PL169746B1 - Sposób wytwarzania sera topionego oraz pomocniczy srodek topliwy i stabilizujacy dowytwarzania sera topionego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania sera topionego, znam ienny tym, ze do masy surowej sera topionego dodaje sie 2-4% wagowych albo w polaczeniu z innymi solami topliwymi 0,1-1% wagowych, korzystnie 0,5% wagowych, kwasnego polifosforanu sodowego, który wykazuje zawartosc 70,5-77% wagowych P2P5, zawartosc 20-27% wagowych Na2 0 , zawartosc 2-3% wagowych wody i sredni stopien kondensacji liniowej 8-20. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sera topionego oraz pomocniczy środek topliwy i stabilizujący do tego wytwarzania.

Fosforany stosuje się w przemyśle spożywczym, a także w przemyśle serowarskim już w szerokim zakresie. W przemyśle serowarskim jako sole topliwe stosuje się w szerokim zakresie zwłaszcza ortofosforany, pirofosforany i trójpolifosforany oraz wyżej skondensowane polifosforany o zawartości 60-70% wagowych P2O5 z sodem, potasem lub wapniem jako kationami. Wiadomo, że te związki wykazują pewne działanie przeciwbakteryjne, zwłaszcza przeciwko bakteriom Gram-dodatnim, i tym samym mogą być stosowane jako środki konserwujące dla żywności. Również znane jest przeciwutleniaczowe działanie wobec mięsa i produktów mięs169 746 nych. Fosforany takie stosuje się też jako dodatki do sera topionego, a w przypadku mleka zagęszczonego jako stabilizatory.

W przypadku polifosforanów należy rozróżniać łańcuchowe, o systematycznej nazwie katena-polifosforany, i pierścieniowe cyklo-polifosforany, częściej jeszcze zwane metafosforanami. Wytwarzanie szeregu zdefiniowanych metafosforanów o zawartości 75-78% wagowych P2P5, o zawartości 24-17% wagowych Na2O i o zawartości 2-6% wagowych wody jest omówione w opisie US-P 27 74 672, według którego produkty te można stosować jako środki rozruchowe pieczenia. Patent ten przedstawia też wykres stanu fazowego dla mieszanin fosforan sodowy/kwas fosforowy w zależności od temperatury.

Zgodnie z kodeksem Food Chemical Codex (FCC III) polifosforany i metafosforany są pod względem prawa żywnościowego dopuszczone, jeśli wykazują one zawartość 60-71% wagowych P2O5.

Obecnie stwierdzono nieoczekiwanie, że kwaśne polifosforany sodowe o zawartości 70,5-77% wagowych P2O5 i o zawartości 20-27% tlenku sodowego, które wykazują jeszcze resztkową zawartość 2-3% wody, można z powodzeniem stosować zarówno jako pomocnicze środki topliwe, jak i jako stabilizatory w przemyśle serowarskim.

Sposób wytwarzania sera topionego polega według wynalazku na tym, że do masy surowej sera topionego dodaje się 2-4% wagowych albo w połączeniu z innymi solami topliwymi 0,1-1% wagowych, korzystnie 0,5% wagowych, kwaśnego polifosforanu sodowego, który wykazuje zawartość 70,5-77% wagowych P2O5, zawartość 20-27% wagowych Na2O, zawartość 2-3% wagowych wody i średni stopień kondensacji liniowej 8-20.

Pomocniczy środek topliwy i stabilizujący do wytwarzania sera topionego wyróżnia się według wynalazku tym, że zawiera kwaśny polifosforan sodowy, wykazujący zawartość 70,577% wagowych P2O5, zawartość 20-27% wagowych Na2O, zawartość 2-3% wagowych wody i średni stopień kondensacji liniowej 8-20, oraz na 1 część tego polifosforanu zawiera 0,1-10 części wagowych soli Maddrell'a.

Korzystnie polifosforany mają zawartość 71 -73% wagowych P2O5. Polifosforany o zawartości 70,0% wagowych P2O5 lub niższej są jako stabilizatory praktycznie nieskuteczne. Dotychczas nie wiadomo, na czym polega ta nagła zmiana działania.

Dla zastosowania tych polifosforanów jako soli topliwej potrzebnajest ich zawartość około 2-4% tej masy topliwej. Ponieważ jednak związki te są dość kwaśne, należy faworyzować wprowadzanie dodatkowo do tych polifosforanów innych znanych soli topliwych, takich jak cytrynian trójsodowy lub fosforan trójsodowy, w ilości 0,5-2% wagowych i odpowiednio obniżanie zawartości polifosforanu według wynalazku do 0,1-1% wagowego.

Działanie stabilizujące i konserwujące według wynalazku występuje przy stężeniu 0,10,5% wagowych w masie serowej. Ponieważ fosforany według wynalazku podczas dodawania do mleka w kotle przyłączają się do białka i z nim strącają się, można te fosforany według wynalazku dodawać nawet już do mleka w kotle w ilości 0,001-0,05% wagowych, korzystnie 0,003-0,01% wagowych. Azotany, dotychczas jako stabilizatory dodawane do mleka w kotle, lecz będące wątpliwymi pod względem zdrowotnym, są wówczas zbędne.

Nadto jako szczególnie korzystne okazało się domieszywanie dodatkowo do tych polifosforanów jeszcze udziału 0,1-10 części wagowych soli Maddrell© na 1 część polifosforanu, w wyniku czego przy prawie tak samo dobrym działaniu jako soli topliwej i jako stabilizatora poważnie obniża się kwasowość tej mieszaniny. Kwaśnymi polifosforanami, które stosuje się według wynalazku, są przeważnie łańcuchowe produkty kondensacji o średnich długościach łańcuchów około 8-20, które częściowo są też usieciowane poprzecznie, jednakże tylko w nikłym zakresie, tzn. zawierają poniżej 2% wagowych trójmetafosforanu sodowego i czterometafosforanu sodowego. Woda jest pod względem chemicznym w postaci grup hydroksylowych związana przy łańcuchach fosforanowych z rozrzutem statystycznym i powoduje, że związki te mają odczyn dość mocno kwaśny, jeśli rozpuści się je w wodzie, przy czym 5%-owy wagowo roztwór wykazuje odczyn o wartości pH około 1,5-2,5.

Związki te są bardzo higroskopijne i muszą przeto być przechowywane wobec wykluczenia dostępu wilgoci. Tak jak wszystkie polifosforany ulegają one powolnej hydrolizie w roztworze wodnym. Chromatograficzna analiza dowodzi, że w przypadku tych produktów

169 746 chodzi nie o zdefiniowane związki, lecz o mieszaniny, w których praktycznie występują wszystkie, od małocząsteczkowych po wielocząsteczkowe produkty kondensacji. Średni stopień polimeryzacji przy tym można w pewnym zakresie nastawić na drodze wyżej opisanego sposobu postępowania.

Zdolność rozpuszczania się tej substancji w wodzie wykazuje maksimum przy zawartości fosforu około 77% wagowych P2O5 i staje się tym lepsza, im wyższa jest zawartość wody, tzn. zawartość wolnych grup hydroksylowych, skutkiem czego równocześnie jest odpowiednio niski stopień usieciowania. Produkty o podwyższonej zawartości wolnych grup hydroksylowych wykazują jednak rosnącą higroskopijność i atakują przede wszystkim w podwyższonej temperaturze powierzchnie metalowe, co może stwarzać problemy w przypadku mielenia i przetwarzania.

Zawartość wody bądź wolnych funkcyjnych grup hydroksylowych celowo określa się na drodze oznaczania straty podczas prażenia wobec dodatku wyprażonego ZnO.

W warunkach dalszego odłączenia się wody usieciowane polifosforany, które w literaturze często też nazywa się ultrametafosforanami sodowymi, rozpuszczają się tylko powoli wobec spadku wartości pH roztworu w wodzie. Są one zatem mniej odpowiednie według wynalazku i powinny być zawarte w fosforanach tylko w podrzędnej ilości.

Stosowane według wynalazku, kwaśne polifosforany sodowe można w odpowiedniej temperaturze i warunkach mieszania wytwarzać znanymi sobie metodami wytwarzania fosforanów topliwych (porównaj opis US-P 27 74 672). W skali laboratoryjnej mieszaniny z fosforanu jednosodowego i kwasu fosforowego stapia się w tyglu platynowym w piecu muflowym i spęcznia na powierzchniach ze stali szlachetnej. W skali technicznej produkty te wytapia się metodą ciągłą lub nieciągłą z fosforanu jednosodowego ze zdefiniowanym nadmiarem wolnego kwasu fosforowego lub bezpośrednio z nastawionej zawiesiny ługu sodowego i kwasu fosforowego. Właściwościami i zdolnością rozpuszczania się tych produktów można sterować na drodze nastawienia stosunku ługu sodowego do kwasu fosforowego, czasu przebywania i temperatury stapiania. Z zawartego w opisie US-P 27 74 672 wykresu fazowego, który jest tamże załączony jako figura 1, można wnosić, że dla zgodnych z wynalazkiem produktów o 20-27% wagowych Na20, 70-77% wagowych P2O5 i 2-3% wagowych wody niezbędne są temperatury reakcji powyżej 400°C. Korzystną jest temperatura 400-500°C. W zależności od wielkości szarży i od ciągłej lub nieciągłej metody postępowania niezbędne są czasy przebywania od 20 minut do około 2 godzin, żeby kondensację tę przeprowadzić w żądanym stopniu i żeby odparować powstającą przy tym wodę. Następnie po tym wytapianiu całą mieszaninę wylewa się na ochłodzone powierzchnie metalowe, przykładowo na odpowiednie walce ze stali szlachetnej z wodnym chłodzeniem wewnętrznym, przy czym materiał ten krzepnie do postaci bezbarwnego, przeświecającego szkła fosforanowego, które najpierw zgrubnie kruszy się, a następnie drobno miele w odpowiednich młynach. Produkt ten jest higroskopijny, toteż podczas całego procesu obróbki musi być wykluczony dostęp wilgoci. Także podczas składowania należy stosować szczelnie zamykane zbiorniki, gdyż w przeciwnym razie produkt całkowicie stwardnieje.

W podanych niżej przykładach omawia się bliżej wytwarzanie tych fosforanów i wytwarzanie sera, nie ograniczając tym zakresu wynalazku.

Przykład I. Kwaśny polifosforan sodowy

Ujednorodnia się 100 kg fosforanu jednosodowego (bezwodny) i 36 litrów 83% kwasu fosforowego (=60 kg) (Na/P = 0,62) i załadowuje do wstępnie ogrzanego do temperatury 600°C, działającego metodą nieciągłą pieca komorowego. Mieszaninę tę ogrzewa się w ciągu około 60 minut w temperaturze topnienia400°C (temperatura łaźni). Powierzchnia stopu wykazuje jeszcze wyraźne tworzenie się pęcherzy uchodzącej wody kondensacyjnej. Następnie spuszcza się klarowną kąpiel stopionych soli do zimnej kokili odlewniczej. Materiał staje się podczas chłodzenia wolny od pęcherzy i całkowicie szklisto-przezroczysty. Materiał ten następnie wyładowuje się z kokili odlewniczej, kruszy, miele i przechowuje w hermetycznych zbiornikach, wartość pH: 1,7 (5% roztwór) zawartość P2O5: 77,0% wagowych zawartość Na2O: 20,55 zawartość H2O: 2,45

169 746

Przykład II. Polifosforan sodowy

50% wagowo ług sodowy i 83% wagowo kwas fosforowy wprowadza się do zbiornika reakcyjnego w stosunku Na/P=0,73 metodą ciągłą poprzez dwie pompy dozujące i oddzielne przewody. Powstaje gorąca zawiesina częściowo zobojętnionego kwasu ortofosforowego, którą następnie wprowadza się do bezprzeponowo ogrzewanego pieca komorowego. Ogrzewanie pieca komorowego reguluje się poprzez temperaturę powietrza odlotowego i utrzymuje na poziomie 500°C. Zawiesina ta w warunkach kondensacji przepływa przez piec komorowy w ciągu średniego czasu przebywania około 2 godzin. Przereagowany fosforan stopiony u końca pieca odprowadza się nieprzerwanie rynną przelewową do chłodzonego wodą bębna chłodzącego. Tam krzepnie materiał do postaci szkła, która następnie kruszy się i miele. Napełnia się hermetyczne pojemniki, przy czym należy zwrócić uwagę na suche składowanie,

1,9

73,0% wagowych 24,2 2,8 minut (5% roztwór mieszaniny) klarownie rozpuszczalny 2,0% wagowych.

wartość pH: zawartość P2O5: zawartość Na,O: zawartość H2O: rozpuszczalność: strata podczas prażenia:

Stosowne surowce:

1) termiczny kwas fosforowy (83% wagowo)

Wytwarzanie na drodze spalania elementarnego fosforu i adsorpcji powstającego pięciotlenku dwufosforu w kwasie fosforowym w warunkach bieżącego rozcieńczania do zdefiniowanej gęstości przez dodawanie zdejonizowanej wody.

Dane produktu:

1,664 g/ml

60,)% wagowych

0,5 ppm typowo : 0, t ppm ppm ppm

0) pmm ppm

0,1% wagowydi 1 pmn;

gęstość (25°C): P2O5:

As :

F:

metale ciężkie miedź: cynik:

H3PO3: ołów :

2) Ług sodowy (50% wagowo) gęstość: 1,22 g/1 zawartość : 50,0% wggowydi

Hg : 1pmn

Al: 10ppm zelazo: 4 ppm chlorek: 00pmn potas : 50 ppm arsen : 0,4 ppm

Przykład III. Wytwarzanie smarowalnego sera topionego Ser topiony 45% tłuszczu w suchej masie, smarowalny 15,0 kg sera Emmentaler

6.0 kg sera Chester

2.0 kg sera Tilsiter

2,5 kg proszku serwatkowego

3.0 kg masła

2.0 kg wyrobu podtopionego

0,85 kg polifosforanu sodowego (60% wagowych P2O5)

0,14 kg polifosforanu sodowego według przykładu II 22,6 kg wody.

Poprzednio wspomniane produkty umieszcza się razem w kotle z mieszadłem i w warunkach powolnego mieszania i przepuszczania pary wodnej ogrzewa się w ciągu około 10-20 minut

169 746 do temperatury topnienia 90-92°C. Następnie w warunkach energicznego mieszania ujednorodnia się, masę wlewa się do form, chłodzi do temperatury pokojowej i międzyoperacyjnie składuje w ciągu 12 godzin. Składowanie ostateczne aż do użycia następuje w temperaturze 6°C.

Otrzymuje się smarowalny ser topiony, który zawiera 46% wagowych tłuszczu w suchej masie w przypadku całkowitej masy suchej rzędu 46% wagowych. Nawet po okresie składowania w ciągu 4-6 miesięcy nie zmienia się ani wygląd ani konsystencja sera.

Przykład IV. Wytwarzanie smarowalnego sera topionego

Ser topiony 45% tłuszczu w suchej masie, smarowalny

15,0 kg sera Emmentaler 6.0 kg sera Chester 2.0 kg sera Tilsiter 2,5 kg proszku serwatkowego 3.0 kg masła

2,0 kg wyrobu podtopionego 0,10% soli Maddrell'a

0,90% P 71 (polifosforanu sodowego z 71% P2O5)

22,6 kg wody.

Poprzednio wspomniane produkty umieszcza się razem w kotle z mieszadłem i w warunkach powolnego mieszania i przepuszczania pary wodnej ogrzewa się w ciągu około 10-20 minut do temperatury topnienia 90-92°C. Następnie w warunkach energicznego mieszania ujednorodnia się, masę wlewa się do form, chłodzi do temperatury pokojowej i międzyyperacyjnia składuje w ciągu 12 godzin. Składowanie ostateczne aż do użycia następuje w temperaturze 6°C.

Otrzymuje się smarowalny ser topiony, który zawiera 46% wagowych tłuszczu w suchej masie w przypadku całkowitej masy suchej rzędu 46% wagowych. Nawet po okresie składowania w ciągu 4-6 miesięcy nie zmienia się ani wygląd ani konsystencja sera. W poprzednio podanych przykładach wszystkie dane procentowe odnoszą się do procentów wagowych, o ile nie zaznaczono inaczej.

Sery, traktowane azotanem, wykazują po okresie składowania w ciągu 8-12 tygodni oznaki fermentacji wadliwej, którą wywołuje się wskutek rozwoju mikroorganizmów beztlenowych.

Wszystkie sery, które według wynalazku wytworzono z dodatkiem polifosforanów P 70,5, P 73, P 76 i mieszanin z Maddrell/P 70,5. Maddrell/P 73, Maddrell/P 76 (o stosunku 90/10) oraz Maddrell, nie wykazały nawet po upływie 13 tygodni składowania żadnych oznak fermentacji wadliwej bądź późnego rozrostu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania sera topionego, znamienny tym, że do masy surowej sera topionego dodaje się 2-4% wagowych albo w połączeniu z innymi solami topliwymi 0,1-1% wagowych, korzystnie 0,5% wagowych, kwaśnego polifosforanu sodowego, który wykazuje zawartość 70,5-77% wagowych P2P5, zawartość 20-27% wagowych Na2O, zawartość 2-3% wagowych wody i średni stopień kondensacji liniowej 8-20.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się kwaśne polifosforany sodowe, występujące w postaci dłuższych łańcuchów (katena-związków), które ewentualnie są usieciowane, lecz w nich metafosforany sodowe (trój- i czterofosforany) są zawarte w ilości poniżej 2% wagowych.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wprowadza się kwaśne polifosforany sodowe, wykazujące zawartość 71-75% wagowych P2O5 i zawartość 22-26% wagowych Na2O.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 znamienny tym że wprowadza się kwaśny polifosforan sodowy, który na 1 część polifosforanu zawiera dodatkowo 0,1-10 części wagowych soli Maddrell'a.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, wprowadza się kwaśny polifosforan sodowy, który na 1 część polifosforanu zawiera jeszcze dodatkowo 1-10 części wagowych soli Maddrell'a.
6. 6. Pomocniczy środek topliwy i stabilizujący do wytwarzania sera topionego,-znamienny tym, że zawiera kwaśny polifosforan sodowy, wykazujący zawartość 70,5-77% wagowych P2O5, zawartość 20-27% wagowych Na2O, zawartość 2-3% wagowych wody i średni stopień kondensacji liniowej 8-20, oraz na 1 część tego polifosforanu zawiera 0,1-10 części wagowych soli Maddrellja.
7. 7. Środek według zastrz. 6, znamienny tym, że na 1 część polifosforanu zawiera 1-10 części soli Maddrell'a.
8. 8. Środek według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że jako polifosforany zawiera kwaśne polifosforany sodowe, występujące w postaci dłuższych łańcuchów (katena-związków), które ewentualnie są usieciowane, lecz w nich metafosforany sodowe (trój- i czterofosforany) są zawarte w ilości poniżej 2% wagowych.
9. 9. Środek według zastrz. 6 albo 7 znamienny tym, że jako polifosforany zawiera kwaśne polifosforany sodowe, wykazujące zawartość 71-75% wagowych P2O5 i zawartość 22-26% wagowych Ńa2O.