Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wasser-in-bl-Fettemulsion mit geringem Kaloriengehalt und prozentual hohem Eiweissgehalt durch separates Herstellen einer proteinhaltigen wässrigen Phase und einer aus Ölen und bzw. oder Fetten bestehenden Fettphase und anschliessendes Emulgieren der wässrigen Phase in der Fettphase unter Bildung der Wasser-in-Öl-Emulsion.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Brotaufstrich mit niedrigem Kaloriengehalt aus Molkereiprodukten bekannt, bei dem die wässrige Phase unter Verwendung von Magermilch als Ausgangsmaterial hergestellt wird und dessen Protein ein Milchkasein ist, das durch Fällung mit einer Säure erhalten wurde. Weiterhin wird bei diesem Verfahren die wässrige Phase in der Fettphase in einem geschlossenen Kühl- und Kri stallisationssystem emulgiert, wobei eine Wasser-in-Öl-Emul sion bei einer Temperatur erhalten wird, bei der das Fett bereits zu kristallisieren beginnt. Bevor man die wässrige Phase in der Fettphase dispergiert, wird das Protein für eine Dauer von 10-30 min einer Temperatur im Bereich von 65-80" C unterworfen.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, dass Emulsionen der genannten Art mit einem Gehalt an wässriger Phase im Bereich von bis zu 60% schwierig in stabiler Form herzustellen ist und dass es weiterhin vom mikrobiologischen Standpunkt ausserordentlich schwierig ist. unter den genannten Bedingungen haltbare Produkte herzustellen.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten und vorstehend zum Teil beschriebenen Nachteile bei der Herstellung von Molkereiprodukten der genannten Art vermieden werden und mit dem insbesondere nach einem vereinfachten und verkürzten Verfahren kalorienarme und eiweissreiche haltbare, auch bei Kühlschranktemperaturen noch streichfähige Brotaufstriche hergestellt werden können, die auch bei einem Anteil der wässrigen Phase von 60% und darüber noch stabil sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfinderische Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Phase unter Verwendung eines Proteinkonzentrats herstellt, das aus saurer Buttermilch aus der Butter- und bzw. oder Butterölherstellung erhalten wurde, dass man das Proteinkonzentrat zur Verbesserung seiner Haltbarkeit in wässriger Phase mit wasserlöslichen Zusätzen versieht, dass man die wässrige proteinhaltige Phase auf einen pH von 6,0-7,0 und eine geeignete Proteinkonzentration einstellt, dass man die durch Mischen von Ölen und bzw. oder Fetten hergestellte Fettphase auf eine Temperatur oberhalb der Kristallisationstemperatur erwärmt, dass man die wässrige Phase in einer Menge von 20-65 % in 80-35 % der Fettphase emulgiert, ohne die Temperatur der beiden Phasen zu verändern, und dass man die so erhaltene Emulsion pasteurisiert, abkühlt und abpackt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figur zeigt: ein Fliessschema des Verfahrens gemäss der Erfindung.
In der Figur zeigt der linke obere Ast die Stufen der Herstellung der wässrigen Phase, während der rechte obere Ast die Verfahrensstufen zur Herstellung der Fettphase zeigt. Der untere Ast des Fliessschemas zeigt die Herstellung der Emulsion und des Endproduktes. Die Verfahrensstufen 1 bis 6 betreffen die Verfahrensstufen der wässrigen Phase, die Stufen 7 bis 12 diejenigen der Fettphase und die Stufen 13 bis 16 diejenigen von der Emulgierung bis zum Abpacken des Endproduktes. Die einzelnen Stufen dieses Fliessschemas sind nachstehend näher beschrieben.
Herstellung der wässrigen Phase:
1. Als Ausgangsmaterial für die Herstellung des Proteinkonzentrats wird saure Buttermilch verwendet, die als Nebenprodukt bei der Herstellung von Butter oder Butteröl anfällt.
In einigen Fällen kann auch etwas ungesäuerte Buttermilch zugesetzt werden, die jedoch vor der Zugabe ebenfalls angesäuert werden muss. Einzelheiten zu diesem Zusatz sind in der Verfahrensstufe 7 beschrieben.
Die Herstellung des Proteinkonzentrats erfolgt nach einem Verfahren, das zu einem geringen Lactosegehalt im Proteinkonzentrat führt, bei dem eine Buttermilchmolke als Nebenprodukt erhalten und aus dem Prozess genommen wird. Durch die unterbrochen gezeichneten Pfeillinien, die in der Figur von der Verfahrensstufe 1 abgehen, ist angedeutet, dass der Säuerungsgrad des Ausgangsproduktes und des Konzentrats kontinuierlich überwacht werden.
2. Je nach aktueller Prozesssituation kann das in der Verfahrensstufe 1 hergestellte Proteinkonzentrat im Bedarfsfall in einem entsprechenden Tank zwischengelagert werden, dem das Konzentrat dann entsprechend den jeweiligen Prozessparametern entnommen wird. Die Proteinkonzentration im so hergestellten Konzentrat liegt bei etwa 13-20 Gew. %, bezogen auf das nasse Produkt. Wie vorstehend bereits angedeutet, ist das Proteinkonzentrat vergleichsweise reich an sogenannten Membranproteinen, die insbesondere gute Emulgiereigenschaften aufweisen. Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Proteinkonzentrate weisen weiterhin eine gute Wasserbeständigkeit auf und sind daher insbesondere für die Herstellung von Wasser-in-Öl-Emulsionen geeignet.
3. In dieser Verfahrensstufe werden dem Proteinkonzentrat Salze zugemischt, insbesondere Kochsalz, Citrate und bzw.
oder Phosphate. Das Kochsalz wird dabei in Mengen zugegeben, die sich nach dem Geschmack, insbesondere des Endpro duktes, richten. Sowohl die Citrate als auch die Phosphate dienen vor allem dem Zweck, das Calcium aus dem Protein zu binden. Die Proteine gewinnen dadurch eine verbesserte Wasserbindungsfähigkeit. Durch die Zugabe der Salze wird der pH des Proteinkonzentrats von etwa 4,5-5 auf etwa 6 erhöht.
Auch nach der Zugabe der Salze ist die wässrige Phase also noch schwach sauer. Die zugegebenen Salze haben dabei einen gewissen Puffereffekt und stabilisieren den pH-Wert. In dieser Verfahrensstufe können auch Konservierungsstoffe, wie beispielsweise Sorbinsäure oder Natriumbenzoat, zugesetzt werden.
4. Zur weiteren Erhöhung des pH-Wertes wird in der vierten Verfahrensstufe eine Base oder ein basisches Salz zugesetzt, beispielsweise NaOH, KOH oder Ammoniumsalze, Natriumcarbonat oder andere basische Salze dieser Art. Auch kann der pH-Wert unter Verwendung von Ionenaustauschern erhöht werden. Diese weitere Erhöhung des pH-Wertes ist erforderlich, um eine Oxidierung des Fettes nach Emulgierung der wässrigen Phase in der Fettphase zu verhindern und um die Wasserbeständigkeit weiterhin zu verbessern. Der pH-Wert wird in dieser Verfahrensstufe 4 zweckmässigerweise auf einen Wert zwischen 6,0 und 7,0, insbesondere auf den besonders günstigen Erfahrungswert 6,5-6,8, gebracht. Für eine erfolgreiche Durchführung des weiteren Verfahrens ist diese pH-Wert-Einstellung besonders wichtig.
Aus diesem Grund wird nach der Verfahrensstufe 4 der pH-Wert gemessen, wobei die Abweichung des ermittelten Messwertes vom Sollwert als Regelgrösse für die Salzzugabe dient. Dieser Regelkreis ist durch die unterbrochene Pfeillinie zwischen den Verfahrensstufen 3 und 4 in der Figur angedeutet.
5. Nach der pH-Wert-Einstellung erfolgt in der nächsten Stufe die Konzentrationseinstellung des Proteins, was normalerweise in der Weise erfolgt, dass man so viel Wasser zu dem Konzentrat gibt, dass die Proteinkonzentration 1115 % be trägt. Dabei wird ein Sollwert von 12,4 % bevorzugt angestrebt.
Die Temperatur der Proteinlösung bzw. der wässrigen Phase wird im Bereich von 38-50 C, vorzugsweise im Bereich von 40-43 C, gehalten. Die in dieser Stufe vorzunehmende Konzentrationseinstellung kann erforderlichenfalls auch durch Verdampfen des Wassers vorgenommen werden. Auch in dieser Verfahrensstufe wird die Einhaltung der jeweiligen Sollkonzentration und Solltemperatur des die Stufe verlassenden Produktes durch einen entsprechenden Regelkreis überwacht.
Dieser Regelkreis ist in der Figur ebenfalls durch eine unterbrochene Pfeillinie dargestellt.
6. Zur Pufferung des Prozessablaufes kann die so erhaltene eingestellte wässrige Phase erforderlichenfalls ebenfalls zwischengespeichert werden.
Herstellung der Fettphase:
7. In der Verfahrensstufe 7 wird auf Sahnebasis ein Butter öl in an sich bekannter Weise hergestellt, das einen Fettgehalt von bis zu 99,9 % hat. Als Nebenprodukt wird dabei eine süsse Buttermilch erhalten, die den Prozess verlassen oder bei der Herstellung des Pxoteinkonzentzats in der Verfahrensstufe 1 verwendet werden kann.
8. Erforderlichenfalls kann das so erhaltene Butteröl zur Prozesspufferung zwischengespeichert werden.
9. Eine kleinere Menge des hergestellten Butteröls wird zum Lösen öllöslicher Zusätze verwendet, beispielsweise zum Lösen von Farbstoffen oder Emulgiermitteln, die dem Produkt gegebenenfalls zugesetzt werden sollen. Es sei betont, dass bereits geringste Mengen an Emulgiermittel ausreichen, wenn ein solcher Zusatz überhaupt erforderlich ist, da die wässrige Phase, wie vorstehend bereits erwähnt, Proteine mit ausgesprochen guten Emulsionseigenschaften enthält. Das Verfahren kann aus diesem Grund, wie ebenfalls bereits erwähnt, sogar ohne jeden Zusatz irgendwelcher Emulgiermittel erfolgreich durchgeführt werden. Die Steuerung und Überwachung der Zugaben erfolgt in an sich bekannter Weise.
10. Das aus der Verfahrensstufe 7 oder der Zwischenspeicherung 8 kommende Öl wird mit den in dem abgezweigten Ö1 gelösten öllöslichen Zusätzen und gegebenenfalls anderen Ölen, die Bestandteil des Endproduktes sein sollen, vermischt.
Dabei wird das Butteröl vorzugsweise mit stärker ungesättigten Ölen und Fetten vermischt, beispielsweise mit Sojabohnen öl, Sonnenblumenöl oder Gemüseölen, die einen hohen Anteil stärker ungesättigter Fette enthalten. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl das Butteröl als auch die zusätzlich verwendeten Öle ungehärtete Öle sind, was vom lebensmittelchemischen Standpunkt vorteilhaft ist. Die Zusatzöle werden vorzugsweise in solchen Mengen zugesetzt, dass die Fettphase zu etwa 25 Gew. % aus solchen stärker ungesättigten Fetten besteht. Gewünschtenfalls können in dieser Verfahrensstufe auch Vitamine zugesetzt werden, beispielsweise in Form eines vitaminisierten Sojabohnenöls. Die Temperatur des Produktes beträgt in dieser Verfahrensstufe, ebenso wie in der Verfahrensstufe 5 der wässrigen Phase, 38-50 C, vorzugsweise 4Q-43 C-.
11. Die so erhaltene Fettphase kann in dieser Verfahrensstufe 11 erforderlichenfalls zur Pufferung des Prozessablaufes zwischengespeichert werden.
Die Emulgierung:
12. Aus den Pufferstufen 6 bzw. 11 der wässrigen Phase bzw. der Fettphase werden diese Phasen in die Emulgierstufe 12 abgezogen, und zwar in der Menge, dass die wässrige Phase 20-65 Gew. % und die Fettphase 80-35 Gew. % der Mischphase beträgt. Die Emulgierung wird durch mechanisches Mischen der beiden Phasen herbeigeführt, wobei die wässrige Phase allmählich bei einer Temperatur im Bereich von 40-43 C der Fettphase zugesetzt wird. Bei dieser Temperatur liegt die Wasser-in-Öl-Emulsion im geschmolzenen Zustand vor. Das mechanische Mischen wird durch kräftiges Rühren bewirkt, wobei bei einem weniger kräftigen Rühren keine Emulgierung eintritt. Der Fettgehalt kann sowohl durch eine Regelung der Zugabe der wässrigen Phase als auch durch eine Regelung der Zugabe der Fettphase erfolgen.
Auch in dieser Stufe kann die so hergestellte Emulsion erforderlichenfalls zur Prozesspufferung zwischengespeichert werden.
13. Je nach Wunsch werden der fertigen Emulsion in dieser
Verfahrensstufe Aromastoffe zugesetzt, wobei die zugesetzten Aromastoffe lediglich wärmebeständig sein müssen. Ein Zusatz der Aromastoffe kann alternativ jedoch auch bereits zur Fettphase oder erst während der nachfolgenden Pasteurisierung erfolgen.
14. Die Pasteurisierung der fertigen Emulsion erfolgt durch Erwärmen der Emulsion auf 72" C, wobei diese Temperatur
15 s lang eingehalten wird. Alternativ kann unter Bedingungen pasteurisiert werden, die dieser Zeit/Temperatur-Korrelation entsprechen. Die Pasteurisierung wird in an sich bekannter Weise durchgeführt, und zwar beispielsweise unter Verwendung von Sammler-, Platten- oder Röhrenwärmeaustauschern.
15. Nach dem Pasteurisieren wird die Emulsion in zwei aufeinanderfolgenden Stufen abgekühlt. Während der ersten Abkühlstufe wird das Produkt auf einen Bereich zwischen 20 und 14" C abgekühlt, beispielsweise auf einem Dünnschichtwärmeaustauscher, einem Sammler oder einem ähnlichen Wärmeaustauscher, wobei bei derselben Temperatur gleichzeitig die Bildung einer Dispersion der Tröpfchen der wässrigen Phase und des vorkristallisierten Fettes stattfindet. Eine fein disperse Verteilung der wässrigen Phase führt zu einem haltbareren Produkt. In der nächsten Kühlstufe wird das Produkt dann schliesslich auf eine Temperatur im Bereich von 12-8 C abgekühlt.
16. Das auf diese Weise abgekühlte Produkt wird dann verpackt und in den Handel gegeben.
Der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels kann entnommen werden, dass man dabei die bei der Herstellung von Butter oder von Butteröl entstehende Buttermilch als Ausgangsprodukt verwendet, wodurch ein bemerkenswert hoher Gehalt an Proteinen mit guten Emulsionseigenschaften erhalten wird. Aus diesem Grund konnte das Herstellungsverfahren im Vergleich zu bekannten Verfahren auch drastisch vereinfacht werden. Gleichzeitig konnte neben anderen Vorteilen auch die Produktqualität verbessert werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung liegt darin, dass in einfacher und schneller Weise eine Wasser-in Öl-Emulsion nach einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden kann, ohne dass es dabei erforderlich wäre, die Fettphase vor der Emulgierung abzukühlen.
Weiterhin kann die Pasteurisierung bei einer Temperatur von nur 72" C durchgeführt werden, wobei lediglich eine Verweilzeit von nur 15 min erforderlich ist. Alternativ kann unter diesen Daten entsprechenden Zeit/Temperatur-Bedingungen pasteurisiert werden. Der Vorteil der niedrigen Pasteurisierungstemperatur liegt darin, dass die Gefahr eines Abbaus der Proteine oder aus der Lactose entstehenden Feststoffe verhindert wird. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass als Ausgangsprodukt ein bakteriell gesäuertes Naturprodukt verwendet wird, was zu einer verbesserten Produktqualität führt. Schliesslich wird als Endprodukt eine stabile Emulsion erhalten, die eine ausgezeichnete Haltbarkeit, guten Geschmack und gute Temperaturbeständigkeit aufweist.
Im nachstehenden sind einige Ausführungsbeispiele in Detail beschrieben.
Beispiel 1
50 kg Proteinkonzentrat (150/0 Protein) mit einem geringen Lactosegehalt, erhalten aus gesäuerter Buttermilch aus der Butterherstellung, wurden mit 1,2 kg Hochsalz, 0,28 kg Trinatriumcitratdihydrat, 0,5 kg Na2HPO4 12 H2O, 80 g Sorbinsäure und 5 g Ascorbinsäure vermischt. Der pH-Wert des Gemisches wurde durch Zusatz von 0,54 kg 50%iger Natronlauge auf 6,9 eingestellt. Anschliessend wurden 8 1 Wasser zugegeben. Die Temperatur der Wasserphase wurde dann auf 45" C eingestellt. Die so erhaltene wässrige Phase wurde mit einer auf 50 C erwärmten Fettphase vermischt, die aus 15 kg Sojabohnenöl, 25 kg Butteröl und 0,3 kg eines im Handel erhältlichen Monoglyceridgemisches bestand.
Das erhaltene Gemisch wurde in einem Behälter 15 s auf 72" C erwärmt und anschliessend in 2 Stufen in einem Kratzkühler abgekühlt, und zwar in der ersten Stufe auf eine Temperatur von 18 C und in der anschliessenden zweiten Stufe auf eine Temperatur von 10 C. Zwischen den beiden Abkühlungsstufen wurde das Produkt in einem rotierenden Rohr mit nach innen ragenden Metallstiften mechanisch bearbeitet.
Nach dem abschliessenden Abkühlen wurde ein Produkt erhalten, das im Geschmack und im Aussehen der Butter ähnelte. Das erhaltene Produkt zeigte eine gute Temperaturbeständigkeit und war sogar bei Kühlschranktemperaturen streichfähig. Die Ausbeute entsprach der Summe der zugesetzten Komponenten.
Beispiel 2
60 kg Proteinkonzentrat (17 % Protein) wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise mit einem Kilogramm Kochsalz, 0,7 kg Na2HPO4 2H2O und 100 g Natriumbenzoat versetzt. Der pH-Wert des Gemisches wurde durch Zusatz einer 40 %igen Na2CO3-Lösung auf 6,4 eingestellt. Im übrigen wurde wie im Beispiel 1 beschrieben verfahren. Das so erhaltene Produkt wies einen guten Geruch auf, hatte einen guten Geschmack und war auch bei Kühlschranktemperatur streichfähig.
Beispiel 3
54 kg eines Proteinkonzentrats (14% Protein) wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise mit 1 kg Kochsalz, 0,46 kg Na3PO4 und 0,1 kg Natriumbenzoat versetzt. Der pH-Wert des erhaltenen Gemisches wurde durch Zugabe von 0,24 kg 50%iger Natronlauge auf 6,6 eingestellt. Anschliessend wurden 5 1 Wasser zugesetzt.
Die so hergestellte wässrige Proteinphase hatte eine Temperatur von 38 C und wurde mit einem auf 50 C erwärmten Fett vermischt, das aus 16,5 kg Sojabohnenöl, 23 kg Butteröl und 0,5 kgss-Karotin bestand. Im Handel erhältliches Butteraroma und Sahnearoma wurden zugesetzt. Die so erhaltene unt fertiggestellte Emulsion wurde wie im Beispiel 1 beschrieben pasteurisiert, gekühlt und in einem mit Dornen ausgerüsteten Rotationskühler weiter gekühlt und bearbeitet.
Das auf diese Weise erhaltene Produkt hatte den Geschmack und das Aussehen frisch ausgebutterter Butter. Das Produkt war bei Kühlschranktemperaturen ausgesprochen gut streichfähig. Auch bei Temperaturen im Bereich von 20-30 C wies es selbst nach längerer Zeit ein einwandfreies Aussehen auf.
Die Erfindung ist insbesondere zur Herstellung essbarer Fette geeignet, die bei Kühlschranktemperatur streichfähig sind. Da dieses das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist, wurde die Beschreibung im wesentlichen auf die Herstellung von Margarine abgestellt. Es sei jedoch ausdrücklich betont, dass die Erfindung deshalb keineswegs auf die Herstellung nur von Margarine beschränkt ist. Dem Fachmann ist es ohne erfinderisches Zutun geläufig, das für die Margarineherstellung nach stehend beschriebene Verfahren auch auf andere Gebiete zu übertragen.
The invention relates to a method for producing a water-in-bl fat emulsion with a low calorie content and a high percentage of protein content by separately producing a protein-containing aqueous phase and a fat phase consisting of oils and / or fats and then emulsifying the aqueous phase in the fat phase Formation of the water-in-oil emulsion.
There is known a process for the production of low calorie spreads from dairy products, in which the aqueous phase is prepared using skimmed milk as a starting material and the protein of which is a milk casein obtained by precipitation with an acid. Furthermore, in this process, the aqueous phase is emulsified in the fat phase in a closed cooling and crystallization system, a water-in-oil emulsion being obtained at a temperature at which the fat already begins to crystallize. Before the aqueous phase is dispersed in the fat phase, the protein is subjected to a temperature in the range of 65-80 ° C. for a period of 10-30 min.
The disadvantage of this known method is that emulsions of the type mentioned with an aqueous phase content in the range of up to 60% are difficult to prepare in stable form and that it is also extremely difficult from a microbiological point of view. to manufacture durable products under the specified conditions.
The invention is therefore based on the object of creating a method of the type described at the outset, in which the disadvantages known from the prior art and partially described above in the production of dairy products of the type mentioned are avoided and with which in particular according to a simplified and Shortened process, low-calorie and high-protein, long-lasting spreads that can be spread even at refrigerator temperatures can be produced, which are still stable even with a proportion of the aqueous phase of 60% and above.
To solve this problem, the inventive method is characterized in that the aqueous phase is produced using a protein concentrate obtained from sour buttermilk from butter and / or butter oil production, and that the protein concentrate is used in the aqueous phase to improve its shelf life Water-soluble additives provide that the aqueous protein-containing phase is adjusted to a pH of 6.0-7.0 and a suitable protein concentration, that the fat phase produced by mixing oils and / or fats is heated to a temperature above the crystallization temperature, that the aqueous phase is emulsified in an amount of 20-65% in 80-35% of the fat phase without changing the temperature of the two phases, and the emulsion thus obtained is pasteurized, cooled and packaged.
The invention is described in more detail below with reference to exemplary embodiments in conjunction with the drawing.
The figure shows: a flow diagram of the method according to the invention.
In the figure, the upper left branch shows the stages of the production of the aqueous phase, while the upper right branch shows the process stages for producing the fatty phase. The lower branch of the flow diagram shows the production of the emulsion and the end product. Process stages 1 to 6 relate to the process stages of the aqueous phase, stages 7 to 12 to those of the fat phase and stages 13 to 16 to those from emulsification to packaging of the end product. The individual stages of this flow chart are described in more detail below.
Preparation of the aqueous phase:
1. As the starting material for the production of the protein concentrate, sour buttermilk is used, which is a by-product of the production of butter or butter oil.
In some cases, a little unleavened buttermilk can also be added, but this must also be acidified before adding. Details on this addition are described in process stage 7.
The protein concentrate is produced using a process that results in a low lactose content in the protein concentrate, in which a buttermilk whey is obtained as a by-product and removed from the process. The broken arrow lines, which depart from process stage 1 in the figure, indicate that the degree of acidification of the starting product and the concentrate are continuously monitored.
2. Depending on the current process situation, the protein concentrate produced in process stage 1 can, if necessary, be temporarily stored in a corresponding tank from which the concentrate is then removed according to the respective process parameters. The protein concentration in the concentrate produced in this way is around 13-20% by weight, based on the wet product. As already indicated above, the protein concentrate is comparatively rich in so-called membrane proteins, which in particular have good emulsifying properties. The protein concentrates produced in the manner described above also have good water resistance and are therefore particularly suitable for the production of water-in-oil emulsions.
3. In this process step, salts are added to the protein concentrate, in particular table salt, citrates and / or
or phosphates. The table salt is added in amounts that depend on the taste, especially the end product. The main purpose of both the citrates and the phosphates is to bind the calcium from the protein. This gives the proteins an improved ability to bind water. The addition of the salts increases the pH of the protein concentrate from about 4.5-5 to about 6.
Even after the addition of the salts, the aqueous phase is still slightly acidic. The added salts have a certain buffer effect and stabilize the pH value. Preservatives such as sorbic acid or sodium benzoate can also be added in this process stage.
4. To further increase the pH, a base or a basic salt is added in the fourth process step, for example NaOH, KOH or ammonium salts, sodium carbonate or other basic salts of this type. The pH can also be increased using ion exchangers. This further increase in pH is necessary to prevent oxidation of the fat after emulsification of the aqueous phase in the fat phase and to further improve the water resistance. In this process stage 4, the pH is expediently brought to a value between 6.0 and 7.0, in particular to the particularly favorable empirical value 6.5-6.8. This pH setting is particularly important for the successful implementation of the further process.
For this reason, the pH value is measured after process step 4, with the deviation of the measured value determined from the target value serving as the control variable for the addition of salt. This control loop is indicated by the broken arrow line between process stages 3 and 4 in the figure.
5. After adjusting the pH, the next step is to adjust the concentration of the protein, which is normally done by adding enough water to the concentrate that the protein concentration is 1115%. A target value of 12.4% is preferred.
The temperature of the protein solution or the aqueous phase is kept in the range of 38-50 ° C, preferably in the range of 40-43 ° C. The concentration adjustment to be made in this stage can, if necessary, also be carried out by evaporating the water. In this process stage, too, compliance with the respective target concentration and target temperature of the product leaving the stage is monitored by a corresponding control circuit.
This control loop is also shown in the figure by a broken arrow line.
6. To buffer the process sequence, the adjusted aqueous phase obtained in this way can also be temporarily stored if necessary.
Production of the fat phase:
7. In process stage 7, a cream-based butter oil is produced in a manner known per se, which has a fat content of up to 99.9%. A sweet buttermilk is obtained as a by-product, which can either leave the process or be used in process stage 1 in the production of the Pxoteinkonzentzats.
8. If necessary, the butter oil obtained in this way can be temporarily stored for process buffering.
9. A smaller amount of the butter oil produced is used to dissolve oil-soluble additives, for example to dissolve dyes or emulsifiers that may be added to the product. It should be emphasized that even the smallest amounts of emulsifying agent are sufficient if such an addition is necessary at all, since the aqueous phase, as already mentioned above, contains proteins with extremely good emulsion properties. For this reason, as already mentioned, the process can even be carried out successfully without any addition of any emulsifying agents. The additions are controlled and monitored in a manner known per se.
10. The oil coming from process stage 7 or intermediate storage 8 is mixed with the oil-soluble additives dissolved in the branched-off oil and optionally other oils which are to be part of the end product.
The butter oil is preferably mixed with more unsaturated oils and fats, for example with soybean oil, sunflower oil or vegetable oils which contain a high proportion of more unsaturated fats. It should be noted that both the butter oil and the additional oils used are unhardened oils, which is advantageous from a food-chemical point of view. The additional oils are preferably added in such amounts that the fat phase consists of about 25% by weight of such more unsaturated fats. If desired, vitamins can also be added in this process step, for example in the form of a vitaminized soybean oil. The temperature of the product in this process stage, as in process stage 5 of the aqueous phase, is 38-50 ° C., preferably 4Q-43 ° C.
11. The fat phase obtained in this way can, if necessary, be temporarily stored in this process stage 11 to buffer the process sequence.
The emulsification:
12. These phases are withdrawn from the buffer stages 6 and 11 of the aqueous phase or the fat phase to the emulsification stage 12, in such an amount that the aqueous phase is 20-65% by weight and the fat phase 80-35% by weight. the mixed phase is. The emulsification is brought about by mechanical mixing of the two phases, the aqueous phase being gradually added to the fat phase at a temperature in the range of 40-43 ° C. At this temperature the water-in-oil emulsion is in the molten state. The mechanical mixing is effected by vigorous stirring, with less vigorous stirring no emulsification occurring. The fat content can take place both by regulating the addition of the aqueous phase and by regulating the addition of the fat phase.
At this stage, too, the emulsion produced in this way can, if necessary, be temporarily stored for process buffering.
13. Depending on your requirements, the finished emulsion will be in this
Process stage flavorings added, the added flavorings only needing to be heat-resistant. Alternatively, the flavoring substances can also be added to the fat phase or only during the subsequent pasteurization.
14. The finished emulsion is pasteurized by heating the emulsion to 72 "C, which is the temperature
Is maintained for 15 s. Alternatively, pasteurization can be carried out under conditions that correspond to this time / temperature correlation. The pasteurization is carried out in a manner known per se, for example using collector, plate or tubular heat exchangers.
15. After pasteurization, the emulsion is cooled in two successive stages. During the first cooling stage, the product is cooled to a range between 20 and 14 "C, for example on a thin-film heat exchanger, a collector or a similar heat exchanger, at the same temperature the formation of a dispersion of the droplets of the aqueous phase and the precrystallized fat takes place at the same time. A finely dispersed distribution of the aqueous phase leads to a more durable product. In the next cooling stage, the product is then finally cooled to a temperature in the range of 12-8 C.
16. The product cooled in this way is then packaged and placed on the market.
It can be seen from the above description of the exemplary embodiment that the buttermilk resulting from the production of butter or butter oil is used as the starting product, as a result of which a remarkably high content of proteins with good emulsion properties is obtained. For this reason, the production process could also be drastically simplified compared to known processes. At the same time, along with other advantages, the product quality could also be improved. A further advantage of the process according to the invention is that a water-in-oil emulsion can be produced in a simple and rapid manner by a continuous process without it being necessary to cool the fat phase before emulsification.
Furthermore, the pasteurization can be carried out at a temperature of only 72 "C, with a dwell time of only 15 minutes being required. Alternatively, pasteurization can be carried out under the appropriate time / temperature conditions. The advantage of the low pasteurization temperature is that the Risk of degradation of the proteins or solids arising from the lactose is prevented. Another advantage is that a bacterially acidified natural product is used as the starting product, which leads to an improved product quality. Finally, the end product is a stable emulsion with an excellent shelf life , good taste and good temperature resistance.
Some exemplary embodiments are described in detail below.
example 1
50 kg protein concentrate (150/0 protein) with a low lactose content, obtained from acidified buttermilk from butter production, was mixed with 1.2 kg high salt, 0.28 kg trisodium citrate dihydrate, 0.5 kg Na2HPO4 12 H2O, 80 g sorbic acid and 5 g Ascorbic acid mixed. The pH of the mixture was adjusted to 6.9 by adding 0.54 kg of 50% sodium hydroxide solution. 8 l of water were then added. The temperature of the water phase was then adjusted to 45 ° C. The aqueous phase obtained in this way was mixed with a fat phase heated to 50 ° C., which consisted of 15 kg of soybean oil, 25 kg of butter oil and 0.3 kg of a commercially available monoglyceride mixture.
The mixture obtained was heated in a container to 72 "C for 15 s and then cooled in 2 stages in a scraped surface cooler, namely in the first stage to a temperature of 18 C and in the subsequent second stage to a temperature of 10 C. Between In the two cooling stages, the product was mechanically processed in a rotating tube with inwardly protruding metal pins.
After the final cooling, a product was obtained which was similar in taste and appearance to butter. The product obtained showed good temperature resistance and was spreadable even at refrigerator temperatures. The yield corresponded to the sum of the components added.
Example 2
60 kg of protein concentrate (17% protein) were mixed in the manner described in Example 1 with one kilogram of table salt, 0.7 kg of Na2HPO4 2H2O and 100 g of sodium benzoate. The pH of the mixture was adjusted to 6.4 by adding a 40% Na2CO3 solution. Otherwise, the procedure described in Example 1 was followed. The product thus obtained had a good odor, had a good taste and was spreadable even at refrigerator temperature.
Example 3
54 kg of a protein concentrate (14% protein) were mixed in the manner described in Example 1 with 1 kg of common salt, 0.46 kg of Na3PO4 and 0.1 kg of sodium benzoate. The pH of the mixture obtained was adjusted to 6.6 by adding 0.24 kg of 50% strength sodium hydroxide solution. Then 5 l of water were added.
The aqueous protein phase produced in this way had a temperature of 38 ° C. and was mixed with a fat heated to 50 ° C., which consisted of 16.5 kg of soybean oil, 23 kg of butter oil and 0.5 kg of pss-carotene. Commercially available butter flavor and cream flavor were added. The thus obtained and finished emulsion was pasteurized as described in Example 1, cooled and further cooled and processed in a rotary cooler equipped with spikes.
The product obtained in this way had the taste and appearance of freshly buttered butter. The product was extremely easy to spread at refrigerator temperatures. Even at temperatures in the range of 20-30 ° C., it looked flawless even after a long time.
The invention is particularly suitable for producing edible fats which are spreadable at refrigerator temperature. Since this is the main field of application of the invention, the description has essentially been based on the production of margarine. However, it should be expressly emphasized that the invention is therefore by no means restricted to the production of margarine only. A person skilled in the art is familiar, without any inventive step, to also transfer the method described below for margarine production to other areas.