NO167892B - Fremgangsmaate ved fremstilling av kalsiumanriket melk - Google Patents

Description

Ernæringseksperter har stadig sterkere understreket behovet for kalsium i dietten for menn og kvinner i alle aldre, såvel som for barn. I den senere tid har oppmerksomheten vært rettet mot kalsium og dets rolle for å forhindre osteoporosis, en degenererende bensykdom.

99% av legemets kalsium er tilstede i tenner og ben. Kalsium er således nødvendig både for bendannelse og vedlikehold. Ernæringseksperter har stadig sterkere understreket behovet for kalsium i dietten for menn og kvinner i alle aldre, såvel som for barn. I den senere tid har oppmerksomheten vært rettet mot kalsium og dets rolle for å forhindre osteoporosis, en degenererende bensykdom.

99% av legemets kalsium er tilstede i tenner og ben. Kalsium er således nødvendig både for bendannelse og vedlikehold. Denne andre ene prosent sirkulerer i blodet og er delvis ionisert. I sin ioniserte form er kalsium av største betydning for blodkoagulering, for hjertefunksjonen, muskler og nerver og for membranenes permeabilitet. Kalsium er også av vital viktighet for normal nervetransmisjon, muskelsam-mentrekning, hjertefunksjon og blodstørkning. Hvis util-strekkelige mengder av kalsium når blodet fra diettkildene, vil kalsium fjernes fra ben for å gjøre opp forskjellen. Nylig vitenskapelig forskning har indikert at kalsium spiller en rolle ved beskyttelse mot høyt blodtrykk og kreft i endetarmen. Et ekspertpanel på benhelse sammenkalt av National Institute of Health ga følgende oppsummering: "In some studies, high dietary calcium suppress age-related bone loss and reduces the fracture rate in patients with osteoporosis". The U.S Recommended Daily Allowance (R.D.A.) (i det etterfølgende betegnet med ADD (Anbefalt Daglig Dose)) for kalsium er 1000 mg. Mange voksne amerikanere inntar mindre kalsium-mengder. Ved å forøke mengden av kalsium i melk, vil det være lettere for folk å tilfredsstille ADD for kalsium.

I tillegg blir kalsium best absorbert sammen med vitamin D og laktose, som begge finnes i melk.

Kalsium-anrikede matvareprodukter og spesielt kalsiumanriket fersk melk er utviklet og har tidligere vært anvendt fra tid til annen. Imidlertid, før utvikling av foreliggende fremgangsmåte, har kalsium-anriket fersk melk vært beheftet med alvorlige ulemper. Slike melketyper har manglet stabilitet og har hatt en bismak. Det har ikke smakt som god, nysilt melk. I tillegg har kalsiumkilden, vanligvis et uorganisk salt i finfordelt form, hatt en tendens til å felle ut. Dette gjør at kalsiuminnholdet ikke blir jevnt fordelt hvis melken ikke rystes, og vil danne et tungt sediment som kan være vanskelig å resuspendere i melken.

En hermetisert, kalsiumanriket melk er beskrevet i U.S.

Patent nr. 2,871,123. Kalsiumkarbonat var anvendt som kalsiumkilden, og karragen-gummi som suspensjon. Produktet var et konsentrert melkeprodukt som ble fortynnet for å gi en blanding egnet for småbarn.

En kalsiumanriket fersk melk med 1% smørfett blir for tiden solgt under handelsnavnet "CalciMilk" av Lehigh Valley Farms og inneholder en i henhold til merkelappen 66% mer kalsium enn vanlig lettmelk. Produktet inneholder trikalsiumfosfat for å øke kalsiuminnholdet, cellulosegel og karragen. Det inneholder tilsatt laktase-enzym for å bryte ned melkens laktose. "Rystes før bruk" er trykket på kartongen, hvilket indikerer at trikalsium-fosfat felles ut.

De enkelte individers evne til å utnytte kalsium i næringsmidler varierer betydelig. Generelt når et individ lever på en diett med høyt protein-innhold vil ca. 15% av diettens kalsium absorberes. Når et individ lever på en lav-protein-diett vil kun ca. 5% av diettens kalsium absorberes. Fytinsyre i korn innvirker på kalsiumabsorbsjonen ved å danne uoppløselig kalsiumfytat i tarmen. Oksalater i matvarer, så som spinat og rabarbra kan ha en lignende effekt.

Andre tarmfaktorer som innvirker på absorbsjon av kalsium innbefattet pH fordi jo mer alkalisk innholdet i tarmene er desto mindre oppløselig er kalsiumsaltene, kalsium:fosfor-forholdet, fordi høye forhold fremmer dannelse av trikalsiumfosfat istedenfor de mer oppløselig og bedre absorberte typer, tilstedeværelse av frie fettsyrer som finner sted når fettabsorbsjonen er nedsatt, samt mengden av tilstedeværende vitamin D da dette vitamin fremmer absorbsjon av kalsium fra tarmen.

Fosfor er tilstede i hver av kroppens celler, men på samme måte som kalsium finnes mesteparten av fosforet i benene og tennene. Ca. 10% av kroppens totale fosfor er tilstede i kombinasjon med proteiner, lipider og karbohydrater, og ved andre forbindelser i blod og muskler. Ytterligere 10% er fordelt i et antall kjemiske forbindelser. Det er velkjent at fosfatestere er av stor betydning for energioverførsel.

Fosforets metabolisme er nær beslektet med kalsiumets. Kalsium:fosforforholdet i dietten påvirker absorbsjonen og utskillelsen av de to elementer. Hvis hvert av elementene tas inn i overskudd vil utskillelse av det andre element finne sted. Det optimale forhold er 1:1 når vitamin D-inntaket er passende. Til bakgrunnsinformasjon er det åpenbart at fremstilling av et lagringsstabilt, konsumentakseptabelt melkeprodukt forsterket med tilsatt kalsium og fosfor vil være et viktig bidrag til ernæringen.

Ordet "melk" er her anvendt i sitt bredeste omfang. Det anvendes for å henvise til skummet melk, lettmelk, helmelk, anriket melk, sjokolademelk o.l., enten i flytende eller tørr form. Hvis ikke angitt som tørr, betyr betegnelsen "melk" i det etterfølgende flytende melk. I kravene hvor forholdene tillater det betyr betegnelsen "melk" både flytende og tørr melk. Betegnelsen "melkeprodukt" anvendt i det etterfølgende og i kravene omfatter produkter med en melkebasis, men forsterket i henhold til oppfinnelsen og tilsatt andre materialer for spesielle formål. Formålet kan være humant forbruk, slik som ville være tilfelle for sjokolademelk, men kan også anvendes i forbindelse med anrikning med kalsium og fortrinnsvis også med fosfor i bakte produkter, dyrefor, puddinger, yoghurt og andre slike næringsmidler hvor melk ofte er en bestanddel.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte ved fremstilling av kalsiumanriket melk med 2110 - 4220 mg kalsium per liter melk, som kjennetegnes ved å 1) blande alt eller en del av melken inneholdende minst 1 vektprosent smørfett med (a) 0,26 - 1,0 vektprosent, regnet på melkemengden, av trikalsiumfosfat i finfordelt tilstand eller kalsiumkarbonat i finfordelt tilstand, (b) 0,01 - 0,06 vektprosent, regnet på melkemengden av karragengummi og (c) 0,01-0,06 vektprosent, regnet på melkemengden, av guargummi, 2) iblande eventuelt gjenværende del av melkemengden, og

3) deretter emballere den anrikete melk.

Tilstedeværelsen av fett synes å forsterke effekten av karragen, slik at mengdene av de to valgte gummier kan justeres i henhold til melkens fettinnhold.

I henhold til en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen fremstilles den forsterkede melk først ved å danne en forblanding av tørre partikkelformige bestanddeler, nemlig den kalsiumanrikende bestanddel, fortrinnsvis trikalsiumfosfat, karragen og guargummi. For å lette blandingen med melk og fremstillingen av mer homogene blandinger, dannes en forblanding eller hovedsats ved å blande de tørre bestanddeler med en alikvot av melken som skal anrikes. Denne blanding agiteres kontinuerlig i en viss tidsperiode for å tillate at guar gummien hydratiserer. Formiksen blir deretter blandet med resten av melken som skal anrikes, og omrøring eller agitasjon fortsetter for å sikre jevn blanding. Melken blir deretter pasteurisert, hvilket gjør det mulig at karragen går i oppløsning og blir hydratisert. Melken kan om ønsket homogeniseres. Den blir deretter emballert og blir deretter klar for distribusjon og endelig forbrukt. Den foreliggende oppfinnelse adskiller seg fra fremgangsmåten for fremstilling av kjente kalsiumanrikede produkter fordi den gjør det mulig å innbefatte uoppløselige kalsiumforbindelser i melk med minimal utfelling og uten å gi avkall på akseptabel smak og "munnfølelse". Den anrikede melk fremstilt i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles til å ha akseptabel smak, den kan bringes til å smake like godt som fersk melk. En 2 dl porsjon av helmelk, fremstilt i henhold til oppfinnelsen, kan blandes slik at den gir opptil 100% eller mer av ADD av kalsium, og likevel bibeholdes den gode smak av fersk melk og er særpreget ved god stabilitet. I tillegg kan den anrikede melk fremstilt i henhold til oppfinnelsen tilveiebringe en god diettkilde for fosfor.

I henhold til oppfinnelsen forøkes kalsiuminnholdet til melk ved å innblande i melk en fordøyelig, uoppløselig kalsiumforbindelse, såsom kalsiumkarbonat, men fortrinnsvis trikalsiumfosfat og visse gummier som stabiliserer blandingen. Det er funnet at ved valget av de anvendte gummier og anvendelse av riktige forhold mellom de to spesielle gummier vil den uoppløselige kalsiumforbindelse ikke bare forbli vel suspendert i melken, men like viktig, muliggjøre å fremstille et produkt som kan ha samme aroma, smak og "munnfø-lelse" som god, fersk kumelk.

Den fordøyelige, uoppløselige kalsiumforbindelse anvendt for anrikning bør fortrinnsvis være finfordelt trikalsiumfosfat. Andre kalsiumkilder er undersøkt, og de fleste er funnet utilfredsstillende av forskjellige grunner. F.eks. er kalsium-citrat og kalsium-glycerolfosfat undersøkt og funnet å ha visse mangler på en eller flere måter. Kalsiumklorid er for bittert, finfordelt trikalsiumfosfat og kalsiumkarbonat er begge fordøyelige, milde, uoppløselige og kan omdannes til fine partikler som lett kan omdannes til suspensjoner med akseptabel lagringsstabilitet. Trikalsiumfosfat anriker melken med hensyn til fosfor, dens kalsiumkarbonat, som er

nyttig, gjør det ikke.

Trikalsiumfosfat eller kalsiumkarbonat finfordeles tilstrekkelig til at 99% kan passere en U.S. standard sikt med en maskevidde på 0,08 mm. Dette betyr at den maksimale partikkeldiameter ikke er vesentlig overfor 44 pm. Betegnelsen 44 "diameter" anvendes her i den vanlige betydning med hensyn til fine partikler, nemlig å bety den største dimensjon og antyder ikke en kuleformet partikkel. Selv om partikler med en maksimal diameter ikke vesentlig over 44 pm er det foretrukne, kan noe større partikkelstørrelser anvendes med akseptable resultater, selv om større partikler har en tendens til mindre stabilitet, sikting av 44 pm produkter til å tilfredsstille 99% gjennom en U.S. standard sikt med en maskeåpning på 0,08 mm gir en jevn sats med hensyn til partikkelstørrelse, men påvirker ikke suspensjonens stabilitet. På tilsvarende måte vil mindre partikler enn de foretrukne ikke by på noen fordeler med hensyn til suspensjonens stabilitet, men vil generelt;forøke omkostnin-gene da mindre partikkelstørrelser vil bli mer kostbare. En kombinasjon av to stabiliseringsmidler er funnet å gi akseptabel lagringsstabilitet. De to midlene er karragen-og guargummi, anvendt i de angitte mengder hvor mengden av karagen vanligvis er noe større enn vektmengden av guargummien. Disse spesielle gummier ble valgt etter undersøkelse av mange stabiliseringsmidler. Disse gummier ble valgt for deres evne til å suspendere trikalsiumfosfat såvel som andre kalsiumsalter som ble undersøkt, uten å påvirke aromaen på vesentlig måte. I tillegg synes det som om den spesielle kombinasjon av gummier forårsaker den minste endring av viskositeten av melken som skal anrikes.

De foretrukne karragen-gummier for anvendelse er kappakarragener og det mest foretrukne er et produkt fremstilt av Marine Colloids solgt under handelsnavnet "Seakem 315". Den mest foretrukne grad av guar-gummi er et produkt fremstilt av Dycol Inc. og solgt under varemerket "Dycol 4500 F guar gum". De valgte karragen-og guar-gummier må

anvendes i kombinasjon.

Ingen av gummiene virker tilfredsstillende alene.

Kommersielt tilgjengelig karragengummi har en molekylvekt

i området 100.000 - 1.000.000. Det er ikke oppløselig i melk ved 20°C, men er oppløselig ved ca. 80°C. Det er tilgjengelig som et pulver som i farve ligge i området fra hvitt til beige, avhengig av graden. Det er et lineært polysakkarid bestående av repeterende galaktose-enheter og 3,6-anhydro-galaktose (3,6 -ag) både sulfatert og ikke-sulfatert forenet med alternerende alfa 1-3, beta 1-4 glykosidbindinger. De tre typer karagenan som er i vanlig anvendelse og som er kommersielt tilgjengelige er kjent som kappa, iota og lambda. Hovedforskjellen som innvirker på egenskapene av de tre typer av karagenan er antallet og posisjonene for ester sulfat gruppene på de repeterende galaktoseenheter.

De foretrukne karagengummier for anvendelse ved utførelse av foreliggende oppfinnelse er kappakarragener og er antatt å ha maksimalt (gjennomsnittlig) en enkelt sulfat sub-st ituent -gruppe pr. gruppe tilstøtende ringer. Kappa-karragenene er generelt ca. 25% estersulfat og ca. 34% 3,6-AG.

I visse posisjoner på overflaten av kasein-misellen er det en meget sterk konsentrasjon av positive ladninger. Disse positive ladninger reagerer sterkt med de negative ladninger på karagenan. Denne reaksjon i kombinasjon med dobbelt-spiralene har en tendens til å finne sted i vandige systemer og vil øke gelstyrken vesentlig. Dette er grunnen til at kakao i sjokolademelk kan suspenderes med meget små mengder karagenan, eksempelvis ved 0,03 vektprosent. Dette kan også bidra til suksessen for systemene beskrevet i foreliggende beskrivelse.

Guargummi omfatter en rett kjede av D-mannose med et D-galaktosesidekjede på omtrent hver annen mannoseenhet, dvs. at forholdet mellom mannose til galaktose er 2:1. Guar gummi har molekylvekt av størrelsesorden 220.000.

Guargummi hydratiserer enten i kald eller varm melk til å gi høyviskøse oppløsninger ved lave konsentrasjoner. Selv om viskoseutviklingen er avhengig av partikkelstørrelse, pH og temperatur, vil guargummi ved 1%-ig konsentrasjon typisk hydrere fullstendig i løpet av 24 timer i romtemperatur og i løpet av 10 min. 80°C til å gi viskositeter på 3-6 Pa (30-60 P) avhengig av graden. Guargummi-oppløsninger er stabile

i pH-området 4.0-4.5 og den raskeste hydratisering skjer ved pH 8.0.

Guargummi er kompatibel med andre vanlige plantegummier, innbefattende karragener. Den har nyttige emulgerende egenskaper. Den hydratiserer raskt, hvilket er en fordel ved utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Den mest foretrukne utførelsesform i henhold til oppfinnelsen er fremstilling av anriket helmelk som gir 100% ADD for kalsium i en enkelt 2 dl porsjon og besitter utmerket stabilitet. Mengden av tilsatt trikalsiumfosfat nødvendig for å tilveiebringe 100% ADD av kalsium i en 2 dl porsjon er ca. 0,85 vektprosent av melken. Det gjør ingenting om man overskrider 100%, så fortrinnsvis anvendes 0,9 vektprosent og også 1,0 vektprosent anvendes, hvilket vil kompensere for en eventuell variasjon i melkens naturlige kalsiumsammenset-ning. Den foreliggende fremgangsmåte ved fremstilling av anriket melk i henhold til foreliggende oppfinnelse kan illustreres ved å beskrive hvorledes den foretrukne anrikte helmelk fremstilles.

Først blir ca. 0,9 vektprosent trikalsium-fosfat tørrblandet med 0,031-0,039 vektprosent "SeaKem 315" kappa-karragen-gummi og 0,023-0,029 vektprosent guargummi, regnet på vekten av melken som skal anrikes. Disse tørre, pulverformige materialer blandes omhyggelig sammen og innføres deretter i en alikvot av melken. De tørre materialer og melkealikvoten blandes omhyggelig. Tilstrekkelig tid tillates for å sikre en vesentlig hydratisering av guargummien. Forblan-

dingen tilsettes deretter resten av melken, og denne omrøres eller agiteres for å sikre en i det vesentlige jevn blanding. Generelt vil ca. 15 min. blanding i en "liquefier" være nødvendig for å oppnå hydratisering av guargummien og for å oppnå en jevn suspensjon av trikalsiumfosfatet.

Den anrikede melk blir deretter behandlet i et pasteuriseringstrinn ved en temperatur på ca. 80°C. Dette sikrer oppløsning og hydratisering av karagenanet. Melken kan om nødvendig også homogeniseres. Da homogenisering dispergerer fettet jevnt og vanligvis bryter fett opp i meget små dråpestørrelser vil dråpestørrelsen være relativt jevn og homogenisering er generelt foretrukket i det minste for helmelk, men er ikke obligatorisk. Melken blir deretter pakket og er klar for eventuell lagring og for distribusjon til sluttforbrukeren. Noe fett, fortrinnsvis smørfett bør være tilstede i melken ved utførelse av foreliggende oppfinnelse. Tilstedeværelsen av smørfett synes også å fremme karragenets stabiliserende virkning. Smørfettinnhold så lave som 1% har vist seg effektive.

Generelt når mengden av smørfett synker under den verdi som generelt er å betrakte som standard, dvs. 3,25 vektprosent, vil mengden av trikalsiumfosfat som skal være tilstede i den anrikede melk under samtidig bibeholdelse av suspensnons-stabilitet, synke. Foreliggende fremgangsmåte er derfor ikke betraktet som anvendbar på skummet melk som i det vesentlige ikke inneholder noe gjenværende smørfett. I foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen anvendes melk som inneholder minst 2 vektprosent smørfett, og for en anriket helmelk bør smørfettinnholdet være minst 3,25 vektprosent.

For å anrike melk med lavt fettinnhold, eksempelvis ca. 2 vektprosent smørfett er fremstillingsmetoden den samme som den for anrikning av helmelk, bortsett fra mengden av anvendt trikalsiumfosfat.

Således, for anrikning av helmelk i henhold til foreliggende fremgangsmåte er de anvendte mengder som følger: trikalsium-fosfat 0,26-1,0 vektprosent, kappa-karragen, fortrinnsvis "SeaKem 315" 0,01-0,06 vektprosent, og guargummi 0,01-0,06 vektprosent, idet prosentene er basert på vekten av melken. For et anriket melkeprodukt basert på melk inneholdende 2% fett er andelene som følger: trikalsiumfosfat 0,26- 0,5 vektprosent, kappa-karragen 0,01-0,06 vektprosent og guar-gummi 0,01-0,06 vektprosent, regnet på vekten av melken.

For fremstilling av produkter hvor anrikning er den primære hensikt og hvor suspensjonsstabilitet er mer viktig enn å oppnå aroma og "munnfølelse" kan bredere områder av gummi-prosentandeler være nyttige. Mengdene og andelene av gummiene som anvendes må generelt velges etter en viss eksperimentering da de vil være avhengig av utstyr og temperaturene som anvendes, blandetider, effektiviteten av blandingen og andre slike variable. Således vil mengder og andeler som gir optimale resultater i laboratoriet, ikke nødvendigvis gjøre dette i et meieri. God suspensjonsstabilitet for leskedrikker kan ofte oppnås når mengden av karragen er 0,03-0,04 vektprosent og mengden av guargummi er 0,02-0,03 vektprosent, regnet på vekten av melken. For å tilfredsstille behovet for anriket melk som konsumeres som leskedrikk er aroma og "munnfølelse" viktige.

Optimale egenskaper oppnås når innholdet av karragengummi er 0,031-0,039 vektprosent og guargummi-innholdet er 0,023-0,029 vektprosent. I laboratoriet har optimal god smak og aksept blitt oppnådd når mengden av karragen var 0,033 vektprosent og guargummi var 0,25 vektprosent. Imidlertid, i et meieri ble optimale egenskaper oppnådd når karrageninn-holdet var 0,035 vektprosent og guargummi-innholdet var 0,0275 vektprosent.

For en kalsiumanriket og fosforanriket helmelk fremstilt i henhold til den mest foretrukne fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen, er prosentandelene for optimal god smak og for å oppnå 100% kalsium ADD pr. ca. 2 dl porsjon, er de respektive prosentandeler som følger: trikalsiumfosfat 0,9 vektprosent, "SeaKem<5>" karragen 0,031-0,039 vektprosent og guargummi 0,023-0,029 vektprosent. På tilsvarende måte for en kalsiumanriket og fosforanriket melk med et lavt fettinnhold på ca. 2 vektprosent smørfett er prosentandelen av de respektive bestanddeler som anvendes ved den mest foretrukne oppfinnelsen for å gi 70% av kalsium U.S. R.D.A. pr. 2 dl porsjon trikalsiumfosfat 0,5 vektprosent, kappa-karragen og guar-gummi er de samme som for helmelk.

Suspensjonsstabilitet er bestemt på en spesiell måte, og i foreliggende beskrivelse må det forstås at god suspensjonsstabilitet er bestemt på denne spesielle måte. Initialt etter at det anrikede melkeprodukt er nyprodusert og pakket ble prøver tatt fra toppen og fra bunnen av en beholder. Beholderen blir deretter rystet og en enkel prøve er tatt ut fra et hvilket som helst sted, hvilket er passende hvis rystingen har vært omhyggelig. Kalsiuminnholdet av disse prøver blir deretter bestemt ved atomabsorbsjonsspektrum-bestemmelse. Denne prosedyre gjentas med 6 dagers interval-ler, da maksimalt 12 døgn er betraktet som sammenlignbar for maksimal lagringstid som kan forventes av fersk melk tatt det sjette døgn og på det tolvte døgn etter at det anrikede melkeprodukt var fremstilt og pakket. På en skala på 1000 er et avvik i kalsiuminnholdet på pluss eller minus 10 enheter det anvendte kriterium for å bestemme hvorvidt suspensjons-stabiliteten er tilfredsstillende. Hvis avviket mellom prøvene er mindre enn 10 enheter er stabiliteten antatt å være tilfredsstillende. Hvis avviket er mer enn 10 enheter er produktet antatt å være ustabilt.

Anriket melk fremstilt i henhold til den foretrukne fremgangsmåte av oppfinnelsen utviste akseptabel stabilitet etter 12 døgn ved kjølelagring, dvs. ved en temperatur i området 3-4,5°C. For stabilitetsbestemmelse ble prøvene tatt ut ved kjøletemperatur. Ved kommersiell fremstilling vil prøver, som en kontroll av kommersiell produksjon, bli tatt ut umiddelbart, halvveis i 12 døgns perioden og på det tolvte døgnet.

Den spesielle beskrevne prøvetagningsprosedyre er viktig fordi den reflekterer en eventuell sedimentasjon som måtte finne sted. Fra et meget betydelig eksperimentelt arbeide er det funnet at med de foretrukne systemer ifølge oppfinnelsen vil en eventuell sedimentasjon som finner sted kunne tilskrives dårlig blanding og dårlig hydratisering under fremstillingsprossesen.

Viskositeten av den anrikede melk er en viktig faktor for smak og "munnfølelse". Viskositeten bestemmes ved hjelp av en modifisert Zahn-prøve. For dette formål anvendes en kopp med fast åpning gjennom hvilken en forhåndsbestemt mengde melk får strømme. Antall sekunder som medgår for den full-stendige gjennomstrømming rapporteres som et mål på viskositeten. Ved den opprinnelige Zahn-prøve passerer 50 ml av prøven gjennom en 3,2 mm åpning. Ved den modifiserte Zahn-prøve, anvendt i henhold til oppfinnelsen, passerer en prøve på 150 mm gjennom en åpning med en diameter på 2,06 mm. Med det spesielle utstyr anvendt av oppfinnerne for å bestemme viskositeten var høyden av prøvekolonnen med en prøvestør-relse på 150 ml melk eller anriket melk 159 mm. Målingene ble utført ved kjøletemperaturene, dvs. 3-4,4°C.

Oppfinnelsen skal ytterligere illustreres med flere spesielle eksempler. Alle deler og prosentandeler er pr. vekt hvis intet annet er angitt. For alt anvendt trikalsiumfosfat passerte 99% gjennom en sikt med en maskestørrelse på 0,08 mm (325 mesh Sieve) (U.S. Standard).

Eksempel 1

Kalsiumanrikning og fosforanrikning av melk med forskjellige smørfettinnhold.

Hver av sammensetningene vist i tabell 1 ble anvendt for å anrike flere forskjellige satser med melk ved forskjellig innhold av smørfett, nemlig 1 vektprosent, 2 vektprosent, 3,5 vektprosent og 5,0 vektprosent smørfett. Omhyggelig blanding av hver av sammensetningene ble utført i en tilstrekkelig tid for å sikre jevnhet og i det vesentlige fullstendig hydratisering av gummiene. Forutgående forbru-kerundersøkelser av disse forskjellige anrikede melkeprodukter, konsumert som leskedrikker, førte til valg av ytterligere undersøkelse av melk inneholdende 2% melkefett og anriket med 66% kalsium ADD og melk inneholdende 3,5 vektprosent smørfett, anriket til 100% kalsium ADD. Disse spesielle forsøk ble derfor gjentatt for å underbygge observasjonene. For å fremstille anriket melk med 2% smørfettinnhold ble det finfordelte pulverformige trikalsiumfosfat tilsatt i de følgende mengder til to forskjellige satser: 263 mg/100 g melk og 264 mg/100 g melk. For melk med 3,5% smørfettinnhold ble de følgende trikalsiumfosfat mengder tilsatt til to forskjellige melkesatser: 385 mg/100 g melk og 390 mg/100 g melk.

Eksempel 2

Melk standardisert til et smørfettinnhold på 3,25 vektprosent, anriket med kalsiumkarbonat.

En sats på 18,1 kg melk standardisert til et smørfettinnhold på 3,25 vektprosent ble modifisert ved tilsetning av de følgende bestanddeler:

Etter omhyggelig blanding for å sikre jevnhet og i løpet av tilstrekkelig tid for å oppnå i det vesentlige hydratisering av gummiene ble den anrikede melk pasteurisert ved 80°C og homogenisert ved 140 kp/cm<2>. Stabiliteten var akseptabel.

Når kalsiumcitrat ble anvendt istedenfor kalsiumkarbonat var stabiliteten dårlig og pasteuriseringsutstyret tettet seg. Melken som kom ut gjennom pasteuriseringsutstyret var mis-farvet og produktet hadde en sandaktig tekstur.

Når kalsium-glycerolfosfat ble anvendt istedenfor kalsiumkarbonat ble det dannet en betydelig skum-mengde under blandingen og klumper hadde en tendens til å danne seg øverst i melken og pasteuriseringsutstyret tettet seg til og det erholdte produkt utviste en vesentlig utfelling eller sedimentasjon av kalsiumsalt. For begge disse og andre kalsiumsalter som ble anvendt istedenfor kalsiumkarbonat var vektprosentandelene av anvendt karragen og guargummi den samme selv om mengdene av salt ble justert for å gi en konstant anrikning med hensyn til kalsium.

Eksempel 3

Anrikning av melk med lavt fettinnhold på 2 vektprosent smørfett. Flere forsøk ble igjen utført under anvendelse av satser på 18,1 kg melk inneholdende 2 vektprosent smørfett. Etter at jevnhet av den anrikede melk var oppnådd ved blanding og etter vesentlig fullstendig hydratisering av gummiene ble flere satser av melk pasteurisert ved 10°C og homogenisert ved 140 kp/cm<2>. De følgende sammensetninger ble evaluert:

For forsøkene 3-1, 3-2, 3-3 og 3-4 ble den pasteuriserte og homogeniserte melk 4 døgn etter emballering evaluert med hensyn til sedimentering. Ingen av prøvene viste noen påvisbar sedimentasjon. I forsøk 3-5 var anvendt kalsiumkarbonat i finfordelt form som anrikningsmiddel. Fire døgn etter emballering utviste melken en svak sedimentasjon. Seks døgn etter emballering var aromaen tilfredsstillende.

Når forsøk 3-5 endelig ble utført på ny under anvendelse av helmelk og hvor kalsiumkarbonatet var erstattet med 163,44 g kalsiumfosfat (0,90%) var forblandingen oppskummet når den ble blandet med hovedsatsen av melk.

Eksempel 4

Viskositetsobservasjoner

Melk standardisert til et smørfettinnhold på topp 3,25 vektprosent smørfett ble anriket i satser av 18,1 kg, som angitt i den etterfølgende tabell 3. Den anrikede melk ble pasteurisert ved 80°C og homogenisert i et enkelt trinn ved 140 kp/cm<2>. Viskositetsbestemmelsene og sedimentasjonsobservasjonene for melkesatsene ble utført ett døgn etter emballering. Generelt var aromaen for samtlige satser, innbefattende kontrollsat-sen, akseptable. Imidlertid hadde prøve 4-6 en ikke naturlig aroma og en "tørr" smak.

Eksempel 5

Viskositetsbestemmelse av helmelk med 80% ADD kalsium og 90% ADD kalsium pr. 2 dl porsjoner. Flere 18,1 kg satser av melk, standardisert til et smørfettinnhold på 3,25 vektprosent ble anriket med trikalsiumfosfat. Etter fremstilling av flere forskjellige satser av melk ble hver sats pasteurisert ved 80°C og homogenisert i ett enkelt trinn ved 140kg/cm<2>. De forskjellige blandinger som ble fremstilt og evaluert er gjengitt i den etterfølgende tabell 4.

Viskositetsbestemmeisene reflekterer tilsetningene tilsatt

melken og er en indikator på "munnfølelse". Selv om det er en subjektiv antagelse, synes de mest akseptable produkter å være de som har en viskositet på ca. 50 s og generelt i området 45-60 s, slik som angitt i tabellen ovenfor.

Når tilsvarende forsøk ble utført med melkesatser på 494 kg standardisert til et smørfettinnhold på 2 vektprosent og anriket med trikalsiumfosfat til 70% ADD under anvendelse av "SeaKem<5> 315" kappa-karragen i mengder i området 0,03-0,036 vektprosent og guar-gummi i mengder i området 0,02-0,03 vektprosent var viskositeten generelt i området 45-60 s idet høyere viskositeter ble observert for stigende mengder av anvendt stabilisator. I alle tilfeller var aromaen akseptabel. De eksakte sammensetninger som ble evaluert er gjengitt i den etterfølgende tabell 5.

I hvert av disse forsøk var vektprosenten av tilsatt trikalsiumfosfat 0,5 vektprosent for å oppnå en anrikning til 70% ADD-nivå. For mest akseptabel tekstur og munnfølelse ble de forsøk under viskositeter med 55 s foretrukket. Forsøk 5-11 representerer et nært opptil optimalt produkt for et smørfettinnhold på 2 vektprosent nivå. Denne observasjon ble bekreftet av forsøk 5-15 som i det vesentlige var en gjentagelse av forsøk 5-11. Tilsvarende evalueringer utført for melkesatser standardisert til 3,25 vektprosent smørfett anriket til et nivå på 100% ADD kalsium pr. 2 dl porsjoner indikerte at stabiliseringsnivået for "SeaKem<5> 315" på 0/03 vektprosent og guargummi på 0,01-0,02 vektprosent synes å være optimale med utmerket stabilitet og viskositetsnivåer i området 5-55 s og med god aroma og munnfølelse. De nevnte evalueringer ble utført på satser som var anriket, pasteurisert ved 80°C og homogen-siert i et enkelt trinn ved 140 kp/cm<2>. Foreliggende oppfinnelse er primært rettet på utvikling av et meget salgbart, konsumentakseptabelt produkt. For ethvert kalsium-anriket produkt vil konsumenten ofte forstå etter den første smak at melken som drikkes er modifisert på en eller annen måte. Dette skyldes trolig den forøkede viskositet som følger med anrikningen og fører til en annen "munnfølelse". De utførte evalueringer indikerer at de anrikede produkter med viskositeter i området 45-60 s generelt er akseptable og at viskositeter i området 55 s er foretrukne, og at en viskositet på ca. 50% er mest foretrukket. Konsumenten vil likevel merke en forskjell, men melken er velsmakende i disse viskositetsområder.

For kalsiumanriket melk kan det forventes at den kjøpende forbruker foretar det initiale kjøp på grunn av kalsium-anrikningen og vil kun gjenta kjøpet hvis melkeproduktet er attraktivt for forbrukeren. Imidlertid har foreliggende oppfinnelse ført til fremstilling av en familie av kalsium-anrikede og kalsium- og fosforanrikede melkeprodukter, som er nyttige for et antall formål i tillegg til det direkte forbruk som leskedrikk, når de ønskede egenskaper nødvendig for nødvendig leskedrikk for bruk ikke behover å være tilstede.

F.eks. er kalsiumanrikede melkeprodukter nyttige ved fremstilling av puddinger, bakevarer og for til selskapsdyr. Kalsiumanrikede melkeproudkter er også nyttige for å tilveiebringe den flytende bestanddel for slike ting som pannekaker, forloren hare og supper. For alle disse anvendelser er smak og munnfølelse av sekundær viktighet i forhold til suspensjonsstabilitet og det faktum at ytterligere næringsmidler er tilsatt. For sike anvendelser vil stabiliseringssystemene som anvendes i henhold til oppfinnelsen tilveiebringe et verdifullt middel for å fremstille anriket melk med god suspensjonsstabilitet. Ved å justere disse stabiliseringsmidler og deres konsentrasjon innen de angitte områder kan det fremstilles melkeprodukter som er akseptable og som krever liten eller ingen blanding eller rysting før anvendelse. Dette er viktige vurderinger for industrielle forbrukere, såsom bakerier, hvor tykke sedimenter i utstyret er meget uønsket.

Trikalsiumfosfat i ekstremt finfordelt form er et foretrukket anrikningsmiddel. Imidlertid er også kalsiumkarbonat nyttig når kun kalsiumanrikning er nødvendig. Trikalsium-fosfat har den fordel at den tilveiebringer et høyt kalsiuminnhold pr. vektenhet og i anrikning med hensyn til fosfor i tillegg til kalsium. Kombinasjonen kappakarragen og guargummi gir stabiliserte anrikede melkeprodukter med eksepsjonelt egnede egenskaper for anvendelse i humane matvareprodukter såvel som i dyreprodukter. Selv om kappa-karragen er foretrukket så kan det anvendes i kombinasjon med iota-karragen, lambda-karragen og med blandinger av disse to andre karragengummier, som alle er kommersielt tilgjengelige.

"FMD's division Marine Colloid" tilbyr en rekke karragen-gummier som er identifisert ved en kombinasjon av handels-navn og tall. For anvendelse i melk foreslår fabrikanter SeaGel", "SeaKem511 og "Lactarin"-karragengummier. "SeaGel"-

gummier er anbefalt for gelering, "SeaKem<5>"-gummi når ytterligere viskositet er ønsket og "Lactarin"-gummier når oppløseligehet i kold tilstand er viktig. "SeaKem<5l>,-gummiene er funnet å være spesielt ønskelig for anvendelse i henhold til foreliggende oppfinnelse. Tallet som vanligvis er assosiert med hver gummi forekommer i et antall av tre, såsom f.eks. i den foretrukne kappa-karragengummi "SeaKem<5 >315". Det første siffer i settet av de tre tall angir effekten på gel styrken og jo høyere tall i skalaen 1-9 inidikerer en høyere gel-styrker. Det andre siffer i settet av de tre tall vedrører gel-teksturen på en skala på 1-9. Lavere verdier indikerer sprø geler og høyere økte verdier indikerer elastiske geler. Det andre siffer har liten betydning i forbindelse med foreliggende oppfinnelse da geler ikke dannes. Det tredje siffer er melkeprotein-reaktivitetsindeks og høye sifre i skalaen 1-9 reflekterer høyere reaktivitet.

Det kalsiumanrikende middel bør ha en mild smak, spesielt når det er tilstede i melk. Det bør være meget finfordelt, fortrinnsvis ha en største partikkelstørrelse på 44 pm eller mindre, dvs. 99% av dets partikler passerer gjennom en 325 mesh U.S. standard sikt, dvs. med en maskeåpning på 0,08 mm. Det bør være uoppløselig da reaksjonen mellom karragen og proteiner fremmes av tilstedeværelse av kalsiumkationer. Disse kationer virker som en bro eller endrer ladnings-egenskapene for de deltagende bestanddeler. Således bør tilstedeværelse av kalsiumkationer fra tilsatt anrikningsmiddel unngås.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av kalsiumanriket melk med 2110 - 4220 mg kalsium per liter melk, karakterisert ved å

1) blande alt eller en del av melken inneholdende minst 1 vektprosent smørfett med (a) 0,26 - 1,0 vektprosent, regnet, på melkemengden, av trikalsiumfosfat i finfordelt tilstand \ eller kalsiumkarbonat i finfordelt tilstand, (b) 0,01 - 0,06 vektprosent, regnet på melkemengden av karragengummi og (c) 0,01-0,06 vektprosent, regnet på melkemengden, av guargummi,

2) iblande eventuelt gjenværende del av melkemengden, og eventuelt pasteurisere blandingen, og

3) deretter emballere den anrikete melk.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at melken tilsettes trikalsiumfosfat og at melken deretter pasteuriseres for derved å hydratisere guargummien, hvoretter blandingen homogeniseres før emballering.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det anvendes trikalsiumfosfat med en partikkelstørrelse som ikke vesentlig overstiger 44 pm.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-2, karakterisert ved at det som karragen anvendes kappa-karragen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det finfordelte trikalsiumfosfat, karragengummi og guargummi forblandes i pulverform og deretter blandes inn i en liten del av melkemengden til å gi en forblanding som deretter blandes med den resterende del av melken.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at helmelk inneholdende 2,0 - 2,5 vektprosent smørfett anvendes, og at trikalsium-fosfat anvendes i en mengde på 0,26 - 0,5 vektprosent, karragen i en mengde på 0,03 - 0,04 vektprosent og guar-gummi i en mengde på 0,02 - 0,03 vektprosent.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det anvendes helmelk inneholdende minst 3,25 vektprosent smørfett, og at trikalsiumfosfat tilsettes i en mengde på 0,26 - 1,0 vektprosent, karragengummi i en mengde på 0,03 - 0,04 vektprosent og guargummi i en mengde på 0,02 - 0,03 vektprosent.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det anvendes helmelk inneholdende ca. 2 vektprosent smørfett, og at det først dannes en blanding av tørt finfordelt trikalsiumfosfat, kappa-karragengummi og guargummi, hvoretter det blandede partikkelformige materialet tilsettes til en liten prosent-andel av helmelken inneholdende ca. 2 vektprosent smørfett til å gi en forblanding, og at denne blandingen blandes i tilstrekkelig tid til å tillate at guargummien hydratiserer, blande den erholdte forblandingen med det ønskete volum fersk helmelk, slik at den anrikete melk inneholder 0,26 - 0,5 vektprosent trikalsiumfosfat, 0,03 - 0,04 vektprosent karragengummi og 0,02 - 0,03 vektprosent guargummi, idet prosentandelene er regnet som vektprosent av melk, hvoretter den erholdte blanding pasteuriseres for å hydratisere guargummien.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes helmelk inneholdende minst 3,25 vektprosent smørfett, og at det dannes en blanding av tørt finfordelt trikalsiumfosfat, kappa-karragengummi og guargummi, hvoretter den partikkelformige blanding blandes med en liten andel av helmelken inneholdende minst 3,25 vektprosent smørfett til å gi en forblanding, idet blandingen fortsettes i en tilstrekkelig tidsperiode til at guargummien hydratiseres, hvoretter den erholdte forblandingen blandes med det ønskete volum helmelk til å gi en anriket melk inneholdende 0,26 - 1,0 vektprosent trikalsiumfosfat, 0,03 - 0,04 vektprosent kappa karragengummi bg 0,02 - 0,03 vektprosent guargummi, hvoretter den erholdte blanding pasteuriseres for å hydratisere karragen-gummien, hvoretter blandingen homogeniseres.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at karragen anvendes i en mengde på 0,03-0,039 vektprosent og guargummien i en mengde på 0,023-0,029 vektprosent.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at karragen anvendes i en mengde på 0,035 vektprosent og guargummien i en mengde på 0,0275 vektprosent.