DE832240C

DE832240C - Process for converting dry casein into digested milk protein

Info

Publication number: DE832240C
Application number: DEP32249A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Weingand
Original assignee: RICHARD WEINGAND DIPL ING
Current assignee: RICHARD WEINGAND DIPL ING
Priority date: 1949-01-23
Filing date: 1949-01-23
Publication date: 1952-02-21

Description

Verfahren zum Uberführen von Trockenkasein in aufgeschlossenes Milcheiweiß Für die menschliche Ernährung und besonders für diätetische Zwecke wird das Eiweiß in einer leicht verdaulichen und rasch resorbierbaren Form verlangt. Ein sicherer Maßstab für das Vorhandensein dieser Eigenschaften ist der Quellgrad des Eiweißes, der auf sehr einfachem Wege und schnell zu ermitteln ist. Das aus Milch auf üblichem Wege als Säure- oder Labkasein gewonnene Eiweiß besitzt nach dem Trocknen einen geringen Quellgrad von etwa 200°1o und ist deshalb als Nahrungsmittel schlecht geeignet. Das Säurekasein weist noch den weiteren Mangel auf, daß es einen zu geringen Gehalt an Kalk und Phosphorsäure besitzt und deshalb auch in dieser Hinsicht nicht vollwertig ist. Ein Beimischen von Calciumbiphosphat hat sich nicht als zweckmäßig erwiesen, da dieses in dieser Form nur zu einem geringen Prozentsatz vom menschlichen Organismus verwertet wird und nur das an das Eiweißmolekül gebundene Calciumphosphat als einwandfrei anzusprechen ist. Das während der Milchschwemme besonders auch im Ausland in großen Mengen als Nebenprodukt anfallende Kasein hat man aus diesen Gründen bisher vorwiegend nur zur Herstellung von technischen. Produkten, wie Leim, Kunststoffen und ähnlichen Erzeugnissen, verwendet.Process for converting dry casein into digested milk protein The protein is used for human nutrition and especially for dietetic purposes in an easily digestible and rapidly absorbable form. A sure one The measure of the presence of these properties is the degree of swelling of the protein, which can be determined quickly and easily. That out of milk on usual Protein obtained as acid or rennet casein possesses one after drying low degree of swelling of about 200 ° 1o and is therefore poorly suited as a food. The acid casein also has the further deficiency that it is too low in content in lime and phosphoric acid and therefore not fully-fledged in this respect either is. Adding calcium biphosphate has not proven to be useful, because in this form this is only a small percentage of the human organism is recycled and only the calcium phosphate bound to the protein molecule is considered correct is to be addressed. During the milk glut, especially abroad, in large numbers For these reasons, amounts of casein occurring as a by-product have predominantly been used up to now only for the production of technical. Products such as glue, plastics and the like Products.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, das Kasein durch Aufschluß mittels Alkalien in ein Produkt mit leicht verdaulichen Eigenschaften umzuwandeln. Diese Verfahren haben jedoch höchstens zu einem Teilerfolg geführt, da der Zusatz von Alkalien einen chemischen Abbau der Eiweißmoleküle verursacht, der eine mehr oder minder starke Wertminderung zur Folge hat oder aber eine nachteiligeGeschmacksveränderung nach sich zieht. Selbst die Umsetzung mit Ammoniak als der schwächsten Base hat nicht den erwünschten Erfolg gebracht, weil die dabei entstehenden Ammoniumverbindungen als Nahrungsmittel oder für medizinische Präparate wenig oder nicht geeignet sind.There has been no lack of attempts to digest the casein by means of To convert alkalis into a product with easily digestible properties. These However, procedures have at most led to partial success, since the addition of Alkali causes a chemical breakdown of the protein molecules, which one more or leads to a less severe decrease in value or a disadvantageous change in taste after draws itself. Even the reaction with ammonia as the weakest base did not brought the desired success because of the resulting ammonium compounds are little or not suitable as food or for medicinal preparations.

Ein nicht nur für diätetische Zwecke, sondern auch in der Nahrungsmittelindustrie brauchbares Produkt aus entrahmter Milch hat man zwar bereits (vgl. das Patent ioo 977) in der Weise hergestellt, claß man das aus der Milch durch Zusatz einer Mineralsäure ausgefällte Kasein mit Hilfe eines Alkalicarbonats, insbesondere von Natriumbicarbonat, in das entsprechende Kaseinat, z. B. in das Natriumkaseinat, überführt und dieses dann trocknet und mahlt, aber dieses Verfahren kann nur in den Molkereien durchgeführt werden, da die Milch aus bekannten Gründen keine längere Transporte verträgt.One not only for dietary purposes but also in the food industry A useful product made from skimmed milk is already available (see the patent ioo 977) produced in such a way that it is made from milk by adding a mineral acid precipitated casein with the help of an alkali carbonate, especially sodium bicarbonate, into the corresponding caseinate, e.g. B. in the sodium caseinate, and this then dries and grinds, but this process can only be done in the dairies because, for known reasons, the milk cannot tolerate longer transports.

Erfindungsgemäß hat es sich nun auf Grund von eingehenden Versuchen gezeigt, daß man in einem einfachen und bequem durchführbaren Verfahren aus Trockenkasein ein das Eiweißmolekül in unveränderter Form enthaltendes und gleichzeitig hochwertige chemische und physiologische Eigenschaften aufweisendes Produkt erhält, wenn man das Trockenkasein in wäßriger Suspension unter Zusatz von Caleiumoxyd oder Calciumhydroxyd oder eines Alkalibicarbonats ganz oder teilweise in die entsprechende Erdalkali- oder Alkaliverbindung überführt und aus der Mischung das Eiweiß durch Zugabe einer Säure und durch Erhitzen als wasserarmes Gel ausfällt. , Die Ausführung dieses Verfahrensprinzips erfolgt vorzugsweise so, daß man das Kasein mit einer dem Säuregrad entsprechenden Menge von pulverförmigen Calciumoxyd oder Calciumhydroxyd oder eines Alkalibicarbonats innig vermischt und dann mit der vier- bis fünffachen Wassermenge bei 20 bis 30° Celsius unter kräftigem Rühren aufschläumt. Der Betrag des pulverförmigen Zusatzes zum Kasein, der sich aus dem Säuregrad des Kaseins errechnet, ist dabei vorteilhafterweise so zu bemessen, daß die Suspension nach beendeter Reaktion einen pH-Wert unter 7 besitzt und somit ein Teilkaseinat entstanden ist. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß kein chemischer Abbau der Eiweißmoleküle eintritt. Gleichzeitig wird die Umwandlung des Kaseins in die entsprechende Alkali- oder Erdalkaliverbindung in einem keinerlei besondere technische Voraussetzungen erforderlichen und daher leicht durchführbaren Verfahren erreicht.According to the invention, it has now been proven on the basis of detailed tests demonstrated that it can be obtained from dry casein in a simple and convenient process one that contains the protein molecule in unchanged form and at the same time is of high quality Product having chemical and physiological properties is obtained when dry casein in aqueous suspension with the addition of calcium oxide or calcium hydroxide or an alkali bicarbonate wholly or partially into the corresponding alkaline earth or alkali compound transferred and from the mixture the protein by adding a Acid and precipitates as a water-poor gel when heated. , The execution of this procedural principle preferably takes place in such a way that the casein is treated with a degree of acidity corresponding to the degree of acidity Amount of powdered calcium oxide or calcium hydroxide or an alkali bicarbonate intimately mixed and then with four to five times the amount of water at 20 to 30 ° Celsius while stirring vigorously. The amount of powder additive to casein, which is calculated from the acidity of the casein, is advantageous to be dimensioned in such a way that the suspension has a pH value below 7 when the reaction is complete and thus a partial caseinate has arisen. This guarantees that that no chemical degradation of the protein molecules occurs. At the same time the transformation of casein into the corresponding alkali or alkaline earth compound in one special technical prerequisites required and therefore easy to implement Procedure achieved.

L'm (las Eiweiß auszufällen, läßt man die Mischung zunächst eine angemessene Zeit, etwa eine Stunde, unter öfterem Rühren stehen, bis unter starker Aufquellung ein Übergang in den Solzustand eingetreten ist, und setzt dann eine Säure, wie z. 13. Salzsäure, Schwefelsäure, Ameisensäure, Milchsäure, Essigsäure, Zitronensäure, am besten jedoch Phosphorsäure, bis zur Erzielung eines 1)H-Wertes des Gemisches von etwa 5 zu und erhitzt auf ungefähr 5o° Celsius., Dadurch kommt das Eiweiß als wasserarmes Gel in einer leicht weiterzubehandelnden Form finit etwa 4j "/o Trockensubstanz zur Ausfällung. Auch bilden die verwendeten Aufschluß- und Fallmittel mit dein I?iweiß eine komplexe Verbindung, die insbesondere frei Benutzung von Calciumoxyd oder Calciumhydroxyd und Phosphorsäure der in der -Milch vorliegenden Verbindung gleich oder ähnlich ist und daher vom menschlichen Organismus leicht aufgenonilnen und gilt verwertet wird.L'm (read to precipitate egg whites, the mixture is first left to an appropriate degree Stand for about an hour, stirring frequently, until it swells considerably a transition to the sol state has occurred, and then sets an acid, such as. 13. Hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, lactic acid, acetic acid, citric acid, but preferably phosphoric acid, until the mixture has a 1) H value from about 5 to and heated to about 5o ° Celsius., This causes the egg white to come out as anhydrous gel in a form that can be easily treated further, finite about 4% dry matter to precipitate. Also form the decomposition and fall agents used with your I? Iweiß a complex compound that in particular uses calcium oxide or calcium hydroxide free and phosphoric acid the same or similar to the compound present in milk is and is therefore easily absorbed by the human organism and is considered to be utilized will.

Das erzielte Gel wird, nachdem ntan es in einer Nliihle fein zerkleinert hat, unter Zusatz einer äquivalenten Menge eines Alkalibicarbonats bei kräftiger Durchmischung so weit neutralisiert, daß sein PH-Wert etwa 7 beträgt. hierauf wird das neutralisierte Eiweiß einer stufenweise durchgeführten Trocknung unterworfen. indem es, vorzugsweise in dünner Schicht, ungefähr eine Stunde bei einer Temperatur von unter 5o° Celsius vorgetrocknet und dadurch von der llauptinenge des Wassers befreit wird, um dann erst einer auf 75° Celsius gesteigerten Trocknungstemperatur ausgesetzt zu werden. Durch diese unter 5o° durchgeführte Vortrocknung wird die bei höherer Temperatur eintretende unliebsame Verhornung der Oberfläche der Eiweißteilchen vermieden, welche die Quellfähigkeit und die Resorbierbarkeit des Erzeugnisses nachteilig beeinflußt. Beispiel 5o kg Säurekasein von dein pH-Wert 5 werden in trockenem Zustand mit 1,7 kg Calciumoxyd in Pulverform innig vermischt und mit 250 1 Wasser angerührt. Unter öfterem Durchmischen läßt man diese Suspension etwa i Stunde bei 20° Celsius stehen. Die Menge des Calciumoxyds ist so bemessen, daß der PH-Wert des Gemisches, nachdem es durchreagiert hat, unter 7 liegt. Dann setzt man unter Rühren so viel chemisch reine Phosphorsäure zu, bis ein PH-Wert von 5 erreicht ist, wobei unter weiterer starker Aufquellung des Kaseins ein Übergang in den Solzustand einsetzt. Hierauf wird die Mischung unter neuerlichem Rühren auf 5o° Celsius erwärmt, was die Koagulation des Eiweißes herbeiführt, das sich in einer leicht von der Flüssigkeit abtrennbaren Forin abscheidet. Es empfiehlt sich, das ausgefällte Eiweiß noch ein- bis zweimal mit warmem, schwach angesäuertem Wasser vom PH-Wert 5 zu waschen.After ntan has finely ground it in a hole, the gel obtained is neutralized with the addition of an equivalent amount of an alkali metal bicarbonate with vigorous mixing to such an extent that its pH value is about 7. the neutralized protein is then subjected to drying in stages. by pre-drying it, preferably in a thin layer, for about an hour at a temperature of below 50 ° Celsius and thereby freed from the lauuptinenge of the water, only to then be exposed to a drying temperature increased to 75 ° Celsius. This predrying, carried out at below 50 °, avoids the unpleasant keratinization of the surface of the protein particles which occurs at higher temperatures and which adversely affects the swellability and the resorbability of the product. Example 50 kg of acid casein with a pH of 5 are intimately mixed in the dry state with 1.7 kg of calcium oxide in powder form and mixed with 250 l of water. This suspension is left to stand at 20 ° Celsius for about 1 hour with frequent mixing. The amount of calcium oxide is measured in such a way that the pH value of the mixture is below 7 after it has reacted through. Chemically pure phosphoric acid is then added with stirring until a pH value of 5 is reached, with the casein swelling further and a transition to the sol state begins. The mixture is then heated to 50 ° Celsius with renewed stirring, which brings about the coagulation of the protein, which is deposited in a form that can be easily separated from the liquid. It is advisable to wash the precipitated protein once or twice with warm, slightly acidified water with a pH value of 5.

Nachdem durch Auskneten das anhaftende Wasser entfernt ist, enthält das Produkt etwa :15 % Trockensubstanz. Dieses Eiweiß wird in einer Mühle zerkleinert und mit i,3 kg Natriumbicarbonat innig vermischt. Die sich ergebende krümelige Masse wird in etwa 3 mm dicker Schicht auf Siebblechen ausgebreitet, die durch einen "Trockenkanal geschoben werden, dessen Temperatur 45° Celsius beträgt und nach i Stunde auf 75° Celsius gesteigert wird. Auf diese `'eise ist der Trocknungsvorgang nach etwa 2 Stunden beendet. Das getrocknete Produkt wird dann noch auf einem @1'alzenstulil gemahlen.After the adhering water has been removed by kneading, contains the product about: 15% dry matter. This protein is ground in a grinder and intimately mixed with 1.3 kg of sodium bicarbonate. The resulting crumbly mass is spread in about 3 mm thick layer on sieve plates, which through a "drying channel be pushed, the temperature of which is 45 ° Celsius and after 1 hour to 75 ° Celsius is increased. In this way, the drying process takes about 2 Hours ended. The dried product is then still on a @ 1'alzenstulil ground.

Das gewonnene Enderzeugnis besitzt einen Quellgrad von über 6oo%, d. h. den dreifachen Wert des Ausgangsstoffes. In dieser Forin ist es dem ursprünglichen Eiweiß in seiner chemischen Zusammensetzung praktisch gleich und dank seines hohen Quellgrades sehr leicht vorn menschlichen Organismus resorbierbar und deshalb als diätetisches Produkt vorteilhaft geeignet. Daneben kann es infolge seiner günstigen oberflächenaktiven Eigenschaften als Grundlage für die Verstellung von Schaumspeisen, wie Kreme und Tortenbelägen, sowie für ähnliche Zwecke verwendet und ferner wegen seines hohen Nährwertes als Zugabe zti Mehlspeisen und anderen Nahrungsmitteln und außerdem auch mit Erfolg hei der Bereitung von Käse eingesetzt werden.The final product obtained has a degree of swelling of over 600%, d. H. three times the value of the Starting material. In this forin is it is practically the same as the original protein in its chemical composition and thanks to its high degree of swelling, it can be easily absorbed by the human organism and therefore advantageously suitable as a dietetic product. In addition, it can be a result its favorable surface-active properties as the basis for the adjustment for foam dishes such as cream and cake toppings, as well as for similar purposes and also because of its high nutritional value as an addition to flour dishes and others Foodstuffs and also used with success in the preparation of cheese will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for converting dry casein into Digested milk protein, characterized in that the casein is in aqueous Suspension with the addition of an alkali metal or calcium hydroxide wholly or partly in the corresponding alkali - () der I: r <lalkaliverl> induiig transferred and extracted from the mixture precipitates as a water-poor gel. 2. "Learned according to claim i, characterized in that that the acid phosphoric acid to achieve a pH of about 5 dem Add the mixture and heat it to about 50 ° Celsius. 3. The method according to claim i and 2, characterized in that the gel with alkali carbonate up to one pH neutralized around 7. % 'experience according to claim i to 3, thereby characterized in that the drying of the neutralized protein is carried out in stages. 5. The method according to claim i to .4, characterized in that mau the main part of the water from the neutralized protein at a temperature below 50 ° Celsius drives out. H. . "experienced according to claims i to 5, characterized in that the amount of calcium oxide or calcium hydroxide or alkali bicarbonate added to the casein to achieve a pH value of the mixture below 7 at the end of the reaction Hemis and <read casein including the addition with four to five times the amount of water foams at about 20 to 30 ° Celsius.