PL161524B1 - Sposób wytwarzania kazeiny - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania kazeiny polegający na odtłuszczeniu mleka i jego pasteryzacji, koagulacji przy użyciu kwasów organicznych i nieorganicznych lub ukwaszonej serwatki, usunięci'· serwatki, płukaniu, prasowaniu, rozdrabnianiu, suszeniu i mieleniu, znamienny tym, że spasteryzowane mleko schładza się do temperatury 1-9°C, najkorzystniej 3-5°C i dodaje znane kwasy stosowane w produkcji kazeiny w ilości 5-15, najkorzystniej 10-l2gramorównoważników na 100 litrów mleka, doprowadzając pH do wartości 4,81-4,95 a następnie podgrzewa się do tempera ­ tury 56-64°C, najkorzystniej 60°C i koaguluje kazeinę, po czym dalszą obróbkę koagulatu prowadzi się w znany sposób.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kazeiny o wysokiej czystości mikrobiologicznej i chemicznej mającej głównie zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym, czy elektronicznym, a także w przemyśle spożywczym.

Dotychczas znane i stosowane sposoby otrzymywania kazeiny polegają na tym, że odtłuszczone, spasteryzowane w temperaturze 72-85°C w czasie 15 sekund mleko schładza się do temperatury 30-45°C i dodaje kwasy organiczne lub nieorganiczne, regulując pH mleka do wartości 4,4-4,6, przy czym po dodaniu kwasu następuje natychmiastowa koagulacja kazeiny. Otrzymany koagulat poddaje się maturacji w temperaturze 38-42°C przez 3-4 godziny, a następnie płucze wodą technologiczną lub destylowaną stosując temperaturę od 45 do 15°C. Z reguły wykonuje się trzykrotne płukanie twarogu kazeinowego wodą o wartości pH 4,5-5,0. Wypłukane ziarno kazeinowe odwadnia się częściowo przez odwirowanie lub prasowanie, a następnie po rozdrobnieniu suszy w suszarniach przez nawiew gorącym powietrzem.

Znany jest również uciąglony sposób produkcji kazeiny polegający na ogrzewaniu spasteryzowanego mleka do temperatury 30-45°C, jego napowietrzeniu, a następnie w przepływie wytrącaniu kazeiny roztworem kwasu lub ukwaszonej serwatki. Otrzymany w ten sposób koagulat poddaje się następnie obróbce jak w metodach tradycyjnych.

W produkcji kazeiny włókienniczej stosuje się dwukrotny dodatek kwasu do mleka, najpierw w temperaturze 15-20°C doprowadzając wartość pH mleka do 5,0-5,5, a następnie mleko podgrzewa się do temperatury 45-55°C i dodaje w tej temperaturze pozostałą ilość kwasu w celu natychmiastowej koagulacji kazeiny.

W amerykańskiej metodzie Turnera spasteryzowane mleko schładza się do temperatury 1-16°C i w tej temperaturze poddaje się koagulacji kwasowej, a następnie koagulat wraz z opływającą serwatką ogrzewa się do temperatury 65-75°C w kotłach lub wannach w celu wywołania synerezy i koalescencji kazeiny.

Kazeina kwasowa otrzymana znanymi sposobami zawiera w swoim składzie: od 1,6 do 2,5% popiołu, od 0,9 do 1,8% tłuszczu, od 0,5 do 1,5% laktozy, oraz od 88,0 do 92,0% białka w suchej masie.

Znane są również metody produkcji kazeiny prowadzące do obniżenia laktozy w twarogu kazeinowym polegające na jej odfermentowaniu w twarogu kazeinowym przy użyciu drożdży lub bakterii fermentacji mlekowej.

Wadą wszystkich znanych metod jest stosunkowo wysoka zawartość popiołu i laktozy w suchej kazeinie, jak również brak możliwości uciąglenia procesu, szczególnie w pierwszej fazie produkcji. W przypadku odfermentowania laktozy przy pomocy drożdży lub bakterii fermentacji mlekowej, biomasa nagromadzonych drobnoustrojów zanieczyszcza kazeinę. Dotychczasowe wszystkie znane metody np. dla kazeiny spożywczej ekstra, prowadzą do uzyskania następujących danych pod względem czystości mikrobiologicznej: ogólna ilość drobnoustrojów nie więcej niż

161 524 3

000 komórek w 1 gramie, przy nieobecności bakterii coli w 0,1 gramie oraz mikrokoków nie więcej niż 5 000 komórek w gramie.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej metody produkcji kazeiny, która pozwoli uzyskać kazeinę o wysokiej czystości mikrobiologicznej, niskiej zawartości laktozy i-substancji mineralnych, nadającej się do stosowania w różnych przemysłach głównie farmaceutycznym, fotochemicznym, elektronicznym a także spożywczym.

Sposób według wynalazku polega na tym, że spasteryzowane mleko schładza się do temperatury 09⁰^ najkorzystniej ³-5°C ⁱ dodaje kwas^y orgamczne lub meorganiczne stosowane w produkcji kazeiny w ilości 5-15, najkorzystniej 10-12 gramorównoważników na 100 litrów mleka, doprowadzając pH do wartości 4,81-4,95, a następnie podgrzewa się do temperatury 56-64°C? najkorzystniej 60°C i koaguluje kazeinę, po czym dalszą obróbkę koagulatu prowadzi się w znany sposób.

Istotą wynalazku jest to, że mleko zakwasza się w niskiej temperaturze od 1-9°C do takiego stopnia, aby ilość ładunków ujemnych ciągle przeważała nad ładunkami dodatnimi w kompleksie kazeinowym tzn. w pierwszej fazie procesu nie doprowadza się do destabilizacji kompleksu kazeinowego tj. dodaje się taką ilość gramorównoważników kwasu, aby wartość pH mleka wynosiła powyżej 4,81, nie więcej jednak niż 4,95. Przy tej wartości pH mieszanina mleka i kwasu nie wykazuje żadnych objawów destabilizacji kompleksu kazeinowego, ponieważ kazeina nie jest w punkcie izoelektrycznym.

Następnie gwałtowne podgrzanie mleka do temperatury 56-64°C powoduje nieoczekiwanie pełną precypitację kazeiny i doprowadza do punktu izoelektrycznego kazeiny bez dodatkowego zakwaszania mleka.

W metodzie według wynalazku punkt izoelektryczny koagulacji kwasowej osiąga się w temperaturze 56-64°C przez odpowiednie przygotowanie mleka w niskiej temperaturze nie zaś jak w metodzie amerykańskiej i innych podanych w stanie techniki, gdzie punkt izoelektryczny osiąga się przed procesem koagulacji w różnych temperaturach.

Nieoczekiwanym efektem postępowania zgodnie z wynalazkiem jest to, że metoda ta pozwoliła uzyskać kazeinę o obniżonej zawartości popiołu 0,3% - składnika, który w zasadniczy sposób rzutuje na sposób wykorzystania kazeiny, przy jednoczesnym wzroście wydatku do 5%, co wydaje się być zjawiskiem trudnym do wyjaśnienia z naukowego punktu widzenia.

Sposób według wynalazku daje możliwość uzyskania kazeiny o następującym składzie chemicznym: 0,3% popiołu, 0,5% tłuszczu, 0,5% laktozy oraz 98,0% białka w suchej masie. Z danych tych wynika, że sposób ten prowadzi do uzyskania kazeiny o najwyższej czystości chemicznej przy bardzo niskiej zawartości popiołu i laktozy, co w dotychczasowych metodach było niemożliwe. W porównaniu z dotychczas produkowaną kazeiną obniżono zawartość popiołu około 8-krotnie, zawartość laktozy 5-krotnie, podwyższono zawartość białka o 8% w suchej masie kazeiny. Ponadto tak niską zawartość laktozy w kazeinie osiągnięto bez dodatkowego jej odfermentowania za pomocą drożdży lub bakterii fermentacji mlekowej.

Kazeina otrzymana metodą według wynalazku pod względem czystości mikrobiologicznej charakteryzuje się najwyższą jakością charakterystyczną dla kazeiny farmaceutycznej, w której obecność ogólnej ilości drobnoustrojów nie przekracza 5 000 komórek w 1 gramie, a bakterie z grupy coli są nieobecne w 0,1 grama.

Sposób według wynalazku pozwala na prowadzenie procesu koagulacji w sposób ciągły, dzięki temu, że mleko zakwasza się w niskiej temperaturze nie wywołując koagulacji kazeiny, która zachodzi dopiero po podgrzaniu mleka do wysokiej temperatury, co w dotychczasowych metodach nie było stosowane.

Sposób według wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

Przykład I. Do 1000 litrów odtłuszczonego mleka o zawartości tłuszczu nie wyżej niz 0,01%, spasteryzowanego w temperaturze 72°C przez 15 sekund i schłodzonego do temperatury 2°C dodaje się 15%-owy roztwór kwasu octowego w ilości 120 gramorównoważników w celu jego zakwaszenia, doprowadzając pH do wartości 4,92. Zakwaszone mleko podgrzewa się do temperatury 62°C w wymienniku płytowym, po czym następuje proces koagulacji kazeiny. Wytrącona kazeina, po krótkim czasie zbiera się w górnej warstwie, co pozwala na maksymalne odczerpanie serwatki. Tak otrzymany twaróg kazeinowy poddaje się płukaniu wodą o temperaturze 70°C, a następnie 3-krotnie wodą technologiczną o temperaturze 12°C. Wypłukany twaróg kazeinowy

161 524 odwadnia się wstępnie w wirówce dekantacyjnej, a następnie kazeinę suszy się w tradycyjnch suszarniach do kazeiny.

Przykład II. Do mleka odtłuszczonego i spasteryzowanego w temperaturze 72°C w czasie 15 sekund, zawierającego nie więcej niż 0,01% tłuszczu, schłodzonego do temperatury 5°C dodaje się 5%-owy roztwór kwasu solnego w ilości 8 gramorównoważników na 100 litrów mleka w celu jego zakwaszenia, doprowadzając pH do wartości 4,83. Chłodne zakwaszone mleko podgrzewa się do temperatury 58°C w wymienniku płytowym. Ogrzaną mieszaninę zbiera się w wannie lub kotle, gdzie po kilku minutach następuje proces całkowitej koagulacji. Koagulat kazeinowy oddziela się od serwatki i przetrzymuje w tej temperaturze przez kilka godzin. Następnie koagulat płucze się 4krotnie zimną wodą technologiczną i pakuje w worki z bawełny lub tworzywa sztucznego. Po sprasowaniu masę kazeinową rozdziela się i suszy w tradycyjnych suszarniach do kazeiny. Suchą kazeinę rozdrabnia się i pakuje w worki z wkładką polietylenową.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania kazeiny polegający na odtłuszczeniu mleka i jego pasteryzacji, koagulacji przy użyciu kwasów organicznych i nieorganicznych lub ukwaszonej serwatki, usunięciu serwatki, płukaniu, prasowaniu, rozdrabnianiu, suszeniu i mieleniu, znamienny tym, że spasteryzowane mleko schładza się do temperatury 1-9°C, najkorzystniej 3-5°C i dodaje znane kwasy stosowane w produkcji kazeiny w ilości 5-15, najkorzystniej 10-12 gramorównoważników na 100 litrów mleka, doprowadzając pH do wartości 4,81-4,95 a następnie podgrzewa się do temperatury 56-64°C, najkorzystniej 60°C i koaguluje kazeinę, po czym dalszą obróbkę koagulatu prowadzi się w znany sposób.