DE1692350C3 - Verfahren zur Herstellung haltbarer Milchprodukte - Google Patents

Description

gangen als nicht behandelte Produkte mit vergleichbarer Haltbarkeit unterworfen werden.

Zur Verminderung des Gehaltes an /?-Casein können verschiedene Verfahren angewendet werden. Ein bevorzugtes Verfahren besteht in der Zugabe von Lab, wobei folgende Reaktion auftritt:

K — Casein + Lab ■

K — Pwacasein -fMakro-Glykopeptid
(unlöslich) (löslich)

Das A'-Paracasein besitzt nicht mehr das Hitzestabilisierungsvermögen des ursprünglichen A-Caseins.

Sobald die durch den Labzusatz erstrebte Wirkung erreicht ist, wird seine weitere Einwirkung durch eine Hitzebehandlung unterbrochen, durch die die Enzyme inaktiviert werden.

Der nachstehende Versuch zeigt das Verhalten der Milch bei der Behandlung mit Lab:

Milch, die 5 Minuten lang auf 90° C erhitzt und dann abgekühlt wurde, koaguliert unter Labeinwir kung iik 62 Minuten bei 37° C. Setzt man der Milch aber 0,1Vo Lablösung hinzu, die man 8 Minuten einwirken läßt, bevor man die Milch 5 Minuten lang auf 90° C erhitzt und abkühlen läßt, so dauert es 100 Minuten, bis sie unter der Labeinwirkung bei 37ⁿ C koaguliert; außerdem ist sie haltbarer. Um den gleichen Haltbarkeits- oder Konservierungsgrad bei einer nicht mit Labe vorbehandelten Milch zu erhalten, muß man sie auf 105 bis 110° C erhitzen statt auf nur 90° C.

Um den Gehalt an A'-Casein zu erniedrigen oder um seine Stabilisierungswirkung zu vermindern, kann man außer der Labbehandlung zahlreiche andere Methoden anwenden. Zahlreiche Enzyme bewirken eine ähnliche Reaktion wie Lab, insbesondere Pepsin und andere pflanzliche Koagulasen oder Proteasen, wie Ficin, Papain, Pinguinin, die Extrakte von Bemicasa cerifera, Lynara carduncalus, Streblus asper und von Pflanzen der Arten Nachtschattengewächse, Calatropis, Withania, Lastiolla usw. Man kann auch Coaguiasen verwenden, die durch Mikroorganismen erzeugt werden.

Ein ähnliches Ergebnis kann durch Zusatz einer Neuraminidase oder Acetylneuraminidase erhalten werden, die den Vorteil einer sehr schonenden Wirkung haben, wodurch die Gefahr einer übermäßigen Verminderung der Hitzestabilität auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.

Die anzuwenden Mittel beschränken sich nicht auf organische Substanzen. Man kann auch anorganische Substanzen, wie Natrium- oder Kaliumpyrophosphat, zusetzen.

Selbstverständlich wird der Zusatz eines Pyrophosphats mengenmäßig auf den Einzelfall genau abgestimmt; die anschließende Hitzebehandlung unterbricht die Einwirkung und beschränkt dadurch die destabilisierende Wirkung auf das gewünschte Maß. Dieser Zusatz vermindert die Hitzestabilität des Milchproduktes und gestattet eine Verminderung der Intensität der Hitzebeha.idlung, die für eine gute Haltbarkeit erforderlich ist.

Allgemein kann eine große Anzahl von Substanzen und Verfahren angewendet werden, um den Gehalt an A'-Casein zu vermindern oder die Hitzestabilisierungswirkung des Ä-Caseins herabzusetzen, z. B. Denaturierungsmittel für Eiweißstoffe wie oberflächenaktive Mittel. Man kann die Wirkung des einen oder anderen Mittels dadurch erhöhen, daß man dem A-Casein-bindenden bzw. -denaturierenden Stoff Wasserstoffionen zufügt oder die Konzentration an zwei- oder mehrwertigen Kationen, wie Calciumionen, erhöht. Andererseits kann man dessen Wirkung

ίο mit Hilfe eines Bindemittels für Calciumionen, wie z. B. Orthophosphat oder Citrat, modifizieren.

Die Verminderung des Gehaltes an /(-Casein, durch das die Wirkung aller Hitzebehandlungen modifiziert wird, kann auf verschiedenen Behandlungsstufen vorgenommen werden, nämlich vor der Vorerhitzung, Pasteurisierung, Eindampfung, Sterilisierung und vor zwischengeschalteten oder zusätzlichen Erhitzungsoperationen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auf

frische, vorerhitrte, konzentrierte und selbst auf sterilisierte Milch anwendbar, die gegebenenfalls auch mit anderen Substanzen vermischt sein kann. Es ist nicht nur für Vollmilch, sondern auch für einen Teil des zu behandelnden Milchproduktes verwendbar.

Das zu konservierende Produkt kann gezuckerte Kondensmilch, konzentrierte, sterilisierte Milch oder ein Produkt auf Milchgrundlage sein, z. B. ein diätetisches Milchprodukt, ein Kindernährmittel, eine Dessertcreme oder ein Gemisch zur Herstellung von Speiseeis.

Der Gehalt an dem zu inaktivierenden A'-Casein hängt von der Zusammensetzung des Milchproduktes ab (Gehalt an ursprünglichem A'-Casein, genetische Proteinvarianten usw.). Die Bedingungen für die optimale Behandlung können mit Hilfe von Vorversuchen an Stichproben festgestellt werden, die verschieden lange und intensiv behandelt werden können. Ausgehend von einer bestimmten Hitzebehandlung steht man z. B. die Dosis und die Wirkungsdauer des Labs fest, die eine bestimmte Konservierungsdauer gewährleisten.

Die nachstehenden Beispiele erläutern die Durch führung des Verfahrens nach der Erfindung.

45

Beispiel 1
Gezuckerte Kondensmilch

Man setzt bei 10° C 1000 kg Frischmilch 1,5 1 einer handelsüblichen, O,5°/oigen Lablösung zu und läßt sie 35 Minuten stehen. Dann wird die Milch mit Hilfe eines Wärmeaustauschers ohne Haltezeit auf 115° C vc-eti-fzt. Die Dauer des Durchflusses von 10001 Milch durch den Wärmeaustauscher beträgt 10 Minuten, die durchschnittliche Dauer der Labbehandlung also etwa 40 Minuten. Dann wird die be-

handelte Milch in an sich bekannter Weise mit Zucker kondensiert, abgekühlt, mit Milchzucker versetzt und in Dosen gefüllt.

Die so erhaltene gezuckerte Kondensmilch hat die gewünschte flüssige Konsistenz und dickt während

der Lagerung nicht oder nur unwesentlich nach. Um die gleiche Haltbarkeit ohne vorherige Labbehandlung zu erzielen, ist bei Anwendung der bekannten Mittel nach dem Vorerhitzen eine Haltezeit von mehr als 10 Minuten bei 110 bis 115° C nötig, die zu einer leichten Bräunung des Produktes führt. Lagerversuche mit den nach diesem Beispiel industriell hergestellten Kondensmilchchargen (mehr als 20, über das ganze Jahr verteilt) bei Raumtemperatur ergaben,

daß auch nach einem Jahr kein nennenswertes Nach- eingedickt, im Durchfluß bei 126° C stabilisiert und

dicken auftrat anschließend aseptisch homogenisiert und gekühlt

B e i s b i e 1 2 Bei 20° C werden 0,3 bis 1 %e einer sehr verdünnten UHT-sterilkierte Sahne Lablösung (5 ml kommerzielles Konzentrat auf UHi sterilisierte banne ^ _1QQQ ^^^ _{md Λβ} Labeinwirkung bsi 20° C Frischer Sahne werden 0,06% Natriumpyrophos- nach ungefähr 20 bis 35 ⁰Zo der geschätzten Gerin-

phat (Na₈HP₈O,), gelöst in 4 Teilen Wasser, ziige- nungszeit durch Kühlen auf 5° C derart verlangsamt,

setzt Die Sterilisierung nach dem UHT-Verfahren daß die Stabilität des Konzentrates während mehrerer

soll 2 Standen nach dem Zusatz beginnen und Stunden unverändert bleibt Einzelne Proben des ge-3 Stunden danach beendet sein. Dann wird die Sahne »o kühlten Konzentrates werden mit verschiedenen Men-

abgekühlt, homogenisiert und in bekannter Weise gen an Dinatriumphosphat (Na₂HPO₄) versetzt und

keimfrei in sterile Behälter abgefüllt einer Probe-Nacherhitzung (z. B. 105° C, 5 Minuten)

Die so behandelte sterilisierte Sahne ist bei der unterworfen und die erhitzten Proben nach für eva-Konservierung stabiler als eine nicht mit Natrium- porierte Milch üblichen Kriterien (Konsistenz) bepyrophosphat,behandelte Sahne, und die Konsistenz- 15 urteilt, um die optimale, dem Sud zuzusetzende änderungen beim Transport (Anbutterung) sind we- Menge an Na₄HPO₄ festzustellen. Nadi dem Zusatz niger ausgeorägt eines Stabilisatorsalzes (Natriumphosphat, Natrium-Beispiel 3 ²^¹²* ™·) ^w'^{rd das Produkt} m*¹⁶¹" möglichst asep-Konzentrierte HTST-sterilisierte Milch *"*^εη Bedingungen in Dosen gefüllt und anschlie-

ao ßend wie bei der Probe nachernitzt Das erhaltene

Vorerhitzte und auf eine Trockenmasse von 26 bis Konzentrat ist steril, es hat einen leichten Kochge-

36% eingedampfte Milch wird auf 10° C abgekühlt. schmack, dei nach wenigen Tagen verschwindet.

Man entnimmt Vi bis 11, dem man etwa 0,2 bis Vergleichsversuche mit demselben homogenisierten

0,4% einer 0,5%igen Lablösung zusetzt. Man setzt Konzentrat (ohne Labbehandlung, aber unter den-

mehrere Proben von 10 bis 20 ml bei einer Tempe- 25 selben Bedingungen nacherhitzt) zeigten, daß die

ratur von 10° C unterschiedlich lange der Einwirkung Labbehandlung die Gelierung des Konzentrates we-

des Labs aus, worauf man die Proben dann schnell sentlich hinauszögerte, wenn die Vergleichsproben

auf die anzuwendende Sterilisiertemperatur erhitzt. während der Lagerung eine rasche Abnahme der

Die Proben werden nach dem Abkühlen untersucht, Stabilität (Altern) zeigten. Unter 25 Versuchen wurde

und ihre Konsistenz wird unter Anwendung der üb- 30 das Altern in 19 Fällen verzögert. Die mittlere Zeit

liehen Kriterien (wie zur Beurteilung der Piobesterili- bis zur Gelierung bei Normaltemperatur wird von

sationsmuster von evaporierter Milch) bestimmt. Auf 5,7 auf 6,8 Monate erhöht (Extremwerte: von 2,5 bis

diese Weise kann man die Mindest- und Höchstwir- 10,5 auf 3 bis mehr als 14).

kungsdauer des Labs feststellen und die Zugabevor- Ein geringer Überschuß an Stabilisatorsalz bewirkt

schritten sowie den Zeitplan für die Sterilisierung 35 eine stärkere Verzögerung der Gelierung der mit Lab

(HTST- oder UHT-Verfahren) des Sudes aufstellen. behandelten Proben; diese Behandlung ist dann in

Nach der Sterilisierung wird die so behandelte kon- 19 von 25 Versuchen erfolgreich,

zentrierte Milch homogenisiert und aseptisch in Do- Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-

sen eingefüllt. Die Milch hat eine ausgezeichnete rens ist, soweit das dadurch hergestellte Erzeugnis

Haltbarkeit 40 nicht zur Lieferung außerhalb des Geltungsbereiches Beispiel 4 ^des Lebensmittelgesetzes bestimmt ist, zur Zeit auf Grund der Verordnung über Milch und Milcherzeug- Standardisierte Frischmilch wird wie üblich vorer- nisse vom 15. Juli 1970 (BGBI. 1970, Teil 1, S. 1150

hitzt und unter Vakuum auf 31,3°/o Trockenmasse bis 1159) nicht zugelassen.

Claims (3)

Ende der Behandlung zugesetzt werden, ist eine Kon-Patentansprüche: trolle der erforderliche» Menge nicht mehr möglich. Nach der USA.-Patentschrift 3 119702 sollen PoIy-

1. Verfahren zur Herstellung haltbarer Milch- phosphatzusälze die Milchkonzentrate während der produkte, wie Vollmilcl«, Magermilch, Sahne oder 5 Sterilisierung stabilisieren. Wie nachstehend ausge-Kondensmilch, die unter solchen Bedingungen Führt wird, erfolgt dagegen erfindungsgemäß vor der einer Hitzebehandlung unterworfen werden, daß Hitzebehandlung eine InStabilisierung der Milch, weder eine Hitzebeschädigung des Proteins noch Nach der deutscheu Patentschrift 919 513 soll das ein Nachdicken des Produktes eintritt, dadurch Nachdicken durch Zusatz von mineralisch modifiziergekennzeichnet, daß man auf die Milch- io ten Milchtrockensubstanzbestandteilen j'« einem produkte bzw. zumindest auf Anteile davon in Verhältnis von Calcium zu Phosphor vor va 0,15 einer beliebigen Stufe vor der Hitzebehandlung bis 0,75 verhindert werden. Es werden also Fremd-A'-Casein-bindende bzw. -denaturierende Stoffe, substanzen zugesetzt. Die Erniedrigung des Calriumwie Lab, Neuraminidase, ein Koagulierungsmittel, gehaltes wird mit Hilfe von Ionenaustauschern durchein Denaturierungsmittel für Eiweißstoffe oder 15 geführt. Ein ähnliches Verfahren, bei dem die Konein Pyrophosphat über eine bestimmte Zeit ein- zentration der zweiwertigen Ionen gegenüber der der wirken läßt, worauf die Milchprodukte einer einwertigen Ionen mittels Ionenaustauscher erhöht Hitzebehandlung unter schonenderen Temperatur- wird, ist in der deutschen Auslegeschrift 1168 231 und Zeitbedingungen als nicht behandelte Pro- beschrieben. Der Ionenaustausch erfolgt hierbei nach dukte mit vergleichbarer Haltbarkeit unterworfen so der Steriiisierung, was die Verwendung von sterilisierwerden, tem Ionenaustauschermaterial erforderlich macht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Bisher waren eine gute Haltbarkeit und gute kennzeichnet, daß man zusätzlich zum Α-Casein- organoleptische Merkmale (Aussehen, Geschmack) bindenden bzw. -denaturierenden Stoff Wasser- des Produktes Eigenschaften, die nur schwer miteinstoffionen zufügt oder die Konzentration der 25 ander zu vereinbaren waren. Das Verfahren gemäß zwei- und mehrwertigen Kationen erhöht. der Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten auf

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- neuen Wegen zu umgehen.

kennzeichnet, daß man den A'-Casein-bindenden Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß bzw. -denaturierenden Stoff mit Hilfe von Binde- durch Verminderung der wärmestabilisierenden Wirmitteln für Caiciumionen, wie z. B. Phosphaten 30 kung des Α-Caseins (Kappa-Caseins) die Wirkung oder Citraten, modifiziert. der zur Konservierung angewendeten Hitzebehandlungen gesteigert wird.

Das Α-Casein, das von Waugh und HippeI

(J. Am. Chem. Soc, 1956 (78), S. 4576 bis 4582) 35 entdeckt wmde, wurde bisher im wesentlichen als

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Stabilisierungsfaktor bei der Ausfällung der verschielung haltbarer Milchprodukte, wie Vollmilch, Mager- denen Caseinfraktionen durch Caiciumionen angemilch, Sahne oder Kondensmilch, die Milcheiweiß- sehen (vgl. auch die Literaturzusammenstellung in stoffe enthalten. Es ist bekannt, daß derartige Pro- der nachveröffentlichten Literaturstelle »Handbuch dukte zur sicheren Haltbarmachung über einen ge- 40 der Lebensmittelchemie«, Springer Verlag, Bd. III, wissen Zeitraum einer höheren Temperatur ausgesetzt Teil 1, 1968, S. 46 und 47). So wird bei der Behandwerden müssen. Ist die Hitzebehandlung nicht aus- lung von Milch mit Lab, durch die der Gehalt an reichend, so erhält man eine Konserve, die mit der A'-Casein herabgesetzt wird, auch die Stabilität der Zeit nachdickt oder gar geliert. Milch gegen Koagulation durch Hitzeeinwirkung

Durch Intensivierung der Hitzebehandlung, z. B. 45 vermindert. Überraschenderweise wurde nun festgedurch Verlängerung der Erhitzungsdauer und/oder stellt, daß durch diese Verminderung der Hitzestabidurch Erhöhung der Temperatur, wird zwar die Halt- lität eine verbesserte Haltbarkeit der Milch ohne Verbarkeit des konservierten Produktes verbessert, doch dickung oder Gelierung bei einer vorgegebenen Hitzeführt eine solche Behandlung zu einer Bräunung des behandlung erreicht wird. Andererseits kann man Produktes und zu einer unerwünschten Veränderung 5° durch Verminderung der hitzestabilisierenden Wirdes Geschmacks. kung des A'-Caseins den gleichen Grad der Haltbar-

Um diese Nachteile zu vermeiden, wendet man das keit mit einer verminderten Intensität der Hitzebe-

sogenannte HTST-Verfahren (= high temperature handlung erreichen.

short time) an, d. h., man erhitzt sehr kurzzeitig bei Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren erhöhter Temperatur; man kann aber auch das söge- ss zur Herstellung haltbarer Milchprodukte, wie Vollnannte UHT-Verfahren (= ultra-high temperature) milch, Magermilch, Sahne oder Kondensmilch, die anwenden, bei dem man bei einer sehr hohen Tempe- unter solchen Bedingungen einer Hitzebehandlung ratur erhitzt. Indessen ist es nicht immer möglich, mit unterworfen werden, daß weder eine Hitzebeschädi-Hilfe dieser Verfahren eine längere Haltbarkeit zu gung des Proteins noch ein Nachdicken des Produkerzielen. 60 tes eintritt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

Es sind bereits verschiedene Maßnahmen zur Ver- auf die Milchprodukte bzw. zumindest auf Anteile

hinderung des Nachdickens von Milchkonserven be- davon in einer beliebigen Stufe vor der Hitzebehand-

kannt. So können nach der französischen Patent- lung A'-Casein-bindende bzw. -denaturierende Stoffe,

schrift 1372 921 Alkalipolyphosphate zugesetzt wer- wie Lab, Neuraminidase, ein Koagulierungsmittel,

den, wobei im einzelnen nur Tetra-, Hexameta- und 65 ein Denaturierungsmittel für Eiweißstoffe oder ein

Octametaphosphate genannt sind. Als Bedingung ist Pyrophosphat über eine bestimmte Zeit einwirken

angegeben, daß die Milch einer Vorerhitzung unter- läßt, worauf die Milchprodukte einer Hitzebehand-

zogen wurde. Wenn die Polyphosphate erst gegen lung unter schonenderen Temperatür- und Zeitbedin-