DE2065974B2

DE2065974B2 - Käse, hergestellt aus einem flüssigen proteinangereicherten Ausgangsmaterial

Info

Publication number: DE2065974B2
Application number: DE19702065974
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Joseph Rennes Maubois; Germain Pierre Charles Edouard Gabriel Versailles Mocquot; Louis Jean Jouyer Josas Vassal
Original assignee: Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Current assignee: Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Priority date: 1969-07-18
Filing date: 1970-07-17
Publication date: 1980-11-06
Also published as: ES381800A1; DE2065974A1; BE753000A; DE2065974C3; FI53909B; IT1032005B; CH523662A; NL7010656A; FI53909C; NL152438B; FR2052121A5; NO131630B; GB1286403A; DK129556C; DE2035534C3; DK129556B; DE2035534B2; CA990219A; NO131630C; DE2035534A1

Description

salz- und zuckerfreie Produkte zu gewinnen.

Ferner ist aus »Chemical engineering Progress, Bd. 34, Nr. 12, S. 31-43, ein Artikel mit dem Titel »New Separation Techniques for the CPI« vom gleichen Autor vom Dezember 1968 bekannt, der auf S. 41 linke Spalte, 2. Absatz, die Verwendung der Ultrafiltration für Vollmilch und entrahmte Milch beschreibt. Demgemäß ist es möglich, durch Ultrafiltration ein Konzentrat zu erhalten, das in Geschmack, Zusammensetzung und Nährwert nach Wiederverdünnen mit Wasser vom Ausgangsprodukt, d. h. der Vollmilch oder der entrahmten Milch, nicht unterscheidbar ist.

Der Nichtfachmann auf dem Gebiet der Herstellung von Käse könnte prima facie zu der Ansicht gelangen, daß die beiden zitierten Absätze die Verwendung der Ultrafiltration bei der Käseherstellung und darübe.-hinaus das Verfahren der vorliegenden Erfindung nahelegen. Bei genauer Betrachtung stellt man jedoch fest, daß das aus folgenden Gründen nicht richtig ist.

Der Fachmann entnimmt aus den Artikeln von M ichaels die Lehre, mit Hilfe der Ultrafiltration salz- und zuckerfreie Milchproteinkonzentrate zu erhalten, was in Gegensatz zu den Notwendigkeiten auf dem Gebiet der Käseherstellung ist. Daher wird dem Fachmann durch die Artikel von Michaels die Ultrafiltration zur Herstellung von Käse nicht nahegelegt, sondern im Gegenteil, aufgrund seines Fachwissens wird er davon abgehalten. Kein Fachmann auf dem Gebiet der Käseherstellung würde versuchen, einen Käse aus einem solchen Proteinkonzentrat herzustellen, das frei von Salzen und Zucker (Lactose) ist, da er weiß, daß die Milchsäurebakterien sich in Abwesenheit von Lactose nicht entwickeln können und daß außerdem andere Bakterien, die die Fäulnis bewirken, in einem mit Proteinen angereicherten Milieu mit ausreichend Wasser und ohne Zucker ein recht starkes Wachstum haben. Diese letztgenannten Bakterien verderben das Produkt, das sehr schnell nicht mehr als Nahrungsmittel verwendet werden kann. Daraus folgt, daß die normale Reaktion des Durchschnittsfachmanns auf dem Gebiet der Käseherstellung beim Lesender Artikel von Michael s ist, daß er die Ultrafiltration für die Käseherstellung nicht anwendet, da die Ultrafiltration, wie von Michaels beschrieben, zu lactose- und salzfreien Proteinkonzentraten führt.

Auch der entsprechende Absatz aus der Veröffentlichung vom Dezember 1968 legt dem Durchschnittsfachmann die Ultrafiltration zur Käseherstellung nicht nahe. Dort heißt es u. a., daß Milch oder entrahmte Milch mit Hilfe der Ultrafiltrationsmethode konzentriert werden kann, um ein im Geschmack, der Zusammensetzung und dem Nährwert unverändertes Konzentrat zu erhalten, das mit Wasser wieder verdünnt werden kann und dann vom Originalprodukt, d. h der Milch oder der entrahmten Milch, nicht unterscheidbar ist. Daraus muß der Fachmann entnehmen, daß er die Ultrafiltrationsmethode beispielsweise zur Herstellung von Milchpulver benutzen kann. Die Herstellung von Milchpulver hat naturgemäß mit der Herstellung von Käse überhaupt nichts zu tun. Das bedeutet, daß die in dem zweiten Artikel von M ichaels beschriebene Methode wiederum den Fachmann auf dem Käsegebiet davon wegführt, die Ultrafiltration für die Herstellung von Käse oder Vorkäse zu verwenden.

Die Veröffentlichungen von Michaels geben dem Fachmann keine Lehre betreffend die Wahl der Membranen. Der Fachmann erhält keinerlei Lenre oder Anregung, irgendeine Membran zu verwenden, die es ihm erlauben würde, einen Vorkäse zu erhalten, aus s dem ein fertiger Käse hergestellt werden kann.

Mit der Käseherstellung befaßt sich ein Aufsatz von Lancelot in »LaTechnique Laitiere« S. 33Ef., unter der Überschrift »Prix Redactionnel Jules Hutin-Memoires (1960-1961, Nr. 3)« mit dem Titel »La

ίο Fromagerie de 1'An 2000-tell qu'aurait pu l'imaginer Jules Verne«. Dieser Artikel wurde im Jahre 1960 veröffentlicht. Er zerfällt in zwei Teile, und zwar einen fiktiven und einen nichtfiktiven. Am Ende des Artikels ist eine Zusammenfassung gegeben.

Der fiktive Teil beschreibt teils sehr vage, teils sehr genau die Käseherstellung, wie sie im Jahre 2000 vorstellbar ist. Dies soll durch eine Vorrichtung möglich sein, die gleichzeitig nach dem Prinzip der Ultrafiltration zur Zurückhaltung der Mycellen des Caseins und nach dem Prinzip der Elektrophorese, um das Casein am Verstopfen der Poren des Filters zu hindern, arbeitet. Die Vorrichtung besteht aus einer Reihe von Platten aus Aktivkohle, porösem Porzellan und perforiertem rostfreiem Stahl, deren Anordnung nicht ganz klar ist. Das Casein soll sich an der Anode sammeln. Das viskose Produkt soll in seiner Zusammensetzung etwa der chemischen Zusammensetzung von Käse entsprechen. Weiterhin ist die Möglichkeit angegeben, entweder die Lactose zu entfernen oder eine Ansäuerung vor Eintritt der Milch in den Apparat vorzunehmen. Außerdem kann mit Calciumsalzen die Milchsäure entfernt werden, wobei man einen entmineralisierten Stoff erhält.

Dazu ist zu sagen, daß man weiß, daß, wenn man Milch über Aktivkohlepapier zirkulieren läßt, eine Vielzahl ihrer Bestandteile zurückgehalten werden, während gleichzeitig eine schnelle Verstopfung der Poren der Aktivkohle stattfindet. Schon allein dies macht die vage beschriebene Apparatur unbrauchbar für die Herstellung von Käse. Darüber hinaus ist es bekannt, daß die Elektrophorese zwei schädliche Folgen mit sick bringt, die eine solche Methode vollständig unbrauchbar für die Herstellung von Käse machen. Erstens übt die angewandte elektrische Spannung einen bakteriziden Effekt aus, so daß die nützlichen Bakterien zerstört und unverwendbar für den Käse gemacht werden, während sie tatsächlich essentiell für den Erhalt von organoleptischen Eigenschaften sind. Zweitens bewirkt die Elektrophorese eine Erhitzung der Flüssigkeit, die im Falle der Milch sehr schädlich ist, da sie zu einer teilweisen Denaturierung der Proteine und zu Schwierigkeiten bei der Zugabe des Labs führt.

Im zweiten, nichtfiktiven Teil des Artikels von Lance lot beschrieb dieser gewisse Techniken für die Herstellung von Butter und fragt dann, warum diese nicht für die Herstellung von Käse verwendet werden. Die drei von ihm besonders hervorgehobenen Verfahren sind die Elektrophorese, das Filtrieren und das

M) Zentrifugieren. Von Ultrafiltration ist in diesem zweiten Teil, obwohl er sich ausführlich mit Filtrieren beschäftigt, keine Rede.

Schließlich erklärt der Autor in einer Schlußfolgerung, daß er weder die Absicht hatte, eine neue Me-

M thode zur Herstellung von Käse zu schaffen noch sie entdeckt habe. Er erwähnt dann die Schwierigkeiten hinsichtlich der Konzentration des Caseins und bei einer Konzentration von über 20% an Casein Schwie-

rigkeiten bei der Weiterverarbeitung. Schließlich führt der Autor dann noch aus, daß es noch zahlreicher und schwieriger Experimente bedarf, um die Gesetze der Abtrennung von Casein herauszufinden.

In der Zusammenfassung werden als elektrische und mechanische Verfahren die Elektrophorese, die Elektroosmose, das Zentrifugieren und die Ultrafiltration genannt. Von diesen Methoden werden die Elektrophorese und die Ultrafiltration im fiktiven Teil des Artikels und das Zentrifugieren im nichtfiktiven Teil beschrieben.

Die gesamte Veröffentlichung von Lance lot ist in sich widersprüchlich und konfus und ist nicht in der Lage, dem Fachmann eine Lehre zu geben, wie er ein flüssiges Vorkondensat herstellen soll, das geeignet ist, zu einem Käse verarbeitet zu werden und bereits die Zusammensetzung und Konzentration an den wichtigen Bestandteilen enthält, wie sie im endgültigen Käse vorliegen. Die von Lancelot beschriebene Verwendung einer Kombination von Ultrafiltration und Elektrophorese für die Herstellung von Käse bzw. einem Vorprodukt davon, wobei dieses Produkt die chemische Zusammensetzung des Käses aufweisen soll, führt nun nicht zu dem gewünschten Ergebnis.

Über die Art und insbesondere die Porengröße der Membranen wird in dem Artikel von L a η c eTo t überhaupt nichts ausgesagt. Weiterhin findet s ich keinerlei Aussage darüber, daß das Käsevorprodukt Lactose, Mineralsalze und nicht proteingebundenen Stickstoff aufweisen muß. Im Gegenteil wird darauf hingewiesen, entweder die Lactose zu entfernen oder mit CaI-ciumsalzen die Milchsäure zu entfernen, wobei man einen entmineralisierten Stoff erhält.

Es ist klar, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung durch die Veröffentlichung von Lancelot nicht neuheitsschädlich vorweggenommen ist, da nach der Beschreibung in der Veröffentlichung die Benutzung durch andere Sachverständige auf diesem Gebiet nicht möglich ist.

Weiterhin kann die Veröffentlichung von Lancelot das spezielle Verfahren gemäß vorliegender Erfindung dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Käseherstellung auch nicht nahelegen. Die Ausführungen sind zu widersprüchlich und zu konfus und in vielen Ausführungsformen sogar für die Herstellung von Käse nicht geeignet.

Auch eine Kombination der Artikel von Michaels mit dem Artikel von Lancelot kann dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Käseherstellung das erfindungsgemäße Verfahren nicht nahelegen. Der Durchschnittsfachmann wurde von der Offenbarung dieser Artikel wegen seines Fachwissens davon abgehalten, nach dieser Offenbarung Käse herzustellen. Wie oben gezeigt, wäre ihm dies auch nicht gelungen. Wenn aber schon die einzelnen Veröffentlichungen Vorurteile beim Fachmann bewirken, so werden diese Vorurteile durch eine Kombination der Veröffentlichungen nicht aufgehoben.

Im Hinblick auf den Artikel von Lance lot und der dort im nichtfiktiven Teil unter dem Kapitel »Filtrieren« genannten Chamberland-Filter (Bougie Chamberland) sowie im Hinblick auf eine Kombination der Artikel von Michaels und Lancelot wurden auch Vergleichsversuche durchgeführt. Die Chamberland-Filter, auch Chamberlain genannt, haben eine minimale Porengröße von 0,3 μ, d. h. 300 ιημ. Dies bedeutet, daß die Porengröße lOmal größer ist als die größten Poren der gemäß der Erfindung verwendeten Membrane, die nach der vorliegenden Erfindung nicht größer als 30 ιτιμ sein dürfen. Die größten Chamberland-Filter haben einen Pcrendurchmesser von 3 μ, d. h. 3000 ΐημ, was lOOmal grö- ßer ist als gemäß der vorliegenden Erfindung. Nach Michaels haben die Filter einen Porendurchmesser von ca. 50 πιμ bis 500 ΐημ, d. h, also etwa 2- bis 200mal größer als der Porendurchmesser der erfindungsgemäß zu verwendenden Membranen.

κι Aus weiter unten angegebenen Ergebnissen der Versuche geht hervor, daß der Einsatz der in den Artikeln von Lancelot und Michaels genannten Filter nicht zu den Ergebnissen gemäß vorliegender Anmeldungen führt. Man kann also nach den Offenbarungen

is dieser Artikel kein für die Käseherstellung brauchbares flüssiges Käsevorkonzentrat herstellen.

Im Gegensatz dazu werden gemäß der Erfindung brauchbare flüssige proteinangereicherte Vorkäse erhalten, die zur Herstellung von Käsen mit ausgezeich-

2« neten Eigenschaften besonders geeignet sind. Als besondere Vorteile, die gemäß der Erfindung zu erzielen sind, sind die Steigerung der Ausbeute an nicht fetter Trockensubstanz, die Verringerung der nötigen Labmenge, die Erhöhung des Gehalts an löslichen Prote- inen und stickstoffhaltigen Nichtproteincn sowie die Einfachheit der Durchführung zu nennen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Käse aus einem flüssigen proteinangereicherten Ausgangsprodukt und üblichen Zusätzen bei der Käseherstellung, der

.κι ohne Abziehen der Molke erhalten worden ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß das flüssige proteinangereicherte Ausgangsprodukt durch Ultrafiltration der Milch oder Buttermilch bei einem Druck von 1 bis 50 kg/cm² über wenigstens eine semipermeable Mem bran mit einer mittleren Porengröße von nicht mehr als 30 πιμ, Abziehen der durch die Membran hindurchtretenden Filtrationsflüssigkeit u. ggf. erneutes Behandeln der von der Membran zurückgelassenen proteinangereicherten Flüssigkeit bis zum Erhalt einer Proteinkonzentration, die der Konzentration des aus dem Ausgangsprodukt herzustellenden Käses entspricht, erhalten worden ist.

Soweit bekannt ist. ist die direkte Herstellung eines solchen, als »Vorkäse« dienenden Produkts urmittel bar aus der Milch bisher nicht beschrieben worden. Es können alle Milcharten oder Buttermilch behandelt werden, die bisher für die Herstellung von Käse verwendet worden sind. Man kann beispielsweise von Kuhmilch, Ziegenmilch oder Schafsmilch

so ausgehen, die man in bekannter Weise vorher mäßig erhitzt.

Das zu behandelnde Milchprodukt wird mit einer semipermeablen Membran unter Druck unter solchen Bedingungen zusammengeführt, daß das Produkt in starke Turbulenz gebracht wird und/oder laminar längs der Membran fließt.

Der auf die Membran einwirkende Druck kann in einfacher Weise mit Hilfe einer Pumpe, aus deren Druckseite das zu behandelnde Milchprodukt austritt,

mi und/oder mit einem verdichteten Inertgas wie Stickstoff erzeugt werden.

Die Wahl des verwendeten Membiantyps ist nicht entscheidend wichtig, obwohl die vorteilhaftesten Membranen in der Praxis gewisse technische Voraus-

Λ5 Setzungen erfüllen müssen. Als Beispiel dieser Voraussetzungen seien genannt: a) Hohe und konstante Filtrationsgeschwindigkeit, die möglichst wvnig von der Konzentration des

behandelten Produkts abhängig ist.

b) Vollkommene Gleichmäßigkeit der Poren.

c) Hohe Druckfestigkeit.

d) Sterilisierbarkeit.

e) Möglichst lange Lebensdauer.

f) Leichte Reinigung.

Geeignet sind auch semipermeable Membranen aus Celluloseacetat oder Membranen aus synthetischen Polymeren, z. B. aus den durch Wechselwirkung von Polyanionen und Polykationen hergestellten Produkten oder Membranen auf Basis von Polyvinylchlorid oder Polyacrylnitril. Natürlich können auch andere Typen von Membranen verwendet werden, die die Erfordernisse der Erfindung erfüllen, vorausgesetzt, daß der mittlere Porendurchmesser nicht größer als 30 ηιμ ist.

Die Herstellung kann in den verschiedensten Apparaturen durchgeführt werden. Bei einer ersten Ausführungsform wird das zu behandelnde Produkt in poröse Rohre eingeführt, die in Bündeln angeordnet und innen mit semipermeablen Membranen ausgekleidet sind. Das Wasser und die löslichen Bestandteile (Lactose und Mineralsalze), die in der Milch oder im Milchnebenprodukt enthalten sind, treten durch die Membran und ihre poröse Auflage hindurch und werden auf den Außenwänden der Rohre in Form einer Filtrationsflüssigkeit aufgefangen. Diese Filtrationsflüssigkeit, die als Molke bezeichnet werden kann, wird entweder verworfen oder einer anderen Apparatur zugeführt, die einen anderen Membrantyp aufweist und den Zweck hat, eines der vorher abfiltrierten Elemente zu konzentrieren. Die in das Innere des Rohrbündels gelangende Flüssigkeit konzentriert sich somit insbesondere an Proteinen während ihres Durchgangs und wird am Ausgang der Apparatur aufgefangen.

Mit porösen Rohren ausgestattete Anlagen wurden bereits für die Entsalzung von Meerwasser beschrieben und verwendet. Eine Anlage dieses Typs ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 3133132 beschrieben.

Bei einer anderen Ausführungsform wird das zu behandelnde Produkt oben auf eine Reihe von übereinander oder nebeneinander angeordneten Apparategruppen gegeben, von denen jede aus zwei starren porösen Platten besteht, die je eine semipermeable Membran tragen. Die beiden Membranen einer Apparategruppe sind durch einen Zwischenraum getrennt, in den die zu konzentrierende Flüssigkeit eingeführt wird. Zwei aufeinanderfolgende Apparategruppen sind ebenfalls durch einen Zwischenraum getrennt, in dem die Filtrationsflüssigkeit aufgefangen wird. Die zu konzentrierende Flüssigkeit nimmt ihren Weg durch den Stapel oder die Reihe der Apparategruppen, konzentriert sich insbesondere an Proteinen und wird am Ausgang der Apparatur aufgefangen.

Eine Anlage, die aus übereinander angeordneten Apparategruppen der vorstehend beschriebenen Art besteht, wird von E. Lowe und Mitarbeitern in der Veröffentlichung »A Reverse Osmosis Unit for Food Use«, Food Technology Band 22, Seite 915 bis 917 (1968), beschrieben. In dieser Veröffentlichung wird die Anlage für die Behandlung von Eiweiß oder Fruchtsäften vorgeschlagen.

Die Herstellung des flüssigen proteinangereicherten Ausgangsproduktes für den Käse kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.

Für die diskontinuierliche Durchführung wird die Menge des zu behandelnden Milchprodukts stetig auf die semipermeable Membran aufgegeben und das konzentrierte Produkt am Ausgang der Apparatur aufgefangen, bis die Charge durchgelaufen ist. Ausgezeichnet eignet sich die kontinuierliche Durchführung. Der Durchsatz hängt hierbei im wesentlichen von der Oberfläche der verwendeten Membran ab. Die einzige verbrauchte Energie ist die für die Betätigung der

in Speisepumpe erforderliche Energie. Bei der kontinuierlichen Durchführung erfordert das Verfahren eine Apparatur, deren Umfang im Verhältnis zu den klassischen Anlagen stark reduziert ist.

Beispielsweise nimmt die eigentliche Feinfiltrationsanlagc für die Behandlung von 5000! Milch/ Stunde etwa 1 m³ ein.

Es ist vorteilhaft, wenn die Milch oder die Buttermilch sich in turbulenter Strömung befindet oder in Berührung mit den Membranen laminar strömt. Dies

2« ermöglicht eine schnellere Konzentrierung der Proteinbestandteile. In einer statischen Apparatur mit gleichmäßiger Bewegung ist festzustellen, daß sich von einem gewissen Konzentrationsgrad ab ein Film, dessen Durchlässigkeit immer geringer wird, auf der Membran bildet, wodurch die Filtration behindert wird. Eine ausreichende Turbulenz kann durch Rührwerke erzielt werden.

Wenn mit übereinander oder nebeneinander angeordneten Filtergruppen gearbeitet wird, ist jedes

M) einzelne Filtersystem mit zwei Membranen versehen, die einander gegenüberliegen un von einem porösen Träger gehalten werden. Die beiden Membranen haben beispielsweise einen Abstand von einigen Millimetern. In diesem Fall wird die Milch unter Druck

(z. B. 5 kg/cm²) in diesen Zwischenraum eingeführt. Als Folge der geringen Größe dieses Zwischenraums bildet sich zwischen den Membranen eine laminare Strömung aus.

Die Konzentration der Proteine wird in dem beim Verfahren erhaltenen flüssigen Produkt so eingestellt, daß ein Wert erhalten wird, der dicht bei der Konzentration liegt, wie sie bei der Käsesorte vorliegt, die hergestellt werden soll. Bei einem gegebenen Membrantyp und bei einer gegebenen Oberfläche der Membran (die durch die vorhandene Apparatur bestimmt ist) erhält man die gewünschte Konzentration an Proteinen, indem man beispielsweise die Durchflußzeit des eingesetzten Milchprodukts variiert. In diesem Fall kann die Durchsatzmenge der Apparatur

so zur Einstellung der Zusammensetzung des konzentrierten Flüssigprodukts ausgenutzt werden, und zwar durch Bestimmung eines Parameters, z. B. des Gehalts an Proteinen, des Wassergehalts, des Gehalts an Mineralsalzen, des spezifischen Widerstandes oder jede anderen physikalischen oder chemischen Eigenschaft, die das erhaltene Produkt kennzeichnet und es ermöglicht, die bekannten Regeln und Steuerverfahren anzuwenden.

Das flüssige Ausgangsmaterial in Form eines Konzentrats von Proteinen, dessen Konzentration und Zusammensetzung im wesentlichen dem abgetropften Käse entsprechen, wird durch Zusatz der entsprechenden Substanzen (Lab, Milchsäurebakterien, Salz usw.) unmittelbar in Käse umgewandelt oder bei tiefer Temperatur für eine spätere Verarbeitung oder einen Transport zu einem anderen Fabrikationsbetrieb gelagert werden, der sich gegebenenfalls an einem anderen On befindet. Dieses Ausgangsmaterial eignet sich

für die Herstellung aller Käsesorten.

Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung von Käsesorten, die das gleiche Gewicht, die gleiche Zusammensetzung und somit von vornherein die besten Aussichten dafür haben, daß ihre organoleptischen Eigenschaften konstant sind. Es wird ferner möglich, nach Belieben im Käse den einen oder anderen Bestandteil zurückzuhalten, der vom organoleptischen Standpunkt, vom Ernährungsstandpunkt oder technologischen Standpunkt für interessant gehalten wird, da die technologische Stufe des Abtropfenlassens praktisch ausgeschaltet ist.

Da das Abziehen der Molke ausgeschaltet ist, wird es außerdem möglich, dem erhaltenen Ausgangsmateria! die normalerweise bei der Käseherstellung verwendeten Hilfsstoffe wie Lab, Milchsäurebakterien, Salz, Farbstoffe usw. in einer genauen Dosis zuzusetzen, die weit unter der Dosis liegt, die normalerweise bei der klassischen Käseherstellung verwendet wird. Es wird ebenfalls möglich, in wirtschaftlicher Weise natürliche Substanzen, insbesondere Enzyme, die die Gärungen und die späteren Reifungsprozesse steuern und beschleunigen, sowie Nährstoffe zuzusetzen, die vom Ernährungs- oder Geschmacksstandpunkt vorteilhaft, aber in der Milch nicht vorhanden sind.

Das Ausgangsmaterial eignet sich für alle Arten der Käseherstellung, da es in Abhängigkeit vom Typ und von der Aufeinanderfolge der gewählten Membranen möglich ist, nach Belieben die Zusammensetzung und die Konzentration jedes Bestandteils auf die Werte einzustellen, die denjenigen der Käsesorte entsprechen, die hergestellt werden soll. Es ist ferner möglich, die Schaffung neuer Käsesorten oder neuer Milchgetränke ins Auge zu fassen.

Die Herstellung von Käse aus flüssigem Vorkäse an Stellen, die dicht bei den Milcherzeugungsorten (Bauernhof, Stall) liegen, ist möglich, wodurch eine erhebliche Einsparung an den Kosten zu erzielen ist, die üblicherweise durch das Einsammeln der Milch verursacht werden. Dies ist besonders vorteilhaft in Käseherstellungsgebieten, die im Gebirge oder im Bergvorland liegen, wo die Transportkosten hoch sind. Eine solche Einrichtung ermöglicht außerdem die Behandlung der Milch in vollkommen frischem Zustand, eine wesentliche Voraussetzung für die Qualität der später hergestellten Käseprodukte.

Anstatt gewisse Bestandteile der Milch in dem Zustand, in dem sie üblicherweise für die Käseherstellung verwendet wird, zu konzentrieren, können im Rahmen der Erfindung diese gleichen Bestandteile auch aus Buttermilch konzentriert werden.

Beispiel Ii

In eine Feinfiltrationszelle, die mit einer Polyolefinmembran einer mittleren Porengröße von 6,2 oder 10,4 πιμ und einer Oberfläche von 45,36 cm² versehen ist, werden 400 ml einer vorher auf 4° C gekühlten rohen entrahmten oder thermisch behandelten (2 Minuten bei 70° C) Milch gegeben. Die Filtrationszelle wird unter einen Sticlcstoffdruck gebracht, der allmählich auf 5 kg/cm² erhöht wird, worauf mit dem Auffangen des Filtrats begonnen wird. Nach einer Zeit, die je nach dem Typ der verwendeten Membran 30 Stunden oder 50 Stunden beträgt, wird der Druck allmählich auf 6 kg/cm² erhöht. Nach insgesamt 40 oder 50 Stunden seit der ersten Druckanwendung wird die Filtration abgebrochen. Das aufgefangene Konzentrat bzw. die »Proteinlösung« wird 16 Stunden bei +2° C gehalten oder unmittelbar zu Käse verarbeitet. Das Konzentrat hat ein Volumen von etwas weniger als V₅ der eingesetzten Milch. Es hat etwas mehr als den fünffachen Gehalt an Stick-Stoffverbindungen und etwa den 2- bis 2,5fachen Gehalt an Gesamttrockensubstunz wie die Ausgangsmilch.

Ein »Camembert«-Käse wird aus dem wie vorstehend hergestellten »Konzentrat« wie folgt herge-

H) stellt:

Zu 75 g des hergestellten Produkts werden nach Erwärmung auf 30° C 370 mg CaCl₂, die Menge an konzentriertem Rahm, die zur Einstellung eines F/T-Verhältnisses (Fettstoffe in der Trockenmasse) von

'.5 45-50% im endgültigen Käse erforderlich ist, 0.2 g konzentrierte Fermente, einige Milligramm Penicilliumsporen, 1 g NaCl und 0,08 ml Lab gegeben. Die Bestandteile werden gut durchgemengt. Die Gerinnung erfolgt in 5 Minuten. Höchstens 10 Minuten nach der Einlabung wird der Käse in einem Raum, der eine relative Feuchtigkeit von 95% hat, geformt. Der Käse wird allmählich auf 14° C gekühlt. 30 bis 60 Minuten nach der Einlabung kann der Käse entformt werden. Die Reifung erfolgt anschließend unter den üblichen Bedingungen.

In analoger Weise wird zur Herstellung von Weichkäse'oder jeder anderen Käsesorte gearbeitet.

Beispiel 2

6000 ml rohe oder thermisch (2 Minuten bei 70° C) behandelte entrahmte Milch werden in den Behälter des Feinfilterapparats gegeben, der mit einer Membran einer mittleren Porengröße von 4,6 ιημ oder einer Membran auf Basis von Polyvinylchlorid

is oder Polyacrylnitril versehen ist. Diese Membran hat eine effektive Oberfläche von 116 cm². Vor der Einführungin den Behälter ist die Milch auf 2° C gekühlt oder auf eine Temperatur zwischen 45 und 50° C gebracht worden.

Der die Milch enthaltende Behälter wird unter einen Stickstoffdruck von 3,5 kg/cm² gebracht. Die Milch läßt man in einer Menge von etwa 2 bis 3 l/Minute (in Berührung mit der Membran) durchlaufen. Das Filtrat wird aufgefangen.

Nach einer Zeit, die, gerechnet von der Druckanwendung auf die Apparatur, zwischen 7 Stunden und 30 Stunden liegen kann (abhängig vom Typ der verwendeten Membran und der für den Versuch gewählten Temperatur), wird das Konzentrat oder die »Proteinlösung« aufgefangen. Das Konzentrat wird dann entweder bei 2° C aufbewahrt (bzw. auf 2° C gekühlt) und 16 Stunden bei dieser Temperatur gehalten oder auf 30° C erwärmt (bzw. gekühlt) und unmittelbar zu Käse verarbeitet. Das Volumen des Konzentrats ist etwas geringer als V₅ des Volumens der eingesetzten Milch. Der Gehalt an Stickstoffverbindungen beträgt etwas mehr als das 5fache des Gehalts an Stickstoffverbindungen in der Ausgangsmilch. Der Gehalt an Trockensubstanz insgesamt beträgt etwa das 2- bis 3fache des Gehalts an Trockensubstanz in der Ausgangsmilch.

Das Konzentrat oder die »Proteinlösung« oder auch der »flüssige Vorkäse« werden zu Camembertkäse oder Reblochon-Käse verarbeitet, indem die erforderlichen Hilfsstoffe (Milchsäurebakterien, Lab usw.) zugesetzt und das Konzentrat der Folge von Behandlungen unterworfen wird, die der hergestellten Käsesorte entsprechen [z. B. durch Einbringen in eine

Form mit oder ohne Pressen (das Pressen ist im Falle von Reblochon-Käse notwendig)].

Allgemeine Schlußfolgerung

Die Herstellung von Käse guter organoleptischer Qualität, ausgehend von einem Milchausgangsmaterial aus Milch, ist nur durchführbar, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

1) Das milchige Ausgangsprodukt ist ein Retentat, das durch Ultrafiltration der Milch erhalten wurde, und

2) die Ultrafiltration wird mit Membranen mit einem mittleren Porendurchinesser von nicht mehr als 30 ΐημ durchgeführt, die alle Proteine der Milch in ihrem natürlichen Zustand zurückhalten und Laktose nicht zurückhalten bzw. anreichern.

Claims

Patentansprach:

Käse aus einem flüssigen proteinangereicherten Ausgangsprodukt und üblichen Zusätzen bei der Käseherstellung, der ohne Abziehen von Molke erhalten worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige proteinangereicherte Ausgangsprodukt durch Ultrafiltration von Milch oder Buttermilch bei einem Druck von 1 bis 50 kg/cm² über wenigstens eine semipermeable Membran mit einer mittleren Porengröße von nicht mehr als 30 mu. Abziehen der durch die Membran hindurchtretenden Filtrationsflüssigkeit und gegebenenfalls erneutes Behandeini der von der Membran zurückgehaltenen proteinangereicherten Flüssigkeit bis zum Erhalt einer Proteinkonzentration, die der Konzentration des aus dem Ausgangsprodukt herzustellenden Käses entspricht erhalten worden ist.

Bei den bekannten Verfahren der Käseherstellung erhält man bekanntlich das Gel durch Gerinnen der Milch mit Lab. Anschließend wird das Gel von der Molke abgetrennt, und zwar durch einfaches Abtropfenlassen oder durch Abtropfenlassen in Kombination mit Pressen in Form (wie es bei der Herstellung von Frischkäse oder Weichkäse üblich ist) oder nach dem Abtropfeniassen des Käsebruchs mit anschließender mechanischer Bearbeitung und mehr oder weniger starkem Erhitzen in Verbindung mit dem Dekantieren und dem Abziehen der Molke (wie es bei der Herstellung von gepreßtem Käse oder »gebranntem« Käse üblich ist).

Bei der klassischen Käseherstellung sind die technischen Arbeitsgänge von der Stufe, in der die Milch im Kessel gerinnt, bis zu der Stufe, in der man den Käse abtropfen läßt und formt, kostspielig in bezug auf die Handarbeit und in bezug auf Materialeinsatz, und die erhaltenen Produkte sind in dreifacher Hinsicht ungleichmäßig, nämlich in bezug auf die Qualität, die Zusammensetzung und das Gewicht jedes Käselaibes. Beim derzeitigen Stand der Technik ist es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, mit genügender Genauigkeit am Gel, das durch die Labgerinnung erhalten wird, sämtliche Parameter einzustellen und zu regulieren, die die Eigenschaften des endgültigen Käseprodukts bestimmen. Zwar hat die Ungleichmäßigkeit des Gewichts verhältnismäßig wenig Bedeutung bei gepreßtem Käse oder gekochtem Käse (diese Sorten werden auf Basis ihres Gewichts in Kilogramm gehandelt), jedoch ist dies nicht bei Weichkäse der Fall (der auf Basis der Stückzahl gehandelt wird). In allen Ländern, in denen Weichkäse erzeugt wird, stellt der Gewinnausfall, der auf die Größe der Sicherheitsspielräume zurückzuführen ist, die die Erzeuger zur Vermeidung von Verlusten durch diese Ungleichmäßigkeit des Gewichts anwenden, einen sehr erheblichen Prozentsatz des Gesamtumsatzes dar. Die Ungleichmäßigkeit der Zusammensetzung ergibt sich teilweise aus der während der Käseherstellung auftretenden Schwierigkeit ein Gel (d. h. das durch das Lab gebildete Koagulat). in dem der Wärmeaustausch oder der mechanische Austausch viel schlechter ist als in einer Flüssigkeit, gleichmäßig zu erhitzen, zu zerschneiden oder zu rühren. Die ungleichmäßige Qualität ergibt sich zum großen Teil aus den beiden obengenannten ungleichmäßigen Eigenschaften.
s Es gibt Verfahren, bei denen die Herstellung des Gels kontinuierlich erfolgt und die Fabrikation entsprechend rationalisiert wird. Bei einem dieser Verfahren wird die kalt eingelabte normale Milch in einem Wärmeaustauscher erhitzt. Sie gerinnt und zirkuliert

ίο in dieser Form in einem Gerinnungszylinder. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die durch Eindampfen konzentrierte Milch durch Mischen mit heißem Wasser erneut erhitzt. Die Gerinnung erfolgt hierbei augenblicklich. Bei anderen Verfahren erfolgt die Synerese (Abziehen der Molke) vom Gel, das durch Einwirkung des Labs erhalten wird, mechanisch.

Alle diese bekannten Verfahren haben jedoch gewisse Nachteile, und die bei ihnen erhaltenen Proin dukte sind ebenso ungleichmäßig wie die bei der klassischen Käseherstellung erhaltenen Produkte, da bei der letzteren das Abziehen der Molke nach der Gerinnung erfolgt. Außerdem ist das Anwendungsgebiet dieser verschiedenen Verfahren sehr begrenzt, und ihre Durchführung kann auf Grund von Schwankungen des Ausgangsmaterials (die Zusammensetzung der Milch schwankt mit den Jahreszeiten, den Gebieten usw.) erschwert werden. Diese Schwankungen haben die Folge, daß gewisse zwingende technische

3d Maßnahmen, die mit diesen Verfahren verbunden sind, nicht durchgeführt werden können. Außerdem erfordern diese Verfahren für ihre Durchführung verhältnismäßig umfangreiche Anlagen.

Die DE-AS 1301704 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Frischkäse erhöhter Haltbarkeit in kontinuierlichem Betrieb, wobei die an sich bekannten Verfahrensschritte: Erniedrigung des Gehalts an zweiwertigen Kationen bei gleichzeitiger Erhöhung des Gehalts an einwertigen Kationen durch Ionenaus-

M) tausch, Eindicken der Milch auf einen Trockenmassegehalt von etwa 44% durch Evaporieren oder Zugabe von Trockenmilch, anschließendes Pasteurisieren der Milch, Zugeben von säuernden Baktenenkulturen bzw. Genußsäuren, Abpacken der flüssigen Masse in Portionspackungen und anschließendes Dicklegen der Masse darin durchgeführt werden.

Nach diesem Verfahren sind nur Frischkäse herstellbar. Darüber hinaus haben die nach diesem Verfahren erhaltenen Frischkäse einen sehr viel höheren Lactosegehalt als die Käse gemäß vorliegender Erfindung. Bekanntlich ergibt ein zu erhöhter Lactosegehalt große Nachteile insbesondere für die organoleptischen Eigenschaften der Käse und die menschliche Ernährung. Das Verfahren der DE-AS 1 301 704 ist außerdem in der Durchführung kompliziert, was die Frischkäseherstellung nicht erleichtert. Es ist auch sehr fraglich, ob man das Verfahren der DE-AS 1 301 704 in industriellem Maßstab durchführen kann, weil bei der Entmineralisierung durch Ionenaustausch

mi notwendigerweise ein Ausflocken des Kaseins stattfindet, da er eine Veränderung des Gleichgewichts in den Bestandteilen der Milch hervorruft. Dieses Ausflocken verhindert das normale Ablaufen der Milch durch den Austauscher, der sich üblicherweise in einer

<>5 Kolonne befindet.

Aus »Ultrafiltration«,März 1968, A.S.Michaels, Amicon Corporation, besonders S. 22, ist es bekannt, aus Milch durch Ultrafiltration proteinanRereicherte,