DE602004006979T2

DE602004006979T2 - Verfahren zur herstellung eines beta-laktoglobulin-angereichertes molkenproteinkonzentrates und darauf basierender texturverstärker zur verwendung in milchprodukten

Info

Publication number: DE602004006979T2
Application number: DE602004006979T
Authority: DE
Inventors: Johannes Antonius Maas; Gertruda Wilhelmina Tindemans; Franciscus Lambertus Van De Veerdonk
Original assignee: Campina Melkune BV
Current assignee: Campina Melkune BV
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2024-04-16
Also published as: WO2004091306A1; NZ542804A; EP1613172B1; ATE364322T1; DE602004006979D1; EP1613172A1; AU2004229176A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anreichern von Molkenproteinkonzentrat an β-Lactoglobulin, ein darauf basierendes Texturverbesserungsmittel, das zur Verwendung in Molkereiprodukten besonders geeignet ist, und Molkereiprodukte, die ein derartiges Verbesserungsmittel umfassen.
Molkenproteinkonzentrat ist ein allgemeines Zusatzmittel zu Molkereiprodukten wie Joghurt. Molkenproteinkonzentrat ist in Form einer Reihe verschiedener Typen, je nach dem Proteingehalt des Produkts, der im Bereich zwischen 25 %–89 % liegen kann, erhältlich. Es enthält des Weiteren etwas Lactose, Fett und Mineralien. Eine spezielle Form des Molkenproteinkonzentrats ist das Molkenproteinisolat, das 90 % oder mehr Protein enthält. Mit steigendem Proteinniveau nimmt die Menge an Lactose ab. Molkenproteine sind kein einfaches Protein, sondern bestehen aus einer Anzahl einzelner Proteinkomponenten. Die einzelnen Komponenten im Molkenprotein umfassen β-Lactoglobulin, α-Lactalbumin, Lactoferrin, Immunoglobuline, Lactoperoxidase, Rinderserumalbumin (RSA), Lysozym und andere wie Glykomakropeptid, das nur in einer Käsemolke vorliegt.
Die US-A-5455331 offenbart ein Verfahren für das Fraktionieren von Molke, insbesondere zu angereicherten α-Lactalbumin- und β-Lactoglobulinfraktionen, umfassend das Reduzieren der Ionenstärke und des spezifischen Gewichts, das Einstellen des pH-Werts auf 3,8–5,5, das Erhitzen auf 55–70°C, das Kühlen, das Abtrennen des angesammelten Proteins, das α-Lactalbumin enthält, das Gewinnen von β-Lactoglobulin.
Gésan-Guiziou et al., Journal of Dairy Research 1999, 66, 225–236 betrifft ein ähnliches Verfahren; konzentrierte saure Molke, Ausfällen von α-Lactalbumin durch Erhitzen auf 55°C für 30 oder 150 min bei einem pH-Wert von 3,9, Mikro filtrierung mit einer Membralox-Membran von 0,2 Mikron, um das lösliche β-Lactoglobulin von der Ausfällung zu trennen.
Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Molkenproteinkonzentrats bereitzustellen.
Fermentierte Milchprodukte, wie Joghurt, werden durch Inkubieren von Milch oder einem von Milch derivierten Produkt mit spezifischen Mikroorganismen, wie Milchsäurebakterien, erhalten. Gewöhnlich ist das Rohmaterial Kuhmilch, jedoch kann die Milch anderer Tiere, wie Ziegen, ebenfalls verwendet werden. Von Milch derivierte Produkte umfassen Sahne oder Molke. Die Milch kann Vollmilch, jedoch auch Magermilch oder fettfreie Milch oder rekombinierte Milch sein, die aus Milchpulver, das in Wasser gelöst wird, hergestellt wird.
Herkömmlicherweise wird Joghurt durch Beimpfen von Milch mit Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus und Streptococcus thermophilus als Säureweckerkultur hergestellt. Es gibt zwei Grundtypen von Joghurt, nämlich stichfesten Joghurt und Rührjoghurt.
Der stichfeste Joghurt wird nach dem Verpacken fermentiert und der gerührte Joghurt wird in einem Fermentationstank fast vollständig fermentiert, woraufhin er zum Aufbrechen und Homogenisieren des Joghurtgels gerührt und verpackt wird. Der stichfeste Joghurt, jedoch auch der Rührjoghurt, kann während des Aufbewahrens eine Synärese durchmachen. Um die notwendige Stabilität, Viskosität und Textur zu erreichen, können Stabilisatoren oder Texturbildner zugesetzt werden. Diese umfassen beispielsweise Milchpulver, Milchprotein (Caseinate und Molkenproteine), jedoch auch Nichtmolkereibestandteile wie chemisch modifizierte Stärke, Carrageenan, Guargummi, Pectin, Gelatine usw. Nichtmolkereinahrungszusatzmittel können den Geschmack und das Aroma von Joghurt negativ beeinflussen. Ein weiterer Nachteil von Nichtmolkereistabilisatoren besteht darin, dass sie den Nahrungsmittelgesetzen, die von Land zu Land verschieden sind, gemäß in Joghurt nicht immer erlaubt sind.
Es ist deshalb eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Texturverbesserungsmittel bereitzustellen.
Bei den Forschungsarbeiten, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, wurde ein neues Verfahren für das Herstellen von Molkenproteinkonzentrat (MPK) entwickelt. Beim Verwenden des so hergestellten MPK bei der Herstellung von Joghurt wurde überraschenderweise festgestellt, dass die zu einer unerwarteten Erhöhung der Viskosität und Textur des Endprodukts führte. Es wurde dann festgestellt, dass das MPK an β-Lactoglobulin angereichert war.
Die Erfindung bietet so ein Verfahren zum Herstellen eines Molkenproteinkonzentrats, das an β-Lactoglobulin angereichert ist, umfassend:

a) das Bereitstellen einer sauren Molke;
b) das Erhitzen der Molke bei einem sauren pH-Wert auf eine bestimmte Temperatur;
c) das Ultrafiltrieren der erhitzten Molke über einer Membran mit einem Abbruch ≤ 10 k Dalton unter Erzielung eines konzentrierten Retentats;
d) das Mikrofiltrieren des Retentats über einer Mikrofiltriermembran, um ein Permeat zu erhalten;
e) das wahlweise Ultrafiltrieren und/oder Diafiltrieren des Permeats über einer Membran mit einem Abbruch bei ≤ 10 k Dalton;
f) das Zurückhalten des Retentats, um ein mit β-Lactoglobulin angereichertes Molkenproteinkonzentrat oder -isolat zu erhalten.

Die Schritte c) und d) werden bevorzugt bei im Wesentlichen der gleichen Temperatur wie der Temperatur der Wärmebehandlung durchgeführt. In Schritt e) soll das Permeat konzentriert werden.
Die saure Molke kann eine saure Molke sein, die bei der Casein-Herstellung oder aus angesäuerter Käsemolke erhalten wird.
Der saure pH-Wert ist ein pH-Wert, der zwischen 3,5 und 5,5, geeigneterweise zwischen etwa 4,0 und 5,0, noch geeigneter zwischen etwa 4,4 und 4,7 und am geeignetsten bei etwa 4,6 liegt.
Die Mikrofiltriermembran besitzt eine Porengröße zwischen 0,1 und 1,4 Mikron, bevorzugt zwischen 0,2 und 0,8, noch bevorzugter von etwa 0,3 Mikron. Die Mikrofiltrationsmembranen können aus der Gruppe von Polysulfonmembranen, Polyethersulfonmembranen, Aluminiumoxid-(AlOX-)Membranen, Zirconiumoxid-(ZrOX-)Membranen, Polyvinyliden-(PVDF-)Membranen, regenerierten Cellulosemembranen ausgewählt werden. Die Mikrofiltrationsmembran ist geeigneterweise eine Polyvinylidenmembran von 0,3 Mikron, wie beispielsweise eine Osmonics^WZ JX840F-Membran. Bevorzugt sind die Membranen nicht mit Amidfunktionen substituiert.
Die Wärmebehandlung wird im Laufe von 15 Minuten bis 6 Stunden, bevorzugt 30 Minuten bis 3 Stunden, noch bevorzugter 30 Minuten bis 1 Stunde und am bevorzugtesten im Laufe von etwa 45 Minuten bei einer Temperatur zwischen 45 und 65°C, bevorzugt zwischen 50 und 60°C, noch bevorzugter bei etwa 55°C durchgeführt.
Auf die Charakterisierung des mit β-Lactoglobulin angereicherten Molkenproteinisolats, das durch das erfindungsgemäße Verfahren wie in dem Beispiel angegeben, erhalten wird, hat es sich gezeigt, dass das Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin 1:18,4 beträgt.
Aufgrund dieses Befunds und der Tatsache, dass dieses angereicherte MPK die Viskosität und Textur von Joghurt erhöhte, wurde festgestellt, dass bei Molkereiprodukten eine verbesserte Textur und Viskosität durch Zusatz eines Texturverbesserungsmittels erreicht werden kann, das eine Menge an β-Lactoglobulin enthält, die zu einem Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin im Produkt, das das Verbesserungsmittel enthält, von mehr als 1:3, 1:3,1, 1:3,2, 1:3,3, 1:3,4, 1:3,5, 1:3,6, 1:3,7, 1:3,8, 1:3,9, mehr als 1:4, 1:4,1, 1:4,2, 1:4,3, 1:4,4, 1:4,5, 1:4,6, 1:4,7, 1:4,8, 1:4,9, bevorzugt mehr als 1:5, 1:5,25, 1:5,5, 1:5,75, noch bevorzugter mehr als 1:6, 1:6,5, 1:7, 1:7,5, 1:8, 1:8,5 oder 1:9, noch bevorzugter mehr als 1:10, mehr als 1:15, mehr als 1:20 und am bevorzugtesten 1:25 führt. Das Verbesserungsmittel kann ein Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin von bis zu 1:100 aufweisen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren Verbesserungsmittel, die eine Menge an β-Lactoglobulin umfassen, die zu einem Gewichtsverhältnis von β-Lactoglobulin zu α-Lactalbumin im Produkt, das das Verbesserungsmittel enthält, führt, das mindestens 0, 3, noch spezifischer mindestens 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0, 2, 4, 6, 8, 10, 15 oder 20 Mal höher ist als das Verhältnis, das in dem Produkt ohne Verbesserungsmittel vorzufinden ist.
Es hat sich gezeigt, dass, wenn das Gewichtsverhältnis von β-Lactoglobulin zu α-Lactalbumin im Endprodukt höher liegt als das Gewichtsverhältnis, das unter Anwendung des gewöhnlichen Ausgangsmilch- oder von Milch derivierten Produkts (wahlweise mit weiteren Proteinzusatzmitteln) erhalten wird, die Viskosität und/oder Festigkeit des Endprodukts überraschenderweise erhöht wird, was zu einem dicken und kremigen Joghurt oder Nachtisch führt. Milch und Molke besitzen ein mehr oder weniger konstantes Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin von etwa 1:2,5 (vergleiche „Dairy Chemistry and Physics (Molkereichemie und -physik)" von P. Walstra & R. Jenness (1984), John Wiley & Sons, New York). Molkereiprodukte oder -nahrungsmittelbestandteile, die daraus deriviert sind, weisen ebenfalls ein Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin von 1:2,5 auf. Das erfindungsgemäße Verbesserungsmittel wird der Milch oder dem von Milch derivierten Material in einer Menge zugegeben, die ausreicht, um ein Gewichtsverhältnis von β-Lactoglobulin/α-Lactalbumin im Endprodukt zu erreichen, das höher ist als im Ausgangsprodukt.
In einer geeigneten Ausführungsform basiert das Verbesserungsmittel auf einem Molkeproteinkonzentrat (MPK).
Das Molkenproteinkonzentrat zur Verwendung bei der Erfindung kann entweder ein Molkeproteinkonzentrat sein, das an β-Lactoglobulin angereicht und durch das erfindungsgemäße Verfahren oder auf andere Weise erhältlich ist, oder ein Molkenproteinkonzentrat dem zusätzliches β-Lactoglobulin zugegeben worden ist. Ein Molkenproteinkonzentrat, das an β-Lactoglobulin angereichert ist, kann wie im Beispiel beschrieben hergestellt werden. Als Alternative kann das Texturverbesserungsmittel β-Lactoglobulin als solches sein.
Bevorzugt ist das β-Lactoglobulin in dem Verbesserungsmittel negatives β-Lactoglobulin. In diesem Fall kann es auf das Denaturieren hin auf das Casein, das in der Milch vorliegt, unter Bildung eines Netzwerks von Mizellen ausgefällt werden, die das Absetzen des Caseins verhindern. Es sind mehrere genetische Varianten von β-Lactoglobulin entdeckt worden, von denen der Rinderphänotyp A und der -phänotyp B die dominantesten sind. Die Rinder-A-Variante unterscheidet sich von der B-Variante nur durch zwei Aminosäuren: Aspartat-64 und Valin-118. Diese Aminosäuren sind in der B-Variante durch Glycin und Alanin substituiert. Alle die Varianten enthalten fünf Cysteinreste, von denen vier bei der Bildung von Intrakettendisulfidbrücken involviert sind. Erfindungsgemäß kann β-Lactoglobulin als Mischung verschiedener Typen in normaler Milch auftretend verwendet werden, die für technische Molkereiverarbeitungsvorgänge verwendet werden; die normale Milch ist gewöhnlich Mischmilch, die von einer oder mehreren Rinderherden stammt. Es sind keine weiteren Fraktionierungs- oder Reinigungsschritte der einzelnen β-Lactoglobulintypen erforderlich.
Das erfindungsgemäße Verbesserungsmittel kann des Weiteren zusätzliche Komponenten umfassen, um die Struktur, Textur und Viskosität des Molkereiprodukts, wie Joghurt, noch weiter zu verbessern. Derartige Komponenten sind beispielsweise Casein und/oder Caseinat, Stärke, Pektin, Gelatine, modifizierte Stärke.
Die Erfindung betrifft des Weiteren Molkereiprodukte mit einem Gewichtsverhältnis von β-Lactoglobulin zu α-Lactalbumin, das mindestens 0,3, noch spezifischer mindestens 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0, 2,4, 6, 8, 10, 15 oder 20 Mal höher liegt als das Verhältnis, das in der Milch vorzufinden ist, die zur Herstellung des Molkereiprodukts verwendet wird.
Die Erfindung betrifft spezifisch Molkereiprodukte mit einem Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin von mehr als 1:3, 1:3,1, 1:3,2, 1:3,3, 1:3,4, 1:3,5, 1:3,6, 1:3,7, 1:3,8, 1:3,9 mehr als 1:4, 1:4,1, 1:4,2, 1:4,3, 1:4,4, 1:4,5, 1:4,6, 1:4,7, 1:4,8, 1:4,9, bevorzugt mehr als 1:5, 1:5,25, 1:5,5, 1:5,75, noch bevorzugter mehr als 1:6, 1:6,5, 1:7, 1:7,5, 1:8, 1:8,5 oder 1:9, selbst noch bevorzugter mehr als 1:10, mehr als 1:15, mehr als 1:20 und am bevorzugtesten mehr als 1:25. Derartige Molkereiprodukte werden durch Zusetzen eines Texturverbesserungsmittels erhalten. Das erfindungsgemäße Texturverbesserungsmittel wird dem Ausgangsmaterial für das Molkereiprodukt, d.h. der Milch oder dem von Milch derivierten Produkt, vor dem Erhitzen/Homogenisieren zum Verteilen des Proteins über die Fettkügelchen zum Erreichen eines großen Oberflächenbereichs zugegeben. Die darauffolgende Hochtemperaturpasteurisierung wird zum Denaturieren der Molkenproteine und zur Reaktion derselben mit Casein durchgeführt.
Das Molkereiprodukt ist beispielsweise ein fermentiertes Milchprodukt wie Joghurt, Quark, Frischkäse, Trinkjoghurt, Joghurtmousse, probiotischer Joghurt, milder Joghurt usw. oder ein nichtfermentiertes Milchprodukt wie ein vanillepuddingähnlicher Milchproduktnachtisch.
Die Verwendung des Verstärkers in Molkereiprodukten und Molkereiprodukte, die den Verstärker umfassen, können durch Messen der Konzentrationen an α-Lactalbumin und β-Lactoglobulin unter Anwendung der Kapillarelektrophorese, wie von M.A. Manso, T.M. Catteano, S. Barzaghi, C. Olieman, R. Lopez-Fandino, Journal of AOAC International 85 (5): 1090–1095, September-Oktober 2002 beschrieben, jedoch leicht adaptiert, indem zusätzlich DTT (Dithiothreitol) im Trenn-/Laufpuffer zum vollständigen Löslichmachen kovalenter Aggregate verwendet wurde, und Berechnen des Gewichtsverhältnisses zwischen den beiden, wie sie in dem Molkereiprodukt vorliegen, identifiziert werden.
Das Retentat aus Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mit α-Lactalbumin angereichert und ebenfalls Teil dieser Erfindung, die sich so auf ein Molkenproteinkonzentrat (MPK) oder -isolat (MPI) bezieht, das mit α-Lactalbumin im Vergleich mit der Ausgangsmolke angereichert und als Retentat von Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältlich ist. Das mit α-Lactalbumin angereicherte MPK oder MPI kann beispielsweise zur Säuglingsernährung oder als Quelle von Tryptophan, einer essentiellen begrenzenden Aminosäure in Nahrungsmitteln und Futtermitteln verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird in dem Beispiel, das nun folgt, und das die Erfindung nicht einschränken soll, noch weiter veranschaulicht.
In dem Beispiel wird Bezug genommen auf folgende Figuren:
1: Viskositätsprüfung von Rührjoghurt durch einen Posthumustrichter nach 4 Tage langem Aufbewahren;
2: Viskositätsprüfung von stichfestem Joghurt durch einen Stevens-Texturanalysator (STA) nach 4 Tage langem Aufbewahren;
3: Viskositätsprüfung der oberen und unteren Fraktionen von Rührjoghurt durch einen Stevens-Texturanalysator (STA) nach 20 Tage langem Aufbewahren.
BEISPIEL
Material und Verfahren
1. Herstellung von Joghurt
Der Joghurt wurde wie folgt hergestellt. Ausgangsmilch (1,5 Fett, 3,5 % Protein) wurde vom Supermarkt am Ort erhalten. Das Niveau an α-Lactalbumin beträgt 0,115 Gew./Gew. %, das Niveau an β-Lactoglobulin beträgt 0,315 Gew./Gew. %. Das Proteinniveau der Milch (3,5 (Gew./Gew.) %) wurde auf 4,2 % (Gew./Gew.) durch Zusetzen von Molkenproteinkonzentrat erhöht. Nach dem Rühren für 1 Stunde bei Raumtemperatur wurde die Milch auf 60°C erhitzt und in einem Doppelstufenhomogenisator (erste Stufe: 200 bar; zweite Stufe: 20 bar) bei 60°C homogenisiert. Auf die Homogenisierung hin folgte das Pasteurisieren bei 90°C für 5 Minuten, die Milch wurde auf 42°C abgekühlt und in einer sterilen Fermentationswanne aufgefangen. Daraufhin wurde die Joghurtkultur YC 380, umfassend Streptococcus thermophilus und Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus (Chr. Hansen, Dänemark) in einem Niveau von 0,2 E/l zugegeben, um Joghurtmilch zu erhalten.
Für stichfesten Joghurt wurden sterile Behälter von 150 ml mit der Joghurtmilch gefüllt und bei 42°C inkubiert, bis der Joghurt einen pH-Wert von 4,5 erreichte (5 ½–6 Stunden). Daraufhin wurden die Joghurtbehälter auf 4°C gekühlt.
Für Rührjoghurt wurde die Joghurtmilch in der Wanne bei 42°C inkubiert. Als der Joghurt einen pH-Wert von 4,5 erreichte (nach 5 ½–6 Stunden) wurde der Joghurt durch Pumpen der Masse durch eine Ystral Z66- (Ystral, Niederlande) Schermischvorrichtung (auf Einstellung 3 eingestellt) strukturisiert, woraufhin der strukturisierte Joghurt auf 17°C gekühlt, in Behälter von 250 ml eingefüllt und bei 4°C aufbewahrt wurde.
2. Viskositätsprüfung
Nach dem 4 Tage langen Aufbewahren bei 4°C für wurde die Viskosität des Rührjoghurts bei 7°C durch Anwendung eines Posthumus-Trichters mit einer Öffnung von 8 mm (FNZ, Niederlande) bestimmt. Die Zeit, die erforderlich war, damit der Joghurt den Trichter verließ, wurde (in Sekunden) aufgezeichnet. Dieser Vorgang wurde zweimal mit der gleichen Joghurtprobe („erster Durchgang" und „zweiter Durchgang") wiederholt.
Nach dem 4 Tage langen Aufbewahren bei 4°C wurde die Viskosität des stichfesten Joghurts bei 7°C unter Anwendung des Stevens-Texturanalysators durch Eindringen mit einem „Standardzylinder für stichfesten Joghurt" (Länge 35 mm, Durchmesser 12 mm) in den Joghurtbehälter mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/sec bestimmt. Die Kraft nach dem Eindringen über 25 mm (STA) wird aufgezeichnet.
Nach dem 18 Tage langen Aufbewahren bei 4°C wurde die Viskosität des Rührjoghurts in der oberen (oberer STA) und der unteren Schicht (unterer STA) des Joghurts bei 7°C unter Anwendung des Stevens-Texturanalysators durch Eindringen mit einem „Standardzylinder für Rührjoghurt" (Länge 20 mm, Durchmesser 37 mm) in den Joghurtbehälter mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/sec bestimmt. Die Kraft nach dem Eindringen über 18 mm wird aufgezeichnet.
3. Herstellung des Texturverbesserungsmittels
Um das erfindungsgemäßen Texturverbesserungsmittel zu prüfen, wurde das Molkenproteinkonzentrat bei der Standardjoghurtherstellung durch verschiedene Texturverbesserungsmittel ersetzt. Um verschiedene Gewichtsverhältnisse von α-Lactalbumin:β-Lactoglobulin in einer Reihe von Molkenproteinkonzentraten (MPK) zu erreichen, wurden Mischungen eines mit α-Lactalbumin angereicherten Molkenproteinkonzentrats, mit β-Lactoglobulin angereicherten Molkenproteinkonzentrats und eines Standard-Molkenproteinkonzentrat hergestellt.
Mit α-Lactalbumin angereichertes MPK wurde von Davisco, USA, erhalten und enthielt 88 (Gew./Gew.) % Gesamtprotein.
Das Niveau an α-Lactalbumin/Protein betrug 87,1 (Gew./Gew.) %. Das Niveau an β-Lactoglobulin/Protein betrug 5,9 (Gew./Gew.) %. Der Gehalt an alpha-Lactalbumin und beta-Lactoglobulin in den oben erwähnten MPK wurde durch Hochdruckgelpermeationschromatografie auf einer SHODEX KW 803-Säule (Showa, Japan) unter Anwendung einer isokratischen Elution mit 40 % Acetonitril/l Trifluoressigsäure bestimmt.
Das mit β-Lactoglobulin angereicherte MPK (88 (Gew./Gew.) % Gesamtprotein) wurde wie folgt hergestellt. Molke, die aus Magermilch nach dem Ausfällen von Casein mit Schwefelsäure erhalten wurde, wird bei einem pH-Wert von 4,6 auf 50°C erhitzt. Als Nächstes wurde die Molke über einer HKF 131- (Koch, USA) UF Membran (Abbruch etwa 10 kD) in einer Zeitspanne von 3 Stunden bei 50°C ultrafiltriert und auf 1/7 des ursprünglichen Volumens konzentriert. Das Retentat wurde bei 50°C über einer PVDF-Membran von 0,3 Mikron (Osmonics JX840F) auf 1/8 des ursprünglichen Volumens mikrofiltriert. Das MF-Permeat wurde ultrafiltriert und bei 50°C über einer HFK 131-Membran diafiltriert. Das so erhaltene Retentat ist das mit β-Lactoglobulin angereicherte Molkenproteinisolat zur Verwendung bei der Erfindung. Es enthält 4,4 Gew./Gew.-% α-Lactalbumin/Protein und 81 Gew./Gew.-% β-Lactoglobulin/Protein.
Das Protein in dem MF-Retentat erwies sich als mit α-Lactalbumin angereichert. Es konnte ein Niveau von mindestens 50 (Gew./Gew.-) % α-Lactalbumin/Protein erhalten werden.
Das normale MPK 35 (35 Gew./Gew.-% Protein) wurde von Eurial, Frankreich, erhalten. Es enthielt 37,7 Gew./Gew.- β-Lactoglobulin/Protein und 14,0 % α-Lactalbumin/Protein.
Die Konzentrationen von β-Lactoglobulin und α-Lactalbumin in den Joghurts werden unter Anwendung der Kapillarelektrophorese, wie von M.A. Manso, T.M. Catteano, S. Barzaghi, C. Olieman, R. Lopez-Fandino, Journal of AOAC International 85 (5): 1090–1095, September-Oktober 2002, beschrieben, gemessen. Das Verfahren wurde leicht adaptiert, indem zusätzlich DTT (Dithiothreitol) im Trennungs-/Laufpuffer zum vollständigen Löslichmachen kovalenter Agglomerate verwendet wurde.
Die Zusammensetzung der MPK-Mischungen, die der Joghurtmilch zugegeben wurden, ist in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 2 zeigt die errechneten Konzentrationen von β-Lactoglobulin und α-Lactalbumin in den Joghurts.
Die errechneten Konzentrationen von β-Lactoglobulin und α-Lactalbumin in den verschiedenen Molkenproteinkonzentraten, die der Milch zum Erhöhen des Proteinniveaus zugegeben wurden, sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 1 Zusammensetzung (Gew./Gew.) der verschiedenen, der Joghurtmilch zugegebenen Molkenproteinkonzentrate. Das mit dem Molkeprotein α-Lactalbumin angereicherte MPK und das mit β-Lactoglobulin angereicherte MPK sind MPK mit 88 Protein.
Der Zusatz der verschiedenen Abmischungen zur Joghurtmilch führt zu den folgenden Niveaus an α-Lactalbumin und β-Lactoglobulin in den Joghurtproben und deshalb auch zu den endgültigen Joghurtprodukten.
Tabelle 2A Errechnete Konzentrationen (Gew./Gew.) von β-Lactoglobulin und α-Lactalbumin in den verschiedenen Joghurts.
Tabelle 2B Konzentration von α-Lactalbumin und β-Lactoglobulin in den Joghurts, durch die SDS-CE-Methode bestimmt, und von diesen Werten errechnetes Verhältnis.
Tabelle 3 Errechnete Konzentrationen von β-Lactoglobulin und α-Lactalbumin in den verschiedenen Molkenproteinkonzentraten, die der Joghurtmilch zugegeben wurden.
Ergebnisse
Es wurden fünf verschiedene Joghurts mit einem erhöhten Niveau an β-Lactoglobulin/α-Lactalbumin (vergleiche Tabelle 2) hergestellt und die Viskosität wurde durch die Posthumusmethode und mit Hilfe des Stevens-Texturanalysators, wie im Abschnitt Material und Verfahren beschrieben, bestimmt. Die Viskositätsmesswerte der Rührjoghurts sind in 1 und 3 gezeigt. Die Messwerte der Konsistenz/Textur der stichfesten Joghurts sind in 2 gezeigt.
Aus 1 und 2 folgt, dass die Viskosität auf das Erhöhen der β-Lactoglobulinkonzentrationen hin steigt. Aus 3 folgt, dass die obere Fraktion auf das Erhöhen der β-Lactoglobulinkonzentrationen fester ist.
Es besteht ein geringer Unterschied zwischen den errechneten und den gemessenen Verhältnissen. Der Korrelationskoeffizient beträgt jedoch 0,99.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Molkenproteinkonzentrats, das an β-Lactoglobulin angereichert ist, umfassend: a) das Bereitstellen einer sauren Molke; b) das Erhitzen der Molke bei einem sauren pH-Wert auf eine bestimmte Temperatur; c) das Ultrafiltrieren der erhitzten Molke über einer Membran mit einem Abbruch ≤ 10 k Dalton unter Erzielung eines konzentrierten Retentats; d) das Mikrofiltrieren des Retentats über einer Mikrofiltriermembran, um ein Permeat zu erhalten; e) das wahlweise Ultrafiltrieren und/oder Diafiltrieren des Permeats über einer Membran mit einem Abbruch bei ≤ 10 k Dalton; f) das Zurückhalten des Retentats, um ein mit β-Lactoglobulin angereichertes Molkenproteinkonzentrat oder -isolat zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt c) und d) bei im Wesentlichen der gleichen Temperatur durchgeführt werden, wie die Temperatur der Hitzebehandlung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die saure Molke eine saure Molke ist, die aus der Caseinherstellung oder aus angesäuerter Käsemolke erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei der saure pH-Wert ein pH-Wert ist, der zwischen 3,5 und 5,5, geeigneterweise zwischen etwa 4,0 und 5,0, noch geeigneter zwischen etwa 4,4 und 4,7 und am geeignetsten bei etwa 4,6 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Mikrofiltriermembran eine Porengröße zwischen 0,1 und 1,4 Mikron, bevorzugt zwischen 0,2 und 0,8, noch bevorzugter etwa von 0,3 Mikron besitzt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Mikrofiltrationsmembranen aus der Gruppe bestehend aus Polysulfonmembranen, Polyethersulfonmembranen, Aluminiumoxid-(AlOX-)Membranen, Zirconiumoxid-(ZrOX-)Membranen, Polyvinyliden-(PVDF-)Membranen, und Membranen aus regenerierter Cellulose ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Mikrofiltrationsmembran eine Polyvinylidenmembran von 0,3 Mikron, insbesondere eine Osmonics^WZ JX840F-Membran ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Wärmebehandlung wird im Laufe von 15 Minuten bis 6 Stunden, bevorzugt 30 Minuten bis 3 Stunden, noch bevorzugter 30 Minuten bis 1 Stunde und am bevorzugtesten im Laufe von etwa 45 Minuten bei einer Temperatur zwischen 45 und 65°C, bevorzugt zwischen 50 und 60°C, noch bevorzugter bei etwa 55°C durchgeführt.
Texturverbesserungsmittel auf der Basis eines mit ?-Lactoglobuline angereicherten Molkeproteinkonzentrats, das durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8 erhalten wird, zur Verwendung in einem fermentierten Milchprodukt.
Texturverbesserungsmittel nach Anspruch 9, umfassend eine Menge an β-Lactoglobulin, die zu einem Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin im Produkt, das das Verbesserungsmittel enthält, von mehr als 1:3, 1:3,1, 1:3,2, 1:3,3, 1:3,4, 1:3,5, 1:3,6, 1:3,7, 1:3,8, 1:3,9, mehr als 1:4, 1:4,1, 1:4,2, 1:4,3, 1:4,4, 1:4,5, 1:4,6, 1:4,7, 1:4,8, 1:4,9, bevorzugt mehr als 1:5, 1:5,25, 1:5,5, 1:5,75, noch bevorzugter mehr als 1:6, 1:6,5, 1:7, 1:7,5, 1:8, 1:8,5 oder 1:9, noch bevorzugter mehr als 1:10, mehr als 1:15, mehr als 1:20 und am bevorzugtesten 1:25 führt.
Texturverbesserungsmittel nach Anspruch 9 oder 10, wobei das β-Lactoglobulin natives β-Lactoglobulin ist.
Texturverbesserungsmittel nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei das Verbesserungsmittel extra β-Lactoglobulin umfasst.
Fermentiertes Milchprodukt umfassend ein Texturverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 9–12.
Fermentiertes Milchprodukt nach Anspruch 13, das ein Gewichtsverhältnis von α-Lactalbumin zu β-Lactoglobulin von mehr als 1:3, 1:3,1, 1:3,2, 1:3,3, 1:3,4, 1:3,5, 1:3,6, 1:3,7, 1:3,8, 1:3,9, mehr als 1:4, 1:4,1, 1:4,2, 1:4,3, 1:4,4, 1:4,5, 1:4,6, 1:4,7, 1:4,8, 1:4,9, bevorzugt mehr als 1:5, 1:5,25, 1:5,5, 1:5,75, noch bevorzugter mehr als 1:6, 1:6,5, 1:7, 1:7,5, 1:8, 1:8,5 oder 1:9, noch bevorzugter mehr als 1:10, mehr als 1:15, mehr als 1:20 und am bevorzugtesten 1:25 aufweist.
Fermentiertes Milchprodukt nach Anspruch 13 oder 14, wobei das fermentierte Milchprodukt Joghurt, Quark, Frischkäse, Trinkjoghurt, Joghurtmousse, probiotischer Joghurt oder milder Joghurt ist.
An α-Lactalbumin angereichertes Molkenproteinkonzentrat oder -isolat, als Retentat aus Schritt d) des Verfahrens nach Anspruch 1 erhalten.
Molkenproteinkonzentrat nach Anspruch 16 zur Verwendung zur Säuglingsernährung oder als Quelle von Tryptophan.