NL8105881A - Gefermenteerd melkprodukt, dat melkzuur-bacterien bevat en werkwijze ter bereiding daarvan. - Google Patents

Description

....."!i^" - 1 - Q 803 (R) * J«

Aanvraagster: Unilever N.V. te Rotterdam

Titel: "Gefermenteerd melkprodukt, dat melkzuur-bacteriën bevat en werkwijze ter bereiding daarvan.

Aanvraagster noemt als uitvinders:

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een gefermenteerd melkprodukt dat melkzuur-bacteriën bevat en een werkwijze ter bereiding daarvan. Voorbeelden van gefermenteerde melkprodukten zijn gefermenteerde melk, die zowel als zo-5 danig genuttigd kan worden als gebruikt kan worden als waterfase in de margarinebereiding, alsmede yoghurt, kwark, zure room en karnemelk. De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op yoghurt en de bereiding daarvan.

^0 Bij de bereiding van yoghurt is het gebruikelijk om aan vollemelk, taptemelk of melk met een verminderd vetgehalte, een yoghurt-cultuur toe te voegen en de melk te verzuren bij een temperatuur van ongeveer 40°- 45°C· Meestal wordt een mengsel van Streptococcus thermophilus en Lactobacillus 15 bulgaricus gebruikt. Het is ook mogelijk de fermentatie bij lagere temperatuur, bijvoorbeeld kamertemperatuur uit te voeren, dat wil zeggen bij 15°- 25°C. Om de viscositeit van de yoghurt te verhogen is het gebruikelijk om het droge stof gehalte van de uitgangsmelk te verhogen door toevoeging 20 van volle- of mageremelk-poeder of door verdamping. Een andere mogelijkheid om de yoghurt dikker te maken is het gebruik van stabilisatoren, wat meestal natuurlijke polysac-chariden of derivaten daarvan zijn.

8105881 > - 2 - Q 803 ('R) * «

Gevonden werd nu dat een toename van de viscositeit van yoghurt kan worden verkregen door speciale proces-omstandig-heden. Dit heeft het voordeel dat voor een bepaalde uit-gangsmelk-samenstelling een dikker produkt kan worden ver-5 kregen dan met de gebruikelijke werkwijze. Anderzijds kan men een produkt met de gebruikelijke viscositeit en consistentie bereiden door de nieuwe werkwijze toe te passen op een uitgangsprodukt met een minder hoog droge stof gehalte dan gebruikelijk en/of een verminderd gehalte aan stabilisa-10 toren dan gebruikelijk, waardoor een besparing op grondstoffen verkregen wordt.

Deze speciale omstandigheden bestaan uit enerzijds de selectie van bepaalde culturen en anderzijds uit de selectie van 15 beweging van het melkprodukt tijdens de fermentatie.

Gevonden werd namelijk dat onder bepaalde omstandigheden de ketens van melkzuur-bacteriën verbroken worden tot kortere ketens en/of enkele cellen, die veelal door draden met 20 elkaar verbonden blijven. Verondersteld wordt dat deze draden opgebouwd zijn uit biopolymeren.· Te denken valt aan polysacchariden of eiwitten. Het aldus ontstane netwerk draagt waarschijnlijk bij aan de structuur van het gefermenteerde melkprodukt waardoor dit een hogere viscositeit heeft 25 dan een conventioneel produkt waarin de genoemde draden niet aanwezig zijn.

Hoewel de onderzoekresultaten in eerste instantie gevonden werden bij de bereiding van yoghurt zijn deze ook van toe-30 passing op andere gefermenteerde melkprodükten met een relatief hoge viscositeit zoals kwark, zure room, pudding e.d.

De uitvinding verschaft een gefermenteerd melkprodukt dat melkzuur-bacteriën bevat, die voorkomen in ketens met een 8105881 ♦ 4 - 3 - Q 803 (R) gemiddelde ketenlengte in het bereik van 1 tot 5 melkzuurbacteriën, welke melkzuur-bacteriën biopolymeren kunnen vormen. In het bijzonder is ten minste een deel van de ketens met elkaar verbonden door draden van bio-polymeren, 5 welke draden bij voorkeur een doorsnee hebben van 40 tot 300 nm, in het bijzonder van 70 tot 200 nm.

Hoewel de uitvinding belichaamd wordt door de verschillende soorten hiervoor aangeduide produkten, is een voorkeurs-10 uitvoering yoghurt, zowel roeryoghurt als standyoghurt, waarbij de laatste de meeste voorkeur geniet. Ter verduidelijking wordt onder roeryoghurt een yoghurt verstaan die verpakt wordt nadat de eiwitten reeds zijn gecoaguleerd, terwijl met een standyoghurt wordt bedoeld een yoghurt waarbij de coagu-15 latie van de eiwitten in de verpakking optreedt en dus in de verpakking de yoghurt structuur ontstaat.

Tevens verschaft de uitvinding een werkwijze voor de bereiding van een dergelijk gefermenteerd melkprodukt, die daar-20 door gekenmerkt is dat men (i) een uitgangsmelk ent met een cultuur van melkzuurbacteriën die biopolymeren kunnen vormen, (ii) de geënte melk laat verzuren tot de pH verminderd is tot een waarde die niet lager is dan 5,3 zonder dat 25 coagulatie optreedt, (iii) de gedeeltelijk verzuurde doch nog niet gecoaguleerde melk op zodanige wijze in beweging brengt, dat de ketens van melkzuur-bacteriën verbroken worden tot kortere ketens en/of enkele cellen , waarbij draden 30 gevormd worden die de kortere ketens en/of de enkele cellen met elkaar verbinden, (iv) de volgens (iii) behandelde melk, desgewenst tesamen met andere bestanddelen zoals room, vruchtenpreparaten of nog niet-gefermenteerde melk, in houders afvult, 35 en eventueel 8105881 «

V

- 4 - Q 803 (R) (v) het verzuren van het melkprodukt in de houders laat voortgaan waarbij de melk coaguleert en een gefermenteerd gecoaguleerd melkprodukt gevormd wordt.

In het geval het te bereiden gefermenteerde produkt een 5 yoghurt is, past men bij voorkeur een yoghurt cultuur toe.

Afhankelijk van de vereiste structuur van het eindprodukt gaat men uit van een melk met een droge stof gehalte van 10-20 gew.%. Dit ten opzichte van normale melk verhoogde 10 droge stof gehalte kan verkregen worden door a) indampen, b) concentratie met behulp van membraanfiltratie of c) het toevoegen van taptemelk-poeder, vollemelk-poeder, wei-poeder, caseïne of caselnaat, wei-eiwitten of concentraten van melk-eiwitten aan vollemelk, taptemelk of melk met een 15 verminderd vetgehalte.

Een geschikte uitvoeringsvorm is een werkwijze waarbij de maatregelen (ii) en (iii) tegelijkertijd uitgevoerd worden met behulp van een continue fermentatie. De voorkeur gaat 20 uit naar een continue fermentatie-methode waarbij tijdens de continue fermentatie bij constante pH de inhoud van de fer-mentor geroerd wordt en daardoor de ketens van cellen reeds worden verbroken. Door instelling van een bepaalde roersnelheid, geometrie van de roerder en de wand van het 25 vat, kan men de draadvorming beïnvloeden. De zo beschreven werkwijze is in het bijzonder geschikt voor de bereiding van een standyoghurt. Echter ook een roeryoghurt kan met gunstig resultaat bereid worden. Hierbij dient de aangegeven werkwijze zodanig gemodificeerd te worden, dat men het produkt 30 verkregen na de maatregelen (i), (ii) en (iii) aan een verdere verzuring onderwerpt waarbij de melk-eiwitten coaguleren alvorens men het melkprodukt, eventueel tesamen met andere bestanddelen, zoals room, vruchten of vruchtenpreparaten of nog niet-gefermenteerde melk, in houders afvult.

8105881 r~\ 0 - 5 - Q 803 (R)

Een aantal van de maatregelen zijn reeds bekend voor de bereiding van yoghurt. Hiermee rekening houdende kan men de werkwijze voor de bereiding van standyoghurt resp. roer-yoghurt volgens de uitvinding ook als volgt aangeven.

5

Een werkwijze voor de bereiding van standyoghurt volgens de uitvinding, waarbij men (a) melk ent met een cultuur van melkzuurbacteriën, (b) de geënte melk, eventueel na een gedeeltelijke fermen- jq tatie, in houders verpakt, (c) de verpakte melk laat fermenteren bij een temperatuur in het bereik van 15-50°C en daarna koelt tot een temperatuur beneden 10°C, die daardoor gekenmerkt is dat men de geënte melk, bij voor-15 keur continu, laat fermenteren tot de pH gedaald is tot een waarde die niet kleiner is dan 5,3 (waarbij meerdere bac-terie-delingen hebben plaatsgevonden en reeds biopolymeren zijn gevormd) en men tijdens deze fermentatie doch uiterlijk bij de bereikte pH de gedeeltelijk gefermenteerde melk 20 zodanig in beweging brengt dat de ketens van melkzuur-bac-teriën verbroken worden tot kortere ketens en/of enkele cellen, waarbij draden gevormd worden die de kortere ketens en/of de enkele cellen met elkaar verbinden.

25 Een werkwijze voor de bereiding van een roeryoghurt volgens de uitvinding, waarbij men (a) melk ent met een cultuur van melkzuur-bacteriën, (b) de geënte melk laat fermenteren bij een temperatuur in het bereik van 15-50°c tot de melk coaguleert, 30 (c) de gefermenteerde en gecoaguleerde melk, eventueel na koeling beneden 10°c, in houders verpakt, die daardoor gekenmerkt is dat men de geënte melk, bij voorkeur continu, laat fermenteren tot de pH gedaald is tot een 22 waarde die niet kleiner is dan 5,3 (waarbij meerdere bac-terie-delingen hebben plaatsgevonden en reeds biopolymeren 8105881 l » - 6 - Q 803 (R) zijn gevormd) en men tijdens deze fermentatie doch uiterlijk bij de bereikte pH de gedeeltelijk gefermenteerde melk zodanig in beweging brengt dat de ketens van melkzuur-bacte-riën verbroken worden tot kortere ketens en/of enkele cellen 5 waarbij draden gevormd worden die de kortere ketens en/of de enkele cellen met elkaar verbinden, waarna men de zo behandelde melk verder laat fermenteren tot coagulatie is opgetreden.

10 De hiervoor genoemde draden van biopolymeren dienen niet verward te worden met de macroscopisch of met behulp van een normaal licht microscoop met een vergroting van minder dan 300 maal gemakkelijk zichtbare slijmdraden, die aanwezig ? zijn in draadtrekkende verzuurde melkprodukten, zoals be- 15 schreven door A.J. Kluyver in Ned. Tijdschrift Hyg. Microbiol. Serologie 3^ (1929) 301-307. Deze gemakkelijk zichtbare slijmdraden bestaan uit in het produkt aanwezige macromoleculen die weliswaar onder invloed van de melkzuur-bacteriën gevormd zijn, doch die met het aan elkaar verbonden zijn 20 van de melkzuur-bacteriën niets uitstaande hebben. Deze bekende slijmvorming werkt eveneens viscositeitsverhogend, maar deze viscositeitsverhoging wordt door mechanische bewerkingen als schudden en roeren zeer snel verminderd.

25 De in deze octrooiaanvrage bedoelde draden zijn niet zichtbaar onder een normaal licht microscoop ën kunnen pas duidelijk zichtbaar gemaakt worden met behulp van een scanning electronen microscoop (SEM), waarbij monsters verzuurde melk, bewerkt zoals hiervoor is aangegeven bij de beschrij-30 ving van de werkwijzen volgens de uitvinding, worden geprepareerd zoals hierna zal worden aangegeven. In monsters verzuurde melk, die niet volgens de uitvinding mechanisch bewerkt zijn, konden geen met een SEM zichtbare draden gevonden worden. Dit gold ook voor onderzochte yoghurt pro-35 dukten die in de handel verkrijgbaar zijn.

8105881 - 7 - Q 803 (R) -f' m >'

Uiteraard dient men organismen te gebruiken die voldoende draden kunnen vormen. Geschikte organismen kunnen met de volgende methoden worden geselecteerd.

5 Een eerste selectiecriterium is uit te gaan van micro-orga-nismen die in ketens groeien en tijdens de groei in melk een omhulling om hun celwand produceren. Of micro-organismen aan dit selectiecriterium voldoen kan men constateren met behulp van een normaal licht ofwel optische microscoop.

10

Of aan het tweede selectiecriterium wordt voldaan, dat wil zeggen of draden werkelijk ontstaan, kan worden vastgesteld met behulp van een SEM waarmee een op laboratoriumschaal bereid monster wordt onderzocht, dat is verkregen door een 15 kleine hoeveelheid met de micro-organismen geënte melk tijdens de verzuring onder geschikte condities te roeren.

De monsters werden geschikt gemaakt voor waarneming met de SEM volgens een procedure aangegeven door Kalab en Harwalkar 20 (Journal of Dairy Science 5<5 (1973) 835-842). Kleine hoeveelheden yoghurt worden gefixeerd in een 1,5% glutaralde-hyde oplossing gedurende 1 uur bij kamertemperatuur en tot plakjes gesneden. Na de fixatie worden de gel plakjes gewassen met gedestilleerd water. Hierbij worden de waterop-25 losbare stoffen verwijderd, in het bijzonder lactose, dat anders het waarnemen van de relevante microstructuur zou verstoren. De overmaat water wordt verwijderd met filtreer-papier en de preparaten worden snel bevroren in smeltende stikstof (’'nitrogen slush"). Daarna worden de preparaten 30 gevriesdroogd, waarbij wordt vermeden dat de temperatuur boven -70°C komt, voordat deze droog zijn.’ De preparaten worden met een geleidende lijm bevestigd op een metalen preparaat houder en bedekt met een goud-palladium laagje van ongeveer 50 nm dikte. Foto’s in een vergroting variërende 35 van 2000 tot 5000 keer worden genomen met een SEM m.b.v. secondaire electronen afbeelding.

8105881 Λ - 8 - Q 803 (Ε)

De verschillen tussen de yoghurts bereid volgens de uitvinding en volgens de normale processen kan nader toegelicht worden met figuur 1 en met foto's A en B. Uit de foto's blijkt dat de hiervoor besproken draden, die in pro-5 dukten volgens de uitvinding ontstaan, een doorsnede hebben van ongeveer 0,1-0,2 micron of wel ongeveer 100-200 nm. Echter draden met een grotere of kleinere doorsnee zijn ook geconstateerd.

10 De snelheid waarbij de afschuifkrachten zo groot worden, dat de biopolymeerdraden breken respectievelijk zo klein blijven dat de bacteriën niet van elkaar worden gescheiden, is gedeeltelijk afhankelijk van de gebruikte cultuur. Er kunnen daarom geen duidelijke grenzen genoemd worden. Het is echter 15 op relatief eenvoudige, hoewel bewerkelijke wijze te bepalen door enkele proeven waarbij de monsters met behulp van een SEM worden onderzocht.

De uitvinding wordt toegelicht met het volgende voorbeeld.

20 Voorbeeld

Als ent-cultuur werd gebruikt een mengsel van Lactobacillus bulgaricus en Streptococcus thermophilus waarvan van te voren bepaald was dat deze bij de gebruikte omstandigheden in staat was biopolymeren te vormen die tot draden getrokken 25 konden worden. Van de bij 43°c in stilstaande gepasteuriseerde melk volgroeide cultuur werd 1% geënt in melk met een vetgehalte van 1% waaraan 1% mageremelk poeder was toegevoegd. De fermentatie vond plaats bij 43 2°C in een van een roerder voorziene reaktor met de volgende afmetingen.

o o

O O

CM

730 mm oö--—— ——" ---- - - — —f 60 mm “ 150 ran V_ _____ /\-i

L_Ji T i I

7nn 240 mm

/CJ0 mm -— -1pA

—1 1 8.1 0 5 8 8 1 - 9 - Q 803 (R)

De roersnelheid was 300 omwentelingen per minuut (Tipsnel-heid 3.8 m/s).

Het roeren werd gestopt bij een pH = 5.5. De celdichtheid 5 was toen ongeveer 50% van de eindconcentratie.

Daarna werd de gefermenteerde melk in houders overgebracht die bij ca. 43°C werden gehouden ter voltooiing van de yoghurtvorming (1 1/2 uur). Van deze yoghurt werden met be-10 hulp van een SEM foto's gemaakt waarvan Foto B een voorbeeld is.

8105881

Claims (13)

1. Gefermenteerd melkprodukt dat melkzuur-bacteriën bevat die biopolymeren kunnen vormen, met het kenmerk, dat de melkzuur-bacteriën voorkomen in ketens met een gemiddelde ketenlengte in het bereik van 1 tot 5 melkzuur-bacteriën.

2. Gefermenteerd melkprodukt volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste een deel van de ketens met elkaar verbonden is door draden van biopolymeren.

3. Gefermenteerd melkprodukt volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de draden een doorsnee hebben van 40 tot 300 nm.

4. Gefermenteerd melkprodukt volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de draden een doorsnee hebben van 70 tot 200 nm.

5. Gefermenteerd melkprodukt volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat dit een yoghurt is.

6. Gefermenteerd melkprodukt volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat dit een stand-yoghurt is, die is verkregen door de laatste fase van het verzuren van het melkprodukt, waarbij de coagulatie optreedt, in de verpakking uit te voeren.

7. Werkwijze voor de bereiding van een gefermenteerd melkprodukt volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men (i) een uitgangsmelk ent met een cultuur van melkzuurbacteriën die biopolymeren kunnen vormen,. (ii) de geënte melk laat verzuren tot de pH verminderd is tot een waarde die niet lager is dan 5,3 zonder dat coagulatie optreedt, (iii) de gedeeltelijk verzuurde doch nog niet gecoaguleerde A melk op zodanige wijze in beweging brengt, dat de "T ketens van melkzuur-bacteriën verbroken worden tot I kortere ketens en/of enkele cellen, waarbij draden 1 gevormd worden die de kortere ketens en/of de enkele cellen met elkaar verbinden, 8105881

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat men als cultuur van melkzuur-bacteriën een yoghurt-cultuur toepast.

9. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat men ' een uitgangsmelk met een verhoogd droge stof gehalte toepast, waarbij dit droge stof gehalte ligt in het bereik van 10 tot 20 gew.%.

10. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat men de maatregelen (ii) en (iii) tegelijkertijd uitvoert met behulp van een continue fermentatie.

11. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 7 t/m 10 voor de bereiding van een standyoghurt, waarbij men (a) melk ent met een cultuur van melkzuur-bacteriën die biopolymeren kunnen vormen, (b) de geënte melk, eventueel na een gedeeltelijke fermentatie , in houders verpakt, (c) de verpakte melk laat fermenteren bij een temperatuur in het bereik van 15-50°C en daarna koelt tot een temperature beneden 10°C, met het kenmerk, dat men de geënte melk, bij voorkeur continu, laat fermenteren tot de pH gedaald is tot een waarde die niet kleiner is dan 5,3 (waarbij meerdere bacterie-delingen hebben plaatsgevonden en reeds biopolymeren zijn 8105881 N

12. Q 803 (R) „ t- gevormd) en men tijdens deze fermentatie doch uiterlijk bij de bereikte pH de gedeeltelijk gefermenteerde melk zodanig in beweging brengt dat de ketens van melkzuur-bacteriën verbroken worden tot kortere ketens en/of enkelen cellen, waarbij draden gevormd worden die de kortere ketens en/of de. enkele cellen met elkaar verbinden.

11. Q 803 (R) ft (iv) de volgens (iii) behandelde melk, desgewenst tesamen met andere bestanddelen zoals room, vruchtenpreparaten of nog niet gefermenteerde melk, in houders afvult, en eventueel (v) het verzuren van het melkprodukt in de houders laat voortgaan waarbij de melk coaguleert en een gefermenteerd gecoaguleerd melkprodukt wordt gevormd.

12. Modificatie van een werkwijze volgens een of meer der conclusies 7 t/m 10 met het kenmerk, dat men het produkt verkregen na de maatregelen (i), (ii) en (iii) aan een verdere verzuring onderwerpt waarbij de melk eiwitten coaguleren alvorens men het melkprodukt, eventueel tesamen met andere bestanddelen zoals room, vruchten of nog niet gefermenteerde melk, in houders afvult.

• 13. Werkwijze volgens conclusie 12 voor de bereiding van een roeryoghurt, waarbij men (a) melk ent met een cultuur van melkzuur-bacteriën die biopolymeren kunnen vormen, (b) de geënte melk laat fermenteren bij een temperatuur in het bereik van 15-50°C tot de melk coaguleert, (c) de gefermenteerde en gecoaguleerde melk, eventueel na koeling beneden 10°C, in houders verpakt, met het kenmerk, dat men de geënte melk, bij voorkeur continu, laat fermenteren tot de pH gedaald is tot een waarde die niet kleiner is dan 5,3 (waarbij meerdere bacterie-delingen hebben plaatsgevonden en reeds biopolymeren zijn gevormd) en men tijdens deze fermentatie doch uiterlijk bij de bereikte pH de gedeeltelijk gefermenteerde melk zodanig in beweging brengt dat de ketens van melkzuur-bacteriën verbroken worden tot kortere ketens en/of enkele cellen, waarbij draden gevormd worden die de kortere ketens en/of de enkele cellen met elkaar verbinden, waarna men de zo behan- \delde melk verder laat fermenteren tot coagulatie is opgetreden. 8105881