DE69200483T2 - Fettfreier Frischkäse und Verfahren zur Herstellung desselben. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein fettfreies Quark- bzw. Frischkäseprodukt wobei ein Verfahren zu dessen Herstellung. Im allgemeinen schließt ein entsprechendes Verfahren Stufen ein, in denen man eine konzentrierte entrahmte Milchquelle mit mikrokristalliner Cellulose zusammenbringt und die Mischung einer Mikrofluidisierungsbehandlung unterzieht. Die behandelte Mischung wird mit Magermilchquark und verschiedenen Gummiarten in einer Reihe von Stufen zusammengebracht, um eine fettfreies Frischkäse- Produkt zu erzeugen, das einem Frischkäse mit vermindertem oder vollem Fettgehält in Gefüge, Geschmack und Mundgefühl ähnelt.
• Quark- bzw. Frischkäse ist ein weicher, durch milde Säurebehandlung koagulierter ungehärteter Käse aus Rahm oder aus einer Mischung aus Rahm und Milch. Frischkäse wird unter Kühlbedingungen aufbewahrt, und der Körper von Frischkäse ist glatt und butterartig. Gefüge und Körper von Frischkäse bei Kühltemperaturen sind so beschaffen, daß der Frischkäse geschnitten und ausgebreitet werden kann. Bei der Herstellung von Frischkäse werden süße Voll- und/oder Magermilch und süßer Rahm in vorbestimmten Mengenverhältnissen vermischt, um eine Frischkäsemischung zu bilden. Die Frischkäsemischung weist normalerweise einen Butterfettgehalt von ca. 10 bis ca. 14% auf. Nach der Verarbeitung weist der fertige Frischkäse einen Butterfettgehalt von ca. 33 bis ca. 35 Gew.% auf.
• Die Frischkäsemischung wird pasteurisiert und homogenisiert, worauf sie gewöhnlich auf eine Temperatur von 62 bis 92ºF (16,7 bis 33,3ºC) gekühlt und dann mit einer Milchsäure-Kultur inokuliert wird. Rennet kann verwendet werden, um die Koagulation der Mischung zu fördern. Die Mischung wird bei der Inokulationstemperatur bis zur Reifung und Bildung eines Koagulums gehalten. Der Säuregehalt des Koagulums beträgt ca. 0,6 bis ca. 0,9% (berechnet als Prozentgehalt an Milchsäure).
• Nach Erreichen des gewünschten Säuregehalts wird der Quark von der Molke abgetrennt und danach verpackt. Ein wohlbekanntes Verfahren zur Herstellung von Frisch- bzw. Quarkkäse und zur Abtrennung des Frischkäsequarks von Molke schließt eine mechanische Abtrennung des Quarks ein. Dieses Verfahren ist in US 2.387.276 von Link offenbart. Gemäß dem Verfahren des Link-Patents wird nach Reifung des Gemisches zur Bildung eines Koagulums das Koagulum auf erhöhte Temperatur erwärmt, um die Viskosität des Gemisches zu brechen. Danach wird das erwärmte Gemisch bei der erhöhten Temperatur zentrifugiert, um den Quark von der Molke abzutrennen.
• Es sind viele Anstrengungen unternommen worden, ein Produkt vom Typ Frisch- bzw. Quarkkäse bereitzustellen, das Gefüge, Glätte und organoleptische Eigenschaften von Frischkäse aufweist, jedoch mit verminderten Fettgehalten. Bei gestiegener Bewußtheit des Verbrauchers richtet sich das Interesse auf eine Verminderung des Fett- und Kalorienverbrauchs. Nahrungsmittel mit niedrigem Fett- und Kaloriengehalt, die ähnlich aussehen und schmecken wie ihre Gegenstücke mit vollem Fett- und höherem Kaloriengehalt, werden vom Verbraucher nachgefragt. Forschungsgruppen in der Nahrungsmittelindustrie haben sich darauf konzentriert, Nahrungsmittelprodukte zu entwickeln, die nahrhaft und schmackhaft sind, wobei sie wesentlich reduzierte Gehalte an hochkalorigen, fetthaltigen Bestandteilen aufweisen sollen. Dies gilt insbesondere in der Industrie der Molkereiprodukte, wo niedrigkalorige, fettarme Produkte wie Magermilch, Joghurt und fettarme Eiscreme erfolgreich in den Markt eingeführt worden sind.
• Die hohen Fettgehalte bei einigen Molkereiprodukten, wie Frischkäse, der einen Fettgehalt von mindestens ca. 33% aufweist, sind als notwendig erachtet worden, um ein wünschenswertes cremiges Gefühl im Mund beizubehalten und das körnige Gefüge zu vermeiden, das mit früheren Versuchen zur Erzeugung fettarmer Frischkäseprodukte verbunden war.
• Es sind viele Anstrengungen unternommen worden, Imitationsfrischkäseprodukte zu entwickeln, die verminderte Fettgehalte aufweisen. Beispiele dieser Bemühungen sind offenbart in US 2.161.159 von Lundstedt, et al. sowie in US 3.929.892 von Hynes et al. Der Fettgehalt der mit den Verfahren dieser Patente erzeugten Frischkäseprodukte übersteigt allerdings immer noch 10% Fett. Es wäre wünschenswert, den Fettgehalt auf deutlich unterhalb 10% herabzusetzen. Insbesondere wäre es in hohem Maße wünschenswert, ein fettfreies Quark- bzw. Frischkäseprodukt bereitzustellen.
• In jüngerer Zeit sind Verfahren zur Herstellung von Imitations-Frischkäseprodukten mit sehr niedrigem Butterfettgehalt entwickelt worden, die niedrige Kaloriengehalte aufweisen und für diätbewußte Verbraucher bestimmt sind. US 4.244.983 von Baker und US 4.379.175 von Baker offenbaren Imitatiions-Frischkäseprodukte sowie ein Verfahren zu deren Herstellung, welche einen Butterfettgehalt von weniger als ca. 5%, vorzugsweise weniger als ca. 2%, und ca. 60 Kalorien pro Angebotsmenge aufweisen. Allerdings wird vom Erfinder dieser Patente in US 4.724.152 (ebenfalls von Baker), eingeräumt, daß die Produkte, deren sehr niedriger Butterfettgehalt erwünscht ist, die cremige und einen Vollkörper ergebende Konsistenz eines Frischkäse mit vollem Fettgehalt nahe genug bzw. gleichwertig nicht zu ersetzen bzw. nachzuahmen vermögen.
• US 4.724.152 von Baker beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Frischkäseprodukts mit niedrigem Fettgehalt. Bei dem Verfahren werden Milch, ein fetthaltiger Träger und fettfreie Trockenmilch-Feststoffe vermischt, um eine Dressing-Mischung zu bilden. Die Dressing-Mischung wird pasteuerisiert und homogenisiert und danach auf eine Temperatur im Bereich von ca. 145 bis ca. 195ºF (ca. 62,2 bis ca. 90,6ºC), vorzugsweise von 165 bis 190ºF (73,9 bis 87,8ºC), unter konstantem Rühren erhitzt. Ein Stabilisator wird der Mischung zugemischt. Danach wird, unter Aufrechterhaltung der Temperatur in einem Bereich von 150 bis 175ºF (65,6 bis 79,4ºC), weicher ungereifter kultivierter Käsequark, wie Cottage- oder Bäcker-Käsequark, zum Stabilisator-haltigen Dressing-Mix gegeben. Die Mischung wird in einen Homogenisierer gepumpt, wo sie unter herkömmlich erhöhten Druckbedingungen von 500 bis 5000 psig (35,5 bis 345,5 bar), vorzugsweise von 1500 bis 3000 psig (104,4 bis 207,7 bar), homogenisiert wird. Nach der Homogenisierung wird das Imitations-Frischkäseprodukt bei Temperaturen von mindestens 40ºF (4,4ºC) in geeigneten Verpackungsformen abgepackt.
• Während das '152 Baker-Patent ein Frischkäseprodukt mit reduziertem Fettgehalt liefert, d.h. mit einem Fettgehalt im Bereich von 2 bis 9 Gew.%, liefert das Baker-Patent kein fettfreies Frischkäseprodukt.
• Demzufolge ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein fettfreies Produkt vom Frischkäse-Typ bereitzustellen, das Aussehen, Geschmack, Konsistenz und Gefüge von fetthaltigem Frischkäse aufweist.
• Eine wietere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Imitations-Frischkäseprodukts anzugeben, das im wesentlichen kein Fett aufweist und für in größem Maßstab durchgeführte kommerzielle Verfahrensmaßnahmen geeignet ist.
• Diese und weitere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung noch besser ersichtlich.
• Fig. 1 ist eine Darstellung von Viskosität und Feststoffen bei verschiedenen Stufen der Herstellung des erfindungsgemäßen fettfreien Frischkäseprodukts.
• Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines fettfreien Frischkäseprodukts wird mikrokristalline Cellulose mit einer Quelle aufkonzentrierter Magermilch zusammengebracht und vermischt, um eine Aufschlämmung zu ergeben. Die Aufschlämmung wird einer Homogenisierungsbehandlung unter hohem Druck und hohen Scherkräften unterzogen, um die Komponenten der Aufschlämmung zu mikrofluidisieren und eine mirkovernetzte mikrokristalline Cellulose-Dispersion mit hoher Viskosität zu ergeben. Die endgültige Frischkäse-Formulierung wird dann hergestellt, indem man Magermilchquark zur mikrofluidisierten Aufschlämmung gibt und die restlichen Bestandteile, einschießlich Gewürze, Geschmackstoffe, Stärke und einen Gummi, zufügt, um das fettfreie Frischkäseprodukt der Erfindung zu ergeben.
• Indem das Frischkäseprodukt der vorliegenden Erfindung als fettfreies Produkt gekennzeichnet ist, ist es, von einem praktischen Standpunkt aus betrachtet, unmöglich, alles Butterfett aus Milch in üblichen kommerziell betreibbaren Rahmabtrenungsverfahren zu entfernen. Gewöhnlich verbleiben einige Zehntelprozent an Butterfett in der Magermilch nach in den wirksamsten Separatoren durchgeführter Abtrennung des Rahms aus der Milch, d.h., Magermilch weist gewöhnlich ca. 0,05 bis ca. 0,3% Fett auf. Wird die Magermilch weiter aufkonzentriert, wie bei Bereitstellung eines Magermilch-Retenats oder Trockenquark-Cottage-Käse, erhöht sich der Butterfettgehalt im Verhältnis zum Grad der Aufkonzentrierung. Demzufolge weist das fettfreie Frischkäseprodukt der vorliegenden Erfindung ca. 0,05 bis ca. 1,5% Butterfett im Frischkäse-Endprodukt auf.
• Im allgemeinen wird, gemäß der vorliegenden Erfindung,zuerst eine Quelle aufkonzentrierter Magermilch bereitgestellt. Die konzentrierte Magermilch weist vorzugsweise einen Gehalt an fettfreien Milchfeststoffen von 20 bis 30% auf. Alle hier genannten Prozentangaben sind auf das Gewicht, Trockenbasis, bezogen, und zwar bezogen auf das Gewicht des fettfreien Frischkäse-Endprodukts, und alle Temperaturwerte sind in ºF(ºC) angegeben, wenn nichts anderes genannt ist. Die Quelle der konzentrierten Magermilch kann aus einer Vielzahl von Verfahrensabläufen kommen. Die konzentrierte Magermilch kann durch Verdampfen, durch Ultrafiltrationsbehandlung zum Erhalt eines Magermilch-Retenats und durch Rekonstitution getrockneter Magermilch erzeugt sein.
• Die zum Erhalt der aufkonzentrierten Magermilchquelle eingesetzte Magermilch kann wohlbekannten Hitzebehandlungsbedingungen unterzogen werden, um die Serumproteine mit dem Kasein bei der Herstellung des trockenen Cottage-Käsequarks mitauszufällen. Diese Bedingungen werden in US 3.039.879 von Vakaleris gelehrt.
• Die vorliegende Erfindung ist auf ein im wesentlichen fettfreies Produkt vom Frischkäse-Typ gerichtet, das eine organoleptisch fettähnliche Charakteristik aufweist, die einen Frischkäse nahe simuliert, welcher einen relativ hohen Fettgehalt aufweist. Im fettfreien Frischkäse-Nahrungsmittelprodukt der vorliegenden Erfindung wird mikrokristalline Cellulose verwendet, die in der aufkonzentrierten Magermilch dispergiert worden ist, und welche mikrofluidisiert worden ist, um eine mikrovernetzte, mikrokristalline Cellulose-Magermilch-Dispersion mit spezifischer Viskosität, Teilchengröße und Mikrovernetzungseigenschaften zu ergeben, wie dies nun noch detaillierter beschrieben wird. Mikrovernetzte mikrokristalline Cellulose, die aus wässrigen Dispersionen hergestellt ist, ist in US 5.011.701 allgemein beschrieben, deren Lehren durch Bezugnahme hier aufgenommen sind.
• Im allgemeinen enthält das Frischkäseprodukt der Erfindung 2 bis 6 Gew.% dispergierte, poröse, teilchenförmige, mikrovernetzte mikrokristalline CZellulose, 10 bis 16 Gew.% aufkonzentrierte Magermilch, 32 bis 42 Gew.% fettfreie Milchfeststoffe aus der aufkonzentrierte Magermilch, 32 bis 42 Gew.% Magermilchquark und weniger als 1,5 Gew.% Fett.
• Magermilchquark, wie trockener kultivierter Cottage-Käsequark, ist ein wohlbekanntes Molkereiprodukt, das entwässerter, entrahmter Magermilch-Käsequark ist, der hergestellt wird, indem man Magermilch mit einer Kultur inokuliert und das Produkt koagulieren läßt. Nach Bildung eines Koagulum wird das Koagulum gespalten, um Quark und Molke zu ergeben, und man läßt die Molke abfließen, um den trockenen Cottage-Käsequark zu ergeben. Der trockene Cottage-Käsequark wird gewöhnlich mit einer Rahmungsmischung vereinigt, um gerahmte Cottage-Käsesorten für den kommerziellen Vertrieb zu liefern. Cottage-Käse-Trockenquark kann auch durch ein direktes Ansäuerungsverfahren hergestellt werden. Im allgemeinen enthält Cottage-Käse- Trockenquark ca. 15 bis ca. 25 Gew.% fettfreie Milchfeststoffe und ca. 75 bis ca. 85 Gew.% Wasser. Wenn hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "trockener Cottage-Käsequark" oder "Magermilchquark" einen weichen Käsequark, wie ein Cottage- oder Bäcker-Käsequarkprodukt, das die obigen Feststoff- und Feuchtigkeitsmerkmale aufweist.
• Wie bereits genannt, ist die mikrovernetzte mikrokristalline Cellulose teilchenförmig und weist eine Teilchengrößenverteilung auf, und zwar so, daß im wesentlichen alle (d.h. mindestens 75 Gew.%) der mikrovernetzten mikrokristallinen Cellulosepartikel porös sind und diesbezüglich ein Leervolumen von mindestens 25 Vol%, vorzugsweise mindestens 50 Vol.%, der Partikel aufweisen. Von den mikrovernetzten, mikrokristallinen Cellulosepartikeln der hochviskosen wässrigen Dispersionen wird angenommen, daß sie ein innig miteinander verbundenes Produkt aus mikrogramentierter mikrokristalliner Cellulose darstellen, die unter kontrollierten Bedingungen reagglomeriert worden ist, um stabile, poröse Partikelformen mikrokristalliner Partikelfragmente zu bilden, die an räumlich getrennten Berührungszonen durch kristalline Bindungskräfte verbunden sind. Die mikrovernetzten Partikel der wässrigen Dispersion haben in erwünschter Weise eine Durchschnittsgröße im Bereich von 2 bis 25 um (MiKron), und es ist ebenfalls erwünscht, daß mindestens 50 Gew.% der mikrovernetzten mikrokristallinen Cellulosepartikel der wässrigen Dispersion eine maximale lineare Abmessung im Bereich von 2 bis 25 um (Mikron) und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 um (Mikron) aufweisen.
• Es ist wichtig, daß die mikrovernetzte Cellulose aus der hochkristallinen mikrokristallinen Cellulose hergestellt ist. Mikrokristalline Cellulosen werden herkömmlich aus Holzpulpe durch saure Hydrolyse von Cellulosefasern hergestellt, welche die ungeordnete para-kristalline Region schwächt. Eine anschließende Scherbehandlung setzt die unlöslichen, hochkristallinen Cellulosebündel frei (Thomas, W.R., "Microcrystalline Cellulose (MCC or Cellulose Gel)", Food Hydrocolloids, Bd. III (Ed., M. Glickman), S. 9-42 (1986), CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida; "Avicel Microcrystalline Cellulose - Product Description", Technical Bulletin G-34, FMC Corporation, Food & Pharmaceutical Products Division, Philadelphia (1985)). Cellulose ist ein lineares Polymer von β-1-4-verknüpften D-Glucoseeinheiten. Wegen der linearen Natur von Cellulose, die einen engen Kontakt aneinandergrenzender Ketten erlaubt, sowie wegen einer Fülle von zur Wasserstoffbrückenbindung verfügbaren Hydroxylgruppen bildet Cellulose leicht Bündel von Molekülen, die weiter wechselwirken, um Fibrillen zu bilden. Obwohl viel in der Natur aufgefundene Cellulose in dicht gepackten kristallinen Regionen angeordnet ist, sind diese mit weniger dicht gepackten amorphen Bereichen unterbrochen, die als para-kristalline Regionen bezeichnet werden. Bei der typischen Herstellung von mikrokristalliner Cellulose wird ein saures Hydrolyseverfahren angewendet, um die para-kristallinen Regionen anzugreifen, daran schließt sich ein Zerreibungsverfahren (Hochschearbehandlung) an, um die mikrokristallinen Regionen herauszubrechen. Wegen der hochkristallinen Natur weisen die mikrokristallinen Cellulosepartikel eine starke Tendenz auf, nach dem Auseinanderbrechen zu rekristallisieren.
• Bei der Bildung der mikrovernetzten mikrokristallinen Cellulosematerialien wird angenommen, daß die im allgemeinen festen mikrokristallinen Cellulosekristallite nach und nach in poröse mikrovernetzte Partikel einer spezifischen Größenverteilung durch ein Verfahren kontrollierter Mikrofragmentierung und Reagglomeration überführt werden.
• Die erfindungsgemäß eingesetzten mikrovernetzten mikrokristallinen Cellulose-Dispersionen werden erzeugt, indem man eine Aufschlämmung mikrokristalliner Cellulose bereitstellt, die 88 bis 96 % aufkonzentrierte Magermilch und 4 bis 12 Gew.%, vorzugsweise 6 bis 10 Gew.% mikrokristalline Cellulose, bezogen auf das Gewicht der Suspension, enthält. Die konzentrierte Magermilch sollte einen Gehalt an fettfreien Milchfeststoffen von 15 bis 30 % aufweisen.
• Die mikrokristalline Cellulose-Aufschlämmung wird wiederholt durch eine Überdruck-, Hochscherzone geführt, um die mikrokristalline Cellulose in kristalline Fragmente mit einer maximalen Abmessung von weniger als 1 um (Mikron) zu brechen und die kristallinen Fragmente mit ihren Abmessungen im Submikronbereich unter hohen Scherbedingungen bei sehr kleinem Turbulenzmaßstab zu reagglomerieren, um poröse mikrovernetzte mikrokristalline Cellulosepartikel zu erzeugen, die die gewünschte Teilchengrößenverteilung aufweisen. Unter "Überdruckhochscherzone" wird eine Scherzone verstanden, die bei einem Antriebswirkdruck von mindstens 12000 psig (826,8 bar/826,8 x 10&sup5;Pa) betrieben wird, der sich viskos in Hitzeentwicklung verteilt und umwandelt. Die Aufschlämmung kann durch die Überdruckhochscherzone mehr als einmal geführt werden. Diesbezüglich wird die Aufschlämmung mindestens zweimal und am meisten bevorzugt dreimal durch die Hochscherzone geführt.
• Die mikrokristalline Cellulose-Aufschlämmung sollte am besten durch eine Hochscher-Zone mit einer Scher-Geschwindigkeit von mindestens 5 x 10&sup6; (z.B. 1 x 10&sup7;) Sekunden&supmin;¹ bei einer spezifischen turbulenten Energieverteilungsgeschwindigkeit von mindestens 8,5 x 10&sup5; erg/cm³ (8,5 x 10&supmin;² J/cm³) der Hochscherzone geführt werden. Vorzugsweise wird alles der mikrokristallinen Cellulose-Aufschlämmung in Serie durch die Überdruck-Hochgeschwindigkeits- und Scherfragmentierungszone geführt, so daß alles Material, das durch 1 Verfahrensstufe gegangen ist, in die nächste Verfahrensstufe geführt wird. Allerdings kann die Verfahrensführung auch durch Kreislaufführung in einer gerührten Behälterreaktorweise durchgeführt werden, was jedoch nicht so wirksam ist. In einem Durchflußsystem mit kontinuierlicher Hochscherbehandlung kann der spezifische Energiebedarf (die Energieverteilungsgeschwindigkeit pro Durchsatzeinheit an Produktstrom) in erwünschter Weise mindestens 1 x 10&sup8; erg/g (10 J/g) betragen. Vorzugsweise wird eine turbulente Energieverteilungsgeschwindigkeit von mindestens 4 x 10¹¹ erg/pound (1,8 x 10&sup4; J/kg) an wässriger Dispersion pro Durchgang durch die Hochscher-, Hochgeschwindigkeitszone bereitgestellt. Die kinetischen und Scherkräfte werden viskos in Hitzeaufnahme und Zerkleinerung bzw. Fragmentierung der mikrokristallinen Cellulose verteilt und umgewandelt, und die Temperatur der Dispersion sollte mindestens um ca. 30ºC nach Hindurchleiten durch die Überdruckmikrofragmentierungszone ansteigen.
• Die Überdruckhochscherzone sollte am besten eine Scher-Geschwindigkeit von mindestens 1 x 10&sup7; Sekunden&supmin;¹ ergeben, mit einer turbulenten Energieverteilungsgeschwindigkeit, die ausreicht, um die Temperatur der Suspension um mindestens ca. 30ºC durch viskose Umwandlung der eingebrachten Energie in Wärme anzuheben.
• Wie bereits angedeutet, können die mirkovernetzten mikrokristallinen Cellulose-Dispersionen hergestellt werden, indem man eine Aufschlämmung oder Suspension der aufkonzentrierten Magermilch und der mikrokristallinen Cellulose intensiven Scherkräften bei sehr hohen Antriebsdrücken unterwirft, um de Mikrofragmentierung und mikroporöse Reagglomerationsbehandlung zu ergeben. Wirksame Ergebnisse sind bei Verwendung eines Rannie-Homogenisierers (A.P.V. Rannie, Kopenhagen) unter Einsatz eines Messerkantenhomogenisierungselements innerhalb eines in enger Umrandung angeordneten Stoßringes bei einem Einlaßdruck von mindestens 12000 psig (827,9 bar/8,28 x 10&sup7; Pa), vorzugsweise von mindestens 13000 psig (896,8 bar(8,97 x 10&sup7; Pa), erzielt worden, um mikroporös reagglomerierte Mikrofragmente mit einer Durchschnittsteilchengröße im Bereich von 5 um (Mikron) bis 15 um (Mikron) an maximaler Abmessung zu erhalten.
• Die aufkonzentrierte Magermilch wird aus einem Lagertank entnommen und in einen Mischer eingebracht. Mikrokristalline Cellulose wie Avicel FD- 305, hergestellt von FMC Corporation, wird in den Mischer gegeben. Die aufkonzentrierte Magermilch wird im Mischer verrührt, um eine Aufschlämmung der mikrokristallinen Cellulose in der Magermilch zu liefern. Die Aufschlämmung wird dann in einem geeigneten Hochscher-Homogenisierer, wie einem Rannie-Homogenisierer, bei einem Druck von mindestens 12.000 psig (827,9 bar/8,28 x 10&sup7; Pa) mikrofluidisiert. Nach der Hochscher-Homogenisierung ist die Viskosität der Magermilch-Aufschlämmung deutlich angestiegen. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Viskosität nach einer herkömmlichen Niederdruck-Homogenisierung bei 2000 psig (138,8 bar/1,34 x 10&sup7; Pa) (gezeigt bei Stufe 3) nur gering angestiegen. Nach der Hochscher-Homogenisierung (Stufe 4) ist die Viskosität um eine Größenordnung hoch 3 gestiegen, um ein Erzeugnis zu liefern, das Frischkäsequark in Aussehen und Gefüge ähnelt. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen wird angenommen, daß die Hochscher-Homogenisierung bei hohem Druck eine irreversible physikalische Reaktion zwischen dem Protein der Magermilch und der mikrovernetzten mikrokristallinen Cellulose, die bei der Hochscher-Homogenisierung erzeugt wird, stattfinden läßt.
• Während der Hochscher-Homogenisierung steigt die Temperatur der Magermilch-Aufschlämmung 20ºF (11,1ºC) bis 30ºF (16,7ºC) an. Bei Anwendung einer Reihe von drei Hochscherhomogenisierern kann dieser Temperaturanstieg genutzt werden, um die Temperatur der Magermilch-Aufschlämmung auf einen Bereich von 160 bis 175ºF (71,1 bis 79,4ºC) ansteigen zu lassen. Dieser Temperaturanstieg auf den angegebenen Bereich dient dazu, die Magermilch-Aufschlämmung zu pasteurisieren, und es ist keine weitere äußere Wärmequelle erforderlich. Nach Durchlaufen der Magermilch-Aufschlämmung durch den dritten Hochscher-Homogenisierer wird die Magermilch-Aufschlämmung in einen geeigneten Mischer, wie einen Pfaudler-Mischer, überführt, um mit dem Magermilch-Quark zusammengebracht zu werden.
• Der Magermilchquark, wie Trockenquark-Cottage-Käse, wird mit Wasser in einem getrennten Mischer vermischt, um eine pumpbare fluide Konsistenz für den Trockenquark-Cottage-Käse zu ergeben. 10 bis 20% Wasser, bezogen auf das Gewicht des Trockenquark-Cottage-Käse, genügen für den Zweck. Der Cottage-Käse-Trockenquark wird dann in den Mischer gepumpt, der die behandelte Magermilch-Aufschlämmung enthält.
• Die restlichen Ingredientien, einschließlich Stärke, Gummi, Salz, Farbstoff, Konservierungsstoffe, Gewürze, Geschmacksstoffe, Vitamine und Minerale, werden dann zugefühgt. Die Stärke und der Gummi werden zuletzt zugefügt. Unter Einsatz einer Reihe von drei Hochscherhomogenisierern oder bei wiederholten Durchläufen durch einen Einzelhochscherhomogenisierer kann zuletzt ein Teil des Gummis der Magermilch-Aufschlämmung zugefügt werden, bevor die Magermilch-Aufschlämmung durch den dritten Hochscher-Mischer geleitet wird. Nach Zugabe der Stärke und des Gummis wird die Vermischung über eine Dauer von 5 bis 10 Minuten fortgesetzt, um die Stärke zu gelatinieren. Natürlich kann, falls vorgelatinierte Stärke eingesetzt wird, die Verweildauer nach Zugabe der Stärke stark herabgesetzt werden. Die Mischung wird dann durch einen Niederdruck-Homogenisierer bei einem Druck von 1000 bis 3000 psig (69,9 bis 207,7 bar/69,9 bis 207,7 x 10&sup5; Pa) geleitet, um einen Beitrag zu leisten, daß der Gummi hydratisiert und die Stärke hydrolysiert werden.
• Das Gummiprodukt wird in einer Menge von 0,1 bis 2,0 % zugegeben. Das in das Verfahren eingespeiste Gummiprodukt ist vorzugsweise eine Mischung aus Xanthan- und Karrageenan-Gummi, und jede Gummiproduktsorte wird in einer Menge von 0,05 bis 1,0% zugefügt. Das Gummiprodukt oder die Kombination aus den Gummiprodukten, welche im Verfahren eingesetzt werden, können aus jeder einer Anzahl von im Handel erhältlichen Molkereiprodukt-Gummisorten ausgewählt sein. Typische geeignete Gummisorten sind Hydrokolloide, wie Xanthan-, Karrageenan-, Guar-Gummi, Johannisbrot-Gummi, Alginsäure und deren Natrium- und Calciumsalze, Grummi arabicum, Gummi Tragakanth, Carboxymethylcellulose und Pektin.
• Die Stärke kann jede Nahrungsmittel-Stärke sein, wie Maisstärke, Kartoffelstärke, Reisstärke oder Tapiokastärke. Die in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendete Stärke ist vorzugsweise modifizierte Tapiokastärke, entweder native oder vorgelatinierte Kornstärke. Die Stärke ist vorzugsweise vorgelatiniert, um eine weitere Erleichterung bei der Herstellung des Frischkäseprodukts der Erfindung zu ergeben, obwohl native ungelatinierte Stärke auch verwendet werden kann. "Modifizierte" Stärke ist ein in der Nahrungsmitteltechnik gut verstandener Begriff. Modifizierte Stärken werden in 21 CFR § 172.892 beschrieben. Der Begriff "modifizierte Stärke" wird von den Fachleuten sofort verstanden, und modifizierte Stärken eignen sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung.
• Das fettfreie Frischkäseprodukt der Erfindung weist in typischer Weise die folgenden Komponenten im angegebenen Einsatzmengenbereich auf: Komponente Einsatzmenge Konzentrierte Magermilch (20 - 30% fettfreie Milchfeststoffe) Mikrokristalline Cellulose Trockenquark-Cottage-Käse (Magermilchquark) Stärke Gummi Geschmacksstoffe, Farbstoff, Gewürze, Konservierungsstoffe Protein (aus konzentrierter Magermilch und Trockenquark-Cottage-Käse) Wasser
• Das folgende Beispiel verdeutlicht weiterhin verschiedene Merkmale der Erfindung.
Beispiel 1
• Eine kondensierte Magermilch wird mit 30% fettfreier Milchfeststoffe bereitgestellt. Die Magermilch wird in einen Mischer gegeben und mit Wasser und mikrokristalliner Cellulose (Avicel FD-305 von FMC Corporation) vermischt, um eine Aufschlämmung mit 8% mikrokristallliner Cellulose und 27,2% fettfreien Milchfeststoffen zu ergeben. Die Aufschlämmung befindet sich bei einer Temperatur von 60ºF (15,6ºC) und wird mikrofluidisiert, indem man die Aufschlämmung durch eine Reihe von zwei Rannie-Homogenisierern bei einem Druck von 13500 psig (931,2 bar/9,31 x 10&sup7;Pa) mit einem Durchsatz von 2415 pounds/h (1096,4 kg/h) leitet. Die Aufschlämmung tritt in den ersten Homogenisierer mit einem Druck von 150 psig (11,4 bar/1,1 x 10&sup6; Pa) ein, und die Temperatur der Aufschlämmung steigt um 40ºF (22,2ºC) nach Durchlaufen eines jeden Homogenisirers an. Die sich ergebende Aufschlämmung hat sich sichtbar verdickt (30.000 cp/30000mPa x s) und weist eine gekochtem Hafermehl ähnliche Konsistenz nach Durchlaufen des zweiten Homogenisierers auf. Die verdickte Aufschlämmung wird in einem Druckausgleichbehälter gesammelt, und die Temperatur stellt sich auf 140ºF (60ºC) ein, indem man das Verweilen der Aufschlämmung im Behälter auf eine geeignete Zeitdauer einstellt. Die Aufschlämmung wird dann durch einen dritten Rannie-Homogenisierer mit einem Druchsatz von 2722 pounds/h (1235,8 kg/h) geleitet. Vor der Einleitung in den dritten Rannie-Homogenisierer wird Xanthan-Gummi in die Aufschlämmung mit einer Einsatzmengengeschwindigkeit von 18,7 pounds/h (8,5 kg/h) eingespeist.
• Die endgültige fettfreie Frischkäse-Formulierung wird zubereitet, indem man die verdickte Aufschlämmung in einen Pfaudler-Mischer pumpt, wo ein mit 15% Wasser vermischter Trockenquark-Cottage-Käse zugegeben und mit der Aufschlämmung mit einem Durchsatz von 2740 pounds/h (1244 kg/h) vermischt wird. Gewürze, Geschmacksstoffe, Farbstoff, Konservierungsstoff, Korn-Sirup-Feststoffe, Malto-Dextrine, Tapioka-Stärke und Gummiproduktstoffe werden zugefügt, um die in Tabelle 1 angegebene Formulierung zu liefern. Das Vermischen wird 5 bis 10 Minuten lang fortgesetzt, nachdem Stärke und Gummi zugegeben sind. Tabelle I Bestandteil Gew.% Avicel/Gummi-Aufschlämmung Cottage-Käse-Aufschlämmung Korn-Sirup-Feststoffe (24 DE) Soyabohnenöl modifizierte Tapioka-Stärke Malto-Dextrin Salz Milchsäure Jota-Karrageenan Kappa-Karrageenan Geschmacksstoff Sorbinsäure Dinatriumphosphat Vitamin A-Palmitat
• Die Mischung wurde dann durch einen Gaulin-Homogenisierer bei einem Druck von 2000 psig (138,8 bar) geleitet und im Vakuum entlüftet, um ein fettfreies Frischkäseprodukt zu ergeben.
• Das entstandene fettfreie Frischkäseprodukt war im Aussehen glatt und cremig. Nach Verpackung und Kühlung hatte das Produkt Aussehen, Geschmack und organoleptische Eigenschaften wie ein Frischkäse, der einen hohen Butterfettgehalt von mehr als 30% aufweist.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines fettfreien Frischkäseprodukts (enthaltend weniger als 1,5 Gew.% Fett), wobei man

(a) eine Quelle konzentrierter Magermilch mit mikrokristalliner Cellulose vermischt, um eine Aufschlämmung der genannten mikrokristallinen Cellulose in der genannten Magermilch zu ergeben;

(b) die genannte Aufschlämmung in einer Hochscherzone mit einem Wirkdruck von mindestens 12000 psig (826,8 bar/8,27 x 10&sup7;Pa) Scherkräften aussetzt, um die mikrokristalline Cellulose in mikrokristalline Cellulosefragmente im Submikron-Bereich zu brechen und die kristallinen Cellulosefragmente unter Hochscherbedingungen reagglomerieren zu lassen, um eine wässrige Dispersion poröser mikrovernetzter mikrokristalliner Partikel zu erzeugen;

(c) die genannte verdickte Aufschlämmung mit Magermilchquark zusammenbringt, um eine Vormischung zu ergeben; und

(d) die genannte erwärmte Vormischung mit Stärke und einem Gummi zusammenbringt, um das genannte fettfreie Frischkäseprodukt zu ergeben.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die genannte Scherung der genannten Aufschlämmung durch Hindurchleiten der genannten Aufschlämmung durch eine Reihe von drei Hochscherhomogenisierern durchgeführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin zumindest ein Teil des genannten Gummi in die genannte Aufschlämmung vor dem Hindurchleiten der genannten Aufschlämmung durch den letzten der genannten Reihe von Homogenisierern eingebracht wird.

4. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 3, worin der genannte Gummi aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Hydrokolloiden, wie aus Xanthan-, Karrageenan-, Guar-Gummi, Johannisbrot-Gummi, Alginsäure und deren Natrium- und Calciumsalzen, Gummi arabicum, Tragakanth-Gummi, Carboxymethylcellulose und Pektin.

5. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 4, worin die genannte Stärke aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Maisstärke, Kartoffelstärke, Reisstärke und Tapiokastärke.

6. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5, worin der genannte Gummi im genannten fettfreien Frischkäseprodukt in einer Menge von 0,1 bis 1,5% vorhanden ist.

7. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 6, worin die genannte Stärke im genannten fettfreien Frischkäseprodukt in einer Menge von 0,5 bis 3% vorhanden ist.

8. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 7, worin die genannte mikrokristalline Cellulose im genannten fettfreien Frischkäseprodukt in einer Menge von 0,25 bis 4% vorhanden ist.

9. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 8, worin die genannte konzentrierte Magermilchquelle 20 bis 30% fettfreie Milchfeststoffe aufweist und im genannten fettfreien Frischkäse in einer Menge von 35 bis 60% vorhanden ist.

10. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 9, worin der genannte Magermilchquark im genannten fettfreien Frischkäse in einer Menge von 32 bis 42% vorhanden ist.

11. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 10, worin der genannte fettfreie Frischkäse 8 bis 15% Protein enthält.