NL9001001A - Werkwijze voor de bereiding van een olie-in-water emulsie. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor de bereiding van een olie-in-water emulsie.

De uitvinding heeft betrekking op de bereiding van een olie-in-water emulsie, geschikt voor de bereiding van zuivel-of zuivelachtige produkten.

Zoals bekend is melk een olie-in-water emulsie, waarbij de discontinue fase gevormd wordt door melkvet en de continue (water-)fase talloze stoffen, in het bijzonder eiwitten en suikers bevat. Melk is de grondstof voor de bereiding van talloze zuivelprodukten, waarbij, door de inwerking van enzymen en/of micro-organismen fysisch/chemische wijzigingen worden tot stand gebracht.

Een probleem bij de toepassing van melk als grondstof is, dat gezien de relatief korte houdbaarheid daarvan, de plaats van verwerking in de nabijheid van de plaats van produktie moet liggen. Met name in zeer grote landen zou het, gelet op logistieke problemen, derhalve gewenst zijn om de verwerking van melk of melkachtige produkten meer gedecentraliseerd, bijvoorbeeld in de buurt van grote bevolkingscentra, mogelijk te maken.

Aan de uitvinding lag dan ook de opgave ten grondslag, een olie-in-water emulsie te bereiden onder toepassing van zoveel mogelijk gestandaardiseerde grondstoffen en onder verkrijging van een emulsie, die, voor wat betreft de daaruit te bereiden zuivelachtige produkten, een zo groot mogelijke overeenkomst met natuurlijke melk vertoont en welke emulsie samen met melk, geheel of gedeeltelijk ontroomde melk of gereconstitueerde melk, tot zuivel- of zuivelachtige produkten kan worden verwerkt.

Uit de stand der techniek blijkt, dat er eerder pogingen zijn gedaan tot de bereiding van emulsies van het hierbedoelde type. Deze pogingen hebben echter niet tot het gewenste resultaat geleid, onder meer door het optreden van organoleptische en/of stabiliteitsproblemen.

Zo wordt in de Europese octrooiaanvrage 0 304 119 een werkwijze voor de bereiding van een half-hard tot hard kaasprodukt beschreven, waarbij een olie-in-water emulsie wordt bereid uit een ten dele onverzadigd vet en een waterfase, waarna, in hoofdzaak op een wijze als bekend voor de normale kaasbereiding uit melk, kaas wordt bereid. Zoals in die octrooiaanvrage opnieuw wordt vastgesteld, ontstaat bij de bereiding van kaas op de beschreven wijze het probleem, dat de smaak van de verkregen kaas volstrekt onvoldoende is. Daarom wordt in meergenoemde aanvrage voorgesteld, om, nadat de verkregen wrongel van de wei is afgescheiden, 0,1 tot 2,5 gew.% van een concentraat van smaakstoffen aan de wrongel toe te voegen. Het is echter bekend, dat het moeilijk is om een goed uitgebalanceerde kaassmaak te verkrijgen, waardoor al snel het uiteindelijke produkt een niet natuurlijke smaak-sensatie en in het bijzonder een bittere smaaksensatie oproept. Uit de voorbeelden in de octrooiaanvrage blijkt bovendien, dat de beschreven werkwijze uitsluitend voor de bereiding van cheddar kaas werd toegepast. Dat is begrijpelijk, omdat cheddar kaas een kaassoort is, waarbij de aangezuurde kaaswrongel wordt gemalen en gemengd wordt met keukenzout. Op dat moment kan ook op eenvoudige wijze de smaakstof worden toegevoegd. Dat is echter niet het geval bij de bereiding van andere kaassoorten.

In de Nederlandse octrooiaanvrage 7212074 wordt een werkwijze voorgesteld voor de bereiding van een vetemulsie, welke bijvoorbeeld voor de bereiding van een kaas- of boterachtig produkt kan worden toegepast. Daarbij wordt uitgegaan van een waterfase, welke een emulgeermiddel bevat, doch vrij is van caseïnemicellen Als emulgeermiddel wordt daarbij gebruikt kaaswei, oplossingen in water van caseïnaten, ei-eiwit of Tween 80. Een bezwaar van het gebruik van een aldus bereide emulsie voor de bereiding van kaasachtige produkten is, dat zowel de smaak als de consistentie niet bevredigend zijn. Zo blijkt bijvoorbeeld uit proef 17 (tabel A) dat bij gebruik van soja-olie de consistentie van de bereide kaas onvoldoende is. Verder leert de praktijkervaring, dat een onder toepassing van deze werkwijze bereide kaas niet altijd vrij is van een typische margarine- of oliesmaak.

Volgens de uitvinding wordt de bereiding van een olie-in-water emulsie voorgesteld, door een vet in een waterfase te emulgeren, welke waterfase 0,1 tot 3 gew.% en bij voorkeur tussen 0,7 en 2,0 gew% bevat aan overwegend ongedenatureerd wei-eiwit en waarvan het calciumgehalte, uitgedrukt in procenten van het aanwezige wei-eiwit minder dan 2 gew% bedraagt en bij voorkeur minder dan 1 gew%, terwijl het totale mineralengehalte, berekend op het wei-eiwit ten hoogste 15 gew% en bij voorkeur niet meer dan 6 gew% bedraagt.

Gebleken is, dat een aldus bereide emulsie uitstekend geschikt is voor de bereiding van - in het bijzonder gefermenteerde - zuivelprodukten, wanneer deze wordt gemengd met melk, geheel of gedeeltelijk ontroomde melk of gereconstitueerde melk. Aldus verkregen zuivel- of zuivelachtige produkten onderscheiden zich in het bijzonder door hun uitstekende smaak.

De werkwijze volgens de uitvinding maakt het bovendien mogelijk, de produktie van zuivelprodukten onafhankelijk te maken van de aanvoer van melk, omdat de benodigde grondstoffen afzonderlijk kunnen worden aangevoerd en opgeslagen. Dit geldt wanneer de werkwijze volgens de uitvinding wordt toegepast, ook voor de bereiding van kaas. Immers door toepassing van boterolie voor de bereiding van de emulsie volgens de uitvinding, welke boterolie op zichzelf genomen goed houdbaar is, is de zuivelproduktie onafhankelijk geworden van de regelmatige toevoer van melk van voldoende kwaliteit en in voldoende hoeveelheid.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan de waterfase van de emulsie volgens op zichzelf bekende wijzen worden bereid. Wanneer bijvoorbeeld wordt uitgegaan van kaaswei, worden onder toepassing van bekende technieken, zoals ont-zouten, diafiltratie of ultrafiltratie, calcium en andere zouten verwijderd. Daarbij dient de behandeling van de wei zover te worden uitgevoerd, dat het gehalte aan calcium en het totale mineralengehalte tot de hierboven aangegeven waarde is gedaald. Ook kan een combinatie van de genoemde technieken worden toegepast om tot het gewenste gehalte te komen.

Volgens een variant van de werkwijze volgens de uitvinding kan de waterfase worden bereid door uit te gaan van weipreparaten, verkregen door droging van weiprodukten.

Het wei-eiwitgehalte in de waterfase van de emulsie volgens de uitvinding ligt gewoonlijk tussen 0,1 en 3,0 gew.%. Daarbij is het eiwitgehalte afhankelijk van de hoogte van het gewenste vetgehalte in de emulsie, waarbij met toenemend vetgehalte het eiwitgehalte ook hoger zal moeten zijn. Het vetgehalte van de emulsie ligt gewoonlijk tussen 10 en 50 gew.% en bij voorkeur tussen 15 en 40 gew.%.

Voor de bereiding van zuivel- of zuivelachtige produkten wordt de emulsie volgens de uitvinding gemengd met magere of gedeeltelijk ontroomde melk. Het moge, gezien het bovenstaande, duidelijk zijn dat dit zowel het natuurlijke produkt kan zijn, als wel een zogenaamd gereconstitueerde melk of ondermelk, welke onder toepassing van daartoe bekende technieken kan worden bereid uit - al dan niet mager - melkpoeder en water.

Bij de bereiding van zuivel- of zuivelachtige produkten, uitgaande van de emulsie volgens de uitvinding, is het doorgaans gewenst om uit te gaan van een emulsie met een relatief hoog vetgehalte. Wanneer een emulsie met een relatief laag vetgehalte wordt gebruikt en welke wordt gemengd met geheel of gedeeltelijk ontroomde melk, dan wordt een mengsel met een relatief laag caseïnegehalte en hoog watergehalte verkregen, hetgeen een ongunstige invloed kan hebben op de kwaliteit van van de te bereiden zuivel- of zuivelachtige produkten. Desgewenst kan het caseïnegehalte in het mengsel van de emulsie en de melkfase worden verhoogd door toevoeging van melkpoeder of van caseïnaat.

In de emulsies volgens de uitvinding kan de discontinue fase zowel uit een olie als een vet bestaan. Hiertoe behoren zowel dierlijke oliën of vetten, zoals melkvet of boterolie, als plantaardige vetten en oliën, welke op zichzelf genomen in de voedingsindustrie bekend zijn. Opgemerkt wordt, dat zowel zuivere, al dan niet geraffineerde vetten, als geheel of gedeeltelijk geharde, of door omestering verkregen vetten toegepast kunnen worden, waardoor zuivelprodukten met een hoog gehalte aan enkelvoudig of meervoudig onverzadigde vetzuren kunnen worden verkregen. Voorbeelden van bijzonder geschikte plantaardige oliën zijn soja-olie, maiskiemolie, arachide-olie, zonnebloemolie, olijfolie en raapolie. Desgewenst kunnen meervoudig onverzadigde oliën worden gehard tot de gewenste samenstelling. Zo kan het gewenst zijn, om oliën zover te harden, dat deze in het temperatuurstraject van 10 tot 25 °C zoveel vast vet bevatten, dat de vetbolletjes in de discontinue fase voldoende stevig zijn. Dit laatste heeft een gunstig effekt op de consistentie van sommige produkten, zoals kaasachtige produkten, welke onder toepassing van de emulsie volgens de uitvinding worden bereid.

Bij de bereiding van de emulsie volgens de uitvinding kan het vet of de olie onder toepassing van een op zichzelf bekende techniek in de waterfase worden geëmulgeerd. Volgens een methode wordt de vetfase in een leiding met de waterfase gemengd, waarbij de temperatuur van het mengsel bij voorkeur tussen 40 en 55 °C ligt. Vervolgens wordt het mengsel toegevoerd aan een homogeniseerinrichting. Door te homogeniseren bij een druk van 1 tot 2 MPa kan een emulsie worden verkregen, waarvan de afmetingen der vetbolletjes overeenkomen met die van het vet in natuurlijke melk. Soms kan het gewenst zijn de emulsie bij hogere drukken te emulgeren, teneinde vetbolletjes te verkrijgen met een verminderde tendens tot opromen.

In het uiteindelijk verkregen zuivel- of zuivelachtige produkt proeft men niet het vet (hetgeen in het bijzonder bij de toepassing van melkvreemd vet onaangenaam kan zijn), doch de smaaksensatie is aangenaam romig.

Een ander voordeel is, dat in gefermenteerde produkten, dat wil dus zeggen in produkten waarin enzymatische en/of bacteriologische omzettingen hebben plaatsgevonden, de emulsie zeer stabiel blijft. Kennelijk wordt het wei-eiwitlaagje rond de vetbolletjes niet aangetast door deze enzymen of bacteriën, waardoor het vet niet toegankelijk is voor lipase-enzymen, die van nature in melk voorkomen of door de fermenterende bacteriën worden gevormd.

Uit de emulsie volgens de uitvinding kunnen verschillende typen zuivel- of zuivelachtige produkten worden bereid. Voorbeelden daarvan zijn natuurlijke kaas, kaas op basis van geheel of gedeeltelijk plantaardige vetten, yoghurtprodukten, consumptie-ijs, koffiemelk, dessertprodukten en dergelijke. Daarbij kan, zoals eerder opgemerkt, het melkvet geheel door een ander vet worden vervangen, doch ook een gedeeltelijke vervanging is goed mogelijk. Zo is gebleken, dat een verhouding van 10 tot 50 % melkvet op 50 tot 90% melkvreemde vetten tot produkten van uitstekende kwaliteit leidt. Volgens de uitvinding kunnen dus ook produkten worden bereid, welke meer dan 50% meervoudig onverzadigd vet, bijvoorbeeld linolzuur, kunnen bevatten.

Bij de bereiding van zuivel- of zuivelachtige produkten wordt de emulsie volgens de uitvinding gemengd met magere melk, gedeeltelijk ontroomde melk, gereconstitueerde melk of dergelijke. Voor de bereiding van sommige produkten is slechts een pasteuriserende warmtebehandeling nodig, terwijl voor andere een sterilisatie nodig is. Welke behandeling moet worden toegepast ligt binnen het bereik van de deskundige, omdat het criterium daarvoor niet de aard van de emulsie, doch die van het te verkrijgen eindprodukt is.

De emulsie volgens de uitvinding verdraagt een pasteuriserende warmtebehandeling. In combinatie met eventueel toe te voegen andere, gebruikelijke bestanddelen, welke een hoger calcium- of mineralengehalte hebben, kan de emulsie instabiel worden bij hogere temperaturen dan die, welke bij laagpasteu-risatie worden toegepast. In die gevallen kan het nodig zijn om de emulsie en de overige bestanddelen afzonderlijk te verhitten en pas na afkoeling met elkaar te mengen. Proefondervindelijk kan op eenvoudige wijze worden vastgesteld of de verhitting van het gehele mengsel, kan plaatsvinden, dan wel of dit met de afzonderlijke bestanddelen moet worden uitgevoerd.

Opgemerkt wordt, dat voor de meeste te bereiden zuivel- of zuivelachtige produkten een vetverdeling in de emulsie, welke ongeveer overeenkomt met die in melk, gewenst is. Wanneer het echter voor de stabiliteit van het eindprodukt gewenst is het vet in de emulsie fijner te verdelen, dan kan deze zonder bezwaar bij een hogere druk worden gehomogeniseerd, voorafgaande aan het mengen met de melk- of melkachtige fase.

De uitvinding wordt aan de hand van de volgende voorbeelden nader toegelicht.

Voorbeeld 1 25 kg van een in de handel verkrijgbaar, ontzout en gedeeltelijk ontsuikerd weipoeder werden in 600 kg water opgelost. De oplossing bevatte 1,8 gew% wei-eiwit en het calcium-gehalte, berekend op het wei-eiwit bedroeg 0,33 gew%. Het totale gehalte aan mineralen, berekend op het wei-eiwit bedroeg 1,56 gew%.

De oplossing werd verwarmd tot 55°C en gemengd met 300 kg zonnebloemolie met een temperatuur van 10°C. Vervolgens werd het mengsel toegevoerd aan een tweetrapshomogenisator, waarvan de trappen elk een druk hebben van 1 MPa. De emulsie werd vervolgens direct toegevoerd aan een platenpasteur en gedurende 15 sec. bij 70°C gepasteuriseerd. Vervolgens werd de emulsie gekoeld tot 6°C en opgeslagen. Het vetgehalte van de emulsie bedroeg 32%.

Voorbeeld 2 3,3 kg van een, door ultrafiltratie verkregen wei-eiwit concent raat, dat 60% eiwit, berekend op de droge stof bevatte, werden opgelost in 100 kg water.

Berekend op het wei-eiwit bedroeg het calciumgehalte 0,67% en het mineralengehalte 4,27%.

Op een wijze zoals beschreven in voorbeeld 1 werd een emulsie bereid door het toevoegen van 45 kg van een tot 40°C verwarmd plantenvetmengsel met een NMR-waarde bij 15°C van 42 en bij 24°C van 24. Het vetgehalte van de emulsie bedroeg 31%.

Voorbeeld 3 850 kg magere melk, 200 kg volle melk met een vet-'gehalte van 4,40% en 92,5 kg van de, volgens voorbeeld 1 bereide, emulsie, werden in een tank gemengd.

Het mengsel werd in een pasteuriseerinrichting gedurende 15 sec. verhit op 72°C, vervolgens gekoeld tot een temperatuur van 32°C en in een kaasbereidingstank gebracht. Vervolgens werd kleursel, een calciumchloride oplossing, zuursel en stremsel toegevoegd. Op de voor kaasbereiding gebruikelijke wijze werd het mengsel tot kaas omgezet.

De kaas, welke van het halfharde type was, had na een rijpingsduur van 6 weken een uitstekende consistentie en smaak.

Het gehalte aan linolzuur in het vet van de kaas bedroeg 50%.

Voorbeeld 4

Onder toepassing van de navolgende stabiele, gedroogde produkten werd kaas bereid: "low heat" magere melkpoeder, watervrij melkvet en ontzout en gedeeltelijk ontsuikerd wei-poeder.

1 kg van het weipoeder werd opgelost in 25 kg water met een temperatuur van 55°C. Aan de oplossing werden 12,5 kg watervrij melkvet, dat tot 45°C was verwarmd, toegevoegd, en het aldus verkregen mengsel werd in een tweetrapshomogenisator bij 2 respectievelijk 1 MPa gehomogeniseerd. Het aldus gehomogeniseerde mengsel werd gedurende 15 sec. bij 68°C gepasteuriseerd en daarna gekoeld tot 8°C.

36 kg van het "low heat" magere melkpoeder werden opgelost in 338 kg water op een temperatuur van 40°C. Direkt nadat het poeder was opgelost werd het mengsel gekoeld tot 8°C en vervolgens liet men dit mengsel gedurende 12 uren staan, zulks teneinde de casexnemicellen te doen opzwellen. Hierna werd de eerder bereide emulsie van het watervrije melkvet toegevoegd en de aldus verkregen kaasmelk werd gedurende 15 sec. op 70°C verwarmd, waarna tot de stremtemperatuur werd afgekoeld. Hierna werd, onder roeren, zolang fijnverdeeld koolzuurgas door de melk geleid, totdat de pH hiervan gedaald was tot een waarde van 6,48. Hierna werden calciumchloride, zuurselcultuur en stremsel toegevoegd en de melk werd op overigens bekende wijze omgezet in een kaas van het halfharde type.

De aldus verkregen kaas had na rijping een uitstekende consistentie en een goede smaak.

Voorbeeld 5 575 kg magere melk, 375 kg volle melk met een vetgehalte van 4,4% en 51,6 kg van de, volgens voorbeeld 2 bereide emulsie, werden in een tank gemengd.

Het vet in de melk bestond voor ongeveer 50% uit plantaardig vet, afkomstig uit de emulsie. De melk werd gepasteuriseerd zoals in voorbeeld 3 beschreven. Na toevoeging van zuursel, calciumchloride, een schimmelcultuur van het geslacht Penicillium en stremsel werd op een wijze welke voor de bereiding van zachte kaas gebruikelijk is, uit deze melk een zachte kaas van het camembert type bereid.

Na de rijping bleek de smaak van deze kaas uitstekend te zijn, en niet of nauwelijks te onderscheiden van, uit natuurlijke koemelk bereide camembert.

Voorbeeld 6

De emulsie van voorbeeld 1 wordt nogmaals gehomogeniseerd maar nu bij een druk van respectievelijk 20 en 2 MPa. De gehomogeniseerde emulsie wordt toegevoegd aan ondermelk, die op 90°C is gepasteuriseerd en tot 72°C is gekoeld. Het mengsel, dat een vetgehalte van 3% heeft, wordt gekoeld tot 32°C in een tank en geënt met 0,001% van een diepgevroren concen traat van een yoghurtcultuur en gedurende 15 uren gekweekt. De verkregen yoghurt werd geroerd, in flessen gevuld en gekoeld tot 7°C. Zowel de smaak als de consistentie van het verkregen produkt waren uitstekend.

Voorbeeld 7 100 kg magere melk en 18,9 kg volle melk met een vetgehalte van 4,4% worden gemengd. Van deze melk wordt op de voor de bereiding van vanillevla gebruikelijke wijze een vanillevla bereid onder gebruik van de normale ingrediënten. Nadat de vla is afgekoeld tot 72°C wordt 11 kg emulsie volgens conclusie 1 toegevoegd en gemengd met de vla. Vervolgens wordt de vla via een koeler naar de vulmachine gevoerd en gevuld. Er is vla geproduceerd met een vetgehalte van 3% waarvan 20% melkvet en 80% zonnebloemolie. De vla had een goede smaak en consistentie.

Claims (8)

1. Werkwijze voor de bereiding van een vetemulsie, waarbij een olie of vet in een waterfase wordt geëmulgeerd, met het kenmerk, dat een waterfase wordt gebruikt welke 0,1 tot 3 gew% bevat aan overwegend ongedenatureerd wei-eiwit en waarvan het calciumgehalte, uitgedrukt in procenten van het aanwezige wei-eiwit minder dan 2 gew% bedraagt, terwijl het totale mineralengehalte, berekend op het wei-eiwit, ten hoogste 15 gew% bedraagt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de waterfase tussen 0,7 en 2,0 gew% bevat aan overwegend ongedenatureerd wei-eiwit.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat het calciumgehalte in de waterfase, uitgedrukt in procenten van het aanwezige wei-eiwit, minder dan 1% bedraagt.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het totale mineralengehalte 5 in de waterfase, berekend op het wei-eiwit, ten hoogste 6 gew% bedraagt.

5. Werkwijze voor de bereiding van een zuivelprodukt, met het kenmerk, dat een, onder toepassing van de werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-4 verkregen vetemulsie, wordt gemengd met melk, geheel of gedeeltelijk ontroomde melk of gereconstitueerde melk, waarna op overigens gebruikelijke wijze het verkregen mengsel tot een zuivel- of zuivelachtig produkt wordt omgezet.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat kaas wordt bereid.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat yoghurt wordt bereid.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat vla wordt bereid.