WO1988001136A1 - Process for influencing the composition and microstructure of substances contained in a liquid - Google Patents

Process for influencing the composition and microstructure of substances contained in a liquid Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for the purpose specified in the preamble of claim 1. So far, the production of products, in particular milk products from liquid templates of the type mentioned in the preamble of claim 1, has been largely arbitrary. This often resulted in the product not having the desired quality, taste, consistency, etc. to a sufficient extent.
  • the object on which the invention is based is to create a method which makes it possible to influence protein-containing liquids in terms of their composition and the microstructure of their ingredients, or to change them in terms of dispersion in such a way that they are then subjected to targeted acidification, gelatinization, preservation, Microstructure influencing, a targeted fluid behavior, even in the acidic area, etc. by adding microorganisms or acids or enzymes.
  • the distribution states of the ingredients of the latter also change after remixing with the second partial flow that predeterminable changes in properties of the remaining ingredients are then possible.
  • treatment of liquids by the process according to the invention can achieve that when the created mixture is mixed with microorganisms or acids or enzymes, acidification rates, the amount of acid generated, the degree of dissociation of the acid that is formed or added, the amount and type of metabolic products that are formed, the consistency of the end product, the type and amount of the enzymes formed by microorganisms and thus the manner of cleavage or build-up processes on protein can be predetermined and not, as in the prior art, take place arbitrarily.
  • treatment of the liquid according to the characterizing part of claim 1 is not sufficient to achieve the desired composition and microstructure of its ingredients, this treatment can be repeated once or - if necessary - several times.
  • both the amount of The resulting acid, the pH value and the type and amount of the aroma substances can be predetermined, ie that acidification or over-flavoring is eliminated.
  • Protein-containing liquids that contain cross-linkable proteins form jellies when mixed with acids or certain enzymes.
  • the mixture is largely freed from polyvalent cations by the process according to the invention, monovalent cations are left in the mixture and monovalent and polyvalent anions are partially removed, the system remains liquid despite adjustment to the isoelectric range of the crosslinkable proteins and despite enzymatic cleavage.
  • the system can be predetermined regardless of the protein concentration, from liquid to solid and in all intermediate stages in both the acidic and the sweet area. So far this has not been possible.
  • Milk is treated by special separation processes (e.g. separation, desugarization, ultrafiltration, gel filtration, reverse osmosis, dehydration, etc.) so that its ingredients are assigned to a product (e.g. sour milk quark-related allocation 25 - 29% protein, 0.4 - 1% lactose) .
  • the Saizgehait is said to be 0, -3 to 1.1%, but is too high after the aforementioned separation processes. For example, it is 1.6 - 3.0%.
  • the pre-treated concentrate is therefore filtered, the permeate desalted and recycled until the salt content in the mixture is 0.3 - 1.1%.

Abstract

Process for influencing the composition and microstructure of substances composing a liquid which contains proteins of various types and other substances such as salts, etc, as well as minor components. In order to be able to subject such a liquid to appropriate acidification, sterilization and similar, by mixing with microorganisms or acids or enzymes, the liquid is separated by ultrafiltration into two partial flows in such a way that the first flow contains essentially substances having stable distribution states and the second flow contains essentially substances having unstable distribution states, and the content of salts and/or sugar of the first flow is suitably modified and is then again mixed with the second flow. The mixture is then subjected to further ultra-filtration and treated in the manner described until it displays the desired composition and microstructure of its components in accordance with the product which is to be manufactured.

Description

Verfahren zum Beeinflussen der Zusammensetzung und der Mikrostruktur der Inhaltsstof fe einer Flüssigkeit Method of influencing the composition and microstructure of the ingredients of a liquid
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zu dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Zweck. Bisher lief die Herstellung von Produkten, insbesondere Milchprodukten aus Flüssigkeitsvorlagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art weitgehend willkürlich ab. Dies führte oft dazu, daß das Produkt nicht in einem ausreichenden Maße die gewünschte Beschaffenheit hinsichtlich Geschmack, Konsistenz usw. hatte.The invention relates to a method for the purpose specified in the preamble of claim 1. So far, the production of products, in particular milk products from liquid templates of the type mentioned in the preamble of claim 1, has been largely arbitrary. This often resulted in the product not having the desired quality, taste, consistency, etc. to a sufficient extent.
Demgemäß besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, eiweißhaltige Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und der Mikrostruktur ihrer Inhaltsstoffe derart zu beeinflussen, bzw. dispersionsmäßig so zu verändern, daß sie dann einer gezielten Säuerung, Gallertbildung, Haltbarmachung, Mikrostrukturbeeinflussung, einem gezielten Flüssigkeitsverhalten, auch im sauren Bereich, u.dgl. durch das Versetzen mit Mikroorganismen oder Säuren oder Enzymen unterzogen werden können.Accordingly, the object on which the invention is based is to create a method which makes it possible to influence protein-containing liquids in terms of their composition and the microstructure of their ingredients, or to change them in terms of dispersion in such a way that they are then subjected to targeted acidification, gelatinization, preservation, Microstructure influencing, a targeted fluid behavior, even in the acidic area, etc. by adding microorganisms or acids or enzymes.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The above object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1.
Da die Verteilungsräume im ersten Teilstrom z.B. durch teilweise oder gänzliche Entfernung bestimmter darin verteilter Substanzen bzw. durch Einbringen von H bzw. OH-Ionen verändert wurden, verändern sich nach der Wiedervermischung mit dem zweiten Teilstrora auch die Verteilungs-Zustände der Inhaltsstoffe von diesem, so daß dann vorherbestimmbare Eigenschaftsveränderungen der verbleibenden Inhaltsstoffe möglich werden. So kann z.B. durch die Behandlung vdn Flüssigkeiten nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren erreicht werden, daß beim Versetzen der geschaffenen Mischung mit Mikroorganismen oder Säuren oder Enzymen Säuerungsgeschwindigkeiten, die Menge der erzeugten Säure, der Dissoziationsgrad der entstehenden oder zugegebenen Säure, die Menge und die Art der entstehenden StoffWechselprodukte, die Konsistenz des Endproduktes, die Art und Menge der durch Mikroorganismen gebildeten Enzyme und somit die Art und Weise von Spalt- oder Aufbau-Prozessen an Eiweiß vorherbestimmbar werden und nicht, wie nach, dem Stande der Technik, willkürlich ablaufen.Since the distribution spaces in the first partial flow have been changed, for example by partially or completely removing certain substances distributed therein or by introducing H or OH ions, the distribution states of the ingredients of the latter also change after remixing with the second partial flow that predeterminable changes in properties of the remaining ingredients are then possible. For example, treatment of liquids by the process according to the invention can achieve that when the created mixture is mixed with microorganisms or acids or enzymes, acidification rates, the amount of acid generated, the degree of dissociation of the acid that is formed or added, the amount and type of metabolic products that are formed, the consistency of the end product, the type and amount of the enzymes formed by microorganisms and thus the manner of cleavage or build-up processes on protein can be predetermined and not, as in the prior art, take place arbitrarily.
Reicht die Behandlung der Flüssigkeit nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 nicht aus, um die gewünschte Zusammensetzung und Mikrostruktur seiner Inhaltsstoffe zu erreichen, so kann man diese Behandlung einmal oder - wenn notwendig - auch mehrmals wiederholen.If the treatment of the liquid according to the characterizing part of claim 1 is not sufficient to achieve the desired composition and microstructure of its ingredients, this treatment can be repeated once or - if necessary - several times.
Die einzelnen Unteransprüche beschreiben die verschiedenen Möglichkeiten der vorteilhaften Ausführung des Verfahrens bzw. einzelner Verfahrensschritte.The individual subclaims describe the various options for the advantageous implementation of the method or individual method steps.
Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen noch näher erläutert.The invention is explained in more detail below using examples.
Beispiel 1:Example 1:
Wird durch Entzug eines Teiles der mehrwertigen Kationen und eine Teiles der Phosphate und Sulfate im ersten Teilstrom und nach dessen Wiedervermischung sukzessive oder kontinuierlich mit dem zweiten Teilstrom diese Mischung mit milchsäurebildenden Mikroorganismen versetzt, so ist in Abhängigkeit der vorliegenden Eiweiß- und Zuckerkonzentration sowohl die Menge der entstehenden Säure, der pH-Wert und die Art und Menge der entstehenden Aromastoffe vorherbestimmbar, d.h. daß Übersäuerungen oder eine Überaromatisierung entfallen.If, by withdrawing part of the polyvalent cations and part of the phosphates and sulfates in the first partial stream and after its remixing, this mixture is mixed successively or continuously with the second partial stream with lactic acid-forming microorganisms, then depending on the protein and sugar concentration present, both the amount of The resulting acid, the pH value and the type and amount of the aroma substances can be predetermined, ie that acidification or over-flavoring is eliminated.
Beispiel 2:Example 2:
Durch Zusatz mehrwertiger Kationen in Verbindung mit Phosphaten, Sulfaten und Citraten zur Mischung aus dem zweiten Teilstrom und eines Teiles des ersten Teilstromes, die so gewonnen wurde, daß nicht die Gesamtheit des ersten Teilstrosmes wieder zucemischi: wird, wohl aber die z.B. durch .Regenerierung von lonentauschersäulen zurückgewonnenen Salze, die mit der Gesamtheit des ersten Teilstromes beschickt werden, wird bei Versetzen der Mischung mit Enzyme:, im süßen Bereich (Labgerinnung) sowohl die Geschwindlgkeit der Gallertbildung als auch die Festigkeit: der Gallerte vorherbestimmbar.By adding polyvalent cations in connection with phosphates, sulfates and citrates to the mixture of the second partial stream and a part of the first partial stream, which was obtained in such a way that not all of the first partial stream again zucemischi: if, however, the salts recovered, for example, by regeneration of ion exchange columns, which are fed with the entirety of the first partial stream, when the mixture is mixed with enzymes:, in the sweet area (rennet clotting) both the speed of gel formation and that Firmness: the gelatin can be predetermined.
Durch Entzug oder Zusatz von Salzen in Verbindung mit Entzuk- kerungsvorgängen oder Zuckeranreicherung wird bei Tätigkeit bestimmter Mikroorganismen in der Mischung die Art und Menge de r Enz ymb i ldung von Mi kroorgani smen vorherbe s t immbar .Withdrawal or addition of salts in connection with de-icing processes or sugar enrichment, when certain microorganisms are active in the mixture, make the type and amount of the enzyme formation of microorganisms previously immutable.
Beispiel 5 :Example 5:
Eiweißhaltige Flüssigkeit, die vernetzungsfähige Eiweiße (z.B. Caseine) enthalten, bilden bei Vermischung mit Säuren oder bestimmten Enzymen Gallerten aus.Protein-containing liquids that contain cross-linkable proteins (e.g. caseins) form jellies when mixed with acids or certain enzymes.
Wird die Mischung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von mehrwertigen Kationen weitgehend befreit, einwertige Kationen in der Mischung belassen und einwertige und mehrwertige Anionen teilweise entfernt, so bleibt das System trotz Einstellung auf den isoelektrischen Bereich der vernetzbaren Eiweißstoffe und trotz enz/matischer Spaltung flüssig.If the mixture is largely freed from polyvalent cations by the process according to the invention, monovalent cations are left in the mixture and monovalent and polyvalent anions are partially removed, the system remains liquid despite adjustment to the isoelectric range of the crosslinkable proteins and despite enzymatic cleavage.
Je nach Variation des Salzgehaltes kann das System unabhängig von der Eiweißkonzentration, von flüssig bis fest und in allen Zwischenstufen sowohl im sauren als auch im süßen Bereich vorherbestimmt werden. Dies war bisher nicht möglich.Depending on the variation of the salt content, the system can be predetermined regardless of the protein concentration, from liquid to solid and in all intermediate stages in both the acidic and the sweet area. So far this has not been possible.
Beisniel A :Example A:
Milch wird durch spezielle Trennverfahren (z.B. Separation, Entzuckerung, Ultrafilration, Gelfiltration, Umkehrosmose, Wasserentzug usw.) so behandelt, daß deren Inhaitsstoffe eine produktbezogene Zuordnung erhalten (z.B. Säuermilchquark bezogene Zuordnung 25 - 29 % Eiweiß, 0,4 - 1 % Lactose). Der Saizgehait soll 0,-3 bis 1,1 % sein, liegt aber nach Vornahme der vorgenannten Trennverfahren zu hoch. Er beträgt beispielsweise 1,6 - 3,0 %.Milk is treated by special separation processes (e.g. separation, desugarization, ultrafiltration, gel filtration, reverse osmosis, dehydration, etc.) so that its ingredients are assigned to a product (e.g. sour milk quark-related allocation 25 - 29% protein, 0.4 - 1% lactose) . The Saizgehait is said to be 0, -3 to 1.1%, but is too high after the aforementioned separation processes. For example, it is 1.6 - 3.0%.
Das vorbehandelte Konzentrat wird deshalb uitrafiltriert, das Permeat entsalzt und solange rückgeführt, bis der Salzgehalt 0,3 - 1,1 % in der Mischung beträgt. The pre-treated concentrate is therefore filtered, the permeate desalted and recycled until the salt content in the mixture is 0.3 - 1.1%.

Claims

P AT E NT AN S P R Ü C H E P AT E NT AT SPEECH
1. Verfahren zum Beeinflussen der Zusammensetzung und der Mikrostruktur der Inhaltsstoffe einer Flüssigkeit, die Eiweiße unterschiedlicher Art und andere Substanzen wie Salze, Zucker, Mineralbestandteile, Fett, Vitamine, Enzyme und Minorbestandteile enthält, insbesondere von Milch und Milchderivaten, die als Vorlage zur Herstellung von Milchprodukten dienen sollen,1. A method for influencing the composition and the microstructure of the constituents of a liquid which contains proteins of various types and other substances such as salts, sugar, mineral components, fat, vitamins, enzymes and minor components, in particular milk and milk derivatives, which are used as a template for the production of Dairy products are supposed to serve
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die Flüssigkeit durch Ultrafiltration derart in zwei Teilströme aufgeteilt wird, daß der eine, erste Teilstrom vorwiegend die Inhaltsstoffe mit den stabilen Verteilungszuständen und der andere, zweite vorwiegend die Inhaltsstoffe mit den labilen Verteilungszuständen enthält, daß in dem ersten Teilstrom der Gehalt an Salzen und/oder Zucker, ggf. auf die eine oder andere Art beschränkt, gezielt verändert wird und der erste Teilstrom dann dem zweiten mindestens teilweise wieder zugemischt wird. that the liquid is divided into two partial streams by ultrafiltration in such a way that the first, first partial stream predominantly contains the constituents with the stable distribution states and the other, second predominantly contains the constituents with the unstable distribution states, that in the first partial stream the content of salts and / or sugar, possibly limited to one or the other type, is specifically changed and the first partial stream is then at least partially mixed again with the second.
2. Verfahren zum Beeinflussen der Zusammensetzung und der Mikrostruktur der Inhaltsstoffe einer Flüssigkeit, die Eiweiße unterschiedlicher Art und andere Substanzen wie Salze, Zucker, Mineralbestandteile, Fett, Vitamine, Enzyme und Minorbestandteile enthält, insbesondere von Milch und Milch derivaten, die als Vorlage zur Herstellung von Milchprodukten dienen sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch Ultrafiltration derart in zwei Teilströme aufgeteilt wird, daß der eine, erste Tei lstrom vorwiegend die Inhaltsstoffe mit den stabilen Verteilungszuständen und der andere, zweite vorwiegend die Inhaltsstoffe mit den labilen Verteilungszuständen enthält, daß in dem ersten Teilstrom der Gehalt an Salzen und/oder Zucker, ggf. auf die eine oder andere Art beschränkt, gezielt verändert wird und der erste Teilstrom dann dem zweiten mindestens teilweise wieder zugemischt wird und daß das Gemisch dann wieder in der vorstehenden Weise ultrafiltriert und behandelt wird, solange, bis das Gemisch eine auf das aus ihm durch Versetzen mit Mikroorganismen und/oder Säuren und/oder Enzymen herzustellende Produkt bezogene gewollte Zusammensetzung und Mikrostruktur seiner Inhaltsstoffe aufweist. 2. Method for influencing the composition and the microstructure of the constituents of a liquid which contains proteins of different types and other substances such as salts, sugar, mineral constituents, fat, vitamins, enzymes and minor constituents, in particular milk and milk Derivatives that are to serve as a template for the production of milk products, characterized in that the liquid is divided into two partial streams by ultrafiltration in such a way that the one, first partial stream predominantly contains the ingredients with the stable distribution states and the other, second primarily the ingredients contains the unstable distribution states that the content of salts and / or sugar, possibly limited to one or the other type, is specifically changed in the first partial stream and the first partial stream is then at least partially mixed again with the second and that the mixture is then again is ultrafiltered and treated in the above manner until the mixture has a desired composition and microstructure of its ingredients related to the product to be produced from it by adding microorganisms and / or acids and / or enzymes.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Salzen und/oder Zucker durch Ionentausch, Dialyse, Elektrodialyse, Umkehrosmose, Gelfiltration, Wasserentzug oder Kristallisationsvorgänge verändert wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the content of salts and / or sugar is changed by ion exchange, dialysis, electrodialysis, reverse osmosis, gel filtration, dehydration or crystallization processes.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Salzen und/oder Zucker vermindert wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the content of salts and / or sugar is reduced.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Salzen und/oder Zucker erhöht wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the content of salts and / or sugar is increased.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bezogen auf das herzustellende Milchprodukt mit Milch, mit Milch mit veränderten Inhaltsstoffen, mit Milch mit erhöhter Gesamttrockenmasse oder mit Milch mit verminderter Gesamttrockenmasse als Ausgangsflüssigkeit begonnen wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the method based on the milk product to be produced with milk, with milk with modified ingredients, with milk with increased total dry matter or with milk with reduced total dry matter as the starting liquid.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Gehaltes an Salzen durch Durchflußregulierung, durch Änderung der Tauschmasse des Ionentauschers oder durch den Einsatz mehrstufiger Ionentauscher gesteuert wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the change in the content of salts is controlled by flow regulation, by changing the exchange mass of the ion exchanger or by using multi-stage ion exchanger.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Gehaltes an Zucker über Mischbettfilter und/oder in Abhängigkeit von der optischen Drehung gesteuert wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the change in the sugar content is controlled via a mixed bed filter and / or as a function of the optical rotation.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ionentauschereinsatz das Permeat so über den oder die Ionentauscher geleitet wird, daß Ionen- separierung in vorbestimmter Reihenfolge stattfindet. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when the ion exchanger is used, the permeate is passed over the ion exchanger (s) in such a way that ion separation takes place in a predetermined sequence.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Einhaltung vorbestimmter Temperaturen der Flüssigkeiten und des Gemisches zur Selektierung bestimmter Salzverbindungen durchgeführt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is carried out while maintaining predetermined temperatures of the liquids and the mixture for the selection of certain salt compounds.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration der Kationentauscher in zwei Schritten erfolgt, im ersten durch eine Behandlung mit Säure und im zweiten durch eine Behandlung mit Lauge. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the regeneration of the cation exchanger takes place in two steps, in the first by treatment with acid and in the second by treatment with lye.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration der Anionentauscher ebenfalls in zwei Schritten erfolgt, im ersten durch eine Behandlung mit Lauge unαT im zweiten durch eine Behandlung mit Säure. 12. The method according to any one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the regeneration of the anion exchanger is also carried out in two steps, in the first by treatment with lye unαT in the second by treatment with acid.
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