DE69000256T2

DE69000256T2 - Verfahren zur herstellung von sterolreduzierten milchprodukten, insbesondere cholesterol.

Info

Publication number: DE69000256T2
Application number: DE9090401830T
Authority: DE
Inventors: Jean Graille; Leon Mentink; Daniel Pioch; Michel Serpelloni
Original assignee: Roquette Freres SA
Current assignee: Roquette Freres SA
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2010-06-27
Also published as: FI903289A0; DE69000256D1; DD295971A5; AU630468B2; NO902913L; CA2020068A1; AU5805090A; NO902913D0; IE902380L; ES2034839T3; EP0406101A1; DK0406101T3; ATE79218T1; FR2648988B1; NZ234313A; IE902380A1; FR2648988A1; GR3005631T3; JPH03130039A; EP0406101B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Milchprodukten mit einem reduzierten Gehalt an Sterinen.
Bei diesen Produkten beschäftigt man sich in der Folge besonders mit der Butter, ohne daß dies ein Beschränkung der vorliegenden Erfindung bedeuten sollte.
Es ist bekannt, daß Sterine und insbesondere Cholesterin Verbindungen sind, die in tierischen Fetten vorkommen und in der Zusammensetzung zahlreicher Nahrungsmittel, die zum Teil aus Butter bestehen, enthalten sind.
Es wurde folglich seit langer Zeit festgestellt, daß erhöhte Cholesterinwerte im Blut (Cholesterin LDL) direkt mit schweren cardio-vaskulären Krankheiten im Zusammenhang stehen.
Die wichtigste unter diesen Krankheiten ist die Athereosklerose, die sich in einer Veränderung der Arterienwände äußert, wobei einer der Gründe die lokale, starke und abnorme Cholesterinablagerung auf der inneren Arterienwand ist. Das so gebildete Atherom kann tragische Folgen wie einen Myocardinfarkt haben. Erläuternd kann man sagen, daß eine Reduzierung um insgesamt 1 % Cholesterin im Blut eine Senkung des Coronarrisikos um 2 % bedeutet. Der Cholesterinüberschuß kann auch von Gallensteinen herrühren.
Die Vorbeugung bleibt eines der wirksamsten Mittel zur Heilung dieser Krankheiten. Sie kann aus einer möglichst weitgehenden Verminderung der Zufuhr cholesterinreicher Nahrungsmittel oder auch aus dem Verzehr von Lebensmitteln mit reduziertem Cholesteringehalt bestehen.
Es ist daher das Anliegen der Nahrungsmittelindustrien, das Cholesterin aus Produkten wie den tierischen Fetten zu verbannen.
Es wurden auch schon verschiedene Methoden zur Extraktion von Sterinen aus Fetten vorgeschlagen.
Eine dieser Methoden besteht darin, das tierische Fett mit Digitonin in Berührung zu bringen, welches die Eigenschaft besitzt, mit dem Cholesterin zu reagieren und es auszufällen. Die Ausführungsformen und die Ergebnisse dieser Methode sind deshalb nicht befriedigend, weil die Abtrennung des Niederschlags aus dem Milieu schwierig ist. Diese Methode ist in jedem Falle industriell vor allem für Lebensmittel unanwendbar.
Das Cholesterin kann auch aus Fetten mit Hilfe eines Lösungsmittels extrahiert werden. Das Hauptproblem dieses Verfahrens ist jenes, daß die im allgemeinen verwendeten Lösungsmittel toxisch sind, und daß davon immer Spuren in den jeweiligen Fetten zurückbleiben.
Es sind auch Mikrodestillationsverfahren, die auf industrieller Ebene unanwendbar sind, oder auch Säulenadsorptionsverfahren bekannt, wie sie beispielsweise in den europäischen Patentanmeldungen EP 0 174 848 und EP 0 318 326 beschrieben werden. Diese Anmeldung beschrieben ein Verfahren, mit dem flüssig gehaltenes Fett durch eine Adsorptionssäule, im gegebenen Falle Aktivkohle, durchgeführt wird. Es ist klar, daß ein solches Verfahren sehr schwer durchzuführen ist, und außerdem ist die dadurch ermöglichte Extraktion nicht sehr selektiv.
Ein weiteres physikalisch-chemisches Verfahren zur Extraktion von Cholesterin aus Fetten wird in der japanischen Patentanmeldung JP-59- 140299 veröffentlicht. Es besteht in einem Inberührungsbringen eines mit Cholesterin belasteten Trockenmaterials wie Trockenmilch mit überkritischem CO&sub2; bei einer Temperatur im Bereich von 35 bis 45º C und einem Druck im Bereich von 30.15&sup5; bis 200.10&sup5; Pa (130 bis 200 atm). Um diese physikalischen Bedingungen zu erreichen, ist die Verwendung eines komplexen und kostspielen Materials notwendig. Die Ausführung des Verfahrens mit diesem Material ist auch sehr heikel. Außerdem werden - wie in der Patentanmeldung ausgeführt - durch das überkritische CO&sub2; weitere Lipidverbindungen mitgerissen. Dieses Verfahren ist daher nicht selektiv.
Um die Sterine aus den Fetten abzutrennen, wurde auch ein Verfahren zum biologischen Abbau der erwähnten Sterine entwickelt, wie in der Patentanmeldung EP 0 278 794 beschrieben, bei dessen Anwendung die mit dem Fett in Berührung gebrachten Bakterien imstande sind, wenigstens eines der darin enthaltenen Sterine zu metabolisieren. Wie alle Verfahren, bei denen Fermentationen vorkommen, ist aufgrund der der lebenden Materie innewohnenden Veränderbarkeit dieses Verfahren zum biologischen Abbau sehr heikel durchzuführen. Außerdem sind die verwendeten Stoffe sowie die relativ lange Dauer neben anderen Kriterien Elemente, die ein solches Verfahren aufwendig machen. Schließlich sind die bei diesen Fermentationen gebildeten Kataboliten hinsichtlich ihrer Beschaffenheit und ihrer Toxizität bis heute völlig unbekannt und liegen auf jeden Fall in dem so behandelten Fett vor.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 256 911 ist auch ein Verfahren zur Abtrennung von Cholesterin, das in tierischem Fett enthalten ist, bekannt. Es basiert auf der schon erkannten Eigenschaft, die die Cyclodextrine (zyklische Polyglukosen mit kegel-stumpfförmiger Röhrenform mit 6, 7 oder 8 Glukoseresten, die als alpha-, beta- bzw. gamma-Cyclodextrine bezeichnet werden) besitzen, daß sie in ihrem zentralen hydrophoben Hohlraum Sterinmoleküle und insbesondere Cholesterinmoleküle aufnehmen, unter Ausbildung wasserlöslicher Einschlußkomplexe. Gemäß diesem Verfahren wird das flüssig gehaltene Fett während 30 Minuten bis zu 10 Stunden unter Rühren mit einem Cyclodextrin in Kontakt gebracht, sodaß die Ausbildung der Komplexe möglich ist. Die Abtrennung dieser Komplexe erfolgt anschließend durch Wasserzufuhr zum Reaktionsmilieu, welches Wasser diese Komplexe solubilisiert. Die so erhaltene wäßrige Lösung wird schließlich nach dem Dekantieren gewonnen.
Die Cholesterin-Extraktionsausbeute mit diesem Verfahren ist unbedeutend. Im günstigen Fall beträgt sie nämlich nur 41 %, und das nach drei aufeinanderfolgenden Extraktionen, wie es in Beispiel 3 der Beschreibung der erwähnten europäischen Patentanmeldung angegeben wird.
Abgesehen von diesen wenig zufriedenstellenden Ergebnissen bedeutet dieses Verfahren eine Aufeinanderfolge von zusätzlichen Stufen bei der Herstellung von Lebensmitteln. Tatsächlich würden bei seiner Anwendung beispielsweise im Falle von Butter zuerst die Herstellung des Grundproduktes auf Fettbasis in einer wasserfreien Form erforderlich sein, um es einer Cholesterin-Extraktionsbehandlung zu unterziehen und es dann in die endgültige Lebensmittelform zu bringen, d. h. Butter zu rekonstituieren. Dieses Verfahren wäre daher zwangsläufig zeit-, material- und energieaufwendig. Außerdem ist zu bemerken, daß das Fett nach dem vorliegenden Verfahren unter einer sauerstofffreien Atmosphäre geschmolzen gehalten werden muß. Diese technischen Auflagen benötigen eine Spezialanlage zur Aufrechterhaltung der Temperatur und zur Zufuhr eines neutralen Gases. Letztendlich beträgt die nur für die erste Komplexierungsphase notwendige Zeit im Minimum 30 Minuten und tatsächlich 2 bis 3 Stunden, wie in den Beispielen angegeben.
Es ergibt sich aus dem Vorstehenden, daß keine der Lösungen nach dem Stand der Technik bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt eine zufriedenstellende Herstellung, d.h. entsprechend den industriellen Gegebenheiten für eine wirtschaftliche Rentabilität, eine problemlose Verwendung und ein qualitatives Endprodukt, von sterinarmen - insbesondere cholesterinarmen - Lebensmittelfetten gewährleistet.
Die vorliegende Erfindung zielt auf eine Abhilfe der zuvor genannten Nachteile gemäß dem Stand der Technik ab.
Um dorthin zu gelangen, hat sich die Anmelderin vorerst der Neuformulierung des technischen Problems zugewendet, das darin besteht, die Sterine aus den Fetten zu beseitigen.
Es erschien daher zweckmäßig, sich auf die Herstellungsmethoden für Milchprodukte aus Rahm, besipielsweise Butter, mit einem Gehalt an Fettstoffen zu konzentrieren und sie so zu verbessern, daß eine Gewinnung von Produkten mit reduziertem Steringehalt möglich wird. Es ist zu beobachten, daß sich diese erste Ausführungsform nicht unbedingt aufdrängt, da sie trotz der schon lange existierenden Bedenken bezüglich Cholesterin noch nie vorgesehen war.
In einem zweiten Schritt hat die Anmelderin eine Serie von Studien und Forschungen, besonders innerhalb der Division des Corps Gras de l'IRHO-CIRAD, über die Herstellungsverfahren für Produkte aus Rahm durchgeführt, die nachgewiesen haben, daß in vollkommen überraschender und unerwarteter Weise Cyclodextrin bei Inberührungbringen mit Rahm, der in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsion vorliegt, das vorhandene Cholesterin komplexiert, was genügt, die ursprüngliche Öl-in-Wasser-Emulsion in eine Wasser-in-Öl-Emulsion umzukehren, und, da die Cyclodextrin/Sterin-Einschlußkomplexe keine Affinität zur Fettphase zeigen, und es daher leicht ist, diese mit jedem geeigneten und an sich bekannten Mittel zu eliminieren.
Im Gegensatz zum Vorhersehbaren hemmt der Rahm das Komplexierungsphänomen nicht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Herstellung von sterinarmen Milchprodukten, bei welchem das verwendete Ausgangsprodukt wenigstens teilweise aus Rahm besteht und in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsion vorliegt, und im wesentlichen aus den folgenden Schritten besteht:
- Inberührungsbringen des Ausgangsprodukts mit einer Menge von Cyclodextrin, welche zur Bildung von Einschlußkomplexen mit den im Fett vorhandenen Sterinen ausreicht, um diese Sterine extrahierbar zu machen;
- Umkehren der Öl-in-Wasser-Ausgangsemulsion in eine Wasser-in-Öl-Emulsion;
- Vollständiges oder teilweises Extrahieren der gebildeten Komplexe.
Die beiden letzten Stufen können nacheinander oder gleichzeitig ablaufen.
Ein derartiges Verfahren ermöglicht eine ausgezeichnete Integration der Herstellungsvorgänge. Es stört keinesfalls die Verarbeitung der aus Rahm erzeugten Milchprodukte. Außerdem belastet es die Gestehungskosten des Produkts nur wenig, da es einerseits weder komplizierte Zusatzeinrichtungen erfordert noch Energie verschwendet, und es andererseits die Dauer des klassischen Herstellungsverfahrens praktisch nicht verlängert. Schließlich ermöglicht es eine beachtliche Senkung des Sterinanteils.
Im Rahmen der Erfindung sind unter dem Ausdruck "Cyclodextrin" die aus 6, 7 oder 8 Einheiten Glukopyranose gebildeten zyklischen Oliogosaccharide, von denen wenigstens eines mono- oder polysubstituiert sein kann, die Polymere, von denen die Monomere aus diesen zyklischen Oligosacchariden gebildet werden, sowie die auf einem inerten Träger aufgepfropften oder fixierten Produkte einschließen, zu verstehen.
Ohne die vorliegende Erfindung einschränken zu wollen, bezieht sie sich insbesonders auf die Herstellung von Butter mit einem reduzierten Cholesteringehalt.
In diesem Abschnitt ist es günstig, an die traditionelle Butterherstellung zu erinnern.
Bei dieser Herstellung ist das verwendete Rohmaterial Rahm. Dieser ist in der Tat mit Fett angereicherte Milch, hergestellt durch spontanes Entrahmen oder durch Zentrifugieren. Er besteht aus einer Öl-in- Wasser-Emulsion oder einer kolloidalen Suspension von Teilchen (Fettkügelchen und Proteinmizellen) in einer wäßrigen dispergierenden Phase, die 30 bis 90 % des Gesamtgewichts, im allgemeinen etwa 55 bis 65 %, betragen kann.
Klassischerweise wird dieser Rahm anschließend einer Pasteurisierung unterzogen, die bei einer Temperatur von ca. 90º C während 30 bis 90 Sekunden abläuft und die folgende Ziele hat:
- die Zerstörung der pathogenen Keime;
- die Zerstörung des größten Teiles der ursprünglichen Mikroflora;
- die Zerstörung der Lipasen, die die Faktoren des Ranzigwerdens darstellen;
- und die Ausbildung von schwefelhältigen reduzierenden Produkten, die der Oxidation des Fettes entgegenwirken.
Die darauffolgende Stufe ist die Reifung des Rahms. Sie besteht in einer Fermentation, die einerseits auf die Senkung des pH-Werts durch Umwandlung von Lactose in Milchsäure und andererseits auf die Entwicklung von Aromen, besonders von Diacetyl abzielt. Dieser Vorgang ermöglicht die Optimierung der Herstellung und der Konservierung der Butter und verbessert ihre organoleptischen Eigenschaften.
Es ist zu bemerken, daß diese "biologische" Reifung unterdrückt oder durch eine "physikalische" Reifung (Nizo-Verfahen) ersetzt werden kann. In diesem Falle würde der Rahm keiner pH-Wertsenkung unterzogen; er wird als "süß" bezeichnet.
Dieser gereifte oder nicht-gereifte Rahm dient als Basis für den wesentlichen Vorgang der Butterherstellung, nämlich die Butyrifikation. Diese letzgenannte beruht auf einer Veränderung der Fettkügelchensuspension mit einer Inversion der Emulsionsphasen. Gemäß diesen Verfahren wird ein mehr oder weniger bedeutender Anteil der Fettkügelchen durch mechanisches Rühren zerstört.
Die ursprünglich flüssige Öl-in-Wasser Emulsion, die den Rahm bildet, führt zu einem Zweiphasenmilieu, das einerseits aus Butter besteht, die ein Wasser-in-Öl-Emulsion darstellt und etwa 80 % Fett enthält, und andererseits aus Buttermilch oder einer wäßrigen Phase besteht, die Lactose, Proteine, Mineralsalze und Lipide enthält.
Beim klassischen nicht-kontinuierlichen Buttern und bei den gängigsten kontinuierlichen Butterverfahren ist es das Rühren, das diese Umwandlung bewirkt. Diese Verfahren bearbeiten Rahmsorten mit einer mittleren Konzentration von 30 bis 40 % Fett bei einer Temperatur in der Größenordnung von 6-7º C für Süßrahmsorten und von 9 bis 13º C für Sauerrahmsorten. Diese Temperatur ist abhängig von der Zusammensetzung des Fettes, die sich mit den Jahreszeiten verändert.
Die Umkehrung der Emulsion ergibt sich in Wirklichkeit aus dem Zusammenwirken des mechanischen Rührens mit den folgenden Parametern: Säuregehalt des Rahms, Fettgehalt, Temperatur.
Die Destabilisierung der Emulsion ist die Folge der Zerstörung der Membranen der Fettkügelchen an der Grenzfläche wäßrige Phase-Fettphase: das Fettmaterial bildet eine kontinuierliche Bindung zwischen ursprünglich benachbarten Kügelchen aus. Diese Metamorphose zeigt sich durch das Auftreten von Butterkörnern, deren mittlerer Durchmesser von einigen Zehntel Millimeter bis zu einigen Millimetern am Ende des Butterns variieren kann. Die Fettphase wird so eine kontinuierliche Phase, die Tröpfchen der wäßrigen Phase umschließt, deren Gewichtsanteile mindestens 82 % und maximal 16 % (Anteile entsprechend der französischen Gesetzgebung) betragen. Das Nicht-Fett-Trockenmaterial stellt etwa 2 Gew.-% der Butter dar. Die Größe der einzelnen in der Butter vorhandenen Teilchen (Wassertröpfchen, Fettkügelchen, Luftblasen) ändert sich mit der Temperatur, der Geschwindigkeit und der Dauer des Butterns.
Schließlich wird die Abtrennung der wäßrigen überschüssigen Phase oder Buttermilch durch Kneten der Butter erreicht. Auf diese Weise wird der Hauptteil der wäßrigen Phase, die zu Beginn die kontinuierliche Phase des Rahms bildete, aus dem intergranularen Raum der Butter ausgetrieben. Das Kneten wird vorzugsweise mit einem Waschen mit Wasser verbunden.
Es ist zu bemerken, daß nach der alternativen Herstellungsmethode von Butter, der sogenannten und zuvor erwähnten Nizo-Methode (Holland), das fermentative Reifen des Rahms durch ein "physikalisches" Reifen (5 h bei 6º C) ersetzt wird. Das Beimpfen mit aromatisierenden und ansäuernden Stämmen erfolgt daher erst im Verlauf des Knetens.
Unter den der vorliegenden Erfindung entsprechenden und bei der Butterherstellung angewendeten Verfahrensbedingungen stellt sich heraus, daß das Cyclodextrin eine bemerkenswerte Affinität zur Sterinfraktion aufweist, die zu 98 % aus Cholesterin besteht. Die Komplexierungsausbeute ist ausgezeichnet. Das Cholesterin in Komplexform hat seine Affinität gegenüber den Fettkügelchen der Lipidphase verloren. Es wird so in Wasser dispergierbar und kann folgedessen leicht von der Butter getrennt werden. Diese so erhaltene Butter weist einen äußerst reduzierten Cholesteringehalt auf.
Vorteilhafterweise liegt der Fettgehalt des verwendeten Rahms bei 10 bis 70 Gew.-% und vorzugsweise bei 35 bis 45 Gew.-%.
Das verwendete Cyklodextrin ist vom Typ alpha, beta oder gamma, vorzugsweise beta, substituiert oder unsubstituiert. Diese mono- oder polysubstituierenden Gruppen des Cyclodextrins können vor allem Alkyle wie Hydroxypropyl oder Saccharide vom Typ Glykosyl, Maltosyl oder andere sein. Seine Konzentration variiert von 0,01 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Fett, vorzugsweise von 0,5 bis 18 % und noch stärker bevorzugt von 1 bis 10 %, beispielsweise in der Größenordnung von 8 Gew.-%.
Im Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der Rahm möglicherweise einer Wärmebehandlung vom Typ Pasteurisation oder UHT-Sterilisation, möglicherweise einem entweder biologischen Reifen mit Ansäuerungs- oder Aromatisierungszielsetzung oder einem "physikalischen" Reifen unterzogen, dann zwingend einem Umkehren der Emulsion wie dem Buttern bei einer im wesentlichen konstanten und geregelten Temperatur, gefolgt von einem Kneten, vorzugsweise verbunden mit einem Waschen mit Wasser.
Im Falle eines physikalischen Reifens des Rahms werden die Ansäuerung und die Aromatisierung im Laufe des Knetens durchgeführt.
Das Cyclodextrin kann dem Rahm jederzeit vor dem Umkehren der Emulsion, jedoch vorzugsweise unmittelbar vor diesem, zugesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird einem wärme- oder nicht-wärmebehandelten Industrierahm mit einem Fettgehalt von 35 bis 45 Gew.-% beta-Cyclodextrin in Pulverform in einer Konzentration von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise in der Größenordnung von 8 Gew.-%, bezogen auf das Fett, zugesetzt. Das verwendete beta-Cyclodextrin ist beispielsweise jenes vom Typ des von der Société ROQUETTE FRERES unter dem Handelsnamen KLEPTOSE erhältliche Produkt, das in der Form eines weißen, feinen Pulvers mit etwa 13 bis 14 % Wasser angeboten wird. Der Rahm wird anschließend vorsichtig zumindestens einige Sekunden lang, vorzugsweise mindestens 120 Sekunden, bei einer Temperatur von vorzugsweise 5 bis 20º C und entsprechend der Normaltemperatur des Butterns gerührt.
In der Folge wird der Rahm bei dieser Temperatur so lange mechanisch gerührt, daß die Ausbildung von Butterkörnern möglich wird. Diese letztgenannten werden anschließend von der Buttermilch abgetrennt und dann einem Knetvorgang, der vorzugsweise mit einem Waschen mit Wasser verbunden ist, unterzogen.
Gemäß einer Variante der Erfindung setzt man vor der Zugabe von Cyclodextrin dem Rahm etwa 2 % mit Milchsäurebakterien angereicherte Milch zu, um so eine Fermentation in der Größenordnung von 16 Stunden bei einer Temperatur von etwa 30º C zu bewirken.
Gemäß einer anderen Variante der Erfindung wird der Rahm vor der Zugabe von Cyclodextrin einem physikalischen Reifen, bestehend aus einer Lagerung bei einer Temperatur von 4 bis 8º C, vorzugsweise ziemlich genau 6º C während etwa 6 Stunden unterworfen. Im Verlauf des Knetens wird die Buttermasse überdies mit einem Gemisch aus Milchsäurefermenten und einem Säurekulturkonzentrat versetzt.
Diese Variante zeigt, daß der pH-Wert nur wenig Auswirkung auf die Komplexbildung der Cyclodextrine mit den Sterinen und insbesonders mit dem Cholesterin zu haben scheint.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Senkung des Cholesteringehalts in der Butter. Außerdem wirkt sich die Zugabe von beta-Cyclodextrin auf die Herstellung von Butter weder qualitativ noch quantitativ ungünstig aus.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch für die Herstellung von wasserfreiem Milchfett (M.G.L.A.) angewendet werden. Diese Herstellung kann im Direktverfahren, ausgehend von Rahm, oder im indirekten Verfahren, ausgehend von Butter, die nach Anwendung des Herstellungsverfahrens gemäß der zuvor beschriebenen Erfindung erhalten wurde, durchgeführt werden.
Auf jeden Fall wird die Erfindung durch die folgenden Beispiele besser verständlich.

BEISPIEL I

Herstellung von Butter durch ein herkömmliches Butterverfahren und ohne vorheriges Reifen
Bei diesem Beispiel ist das Ausgangsprodukt pasteurisierter Industrierahm mit 40 Gew.-% Fettgehalt, der wiederum 0,13 Gew.-% Cholesterin, d. h. 394 mg Cholesterin je 300 g Rahm, enthält.
Das Buttern wird im Labor mit einer aus folgenden Teilen bestehenden Vorrichtung durchgeführt:
Eine mit Rührern versehene Schlagvorrichtung (Modell Philips HR 1480) wird über einem den Rahm enthaltenden Polypropylenbecher angebracht. Dieser wird in ein auf einer konstanten Buttertemperatur, d. h. auf 10º C im Sommer und auf 13º C im Winter, gehaltenes Wasserbad getaucht.
Die elektrische Schlagvorrichtung wird mit einem Auto-Transformator an den Strom angeschlossen, um die Rotationsgeschwindigkeit verändern zu können. Eine sinnvollerweise über der Schaltung angebrachte Beleuchtung erleichtert das Beobachten des Vorgangs, insbesonders bei der Destabilisierung der Emulsion. Ein Chronometer vervollständigt diese Anlage.
Beim Buttern wird das Rührsystem (Schlagvorrichtung mit Rührern) auf 90-100 Umdrehungen je Minute eingestellt. Die visuelle Beobachtung ermöglicht die Feststellung des jeweiligen Fortschreitens des Emulsionsumkehrvorganges. Nach etwa 15 Minuten erfolgt die Schaumbildung mit einer Volumensvergrößerung (Aufquellen).
Das Ausstoßen des Fettes erfolgt dann durch Scherung zwischen den Rührern und gegen die Becherwände. Eine geeignete Beleuchtung ermöglicht dem geübten Beobachter, das Auftreten kleiner Körner (Durchmesser kleiner als 1 mm) festzustellen, die mit dem "Schaumzusammenfall" einhergehen, nach etwa 30 Minuten. Das ist der Augenblick, in dem sich die Buttermilch von den Butterkörnern absondert. Die Farbe des Feststoffs verändert sich und wird plötzlich gelb. Das Buttern wird etwa 40 Minuten nach Beginn dieser Behandlung beendet, und die Butterkörner haben dann die Größe von Reiskörnern.
Das Waschen und Abtrennen der wäßrigen Phase (Buttermilch+ Waschwasser) erfolgen in einem Filter über einem Auffangbecher. Dieser Filter wurde im Labor mittels eines Stahlzylinders (Höhe 13 cm, Durchmesser 8 cm) und eines fest verbundenen Metallsiebes mit 80 Mesh Sieb-größe zusammengesetzt.
Das durch Buttern erhaltene heterogene Gemisch wird in den Filter umgefüllt, und die Buttermilch fließt durch die Schwerkraft in den Auffangbehälter ab. Das Waschen erfolgt mittels einer Waschflasche mit einem Volumen von auf 10 oder 13º C gekühltem Mineralwasser, was dem dreifachen Volumen des Rahms entspricht. Beim Rühren mit einer Spachtel nehmen die Butterkörner an Volumen zu und verformen sich zu Kugeln.
Die Butter wird dann in einen tarierten Becher umgefüllt, wo sie dem Knetvorgang durch Bearbeiten mit einer Spachtel, die dazu dient, die Butter kompakter zu machen und so das Ausscheiden der überschüssigen wäßrigen Phase zu erleichtern, unterzogen wird; diese Phase wird dem erhaltenen Filtrat zugesetzt. Am Ende dieser letztgenannten Stufe wird der Becher gewogen, um die Butterung zu bestimmen und eine Herstellungsbilanz zu erstellen.
In diesem Beispiel entspricht die Gewichtsausbeute der Herstellung einem Verhältnis
erhaltenes Buttergewicht / theoretisches Buttergewicht x 100 in der Größenordnung von 88 %.
Das theoretische Buttergewicht wird berechnet, indem der Prozentsatz aus dem Rahm in die Butter eingebrachten Fettes mit 100 % angenommen wird, unter Berücksichtigung, daß die gesetzliche Zusammensetzung der Butter wie folgt ist:
Fett 82 %
Wasser 16 %
fettfreier Trockenextrakt 2 %
Die erhaltene Buttermenge weist einen Cholesteringehalt in der Größenordnung von 0,17 Gew.-% auf.
Das angewendete Verfahren zur Bestimmung von Gesamtcholesterin ist die Dünnschichtchromatographie auf Silikagel-60, mit einer Direktablagerung einer solubilisierten und durch Methanolyse im sauren Milieu vorbehandelten Butterprobe. Die Feststellung erfolgt mit Hilfe eines Vanillinreagenzmittels in Anwesenheit von Orthophosphorsäure. Anschließend wird eine kolorimetrische Messung mit einem Photodensitometer durchgeführt.

BEISPIEL II

Herstellung von Butter gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Buttern und ohne Reifen des Rahms
Das verwendete Ausgangsprodukt ist wie in Beispiel I pasteurisierter, ungereifter Industrierahm mit 40 % Fett und einem Cholesteringehalt von 0,13 Gew.-%.
Erfindungsgemäß gibt man direkt zu diesem Rahm 10 g pulverisiertes beta-Cyclodextrin, d. s. 8,3 Gew.-%, bezogen auf das Fett, mit einem Wassergehalt von 13 bis 14 %, im Handel von der Patentinhaberin unter dem Namen KLEPTOSE erhältlich. Das so erhaltene Milieu wird dann unter mäßigem Rühren während einer halben Stunde bei einer Temperatur gleich der Buttertemperatur, d. h. 10º C im Sommer und 13º C im Winter, homogenisiert.
Die anschließend angewendete Vorgangsweise entspricht genau der zuvor in Beispiel I beschriebenen.
Die festgestellte Gewichtsausbeute der Butterherstellung liegt bei 90 %.
Die Zugabe von beta-Cyclodextrin hat die Butterherstellung weder quantitiv noch geschmacksmäßig beeinträchtigt.
Die hergestellte Buttermenge besitzt aber einen Gesamtcholesterinanteil von 0,045 Gew.-%, was eine Senkung um 73,5 %, bezogen auf den Cholesteringehalt von im traditionellen, in Beispiel I beschriebenen Verfahren erhaltener Butter, bedeutet.

BEISPIEL III

Herstellung von Butter durch ein traditionelles Butterverfahren mit Reifen des Rahms
In diesem Beispiel beginnt man zuerst mit dem Reifen von 300 g pasteurisiertem Industrierahm, dessen Fettgehalt 40 Gew.-% beträgt. Sein Cholesteringehalt liegt bei etwa 0,13 Gew.-% (392 mg Cholesterin auf 300 g).
Das Reifen erfolgt durch Beimpfen der mit Milchfermenten in einer Dosierung von 2 %, bezogen auf das Fett des Rahms, angereicherten Milch und Fermentieren ohne Rühren während 16 Stunden bei 30º C.
Die Milchfermente wurden zuvor durch Beimpfen von einem Liter UHT- sterilisierter Vollmilch mit lyophilisierten Milchfermenten (0,70 g, Laboratories G. Roger - 77260 La Ferté-sous-Jouarre) und durch Fermentieren ohne Rühren während 24 Stunden bei 30º C erhalten.
Der auf einen pH-Wert von 5 gereifte Rahm wird dann den traditionellen zuvor beschriebenen Butterungs-, Knet- und Waschstufen unterzogen.
Die erhaltene Gewichtsausbeute der Butterherstellung liegt in der Größenordnung von 90 %. Sie gleicht der im Verfahren mit untergereiftem Rahm als Ausgangspunkt festgestellten Ausbeute.
Der Cholesterinanteil dieser Butter beträgt etwa 0,17 Gew.-%.

BEISPIEL IV

Herstellung von Butter durch ein erfindungsgemäßes Butterverfahren mit Reifen des Rahms
Das Reifen auf einen pH-Wert von 5, die Zugabe von beta-Cyclodextrin und die Abschlußherstellungsvorgänge werden unter den gleichen Bedingungen, wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, durchgeführt.
Man geht von 300 g pasteurisiertem Industrierahm, ident jenem, der in Beispiel III verwendet wird, aus.
Die Gewichtsausbeute der Butterherstellung liegt in der Größenordnung von 86 %, was im wesentlichen jener in Beispiel III genannten entspricht, in welchem das herkömmliche Verfahren ohne Zugabe von beta- Cyclodextrin beschrieben wird.
Der freie Cholesterinanteil der erhaltenen Butter beträgt etwa 0,051 Gew.-%. Die Senkung des in der Butter vorhandenen Cholesterinanteils um 70 %, bezogen auf jenen Anteil, der bei der gemäß dem Verfahren des Beispiels III erhaltenen Butter gemessen wurde, liegt in der selben Größenordnung wie jene in den Vergleichsbeispielen I und II festgestellte.
Diese Beispiele machen die vorteilhaften Ausführungsformen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in zweien dieser Ausführungsformen ersichtlich.
Dieses Verfahren scheint die Gewinnung von Butter in einer reproduzierbaren Form zu ermöglichen, die einerseits mengen- und qualitätsmäßig mit jener von nach klassischen Verfahren erhaltenen vergleichbar ist, und die andererseits einen extrem reduzierten Cholesteringehalt aufweist.
Es versteht sich von selbst, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei allen bekannten Herstellungsverfahren von Butter angewendet werden kann, die zum Verfahrenstyp mit abgesetztem oder fortlaufendem Buttern (Verfahren Fritz) oder auch vom Typ der Doppelzentrifugierung gemäß den ALFA- oder GOLDEN-FLOW-Verfahren gehören.

BEISPIEL V

Einfluß des beta-Cyclodextringehalts im Rahm auf die Extraktionsausbeute des Cholesterins aus Butter, die unter den gleichen Bedingungen wie den in Beispiel IV beschriebenen hergestellt wurde.
Die beigeschlossene Tabelle I stellt die verschiedenen Ergebnisse zusammen bei steigenden Konzentrationen an pulverisiertem beta-Cyclodextrin, das im Handel unter dem Handelsnamen KLEPTOSE von der Société ROQUETTE FRERES bezogen werden kann und 13 bis 14 % Wasser enthält, erhalten werden. Die Extraktionsausbeute von Cholesterin wird wie folgt berechnet:
R = 100 - Cholesteringehalt in Gew.-% in der Butter für eine Konzentration von X % β-Cyclodextrin* / Cholesteringehalt in Gew.-% in der Butter ohne Zusatz von β-Cyclodextrin x 100
* X wird in Gew.-%, bezogen auf das Fett im Rahm, angegeben.
Diese Tabelle beweist, daß die Senkung von Cholesterin in der Butter direkt von der dem Rahm zugesetzten β-Cyclodextrinmenge KLEPTOSE abhängt.

BEISPIEL VI

Herstellung von wasserfreiem Milchfett (M.G.L.A.) mit reduziertem Cholestereingehalt nach einem indirekten Verfahren, ausgehend von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltener Butter (Beispiele II, IV und V)
Bei diesem indirekten Verfahren wird die Butter aus Beispiel II mit reduziertem Cholesteringehalt zuerst durch Erwärmen auf eine Temperatur unter 80º C, in der Größenordnung von 65º C, zum Schmelzen gebracht. Sie wird hierauf einer Behandlung wie der doppelten Zentrifugation unterzogen, die dann durch ein Waschen mit Wasser abgeschlossen wird, um die Nichtfettphase von der Fett- oder Ölphase der Butter abzutrennen. Diese letztere wird einem Trocknen unter Vakuum unterzogen, sodaß das restliche Wasser auf eine Konzentration von unter 0,2 Gew.-% beseitigt wird. Das so erhaltene wasserfreie Milchfett ist sehr cholesterinarm.

BEISPIEL VII

Herstellung von wasserfreiem Milchfett (M.G.L.A.) mit reduziertem Cholesteringehalt nach einem direkten Verfahren
Im direkten Verfahren wird der Rahm der Milch als Ausgangsprodukt verwendet. Nach Vermischen des Rahms mit dem Cyclodextrin erfolgt die Emulsionsumkehr mechanisch mit bekannten Apparaten vom Typ eines Homogenisators, eines "Klarifikators" oder dgl. Das nach dem Abtrennen eines Hauptanteiles der wäßrigen Phase erhaltene Butteröl wird zum Waschen mit heißem Wasser auf eine Temperatur in der Größenordnung von 60º C gebracht und dann abschließend unter Vakuum getrocknet, um einen Wassergehalt von 0,20 Gew.-% zu erreichen. Der Cholesterinanteil des so hergestellten wasserfreien Milchfetts ist sehr stark reduziert.
Die nach den in den zuvorgenannten Beispielen beschriebenen Verfahren erhaltene cholesterinarme Butter und das wasserfreie, cholesterinarme Milchfett können natürlich direkt verzehrt oder als Nahrungsmittelbestandteile in verschiedenen Produkten wie Backwaren, Speiseeis, Dessertcremen, rekonstituierten Milch- oder Käsesorten, Aufstrichen, Cremen vom Typ "Kaffeeweiß" usw. verwendet werden. Tabelle I β-Cyclodextrinkonzentration KLEPTOSE Buttermenge (g) Herstellungsausbeute (Gew.-%) Cholesterinmenge in der Butter (mg) Cholesterinanteil (Gew.-%/auf Butter) Cholesterinextraktionsausbeute (%) Gew.-%, bezogen auf das Fett des Rahms erhaltene theoretische

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Milchprodukten mit einem reduzierten Gehalt an Sterinen, insbesondere Cholesterin, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Ausgangsprodukt wenigstens zum Teil aus Rahm besteht und in der Form einer Emulsion von Öl in Wasser vorliegt, und daß das Verfahren im wesentlichen aus den folgenden Schritten besteht:

- Inberührungsbringen des Ausgangsproduktes mit einer Menge von Cyclodextrin, welche zur Bildung von Einschlußkomplexen mit den im Fett vorhandenen Sterinen ausreicht, um diese Sterine extrahierbar zu machen;

- Umkehren der Öl-in-Wasser- Ausgangsemulsion in eine Wasser-in-Öl- Emulsion;

- Vollständiges oder teilweises Extrahieren der gebildeten Komplexe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fettgehalt des verwendeten Rahms zwischen 10 und 70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 35 und 45 Gew.-% liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es auf die Herstellung von Butter angewendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es auf die Erzeugung von wasserfreiem Milchfett ("M.G.L.A.") angewendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem Rahm als Ausgangsprodukt verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsionsumkehr, welche das Verfahren umfaßt, mit Hilfe von Vorrichtungen vorgenommen wird, welche es ermöglichen, daß man nach Abtrennen eines Hauptanteiles der wässerigen Phase Butterfett erhält, und daß dieses letztgenannte schließlich einem Trocknen unterworfen wird, dem gegebenenfalls ein Waschen mit Wasser vorangeht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Cyclodextrin vom alpha-, beta- oder gamma-Typus ist, und daß es substituiert oder nicht substituiert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclodextrin in polymerisierter Form vorliegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in Betracht gezogene Cyclodextrin ein solches vom ß-Typus ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von diesem eingesetzte Menge 0,01 bis 25 Gew.-%, bezogen auf den Fettgehalt des Rahms, beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 und 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden, aufeinanderfolgenden Stufen umfaßt:

- gegebenenfalls eine Stufe der Wärmebehandlung des Rahms vom Typus eines Pasteurisierens oder UHT Sterilisierens;

- gegebenenfalls eine Stufe des Reifens;

- eine Stufe des Umkehrens der Emulsion, welche zur Bildung von Butter und von Buttermilch führt;

- eine Stufe des Knetens der Buttermasse, welche vorzugsweise mit einem Waschen mit Wasser verbunden ist, um die Butter von der Buttermilch abzutrennen;

und daß das Cyclodextrin zu dem Rahm zu irgendeinem Zeitpunkt vor dem Umkehren der Emulsion zugesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehr der Emulsion durch "Buttern" bzw. andauerndas Schlagen, das heißt mechanisches Rühren, bewirkt wird, welches bei geregelter Temperatur durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, daß man das Cyclodextrin zu dem Rahm in einer Konzentration zusetzt, welche vorzugsweise zwischen 0,5 und 18 Gew.-% und in noch höher bevorzugtem Maße zwischen 1 und 10 Gew.-%, bezogen auf das Fett, liegt, und daß man diesen Rahm während wenigstens einiger Sekunden, und vorzugsweise während wenigstens 120 Sekunden, bei einer Temperatur mäßig umrührt, welche im wesentlichen der Temperatur des Butterns entspricht.

13. Verfahren nach einer der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Stufe des Reifens des Rahms umfaßt, welche darin besteht, daß man diesen Rahm mit ansäuernden und aromatisierenden Milchfermenten derart beimpft, daß dieser Fahm auf einen optimalen pH-Wert gebracht und mit den entsprechenden Nahrungsmittel-Aromastoffen beladen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Stufe der sogenannten "physikalischen" Reifung des Rahms umfaßt, welche in einem mehrstündigen Lagern bei einer zwischen 4 und 8º C liegenden Temperatur besteht, und daß die Buttermasse im Verlaufe des Knetens mit einem Gemisch von aromatisierenden Milchfermenten und mit einem sauren Kulturkonzentrat beimpft wird.

15. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen darin besteht, die nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6 bis 14 erhaltene Butter zum Schmelzen zu bringen, die fette Phase von der wässerigen Phase durch ein Mittel vom Typus einer doppelten Zentrifugation abzutrennen, und dann - vorzugsweise unter Vakuum - das Restwasser aus der fetten Phase derart abzudampfen, daß man den Wassergehalt auf einen unter 0,2 Gew.-% liegenden Wert bring.