SE427613B

SE427613B - PROCEDURE FOR PROCESSING DRIED WHEAT PRODUCTS

Info

Publication number: SE427613B
Application number: SE7801821A
Authority: SE
Inventors: B Lindqvist
Original assignee: Mjolkcentralen Arla
Priority date: 1978-02-16
Filing date: 1978-02-16
Publication date: 1983-04-25
Also published as: AT369234B; SE7801821L; CH638953A5; ATA114479A; DE2903577A1; FR2417261A1; FR2417261B1

Description

20 25 30 35 40 7801821-5 2 smak och det får ofta markant kraftig "vasslesmak" och blir starkt hygroskopiskt, varigenom pulverdamm vidhäftar mot alla slags ytor och pulvret i sig självt lätt hårdnar till styva kakor och block vid ovar- sam lagring. Pulver från normal ostvassle har i viss omfattning lik- artade fysiska egenskaper och har för vissa användningsområden alltför starksegensmak. 20 25 30 35 40 7801821-5 2 taste and it often has a markedly strong "whey taste" and becomes strongly hygroscopic, whereby powder dust adheres to all kinds of surfaces and the powder itself easily hardens into stiff cakes and blocks when carelessly stored. Powders from normal cheese whey have to a certain extent similar physical properties and have too strong a specific taste for certain areas of use.

Genom förfarandet enligt uppfinningen blir det nu möjligt att eliminera ovannämnda olägenheter. Detta åstadkommes genom att de torka- de vassleprodukterna behandlas med polära organiska vätskor vid för- höjd temperatur. Härigenom förändras vassleprodukternas struktur och aggregationsform och i desamma ingående icke önskvärda ämnen såsom smakämnen,_mjölksyra och en del av urinämnet och andra närvarande låg- molekylära kvävehaltiga substanser jämte vissa salter, såsom nitrater, nitrit etc, bortextraheras mer eller mindre fullständigt.Through the method according to the invention it now becomes possible to eliminate the above-mentioned inconveniences. This is achieved by treating the dried whey products with polar organic liquids at elevated temperature. This changes the structure and form of aggregation of the whey products and in them the undesirable substances such as flavors, lactic acid and some of the urea and other low molecular weight nitrogenous substances present together with certain salts, such as nitrates, nitrite, etc., are more or less completely extracted.

För att det skall bli möjligt att genomföra extraktionen krävs dock att de ämnen, som skall avlägsnas ur vasslepulvret, först göres tillgängliga för extraktion. Normalt är nämnda ämnen genom torknings- processen i samband med pulvrets tillverkning så väl inbäddade i en ogenomtränglig matris av laktos, kalciumfosfat och protein att de ej låter sig extraheras. Genom rätt val av lösningsmedel och extraktions- betingelser blir denna matris emellertid uppluckrad och permeabel för de lösta ämnena.However, in order to be able to carry out the extraction, it is necessary that the substances to be removed from the whey powder are first made available for extraction. Normally, the substances mentioned through the drying process in connection with the manufacture of the powder are so well embedded in an impermeable matrix of lactose, calcium phosphate and protein that they cannot be extracted. However, due to the correct choice of solvent and extraction conditions, this matrix becomes relaxed and permeable to the solutes.

För att detta skall uppnås måste man dels välja lösningsmedlet ipå sådant sätt, att de ämnen, som skall avlägsnas,är förhållandevis lätt lösliga däri, dels så, att laktos, protein och kalciumfosfat i möj- ligaste mån är olösliga i lösningsmedlet. Vid denna kompromiss gäller dock att proteinet, som är en huvudkomponent i den fasta matrisen, i reglerad utsträckning skall svälla i lösningsmedlet, så att matrisen luckras upp, såsom nämnts ovan..In order to achieve this, the solvent must be selected in such a way that the substances to be removed are relatively easily soluble therein, and in such a way that lactose, protein and calcium phosphate are as insoluble as possible in the solvent. In this compromise, however, the protein, which is a major component of the solid matrix, must swell in the solvent to a controlled extent, so that the matrix is loosened, as mentioned above.

De lösningsmedel, som har de nämnda egenskaperna är alla polära och vattenlösliga. De skall vidare vara lätta att avlägsna ur produk- ten genom torkning. Exempel på sådana lösningar är aceton, metanol, etanol och isopropanol. Av dessa är metanolen mest polär och isopropa- nolen och acetonet minst polära. Polariteten kan justeras genom att vatten tillsättes till lösningsmedlet men polariteten ändras även under extraktionen, t ex genom att den utextraherade mjölksyran tillkommer såsom lösningsmedel för bl a protein och laktos.The solvents having the mentioned properties are all polar and water soluble. They must also be easy to remove from the product by drying. Examples of such solutions are acetone, methanol, ethanol and isopropanol. Of these, methanol is the most polar and isopropanol and acetone the least polar. The polarity can be adjusted by adding water to the solvent, but the polarity is also changed during the extraction, for example by adding the extracted lactic acid as a solvent for, among other things, protein and lactose.

Den springande punkten i det extraktionsförfarande, som här be- skrives, är att hänsyn tas till de förändringar, som äger rum i lös- ningsmedlet under processen redan då denna påbörjas. Valet av polari- 10 20 30 35 40 3 7801821-5 tet och vattenhalt hos lösningsmedlet vid början av processen måste sålunda anpassas till det extraherade materialets egen vattenhalt, halten av mjölksyra etc och till extraktionstemperaturen, så att en lämplig svällningsgrad erhålles hos den fasta matrisen. I fortsätt- ningen betraktas denna anpassning av lösningsmedlet och svällningen hos matrisen såsom ett processteg skilt från själva extraktionen och den benämnes i det följande "behandlingen". Det går ej att exakt för- utsäga hur behandlingen skall genomföras men följande exempel antyder de områden, inom vilka parametervärdena ligger.The crucial point in the extraction process described here is that the changes that take place in the solvent during the process are already taken into account when it begins. The choice of the polarity and water content of the solvent at the beginning of the process must thus be adapted to the own water content of the extracted material, the content of lactic acid, etc. and to the extraction temperature, so that a suitable degree of swelling is obtained in the solid matrix. . Hereinafter, this adaptation of the solvent and the swelling of the matrix is considered as a process step separate from the extraction itself and is hereinafter referred to as the "treatment". It is not possible to predict exactly how the treatment will be carried out, but the following examples suggest the areas within which the parameter values lie.

Exempel l: I fyra delförsök dispergeras 60 g, 90 g, l20 g respek- tive l50 g surt vasslepulver i.vardera 300 ml 99,5-procentig etanol av 7800 och omröringen fär fortsätta under 3 minuter. Försöket med 60 g pulver ger ingen svällning hos matrisen. Försöket med l50 g ger kraftig svällning, på gränsen till degbildning. Försöken med 90 och l20 g ger en suspension med lagom svällning och partikelaggregering ur filtrerings- och torkningssynpunkt. Försöket med 60 g pulver gav 20 % utlösning av ingående mjölksyra, de övriga försöken gav cirka 75 %.Example 1: In four sub-experiments, 60 g, 90 g, 120 g and 150 g, respectively, of acid whey powder are dispersed in 300 ml of 99.5% ethanol of 7800 each, and stirring is allowed to continue for 3 minutes. The experiment with 60 g of powder gives no swelling in the matrix. The experiment with l50 g gives strong swelling, on the verge of dough formation. The 90 and 120 g experiments give a suspension with adequate swelling and particle aggregation from the point of view of filtration and drying. The experiment with 60 g of powder gave 20% release of constituent lactic acid, the other experiments gave about 75%.

Exempel 2: 90, l20 respektive l50 g surt vasslepulver dispergeras i vardera sin portion om 300 ml 95-procentig etanol vid 7800 och om- rörningen fär fortsätta under 3 minuter. Provet med l50 g pulver koagu- lerar helt, pulvret med l20 g pulver koagulerar delvis och provet med 90 g pulver uppvisar lagom svällning, dvs det ger en lätt filtrerbar dispersion. Mellan 70 och 80 % av den ingående mjölksyran har extra- herats ut i lösningen vid dessa försök.Example 2: 90, 120 and 150 g of acid whey powder, respectively, are dispersed in their respective portions of 300 ml of 95% ethanol at 7800 and stirring is allowed to continue for 3 minutes. The sample with 150 g of powder coagulates completely, the powder with 120 g of powder partially coagulates and the sample with 90 g of powder shows adequate swelling, ie it gives an easily filterable dispersion. Between 70 and 80% of the constituent lactic acid has been extracted into the solution in these experiments.

Exempel 3¿ l50 g surt vasslepulver utröres i 300 ml 95-procentig etanol av 4000 och får stå under omrörning i 3 minuter. Svällningen mot- svarar de bästa förhållandena vid de föregående tvâ försöken. 80 % av den ingående mjölksyran har extraherats ut.Example 3¿ 150 g of acid whey powder is stirred in 300 ml of 95% ethanol of 4000 and allowed to stir for 3 minutes. The swelling corresponds to the best conditions in the previous two attempts. 80% of the constituent lactic acid has been extracted.

Exempel 4: Försöket ansättes som vid exempel 3 men suspensionen värmes under omröring från 4000. Vid 6000 sker en markant viskositets- ökning men suspensionen är lätt filtrerbar om värmningen avbrytes vid denna temperatur. §xempel_§¿ l50 g vasslepulver ur söt vassle behandlas på samma sätt som i försök 4. Vid 5000 bildas en seg deg, som ej låter sig filt- reras. §¿empelw§¿ Försök 5 upprepas med absolut etanol. Vid 60°C skedde en viss viskositetsökning. Suspensionen var här lätt filtrerbar. §xempel_l¿ l20 g torkat permeat från ultrafiltrering av söt vass- le dispergeras i 300 ml 95-procentig etanol vid 6000. Suspensionen koagulerar snabbt och är ej filtrerbar. 10 l5 20 25 30 35 önskad svällning och vid 6006 koagulerar suspensionen. 7801821-5 4 Exempel 8: l20 g torkat permeat enligt ovan behandlas med 99,5- procent etanol vid 25, 40, 50 respektive 6006. Vid 40°C och 5000 sker Exempel 9¿ Försök 8 upprepas med vattenfri isopropanol. Pulvret koagulerar ej ens vid 80°C men utlösningen av färgade substanser är obetydlig. §¿empel_l0¿ Försök 9 upprepas med ísopropanol, som innehåller 'l0 % vatten. Utlösning av färgade substanser är god. Koagulering sker vid ss°c. Éšempel ll: Försök 9 upprepas med en blandning av lika delar av isopropanol och av 95-procentig etanol. Utlösning av färgade substanser är god vid 50°C och koagulering sker vid 7206.Example 4: The experiment is used as in Example 3 but the suspension is heated with stirring from 4000. At 6000 there is a marked increase in viscosity but the suspension is easily filterable if the heating is stopped at this temperature. §Example_§¿ l50 g whey powder from sweet whey is treated in the same way as in experiment 4. At 5000 a tough dough is formed, which cannot be filtered. §¿Empelw§¿ Experiment 5 is repeated with absolute ethanol. At 60 ° C there was a certain increase in viscosity. The suspension was easily filterable here. Example 120 120 g of dried permeate from ultrafiltration of sweet whey is dispersed in 300 ml of 95% ethanol at 6000. The suspension coagulates rapidly and is not filterable. The desired swelling and at 6006 the suspension coagulates. 7801821-5 4 Example 8: 120 g of dried permeate as above are treated with 99.5% ethanol at 25, 40, 50 and 6006, respectively. At 40 ° C and 5000, Example 9¿ Experiment 8 is repeated with anhydrous isopropanol. The powder does not coagulate even at 80 ° C but the release of colored substances is insignificant. Example 9l0¿ Experiment 9 is repeated with isopropanol, which contains '00% water. Dissolution of colored substances is good. Coagulation takes place at ss ° c. Example II: Experiment 9 is repeated with a mixture of equal parts of isopropanol and of 95% ethanol. Dissolution of colored substances is good at 50 ° C and coagulation takes place at 7206.

Exempel l2: Surt vasslepulver behandlas med dubbla mängden 95- oprocentig etanol vid 6000 under 3 minuter, varefter suspensionen filt- reras. Filterkakan redispergeras i extraktionssyfte i samma mängd färsk 95-procentig etanol vid 6006 som vid den första behandlingen.Example 12: Acidic whey powder is treated with double the amount of 95% ethanol at 6000 for 3 minutes, after which the suspension is filtered. The filter cake is redispersed for extraction purposes in the same amount of fresh 95% ethanol at 6006 as in the first treatment.

Suspensionen suges torr och filterkakan extraheras ytterligare två _gänger för att extraktionen skall bli praktiskt fullständig. Vid ana- .lys av utgângmaterial och produkt framkom de värden, som visas i nedanstående tabell: Utgångsmaterial: Behandlat Beständsde] surt vassle- vasslepulver % pulver % B-Laktos (vattenfri) 59 75 L-mjölksyra 9,l l,2 Protein 13,9 l3,6 Aska 9,8 7,l Fett 0,7 0,0 Citronsyra 0,3 0,4 P205 2,6 3,0 N03 mg/kg 56 36 Cl l,3 0,2 Ca l,3 ,6 Mg 0,l4 10 Na 0,62 , K 2,0 5 7so1s21-s Kvaiitetsnedsättande ämnen såsom fett (fosforïipider), mjöik- syra och nitrat har aviägsnats i hög grad. önskvärda substanser, så- som iaktos och kaiciumfosfat, finns kvar. Produkten är smak- och iuktiös efter vakuumtorkning och saknar heit hygroskopicitet.The suspension is sucked dry and the filter cake is extracted two more times to make the extraction practically complete. Analysis of starting material and product revealed the values shown in the table below: Starting material: Treated Resistant whey whey powder% powder% B-Lactose (anhydrous) 59 75 L-lactic acid 9, 11, 2 Protein 13, 9 l3.6 Ash 9.8 7.1 Fat 0.7 0.0 Citric acid 0.3 0.4 P205 2.6 3.0 NO3 mg / kg 56 36 Cl l .3 0.2 Ca 1.3. 6 Mg 0,14 10 Na 0,62, K 2,0 5 7so1s21-s Quality-reducing substances such as fats (phosphoripids), lactic acid and nitrate have been largely eliminated. Desirable substances, such as lactose and calcium phosphate, remain. The product is tasty and fruity after vacuum drying and lacks hot hygroscopicity.

Pä den bifogade ritningen visas såsom exempel ett fiödesschema för en aniäggning, som är iämpïig att använda vid utövande av det ovan beskrivna förfarandet. Det bör observeras att stegen 1 - 5 kan antingen reaiiseras i en enda fysisk enhet eiier vara uppdeiade på fiera såda- na enheter.The accompanying drawing shows, by way of example, a flow chart of a plant which is suitable for use in carrying out the method described above. It should be noted that steps 1 - 5 can either be realized in a single physical unit or be divided into several such units.

Claims

7801821-5 PATENT CLAIMS

1. A process for refining dried whey products, characterized in that the whey products are treated with polar, organic liquids at elevated temperature.

2. A process according to claim 1, characterized in that lower aliphatic alcohols are used in the treatment, the polarity of the extract thus obtained being determined in advance by selection or by combinations of liquids of different polarity and initial subsea water content. Dried whey protein proteins, water halides and halides of extractable substances, mainly lactic acid and lactic lactic acid.

3. A process according to claim 2, characterized in that the desired additive effect involving a controllable aggregation of the dried whey product by swelling and partial denaturation of the constituent protein is achieved while the extraction of undesirable substances is promoted.

4. A process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the water content of the polar organic liquids is maintained at 0 - 25%, preferably at 0 - 5%, and the treatment temperature at 30 - 80 ° C, here preferably at 50-6006, when the dry whey products contain larger amounts of lactic acid, and 35-40 ° C, when these products have 1g of protein and lactic acid.

5. A process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the polar organic solvent is preferably ethanol of a purity corresponding to the requirements for use in food and having an ethanol of 94-99.5. volume percentage.

Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the polar organic liquid together with extracted substances is washed away from the residue of the whey product with additional amounts of polar organic liquid and that the residue of the whey product is then freed from residues of the organic liquid by centrifugation or filtration and by drying to a liquid concentration of solvent which is acceptable from a food point of view.