Verfahren zur Herstellung eines Milchproduktes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Milchprodukten, die den Vorteil haben, dass sie sich verhältnismässig lange lagern lassen, ohne zu verderben oder einen unangenehmen Geschmack oder Geruch anzunehmen.
Das Sterilisieren ist die übliche Art, um die Lagerfähigkeit von Nahrungsmitteln zu steigern, die Proteine und Zucker enthalten. Die Sterilisierung wird üblicherweise als Wärmebehandlung durchgeführt, um den Bakteriengehalt soweit wie möglich, am besten bis auf Null zu verringern. Bei der Behandlung von Milch und Milchprodukten, beispielsweise Rahm, führt aber die übliche Sterilisierung durch Wärmebehandlung leicht zu einem unangenehmen Kochgeschmack und -geruch.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, den Bakteriengehalt zu verringern, um die Lagerfähigkeit zu erhöhen, und dabei diesen unangenehmen Geschmack zu vermeiden. Das bekannteste Verfahren ist das Pasteurisieren. Andere Verfahren arbeiten mit hohen Temperaturen in Bruchteilen von Sekunden oder auch länger und nützen dabei den Umstand aus, dass die Reaktionsgeschwindigkeit des Sterilisierungsprozesses grösser als die Geschwindigkeit der Reaktionen ist, die zur Entwicklung des Kochgeschmackes führen.
Ausser auf den Geschmack wirkt sich die Wärmebehandlung auch auf die Farbe der Milch oder des Milchproduktes aus. Das ist am deutlichsten bei Rahm, wo leicht ein Dunkelwerden oder Gelbwerden des wärmebehandelten Rahmens zu beobachten ist. Eine andere schädliche Einwirkung der Wärmebehandlung auf Rahm kann darin liegen, dass seine Schlagfähigkeit ungünstig beeinflusst wird und in manchen Fällen überhaupt verlorengeht.
Es besteht ein grosser Bedarf an Rahm mit besserer Lagerfähigkeit, als er durch die bisherige Behandlung, Pasteurisieren und ähnliche Verfahren, erzielbar ist.
Dieser Bedarf hat zum Verkauf von sterilisierten Rahmprodukten geführt, die einer so starken Wärmebehandlung unterzogen wurden, dass der Kochgeschmack leicht bemerkbar ist. Diese Produkte können verständlicherweise nicht verwendet werden, wenn der Geschmack wichtig ist, aber sie werden in weitem Umfang für Sonderzwecke verwendet, wie als Kaffeerahm, für Backwerk und ähnlichem. Normalerweise sind diese Produkte nicht schlagfähig.
Ziel der Erfindung war daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Milchprodukten, das die erwähnten Nachteile nicht aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man Rahm mit einer fettarmen Milchfraktion mischt, die bei der Trennung der Rahmfraktion von Vollmilch in eine fettarme und fettreiche Fraktion anfällt, und wärmesterilisiert.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Produkte behalten praktisch ihre natürliche Farbe; gewisse Produkte lassen sich nach dem Sterilisieren noch leicht schlagen.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Entdeckung, dass fettarme Milchfraktionen, die bei der Trennung der Rahmfraktion von Vollmilch in eine fettarme und fettreiche Fraktion anfallen, Bestandteile enthalten, welche die Schlagfähigkeft eines damit vermischten Rahmes gewährleisten und die Entwicklung eines unerwünschten oder unangenehmen Geschmackes eines sterilisierten Milchproduktes verzögern oder verhindern.
Bekanntlich enthält Molkereimilch von etwa 2,7 bis maximal 8,37 Gew.% Fett. Die besten Ergebnisse werden bei der Erfindung erzielt, wenn man die Milch zunächst in eine fettarme und eine fettreiche Fraktion mit 25 bis 80 Gew.% Fettgehalt trennt. Die fettreiche Fraktion, d. h. der Rahm, wird dann wiederum in eine fettarme und eine fettreiche Fraktion zerlegt. Die wässrige fettarme Fraktion, die dabei anfällt, enthält Bestandteile, deren Natur zurzeit zwar noch nicht geklärt ist, die aber für die vorteilhaften Eigenschaften damit hergestellter Produkte verantwortlich zu sein scheinen. Eine solche fettarme Fraktion ist beispielsweise die beim Buttern austretende Buttermilch.
Die besten Ergebnisse zum Bewahren der ursprünglichen Eigenschaften von wärmesterilisierten Milchprodukten werden mit Buttermilch erzielt. Vorzuziehen ist süsse Buttermilch, aber es kann auch saure Buttermilch verwendet werden. Gewünschtenfalls kann saure Buttermilch in üblicher Weise neutralisiert werden. In manchen Fällen jedoch, etwa wo das Milchprodukt weniger kräftigen Sterilisierungsbedingungen unterworfen wird, kann mit Vorteil eine fettarme Fraktion verwendet werden, die beim Abrahmen von Rahm mit 10 Gew.% Fettgehalt anfällt; solcher Rahm entsteht z. B. beim Abrahmen von Vollmilch.
Innerhalb des angegebenen Bereiches ist die jeweilige Fettkonzentration in der Rahmenfraktion, die vorzugsweise abermals zu fraktionieren ist, durch das zur Verfügung stehende Betriebsverfahren gegeben.
Ebenso bestimmt sich der Fettgehalt der fettarmen Fraktion, die aus der Rahmfraktion abgetrennt wird, durch die besonderen betrieblich zur Verfügung stehenden Verfahren. Beispielsweise enthält handelsübliche Buttermilch etwa 0,35 Gew.% Fett. Im allgemeinen enthält die fettarme Fraktion weniger Fett als Vollmilch.
Als fettarme Fraktion wird hier im allgemeinen eine Fraktion bezeichnet, die aus einem natürlichen flüssigen Milchprodukt abgetrennt wird, das auf einen Fettgehalt von etwa 10 bis 80 Gew.% konzentriert worden ist.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann für die Abtrennung der benötigten fettarmen Fraktion aus natürlichen Milchprodukten jedes bekannte Verfahren angewandt werden. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit den üblichen Milchzentrifugen erzielt. Die fettarme Fraktion kann in derselben flüssigen Form angewandt werden, in der sie vom Milchprodukt abgetrennt wird, oder sie kann verdünnt werden oder in Form einer konzentrierten Flüssigkeit oder gar als getrocknetes Pulver verwendet werden. Die natürliche Milch, aus der die fettarme Fraktion extrahiert wird, kann zu einem Pulver getrocknet und dann vor dem Zentrifugieren mit Wasser vermischt werden.
Die fettarme Fraktion kann mit dem Rahm vor oder nach dem Sterilisieren gemischt werden. Die anzuwendende Menge hängt vom Milchprodukt, der Sterilisierungsbehandlung und der beabsichtigten Verwendung des sterilisierten Produktes ab. Ein Vorteil in der Bewahrung der Schlagfähigkeit von Rahm und in der Verhinderung von unangenehmem Geschmack oder Farbe in den Milchprodukten ist so lange erzielbar, als etwa von der fettarmen Fraktion in dem Milchprodukt vorhanden ist. Im allgemeinen werden vorzugsweise etwa 3 bis etwa 50 Gew.% fettarme Fraktion in der Form handelsüblicher Buttermilch mit dem zu sterilisierenden Milchprodukt gemischt. Gegebenenfalls können auch mehr als 50 Gew.% bei zu sterilisierenden Milchprodukten angewandt werden.
Die Zugabe der fettarmen Fraktion kann die Zusammensetzung des Milchproduktes ändern, jedoch kann, falls gewünscht, je nach dem Fall die Zusammensetzung durch Zugabe von Wasser, Fett und festen fettfreien Milchbestandteilen auf ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden.
Die Behandlung der Milchprodukte durch Pasteurisieren oder Sterilisieren ist die übliche Behandlung zur Abtötung der meisten Bakterien, die sich in natürlicher Milch finden, und ist insbesondere jene Behandlung, die auf Erhitzung beruht. Es ist bekannt, dass die Temperatur und die Zeit, über die das Milchprodukt auf einer solchen Temperatur gehalten wird, in Beziehung zueinander stehen und dass die speziellen Beziehungen zwischen Zeit und Temperatur jene ist, die betriebsmässig angewandt wird. Beispielsweise kann eine milde Pasteurisierungsbehandlung bei Temperaturen zwischen etwa 60 und 710 C für einen Zeitraum zwischen etwa 15 Sekunden und 30 Minuten durchgeführt werden. Andere Temperaturen und Zeiten sind bekannt und werden betrieblich angewandt. Nach der Sterilisierung können die Produkte zu einem Pulver getrocknet werden.
Falls gewünscht, kann die fettarme Fraktion sterilisiert werden, um ihr eine grosse Lagerfähigkeit zu geben. Die Sterilisierung wird nach den üblichen Verfahren durchgeführt.
Unter der verwendeten Bezeichnung Milchprodukte sind die übliche Vollmilch, Magermilch und die verschiedenen Sorten von Rahm und Milch, die als leicht verfügbare Produkte auf dem offenen Markt zu haben sind, zu verstehen.
Bekanntlich werden die Sorten von Rahm durch ihren Fettgehalt angegeben. Der verwendete Ausdruck Buttermilch bezeichnet das Nebenprodukt, das bei der betriebsmässigen Herstellung von Butter entsteht.
Kennzeichnende Werte für die Zusammensetzung einer solchen Buttermilch sind z. B.: feste Bestandteile 9 %, Proteine 3,5 %, Fett 0,35 %, Lactose 4,4 % und Asche 0,73 %. Der Säuregehalt hängt vom Herstellungsverfahren ab und kann bis zu 0,5 % als Milchsäure berechnet betragen, was dann eine saure Buttermilch ergibt.
Der Säuregehalt von süsser Buttermilch beträgt etwa 0,1 als Milchsäure berechnet und darunter.
Ein besonders wichtiges nach dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbares Produkt ist z. B. ein sterilisiertes rahmartiges Produkt mit einem Fettgehalt von 20 bis 25 Gew.%. Durch das Verfahren gemäss der Erfindung kann ein Rahm erhalten werden, der mehrere Jahre haltbar ist, wenn er in verschlossenen Behältern verpackt wird, selbst wenn er unter tropischen Bedingungen gelagert wird. Die Lagerfähigkeit ist verständlicherweise unterschiedlich je nach der Sterilisierungsbehandlung und der Verpackungsart; aber selbst wenn das Produkt den strengsten Bedingungen unterworfen wird, ist es keineswegs unangenehm in Farbe oder Geschmack, wie dies erfahrungsgemäss bei in gleicher Weise behandeltem gewöhnlichem Rahm auftritt.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass zumindest einige auf diese Weise erhaltene rahmartige Produkte leicht schlagbar sind, selbst wenn der Fettgehalt niedrig ist.
In der Molkereipraxis ist es eine allgemeine anerkannte Regel, dass ein Vollrahm mindestens 30 Gew.% Fett enthalten soll, wenn er leicht schlagbar sein soll.
Diese Angabe kann je nach der Herkunft der Milch, aus welcher der Rahm stammt, schwanken. Handels üblicher Rahm enthält gewöhnlich 35 S Fett. Es hat sich gezeigt, dass die Zugabe von fett armen Fraktionen gemäss der Erfindung ein Produkt ergibt, das leicht schlagbar ist, selbst wenn der Fettgehalt auf 15 Gew.% herabgesetzt ist.
Grundsätzlich besteht keine feste Beziehung zwischen der Schlagfähigkeit des Produktes und dem Schutz gegen das Auftreten von unangenehmem Geruch, Geschmack und Farbe bei der Wärmebehandlung, da na türlicher Rahm den unangenehmen Geschmack entwickelt, selbst wenn er verhältnismässig milden Sterilisierungsbedingungen unterworfen wird. Anderseits besteht aber ein grosser Bedarf für ein rahmartiges Pro dukt, das einerseits leicht schlagbar und anderseits sterilisierbar ist, um seine Lagerfähigkeit beträchtlich, selbst auf mehrere Jahre, zu steigern.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele erläutert, in denen Rahm verwendet wurde, der viel schwieriger als Milch zu sterilisieren ist.
Beispiel l
Aus natürlicher Kuhmilch wurde Schlagrahm in üblicher Weise mit einem Fettgehalt von 35 % hergestellt. Dieser Schlagrahm (Handelsgüte) wurde auf 20 % Fettgehalt mit nicht angesäuerter Buttermilch verdünnt.
Die Hälfte des 20 % igen Produktes wurde in 2 Minuten auf 1000 C erhitzt, worauf beide Proben 30 Landwirtschaftstudenten zur Geschmacksprüfung vorgelegt wurden. Keiner konnte einen Geschmacksunterschied zwischen den beiden Proben finden; das Ergebnis war möglichkerweise ein wenig zugunsten der gekochten Probe. Dann wurde erklärt, dass eine der Proben gekocht worden war, und es wurde eine Prüfung zur Beurteilung durchgeführt, welche Probe das gewesen war. Auch hier war das Ergebnis zugunsten der gekochten Probe. Ein üblicher 20 % iger Rahm wurde bei 1000 C für 2 Minuten in genau der gleichen Weise behandelt. Jede der Personen griff diese Probe als gekocht heraus.
Die gekochte gemäss der Erfindung behandelte Probe zeigte ganz deutlich eine bessere Lagerfähigkeit.
Beispiel II
Von Kuhmilch abgetrennter Rahm mit einem Fettgehalt von 35 Gew.% wurde einer wiederholten Zentrifugierung bis zu einem Fettgehalt von 55 % unterworfen, wobei eine fettarme Fraktion auf Wasserbasis erhalten wurde. Die Fraktion wurde verwendet, um einen Rahm mit 35 % Fettgehalt auf einen Fettgehalt von 28 % zu verdünnen.
Diese verdünnte Rahm wurde rasch sterilisiert und in sterile Packungen abgefüllt. Diese Packungen hatten eine Lagerfähigkeit von mindestens 6 Wochen, die durch beschleunigte Lagerprüfung (370 C bei 90% Feuchtigkeit) festgestellt wurde.
Eine zweite Probe des verdünnten Rahms wurde einer Homogenisierung unter Druck (Druck von 30 at, Temperatur 800 C) unterworfen, worauf sie geschlagen wurde. Die Schlagzeit betrug 3t/9 Minuten, der tÇber- lauf 150, die Serumbildung 0, 2, 4 und 6 nach 1, 2, 3 und 4 Stunden.
Eine andere Probe wurde nicht homogenisiert. In diesem Fall betrug die Schlagzeit 3 Minuten und die Serumbildung 0,5, 2, 3, 5 und 5 nach 1, 2, 3 und 4 Stunden.
Das aus den beiden vorgenannten Proben hergestellte schlagrahmartige Produkt war beträchtlich wei sser als Schlagrahm mit 35 % Fettgehalt, der der gleichen Wärmebehandlung unterworfen worden war. Dieser Schlagrahm hatte einen Geschmack, der sich etwas vom Geschmack von frischem Rahm unterschied, während bei dem Produkt mit 28 % Fettgehalt keine Geschmacksänderung vor und nach der Wärmebehandlung festgestellt werden konnte.
Beispiel III
Zu 10 Litern von im Handel erhältlichem Schlagrahm mit 35 % Fett wurden 4 Liter süsse Buttermilch beigemischt, die durch Auflösen von Buttermilchpulver in einer entsprechenden Wassermenge zubereitet worden war. Das so erhaltene rahmartige Produkt enthielt 25% Fett. Dieses Produkt wurde bei Drücken, die zwischen 10 und 180 at variierten, homogenisiert und in Behälter abgefüllt, die verschlossen und auf etwa 1000 C vorerhitzt wurden. Darauf wurden die Behälter 15 Minuten bei 1170 C sterilisiert. Proben wurden nach 4 Stunden und nach 20 Stunden geprüft.
In allen Fällen hatte das schlagrahmartige Produkt ein entsprechendes Aussehen und unterschied sich in seiner Weissfärbung kaum von der Farbe von unsterilisiertem Rahm. Alle Proben waren leicht schlagbar. Das geschlagene Produkt hatte keinen unangenehmen Geschmack. Ungeschlagen unterschied sich der Geschmack des sterilisierten Produktes etwas vom Geschmack des unsterilisierten, frischen Rahmes, aber der Unterschied war nicht unangenehm und verschwand, wie gesagt, nach dem Schlagen.
Beispiel IV
Zu einem 1 Liter eines im Handel erhältlichen Schlagrahmes mit einem Fettgehalt von 35% wurden 1 Liter neutralisierte sauere Buttermilch und 50 g Natriumcaseinat zugemischt. Die Mischung wurde der gleichen Sterilisierungsbehandlung wie im Beispiel III unterworfen und dann bei 370 C 2 Monate gelagert.
Die Bakterienzahl war nach dieser Lagerung gleich Null. Das Produkt war nicht schlagbar, stellte aber einen ausgezeichneten Kaffeerahm der mit schöner wei sser Farbe und einem angenehmen Geschmack. Ein Kochgeschmack konnte nach der Lagerung nicht festgestellt werden.
Beispiel V
Ein Produkt mit 20 Gew.% Fett wurde aus einer Mischung von 7,8 Liter handelsüblichem Schlagrahm (35 % Fettgehalt), 1,2 Liter saurer Buttermilch und 4,8 Liter süsser Buttermilch hergestellt, Zu der Mischung wurde 1 Gew.% Süssbuttermilchpulver hinzugefügt, um den Anteil an Trockensubstanz auf 26,86 Gew.% zu erhöhen. Der pH-Wert war 6,3. Die Viskosität dieses Produktes war etwas geringer, aber der Geschmack war angenehm. Dieses Produkt wurde in einem offenen Gefäss auf 960 C erhitzt, während es einer Homogenisierung in einem Homogenisator unterworfen wurde, und dann abgekühlt. Nach der Erhitzung konnte keine Änderung im Geschmack beobachtet werden. Das Produkt war mit einem Überlauf von 150 schlagbar. Die Serumbildung war gering. Die Konsistenz des Schlagrahmes war ausgezeichnet.
Die Bakterienzahl war Null und das Produkt konnte mindestens 4 Wochen im geschlossenen Behälter bei Raumtemperatur, ohne merkliche Anderung im Geschmack gelagert werden. Die verwendete Buttermilch war eine üblicherweise als Nebenprodukt bei der Her stellung von Butter anfallende Buttermilch.
Beispiel VI
Zu 10 1 Molkereimilch wird 1 Liter fettarme Fraktion zugegeben, die aus einer Mischung von 0,1 Liter sauer Buttermilch und 0,9 Liter süsser Buttermilch besteht. Die Milch wird dann auf 1900 C erhitzt, gleichzeitig homogenisiert und dann gekühlt. Es kann nur eine schwache Geschmacks änderung festgestellt werden, und die Milch kann mindestens 8 Wochen in einem geschlossenen Behälter bei Raumtemperatur ohne praktische Verschlechterung gelagert werden.
Beispiel VII
Ein rahmartiges Produkt wird dadurch hergestellt, dass 30 Gew.% handelsübliche Butter, 4,5 Gew.% Buttermilchpulver, 1,9 Gew.% Pulver von fettfreier Milchsubstanz und 63,6 Gew.% Wasser vermischt werden.
Das erhaltene Produkt wird der gleichen Homogenisierungs- und Sterilisierungsbehandlung unterworfen wie in Beispiel III. Die Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen, d. h. die geschmackliche Güte und die Konsistenz des Produktes sind nicht in zu beanstandendem Masse nachteilig beeinflusst.