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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Trockenmilchproduktes mit einem bestimmten Gehalt an Butterfett. Die erfindungsgemäß
erhältlichen Produkte liegen in Form von trockenen Pulvern, Tabletten, waffelartigen
Tafeln, 'Würfeln oder ähnlichen kleinen Einheiten vor, insbesondere als Milch- oder
Sahnetabletten, die sich leicht und so gut wie vollständig in heißen Getränken lösen.
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Verfahren zur Überführung von flüssiger Milch, wie natürlicher oder
angereicherter Vollmilch, kondensierter Milch, entrahmter Milch oder Sahne, in Pulverform
durch Entzug des Feuchtigkeitsgehaltes sind bekannt. Bisher jedoch waren die erhaltenen
Pulver auf Grund ihres hohen Gehaltes an Kasein und/oder Butterfett im allgemeinen
nicht ohne weiteres in heißem Wasser löslich, insbesondere, wenn sie zu Tabletten
od. dgl. verpreßt waren. Außerdem waren die Trockenprodukte, insbesondere, wenn
sie einen hohen Butterfettgehalt aufwiesen, leicht verderblich, und das Kühlhalten
der Pulver oder Tabletten war meist unbedingte Voraussetzung, wenn eine längere
Lagerung nicht zu umgehen war. Um die Löslichkeit der Pulver zu erhöhen und ihre
Haltbarkeit zu verbessern, wurde vorgeschlagen (s. deutsche Patentschrift 853 250),
der flüssigen oder eingedickten Milch geringe Mengen an Salzen der anhydrischen
Phosphorsäuren, gegebenenfalls im Gemisch mit organischen Säuren, unter anderem
auch Zitronensäure oder deren Salze, zuzusetzen. Die Zusatzmengen, wie sie auch
aus dem Buch von R.Bruncke, »:Milchwirtschaft und Dauermilchindustrie«, S. 772,
hervorgehen, waren jedoch zu gering, um einen wirkungsvollen Ausgleich des Salzgehaltes
zu gewährleisten.
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Auch die Mitverwendung von Lactose bei der Bereitung von Trockenpulvern
aus Magermilch läßt sich der Patentliteratur (deutsche Auslegeschrift 1004 029)
entnehmen, ohne daß jedoch damit ein Hinweis auf das vorliegende Verfahren gegeben
wird.
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Schließlich ist in der eigenen USA.-Patentschrift 2 839 407 ein Verfahren
zur Herstellung von in warmen Getränken sehr gut löslichen Sahnetabletten beschrieben,
bei welchem dem Gemisch ebenfalls Lactose zugesetzt wird. Obwohl diese Tabletten
sich in vieler Hinsicht bewährt haben, ließ ihre Haltbarkeit noch zu wünschen übrig,
und gerade diese Eigenschaft zeichnet die erfindungsgemäß erhältlichen Produkte
ganz besonders aus.
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Es wurde nun ein Weg gefunden zur Herstellung von Milch- und Sahnepulver
und von durch 'erpressen daraus gewonnenen Tabletten, die rasch und so gut wie vollständig
in heißen Getränken löslich und gleichzeitig bei den z. B. im Haushalt in Frage
kommenden Temperaturen hochgradig stabil sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß bei
der Verarbeitung von Milchprodukten gewisse besondere Bedingungen eingehalten werden
müssen, wenn man Pulver und Tabletten des gewünschten Löslichkeitsgrades erhalten
will, die auch bei Normaltemperatur haltbar sind, d. h. nicht schnell ranzig werden.
Die Bedingungen bestehen unter anderem in einer ganz bestimmten Stufenfolge bei
der Behandlung und dem Mischen der natürlichen Bestandteile der Milch vor der Bereitung
des Pulverproduktes, das dann zur Tablettenform verpreßt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Trockenmilchprodukten
mit vorbestimmten Gehalt an Butterfett unter Zusatz von Lactose zur eingedickten
Milch vor der Trocknung ist dadurch gekennzeichnet, daß man der flüssigen Milch
das Alkaliphosphat und/oder -citrat in einer Menge von 3,3 bis 4,2 Gewichtsprozent
bezogen auf den Feststoffgehalt der Milch, zusetzt, worauf man dem vorher pasteurisierten
Gemisch so viel Lactose zusetzt, daß sein Lactosegehalt 10 bis 2411/o des Gesamtfeststoffgewichtes
beträgt, es in an sich bekannter Weise zu einem Feststoffgehalt kondensiert, der
einem spezifischen Gewicht von 1,03 bis 1,10 entspricht, und endlich das Gemisch
zu einem Pulver mit einem Wassergehalt von nicht mehr als 50!o versprüht, dessen
relativer Butterfettgehalt dann durch weiteren Lactosezusatz auf den gewünschten
Wert eingestellt wird.
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In der ersten Stufe des Verfahrens wird durch Zugabe von 3,3 bis 4,2
Gewichtsprozent (bezogen auf den Feststoff@ehalt der flüssigen Milch) (bezogen und/oder
Alkalicitrat das richtige Salzaleichgewicht des Produktes eingestellt, wodurch die
Löslichkeit und Stabilität des Produktes sichergestellt wird. Es ist bekannt, daß
die Zugabe des das Salzgleichgewicht beeinflussenden Mittels zu der flüssigen Milch
den Calciumgehalt der letzteren so weit bindet, daß dem darin enthaltenen Kasein
eine möglichst hohe Löslichkeit verliehen wird.
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Die erfindungsgemäß zu verwendende flüssige Milch kann Milch oder
Sahne von beliebigem Butterfettgehalt sein, je nach dem gewünschten Butterfett-
und Lactosegehalt des Endproduktes. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, an Stelle
von einheitlicher Milch mit einem bestimmten Fettgehalt entrahmte Milch zu verwenden,
die man mit so viel Vollmilch oder Rahm mit höherem Butterfettgehalt vermischt,
daß das Endprodukt den gewünschten Fettgehalt aufweist. Zweckmäßigerweise wird in
diesem Falle das für die Einstellung des Salzgleichgewichtes nötige Phosphat oder
Citrat der entrahmten Milch, welche den Hauptanteil an Kasein enthält, zugefügt,
und man läßt die Bestandteile des Gemisches einige Zeit reagieren, bevor man dieses
der Vollmilch bzw. Sahne zumischt. Auch bei Verwendung von einheitlicher Milch läßt
man vorzugsweise das Phosphat und,'oder Citrat mit der flüssigen Milch einige Zeit,
z. B. 50 bis 65 Minuten, reagieren. Die Reaktionszeit und die Wahl des das Salzgleichgewicht
ausgleichenden Mittels hängt bis zu einem gewissen Grad ab von der zu erwartenden
Temperatur der Umgebung, in welcher das Endprodukt verbraucht oder gelagert werden
soll. Ein Phosphatzusatz in dieser Stufe des Verfahrens erweicht im allgemeinen
das Kasein mehr als die Reaktion mit einem Citrat. Infolgedessen ist, falls die
Trockenmilch zum Verbrauch in einem verhältnismäßig heißen Klima bestimmt ist, als
den Salzgehalt ausgleichendes Mittel ein Citrat bevorzugt.
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Wenn das Gemisch aus flüssiger Milch und den Salzgehalt ausgleichendem
Mittel hergestellt ist, wird es pasteurisiert, wobei die Temperatur vorzugsweise
75° C nicht übersteigen soll. Anschließend wird dem pasteurisierten Gemisch Lactose
in einer solchen Menge zugefügt, daß der Lactoseanteil 10 bis 24 Gewichtsprozent
des gesamten Feststoffgehaltes in dem gebildeten Gemisch beträgt. Überraschenderweise
wurde gefunden, daß diese Zugabe von etwas Lactose vor dem Homogenisieren und Kondensieren
des flüssigen Produktes zu einem Pulver die Löslichkeit der entstehenden Trockenmilch
merklich verbessert. Erfindungsgemäß wird der Rest der Lactose dem Produkt
erst
dann zugefügt, wenn es in Pulverform vorliegt.
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Gegebenenfalls wird dann das pasteurisierte, lactosehaltige Gemisch
in einer üblichen Vorrichtung homogenisiert, bevor es in an sich bekannter Weise
zu einem Feststoffgehalt kondensiert wird, der einem spezifischen Gewicht von 1,03
bis 1,10 entspricht, wobei jedoch der jeweils eingestellte Wert von dem Gehalt an
Butterfett abhängt. Vorzugsweise wird das Kondensieren nicht wesentlich: weiter
geführt als bis zu einem Feststorfgehalt von etwa 45 0o. Es ist dabei jedoch wesentlich,
daß das spezifische Gewicht des kondensierten flüssigen Produktes innerhalb der
oben angegebenen Grenzen liegt. Ist dies nicht der Fall, so läßt sich das durch
Sprühtrocknen des kondensierten Produktes hergestellte Pulver nur schwer zu leicht
löslichen Tabletten verpressen, da es entweder zu dicht ist und unter Druck ein
Teil des Fettes daraus ausgequetscht wird oder da das Pulver zu lose ist und einen
übermäßigen Druck erfordert, was ebenfalls zum Ausquetschen eines Teiles des Fettes
.führt. Zum Trocknen kann eine bekannte Einrichtung benutzt werden. Der endgültige
Feuchtigkeitsgehalt des Zwischenpulvers liegt unter 5%, vorzugsweise zwischen 0,5
und 5,0 Gewichtsprozent, wobei der niedrige Prozentgehalt im allgemeinen für Pulver
von höherem Fettgehalt ilt.
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Das auf' diese Weise gewonnene Trockenmilchpulver wird dann mit Lactose
gemischt, wobei das Anteilsverhältnis von dem gewünschten Butterfettgehalt im Endprodukt
abhängt. Sollen Preßkörper, wie Tabletten usw. hergestellt werden, so wird vorzugsweise
das Trockenmilchpulver zusammen mit der Lactose so weit angefeuchtet, daß es 2 bis
20 Gewichtsprozent Wasser enthält. Die in diesem Stadium zugefügte Wassermenge ist
wichtig für die Form- und Lagerstabilität des Endproduktes. Wird zuwenig Wasser
zugefügt, so halten die Pulverteilchen beim Komprimieren nicht richtig zusammen
und bei Zugabe von zuviel Wasser wird das Kasein teilweise gelöst, so daß es das
Butterfett nicht mehr vor dem Ranziwerden schützen kann. Zweckmäßigenveise berechnet
sich die in diesem Stadium zuzufügende Wassermenge nach folgender Formel: Gewichtsmenge
an Protein in dem Ansatz, geteilt durch das Gesamtgewicht des Pulvers, multipliziert
mit dem spezifischen Gewicht des kondensierten flüssigen Produktes bei 20° C, multipliziert
mit 100; der Endwert gibt den Prozentsatz an Wasser an, der zugefügt werden muß.
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Vorzugsweise wird das Wasser in feiner Verteilung zugefügt, z. B.
indem man das Wasser fein vernebelt, während das Pulver in dem Behälter gerührt
wird. Nachdem das Pulver benetzt wurde, wird es vorzugsweise granuliert, z. B. indem
man es durch ein Sieb treibt, worauf es in die gewünschte Tabletten- oder Würfelform
verpreßt wird. Zum Granulieren kann beispielsweise ein Vibrationssieb mit Öffnungen
von 1 bis 3 mm benutzt werden. Nach dem Verpressen in die gewünschte Form werden
die Tabletten, Würfel od. dgl. im allgemeinen getrocknet, um den Feuchtikeitsgrad
auf nicht mehr als etwa 2% herabzusetzen.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird durch folgendes Beispiel näher
erläutert.
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Beispiel 18 350 kg entrahmte Milch wurden vermischt mit 634,5 kg Natriumphosphat
(sekundäres Salz), und das Gemisch wurde 30 Minuten stehengelassen. Dann wurden
in das Gemisch 36 650 kg einer Sahne mit 36% Butterfett eingerührt und wieder 30
Minuten stehengelassen.
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(Gemäß einer Variante dieser Arbeitsweise könnte man auch die gleichen
Anteile an Milchfeststoffe erhalten, wenn man an Stelle des obigen Gemisches aus
entrahmter Milch und Sahne mit 36 % Fettgehalt 55 000 kg Sahne mit einem Butterfettgehalt
von 29% verwenden würde.) Das Gemisch wurde dann durch Erhitzen auf 74° C pasteurisiert.
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Anschließend wurden 3361 kg Lactose zugefügt und das so erhaltene
flüssige Produkt auf übliche Weise homogenisiert. Das homogenisierte Produkt, das
etwa 391/o Feststoffe enthielt, wurde dann bei 55° C/720 Millibar kondensiert, bis
sein Feststoffgehalt 45% betrug. Der Endpunkt der Kondensation wurde bestimmt durch
zeitweise Entnahme von Proben, an denen das spezifische Gewicht bestimmt wurde.
Das Kondensieren wurde unterbrochen, als das spezifische Gewicht auf 1,057 angestiegen
war.
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Als nächster Schritt folgte die Sprühtrocknung des kondensierten Gemisches
in einer üblichen Vorrichtung (Atomizer) zu einem Trockenpulver. Die Zusammensetzung
dieses Pulvers, berechnet als Feststoffe, betrug 62,981/o Butterfett, 17,95% nicht
fette Milch, 3,03% Salze und 16,4% zugesetzte Lactose.
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Von dem wie oben erhaltenen Trockenpulver wurden nun 20 958 kg (60
Gewichtsteile) in trockenem Zustand mit 13 972 kg (40 Gewichtsteile) pulverisierter
Lactose vermischt, so daß das zur Ausformung von Milchtabletten geeignete Endprodukt
etwa 38% Fett und 1,8% Salz enthielt. Dieses Produkt wurde dann in einem offenen
Gefäß unter Rühren mit feinvernebeltem Wasser in einer Menge von 1747 kg besprüht.
Das befeuchtete Pulver war damit fertig zum Ausformen von Tabletten. Es wurde jedoch
vorher noch durch ein Sieb mit Öffnungen von 2 mm getrieben, um es zu granulieren,
und das Granulat wurde dann zu Tabletten verpreßt, deren Volumen etwa 600;'o des
Schüttvolumens des losen Pulvers betrug. Die Tabletten waren in heißen Getränken
leicht löslich und verliehen diesen Getränken die gleiche milchige Farbe wie flüssige
Milch. Vergleichsversuche Vergleichende Untersuchungen mit bekannten Trockenmilchpräparaten
ergaben die Überlegenheit der erfindungsgemäß erhältlichen Produkte.
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Da vergleichbare Tabletten nicht erhältlich waren, wurden als Vergleichsprodukte
zwei handelsübliche, im Einzelhandel weit verbreitete Trockenmilchpulver gewählt.
Diese Pulver lassen sich ohne Zusätze nicht zu Tabletten verpressen, was den erfindungsgemäß
erhältlichen Produkten gegenüber bereits ein Nachteil im Hinblick auf Handlichkeit,
Dosierung usw. ist.
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Die Zusamensetzung der zu vergleichenden Proben war die folgende (Prozentzahlen
sind Gewichtsprozent:
| Erfindungs- |
| Zusammen- gemäße Vergleichs- Vergleichs- |
| setzung Tabletten Pulver 1 Pulver 11 |
| Ufo 0(p O!' |
| Wasser ...... 1,74 1,21 1,28 |
| Fett ......... 27,15 33,30 36,63 |
| Protein ...... 7.80 10,78 10,88 |
| Asche ....... 2,43 2,36 2,26 |
| Kohlehydrate. 60,88 52,35 48,95 |
Die Löslichkeitswerte zeigen folgende Übersicht: Erfindungsgemäße
Tabletten
..... 99,60/0 Probepulver 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
99,2% Probepulver II . . . . . . . . . . . . . . . . . 99,3% (Die Ermittlung der
Werte erfolgte nach S a m -h a m m er, »Milchwissenschaft«,
1963, Bd.18.)