhangs verwendet, wobei die Gerade e erhalten wurde. Die gleiche rekonstituierte Magermilch wurde auf unterschiedliehe Temperaturen von 38°C bis 86°C erhitzt und langsam mit einer 0,15m wäßrigen Lösung von Gluconsäure-6-lacton versetzt, um den pH-Temperatur-Zusammenhang, bei dem eine Koagulation beobachtet wirde, zu untersuchen, wobei die Gerade f erhalten wurde.

Die gleiche Frischmilch, die in dem Versuch zur Aufstellung der Geraden a verwendet wurde, wurde mit 3 Gewichtsprozent (Gewicht/Gewicht) eines Yoghurt-Starters (Startergemisch aus L. bulgaricus, S. Lactis und S. cremoris) angeimpft und bei 37°C 2,0 bis 4,0 Stunden kultiviert, wobei Milchkultur-Testfraktionen erhalten wurden, die variierende pH-Werte im Bereich von 5,10 bis pH 6,10 hatten. Die Milchkultur-Testfraktionen wurden unmittelbar nach der Zubereitung der Testfraktionen erhitzt, um den pH-Temperatur-Zusammenhang zu

35 überprüfen, wobei die Gerade g erhalten wurde.

Zusammenfassend wurden erfindungsgemäß die nachstehenden Tatsachen über den pH-Temperatur-Zusammenhang beim Herbeiführen der Koagulation von Milchprotein festgestellt.

(1) Die gemessenen pH-Temperatur-Funktionen werden in Form einer im wesentlichen geradlinigen Kurve aufgetragen, deren Gradient etwa dem der Kurve A oder D gleicht, wobei die Geraden, die sich näher an Linie D befinden, mehr oder weniger dem Buchstaben

10 S ähneln.

(2) Wenn die Milch vorerhitzt wird, d.h., wenn das darin befindliche Protein einer wärme-induzierten Denaturierung unterworfen wird, besteht die Tendenz, daß die den pH-Temperatur-Zusammenhang anzeigende Gerade in eine Lage verschoben wird, die näher bei Linie A liegt.

(3) Die Gerade, die den pH-Temperatur-Zusammenhang angibt, ist in Abhängigkeit von der Art der Säure, die zum 0 Einstellen des pH-Werts verwendet worden ist, verschoben.

(4) Die Gerade, die den pH-Temperatur-Zusammenhang angibt, ist an eine Stelle in Richtung näher zur Linie A verschoben, wenn die Konzentration der Milch hoch ist und ist in Richtung näher zur Linie D verschoben, wenn die Konzentration der Milch niedrig ist.

(5) Die Gerade,die den pH-Temperatur-Zusammenhang angibt, ist mit einer Erhöhung des Fettgehaltes weiter in

Richtung der Linie D verschoben.

Durch die Versuche wurde außerdem bestätigt, daß die Geraden, welche die pH-Temperatur-Zusammenhänge angeben, welche wirksam für die Zwecke der Erfindung ausgenutzt werden können, in dem Bereich liegen, der durch die Geraden A, B, C, D, E und F in Figur 1 eingegrenzt ist. Dieser erfindungsgemäß

definierte Bereich ist verschieden von dem pH-Temperatur-Bereich für die Herstellung von Säure-Casein, welcher Bereich durch einen pH-Bereich von pH 4,2 bis pH 5,0 und einen Temperaturbereich von 26°C bis 60⁰C definiert ist

5 (vgl. Figuren 1 und 2).

Der erfindungsgemäß definierte Bereich ist außerdem verschieden von dem Bereich für die Herstellung des üblichen bekannten durch Gesamtfällung erhaltenen Milchproteins, d. h. von dem Bereich, der durch einen pH-Bereich von pH 4,6 bis pH 5,9 und einen Temperaturbereich von 90⁰C bis 95°C definiert ist (beschrieben in der vorstehend genannten Literaturstelle von Fox, Seiten 328 bis 330).

Für die Erfindung ist es wesentlich, daß die Milch unter Strömungsbedingungen innerhalb des pH-Temperatur-Bereiches koaguliert wird, der durch die in Figur 1 gezeigten Geraden A bis F eingegrenzt ist. Wenn die Milch nicht unter Strömungsbedingungen, sondern unter statischen Bedingungen koaguliert wird, kann ein Milchprotein-Produkt, welches wasser-dispergierbar ist und hydrophile Eigenschaften hat, nicht abgetrennt werden. Es war überraschend, festzustellen, daß durch Behandlung der Milch unter Strömungsbedingungen ein Protein-Produkt hoher Reinheit hergestellt werden kann, das in Wasser dispergierbar ist, hydrophile Eigenschaften hat und im wesentliehen kein Serum enthält. Die Behandlung unter Strömungsbedingungen führt zu dem weiteren Vorteil, daß die Temperatur und der pH-Wert der Milch in der gesamten Milch gleichförmig gehalten werden.

Es ist wünschenswert, daß die Milch in einer Strömungsrate von mindestens 2 cm/s, vorzugsweise nicht weniger als 10 cm/s und insbesondere nicht weniger als 100 cm/s, fließt. Wenn die Strömungsrate weniger als 2 cm/s beträgt, bildet sich ein weiches quarkartiges Produkt oder der Gehalt an Serum in dem Produkt wird erhöht oder es bildet sich ein Protein-Produkt, welches lokalisierte Anteile mit verschlechterter Wasserdispergierbarkeit aufweist. Der obere Grenzwert der Strömungs-

rate ist nicht besonders kritisch, es kann jedoch kein weiterer Vorteil erzielt werden, wenn die Strömungsrate übermäßig stark erhöht wird, während jedoch bei Erhöhung der Strömungsrate ein unerwünschter Anstieg der Energiekosten verursacht wird. Die Strömung der Milch kann mit Hilfe beliebiger Methoden hervorgerufen werden, so kann die Milch beispielsweise mit einem Rührer gerührt werden, der mit Flügelblättern ausgestattet ist, unter Verwendung einer Pumpe im Kreislauf geführt werden oder mit einem Vibrator

10 in Schwingungen versetzt werden.

Um die Temperatur der Milch auf einen Wert im definierten Bereich zu erhöhen, kann die Milch direkt erhitzt werden oder mit Hilfe eines Wärmeaustauschers indirekt erhitzt werden. Die Milch kann gleichzeitig mit der Einstellung des pH-Wertes erhitzt werden, sie kann aber auch vor oder nach der Einstellung des pH-Wertes erhitzt werden.

Es ist wünschenswert, daß der pH-Wert der Milch eingestellt

20 wird, indem eine wäßrige Lösung einer Säure oder eines

Salzes einer Säure zugegeben wird oder indem die Milch nach dem Beimpfen mit einem Mikroorganismus, wie Milchsäurebakterien, kultiviert wird. Bevorzugte Säuren und/oder deren Salze, die in Form wäßriger Lösungen zur Einstellung des pH-Wertes geeignet sind, umfassen Essigsäure, Citronensäure, Milchsäure, Adipinsäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Fumarsäure, Natriumfumarat, Gluconsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Phosphorsäure, Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Glucono-6-lacton und deren Salze. Vorzugsweise wird eine verdünnte Säurelösung zugefügt, um die Bildung von Säure-Casein durch übermäßigen Abfall des pH-Wertes zu verhindern, der eintreten könnte, wenn eine konzentrierte Säurelösung zugesetzt wird.
Zur bequemeren Verfahrensführung wird bevorzugt, eine 0,1n oder niedriger konzentrierte wäßrige Säurelösung zu verwenden. Die wäßrige Säurelösung sollte der Milch zugesetzt werden, während die Milch strömt, um die Säure rasch in der

Milch zu verteilen, so daß der pH-Wert der Milch gleichmäßig erniedrigt wird, ohne daß in lokalisierten Bereichen eine übermäßig starke Erniedrigung des pH-Wertes auftritt.

Die Milch kann mit Hilfe einer Methode in den in Figur 1 gezeigten Bereich, der durch die Geraden A, B, C, D, E und F eingegrenzt ist, gebracht werden, bei der die Temperatur der Milch zuerst auf eine Temperatur innerhalb des definierten Temperaturbereiches erhöht und danach eine wäßrige Säurelösung langsam zugefügt wird, um den pH-Wert innerhalb des definierten Bereiches einzustellen, oder mit Hilfe einer Methode, bei der eine wäßrige Säurelösung bei Raumtemperatur zu der Milch zugefügt wird, um deren pH-Wert innerhalb des definierten pH-Bereiches einzustellen, und danach die Milch mit dem eingestellten pH-Wert auf eine Temperatur innerhalb des definierten Temperaturbereiches erhitzt wird. Die zuerst genannte Methode kann auch mit der zuletzt genannten Methode kombiniert werden. Im einzelnen können beide Methoden derart kombiniert werden, daß die Milch bei Raum-0 temperatur mit einer wäßrigen Säurelösung versetzt wird, so daß der pH-Wert innerhalb des definierten Bereiches liegt (pH-Bereich, der in Figur 1 gezeigt ist), wonach die Milch auf eine Temperatur erhitzt wird, die etwas niedriger ist als die zu erwartende Koagulationstemperatur, welche durch vorhergehende Versuche gefunden wurde, und danach eine zusätzliche Menge einer wäßrigen Säurelösung sorgfältig zugesetzt wird, um das Protein zu koagulieren, während die Milch unter Strömungsbedingungen gehalten wird. Gemäß einer anderen Kombinationsmethode wird in einer ersten Stufe eine wäßrige Säurelösung bei Raumtemperatur zur Milch gegeben, so daß der pH-Wert im Bereich von ungefähr pH 6,10 bis 5,60 liegt, in einer weiteren Stufe wird die Milch auf eine Temperatur erhitzt,die etwas niedriger ist, als die Temperatur, bei der die Koagulation stattfindet und in der Endstufe wird zusätzliche wäßrige Säurelösung zugefügt, so daß der pH-Wert soweit erniedrigt wird, daß das Protein koaguliert. Bei der zuletzt erwähnten Methode kann in der ersten Stufe

eine wohlfeile anorganische Säure oder eine konzentrierte Säurelösung verwendet werden, während in der Endstufe, in der zusätzliche wäßrige Säurelösung zugefügt wird, eine organische Säure oder eine verdünnte Säurelösung verwendet wird, so daß das Verfahren insgesamt wirtschaftlich und schonend ist.

Gemäß einer anderen Alternative wird die Milch mit Milchsäurebakterien beimpft und schließlich kultiviert bzw. bebrütet, um einen pH-Wert innerhalb des definierten Bereiches einzustellen, und danach wird die bebrütete Milch erhitzt, um das Protein zu koagulieren.

Der pH-Wert der Milch wird eingestellt oder die Temperatur der Milch wird erhöht bis die Koagulation des Proteins stattfindet. Wenn die gleiche Milch verwendet wird und die Koagulation mit Hilfe der gleichen Methode unter Anwendung der gleichen Säure durchgeführt wird, ist es vorteilhaft, anhand von vorher durchgeführten Versuchen eine den pH-Temperatur-Zusammenhang angebende Gerade, wie sie in Figur 0 2 gezeigt ist, aufzutragen, um somit die Beendigung der Stufe der pH-Einstellung oder der Stufe des Erhitzens vorher festzulegen.

Der pH-Wert oder die Temperatur, bei denen die Koagulation stattfindet, variieren in Abhängigkeit von der Art der Milch und der Säure innerhalb des Bereiches, der durch die in Figur 1 gezeigten Linien A, B, C, D, E und F begrenzt ist. Anders ausgedrückt, werden die verschiedenen geneigten Koagulationsgeraden, wie die Geraden a, b, c, d, e, f und g in Abhängigkeit von der Kombination aus verwendeter Milch und Säure erhalten. Es ist daher zu empfehlen, den spezifischen pH-Wert oder die spezifische Temperatur durch Vorversuche unter Verwendung der spezifischen Kombination aus Milch und Säure festzulegen.
35

Die erfindungsgemäß beschriebene Koagulation bedeutet die Erscheinung, bei der ein Anteil einer anfänglich milchigen

Flüssigkeit in schwachgelbes Serum unter gleichzeitiger Ausbildung eines faserigen oder flockigen Koagulats, welches in der gesamten Flüssigkeit verteilt ist, umgewandelt wird. Wenn es als schwierig angesehen wird, den Beginn der Koagulation zu beurteilen, kann ein Teil der behandelten Flüssigkeit in ein Reagenzglas gegeben und ruhig stehengelassen werden, so daß das Koagulat sich unten abscheidet und das gelbe Serum im oberen Teil des Reagenzglases verbleibt, wodurch die Überprüfung erleichtert wird. Wenn durch die Reagenzglas-Überprüfung festgestellt wird, daß eine ausreichende Koagulation nicht eingetreten ist, wird die Temperatur der Milch weiter erhöht oder der pH-Wert der Milch durch Zugabe einer Säure erniedrigt, um das Protein vollständig zu koagulieren. Es muß jedoch Sorge getragen werden, daß weder die Temperatur übermäßig erhöht wird, noch der pH-Wert übermäßig erniedrigt wird, da die Wasserdispergierbarkeit und die hydrophilen Eigenschaften des Milchprotein-Produkts durch eine solche übermäßige Behandlung ungünstig beeinflußt werden. Durch Experimente wurde bestätigt, daß eine übermäßige Temperaturerhöhung von höchstens 10⁰C und vorzugsweise nicht mehr als 5°C toleriert werden kann und daß eine Überschreitung der unteren pH-Grenze nur dann toleriert werden kann, wenn sie nicht mehr als höchstens 0,20 und vorzugsweise nicht mehr als 0,10 beträgt. Wenn die Bedingungen für eine vollständige Koagulation eingestellt sind, wird die Zugabe der Säurelösung oder der Vorgang der Temperaturerhöhung sofort unterbrochen und die Flüssigkeit wird unter diesen Bedingungen gehalten, wobei sich kleine koagulierte Proteinteilchen zusammenlagern und ein körniges Produkt bilden. Die Dauer, bei der die Flüssigkeit unter diesen Bedingungen gehalten wird, ist nicht kritisch. Wenn auch die Kühltemperatur nicht kritisch ist, so wird doch bevorzugt, das System auf eine Temperatur von nicht mehr als 40⁰C abzukühlen, bevor die Stufe der Abtrennung des Koagu-

35 lats durchgeführt wird.

Das Koagulat kann mit Hilfe beliebiger bekannter Methoden abgetrennt werden, beispielsweise durch Filtration oder Zentrifugalabscheidung. So kann beispielsweise nach Beendigung der Koagulation die Flüssigkeit auf eine Temperatur von nicht mehr als 40⁰C abgekühlt werden, wonach mildes Rühren erfolgt, um die Trennung des Koagulats vom Serum zu erleichtern, und danach der Filtration unterworfen werden. Es ist wünschenswert, daß das abgetrennte Koagulat gewaschen wird, um anhaftendes Serum und anhaftende Säure daraus zu entfernen. Vorzugsweise erfolgt das Waschen mit Hilfe von kaltem Wasser oder einer kalten wäßricren Lösuncr von schwachem Alkali, bis der pH-Wert des Waschwassers einen Wert von nicht weniger als pH 6,0 erreicht hat. Da das Koagulat dazu neigt, in Wasser suspendiert zu werden und auszufließen, wenn es unter kräftigem Rühren gewaschen wird, sollte der Waschvorgang unter milden Bedingungen durchgeführt werden. Das Koagulat kann ohne Verminderung der Ausbeute mit Hilfe einer Methode gewaschen werden, bei der das Koagulat in ein Gefäß gegeben wird, mit kaltem Wasser von 5 bis 10⁰C versetzt,leicht gerührt und danach wieder filtriert wird. Wenn ein Milchprotein-Produkt mit höherer Reinheit gewünscht wird, wird das gewaschene Koagulat erneut in Wasser suspendiert und mit Hilfe einer Homogeniervorrichtung unter Bildung einer Suspension von feinen Teilchen homogenisiert, die erneut mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Stufen der Koagulation des Proteins in einem pH-Temperatur-Bereich, der durch die Geraden A, B, C, D, E und F in Figur 1 eingegrenzt ist, und anschließende Abtrennung des Koagulats, verarbeitet wird. Das so erhaltene Koagulat enthält im wesentlichen kein Serum und ist daher verschieden von einem serumhaltigen Quark.

Das so erhaltene Milchprotein-Produkt kann entwässert und aufbewahrt werden. Es kann als Nahrungsmittel mit hohem Feuchtigkeitsgehalt (Wassergehalt 60 bis 80 Gewichtsprozent) in gekühltem oder gefrorerem Zustand gelagert v/erden oder es kann bei Raumtemperatur als Nahrungsmittel mit mäßigem

Feuchtigkeitsgehalt (Wassergehalt 10 bis 30 Gewichtsprozent) oder als Nahrungsmittel mit niederem Feuchtigkeitsgehalt (Wassergehalt weniger als 10 Gewichtsprozent) aufbewahrt werden. Das 60 bis 80 Gewichtsprozent Wasser enthaltende Nahrungsmittel mit hohem Feuchtigkeitsgehalt kann in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß das in einem Nylon-Beutel befindliche Koagulat gepreßt wird, um Wasser aus dem Koagulat herauszupressen. Die Nahrungsmittel mit mäßigem Feuchtigkeitsgehalt bzw. niederem Feuchtigkeitsgehalt können durch Entwässern in einem üblichen Heißlufttrockner, Sprühtrockner oder Gefriertrockner hergestellt werden.

Um einen Abbau während der Trocknungsstufe zu verhindern, kann erforderlichenfalls ein bekannter Stabilisator für Proteine zugesetzt werden. Zu Beispielen für solche Stabilisatoren gehören anorganische Salze, wie Polyphosphate, organische Salze, wie Natriumeitrat, Kohlenhydrate, wie Glucose und Dextrin, Polyalkohole, wie Sorbit, und oberflächenaktive Mittel, wie Glycerin-fettsäureester.

Das mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Milchprotein-Produkt hat außerordentlich hohe Wasserdispergierbarkeit und hydrophile Eigenschaften und enthält praktisch kein Serum. Obwohl der Mechanismus, der für die Ausbildung dieser Eigenschaften verantwortlich ist, nicht aufgeklärt ist, wird doch im Hinblick auf die Tatsache, daß die Koagulationskurve im wesentlichen linear ist, wie durch die Geraden a, b, c ... in Figur 2 gezeigt ist, angenommen, daß das erfindungsgemäße Produkt durch monomolekulare Reaktion gebildet wird. Im einzelnen wird angenommen, daß zuerst Calciumionen aus den Caseinmizellen der strömenden Milch durch die Einwirkung von Wasserstoffionen entfernt werden, wodurch die stabile Mizellenstruktur zusammenbricht und die Koagulation eingeleitet wird, und daß eine starke isoionische Koagulation oder hydrophobe Bindung nicht ausgebildet wird, weil das Protein mehr negative Ladungen hat, als im Fall der

isoionischen Koagulation, so daß ein Koagulat ausgebildet wird, welches hohe Wasserdispergierbarkeit und hydrophile Eigenschaften aufweist. Das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt hat Eigenschaften, welche durch die konventionellen Produkte nicht erreicht werden. Erfindungsgemäß wird ein Fett enthaltendes Koagulat hergestellt, wenn ein Fett enthaltendes Ausgangsmaterial, wie Milch (Fettgehalt 3₇0 bis 4,5 Gewichtsprozent) oder Milch mit niederem Fettgehalt eingesetzt wird. Das so erhaltene Koagulat ist hydrophil und hat ausgezeichnete Dispergierbarkeit in Wasser, ist trotzdem weich und kohäsiv und besitzt Streichbarkeit,die der Anwendung als Material für neuartige Nahrungsmittel angepaßt ist. So ist beispielsweise frischer Käse nicht kohäsiv, solange er nicht einer lang dauernden Alterung unterworfen worden ist, um unter der Einwirkung von Enzymen in kohäsiven oder klebrigen Käse umgewandelt zu werden. Das Fett enthaltende Koagulat ist im Gegenteil ähnlich kohäsiv wie gealterter Käse.

Das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt besitzt ausgezeichnete Dispergierbarkeit in Wasser und ausgezeichnete hydrophile Eigenschaften, hat keinen durch Alkali bedingten störenden Geschmack und enthält nur wenig Lactose. Es ist daher zu erwarten, daß das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt für einen weiteren Bereich von Anwendungszwecken eingesetzt werden kann. So kann es als Material für flüssige Diäten für die Sondenernährung und die orale Ernährung, als proteinreiches nahrungsmittel für lactosefreie Milchprodukte (Lactoseintoleranzmilchprodukte) und Haft- und Klebmittel für Fleischprodukte, einschließlich Schinken und Wurst, oder für verarbeitete Fischprodukte einschließlich gekochte Fischpaste eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben, welche jedoch nur zur Verdeutlichung, nicht zur Beschränkung des Erfindungsaegenstandes dienen.

- 21 Beispiel 1

Frische Milch wurde durch Zentrifugalabscheidung entfettet, wobei 10 1 Magermilch (mit einem Gehalt an 8,5 Gewichtsprozent Magermilchfeststoffen) erhalten wurden. Eine 2-prozentige (Gewicht/Gewichts-Prozent) wäßrige Milchsäurelösung wurde tropfenweise zu der Magermilch gegeben, so daß der pH-Wert der Milch auf 5,43 eingestellt wurde. Nachdem der pH-Wert der Ausgangs-Flüssigkeit sich stabilisiert hatte, wurde die Ausgangs-Flüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe bei einer Strömungsrate von etwa 10 cm/s durch einen mit warmem Wasser beschickten Wärmeaustauscher geleitet, um die Flüssigkeit indirekt auf 60⁰C zu erhitzen, worauf die partielle Bildung eines Koagulats eintrat. Die Temperatur der Flüssigkeit wurde dann weiter auf 62°C erhöht, wobei die milchige Trübung verschwand und die Koagulation vervollständigt wurde. Bei dieser Temperatur wurde das Erwärmen unterbrochen und die Flüssigkeit wurde etwa 10 Minuten bei der Temperatur gehalten und danach durch Einleiten von kaltem Wasser in das Außengefäß auf 35⁰C gekühlt. Die Flüssigkeit wurde in einen Beutel aus 100 Maschen-Nylonnetz (0,147 mm) gegossen, um das Koagulat abzutrennen. Das in dem Beutel enthaltene Koagulat wurde zum Entfernen des Serums gepreßt und die gepreßte Masse wurde in ein Gefäß gegeben und mit Hilfe eines Stabes leicht zerkleinert, mit kaltem Wasser von 5⁰C versetzt und leicht gerührt. Die so gebildete Suspension wurde erneut in den Beutel aus Nylonnetz gegossen und gepreßt. Die Stufe des Waschens mit kaltem Wasser wurde dreimal wiederholt, bis der pH-Wert des Waschwassers einen Wert von mehr als 6,0 erreichte. Die Menge des Protein-Produkts betrug 945 g und der Feuchtigkeitsgehalt dieses Produkts betrug 70,2 Gewichtsprozent. 10 g der wasserhaltigen Masse wurden mit 200 ml destilliertem Wasser versetzt, homogenisiert und danach 2 Tage lang bei 5°C stehengelassen. Die homogenisierte Suspension war auch nach Ablauf von 2 Tagen in ihrer Gesamtheit milchartig und es wurden keine festen Abscheidungen gefunden. Dieses Ergebnis zeigte, daß das Produkt ausgezeichnete

- 22 Wasserdispergierbarkeit und hydrophile Eigenschaften hatte.

Zu Vergleichszwecken wurde die gleiche Verfahrensweise wiederholt, jedoch mit der Abänderung, daß die Fließrate auf etwa 1 cm/s vermindert wurde, wobei ein Koagulat erhalten wurde. Die nachfolgende Verfahrensweise war die gleiche wie vorstehend beschrieben. Als Ergebnis wurde etwas Sediment beobachtet, was zeigte, daß das Koagulat etwas verschlechterte Wasserdispergierbarkeit und hydrophile Eigenschaften hatte. Eine weitere Koagulatprobe, die durch Erhöhung der Strömungsrate auf 2 cm/s erhalten worden war, wurde dem gleichen Suspensionstest unterworfen. Als Ergebnis wurde kein Sediment beobachtet.

Die gleiche Ausgangs-Flüssigkeit wurde in gleicher Weise behandelt, mit der Abänderung, daß die Koagulation unter statischen Bedingungen erfolgte, wobei die Milch sich unter Bildung einer senfartigen Masse verfestigte, die kaum in destilliertem Wasser dispergiert werden konnte. Getrennt davon wurde zu Vergleichszwecken ein Säure-Casein-Produkt aus der gleichen Ausgangs-Flüssigkeit hergestellt. 7 g des Wasser enthaltenden Säure-Casein-Produkts (Wassergehalt 58,0 Gewichtsprozent) wurden in destilliertem Wasser suspendiert, nachfolgend homogenisiert und 2 Tage lang stehengelassen.■ Als Ergebnis war die Suspension deutlich in eine überstehende Schicht und in eine Schicht aus fester Proteinausfällung getrennt. Das mit dem Säure-Casein-Produkt erhaltene Ergebnis zeigte deutlich den Unterschied im Hinblick auf die Wasserdispergierbarkeit·

30

Beispiel 2

800 g handelsübliches Magermilchpulver wurden in 10 1 destilliertes Wasser von 60⁰C gegeben und mit Hilfe einer Homogeniervorrichtung in diesem suspendiert. Die Suspendion wurde durch ein Nylontuch filtriert, um nicht suspendiertes Material zu entfernen. Nach dem Abkühlen wurde die Suspension

35460G4

_ ο 3 —

mit Hilfe einer Pumpe bei einer Strömungsrate von etwa 100 cm/s in Strömung gehalten und mit einer 0,15n Chlorwasserstoff säure versetzt, um ihren pH-Wert auf 5,63 einzustellen. Die Suspension wurde unter diesen Bedingungen etwa 60 Minuten lang gehalten, um ihren pH-Wert zu stabilisieren. Danach wurde die Suspension in gleicher Weise wie in Beispiel 1 in einer Strömungsrate von etwa 100 cm/s strömen gelassen und erhitzt. Serum trennte sich partiell bei 51⁰C ab und die anfängliche milchige Flüssigkeit verschwand vollständig, wenn die Temperatur der Flüssigkeit auf 53°C erhöht wurde, wobei in der gesamten Flüssigkeit gelbes Serum und ein Koagulat ausgebildet wurde. Das Erhitzen wurde bei 53°C unterbrochen und die Flüssigkeit wurde etwa 30 Minuten ruhig bei dieser Temperatur gehalten, wobei das Koagulat sich auf dem Boden des Behälters absetzte. Nach dem Kühlen der Flüssigkeit auf 30⁰C wurde die Flüssigkeit durch ein Sieb aus rostfreiem Stahl mit 2 00 Maschen (Maschenweite 0,07 4 mm) geleitet, um das Serum zu entfernen. Das Koagulat wurde dann mit 5 1 kaltem Wasser von 5⁰C, danach mit 3 1 einer 1-prozentigen wäßrigen Natriumbicarbonatlösung von 5°C und schließlich mit 5 1 kaltem Wasser von 5⁰C gewaschen. Das gewaschene Koagulat wurde in einen 100 Maschen-Nylonbeutel (Maschenweite 0,074 mm) gegeben und durch Pressen entwässert, wobei 7 95 g eines Protein-Produkts (Wassergehalt 66,5 %) erhalten wurden. Ein Anteil des Protein-Produkts wurde entnommen und in destilliertem Wasser suspendiert, wobei im allgemeinen die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise angewendet wurde, um die Dispergierbarkeit in Wasser zu prüfen. Ein Säure-Casein-Produkt wurde aus dem gleichen Ausgangsmaterial mit Hilfe der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise hergestellt und dessen Dispergierbarkeit in Wasser wurde ebenfalls geprüft. Als Ergebnis zeigte sich, daß das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt eine Suspension bildete, die in ihrer Gesamtheit auch nach Ablauf von 2 Tagen milchig war und in der sich keine feste Abscheidung gebildet hatte. Andererseits war das Säure-Casein-Produkt vollständig unter Bildung eines festen Niederschlages,der getrennt von

ORIGINAL INSPECTED

einer klaren überstehenden Flüssigkeit vorlag, ausgefällt. Beispiel 3

10 1 der in Beispiel 1 verwendeten Magermilch wurden in einen 20 1-Behälter gegeben und auf 50⁰C erhitzt. Während die Temperatur der Magermilch bei 50°C gehalten wurde, wurde die Magermilch mit Hilfe eines Rührers gerührt (durchschnittliche Strömungsrate etwa 100 cm/s) und mit einer 0,15n wäßrigen Chlorwasserstoffsäurelösung versetzt. Die Säurelösung wurde mit Hilfe einer Dosierpumpe in den Bereich in der Nachbarschaft des Rührers, der in der höchsten Strömungsrate strömte, eingespritzt. Die Änderung des pH-Bereiches wurde kontinuierlich gemessen. Ein Koagulat wurde in einigen Bereichen der Flüssigkeit festgestellt, als der pH-Wert 5,45 erreichte. Die Zugabe von Säure wurde fortgesetzt, bis der pH einen Wert von 5,40 erreichte, bei dem die Koagulation vervollständigt war. Die Zugabe von Säure wurde zu diesem Zeitpunkt unterbrochen. Die Flüssigkeit wurde 30 Minuten lang ruhig stehengelassen und der pH-Wert der Flüssigkeit erneut gemessen, wobei festgestellt wurde,daß der pH-Wert sich in 5,45 verändert hatte. Der pH-Wert wurde mit Hilfe eines automatischen pH-Meters mit Temperaturkompensation zur Angabe des pH-Wertes bei 25°C gemessen.

Das koagulierte Protein wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 abgetrennt. Das so erhaltene Milchprotein-Produkt wurde dem gleichen Test wie in Beispiel 1 unterworfen, wobei ein ähnliches Ergebnis erzielt wurde. Das Milchprotein-Produkt wurde gefriergetrocknet und seine chemische Zusammensetzung wurde geprüft, wobei das nachstehende Ergebnis erhalten wurde, das in Gewichtsprozent., bezogen auf 100 g des gefriergetrockneten Produkts angegeben ist: Wasser: 5,00, Stickstoff: 14,05, Fett: 0,06, Asche: 4,10.

- 25 Beispiel 4

10 1 der gleichen Magermilch, wie sie in Beispiel 1 verwendet worden war, wurden langsam unter den gleichen Rührbedingungen wie in Beispiel 3 mit einer 0,2n wäßrigen Chlorwasserstoffsäurelösung versetzt, wobei in einer ersten Säure-Zugabestufe der pH-Wert auf 5,95 eingestellt wurde. Dann wurde unter Verwendung eines mit warmem Wasser beschickten Wärmeaustauschers die Temperatur der Magermilch auf 66⁰C erhöht. Während die Temperatur der Magermilch unter kontinuierlichem Rühren bei 66⁰C gehalten wurde, wurde die zweite Stufe der Säurezugabe unter Verwendung einer 0,2On wäßrigen Citronensäurelösung durchgeführt. Als der pH-Wert 5,64 erreichte, bildete sich in einigen Teilen der Flüssigkeit ein Koagulat. Die Zugabe der Säurelösung wurde fortgesetzt, bis der pH einen Wert von 5,60 erreichte, bei dem in der gesamten Flüssigkeit Koagulat ausgebildet war. Die Zugabe der Säurelösung wurde zu diesem Zeitpunkt unterbrochen. Der pH-Wert der Flüssigkeit war nach weiteren 20 Minuten stabilisiert. Der pH-Wert der Flüssigkeit bei hoher Temperatur wurde unter Verwendung eines pH-Meters mit automatischer Temperaturkompensation gemessen, so daß der pH-Wert als Wert bei 25°C angezeigt wurde. Die nachstehenden Verfahrensschritte waren die gleichen wie in Beispiel 1 bis zur Ausbildung eines Milchprotein-Produkts gemäß der Erfindung. Das erhaltene Milchprotein-Produkt wurde dem gleichen Test wie in Beispiel 1 unterworfen, wobei das gleiche Ergebnis erzielt wurde.

Beispiel 5

1 1 Frischmilch wurde mit einer 2-prozentigen wäßrigen Weinsäurelösung versetzt, bis der pH-Wert auf 5,25 einge"-steilt war. Während die Flüssigkeit mit einer Strömungsrate von etwa 50 cm/s strömte, wurde die Temperatur der Flüssigkeit auf 58°C erhöht, wodurch ein fetthaltiges Koagulat mit weicher klebriger Konsistenz erhalten wurde. Das Koagulat wurde durch ein Baumwolltuch filtriert, um Serum zu entfernen,

gewaschen und danach gepreßt, um ausreichend Flüssigkeit abzupressen. Das Koagulat wurde mit 5 00 ml destilliertem Wasser versetzt, danach wurden außerdem 5 g Lecithin, 1,5 g Glycerin-monostearat, 10 g Glucose und 15 g Dextrin (DE 11) unter Rühren zugesetzt. Der pH-Wert der Flüssigkeit wurde durch Zugabe von Natriumbicarbonat auf 6,4 eingestellt und danach wurde das Volumen der Flüssigkeit auf 950 ml eingestellt. Unter Verwendung eines Homogenmischers wurde die Flüssigkeit bei 180 kg/cm² homogenisiert, wobei ein Getränk erhalten wurde, das 2,9 Gewichtsprozent Protein, 3,1 Gewichtsprozent Fett, 0,3 Gewichtsprozent Lactose enthielt und einen Aschegehalt von 0,15 Gewichtsprozent hatte. Das so erhaltene Getränk war ein lactosearmes Milchgetränk mit leichtem Geschmack, das auch von Personen mit Lactose-Intoleranz genossen werden kann. Das als Bestandteil vorhandene Milchprotein hatte sich auch dann nicht abgeschieden, als das Getränk 1 Woche stehengelassen worden war.

20 Beispiel 6

10 1 der gleichen Magermilch wie in Beispiel 1 wurden in einer ersten Säurezugabestufe langsam mit einer 0,15n wäßrigen Chlorwasserstoffsäurelösung versetzt, um den pH-Wert auf 5,70 einzustellen. Dann wurde eine 0,15n wäßrige Citronensäurelösung zugefügt, um den pH-Wert der Flüssigkeit auf 5,50 einzustellen. Die Flüssigkeit wurde auf 63°C erwärmt, wobei sie mittels eines Propellerrührers so geführt wurde, daß die Flüssigkeit mit einer durchschnittlichen Strömungsrate von 300 cm/s strömte, wobei die Koagulation eintrat. Das Koagulat wurde durch Zentrifugalabscheidung (4500 G) abgetrennt und das so abgetrennte Koagulat wurde mit etwa der fünffachen Volumenmenge an destilliertem Wasser versetzt und mäßig gerührt. Die so gebildete Suspension des Koagulats wurde erneut der Zentrifugalabscheidung unterwofen, um das Koagulat zu gewinnen. Dieses Koagulat wurde dann zu normaler Milch (Milchprotein-Gehalt

3,0 Gewichtsprozent) in einer Menge von 2 Gewichtsprozent (Gewicht/Gewicht) als getrocknetes Milchprotein-Produkt gegeben und danach homogenisiert. Es wurde keine Abscheidung festgestellt, selbst nachdem das homogenisierte Produkt 1 Woche lang aufbewahrt worden war. In diesem Beispiel wurde somit eine stabile proteinreiche Milch hergestellt.

Beispiel 7

11 Frischmilch wurde durch 1-minütiges Erhitzen der Milch auf 70⁰C sterilisiert und dann auf 42⁰C abgekühlt. Die sterilisierte Milch wurde dann mit 20 g eines Yoghurt-Starters (Gemisch aus L. bulgaricus IFO 13953 und S. thermophilus IFO 13957) beimpft und 2,5 Stunden bei 41⁰C kultiviert, wobei eine fermentierte Milch mit einem pH-Wert von 5,45 erhalten wurde. Die fermentierte Milch wurde mit Hilfe einer Pumpe in einer Strömungsrate von etwa 50 cm/s strömen gelassen und mit Hilfe eines Warmwasser-Wärmeaustauschers auf 65°C erhitzt, wobei ein Koagulat gebildet wurde. Das 0 Koagulat wurde durch ein Baumwolltuch filtriert, mit kaltem Wasser gewaschen und leicht gepreßt, um die Flüssigkeit zu entfernen. Auf diese Weise wurden 270 g (Wassergehalt:78 %) eines kohäsiven Koagulats aus fetthaltigem Protein erhalten. Das Produkt ähnelte frischem Käse und zeigte Streichbarkeit.

Beispiel 8

1 1 frische Magermilch wurde durch Erhitzen während 1 Minute auf 70⁰C sterilisiert und danach auf 37°C abgekühlt. Die sterilisierte Magermilch wurde dann mit 20 g eines Yoghurt-Starters (S. lactis IFO 12546) beimpft und 40 Stunden bei 33°C bebrütet, wobei fermentierte Magermilch mit einem pH-Wert von 5,55 erhalten wurde. Die fermentierte Magermilch wurde mit Hilfe einer Pumpe in einer Strömungsrate von etwa 100 cm/s strömen gelassen und mit Hilfe eines Warmwasser-Wärmeaustauschers auf 63°C erhitzt, wobei ein Koagulat ausgebildet wurde. Das Koagulat wurde sofort gekühlt und durch

ein Nylontuch mit 200 Maschen (Maschenweite 0,07 4. mm) filtriert, mit kaltem Wasser gewaschen und leicht gepreßt, um die Flüssigkiet zu entfernen. Dabei wurden 105 g eines kohäsiven Milchprotein-Produkts (Wassergehalt: 71 %) erhalten. Das Produkt war kohäsiv bzw. klebrig und ähnlich wie frischer Käse. Es hatte guten Geschmack und war klebriger als Hüttenkäse und zeigte ausgezeichnete Streichbarkeit.

Beispiel 9

900 g des in Beispiel 1 hergestellten Milchprotein-Produkts mit einem Wassergehalt von 7 6,2 Gewichtsprozent wurdenunter Rühren mit 1000 g Wasser und 3,5 g Natriumphosphat (Na^PO.) versetzt, um den pK-Wert der Flüssigkeit auf 6,10 einzustellen. Die Flüssigkeit wurde einem Sprühtrocknungsvorgang unterworfen, wobei pulverförmiges Milchprotein-Produkt mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 4 Gewichtsprozent erhalten wurde. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wurden drei Arten von Wurst hergestellt, d.h. aus Schweinefleisch, Schweinefleisch 0 mit einem Zusatz des dispergierbaren Milchprotein-Pulvers, das mit Hilfe des vorstehenden Verfahrens erhalten worden war, und Schweinefleisch mit einem Zusatz an Natriumcaseinat. Die Textur und die Wasserrückhalteeigenschaften jeder Wurst wurden mit Hilfe der folgenden Methoden bestimmt. Die Textur wurde mit Hilfe der Methode nach Szczesniak unter Verwendung eines Textur-Testinstruments (hergestellt und vertrieben von General Foods Technical Center, Handelsbezeichnung "Texturometer") bestimmt und die Wasserrückhalteeigenschaften wurden bestimmt, indem jede Wurst 3 Minuten lang der Zentrifugalabscheidung bei 1000 Upm unterworfen wurde und der Wassergehalt, der nach der Zentrifugalabscheidung beibehalten war, gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ist erkennbar, daß das erfindungsgemäße Milchprotein-Produkt bei Verwendung als Zusatz zur Herstellung von Wurst dem üblichen Natriumcaseinat überlegen ist.

ORIGINAL :N2~I3TED

Tabelle

Art des Menge des zugesetzten zugesetzten Schweine-Nr. Proteins Proteins fleisch

(g)

(g) NaCl

(g)

NaNO.

Kaltes Wasser

Cg)

Keines (Kontrolle)

Natriuncaseinat

Dispergierbares Milchprotein

5 5

100 2,2 Spuren 10

80 2,2 Spuren 25

Tabelle

Kohäsions- Elasti- Klebever- Wasser-Festhalte-

2Ü	Nr.	Härte	vermögen	zität	mögen	vermögen
		(kg/an²)	(an ²/an²)	(%)	(an² /an²)	(Gewichtsprozent)
	1	2,7	0,59	62,5	0,45	87,7
25	2	1,1	0,27	25,6	0	71,9
	3	2,2	0,53	62,5	0,60	89,0

- 30 Beispiel 10

Die folgenden abgeschiedenen Milchprotein-Produkte wurden hergestellt:

(1) Feuchtigkeit enthaltendes Milchprotein-Produkt,

hergestellt nach Beispiel 1;

(2) Feuchtigkeit enthaltendes Milchprotein-Produkt, hergestellt nach Beispiel 2;

(3) Feuchtigkeit enthaltendes Milchprotein-Produkt, hergestellt nach Beispiel 3;

(4) Feuchtigkeit enthaltendes Milchprotein-Produkt, hergestellt nach Beispiel 7;

(5) Feuchtigkeit enthaltendes Säure-Casein, hergestellt aus der gleichen Magermilch wie in Beispiel 1 mit

Hilfe eines üblichen Verfahrens (Verwendung von Milchsäure, Einstellen des pH-Wertes auf 4,5 und Erwärmen auf 40⁰C);

(6) Feuchtigkeit enthaltendes Rennet-Casein, hergestellt 25 aus der gleichen Magermilch wie in Beispiel 1 mit Hilfe eines üblichen Verfahrens, bei dem die Magermilch durch Zugabe von Rennin verarbeitet wird;

(7) Feuchtigkeit enthaltende calciumreiche. Gesamt-

30 fällung, hergestellt mit Hilfe eines üblichen Verfahrens, bei dem die gleiche Magermilch mit 0,2 Gewichtsprozent (Gewicht/Gewicht) CaCl- versetzt und 1 Minute auf 90⁰C erhitzt wurde; und

35 (8) Feuchtigkeit enthaltende Gesamtfällung mit niederem Calciumgehalt, hergestellt mit Hilfe eines üblichen Verfahrens, bei dem die gleiche Magermilch mit 0,03

Gewichtsprozent (Gewicht/Gewicht) CaCI- versetzt und 15 Minuten auf 90^QC erhitzt wurde.

45 g (berechnet als feuchtigkeitsfreie Feststoffe) jedes der Protein-Produkte wurde mit destilliertem Wasser versetzt, so daß das Gesamtgewicht des Gemisches 300 g betrug (der Feststoffgehalt des Gemisches betrug 15 Gewichtsprozent) und innig gemischt. Nach Aufbewahren der Gemische während 1 Stunde wurden die Viskositäten der jeweiligen Gemische mit Hilfe eines Rotationsviskometers (Typ Couett) gemessen. Es wurde angenommen, daß die Gemische mit höhen Viskositäten Proteine enthielten, welche höhere hydrophile Eigenschaften hatten.

Gesondert davon wurden 4,5 g (berechnet als feuchtigkeitsfreier Feststoff) jedes der Protein-Produkte mit destilliertem Wasser versetzt, so daß das Gesamtgewicht des Gemisches 300 g betrug (der Feststoffgehalt des Gemisches betrug 1,5 Gewichtsprozent) und danach homogenisiert, indem das Gemisch 5 Minuten lang (bei 50 Hz, 60 Volt) in einem Ultrarührer (Typ F450EX, Produkt der Flux Geräte GmbH, BRD) behandelt wurde. Das homogenisierte Gemisch wurde dann bei 5°C ruhig stehengelassen. Nach Ablauf von 24 Stunden wurden 5 ml des Gemisches aus einem Bereich im wesentlichen auf halber Höhe des Flüssigkeitsspiegels aus dem Testgefäß (test tube) entnommen. Ein Teil der aus dem Testgefäß entnommenen Flüssigkeitsprobe wurde zur Bestimmung des L-Wertes der weißen Trübung verwendet. Dieser Wert wurde mit Hilfe der Reflexionslicht-Meßmethode mit Hilfe eines Farbdifferenz-Meßgerätes (Typ ADU-CH-I, hergestellt von Suga Shikenki K.K.) gemessen, das eine Untersuchungsöffnung mit einem Durchmesser von 30 mm hatte und in dem das reflektierte Licht bei 30 mm in einer Flüssigkeit gemessen wurde. Der restliche Anteil der Flüssigkeitsprobe wurde mit Wasser auf das Zehnfache verdünnt und die Lichtabsorption (OD-Wert) bei 60 0 mn der verdünnten Flüssigkeitsprobe wurde gemessen. Es wurde angenommen, daß Gemische mit höheren L-Werten und höherer Lichtabsorption Proteine enthielten, die höhere Dispergierbarkeit in Wasser

zeigten. Der restliche Teil jedes Gemisches, der in dem Testgefäß verblieben war, wurde vorsichtig dekantiert, um die überstehende Suspension, die keine Ausfällung enthielt, von der darunter befindlichen Ausfällung abzutrennen. Die Stickstoffgehalte der überstehenden Suspension und der Ausfällung wurden gemessen und die Dispergierbarkeit jedes Milchprotein-Produkts in Wasser wurde daraus nach folgender Gleichung errechnet:

Gesamtstickstoff (%) in dem überstand

χ 100

Gesamtstickstoff (%) im Gesamtgemisch

Alle vorstehend beschriebenen Messungen wurden zweimal dur chge f üh:

errechnet.

durchgeführt und aus den Ergebnissen wurden Mittelwerte

Wie aus den in Tabelle 3 gezeigten Ergebnissen hervorgeht, bildeten die erfindungsgemäßen Milchprotein-Produkte Sus-

Pensionen mit hohen Viskositäten, wodurch verdeutlicht

wurde, daß sie ausgezeichnete hydrophile Eigenschaften hatten. Die erfindungsgemäßen Produkte bildeten milchige Suspensionen, die während langer Dauer stabil waren, wodurch gezeigt wurde, daß sie ausgezeichnete Dispergierbarkeit in

Wasser hatten.

Tabelle 3

Hydrophile Eigenschaften

Dispergierbarkeit in Wasser (1,5 Gewichtsprozent)

MiIchprotein- Produkt	Viskosität 15 Gewichtsprozent bei 20⁰C (cP)	Lichtabsorption (CD) des Über stands (x 1/10) bei 600 ΐημ	L-Wert der weißen Trübung des Über Stands	Wasserdispergier- barkeit bei pH 6,6 (%)	I
1 Beispiel 1	36500	0,733	49,6	97,8	Ui U) I
2 Beispiel 2	29300	0,683	48,5	96,3
3 Beispiel 3	34700	0,689	45,9	95,5
4 Beispiel 7	31100	0,690	47,2	95,8

5 Säure- Casein	6500	0,080	33,7	25,0
6 Rennet- Casein	1800	0,021	20,1	12,0
7 Calciun- reiche Gesamt fällung	3000	0,080	27,9	18,0
8 Calciumarme Gesamt fällung	6000	0,048	22,6	15,0

- Leerseite -

Claims

DEA 23 228

In Wasser dispergierbares hydrophiles Milchprotein-Produkt

Patentansprüche

. Im wesentlichen serumfreies Milchprotein-Produkt, £

das wasser-dispergierbar ist und hydrophile Eigenschaften hat, erhältlich durch ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten:
5

(a) Koagulieren von Milch unter Strömungsbedingungen und in einem Bereich des pH-Temperatur-Zusammenhangs, der durch die Geraden begrenzt ist, welche durch die nachstehenden Gleichungen A bis F ausgedrückt sind, wobei der pH-Temperatur-Zusammenhang in einem Koordinatensystem dargestellt ist, in dem die Temperatur in ⁰C auf der Ordinate und der pH-Wert auf der Abszisse aufgetragen ist,

A: y = 52,3x - 247

B: y = 38

C: χ = 5,10

D: y = 6Ox - 244

5 E: y = 86

F: χ = 6, 10

bis ein Koagulat gebildet ist, und 10 (b) Abtrennen des Koagulats.
2. Milchprotein-Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahren die Milch in einer Strömungsrate von nicht weniger als 2 cm/s fließt.
3. Milchprotein-Produkt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren eine zusätzliche Waschstufe umfaßt, die nach der Abtrennstufe (b) durchgeführt wird.
4. Milchprotein-Produkt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschstufe unter Verwendung einer Waschflüssigkeit, die Wasser oder eine schwache wäßrige Alkalilösung darstellt, durchgeführt wird, bis der pH-Wert der Waschflüssigkeit einen Wert von nicht weniger als 6,0 erreicht.
5. Milchprotein-Produkt nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren außerdem eine Entwässerungsstufe umfaßt, die nach der Waschstufe durchgeführt wird.