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Procédé pour la fabrication de préparations concentrées de lait, plus spécialement en vue de la fabrication de fromage fondu.
La présente invention est relative à la fabrication de préparations concentrées de lait pour la fabrication de produits du genre fromage ou bien comme addition à des fromages, plus spécialement aux fromages fondus.
Sous la dénomination "préparations concentrées de lait" on doit comprendre des concentrés de lait entier, de lait écrémé, de babeurre ou petit lait qui sont soumis à un traitement au moyen de micro-organismes plus spécialement en vue de diminuer la teneur en sucre de lait ou lactose. La diminution de la ,-teneur en sucre de lait ou lactose est basée principalement sur le fait que la teneur totale en sucre de lait originellement .'présente se rattache au processus de conversion de la caséine 'lequel, comme le procédé dit de mûrissement, offre les condi tions essentielles pour l'obtention d'un fromage, et qutune fate teneur en sucre de lait a une influence défavorable même sur l'aspect extérieur du fromage ou produit analogue.
On a par conséquent jusqu'ici enlevé le sucre de lait complètement
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par précipitation, éventuellement par acidification et sépara- tion, mais de cette manière on a perdu également des constituants précieux du lait, tels que l'albumine et des sels minéraux qui représentent jusqu'à la moitié de la substance sèche. Pour réduire cette perte on a déjà proposé de décomposer dans une grande mesure le sucre de lait en transformant environ 90% de la quantité originale en acide lactique et alcool au moyen de micro-organismes.
Ce traitement permet notamment de rendre utiles les sels et les substances nutritives du dit précipité, mais il signifie encore une perte très importante en lactose ce qui est important au point de vue nutritif, en plus du fait que les opérations nécessaires pour éliminer cette quantité importante de lactose sont relativement compliquées.
Le présent procédé a principalement pour objet de fabri- quer du lait concentré ou analogues sans pertes appréciables en lactose ou en d'autres constituants diététiques de valeur et qui cependant permette encore un travail facile.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé principalement en ce qu'une matière de départ contenant du lactose, des lacta- tes et des albumines de lait, par exemple du petit lait, est soumise à l'action de micro-organismes jusqu'à ce que au moins 20% et pas plus de 50% du lactose correspondant au lait de départ soient décomposés, et la masse fermentée obtenue est concentrée dans le vide en prenant soin d'éviter une séparation cristalline du reste de lactose.
Il a été montré d'une façon surprenante qu'après élimination d'une partie limitée en lactose qui ne doit pas être plus grande que la moitié de la teneur totale du lait de départ, et qui de préférence sera comprise entre 20 et 35% de la teneur originale, le restant de lactose n'est plus nuisible et surtout n'a pas d'influence défavorable lors de la préparation et de ltemploi de "crème" pour la fabri cation de fromage fondu si on prend soin que lors de la concen- tration ou après celle-ci on empêche une séparation cristalline du lactose.
Pour empêcher une séparation cristalline on peut
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procéder de diverses façons et notamment cela peut être obtenu d'après une variante du procédé suivant l'invention, en transfor- mant le reste de lactose, par exemple par inversion en d'autres sucres ou par addition de sels qui permettent une augmentation de la concentration, par refroidissement ou par la séparation de lactates qui empêchent la cristallisation de lactose.
Dans la réalisation pratique de l'invention on peut par exemple procéder de la sorte qu'un précipité séparé de la maniè- re usuelle de caséine et contenant en plus de la graisse, de l'acide lactique et des quantités plus ou moins grandes d'albu- mine suivant la teneur en lactose, est d'abord pasteurisé, ensuite refroidi et décomposé au moyen d'une culture de forma- teurs d'acide lactique à la température usuellement employée pour les formateurs d'acide lactique. Sont à prendre en considé- ration par exemple des cultures de bacillus acidophilus, bacil- lus bulgaricus ou le liquefaciens.
De plus, on ajoute aussi de préférence une culture de levure qui fermente en alcool et anhydride carbonique, par exemple du kéfir, et on laisse la masse sous Inaction de ces bactéries en maintenant une tempéra- ture d'environ 20 0 jusqu'à ce que environ 25% de la teneur originale en lactose soit transformée en acide lactique, alcool et anhydride carbonique.
Eventuellement, après un faible refroi- dissement de quelques degrés, on ajoute une petite quantité, ne dépassant pas 3% et de préférence beaucoup moins, d'un sel qui n'attaque pas la casétne ou ne l'attaque que très peu, par exemple de l'oxyde de calcium, et on mélange bien, Enfin la masse est concentrée dans des conditions de ménagement et notam- ment sous pression d'air réduite jusqu'à une teneur en matière riche de 25-30%. La masse ainsi traitée est acide et donne lieu après un chauffage à pression plus élevée d'environ 1,5 atmos- phère et à une température entre 115 et 1200 C, à une inversion du lactose avec augmentation simultanée de la teneur en matière sèche.
Par l'inversion on transforme le lactose encore présent en glucose et galactose et une faible partie, par exemple 10%
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du lactose peut rester sous sa forme originale. De cette manière le sucre total présent, même le lactose non modifié, ne possède plus aucune capacité de cristallisation et n'est plus attaquable par les bactéries de l'acide lactique. Malgré cela on peut cepen- dant ajouter également de petites quantités d'agent neutralisant afin d'influencer la saveur et pour former d'autres substances importantes pour la nutrition, notamment des lactates.
Une telle masse présente, surtout dans la dernière phase de la concentra- tion, la propriété avantageuse que la masse ne court pas le danger de devenir sableuse et friable, mais reste entièrement lisse et grâce à cette propriété ainsi qu'en partie à l'addition de calcium, ne se dépose pas sur les parois du récipient de concentration avec tendance à brûler. En général, grâce à la propriété acquise par la masse par suite de l'inversion, on peut tenir l'addition en sel calcique ou d'un autre sel qui pratiquement ne dissout pas l'albumine, entre des limites très faibles, par exemple à 0,5% - 2% si on veut absolument éviter des influences pouvant avoir pour effet d'altérer la saveur.
Si on ajoute des quantités plus fortes de ces sels, ils augmen- teront le pouvoir de concentration sans formation de cristaux quand la teneur en lactose n'est pas plus élevée que 50%, jusqu'à des concentrés de 40%, même 45% de masse sèche. On peut par exemple pendant, ou bien seulement après la concentration, ajouter 0,1 - 1% d'un sel de calcium, de préférence sous la forme de quantités correspondantes de lait de chaux naturel, par exemple de petit lait concentré du sediment, si on maintient le pH du petit lait à environ 5,0 - 6y5, et on obtient ainsi des concentrés qui peuvent être mis dans des récipients, mais qui donnent aussi des masses qui se solidifient et constituent des masses solides facilement transportables,
qui lorsqu'elles sont ajoutées à des masses fondues ne donnent lieu à aucun phénomène indésirable et fondent d'une manière absolument uni- forme. Enfin, lorsqu'il n'y a que de petites quantités de lactose non-converti présent, dans une masse fermentée, on peut éviter
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également des séparations cristallines, au moyen de l'addition de sels gonflants, par exemple de phosphates ou de citrates, en quantités allant jusque 4%, en travaillant avec un pH égal à 6 - 6,5.
Dans le cadre des modes de réalisation décrits ci-dessus, on peut adopter les modifications les plus diverses, Par exemple on peut réduire l'acidification pendant le processus de fermen- tation en faveur de la fermentation alcoolique ou en faveur d'une peptonisation afin d'améliorer la saveur, ou bien d'un autre côté on peut réaliser une acidification plus forte par traitement préalable des cultures en milieu fortement acide, afin de créer ainsi les conditions pour empêcher la formation de lactose cristallisé, comme par exemple le degré d'acidité requis pour l'inversion, l'acidité convenant pour l'addition de sels gonflants, etc.
On peut également combiner plusieurs modifi- cations, par exemple une masse qui n'est invertie que partielle ment peut être rendue plus solide après concentration au moyen de sels gonflants ou par l'addition de sels de chaux, afin de donner des concentrations plus fortes dans le fromage fondu, etc.
Il est important avant tout pour la présente invention que par une décomposition limitée du lactose présent originellement au moyen de micron-organismes, on parvienne à obtenir pour le produit final, que ce soit sous la forme d'une pâte concentrée, d'une crème ou de fromage fini, la valeur nutritive et diététi- que de pratiquement toute la masse de lactose ou au moins de la moitié de cette masse, non modifiée ou sous la forme de sucres qui sont également utiles quand par la quantité et la nature de la partie décomposée on a trouvé en empêchant la cristallisation un moyen qui est économique et qui est réalisable avantageuse- ment au point de vue opératoire.
Par la condition de la masse préalablement fermentée et la diminution de la teneur en lactose les mesures suivant l'invention n'agissent défavorablement ni sur la conservation, ni sur la saveur ni sur le travail des produits de la concentration, surtout dans la fabrication de
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fromage fondu.
Exemple I.
100 litres de petit lait sont pasteurisés et inoculés avec 1,2 litres d'une culture de bacillus bulgaricus à une température d'environ 42 C. Après environ 4 heures on ajoute 1 litre d'une culture de levure de Kéfir, après que la température s'est élevée à environ 25 C et le tout a été maintenu pendant environ 24 heures à cette température. On ajoute alors 80-100 gr. d'oxyde de calcium fraichement précipité, on agite fortement la masse et on laisse celle-ci jusqu'à ce qu'elle ait acquis des propriétés la rendant apte pour la concentration. Le degré d'acidité est d'en- viron 30-35 SH et des échantillons montrent que 35% du lactose présent qui était d'environ 5% du mélange de petit lait, a été converti en acide lactique, alcool et acide carbonique.
La masse est maintenant introduite dans un vaporisateur à tubes sous vide et concentrée jusqu'à environ 14 litres de masse liquide quand elle est encore fluide et se laisse déverser dans un récipient dans lequel elle est maintenant traitée jusqu'à ce que des échan- tillons prélevés montrent encore une teneur moyenne en lactose d'environ 8%. On ajoute alors environ 250 gr. de bicarbonate sodique jusqu'à ce que la masse présente une acidité se trou- vant environ entre 15 et 20 SH et le tout est laissé se refroi- dir complètement. Le produit fini présente des propriétés lis- ses et est maintenant incorporé à une masse de fromage fondu et travaillée en fromage fondu de la manière usuelle.
Exemple II.
100 litres de petit lait sont mélangés après pasteurisation avec 2,5 litres de levure de Kéfir et après décomposition d'en- viron 40% du lactose et réchauffage à environ 40 C on ajoute encore 2 litres de culture de bacillus acidophilus jusqu'à ce qu'après formation d'une quantité plus grande d'acide lactique on a pu s'assurer de la fin de la fermentation alcoolique.
On ajoute maintenant 200 gr. de bicarbonate sodique et environ 150-170 gr. d'hydroxyde de calcium, on agite bien et enfin par
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une nouvelle addition des deux sels on établit un pH = 5,3 et la masse est évaporée jusqu'à une teneur sèche d'environ 35%; après la concentration on pompe à travers un réfrigérant et ensuite on évacue la masse dans des moules qui malgré une soli- dification immédiate ne présente pas des cristaux de lactose surtout lorsque la masse est utilisée dans la fabrication du fromage fondu.
Dans une modification du procédé, on peut évapo- rer la masse fermentée dans le vide après neutralisation jusqu'à un pH d'environ 5,1 - 5,5 jusqu'à obtenir une masse sèche d'en- viron 30% et ensuite, après refroidissement à 10-15 C on la mélange avec 0,5 - 0,8 litre d'une masse concentrée de petit lait et à chaque 100 litres de la masse vaporisée on ajoute environ 750 gr. d'un sel calcique pulvérisé qu'on a obtenu par séchage et tamisage d'un lactate de chaux, où il forme des concentrés solidifiés à teneur en chaux plus élevée..
A cause de la présence en faible quantité de lactose, celui- ci n'agit pas dans la masse formée par la formation de sel calci- que et donne par exemple des fromages fondus qui ne sont ni sableux ni friables, qui se conservent très bien et qui conser- vent très bien leur consistance.
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Process for the manufacture of concentrated milk preparations, more especially with a view to the manufacture of processed cheese.
The present invention relates to the manufacture of concentrated milk preparations for the manufacture of cheese-type products or else as an addition to cheeses, more especially to processed cheeses.
The denomination "concentrated milk preparations" should be understood to mean concentrates of whole milk, of skimmed milk, of buttermilk or of whey which are subjected to a treatment with micro-organisms more especially with a view to reducing the sugar content of milk or lactose. The decrease in the milk sugar or lactose content is mainly based on the fact that the total milk sugar content originally 'present relates to the process of converting the casein' which, like the so-called ripening process, provides the essential conditions for obtaining a cheese, and qutune fate milk sugar content has an unfavorable influence even on the external appearance of the cheese or the like.
So far the milk sugar has been completely removed.
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by precipitation, possibly by acidification and separation, but in this way valuable constituents of milk have also been lost, such as albumin and mineral salts which represent up to half of the dry substance. In order to reduce this loss, it has already been proposed to decompose the milk sugar to a great extent by converting about 90% of the original amount into lactic acid and alcohol by means of microorganisms.
This treatment makes it possible in particular to make the salts and nutrients of the said precipitate useful, but it also means a very significant loss of lactose, which is important from a nutritional point of view, in addition to the fact that the operations necessary to eliminate this large quantity lactose are relatively complicated.
The main object of the present process is to produce condensed milk or the like without appreciable loss of lactose or other valuable dietary constituents and yet still permits easy work.
The process according to the invention is characterized mainly in that a starting material containing lactose, lactates and milk albumins, for example whey, is subjected to the action of microorganisms up to that at least 20% and not more than 50% of the lactose corresponding to the starting milk is decomposed, and the fermented mass obtained is concentrated in a vacuum, taking care to avoid a crystalline separation of the remainder of lactose.
It has been shown, surprisingly, that after elimination of a portion limited in lactose which should not be greater than half of the total content of the starting milk, and which preferably will be between 20 and 35% of the original content, the remainder of lactose is no longer harmful and above all does not have an unfavorable influence during the preparation and use of "cream" for the manufacture of processed cheese if care is taken only when preparing it. or subsequent to concentration, a crystalline separation of the lactose is prevented.
To prevent crystalline separation one can
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proceed in various ways and in particular this can be obtained according to a variant of the process according to the invention, by converting the remainder of lactose, for example by inversion into other sugars or by addition of salts which allow an increase of the concentration, by cooling or by the separation of lactates which prevent the crystallization of lactose.
In the practical implementation of the invention it is possible, for example, to proceed in such a way that a precipitate separated in the usual manner from casein and containing in addition fat, lactic acid and larger or smaller quantities of The albumin, depending on the lactose content, is first pasteurized, then cooled and decomposed by means of a culture of lactic acid formers at the temperature usually employed for lactic acid formers. These include, for example, cultures of Bacillus acidophilus, Bacillus bulgaricus or liquefaciens.
In addition, a yeast culture which ferments to alcohol and carbon dioxide, for example kefir, is also preferably added and the mass is left under the action of these bacteria while maintaining a temperature of about 20 ° C. that about 25% of the original lactose content is converted into lactic acid, alcohol and carbon dioxide.
Optionally, after a slight cooling of a few degrees, a small amount, not exceeding 3% and preferably much less, is added of a salt which does not attack the caset or only slightly attacks it, for example. example of calcium oxide, and the mixture is well mixed. Finally, the mass is concentrated under reasonable conditions and in particular under reduced air pressure to a rich matter content of 25-30%. The mass thus treated is acidic and, after heating at a higher pressure of about 1.5 atmospheres and at a temperature between 115 and 1200 C, gives rise to an inversion of the lactose with a simultaneous increase in the dry matter content.
By inversion, the lactose still present is transformed into glucose and galactose and a small part, for example 10%
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lactose may remain in its original form. In this way, the total sugar present, even the unmodified lactose, no longer has any crystallization capacity and is no longer attackable by lactic acid bacteria. Despite this, however, it is also possible to add small amounts of neutralizing agent in order to influence the flavor and to form other substances important for nutrition, in particular lactates.
Such a mass exhibits, especially in the last phase of the con- centration, the advantageous property that the mass does not run the danger of becoming sandy and friable, but remains entirely smooth and thanks to this property as well as in part to the addition of calcium, does not settle on the walls of the concentration vessel with a tendency to burn. In general, thanks to the property acquired by the mass as a result of the inversion, the addition of calcium salt or of another salt which practically does not dissolve albumin can be kept within very low limits, for example at 0.5% - 2% if you absolutely want to avoid influences that could have the effect of altering the flavor.
If higher amounts of these salts are added, they will increase the concentrating power without crystal formation when the lactose content is not higher than 50%, up to concentrates of 40%, even 45%. of dry mass. It is possible, for example, during, or else only after the concentration, to add 0.1 - 1% of a calcium salt, preferably in the form of corresponding amounts of natural milk of lime, for example of concentrated whey of the sediment, if the pH of the whey is maintained at around 5.0 - 6y5, and thus concentrates are obtained which can be placed in containers, but which also give masses which solidify and constitute easily transportable solid masses,
which when added to melts do not give rise to any undesirable phenomena and melt in an absolutely uniform manner. Finally, when there are only small amounts of unconverted lactose present in a fermented mass, one can avoid
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also crystalline separations, by means of the addition of swelling salts, for example phosphates or citrates, in amounts ranging up to 4%, working with a pH equal to 6 - 6.5.
Within the framework of the embodiments described above, the most diverse modifications can be adopted. For example, the acidification during the fermentation process can be reduced in favor of alcoholic fermentation or in favor of peptonization in order to to improve the flavor, or on the other hand a stronger acidification can be achieved by pretreating the cultures in a strongly acidic medium, in order thus to create the conditions to prevent the formation of crystallized lactose, such as for example the degree of acidity required for inversion, acidity suitable for addition of swelling salts, etc.
Several modifications can also be combined, for example a mass which is only partially inverted can be made more solid after concentration by means of swelling salts or by the addition of lime salts, in order to give higher concentrations. in processed cheese, etc.
It is above all important for the present invention that by a limited decomposition of the lactose originally present by means of micron-organisms, it is possible to obtain for the final product, whether in the form of a concentrated paste, a cream or of finished cheese, the nutritional and dietary value of practically the whole mass of lactose or at least half of this mass, unmodified or in the form of sugars which are equally useful when in the amount and nature of the The decomposed part has been found by preventing crystallization a means which is economical and which is advantageously practicable from the point of view of the operation.
Due to the condition of the previously fermented mass and the reduction in the lactose content, the measures according to the invention do not adversely affect the preservation, the flavor or the working of the products of the concentration, especially in the manufacture of
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melted cheese.
Example I.
100 liters of whey are pasteurized and inoculated with 1.2 liters of a culture of bacillus bulgaricus at a temperature of about 42 C. After about 4 hours, 1 liter of a culture of Kefir yeast is added, after the temperature rose to about 25 ° C. and everything was maintained for about 24 hours at this temperature. Then add 80-100 gr. of freshly precipitated calcium oxide, the mass is stirred vigorously and it is left until it has acquired properties making it suitable for concentration. The degree of acidity is about SH 30-35 and samples show that 35% of the lactose present, which was about 5% of the whey mixture, has been converted into lactic acid, alcohol and carbonic acid.
The mass is now introduced into an evacuated tube vaporizer and concentrated to about 14 liters of liquid mass when it is still fluid and is allowed to pour into a vessel in which it is now treated until samples are obtained. sampled still show an average lactose content of about 8%. About 250 gr is then added. of sodium bicarbonate until the mass has an acidity of about 15-20 SH and the whole is allowed to cool completely. The finished product has smooth properties and is now incorporated into a mass of processed cheese and worked into processed cheese in the usual manner.
Example II.
100 liters of whey are mixed after pasteurization with 2.5 liters of Kefir yeast and after decomposition of about 40% of the lactose and reheating to about 40 C, another 2 liters of bacillus acidophilus culture are added until that after formation of a larger quantity of lactic acid it was possible to ensure the end of the alcoholic fermentation.
We now add 200 gr. of sodium bicarbonate and about 150-170 gr. of calcium hydroxide, stir well and finally
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a further addition of the two salts, a pH = 5.3 is established and the mass is evaporated to a dry content of about 35%; after concentration, it is pumped through a condenser and then the mass is discharged into molds which, despite immediate solidification, do not exhibit lactose crystals, especially when the mass is used in the manufacture of processed cheese.
In a modification of the process, the fermented mass can be evaporated in vacuum after neutralization to a pH of about 5.1 - 5.5 until a dry mass of about 30% is obtained and then , after cooling to 10-15 C, it is mixed with 0.5 - 0.8 liter of a concentrated mass of whey and to each 100 liters of the vaporized mass is added approximately 750 gr. of a pulverized calcium salt obtained by drying and sieving a lime lactate, where it forms solidified concentrates with a higher lime content.
Due to the presence of a small amount of lactose, this does not act in the mass formed by the formation of calcic salt and, for example, gives processed cheeses which are neither sandy nor crumbly, which keep very well. and which retain their consistency very well.