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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Herstellung
von Käseprodukten
und anderen Molkereiprodukten und insbesondere ein Verfahren zur
Herstellung von Käseprodukten
und anderen Molkereiprodukten unter Verwendung von Laktobionsäure und
dessen anfallende Produkte.
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Hintergrund der Erfindung
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Käse werden
im Allgemeinen durch Zusatz eines Mikroorganismus zu Milch hergestellt,
der Laktose unter Bildung von Milchsäure und Entwicklung eines Säuregrads
metabolisieren kann. Die Milch wird gewöhnlich mit einem Milchgerinnungs-
oder Milchkoagulationsenzym wie Renin oder durch Säuregradentwicklung
zu dem isoelektrischen Punkt des Caseins zum Festwerden gebracht.
Eine Enzymkoagulation der Milch erfordert ebenfalls eine saure Umgebung.
Die Milch wird mit einer Bakterienkultur oder Starterkultur beimpft,
die genügend
Milchsäure
produziert, damit das Renin arbeiten kann. Das Koagulum oder der
Quark, der sich bildet, enthält
im Allgemeinen transformiertes Casein, Fette einschließlich natürlichen
Butterfetts und entstehender Geschmacksstoffe (insbesondere, wenn
eine Bakterienkultur verwendet wird). Die koagulierte Milch wird
geschnitten, Molke wird separiert und dann aus dem anfallenden Quark
gewonnen. Der Quark kann zur Bildung eines Käseblocks gepresst werden; die
Härtung
kann über
einen Zeitraum unter kontrollierten Bedingungen erfolgen. Ein Hartkäse wie Cheddarkäse kann
z. B. in Abhängigkeit
von dem gewünschten
Käsegeschmack und
Körperabbau
etwa 10 Tage bis 1 Jahr oder mehr gehärtet werden.
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Es
ist auch gut bekannt, ein Käseprodukt
mit einigen Eigenschaften von Naturkäse dadurch herzustellen, dass
man einen oder mehrere Naturkäse
zerkleinert und den Käse
mit einem Emulgierungsmittel erhitzt. Der dem anfallenden Produkt
gegebene Name hängt
von den eingesetzten Bestandteilen und seiner Zusammensetzung ab
und wird in einigen Fällen
durch Vorschriften bestimmt, die von der U.S. Food and Drug Administration
veröffentlicht
wurden und als Standards of Identity bekannt sind. Die Bezeichnung „pasteurisierter Schmelzkäse" bezieht sich z.
B. auf ein Produkt, das eine Käsemischung
aufweist, der ein Emulgierungsmittel und möglicherweise Säuren zugesetzt
werden, wobei das Gemisch dann zu einer homogenen plastischen Masse
bearbeitet und erhitzt wird. Unter den gegenwärtigen Standards of Identity überschreitet
der Feuchtigkeitsgehalt des Schmelzkäses im Allgemeinen nicht etwa
44%, und der Schmelzkäse
hat einen Mindestfettgehalt auf Trockenbasis von etwa 40%.
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Es
ist auch bekannt, dass Naturkäse
unter Verwendung konzentrierter Milch hergestellt werden kann, die
durch Membranprozess wie Ultrafiltration hergestellt wurde, bei
dem Milch bei einem erhöhten
Druck im Kreislauf durch eine semipermeable Membran geleitet wird,
so dass Wasser und niedermolekulare Bestandteile durch die Membran
hindurchgehen, während
bestimmte Proteine und Fette durch die Membran zurückgehalten
werden. Käsebildende
Kulturen werden der erhaltenen konzentrierten Milch zugesetzt, die
dann gewöhnlich
in Gegenwart eines Milch koagulierenden Enzyms zur Bildung eines
Koagulats fermentiert wird. Das resultierende Koagulat wird geschnitten
oder gebrochen, um eine Synerese zu verursachen, die eine Molketrennung
zur Folge hat. Die Molke wird ablaufen gelassen, und der Quark wird
verarbeitet. Die Art der eingesetzten Käsekulturen und die Verarbeitung
variieren mit dem gewünschten
Käseprodukt.
Der Quark kann dann gesalzen, in Formen gebracht und gepresst werden,
damit weitere Molke ablaufen kann. Der Käse wird dann bis zu dem gewünschten
Ausmaß gereift.
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Weichkäse ist ein
säurekoagulierter,
ungehärteter
Käse, der
aus Milchbestandteilen einschließlich Rahm hergestellt ist.
Weichkäse,
der normalerweise unter gekühlten
Bedingungen gelagert wird, hat eine gleichmäßige, butterartige Konsistenz
mit einem delikaten Milchgeschmacksprofil, das keinen Nebengeschmack
aufnimmt. Die Struktur und der Körper
des Weichkäses
sind bei Kühltemperaturen
im Allgemeinen so, dass der Weichkäse in Scheiben geschnitten
und gestrichen werden kann. Bei der Herstellung von Weichkäse werden
Süßrahm und
aus Trockenmilch abgeleitete Feststoffe oder Milch typischerweise
mit einem Trockengemisch aus pflanzlichem Gummiharz und Salz in
vorgewählten
Anteilen unter Bildung eines Weichkäsegemisches gemischt. Das Weichkäsege misch
hat normalerweise einen Butterfettgehalt von 10 bis 14% (und bei
bestimmten Herstellungsverfahren bis zu 20%), so dass das fertige
Weichkäseprodukt
nach der Verarbeitung einen Butterfettgehalt von wenigstens 33%
des Produkts und einen Gesamtgehalt an Milchfeststoffen von wenigstens
45% hat entsprechend der Anwesenheit von nicht mehr als 55% Feuchtigkeit
in dem Weichkäseprodukt.
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Das
Weichkäsegemisch
wird mit einer Milchsäurekultur
beimpft. Labferment kann zur Unterstützung der Koagulation des Gemisches
dienen. Das Gemisch wird dadurch kultiviert, dass man es auf der
Beimpfungstemperatur hält,
bis es gereift und ein Koagulat gebildet ist. Der Säuregrad
des Koagulats kann typischerweise in dem Bereich von 0,6 bis 0,9%
(berechnet als Prozent äquivalente
Milchsäure)
liegen, und der pH des kultivierten Koagulats kann typischerweise
in dem Bereich von 4,2 bis 5 liegen. Das resultierende Koagulat wird
für eine
kurze Zeitdauer einer Temperatur von 180°F ausgesetzt und dann zur Trennung
des Quarks von der Molke zentrifugiert. Dann wird das Weichkäseprodukt
abgekühlt
und verpackt. Weichkäse
enthält
im Allgemeinen 2 bis 3% Laktose.
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Laktose
(4-O-β-D-Galaktopyranosyl-D-Glukopyranose),
allgemein Milchzucker genannt, ist das hauptsächliche Kohlenhydrat der Milch.
Laktose ist wegen Laktoseintoleranz und ihres Beitrags zu Bräunungsreaktionen
und zur Kristallisation ein minderwertiger Zucker in Nahrungsmittelsystemen.
Der Einsatz von Milchersatzstoffen oder eines reduzierten Milchgehalts
in Käsegemischen
zur Reduzierung des Laktosegehalts in dem produzierten Käse kann
vom Standpunkt der Erfüllung
der Vorschriften der Standards of Identity, der Verarbeitbarkeit
und/oder der physikalischen Eigenschaften und Geschmackskennwerte
des Fertigprodukts keine annehmbaren Produkte liefern.
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Laktobionsäure (4-O-β-D-Galaktopyranosyl-D-Glukonsäure; CAS
Reg. Nr. 96-82-2) ist eine wasserlösliche, weiße, kristalline Verbindung
und kann aus Laktose durch katalytische, chemische, elektrolytische oder
enzymatische Oxidation der freien Aldehydgruppe in der Laktose synthetisch
hergestellt werden. Harju, Bulletin of the IDF 289, Kap. 6, S. 27-30,
1993; Satory et al., Biotechnology Letters 19 (12) 1205-08, 1997.
Der Einsatz von Laktobionsäure
oder ihrer Salze als Zusatzstoffe in Nahrungsmittelprodukten wurden
bisher für mehrere
spezifische Anwendungen vorgeschlagen. Calcium- oder Eisenchelatformen
der Laktobionsäure
wurden als diätetische
Mineralstoffergänzung
beschrieben, Riviera et al., Amer. J. Clin. Nutr., 36(6) 1162-69,
1982.
US-Patent Nr. 5,851,578 beschreibt
ein klares Getränk
mit einem kein Gel bildenden Faserstoff und wasserlöslichen
Calciumsalzen mit oder ohne wasserlösliche Vitamine, mit oder ohne
zusätzliche
Mineralsalzergänzungsstoffe
und mit Nahrungsmittelsäuren
gepuffert. Die Nahrungsmittelsäure
als Pufferungsmittel umfasst Zitronen-, Milch-, Malein-, Adipin-,
Bernstein-, Essig-, Essigglukon-, Laktobion-, Ascorbin-, Brenztrauben-
und Phosphorsäure
sowie deren Kombinationen. Calciumlaktobionat, eine Salzform der
Laktobionsäure,
wurde für die
Verwendung als Festigungsmittel in Trockenpuddinggemischen gut geheißen, 21
C.F.R. §172.720(1999). Auch
wurde der mögliche
Einsatz von Laktobionsäure
als allgemeines Nahrungsmittel-Säuerungsmittel
vorgeschlagen, wenngleich ohne Erforschung oder Erläuterung,
Timmermans, Whey: Proceedings of the 2nd Int'l Whey Conf., Int'l Dairy Federation, Chicago, Oktober
1997, S. 233, 249. Dieser Artikel beschreibt allgemein Laktobionsäure als
brauchbaren Antibiotikaträger,
ein Organtransplantatschutzmittel, Mineralergänzungsstoff, Wachstumsförderung
von Bifidobakterien oder in ihrer K-Laktobionat-Salzform als ein
Mitbaustein in Tensiden.
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Es
wäre erwünscht, Käse mit reduziertem
Laktosegehalt herzustellen, die dabei Geschmack, Struktur und Aussehen
vergleichbar mit herkömmlichen
Käseprodukten
behalten. Es wäre
auch erwünscht,
den Bedarf an Starterkultur und die damit verbundene Zeit bei der
Käseproduktion
zu verringern und dabei annehmbare organoleptische Eigenschaften
beizubehalten. Es wäre
auch erwünscht,
die Feststoffgehalte in hergestellten Käse bei im Vergleich zu herkömmlicher
Praxis reduzierten Mengen an Starterkulturen zu steigern. Es wäre auch
erwünscht,
in Weichkäseformulierungen
Molkekonzentrate mit höheren
Laktosegehalten einzusetzen, ohne dass die Verwendung von Kulturen
zu steigern ist. Die vor liegende Erfindung schafft diese Verfahren
und Produkte, bei denen Laktobionsäure in einem Käsegemisch
vorgesehen ist.
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Summarischer Abriss der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Käse und
anderen Milchprodukten sowie die resultierenden Produkte, bei denen
im Laufe des Verfahrens Laktobionsäure in Kombination mit einem
Milchbestandteil zugesetzt oder in situ erzeugt wird. Die nach dieser
Erfindung hergestellten Käse
und anderen Milchprodukte haben sehr annehmbare organoleptische
Eigenschaften und erlauben dabei Reduzierungen der Verarbeitungszeit
und/oder des Bedarfs an anderen Bestandteilen wie Starterkulturen
und/oder Labferment. Auf diese Weise werden eine Verfahrensflexibilität sowie
erhöhte
Produktionsausbeuten und mögliche
Kosteneinsparungen für
die Bestandteile erreicht. Zu Zwecken dieser Erfindung soll die
Bezeichnung „Laktobionsäure" sowohl Laktobionsäure wie
ihre Speisesalze (z. B. Alkali- und Erdalkalisalze, Ammoniumsalze
und dergleichen) umfassen.
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Es
wurde überraschenderweise
gefunden, dass Laktobionsäure
zur direkten sauren Koagulierung von Käse wie etwa Weichkäse dienen
kann, ohne dass Kultivierung und/oder Labferment nötig sind.
Laktobionsäure
hat auch eine pH-senkende Wirkung auf Käsegemische, so dass sie bei
der Käseproduktion
eingesetzte Milchbestandteile wie Milch, Süßrahm und Molke ansäuert. Ferner
hat Laktobionsäure
einen süßen sauren Geschmack,
der sich als mit Käseprodukten
verträglich
erwiesen hat. Die mit Laktobionsäure
hergestellten anfallenden Käseprodukte
haben gänzlich
annehmbare Eigenschaften in Geschmack, Aussehen, Struktur und Mundgefühl.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
wird Laktobionsäure
benutzt, um die Menge der bei der Käseherstellung, etwa der Hartkäseproduktion
oder ultrafiltrierten (UF) Käseproduktion
eingesetzten Käsestarterkultur zu
reduzieren und wahlweise sogar wegzulassen. Starterkultur bedeutet
in diesem Zusammenhang allgemein Milchsäurebakterien. Im Falle einer
Hartkäseproduktion,
etwa der Cheddarkäseproduktion
dient die in das Käsegemisch
eingeführte
Laktobionsäure
dazu, die Menge der Starterkulturen teilweise zu ersetzen und zu
verringern, die sonst normalerweise verwendet würden, wodurch die Ansäuerung des
Käsegemisches
wirk sam unterstützt
wird. Diese Arbeitsweise schafft ein Käseprodukt mit einem Gemisch
aus Milchsäure
und Laktobionsäure,
das die Ausbeute verbessert. Die Laktobionsäure kann auch als ein Bestandteil
in der Schmelzkäseproduktion
dienen und dabei annehmbare Produkte liefern.
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Bei
einem Verfahren nach einem der hier beschriebenen Ausführungsformen
kann zur Schaffung dieser Wirkungen einem Käsegemisch die Laktobionsäure in ihrer
freien Säureform
oder als eine ihrer genießbaren
Salzformen oder in einer pH-neutralisierten Form zugesetzt werden.
Neutralisierte Form bedeutet hier, dass Laktobionsäure vor
dem Vermischen mit dem Käsegemisch
in einer wässrigen
Lösung
auf einen pH von 7 durch Vermischen mit einem alkalischen Mittel
neutralisiert ist, das bioverträgliche
Neutralisationsprodukte ergibt, wie etwa einem Alkalimetallhydroxid
wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, oder einem Erdalkalimetallhydroxid
wie Calciumhydroxid, oder einem Erdalkalimetallcarbonat wie Calciumcarbonat.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Form der Erfindung, die auf alle hier
beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen
der Käseherstellung
und sonstigen Milchproduktherstellung anwendbar ist, die in dem
Käsegemisch
einen oder mehrere Laktose enthaltende Milchkomponentbestandteile
verwenden, kann die Laktobionsäure
durch ihre Erzeugung in situ durch katalytische Wirkung eines zugesetzten
Kohlenhydrat-Oxidaseenzyms auf die in der Milchkomponente oder den
Milchkomponenten des Käsegemisches
anwesende Laktose in das Käsegemisch
eingeführt
werden. Geeignete Kohlenhydrat-Oxidaseenzyme sind z. B. Laktoseoxidase,
Glukoseoxidase, Hexoseoxidase und dergleichen sowie deren Gemische.
Im Allgemeinen wird Laktoseoxidase bevorzugt.
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Die
Erzeugung von Laktobionsäure
in einem Käsegemisch
in situ während
der Käseherstellung
führt zu
vielen vorteilhaften Wirkungen. Zunächst verringert sie den Laktosegehalt
der ursprünglichen
Milchkomponente(n) des Käsegemisches
in wirksamer Weise, wodurch Produkte mit reduziertem Laktosegehalt
erhalten werden können.
Daher kann dieser Aspekt der Erfindung unter anderem zur Herstellung
von Käseprodukten mit
reduzierter Laktose dienen. Andererseits erlaubt sie den Einsatz
von Bestandteilen in dem Ausgangskäsegemisch, die relativ reicher
an Laktose sind, da ein Teil ihres Laktosegehaltes zu Laktobionsäure umgesetzt wird,
wie es während
der Käsebildung
nach der Erzeugung der Laktobionsäure geschieht. Ferner hat die
Laktobionsäure
ein Massengewicht, das etwa 4 × größer als
das der Milchsäure
ist. Infolgedessen hat die in dem Käseprodukt zurückgehaltene
Laktobionsäure,
die aus der katalytischen Laktoseumsetzung entstanden ist, auf äquimolarer
Basis eine viel größere Masse
als die zu Milchsäure
umgesetzte Laktose. Diese Wirkung begünstigt das Aussehen, die Struktur
und das Mundgefühl
des Käseprodukts.
Auf diese Weise kann die Laktobionsäure als ein Füllmittel
wirken. Die Bezeichnung „Füllmittel" bedeutet hier ein
Mittel, das die Wirkungen von natürlichem Fett und/oder Protein
in Käsezusammensetzungen
insofern nachahmt, als es auf das Aussehen (z. B. Festigkeit, Opazität) und strukturelle
Eigenschaften (Schmierfähigkeit,
Gleichmäßigkeit,
Mundgefühl)
des Käses
einwirkt.
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Im
Allgemeinen ist der Anteil der einem Käsegemisch zugesetzten oder
durch Kohlenhydrat-Oxidasezugabe über enzymatische Laktoseumsetzung
durch Katalyse in situ erzeugten Laktobionsäure zur Schaffung einer oder
mehrerer dieser vorteilhaften Wirkungen in dem Bereich von 0,1 bis
10%, insbesondere von 2 bis 6% und speziell von 3 bis 5%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Käsegemisches
vor Trennung von Quark und Molke.
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Die
Molkeprodukte der unter Verwendung von Laktobionsäure erfindungsgemäß hergestellten
Käse halten
daher einen Teil des Laktobionsäurebestandteils
zurück
und können
als Ausgangsbestandteile in separaten Käseherstellungschargen oder
in zur Herstellung von Schmelzkäse
oder Weichkäse
benutzten Arbeitsgängen
wiederverwertet anstatt als Abfallprodukt gänzlich verworfen zu werden.
Alternativ kann das Molkeprodukt eines Naturkäse-Herstellungsverfahrens zugesetzte Laktobionsäure oder
Laktoseoxidase enthalten, und das so behandelte Molkeprodukt kann
als Ausgangsbestandteil in der separaten Herstellung von Schmelzkäse, Weichkäse oder
anderen Milchprodukten (einschließlich z. B. Molkegetränken, Molke
enthaltenden Kraft- oder Süßigkeitsriegeln
und dergleichen) verwendet werden.
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Die
Vielseitigkeit der Erfindung ist bemerkenswert. Versuchsstudien
wie sie hier beschrieben werden zeigen ihre Anwendbarkeit bei der
Herstellung sehr verschiedener Käsearten
einschließlich
Weichkäse,
Hartkäse
und pasteurisiertem Schmelzkäse.
Die Erfindung wurde auch mit Erfolg bei der Herstellung so genannter UF-Käse demonstriert,
die aus ultrafiltrierter(UF) konzentrierter Milch hergestellt wurden.
Die Erfindung wurde auch mit Erfolg bei der Herstellung anderer
Milchprodukte gezeigt, wie z. B. Sauerrahm, Joghurt, Milch, Milch mit
reduziertem Laktosegehalt und dergleichen. Käse und andere Molkereiprodukte,
die erfindungsgemäß mit Laktobionsäure hergestellt
sind und/oder diese enthalten, haben annehmbare(n) Geschmack und
Struktur ähnlich
den herkömmlichen
Käse und
anderen Molkereiprodukten entsprechender Art.
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Die
Laktobionsäure
enthaltenden Käseprodukte
haben wegen der konservierenden Wirkung der Laktobionsäure auch
eine verbesserte Produktbeständigkeit.
Als zusätzlicher
Vorteil können
die Chelatbildungseigenschaften der Laktobionsäure als ein aus Milch abgeleiteter
Zuführungsträger bei
der Calciumergänzung von
Nahrungsmittelprodukten genutzt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung deutlich.
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1 ist
ein Fließbild
der bei einer Ausführungsform
der Erfindung zur Weichkäseherstellung
benutzten Stufen.
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2 ist
ein Fließbild
der bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung zur Weichkäseherstellung benutzten
Stufen.
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3 ist
ein Fließbild
der bei einer Ausführungsform
der Erfindung zur Herstellung von Cheddarkäse benutzten Stufen.
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4 ist
ein Fließbild
der bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung zur Herstellung von Cheddarkäse benutzten Stufen.
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5 ist
ein Fließbild
der bei einer Ausführungsform
der Erfindung zur Herstellung von UF-Käse benutzten Stufen.
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6 enthält
Fließbilder
der bei Ausführungsformen
der Erfindung zur Herstellung von Schmelzkäse benutzten Stufen, bei denen
Laktobionsäure
aus verschiedenen Quellen (6A, 6B und 6C)
einem Schmelzkäsegemisch
zugesetzt wird.
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7 ist
ein Reaktionsfließbild,
das einen theoretischen Reaktionsmechanismus für die enzymatische Laktoseoxidation
unter Benutzung von Laktoseoxidase zeigt.
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8 ist
eine graphische Darstellung, die für die in Beispiel 7 hergestellten
Schmelzkäse
(nach Erfindung und Kontrolle) Kurven der nachfolgenden Cremekonsistenzbildung
(Viskosität
als Funktion der Zeit) zeigen.
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9 ist
eine graphische Darstellung, die für die in Beispiel 8 hergestellten
Schmelzkäse
(nach Erfindung und Kontrolle) Kurven der nachfolgenden Cremekonsistenzbildung
(Viskosität
als Funktion der Zeit) zeigen.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist ein allgemeines Verfahrensschema
nach einer Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, bei der Laktobionsäure zur direkten sauren Koagulierung
eines Weichkäses
ohne Kultivierung oder die Zugabe von Labferment dient. Der Weichkäse ist ein
weicher, milder, durch Säure
koagulierter ungehärteter
Käse, der
aus Milchprodukten einschließlich
Rahm hergestellt ist wie etwa Gemischen aus Rahm und Molkeproteinkonzentrat.
Wie in Stufe 101 angegeben ist, wird die Konsistenz in
der Weichkäsezusammensetzung,
die Streichbarkeit erlaubt und dabei Festigkeit beibehält, durch
die Zugabe eines pflanzlichen Gummiharzes wie Johannisbrot-Gummiharz
verändert.
Salz und ein Konservierungsmittel werden zugesetzt. Das Fehlen von
Merkmalen der Kultivierung in dem direkt angesäuerten Käse kann wahlweise dadurch ausgeglichen
werden, dass man Geschmackssysteme zur Schaffung des gewünschten
Käsegeschmacks
verwendet. Die Molkereiflüssigkeit
und das Molkeproteinkonzentrat werden in passenden Anteilen zugesetzt,
um ein Käsegemisch
zu schaffen, das erfindungsgemäß zu einem
Weichkäse
mit einem Milchfettgehalt von wenigstens 33% und einem Feuchtigkeitsgehalt
von nicht mehr als 55%, bezogen auf das Gewicht des Weichkäseprodukts
verarbeitet werden kann.
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Die
Laktobionsäure
wird in einer wirksamen Menge zugesetzt, um den pH auf den isoeletrischen
Punkt (das ist etwa 4,52) des Caseins in den Milchbestandteilen
zu verringern. Der Anteil der dem Weichkäsegemisch zugesetzten Laktobionsäure liegt
im Allgemeinen in dem Bereich von 0,1 bis 10%, insbesondere von
2 bis 6% und speziell von 3 bis 5%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Käsegemisches
vor Trennung von Quark und Molke.
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Die
Laktobionsäure
kann dem Käsegemisch
direkt als Fremdbestandteil in ihrer freien Säureform oder alternativ in
Salzform oder in neutralisierter Säureform zugesetzt werden. Die
freie Säureform
reduziert den pH der Käsemischung.
Die Käsegemischformulierung
kann eingestellt werden, um pH-Reduzierungen auszugleichen, die
größer als
für optimale
Koagulierung und physikalische Produkteigenschaften erwünscht sind.
Die neutralisierte Form der Laktobionsäure beinflusst den pH des Produkts
nicht. In Salzform wird die Laktobionsäure im Allgemeinen als Alkalisalz
oder Erdalkalimetallsalz wie ihr Natriumsalz, Kaliumsalz oder Calciumsalz
vorgelegt. Gewünschtenfalls
können
natürlich
andere Laktobionsalze eingesetzt werden, sofern sie zur Verwendung
in Nahrungsmittelprodukten zulässig
sind. Die neutralisierte Form der Laktobionsäure kann dadurch hergestellt
werden, dass man in wässriger
Lösung
gelöste
Laktobionsäure
etwa durch Zusatz eines alkalischen Mittels wie Natrium- oder Kaliumhydroxid
in ausreichender Menge neutralisiert, um den pH der Lösung auf
etwa 7 einzustellen.
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Wie
in 1 gezeigt, wird ein Käsegemisch intensiv gemischt
und infolge der Azidität
der Laktobionsäure
(Stufe 103) oder einer anderen zugesetzten Säure bei
Einsatz neutralisierter Laktobionsäure koaguliert. Das Gemisch
wird dann auf 5 Minuten zu einer kurzzeitigen Pasteurisierungsbehandlung
(Stufe 105) 180°F
[82,2°C]
erhitzt und danach homogenisiert (Stufe 107). In der Stufe 109 können der
Quark und die Molke durch ein herkömmliches Verfahren einschließlich z.
B. Zentrifugierung, Filtration, mechanischer Behandlung und dergleichen
getrennt werden. Das Quarkprodukt kann kalt oder heiß verpackt
und danach kalt gelagert werden. Das Weichkäseprodukt (111) und
die Molke (113) enthalten Laktobionsäure. Das Laktobionsäure enthaltende
Molkepro dukt kann in den folgenden Weichkäsegemischen als Ausgangsbestandteil
wieder eingesetzt werden. Dies verringert die Abfallmenge und macht
den Verarbeitungsbetrieb wirtschaftlicher. Die Einführung von
Laktobionsäure
(entweder in freier Form oder Salzform oder neutralisiert) erzeugt
keine unerwünschten
organoleptischen Eigenschaften wie Geschmacksabweichungen in dem
Weichkäseprodukt,
während
die Struktur, das Aussehen und das Mundgefühl mit herkömmlich hergestelltem Weichkäse vergleichbar
sind.
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Unter
Bezugnahme nunmehr auf 2 wird Weichkäse nach
einem anderen Aspekt der Erfindung hergestellt, bei dem Laktobionsäure in dem
Weichkäsegemisch über durch
Zugabe von Laktoseoxidase katalysierte Umsetzung von Laktose in
situ hergestellt wird. Bei diesem Prozessschema wird das Weichkäsegemisch
hergestellt (Stufe 201) und dann pasteurisiert (Stufe 203)
und danach homogenisiert (Stufe 205). An dieser Stelle
(Stufe 207) wird ein Oxidaseenzym zugesetzt, das die Oxidierung
der in den Milchflüssigkeiten
vorliegenden Laktose zu Laktobionsäure in situ katalysiert. Die
erzeugte Laktobionsäure
hat eine pH-reduzierende Wirkung auf das Käsegemisch. Geeignete Oxidasen
in dieser Hinsicht sind z. B. Laktoseoxidase, Zellobiosedehydrogenase,
Glukose-Fruktose-Oxidoreduktase,
Hexoseoxidase und alle anderen Oxidasen mit der oben erwähnten Funktionalität.
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Ein
besonders geeignetes Enzym für
die Laktoseoxidation wurde von Novozymes A/S entwickelt und ist
in Patent
WO 9931990 beschrieben.
Wie in
7 dargestellt, kann die Laktoseoxidase in der
Form eines Flavo-Enzyms eingeführt
und verwendet werden. Dieses Flavo-Enzym von Novozymes A/S enthält Flavin-Adenin-Dinukleotid (FAD)
und erfordert daher keinen externen Elektronenakzeptor und kein
zweites Enzym, um den Kofaktor zu regenerieren. Diese Kohlenhydratoxidase
wird in einem genetisch veränderten
Mikroorganismus hergestellt. FAD(Flavin-Adenin-Dinukleotid) dient bei dem Kohlenhydrat-Oxidaseenzym
als ein Elektronenübergang-Kofaktor.
Das Enzym zeigt Aktivität
bei einem pH von 5 bis 9 und bei Temperaturen bis einschließlich etwa
190°F (88°C). Die bevorzugten
Substrate sind Di-, Tri- und Tetrasaccharide. Unter den Disacchariden
ist Laktose das am meisten geeignete Substrat; die Oxidation an
der Cl-Stellung des Glukosemolekülteils
der Laktose führt
in einer einzigen Reaktionsstufe zur Bildung von Laktobionsäure und
Wasserstoffperoxid. Dieses Enzym wird allgemein als „Laktoseoxidase" bezeichnet. Der
Aktivitätseinheitswert
ist 146 U/ml, gemessen als mMol oxidierte Glukose je Minute bei
pH 6 und 77°F
(25°C).
Wie in dem in
7 schematisch dargestellten
Reaktionsweg gezeigt ist, wird FAD in einer Zwischenproduktform
reduziert und nach Beendigung der Umsetzung der Laktose zu Laktobionsäure desoxidiert.
Wasserstoffperoxid ist ein Nebenprodukt der Reaktion.
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Zellubiose-Dehydrogenase
ist ebenfalls ein brauchbares Enzym für die Umsetzung von Laktose
zu Laktobionsäure,
Canevascini et al., Zeitschrift für Lebensmittel, Untersuchung
und Forschung, 175: 125-129(1982). Dieses Enzym ist jedoch kompliziert
und erfordert die Verwendung eines relativ kostspieligen Kofaktors
(z. B. Chinone, Cytochrom C, Fe(III) und dergleichen). Es erfordert
auch eine Immobilisierung. Auch ein zweites Enzym, Laccase, ist
erforderlich, um den mit Zellobiosedehydrogenase benutzten Kofaktor
zu regenerieren. Die Verwendung von Glukose-Fruktose-Oxidoreduktase zur Oxidierung
von Laktose führt
zu den zwei Produkten Sorbit und Laktobionsäure und erfordert ein weiteres
Trennverfahren zur Gewinnung des Laktobionsäureprodukts, Nidetzky et al.,
Biotechnology and Bioengineering, Band 53 (1997). Nichtsdestoweniger ist
auch Glukose-Fruktose-Oxidoreduktase ein geeignetes Enzym für die Praxis
dieser Ausführungsform
der Erfindung. Alternativ können
weniger wirksame Enzymsysteme benutzt werden. Beispielsweise kann
Laktase benutzt werden, um zuerst die Laktose zu Glukose und Galaktose
zu hydrolysieren mit nachfolgender Oxidation von Glukose und Galaktose
unter Benutzung von Glukoseoxidase und Galaktosedehydrogenase.
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Die
Menge des zugesetzten Oxidaseenzyms ist eine wirksame Menge, um
den pH zu reduzieren oder die Reduktion des pH des Käsegemisches
zu unterstützen,
so dass es koaguliert. Die Menge des Oxidasezusatzes reicht vorzugsweise
aus, um bezogen auf das Gesamtgewicht des Käsegemisches vor der Trennung von
Quark und Molke einen Laktobionsäuregehalt
in dem Käsegemisch
von 0,1 bis 10%, insbesondere von 2 bis 6% und speziell von 3 bis
5% zu erzeugen.
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In
Stufe 207 kann auch eine Milchsäurekultur zugesetzt werden.
Da die Milchsäurekultur
auch die Wirkung hat, Laktose zu Milchsäure umzusetzen und den pH des
Käsegemisches
zu verringern, kann die zugesetzte Menge an Laktoseoxidase zur diesbezüglichen
Anpassung an den Kulturzusatz nach unten auf eine relativ geringere
Menge eingestellt werden.
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Unter
Bezugnahme weiterhin auf 2 wird das Käsegemisch in Stufe 209 dann
bei 72°F
[22,2°C]
12 bis 20 Stunden inkubiert. Diese Inkubationsdauer oder Fermentierung
kann fortgesetzt werden, bis der pH des Käsegemisches 4,5 bis 4,6 ist.
Daran schließt
sich eine Erhitzung auf 180°F
[82,2°C]
an, um alle zugesetzten Kulturen zu inaktivieren (Stufe 211).
Nach der Homogenisierung (Stufe 213) wird der Weichkäsequark
(217) von der Molke (219) getrennt.
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In
experimentellen Untersuchungen wie denen, die unten beschrieben
sind, erlaubt der Zusatz von Kohlenhydrat-Oxidase die Verwendung
höherer
Laktosegehalte, oder dieser Zusatz erhöht die zu Laktobionsäure umgesetzte
Menge der von Laktose abgeleiteten Feststoffe in den Milchflüssigkeitsbestandteilen,
verglichen mit Kontrollproben, die mit Kulturen, aber ohne die Oxidase
hergestellt wurden. Das Maß der
Laktoseumsetzung, das bei dieser Ausführungsform in den Milchflüssigkeitsbestandteilen
erhalten wird, kann etwa 85% oder mehr erreichen. Dies erlaubt die
Herstellung von Käse
mit stark reduziertem Laktosegehalt, oder es können Milchbestandteile mit
höherem
Laktosegehalt in dem Käsegemisch
eingesetzt werden.
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Unter
Bezugnahme auf 3 ist eine andere Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, in der Laktobionsäure als aktiver Bestandteil
in einem Cheddar-Käsegemisch
eingesetzt wird. Ferner sind in dieser Darstellung Milchsäurebakterien
oder eine andere Kultur vollkommen weggelassen, so dass das Käsegemisch
in Stufe 301 mit Laktobionsäure alleine direkt angesäuert wird.
Das Käsegemisch
wird hergestellt durch Mischen von Vollmilch, Wasser und Laktobionsäure in Mengen,
wie sie allgemein bei der Diskussion der 1 beschrieben
sind. Dann wird Labferment (z. B. Chymosin) zugesetzt, und das Gemisch
wird bei 88°F
[31,1°C]
30 Minuten inkubiert. Das Koagulat wird mit einem Messer geschnitten,
um die Synerese zu ermöglichen
(Stufe 307). Die Temperatur wird unter Rührung auf
102°F [38,9°C] erhöht und 60
Minuten gehalten. Der pH des Koagulats kann an dieser Stelle etwa
5,8 betragen. Die Molke (314) wird aus dem Quark (Stufe 313)
entfernt mit nachfolgendem Salzen (315), Pressen (317)
und Verpacken des Käsequarks
(319). Das Nebenprodukt Molke (314) enthält Laktobionsäure und
kann als Ausgangsmaterial in der Käseproduktion wieder eingesetzt
werden.
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Bezüglich der
Labfermentierung in Stufe (303) ist die am meisten gebräuchliche
Methode der Enzymkoagulierung die Proteolyse durch Aspartat-Proteinasen,
die Proteine hydrolysierende Enzyme sind. Die Hauptquelle dieser
Enzyme ist Lab, das aus Tieren, Pflanzen oder Pilzen erhalten werden
kann. Der aktive Bestandteil des Labs ist die Rennin genannte Enzymfraktion.
Das wichtigste Labferment ist Chymosin. Die traditionelle Hauptquelle
für Labferment
war der Labmagen junger Kälber,
aber gegenwärtig
wird Chymosin kommerziell aus genetisch veränderten Mikroorganismen hergestellt.
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Das
Cheddarkäseprodukt,
das mit Laktobionsäure
hergestellt wurde und diese enthält,
hat zufrieden stellende organoleptische und strukturelle Eigenschaften
ohne irgendwelche Geschmacksabweichungen und ist in diesen Eigenschaften
mit herkömmlichem
Cheddarkäse
vergleichbar. Obgleich diese Ausführungsform mit Bezug auf Cheddarkäse erläutert wurde,
ist sie auch auf die Produktion anderer Hartkäse anwendbar.
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Die
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 4 ist eine Variation der Ausführungsform
der 3 insofern, als die Laktoseoxidase zum Teilersatz
von Kulturen benutzt wird, um die Ansäurung von Cheddarkäse zu unterstützen. In
Stufe 401 wird das Cheddar-Käsegemisch mit nur 10% der herkömmlichen
Kulturmenge (d. h. etwa 0,001% Kultur) hergestellt. Ein Oxidaseenzym
wie Laktoseoxidase wird dem Käsegemisch
ebenfalls zugesetzt. Die Funktion und die Menge der hier zugesetzten
Laktoseoxidase sind ähnlich
denen, die oben bei der in Verbindung mit 2 beschriebenen
Ausführungsform
angegeben wurden. Danach werden die Stufen 403-419 durchgeführt, die ähnlich den
in Bezug auf 3 beschriebenen Stufen 303-319 sind.
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Das
Cheddarkäseprodukt
hat zufrieden stellende organoleptische und strukturelle Eigenschaften ohne
irgendwelchen Nebengeschmack. Es ist in diesen Eigenschaften mit
herkömmlichem
Cheddarkäse
vergleichbar. Die Oxidase setzt einen signifikanten Anteil des ursprünglichen
Laktosegehalts des Milchbestandteils (z. B. Milch) zu Laktobionsäure um,
die auch die Ansäuerung
des Gemisches unterstützt.
Im Allgemeinen können
10 bis 50% der Laktose zu Laktobionsäure umgesetzt werden; bevorzugter
werden 20 bis 40% umgesetzt.
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Unter
Bezugnahme nunmehr auf 5 wird nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung anstelle der Kultivierung eine in-situ-Erzeugung von
Laktobionsäure
durch Oxidaseenzym zur direkten Ansäuerung von membranfiltriertem
Käse erläutert. Das
UF-Käsegemisch
wird mit einer Oxidase hergestellt (Stufe 501). Brauchbare
Oxidasen in dieser Hinsicht sind jene, die oben in Bezug auf die
Diskussion der 2 beschrieben wurden. Vollmilch
wird ultrafiltriert oder mikrofiltriert unter Benutzung einer herkömmlichen
Apparatur für
diese Zwecke (Stufe 503). Milch wird bei einer erhöhten Temperatur
an eine semipermeable Membran geleitet, so dass Wasser und niedermolekulare
Bestandteile durch die Membran hindurchgehen, während bestimmte Proteine und
Fette von der Membran zurückgehalten
werden. Die semipermeable Membran kann z. B. ausgewählt werden,
um den Durchgang von Molekülen
mit einem größeren Molekulargewicht
als 10.000 einzuschränken.
In der Stufe 505 werden Süßrahm und Labferment zugesetzt;
es folgen eine Koagulation (Stufe 507) und Eindampfung
(Stufe 509), um das Produkt 511 zu bilden, das
dann verpackt wird.
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Die
Laktoseoxidase wird in einer wirksamen Menge zugesetzt, um wenigstens
einen Teil der Laktose zu Laktobionsäure zu oxidieren und den pH
des Käsegemisches
genügend
herabzusetzen, so dass ein separat zugesetztes Labferment die Koagulierung
einleiten kann. Im Allgemeinen ist die zugesetzte Oxidasemenge ausreichend,
um wenigstens 10% der anwesenden Laktose, vorzugsweise 10 bis 95%
der anwesenden Laktose und insbesondere 20 bis 40% der anwesenden
Laktose zu oxidieren.
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Die
Verwendung einer solchen Oxidase zur Erzeugung von Laktobionsäure in situ
aus in dem Gemisch anwesender Laktose bietet dem zusätzlichen
Vorteil, die Laktosegehalte in dem hergestellten Käse oder
anderen Milchprodukten im Vergleich zu den Gehalten signifikant
zu verringern, die sonst ohne Oxidasezugabe und bei sonstiger Gleichheit
anwesend sind. Dies erlaubt wiederum das Erreichen niedrigerer Laktosegehalte in
dem Käse
oder anderen Milchprodukt oder die Möglichkeit, in dem Käsegemisch
Milchbestandteile mit höheren
Laktosegehalten einzusetzen als sie sonst gewöhnlich benutzt würden. Die
Laktobionsäure
dient auch dazu, den Bedarf an Starterkultur teilweise oder gänzlich zu
verändern
und zu vermindern, der sonst bei der Käseherstellung einzusetzen ist,
während
dabei eine geeignete Struktur erhalten bleibt und kein Beigeschmack
auftritt. Wenn nur ein Teil der Kultivierung durch Einführung von
Laktobionsäure
ersetzt wird, kann die Koagulierung des Käsegemisches durch saure Koagulierung
alleine unter Benutzung von Milchsäure und Laktobionsäure durchgeführt werden,
die in einer vereinigten Menge zugesetzt werden. Auf diese Weise
werden die Ergebnisse verbessert, da Zeiteinsparungen dadurch erreicht
werden, dass wenigstens der Kultivierungsaufwand vermindert wird.
Die wahlweise Mitzugabe von Geschmackskonzentrat zu dem Käsegemisch einschließlich der
Laktobionsäure
kann dazu dienen, bei reduziertem oder fehlendem Einsatz einer Starterkultur
gewünschte
Kulturmerkmale geschmacklich hinreichend zu kompensieren.
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Bei
einer wichtigen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird Laktobionsäure in Schmelzkäse eingebracht.
Unter Bezugnahme auf 6 wird Laktobionsäure in verschiedenen
Formen einem Schmelzkäsegemisch
zugesetzt, das im Übrigen
herkömmliche
Bestandteile wie Emulgatoren, Salz, Konservierungsmittel, Farbstoffe,
zerkleinerten Hartkäse
und Milchbestandteile wie Molkeproteinkonzentrate und Trockenmolke enthält (Stufe 601).
Das Käsegemisch
wird zu einer plastischen homogenen Masse erhitzt (Stufe 603)
und dann verpackt und gekühlt
(Stufe 605). In 6A wird
die Laktobionsäure
dem Schmelzkäsegemischpräparat direkt zugesetzt.
In 6B wird die Laktobionsäure unter Benutzung eines biogenerierte
Laktobionsäure
enthaltenden Käses
zugesetzt. In 6C wird die Laktobionsäure unter
Benutzung von Molke oder Molkekonzentrat oder -permeat zugesetzt,
die biogenerierte Laktobionsäure
enthalten. Ein solches Molkekonzentrat könnte z. B. dadurch erhalten
werden, dass man Molke mit einer geeigneten Laktoseoxidase behandelt.
Das Schmelzkäseprodukt,
das mit Laktobionsäure
hergestellt wurde und diese enthält,
hat zufrieden stellende organoleptische und strukturelle Eigenschaften
ohne Beigeschmack und ist in Bezug auf diese Eigenschaften mit herkömmlichem
Schmelzkäse
vergleichbar.
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Bei
der Produktion von Schmelzkäse
ist es oft erwünscht,
den Fett- und/oder Trockenmassegehalt des Schmelzkäses zu verringern.
Diese Notwendigkeit beruht unter anderem darauf, dass der Verbraucher
Produkte mit geringem Kaloriengehalt bevorzugt, und auf Bemühungen,
Kosten je Einheitsmenge Schmelzkäse zu
sparen. Wenn der Fett- oder Trockenmassegehalt in dem Schmelzkäse reduziert
wird, gibt es jedoch oft ein Problem mit der Struktur des resultierenden
Produkts mit reduziertem Fett- und/oder Trockenmassegehalt. Ein solches
Produkt wird nämlich
gewöhnlich
eine verschlechterte Struktur haben und sensorische Bewertung (d. h.
Mundgefühl)
nicht erfüllen.
Der Zusatz von Laktobionsäure
und/oder ihres Salzes zu dem Verfahren schafft erwiesenermaßen einen
Schmelzkäse,
der einen reduzierten Fett- und/oder Trockenmassegehalt haben kann und
dabei die mit diesen Stoffen verbundene Struktur und sensorische
Eigenschaft beibehält.
Im Einzelnen wurde gefunden, dass Laktobionsäure oder ihr Salz das Verhalten
des Schmelzkäses
bezüglich
der nachfolgenden Cremekonsistenzbildung verbessert (d. h. sie erhöhen die
Heißkäseviskosität während der
Cremekonsistenzbildung im Anschluss an eine Wärmebehandlung der Schmelzkäseformulierung).
Es wurde gefunden, dass Laktobionsäure die nachfolgende Cremekonsistenzbildung
von Schmelzkäse
wirksam verstärkt
(d. h. die Heißkäseviskosität erhöht (oder
bei reduziertem Fett- und/oder Trockenmassegehalt beibehält)), aber
den Prozess der Cremekonsistenzbildung nicht verzögert. Viele
Festigungsmittel (z. B. Dextran, Johannisbrot-Gummiharz und dergleichen)
erhöhen
während
der Cre mekonsistenzbildung ebenfalls die Heißkäseviskosität, führen aber im Allgemeinen zu
einer Verzögerung
des gesamten Prozesses der Cremekonsistenzbildung. Ferner führen Gummiharze
und Stärken
selbst in Mengen von weniger als 2% zu negativen sensorischen Eigenschaften
(z. B. Mundgefühl
und Oberflächenglanz).
Gummiharze können
aus diesem Grund z. B. in einigen Schmelzkäseaufstrichen gar nicht verwendet
werden.
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Demgemäß schafft
die vorliegende Erfindung einen Schmelzkäse mit 0,1 bis 10% Laktobionsäure und/oder
ihrem Salz. Vorzugsweise liegt die Menge der Laktobionsäure oder
ihres Salzes in dem Schmelzkäse der
vorliegenden Erfindung in dem Bereich von 0,5 bis 7% und insbesondere
von 1 bis 5%.
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Die
Laktobionsäure
kann in die Schmelzkäseformulierung
als solche oder in der Form ihres Salzes oder in Form ihrer Gemische
daraus eingeführt
werden. Es kann irgendein Salz verwendet werden, sofern es in einem
Nahrungsmittelprodukt zulässig
ist und nicht in anderer Weise die Eigenschaften des Schmelzkäses verschlechtert.
Beispiele diesbezüglicher
Salze sind Alkali- und Erdalkalimetallsalze wie Natrium-, Kalium-, Calcium-
und Magnesiumsalze sowie Ammoniumsalze. Unter diesen Salzen werden
Natrium- und Calciumsalze bevorzugt.
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Der
Trockenmassegehalt in dem Schmelzkäse der Erfindung beträgt vorzugsweise
25 bis 60% und insbesondere 30 bis 50%. Der Fettgehalt in dem Schmelzkäse nach
der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 5 bis 40% und insbesondere
7 bis 30%. In diesem Zusammenhang soll sich die Bezeichnung „reduzierter
Fettgehalt und/oder Trockenmassegehalt" auf eine entsprechende Käseformulierung
beziehen, die keine Laktobionsäure
enthält.
Demgemäß wird der
Fachmann erkennen, dass es Schmelzkäseformulierungen ohne Laktobionsäure und
mit einem geringeren Fett- und/oder Trockenmassegehalt als in dem
erfindungsgemäßen Schmelzkäse geben
kann. Jenen herkömmlichen
Schmelzkäseformulierungen
werden jedoch folglich die Eigenschaften des entsprechenden Schmelzkäses der
Erfindung wie strukturelle Stabilität und sensorische Vorteile
fehlen.
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Ein
Schmelzkäse
der vorliegenden Erfindung einschließlich eines Käses mit
einem reduzierten Fett- und/oder Trockenmassege halt kann durch Mischung
herkömmlicher
Schmelzkäseformulierungsbestandteile mit
Laktobionsäure
und/oder einem Salz der Laktobionsäure hergestellt werden. Bestandteile,
die herkömmlicherweise
bei der Herstellung von Schmelzkäse
eingesetzt werden, sind Käse,
Butter, wasserfreies Milchfett, Casein, Magermilchpulver, Molkepulver,
Kohlenhydrate (wie Stärke,
Laktose, Milchsäure
und Bindungsmittel), Salze (wie Natriumchlorid und schmelzende oder
emulgierende Salze (z. B. Salze der Zitronen- und Phosphorsäure)) und
Wasser. Das bedeutet, dass herkömmlich
verwendete Schmelzkäseformulierungen
bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können.
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Bei
dem Verfahren der Erfindung wird die Laktobionsäure vorzugsweise in der Form
einer wässrigen Lösung zugesetzt,
in der die Säure
als solche oder in der Form ihres Salzes enthalten ist. Ein Laktobionsäuresalz
kann dadurch gebildet werden, dass man eine Base wie Natriumhydroxid,
Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Calciumhydroxid oder die
betreffenden Carbonate einer Laktobionsäurelösung zusetzt. Das Salz kann
auch durch pH-Einstellung
in der Schmelzkäseformulierung
gebildet werden. Es ist so verständlich, dass
Laktobionsäuresalz
normalerweise nach Mischung der Schmelzkäseformulierungsbestandteile
mit Laktobionsäure
gebildet wird. Vorzugsweise wird der pH der resultierenden Schmelzkäseformulierung
in dem Bereich von 5,5 bis 5,9, insbesondere 5,6 bis 5,8 eingestellt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens der Erfindung zur Herstellung von Schmelzkäse ersetzt
die Laktobionsäure
und/oder ihr Salz in der Schmelzkäseformulierung teilweise oder
vollständig Laktose.
Ein zusätzlicher
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Bräunung infolge der Maillard-Reaktion
in Formulierungen mit beibehaltenem Laktosegehalt nicht verstärkt wird
und in Formulierungen drastisch vermindert wird, bei denen Laktose
teilweise durch Laktobionsäure
oder ihr Salz ersetzt ist.
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In
der Mischstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann irgendein Mischverfahren benutzt werden, das bei der Schmelzkäseherstellung
praktiziert wird. Typischerweise ist dies eine Mischung unter Rühr/Scherbedingungen
bis zur Homogenität
bei Tem peraturen zwischen 15 und 30°C, insbesondere zwischen 20
und 25°C.
Es kann eine herkömmliche
Mischanlage benutzt werden wie etwa eine beliebige Mischerart (z.
B. Rührer,
Einzel- oder Doppelbandmischer und dergleichen). Die Mischstufe
als solche ergibt die gewünschte
Struktur (das ist eine gelartige Paste); das resultierende Produkt
kann als das Endprodukt verpackt werden, oder es kann falls erwünscht oder
nach den gültigen
Regierungsvorschriften nötig
weiter behandelt werden. Zum Beispiel ist eine UHT-Behandlung (ultrahohe
Temperatur) in bestimmten Ländern
oder Gebieten (z. B. Europäische
Union) gesetzlich erforderlich, um eine Verminderung spezifischer
Mikroorganismen (z. B. Clostridia) zu gewährleisten. Die Struktur des
Schmelzkäsegemisches
wird gewöhnlich
in einer Wärmebehandlungsstufe zerstört, die
unabhängig
von dem besonderen Mischgerät
oder der angewandten Arbeitsweise eine Lösung stark hydratisierter Bestandteile
ergibt. Eine solche Behandlung wird normalerweise eine nachfolgende
Cremekonsistenzbildung des Gemisches erfordern, um die gewünschten
strukturellen Eigenschaften (d. h. eine feste Gelstruktur) zurückzugewinnen.
Schmelzkäse,
der nicht einer solchen die Struktur zerstörenden Behandlung unterworfen
wird wie in den Vereinigten Staaten, bilden im Allgemeinen nachträglich keine
Cremekonsistenz.
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Ein
detailliertes Verfahren zur Herstellung von Schmelzkäse mit einer
Arbeitsweise zur nachfolgenden Bildung einer Cremekonsistenz wird
nun beschrieben. Wenn das resultierende Gemisch der Schmelzkäseformulierungsbestandteile
und der Laktobionsäure
oder ihres Salzes wärmebehandelt
wird, kann diese Behandlung unter Bedingungen durchgeführt werden,
die üblicherweise
bei der Sterilisierung oder UHT-Behandlung zur Anwendung kommen.
Das heißt,
die Temperatur ist vorzugsweise 105 bis 150°C. Wenn die Wärmebehandlung
eine UHT-Behandlung ist, beträgt
die Temperatur insbesondere 135 bis 140°C (im Falle indirekter Erhitzung,
z. B. mit einem Plattenwärmeaustauscher)
oder 140 bis 150°C
(bei direkter Erhitzung, z. B. durch Wasserdampfinjektion). Wenn
die Wärmebehandlung
eine Sterilisierungsbehandlung ist, liegt eine bevorzugtere Temperatur
in dem Bereich von 110 bis 120°C.
Die Wärmebehandlung
wird vorzugsweise 2 Sekunden bis 20 Minuten durchge führt. Insbesondere
bei der UHT-Behandlung ist die Erhitzungszeit 2 bis bis 15 Sekunden, während sie
für die
Sterilisierungsbehandlung in dem Bereich von 10 bis 20 Minuten liegt.
Im Allgemeinen kann die Wärmebehandlung
durch direkte Wasserdampfinjektion oder unter Benutzung eines Wärmeaustauschers mit
geschabter Oberfläche
oder einer Chargenkocherart (z. B. Stephan-Kocher) durchgeführt werden,
wie sie üblicherweise
auf diesem Gebiet benutzt wird.
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Im
Falle der Wärmebehandlung
wird das wärmebehandelte
Gemisch anschließend
auf eine Temperatur vorzugsweise unter 100°C und über 15°C (z. B. 25 bis 98°C) abgekühlt. Ökonomisch
vernünftig
ist natürlich eine
Temperatur, die dicht an der der folgenden Stufe der Cremekonsistenz-Nachbildung
ist. Ein besonders bevorzugter Bereich ist daher 70 bis 95°C. Die Kühlung kann
durch Entspannungskühlung
(durch Druckentspannung) oder durch Benutzung irgendeiner Wärmeaustauscherart
oder eines anderen Kühlgeräts durchgeführt werden
wie etwa eines Plattenwärmeaustauschers,
eines Wärmeaustauschers
mit geschabter Oberfläche
und dergleichen oder einer Kombination aus diesen.
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Dann
wird das gekühlte
Gemisch der nachfolgenden Cremekonsistenzbildung unterworfen, die
vorzugsweise bei einer Temperatur von 70 bis 95°C und insbesondere 80 bis 85°C durchgeführt wird.
Die Behandlung der nachfolgenden Cremekonsistenzbildung kann in
irgendeinem herkömmlichen
Behälter
oder Tank mit einem Gerät
durchgeführt
werden, das eine milde gleichmäßige Rühr/Scherwirkung
erlaubt. Die Behandlung zur nachfolgenden Cremekonsistenzbildung
wird vorzugsweise durchgeführt,
bis der Viskositätswert
eines entsprechenden Schmelzkäses
erreicht ist, der keine Laktobionsäure oder ihr Salz enthält. Zeitabhängige Viskositätskurven
herkömmlicher
Arbeitsverfahren zur nachfolgenden Cremekonsistenzbildung sind in
den 8 und 9 gezeigt. Wie aus diesen Kurven
ersichtlich ist, erreicht die Viskosität nach einer Anfangsphase ein Plateau;
die Behandlung zur nachfolgenden Cremekonsistenzbildung wird vorzugsweise
fortgesetzt, bis dieses Plateau erreicht ist. Zu Zwecken dieser
Erfindung wird dieses Plateau als der „zeitunabhängige Viskositätswert" angesehen.
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Obgleich
es zur besseren Verfahrensüberwachung
erwünscht
sein kann, ist es nicht nötig,
die Viskosität
oder einen verwandten Parameter zu messen, um aus dem Ergebnis der
Erfindung Nutzen zu ziehen. Wenige Testversuche und die Bewertung
der zugehörigen
Produktstruktur können
ausreichend sein, um für eine
Laktobionsäure
oder ihr Salz enthaltende Formulierung schnell die optimale Zeit
der Cremekonsistenzbildung (die gewöhnlich an dem Plateau ist)
zu identifizieren. Eine Herstellungsanlage kann dann mit einer auf diese
Weise festgestellten Zeit gefahren werden. Die Zeitdauer der Behandlung
zur nachfolgenden Cremekonsistenzbildung beträgt vorzugsweise bis zu 90 Minuten
und insbesondere 10 bis 40 Minuten. Die bei der Behandlung zur nachfolgenden
Cremekonsistenzbildung benutzte Schergeschwindigkeit wird üblicherweise
die Zeit der Cremekonsistenzbildung beeinflussen und in Abhängigkeit
von der Auslegung der Anlage (z. B. Größe, kontinuierlicher oder chargenweiser
Betrieb und dergleichen) variieren. Kenndaten wie die Schergeschwindigkeit
müssen
jedoch nicht als Kontrollparameter benutzt werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens der Erfindung wird die Reaktion der nachfolgenden
Cremekonsistenzbildung durch Zugabe von Fertigprodukt mit guter
Konsistenzbildung (das ist vorgekochter Käse) in einer Menge bis zu 10%,
vorzugsweise mehr als 0,1%, bevorzugter in dem Bereich von 0,5 bis
5% und insbesondere 2% initiiert („katalysiert"). Der vorgekochte
Käse kann
ein ad hoc zubereitetes Material oder wie in den Beispielen 8 und
9 ein handelsübliches
Produkt sein. In der Anlage kann es zweckmäßig sein, wieder aufgearbeitetes
Material als den vorgekochten Käse
zur Initierung der Reaktion zur nachfolgenden Cremekonsistenzbildung
zu benutzen. Die Menge des vorgekochten Käses wird in einem gewissen
Ausmaß die
Zeit der Cremekonsistenzbildung beeinflussen (d. h. je mehr vorgekochter
Käse, um
so kürzer
die Zeit der Cremekonsistenzbildung). In den Beispielen 8 und 9
dienten Portionen eines handelsüblichen
Produkts mit Cremekonsistenz zu diesem Zweck. Der Zusatz eines solchen „Katalysators" (d. h. von vorgekochtem
Käse) ist
wichtig, um in den Beispielen 8 und 9 die kurzen Cremekonsistenzbildungszeiten
zu erreichen. Wenn kein vorgekochter Käse eingesetzt wird, erfordert
die nachfolgende Cremekonsistenzbildung gewöhnlich beträchtlich längere Zeit (z. B. manchmal
2 × so
lange). Die 8 und 9 sind graphische
Darstellungen, die Kurven der nachfolgenden Cremekonsistenzbildung
(d. h. Viskosität
als Funktion der Zeit) für
die in den Beispielen 7 bzw. 8 beschriebenen Proben zeigen.
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Der
wärmebehandelte
und nachfolgender Cremekonsistenzbildung unterworfene Schmelzkäse kann in
der üblichen
Weise weiter behandelt (z. B. gekühlt, verpackt, gelagert) werden.
Der anfallende Schmelzkäse hat
gegenüber
herkömmlichen
Produkten Vorteile dadurch, dass er bei einem geringeren Fett- und/oder
Trockenmassegehalt vergleichbare Struktur und sensorische Eigenschaften
beibehält
oder diese bei dem gleichen Fett- und Trockenmassegehalt übertrifft.
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Nachdem
die Ausführungsformen
des in den Figuren dargestellten Verfahrens sowie andere Ausführungsformen
allgemein beschrieben wurden, wird die Erfindung nun an spezifischen
Beispielen beschrieben, die verschiedene Merkmale der vorliegenden
Erfindung weiter erläutern,
aber den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränken sollen, der durch die
anhängenden
Ansprüche
definiert ist. Alle hier benutzten Prozentangaben beziehen sich
auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.
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Beispiel 1
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Eine
versuchsmäßige Zusammensetzung
mit den Merkmalen einer Ausführungsform
der Erfindung wurde hergestellt, um die Verwendung von Laktobionsäure zur
direkten Ansäuerung
bei der Weichkäseherstellung
zu zeigen. Die Zusammensetzung des in dieser Hinsicht zubereiteten
Käsegemisches
ist in Tabelle 1 angegeben.
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Zur
Herstellung des Weichkäsegemisches
wurde die Laktobionsäure,
die als weißes
kristallines Pulver im Handel von Lonza Inc. (Fairlawn, NJ) erhalten
wurde, unter Rührung
in dem in der Zusammensetzung eingesetzten Wasser gelöst. Bei
diesem Versuch wurde die Laktobionsäure in ihrer freien Säureform
zugesetzt. Die Laktobionsäure
enthaltende Lösung
wurde dann mit den restlichen Bestandteilen bestehend aus dem Süßrahm, ultrafiltrierter
Milch, Salz (NaCl) und Gummiharz des Johannisbrotbaums gemischt.
Das Gemisch wurde koaguliert und der pH des anfallenden Gemi sches
war etwa 4,52. Das Gemisch wurde dann bei 180°F [82,2°C] gekocht und dann bei 2.500
psi [17,24 MPa] homogenisiert. Während
dieses Verfahrens ließ man
den flüssigen
Milchbestandteil nicht unter 140°F
[60,0°C]
abkühlen.
Das erhaltene Weichkäseprodukt
wurde dann in einzelne 8-Unzen-Becher verpackt und kalt gelagert. Tabelle 1 Bestandteile einer erfindungsgemäßen Weichkäsezusammensetzung
Bestandteil | Menge
(%) |
Süßrahm | 77,89 |
UF-Milch
(5X) | 17,0 |
Laktobionsäure | 4,0 |
Salz | 0,7 |
Gummiharz | 0,3 |
Kaliumsorbat | 0,03 |
Geschmacksstoffe | 0,08 |
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Das
Weichkäseprodukt
wurde durch geübte
Gutachter organoleptisch bewertet. Es wurden keine Geschmacksabweichungen
festgestellt. Die Gesamterscheinung, Geschmack, Struktur und Mundgefühl waren annehmbar.
Das Fehlen von Kulturmerkmalen in dem erhaltenen direkt angesäuerten Weichkäse konnte
durch Einsatz von Geschmackssystemen zur Schaffung eines gewünschten
Weichkäsegeschmacks
ausgeglichen werden.
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Beispiel 2
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Eine
versuchsmäßige Zusammensetzung
mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform
der Erfindung wurde hergestellt, um zur Ansäuerung des Weichkäses die
Verwendung von Laktoseoxidaseenzym zur Erzeugung von Laktobionsäure in situ
zu zeigen. Die Zusammensetzung des Weichkäsegemisches ist in Tabelle
2 angegeben. Diese Zusammensetzung wurde mit einer für herkömmlichen
Weichkäse
charakteristischen Kontrollzusammensetzung verglichen.
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Bei
diesem Versuch wurde der Enzymbestandteil Laktoseoxidase verwendet,
um während
der Weichkäseherstellung
Laktobionsäure
in situ zu erzeugen. Die Laktoseoxidase wurde von Novozymes A/S
(Franklinton, NC) bezogen. Die Laktoseoxidase war ein Flavin- enzym, bei dem FAD
(Flavin-adenin-dinukleotid) als Kofaktor bei der Laktoseoxidase
anwesend war.
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Zur
Herstellung des Weichkäsegemisches
wurden Süßrahm, WPC
80, Salz, Gummiharz des Johannisbrotbaums, Weichkäse-Geschmackskonzentrat
und K-Sorbat gemischt. Das Gemisch wurde dann durch Erhitzen auf
180°F [82,2°C] gekocht
und 5 Minuten gehalten mit nachfolgender Homogenisierung des gekochten
Gemisches bei etwa 2.500 psi [17,24 MPa]. An dieser Stelle wurde
das homogenisierte Gemisch mit dem Laktoseoxidaseenzym und einer
Massenweichkäse-Starterkultur
inokuliert. Die Starterkultur war eine im Handel erhältliche
Kultur von DVS Lactococcus lactis, die von Chris Hansen, Inc., Milwaukee,
Wisconsin bezogen wurde. Nach Inkubierung über Nacht (16 Stunden) bei
72°F [22,2°C] war der
pH auf 4,4 gefallen. Nach Einstellung des pH auf 4,7 mit frischem
unbeimpftem Weichkäsegemisch
wurde das Gemisch einer Erhitzungsstufe bei 180°F [82,2°C] unterworfen und bei 2.500
psi [17,24 MPa] homogenisiert. Das erhaltene Käseprodukt wurde dann in Becher
von 8 Unzen [236,59 ml] verpackt und kalt gelagert.
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Als
Kontrolllauf wurde ein anderes Käsegemisch
nach der in Tabelle 2 geschriebenen Formulierung und dem oben beschriebenen
Arbeitsverfahren hergestellt, wobei abweichend der Laktoseoxidasebestandteil weggelassen
wurde. Die Prozentangaben des Gemisches des Kontrolllaufs sind ebenfalls
in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Bestandteile der Zusammensetzungen des
erfindungsgemäßen Weichkäses und
Kontrollweichkäses
Bestandteil | Erfindungsgemäße Probe
Menge (%) | Kontrollprobe
Menge (%) |
Süßrahm | 77,83 | 79,41 |
Wasser | 3,23 | 2,43 |
UF-Milch
(5X) | 17,0 | 17,0 |
Laktoseoxidase
(258 U/ml) | 0,82 | 0 |
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Bestandteil | Erfindungsgemäße Probe
Menge (%) | Kontrollprobe
Menge (%) |
Kultur | 0,01 | 0,01 |
Satz | 0,70 | 0,73 |
Gummiharz | 0,30 | 0,31 |
Kaliumsorbat | 0,03 | 0,03 |
Geschmacksstoffe | 0,08 | 0,08 |
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Das
unbehandelte Kontrollweichkäseprodukt
enthielt bestimmungsgemäß 2,5% Laktose.
Demgegenüber
enthielt das für
die Erfindung repräsentative,
mit Laktoseoxidaseenzym behandelte Weichkäseprodukt nur 0,3% Laktose.
Der Laktobionsäuregehalt
der Weichkäseprodukte
wurde durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
unter Benutzung eines Ionenaustauschprotokolls bestimmt. Bei dem
mit Laktoseoxidaseenzym behandelten Produkt waren etwa 88% der ursprünglichen
Laktose zu Laktobionsäure
umgesetzt worden.
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Wie
durch diese Ergebnisse auch gezeigt wird, erlaubt die Erfindung
neben der Aziditätserzeugung
in situ zur Unterstützung
der Ansäuerung
den Einsatz von Molkeproteinkonzentraten mit höherem Laktosegehalt in Weichkäsegemischformulierungen.
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Beispiel 3
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Eine
versuchsmäßige Zusammensetzung
mit den Merkmalen noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wurde
hergestellt, um den Einsatz von Laktobionsäure zur direkten Ansäuerung bei
der Herstellung von Cheddarkäse
zu zeigen.
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Ein
Cheddarkäsegemisch,
das 20 g Lactobionsäure
in 475 ml Milch und 5 ml Wasser gelöst enthielt, wurde in einem
sterilen Becherglas zubereitet. Dann wurden dem Gemisch 500 μl doppelstarkes
CHY-MAX® zugesetzt.
CHY-MAX® ist
eine Reihe von durch Fermentierung hergestellten Chymosinprodukten
und wurde von Chris Hansen, Inc., Milwaukee, Wisconsin bezogen.
Das resultierende Gemisch wurde bei 88°F [31,1°C] 30 Minuten inkubiert. Das
Koagulat wurde zur Synerese mit einem Messer geschnitten. Das Koagulat
wurde zur Erhöhung
seiner Temperatur von etwa 88°F
[31,1°C]
auf 102°F
[38,9°C]
unter häufigem
Schütteln
in einem Wasserbad erwärmt.
Als das Koagulat etwa 102°F
[38,9°C]
erreichte, wurde es weitere 60 Minuten bei einem pH von 5,8 inkubiert,
dekantiert und dann zur Molkeentfernung gepresst. Der Quark wurde
mit 0,7% Natriumchlorid gesalzen. Der gesalzene Quark wurde über Nacht
(das sind 16 Stunden) gepresst, und dann wurde der Käse in Vakuumbeutel
verpackt.
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Das
Cheddarkäseprodukt
hatte zufrieden stellende organoleptische und strukturelle Eigenschaften, ohne
dass irgendwelche Geschmacksabweichungen festgestellt wurden. Diese
Ausführungsform
bietet wegen des Fehlens der Verarbeitung mit Milchsäurebakterienkulturen
Zeiteinsparungen bei der Hartkäseproduktion
und demzufolge erhöhte
Ertragsausbeuten.
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Beispiel 4
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Eine
versuchsmäßige Zusammensetzung
mit Merkmalen einer anderen, der Herstellung von Hartkäse verwandten
Ausführungsform
der Erfindung wurde hergestellt, um zur Unterstützung der Ansäuerung bei
der Cheddarkäseherstellung
den Einsatz von Laktoseoxidase zum Teilersatz von Kulturen zu zeigen.
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Zur
Herstellung eines Cheddarkäsegemisches
wurden 950 Einheiten Laktoseoxidase desselben Typs, wie er in Beispiel
2 beschrieben wurde, in einem sterilen Becherglas 475 ml Milch und
5 ml Wasser unter Mischung mit 0,001% Starterkultur zugesetzt. Die
Starterkultur war eine Kultur DVS Lactococcus lactis, die von Chris
Hansen, Inc., Milwaukee, Wisconsin geliefert wurde. Die normalerweise
bei der Cheddarkäseherstellung eingesetzte
Kulturmenge beträgt
etwa 0,01% des Käsegemisches,
so dass dieses Beispiel nur etwa 10% der typischen Menge des Starterkulturgehalts
in einem Käsegemisch
brauchte.
-
Dann
wurden 500 μl
CHY-MAX® doppelter
Stärke
zugesetzt, und das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten bei 88°F [31,1°C] inkubiert.
Das Koagulat wurde zur Synerese mit einem Messer geschnitten. Das
Koagulat wurde unter häufigem
Schütteln
in einem Wasserbad zur Erhöhung
seiner Temperatur von etwa 88°F [31,1°C] auf etwa
102°F [38,9°C] erwärmt. Nachdem
das Koagulat 102°F
[38,9°C]
erreicht hatte, wurde es weitere 60 Minuten bei pH 5,8 inkubiert,
dekantiert und dann zur Molkeentfernung gepresst. Der Quark wurde
mit 0,7% Natriumchlorid gesalzen. Der gesalzene Quark wurde über Nacht
(d. h. 16 Stunden) gepresst, und dann wurde der Käse in Vakuumbeutel
verpackt.
-
Die
Ergebnisse zeigten, dass die Bildung von Laktobionsäure in situ
in Cheddarkäse,
der bei diesem Versuch nach einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt
wurde, die Kulturmenge verringerte, die dem Käsegemisch zur nötigen Herabsetzung
des pH zugesetzt werden musste.
-
Ferner
enthielt das für
die Erfindung charakteristische, mit Laktoseoxidaseenzym behandelte
Cheddarkäseprodukt
weniger als 0,2% Laktose. Ein separater Kontrolllauf des Cheddarkäseprodukts,
das in gleicher Weise, jedoch unter Benutzung von 0,01% Starterkultur
und ohne den Lactoseoxidasebestandteil hergestellt war, enthielt
gemäß Bestimmung
weniger als 0,3% Laktose. Das Cheddarkäseprodukt hatte zufrieden stellende
organoleptische und strukturelle Eigenschaften ohne irgendwelche
Geschmacksabweichungen, und es war hinsichtlich dieser Eigenschaften
mit der Kontrollprobe des Cheddarkäses vergleichbar.
-
Beispiel 5
-
Bei
einem anderen Versuch diente anstelle von Kultivierung Laktoseoxidaseenzym
zur Erzeugung von Laktobionsäure
in situ für
die Ansäuerung
bei der Produktion von UF-Käse.
Die Zusammensetzung des UF-Käsegemisches
ist in Tabelle 3 angegeben.
-
Für dieses
Arbeitsverfahren wurden 1.000 ml frische Magermilch bei 145°F [62,8°C] auf das
Fünffache unter
Benutzung eines Ultrafiltrationsgeräts konzentriert, das eine Membranporengröße hatte,
die den Durchtritt von Molekülen
mit einem größeren Molekulargewicht
als 10.000 einschränkte.
Vor Beginn der Ultrafiltration wurde ein Laktoseoxidaseenzym der
in Beispiel 2 beschriebenen Art in einer Menge von 0,2 Einheiten
je Gramm Milch zugesetzt. Gleichzeitig wurden 5,4 g Salz zugegeben.
Die Konzentrierung durch das Ultrafiltrationsverfahren wurde beendet,
als 80% des ursprünglichen
Milchvolumens entfernt waren. 103 g Süßrahm (40%) wurden dann der
konzentrierten Milch zugesetzt, um ein Verhältnis Protein:Fett von etwa
0,8 zu erreichen. 10 μl
Labferment wurden dem konzentrierten Magermilch/Rahm-Gemisch zugesetzt,
und das Gemisch wurde langsam gerührt, bis das Laktoseoxidaseenzym
genügend
Laktose zur Laktobionsäure
umgesetzt hatte, so dass das Gemisch einen pH von etwa 5 erreichte.
Die Eindampfung wurde nach einer für diesen Zweck üblichen
Eindampfungsmethode durchgeführt,
um den gewünschten
Endfeuchtigkeitsgehalt des Käses
zu erreichen. Tabelle 3 Bestandteile einer erfindungsgemäßen UF-Käsezusammensetzung
Bestandteil | Menge |
Magermilch | 1000
ml |
Süßrahm (40%) | 103
g |
Enzym | 2000
Einheiten |
Salz | 5,4
g |
Labferment | 10 μl |
-
Durch
Bestimmung des Laktosegehalts in dem UF-Produktkäse und Vergleich dieses Wertes
mit dem eines Kontrolllaufs, bei dem der UF-Käse in gleicher Weise, jedoch
unter Wegfall der Zugabe der Laktoseoxidase hergestellt wurde, wurde
bestätigt,
dass die in der Magermilch vorliegende Laktose bei Verarbeitung
in Gegenwart des Laktoseoxidaseenzyms zu Laktobionsäure umgesetzt
war. Ferner wurde wegen der Umsetzung von Laktose zu Laktobionsäure für das umgesetzte
Retentat weniger Diafiltration benötigt verglichen mit der bei
der herkömmlichen
UF-Käseproduktion
typischerweise benutzten. Das bedeutet, diese Ausführungsform
ergab viel mehr von Laktose abgeleitete Feststoffe, als das gleiche
Verfahren unter Benutzung von Starterkulturen erbringen würde. Da
Laktobionsäure
(Formelgewicht 358,3) ein Massengewicht/Mol hat, das etwa das Vierfache
des Massengewichts/Mol der Milchsäure (Formelgewicht 90,08) beträgt, wird
auf molarer Basis eine größere aus
Laktose stammende Masse auf einer äquimolaren Basis zurückgehalten,
wenn wie nach dieser Ausführungsform
der Erfin dung Laktose anstatt zu Milchsäure zu Laktobionsäure umgesetzt
wird.
-
Beispiel 6
-
Bei
diesem Versuch wurden Schmelzkäse
aus Käsegemischzusammensetzungen
hergestellt, die eine von drei verschiedenen Laktobionsäureformen
enthielt. Die Grundzusammensetzungen der drei Schmelzkäsegemische
sind in Tabelle 4 angegeben. Sie variierten nur in der besonderen
Form der eingesetzten Laktobionsäure.
Als Kontrolllauf wurde ein anderes Käsegemisch nach der in Tabelle
4 beschriebenen Formulierung und der unten beschriebenen Arbeitsweise
hergestellt, wobei abweichend die Laktobionsäure weggelassen wurde.
-
Die
diese Erfindung charakterisierenden Käsegemische enthielten die folgenden
Bestandteile: Molkeproteinkonzentrat (WPC 34, Wisconsin Whey International,
Juda, Wisconsin) mit einem Gehalt von 34% Molkeprotein, Milchproteinkonzentrat
(NZ MPC-70, New Zealand Milk Products, Wellington, New Zealand),
Trockenmolke (mit einem Gehalt von 71,78% Laktose; Krafen, Kraft
Foods, Glenview Ill.), Wasser, zerkleinertem Käse, wasserfreiem Milchfett
(AMF), den Farbstoffen APO und Annatto, Sorbinsäure, Emulgatoren (nämlich Mononatriumphosphat
und Dinatriumphosphat), Salz (NaCl), Kondensat und Laktobionsäure. Das
Kondensat ist das Wasser, das der Käsemasse während des Kochens durch Kondensation
von Wasserdampf zugesetzt wird, der bei der Schmelzkäseherstellung
in dem direkten Wasserdampfinjektionsverfahren eingesetzt wird. Die
Menge des Kondensats ist von der Zeit, der Kochtemperatur und der
Anfangstemperatur des Käsegemischs
abhängig.
Diese Menge wird bestimmt und wird bei der Einstellung des Wassers
in der Formulierung benutzt. Der Kontrolllauf hatte die gleiche
Zusammensetzung mit der Ausnahme, dass er keine Laktobionsäure enthielt
(alle anderen Bestandteile waren in den gleichen Verhältnissen
enthalten).
-
Das
Käseherstellungsverfahren
war wie folgt. Käse,
AMF, emulgierendes Salz, Sorbinsäure,
Mono- und Dinatriumphosphat, APO und Annatto wurden in eine Hobart-Mischerschale
eingesetzt und etwa 2 Minuten gemischt. Eine feuchte Mischung des
Rests der Bestandteile wurde in der Laktobionsäurelösung (unten beschrie ben) hergestellt
und der Mischerschale zugesetzt. Die Mischung wurde fortgesetzt,
bis alle Bestandteile gut gemischt waren. Für den Kontrolllauf wurde die
feuchte Mischung des Rests der Bestandteile stattdessen in dem Wasser
ohne die Lactobionsäure
hergestellt, und diese feuchte Mischung wurde der Mischerschale
zugesetzt.
-
Das
durchgemischte Gemisch wurde in einen Kocher übertragen, wo es durch direkte
Wasserdampfeinblasung erhitzt wurde. Das Gemisch wurde auf 184°F [84,4°C] mit einer
Erhitzungsgeschwindigkeit von 1°F/Min
[0,6°C/Min]
erhitzt. Die Temperatur wurde auf 184°F [84,4°C] gehalten, und die Mischung
wurde etwa 2 Minuten fortgesetzt. Das Produkt wurde in Becher von
8 Unzen [236,59 ml] gegossen, abgekühlt und in gekühltem Zustand
bis zur weiteren Verwendung gelagert. Tabelle 4 Bestandteile einer erfindungsgemäßen Schmelzkäsezusammensetzung
Bestandteil | Menge
(g) | Menge
(%) |
MPC-70 | 344,74 | 15,22 |
WPC
34 | 94,80 | 2,18 |
Trockenmolke | 21,55 | 6,95 |
Wasser | 679,04 | 29,94 |
Käse | 340,20 | 15,0 |
AMF | 378,76 | 16,70 |
APO | 0,46 | 0,02 |
Annatto | 0,46 | 0,02 |
Sorbinsäure | 2,29 | 0,10 |
MSP1 | 7,20 | 0,32 |
DSP1 | 55,63 | 2,45 |
Emulgierendes
Salz | 34,38 | 1,52 |
Kondensat2 | 204,12 | 9,0 |
Form
der Laktobionsäure3 | 90,72 | 4,0 |
- 1 Es wurde kein
Mononatriumphosphat zugesetzt, wenn die Laktobionsäure direkt
verwendet wurde. Stattdessen wurde eine äquivalente Menge Dinatriumphosphat
zugesetzt zusätzlich
zu der Menge des Bestandteils, die für den Bestandteil in Tabelle
4 für die
Formulierung schon spezifiziert ist.
- 2 Das „Kondensat" war das Wasser, das der Käsemasse
während
der Kochung durch Kondensation des Wasserdampfs zugesetzt wurde,
der bei der Schmelzkäseherstellung
zu dem herkömmlichen
direkten Wasserdampfinjektionsverfahren diente. Die Kondensatmenge
ist abhängig
von der Zeit, Kochtemperatur und Anfangstemperatur des Gemisches.
Diese Menge wurde bestimmt und fand bei der Einstellung des Wassers
in der Käsezusammensetzung
Anwendung.
- 3 Eine der drei verschiedenen Laktobionsäureformen
wurde den drei verschiedenen Käsegemischproben
mit der obigen Zusammensetzung zugesetzt. Diese drei verschiedenen
untersuchten Laktobionsäureformen
wurden in Lösung
wie folgt zugesetzt: (a) Laktobionsäure gelöst in dem Wasser und direkt
verwendet; (b) Laktobionsäurelösung, die
hergestellt wurde durch Auflösen
freier Säure
in dem Wasser mit nachfolgender Neutralisierung der sauren Lösung mit
Natriumhydroxid auf einen pH von etwa 7 vor dem Zusetzen der Laktobionsäure enthaltenden
Lösung
zu dem Käsegemisch;
und (c) Calciumsalz der Laktobionsäure, Calciumlactobionat, das
im Wasser gelöst
war.
-
Zusätzliche
Schmelzkäseproben
von jeder der drei oben beschriebenen Grundformulierungen wurden durch
solche Einstellung der Zugabemenge der Laktobionsäure hergestellt,
dass ihr Gehalt von 1 bis 6% in Stufen von etwa 1% in diesem Bereich
variierte. Ein Gehalt von 4% Laktobionsäure erwies sich in den geprüften Schmelzkäseprodukten
als optimal.
-
Aussehen,
Geschmack, Struktur und Mundgefühl
sowie Gesamtgeschmack wurden für
jede Probe qualitativ organoleptisch von einer Gruppe aus fünf Gutachtern
bewertet, die eine Bewertungsskala aus vier Punkten benutzten: Nicht
annehmbar, gleich wie das Bezugsprodukt, knapp besser als das Bezugsprodukt und
bedeutend besser als das Bezugsprodukt.
-
Als
Ergebnisse dieser Bewertung zeigte der die neutralisierte Laktobionsäure enthaltende
Schmelzkäse
ein dem Kontrollprodukt ähnliches
Aussehen. Die Struktur und das Mundgefühl dieses Käseprodukts erwiesen sich ebenfalls
als gleich mit dem Kontrollprodukt. Die Verwendung der freien Laktobionsäureform
trug zu keinen Geschmacksabweichungen bei, und einige Gutachter
bemerkten, dass sie Käse/Milch-Merkmale
in dem Produkt verstärkte.
-
Bei
Schmelzkäseprodukten,
die nichtneutralisierte Laktobionsäure und Calciumlaktobionat
enthalten, wurde gefunden, dass sie einen annehmbaren Käsegeschmack
haben. Das Aussehen, die Struktur und das Mundgefühl jener
Proben wurde bei höheren
Zugabemengen schlechter (mehr als etwa 4%).
-
Beispiele 7 und 8
-
Diese
Beispiele erläutern
ebenfalls die Einbringung von Laktobionsäure in Schmelzkäse. Alle
Bestandteile der gewünschten
Schmelzkäseformulierung
werden gemischt und 3 Minuten unter Benutzung eines Thermomix TM21
(Vorwerk) bei der Geschwindigkeitseinstellung 6 und Raumtemperatur
voremulgiert. In Beispiel 7 wird das anfallende Gemisch in einer
Roversi-Apparatur durch indirekte Erhitzung auf 60°C erhitzt
mit folgender direkter, 80 Sekunden dauernder Erhitzung mit Wasserdampf.
In Beispiel 8 wird das Gemisch in der Roversi-Apparatur durch indirekte
Erhitzung mit folgender, direkter, 105 Sekunden dauernder Erhitzung
mit Wasserdampf auf 50°C
erhitzt. In beiden Beispielen wird das Gemisch auf 80°C abgekühlt, mit
2% vorgekochtem Käse
("nachbearbeitetes
Produkt"; Handelsprodukt
mit Cremekonsistenz) gemischt und in einem Brabender-Farinograph-Resistographen
bei Geschwindigkeitseinstellung 2 und 80°C einer nachfolgenden Cremekonsistenzbildung
unterzogen, bis das Viskositätsplateau
erreicht ist (etwa 1 Stunde in beiden Beispielen). Das Produkt wird
in Behälter
abgefüllt,
auf Umgebungstemperatur abkühlen
gelassen, weiter gekühlt
und wenigstens 2 Wochen bei 4°C
gelagert.
-
Der
in den Beispielen 7 und 8 benutzte Brabender-Farinograph zeichnet das Drehmoment
auf (100 Farino-Einheiten = 1 Nm), das mit der Heißkäseviskosität in Beziehung
steht. Dieses Gerät
wird für
Versuche in kleinem Maßstab
benutzt, da es den in einer Anlage benutzten Cremekonsistenzbildungstank
nachahmt und ihn mit einem die Viskosität aufzeichnenden Gerät kombiniert.
Ein solches Gerät
ist in der Anlage jedoch nicht vorgeschrieben. Es wurden Tests durchgeführt, um
sicherzustellen, dass die aus dem Grabender-Farinographen und dem
in der Pilotanlage benutzten Viskositätsmessgerät erhaltenen Cremekonsistenzbidungskurven vergleichbar
(d. h. repräsentativ)
sind. Der Farinograph ist im Einzelnen näher beschrieben in „The Farinograph
Handbook", 3. Auflage,
B.L. D'Appolonia
und W.H. Kunerth, Herausgeber, American Association of Cereal Chemists,
St. Paul, USA, 1984.
-
In
Beispiel 7 wurden Schmelzkäsezusammensetzungen
der folgenden Endformulierungen hergestellt:
| Kontrolle
1 | Erfindungsbeispiel
7 |
Trockenmasse | 42,0 | 40,9 |
Fett | 17,8 | 15,0 |
Protein | 9,9 | 9,5 |
Laktose | 5,8 | 5,7 |
Laktobionsäure | 0,0 | 2,0 |
-
Alle
Prozessparameter waren für
beide Formulierungen identisch. Die Einbringung von 2% Laktobionsäure erlaubt
eine Feststoffreduzierung von 1,1% und gleichzeitig eine Fettreduzierung
von 2,8%.
-
Die
detaillierten Bestandteile der Proben des Beispiels 7 waren wie
folgt:
| Kontrolle
1 | Erfindungsbeispiel
7 |
Butter | 16,87 | 13,40 |
Milchprotein | 14,58 | 14,02 |
Käse | 17,5 | 17,5 |
Schmelzsalze | 3,15 | 3,28 |
Wasser | 45,38 | 47,28 |
Natriumchlorid | 0,90 | 0,90 |
Bindungsmittel | 1,62 | 1,62 |
Laktobionsäure | 0,0 | 2,0 |
-
Beide
Formulierungen zeigen oder werden schließlich eingestellt auf einen
pH zwischen 5,6 und 5,9, insbesondere auf einen pH zwischen 5,6
und 5,8.
-
In
Beispiel 8 wurden Schmelzkäsezusammensetzungen
der folgenden Endformulierungen hergestellt:
| Kontrolle
2 | Erfindungsbeispiel
8 |
Trockenmasse | 40,7 | 40,1 |
Fett | 22,2 | 18,9 |
Protein | 12,3 | 12,3 |
Laktose | 0,2 | 0,2 |
Laktobionsäure | 0,0 | 3,0 |
-
Für beide
Formulierungen sind alle Prozessparameter identisch. Die Einbringung
von 3% Laktobionsäure
erlaubt eine Feststoffverringerung von 0,6% und gleichzeitig eine
Fettverringerung von 3,3%.
-
Die
detaillierten Bestandteile der Proben des Beispiels 8 sind wie folgt:
| Kontrolle
2 | Erfindungsbeispiel
8 |
Butter | 18,94 | 15,59 |
Milchprotein | 10,96 | 10,96 |
Käse | 11,44 | 11,44 |
Schmelzsalze | 3,45 | 3,45 |
Wasser | 53,81 | 54,56 |
Natriumchlorid | 1,0 | 1,0 |
Milchsäure | 0,4 | 0 |
Laktobionsäure | 0,0 | 3,0 |
-
Beide
Formulierungen zeigen oder werden schließlich eingestellt auf einen
pH zwischen 5,6 und 5,9, insbesondere auf einen pH zwischen 5,6
und 5,8.
-
Die
Cremekonsistenzbildungskurven (d. h. die Veränderungen der Heißkäseviskosität) für die Proben des
Beispiels 7 sind in 8 und die für die Proben des Beispiels
8 in 9 gezeigt. Die Cremekonsistenzbildungskurven beider
Erfindungsproben legen sich eng an die der Bezugsproben (Stand der
Technik) an, die die gewünschte
Heißkäseviskosität repräsentieren.
Unterschiede in sensorischen Eigenschaften (z. B. Oberflächenglanz,
Klebrigkeit an der Folie, Cremigkeit, Salzigkeit und Säuerlichkeit)
zwischen der erfindungsgemäßen Probe
und der Kontrollprobe konnten durch eine formlose sensorische Bewertung
nicht festgestellt werden.
-
Beispiel 9
-
Dieses
Beispiel erläutert
die Herstellung von Milch mit reduzierter Laktose unter Benutzung
von Laktoseoxidase zur Umsetzung von Laktose zu Laktobionsäure. Vollmilch
wurde bei 161°F [71,7°C] 15 Sekunden pasteurisiert
und dann auf 113°F
[45,0°C]
abgekühlt.
Laktoseoxidase wurde in einer Menge von etwa 4 Einheiten/ml Milch
zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde intensiv gerührt, um
das Enzym zu dispergieren. Das resultierende Gemisch wurde dann über Nacht
bei 113°F
[45,0°C]
inkubiert, um ein Fortschreiten der enzymatischen Reaktion zu ermöglichen.
Eine Kontrollprobe wurde den gleichen Bedingungen ausgesetzt mit
der Ausnahme, dass kein Enzym zugesetzt wurde. Die Proben wurden
auf Laktose und Laktobionsäure
analysiert:
| Kontrolle | Erfindungsgemäß |
Laktose | 4,45% | 1,5% |
Laktobionsäure | 0 | 3,2% |
-
Beispiel 10
-
Dieses
Beispiel erläutert
die Bioerzeugung von Laktobionsäure
in Sauerrahm unter Benutzung von Laktoseoxidase. Die Formulierungen
für einen
Kontrollsauerrahm und einen Sauerrahm nach der Erfindung sind wie
folgt:
Bestandteil | Menge |
Kontrolle | Erfindungsgemäß |
Magermilch | 52% | 52% |
Rahm | 45% | 45% |
Wasser | 1% | 1% |
Kultur | 0,1% | 0,1% |
Labferment | 0,01% | 0,01% |
Laktoseoxidase | 0 | 4
Einheiten/ml |
-
Ein
Gemisch aus Magermilch, Rahm und Wasser wurde auf 72°F [22,2°C] erhitzt
mit nachfolgender Zugabe der Kultur (das ist Lactococcus lactis
subsp. diacetilactis und Leuconostoc) und des Labferments für die Kontrollprobe
oder mit nachfolgender Zugabe von Kultur (das ist Lactococcus lactis
subsp. diacetilactis und Leuconostoc), Labferment und Lactoseoxidase
für die
erfindungsgemäße Probe.
Die Gemische wurden über Nacht
bei 72°F
[22,2°C]
inkubiert, um den Sauerrahm zu erhalten. Die Laktosemenge wurde
durch die Enzymbehandlung von etwa 2,5% in der Kontrollprobe auf
etwa 1,7% in der erfindungsgemäßen Probe
reduziert.
-
Beispiel 11
-
Dieses
Beispiel erläutert
die Biogeneration von Laktobionsäure
in Joghurt unter Benutzung von Laktoseoxidase zur Erzeugung von
Azidität
und Verringerung der Laktosegehalte. Auf 2% Milchfett eingestellte Milch
wurde auf 187°F
[86,1°C]
erhitzt und 20 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Nach Homogenisierung bei
150°F [65,6°C] wurde
das Gemisch auf 115°F
[45,1°C]
gekühlt.
Kultur(Kontrollprobe) oder Kultur und Laktoseoxidase (erfindungsgemäße Probe)
wurden zugesetzt, und das Gemisch wurde bei 113°F [45,0°C] 4 Stunden auf pH 4,6 inkubiert.
Laktoseoxidase wurde auf einen Gehalt von etwa 4 Einheiten/ml Milch
zugegeben. Die Kultur war ein Gemisch aus Lactobacillus bulgaricus
und Streptococcus thermophilus. Der Kontrolljoghurt enthielt etwa
3,4% Laktose verglichen mit etwa 0,14% in dem mit Enzym behandelten
Joghurt.
-
Beispiel 12
-
Dieses
Beispiel erläutert
die Verwendung von (direkt zugesetzter oder in situ erzeugter) Laktobionsäure zur
Modifizierung von Molkeproteinen. Mit Laktobionsäure modifizierte Molkeproteine
sind im Vergleich zu mit traditionellen Säuren modifizierten Molkeproteinen
als Schmelzkäsebestandteile
funktioneller. Diese modifizierten Molkeproteine können als
Bestandteil in Käse-
oder anderen Milchprodukten eingesetzt werden.
-
Probe A
-
WPC-35
(30,5 lbs [13,83 kg] Molkeproteinkonzentrat, das 35% Protein enthält) wurde
in 51,2 lb [23,22 kg] Wasser gemischt und unter Verwendung von 3,7
lb [1,68 kg] Laktobionsäure
auf pH 3,78 angesäuert.
Das anfallende Gemisch wurde auf 80°C erhitzt und 180 Minuten gehalten
und sprühgetrocknet,
um ein 26% Protein enthaltendes Pulver herzustellen. Das modifizierte
WPC wurde zu 16 Gew.-% in eine Schmelzkäseformulierung eingebracht.
Der anfallende Schmelzkäse
hatte einen Penetrometer-Festigkeitswert von 8,6 mm verglichen mit
11,9 mm bei Schmelzkäse
mit dem gleichen Gehalt an mit Milchsäure modifiziertem Molkeprotein und
15,4 mm für
mit einem unmodifizierten WPC-35 hergestellten Schmelzkäse.
-
Probe B
-
WPC-35
wurde in Wasser auf eine Feststoff-Gesamtkonzentration von 33% und
eine Laktose-Endkonzentration von 15% wiederhergestellt. Diese Lösung wurde
15 Minuten bei 70,4°C
pasteurisiert und auf 55°C abgekühlt. Laktoseoxidase
wurde in einer Menge von 2 Einheiten/ml zugesetzt. Drei Liter des
Reaktionsgemisches wurden bei 55°C
in einem Bioreaktorbehälter
von 5 Liter (New Brunswick) inkubiert; der pH wurde bei 7,0 konstant
gehalten und eine Belüftung
wurde durch gleich bleibendes Einperlen von gefilterter Luft und
Rührung
bei 75 UpM vorgesehen. Die Bioumsetzung ließ man 48 Stunden fortschreiten
mit dem Ergebnis der Bildung des Natriumsalzes der Lactobionsäure. Der
pH der resultierenden Lösung
wurde mit Milchsäure
auf 3,35 eingestellt; darauf wurde 180 Minuten auf 176°F [80,0°C] erhitzt.
Die wärmebehandelte
Aufschlämmung
wurde gefriergetrocknet.
-
Das
gefriergetrocknete modifizierte WPC wurde zu 16% in eine Schmelzkäserezeptur
eingebracht. Der resultierende Schmelzkäse hatte einen Penetrometer-Festigkeitswert
von 8,2 mm, verglichen mit 12,6 mm bei Schmelzkäse mit dem gleichen Gehalt
an mit Milchsäure
modifiziertem Molkeprotein und 16,5 mm bei Schmelzkäse, der
unter Verwendung von unmodifiziertem WPC-35 hergestellt wurde.
-
Probe C
-
WPC-35
wurde in Wasser auf eine Feststoff-Gesamtkonzentration von 33% und
eine Laktose-Endkonzentration von 15% wiederhergestellt. Diese Lösung wurde
15 Minuten bei 70,4°C
pasteurisiert und auf 55°C abgekühlt. Es
wurde Laktoseoxidase in einer Menge von 2 Einheiten/ml zugesetzt.
Drei Liter des Reaktionsgemisches wurden in einem Bioreaktorbehälter von
5 Litern (New Brunswick) bei 55°C
inkubiert, der pH wurde unter Benutzung eines pH-Konstanthalters
bei 7,0 konstant gehalten, und die Be lüftung erfolgte durch konstantes
Einperlen von gefilterter Luft und Rührung bei 75 UpM. Man ließ die Bioumsetzung
48 Stunden fortschreiten mit dem Ergebnis der Bildung des Natriumsalzes
der Lactobionsäure.
Der pH der resultierenden Lösung
wurde mit Milchsäure
auf 3,35 eingestellt; hieran schloß sich eine Erhitzung auf 176°F [80,0°C] für 180 Minuten
an. Die wärmebehandelte
Aufschlämmung
wurde auf 40°F
[4,4°C]
abgekühlt
und als flüssiger
Bestandteil zur Verwendung aufbewahrt.
-
Das
flüssige
modifizierte WPC wurde in eine Schmelzkäserezeptur in einer Menge eingebracht,
die 12 Gew.-% Molkeprotein ergab. Der anfallende Schmelzkäse hatte
einen Penetrometer-Festigkeitswert
von 3,9 mm im Vergleich zu 14,9 mm bei Schmelzkäse, der den gleichen Gehalt
an mit Milchsäure
modifiziertem Molkeprotein enthielt, und 17,75 mm bei mit einem
unmodifizierten WPC-35 hergestelltem Schmelzkäse.
-
Beispiel 13
-
Dieses
Beispiel erläutert
die Verwendung von Laktobionsäure
zur Steigerung der aus Laktose stammenden Feststoffe in Schmelzkäse. Wegen
der Tendenz der Laktose zur Bildung unerwünschter Kristalle sind Laktosegehalte
in Schmelzkäseprodukten
je nach der spezifischen Formulierung im Allgemeinen auf 6 bis 9% beschränkt. Der
Einsatz von Laktobionsäure
neben der normalerweise vorliegenden Laktose erlaubt in Schmelzkäseprodukten
höhere,
aus Laktose stammende Feststoffgehalte.
-
0,7
lb [0,32 kg] Laktobionsäure
wurde mit 2,9 lb [1,32 kg] MPC-70, 0,5 lb [0,23 kg] WPC-35, 4,7
lb [2,13 kg] getrockneter Süßmolke und
11 lb [4,99 kg] Wasser vereinigt. Dieses Gemisch wurde einer geschmolzenen Mischung
aus 40 lb [18,14 kg] Cheddarkäse,
2 lb [0,91 kg] wasserfreiem Milchfett und 1,7 lb [0,77 kg] emulgierenden
Salzen zugesetzt. Der resultierende Schmelzkäse wurde in Scheiben verpackt.
Die Schmelzkäsescheiben
mit einem Gehalt von 1% Lactobionsäure unterschieden sich nicht
von Kontroll-Schmelzkäsescheiben,
die keine Lactobionsäure
enthielten, hatten aber den Vorteil, dass etwa 1% der Protein- und
Fettfeststoffe durch Laktobionsäure
ersetzt wurden.
-
Beispiel 14
-
Dieses
Beispiel erläutert
die Verwendung von Laktobionsäure
zum Ersetzen von Milchfett in Schmelzkäse. Laktobionsäure kann
bis zu 25% des Milchfetts in Prozesskäse bei geringer Zunahme der
Produktfestigkeit und geringer Schmelzeinschränkung ersetzen.
-
Die
folgenden Formulierungen dienten zur Herstellung mehrerer Schmelzkäseprodukte.
Bestandteil | Menge |
Kontrolle | 2%
Laktobionsäure | 4
% Laktobionsäure |
Cheddarkäse | 26% | 26% | 26% |
Milchfett | 12,6% | 10,6% | 8,6% |
MPC-70 | 7,1% | 7,1% | 7,1% |
WPC-34 | 13,9% | 13,9% | 13,9% |
Getrocknete
Süßmolke | 0,2% | 0,2% | 0,2% |
Milchsäure | 0,6% | 0,6% | 0,6% |
Laktobionsäure (neutralisiert
mit NaOH) | 0% | 2,0% | 4,0% |
Wasser | 35,2% | 35,2% | 35,2% |
Penetrometer-Festigkeit | 26,5
mm | 21,1
mm | 23,1
mm |
Schmelzpunkt | 50,9°C | 64,7°C | 66,8°C |
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Der
Ersatz von Milchfett durch Laktobionsäure erhöhte die Festigkeit etwas und
verminderte die Schmelzbeschränkung
ein wenig.
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Obgleich
die Verwendung von Laktobionsäure
hier bei der Herstellung verschiedener Käse- und Molkereiproduktarten
erläutert
wurde, ist erkennbar, dass die vorliegende Erfindung auch die Verwendung
von Laktobionsäure
als ein allgemeines Ansäuerungsmittel
für Nahrungsmittel,
einen Emulgator, einen Calciumverstärker oder -chelatbildner, ein
Antioxidationsmittel und ein Füllmittel
für andere
Nahrungsmittelarten neben den Molkereiprodukten in Betracht zieht.