NL7808432A - Werkwijze voor de bereiding van kaas van het type "half-hard" met behulp van ultrafiltratie. - Google Patents

Description

"Ή· - ρ - : . ' e y’ - -1.-.

ΕΓ.Ο. 26032 ΓStichting Bedrijven, ran het] ‘Nederlands Instituut voor Zuivelonderzoek te Ede.

Werkwijze voor de bereiding van kaas ran bet type "half-bard" met behulp van ultrafiltratie.

·-_{·

Bij de bereiding van kaas volgens de conventionele methoden gaat een deel van het melkeiwit verloren in de tijdens de bereiding afgetapte wei. Wanneer deze wei-eiwitten, bijvoorbeeld via een sterke hittebehandeling van de melk, door denaturatie onoplosbaar zijn gemaakt kunnen 5 j zij in de kaas worden opgenomen; hierdoor worden echter de organoleptische eigenschappen van de kaas sterk negatief ; f beinvloed. Om het verlies aan eiwit te beperken zonder de ! wei-eiwitten te denatureren zou men de kaasbereiding zoda-: nog moeten aanpassen dat geen of weinig wei behoeft te 10 worden af getapt. Teneinde _een kaas met da gewenste samenstelling te verkregen ddaat men dan in ieder geval een gedeelte van het serum aan de uitgangsmelk te onttrekken.

In principe is hiervoor ultrafiltratie (UP) een geschikte ; techniek. 35

De Nederlandse octrooiaanvrage 70·«Ί0656 beschrijft het gebruik van UP bij de bereiding van Camembert, een zachte kaas met een vochtgehalte van ongeveer 55%· Volgens deze j i aanvrage dient de eiwitooncentratie in de gebruikte onder-; - melk met een factor van ongeveer 5 te worden verhoogd; 20 uit een mengsel van het UP-concentrant met room kan Camem-: bert worden bereid waarin ook de wei-eiwitten vrijwel kwan-' titatief zijn opgenomen.

In de Duitse octrooiaanvrage 2.211.737 wordt een variant op de eerder genoemde werkwijze gegeven: het na UP 25 en diafiltratie (DP) uit ondermelk verkregen concentraat wordt ingedampt tot een concentraat met de gewenste samenstelling (16,2% eiwit, 4,0% lactose en 1,4% as).

7808432 “2 -

V

' * 1

Om structmirproblemen met de tilt UF-concentraat bereide Camembert te voorkomen wordt volgens de Nederlandse octrooiaanvrage 76.07821 bet gebruik van slijmvormende bacteriën yranrgesteld.

EecenteliJk werden ook pogingen beschreven om andere 5 kaas dan Camembert met behulp van U3? te bereiden. Zo werd Feta-kaas gemaakt uit op vet gestandaardiseerde en vervolgens geultrafiltreerde melk (Nord. Europ. Mej. Tidsskr.

(1977) (9) 304). Het concentraat bevatte 39*5% droge stof, 17*8% vet en 16,4% eiwit. Dit concentraat werd tevens 10 1 minuut op 77°C gehouden om de uittreding van wei in een later stadium te beperken en om de structuur van de kaas te beïnvloeden. jf:a-' homogeniseren van het concentraat werd een vrijwel witte kaas verkregen. Over de bereiding van Herve-kaas met behulp van ÏÏF wordt bericht door het Belgi- 15 sche Bjjkszuivelstation te Helle (jaarverslag 1976). Met behulp van een homogenisator werd "butteroil” verdeeld in het TJÏ-concentraat van ondermelk; het droge-stof-gehalte van het mengsel was 34,5 — 38,5%* De verkregen kaas miste de karakteristieke scherpe Herve-smaaky en de nasmaak was 20 iets bitter.

De samenstellingen van de tot nu toe met behulp van ÜF op industriële schaal bereide kaassoorten (Camembert en Feta, beide met een vochtgehalte van ongeveer 55%) verschillen sterk van die van de half-harde soorten zoals 25

Goudse en Edammer (vochtgehalte ongeveer 42%). Voor de bereiding van laatstgenoemde soorten moet de eiwitcomponent niet vijfmaal, maar ongeveer negenmaal worden geconcentreerd.

Een dergelijke concentratie wordt voorgesteld in de 30

Nederlandse octrooiaanvrage 74.03735* die een werkwijze beschrijft om het lactose-gehalte van het ondermelkconcen-traat geschikt te maken voor de bereiding van verschillende typen kaas, waaronder Goudse en Edammer worden genoemd. Volgens deze werkwijze wordt met behulp van UF geconcen- 35 treerd tot een bepaald percentage van het oorspronkelijke 7808432 * *' * # - 3 - • volume, waarna water of een waterige zoutoplossing aan het concentraat wordt toegevoegd en het verdunde concentraat opnieuw aan UP wordt onderworpen. Hierdoor kan een lactose-percentage van 1,6 - 5»1% worden ingesteld. Volgens de voorbeelden zou een concentraat kannen worden verkregen 5 met de volgende samenstelling: 32,8% nlet-vetachtige droge stof, 27»8% eiwit, 2,3% lactose en 2,7% as. Verbazingwekkend is echter, dat in deze aanvrage geen proces-temperatuur wordt genoemd, terwijl het noodzakelijk is ter verkrijging van een concentraat met een zo hoog proteïne- 10 gehalte de ultrafiltratie bij verhoogde temperatuur uit te voeren. Zelfs bij verhoogde procestemperatuur - 55°C aan het einde van het proces - bereikten medewerkers van de Statens Pors^gsmejeri in Denemarken (226. Beretning) met de nieuwe versie van de in genoemde octrooiaanvrage be- 15 schreven apparatuur maximaal 25,9# droge stof en 18,8% eiwit. De voorbeelden in de aanvrage bespreken dan ook niet de bereiding Tan kaas en zwijgen over het soort kaas, dat wordt bereid, waardoor aan de waarde van deze voorbeelden moet worden getwijfeld. De in de aanvrage genoemde 20 17 kaassoorten verschillen n*i. zodanig in samenstelling, geur, smaak en consistentie en in de bereidingswijze die tot deze karakteristieke eigenschappen leidt, dat men niet in het algemeen van de vervaardiging van kaas kan spreken. De aanvrage geeft geen enkele informatie of met 25 de hierin geconcentreerde ondermelk werkelijk half-harde kazen, zoals Goudse en Edammer, kunnen worden bereid.

Covacevich en Kosikowski (J. Dairy Sci. 61 (1978 ) 701) slaagden erin een Cheddar kaas te bereiden met behulp van UP; het vereiste drogestofgehalte in het UP-concentraat 30 kon evenwel slechts worden bereikt door aan een vloeibaar concentraat een gedroogd UP-concentraat toe te voegen.

Zoals uit het voorgaande blijkt zijn er voor de bereiding van de hardere kaassoorten met behulp van UP verschillende problemen te overwinnen, enerzijds ten aanzien 35 7808432 - 4 - * van het bereiken van de vereiste hoge drogestofgehalten -door vele deskundigen wordt ongeveer 20% eiwit als maximaal haalbaar genoemd - en anderzijds met betrekking, tot de eigenschappen van het eindprodukt, de kaas.

Voor de bereiding van foudse en Edammer kaas is het 5 noodzakelijk dat uit ondermelk een ÜE-coneentraat wordt verkregen dat 27-28% eiwit, 1,8 - 2,0% lactose en ten minste 31,5% droge stof bevat, dat wil zeggen een hoog eiwitgehalte en een relatief laag lactosegehalte. Bij een lager drogestofgehalte van het concentraat wordt de con- 10 sistentie van bijvoorbeeld Goudse en Edammer kaas papperig; het lactosegehalte is van groot belang voor de gewenste pïï, en daardoor voor de structuur van de kaas.

Verrassenderwijs werd nu gevonden dat met de werkwijze volgens de uitvinding UE-concentraten kunnen worden ver- 15 kregen die aan de hiervóór genoemde eisen voldoen en waaruit half-harde kazen zoals Goudse en Edammer kunnen worden bereid. Verrassend was bovendien dat met behulp van DE bereide volvette Goudse kaas een consistentie vertoonde die te vergelijken is met die van conventioneel 20 bereide kaas, waarbij een smedig zuivel en een romige smaak naar voren traden. De consistentie van, volgens de uitvinding met behulp van ÏÏE bereide, 20+ kaas was aanzienlijk verbeterd ten opzichte van die van volgens de conventionele wijze bereide kaas. 25

Verdere voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding z^n een grotere opbrengst, een flexibel systeem en een nauwkeurige instelbaarheid van het feewicht van de kaas.

Om het proces technisch uitvoerbaar te maken wordt het 30 ter verhoging van de te bereiken flux, en in het bijzonder, om de viscositeit van het concentraat laag te houden ten minste gedeeltelijk uitgevoerd bij verhoogde temperatuur, bij voorkeur tussen 50 en 55°0. Bij hogere temperaturen kan ten gevolge 'van denaturatie van het wei-eiwit verhoging 35 van de viscositeit optreden, terwijl bovendien de kwaliteit 7808432 ι ’ V - S' -5 - van de kaas negatief wordt beïnvloed.

De instelling van het voor de gewenste pH in de kaas noodzakelijke lactose-gehalte kan bijvoorbeeld plaatsvinden door diafiltratie van het UF-concentraat. DF van het eind-coneentraat is moeilijk wegens de hoge viscositeit en wordt 5 daarom bij voorkeur uitgevoerd wanneer door HF een volume-reductie van ongeveer 70% is bereikt; in vele gevallen is voor een goede uitvoering van het DF-proces omstreeks 55% water, betrokken op het concentraatvolume, voldoende. Het proces kan tot zover worden uitgevoerd in een continu- 10 systeem; het verdient aanbeveling de verdere concentratie door UF in een batch-systeem uit te voeren vanwege de lage prestaties van de membraantemperatuur bij deze hoge eiwitgehalten. Bij de hoge viscositeit van het concentraat, zelfs bij 50 - 55°0, is het gebruik van buisvormige membra- 15 nen noodzakelijk oa een voldoende turbulentie in de vloeistof te handhaven, waardoor de gewenste hoge concentratie-factor van ongeveer 9 kan worden bereikt. Een nauwkeurige beheersing van dit vergaand concentreren is van groot belang; het bereikte drogestofgehalte bepaalt in hoge mate 20 de kwaliteit van het eindprodukt.

Om het vetgehalte in de droge stof van de kaas van het gewenste type te bereiken dient aan het UF-concentraat van ondermelk vet te worden toegevoegd. Wanneer voor dit doel gestandaardiseerde melk aan UF zou worden onderworpen 25 , zou ten gevolge van de zeer intensieve UF-behandeling een sterke beschadiging van de vetbolletjes optreden; bij het ultrafiltreren van volle melk nam in 45 minuten de gemiddelde grootte van deze bolletjes af tot een derde van de oorspronkelijke waarde, terwijl de spreiding in de grootte 30 met een factor drie toenam. By deze proef was het laatste deel van, het concentratieproces uitgevoerd in een batchsysteem. Deze beschadiging heeft tot gevolg dat het eindprodukt een griezige structuur krijgt, en dat een voor bijvoorbeeld Goudse of Edammer kaas ongewenste hydrolyse 35 van het vet kan optreden. Eet verschijnsel van een griezige 7808432 v - £a- ( * structuur en van ongewenste vethydrolyse ten gevolge van beschadiging van de vetbolletjes wordt ook wel gevonden bij de conventionele bereiding van Goudse kaas uit gehomogeniseerde melk.

Om het effekt van zeer ver concentreren niet te ver- 5 minderen zal men· met het vet zo weinig mogelijk water aan het UP-coneentrant moeten toevoegen. Voor de bereiding van volvette kaas dient men derhalve uit te gaan van watervrij melkvet, terwijl voor 20+ kaas ook hoogvette room (met een vetgehalte van ten minste 70%) kan worden ge- 10 bruikt. Bij de bereiding van "filled cheese” kan men het melkvet vervangen door plantaardig vet.

Het is gebleken dat de structuur van het eindprodukt afhangt van de wijze waarop het vet met het UP-concentraat, waaraan nitraat en calciumchloride kunnen zijn toegevoegd, wordt gemengd. Zoals bekend vormt de structuur een belangrijk kriterium voor de kwaliteit van de kaassoorten van het half-harde type. Het mengen kan bijvoorbeeld plaatsvinden in een geschraapte warmtewisselaar; enerzijds wordt hierin het vet goed door het UP-concentraat verdeeld, 20 terwijl anderzijds het mengsel tot de gewenste temperatuur wordt gekoeld. Deze temperatuur is belangrijk voor de stremming en voor de aanzet tot een goede verzuring, en

J

7808432

» ' ‘ V

/ · -6-.

--------—-| zal in het algemeen bij ongeveer 32°C liggen.

Ter vermijding van struktuurgebreken zoals "bont”, "griezig" of "te zacht" morden capaciteit en messensnelheid van de geschraapte warmtewisselaar nauwkeurig geregeld.

Bij de proeven werd gebruik gemaakt van een Schroder Eombi- 5 nator; bij een capaciteit van 60 kg mengsel per uur en een toerental van de messen van 400 omwentelingen per minuut werden produkten met een zeer goede struktuur verkregen.

Opdat geen "pin holes" in de kaas ontstaan dient, zowel bij het laatste deel van het BF-proces als ook bij het mengen 10 van concentraat en vet, luchtinslag zorgvuldig te worden vermeden.

Evenals bij de conventionele kaasbereiding worden zuursel, stremsel en eventueel andere toevoegingen zoals zout of kruiden bijgevoegd. Deze toevoegingen kunnen "on line", 15 tussen de reeds genoemde warmtewisselaar en een volgende menger, bij het concentraat-vetmengsel worden gedoseerd.

Een voordeel van de kaasbereiding met behulp van BF is dat men zout kan toevoegen dat niet met de wei meegaat. Toevoeging van 0,5% zout, een dosering waarbij de zuur- 20 selektiviteit en de struktuur van het produkt niet onaanvaardbaar worden beïnvloed, reduceert de voor 1 kg Baby-Goudse kaas benodigde pekeltijd tot een derde van de gebruikelijke duur.

Bij. de toevoeging van het zuursel dient verdunning van 25 het verkregen mengeel zoveel mogelijk te worden beperkt.

Dit kan worden bereikt door het gebruik van zuurconcentraten (dosering ongeveer 0,253$. Op gebruikelijke wijze gekweekte zuursels worden vóór de toevoeging met een factor vier geconcentreerd, bij voorkeur met behulp van BF. In dat 30 geval is de dosering ongeveer 2,5%·

Om een goede menging van het stremsel door het mengsel van room of vet en UE-concentraat te verzekeren is enige verdunning van de gebruikelijke stremseloplossing (sterkte ongeveer 10.000 eenheden) gewenst. Een dosering van 1,1 ml 35 van een 1:1 verdunning van de stremseloplossing per kg 7808432 -7- » mengsel levert goede resultaten, terwijl het verdunnend effekt op het totaal kan worden verwaarloosd.

Aan de verdeling van de genoemde toevoegingen door j het mengsel van UF-c one ent raat en vet of room worden hoge » t eisen gesteld, met het oog op de hoge viscositeit van het j 5 mengsel. In de experimenten is gebruik gemaakt van een j j tweede geschraapte warmtewisselaar (Schroder Kombinator), j waarbij de by het mengen geproduceerde warmte kan worden afgevoerd. Direkt voorset mengsel van UF-concentrant en vet of room deze tweede menger binnentreedt worden de 10 ; eerder genoemde toevoegingen "on line" in de produktstroom: | gebracht. Capaciteit en messensnelheid van de tweede men- | I ger waren in de experimenten gelijk aan die van de *eerste: menger. j

Achter de tweede menger wordt de nog vloeibare produktj- 15 | massa afgetapt en in de gewenste vormen opgevangen; ook j f hierbij dient lucht insluiting te worden vermeden. Bij het j ï aftappen van de massa kan het gewicht van de kaas met j

! grote nauwkeurigheid worden geregeld* Het produkt wordt I

i | j vervolgens gedurende een half uur bij de gebruikelijke strem·- 20 | temperatuur (ongeveer 30° C) bewaard; hierna wordt de kaas ! i door middel van een lichte persing (bijvoorbeeld 430 g/cm2 | gedurende 5 minuten voor 1 kg Baby-Goudse kaas) verder j ! gevormd, hetgeen bovendien een gunstige invloed heeft op ! | de korstvorming. ’ ! 25 ; Het verdere proces verloopt met betrekking tot omlopen1, ipekelen en rijpen analoog aan de conventionele kaasberei-j ding, zij het dat door toevoegen van zout aan het mengsel ' vóór de tweede menger de pekelduur kan worden bekort.

: ^ Het hiervoor beschreven proces kan worden geïllustreerd :.:30 < met het volgende schema, dat is toegepast voor de berei-; ding van 1 kg-kazen, zowel van het type "Goudse volvet" als voor het type "20+": i

_ % I

78ΊΓ8ΤΠ 1 1 ".jüy-Jr . : *-· r - 8 - ---:-:-;-;-;-:-1 OHDEEMELE J ultrafiltreren LZiSg/J.O" h dlafiltreran / altrarlltreren -^ΠΡ-ΟΟΙΓΟΕΙΠίΒΑΑΤ <----—-calciumchloride -——natriumnitraat 5 MELKVET—-—* ^WARMTEWISSELAAR /MENGER I j stremsel——----—-zuursel- T_ concentraat [menger II] 10 afvullen op gewicht 301 stremman 5' jersea 8 uur omlopen j 20+: 9 uur 15 pekelen— - I Wolvet :16 uur ICONSUMPTIEHESPE KAAsT<-rijpen (13-14°C; 90% relatieve vochtigheid) \

Bij de bereiding van 20+-kaas en van volvette kaas 20 volgens bovenstaand schema werden bijvoorbeeld de volgende gegevens verkregen: ONDERMELK-ULTRAEILTHAAT 20+ volvet % droge stof 32,3 31,7 % lactose 1,82 1,80 25 MENGSEL BIJ AITufeji"1* 27,5 27,1 % droge stof 37,7 4-8,3 % vet op droge stof 20,1 4-9,6 pH na 12 uur 5,25 5,22 na 4- weken 30 % vocht 4-7,6 39,8 % zout op droge stof 4-,7 3,8 pH 5,4-8 5,33 7808432

Claims (16)

1. Werkwijze voor de bereiding van kaas van bet type "half-hard", met bet kenmerk, dat gebruik wordt gemaakt van een zodanig, door ultrafiltratie verkregen, concentraat van ondermelk, dat tijdens de kaasbereiding geen wei behoeft te worden afgetapt. 5

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t b e t kenmerk, dat bet concentraat ten minste 27% eiwit bevat.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 en 2, met bet k e n m e r k, dat bet concentraat wordt gediafiltreerd 10 tot een lactosegehalte tussen 1,8 en 2,0% is verkregen.

4. Werkwijze volgens conclusies 1, 2 en 3» met bet kenmerk, dat de ultrafiltratie in twee trappen wordt uitgevoerd, waartussen diafiltratie plaats vindt en bet gedeelte van bet ultrafiltratieproces na 15 diafiltreren bij 50°-55°C wordt uitgevoerd.

5· Werkwijze^ volgens conclusie 4, met bet k e n m e r k, dat bet gedeelte van bet ultrafiltratieproces voor bet diafiltreren continu en na bet diafiltreren batcb-gewijs wordt uitgevoerd. 20

6. Werkwijze volgens conclusie 4, met het k e n m e r k, dat bet gedeelte van bet ultrafiltratieproces na diafiltreren met buisvormige membranen wordt uitgevoerd.

7. Werkwijze volgens conclusies 1 t/m 6, met bet 25 kenmerk, dat bet concentraat en de benodigde hoeveelheid vet worden gemengd met behulp van een menger op zodanige wijze dat de gewenste verdeling van bet vet door bet concentraat wordt verkregen, en de voor de werking van stremsel en zuursel optimale temperatuur wordt ge- 30 handhaafd.

8. Werkwijze volgens conclusie 7» a e t bet kenmerk, dat bet benodigde vet uit niet-melkvet bestaat. 7808432 / . Μ r'm' " ' -10-

9· Werkwijze volgens conclusies 7 en 8, m e t het k e n m e r k, dat het vet wordt toegevoegd in de vorm van een olie—in-water emulsie wet een vetgehalte van ten minste 70%.

10. Werkwijze volgens conclusies 1 t/a 9* m e t 5 het kenmerk, dat de gewenste toevoegingen continu aan het mengsel van concentraat en vet worden toegevoerd.

11. Werkwijze volgens conclusies 1 t/m 10, iet het kenmerk, dat een tweede menger wordt ge- 10 bruikt om een juiste verdeling van de gewenste toevoegingen door het mengsel van concentraat en vet te bewerkstelligen.

12. Werkwijze volgens Conclusies 1 t/m 11, met het k e n m e r k, dat het zuursel in de vorm van een 19 concentraat van zuurselbacterien wordt toegevoegd.

13* Werkwijze volgens conclusie 12, m e t h e t k e n m e r k, dat het zuursel in de vorm van een door ultrafiltratie verkregen concentraat van zuursel wordt toegevoegd. 20

14. Kaas, verkregen volgens conclusies 1-13·

15. Werkwijze ter bereiding van een ondermelkconcentraat, geschikt voor gebruik bij de werkwijze volgens conclusies 1-13, met het kenmerk, dat men een concentraat bereidt, dat ten minste 31,5% droge stof, 27-28% 2$ eiwit en 1,8 - 2,0% lactose bevat door ondermelk achtereenvolgens te ultrafiltreren, diafiltreren en ultrafil-treren, waarbij ten minste de laatste trap bij 50-55°C wordt uitgevoerd in een buisvormig systeem.

16. Ondermelkconcentraat, verkregen volgens conclusie 30 15. * * * * 7808432