DE1961730C3 - Verwendung von oberflächenaktiven Verbindungen als nicht schäumende Emulgier- und Netzmittel in Milchpulvern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Verbindungen der Formel

RO-[-C₁H₈R(A)-]-H

worin A die Gruppe -CH₂OH, wobei η einen mittleren statistischen Wert von 2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 6, aufweist, oder die Gruppe

- CH₂OCH₂CHOHCH₂Oh,

wobei π einen mittleren statistischen Wert von 1 Ws 5 aufweist, und R einen Alkyl- oder Fettsäurerest mit gesättigter oder ungesättigter gerader Kette mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei die Jodzahl, entsprechend dem Rest R, ungefähr 30 bis ungefähr 95 beträgt und der Schmelzpunkt der Alkohole der Formel ROH, entsprechend dem Rest R, geringer als 50° C ist, als nicht schäumende Emulgier- und Netzmittel zur Herstellung von Milchpulvern.

Die Herstellung von Milchpulvern besteht darin, die bestmögliche Homogenisierung der zu behandelnden Milch zu erhalten, sie zu zerstäuben und sie nach den üblichen Verfahren zu behandeln. Es ist weiterhin erforderlich, daß das so hergestellte Pulver von Vollmilch, Magermilch oder milchartigen Zubereitungen auf der Grundlage von Magermilch im Zeitpunkt der Verwendung leicht dispergierbar ist, d. h., es muß mit Wasser leicht benetzbar sein, so daß man so rasch wie möglich wiederhergestellte Milch ohne Klumpenbildung erhält (instant Charakter).

Allgemein erhält man eine bessere Homogenisierung, wenn man ein für die zu behandelnde Milch verträgliches Emulgiermittel zusetzt, wobei dieser Emulgator auch das Umschließen der Fetteilchen durch das Kasein verbessert, wodurch die Fetteilchen insbesondere gegen Oxydation besser geschützt sind.

Die gegenwärtig als Emulgatoren verwendeten Produkte, wie Lecithine, Monoglyceride, Zuckerglyceride, sind jedoch Produkte mit lipophiler Neigung, und ihre hydrophilen Eigenschaften sind gering. Daraus ergibt sich, daß die Verwendung dieser Produkte die Emulgierung der in der Milch enthaltenen Fette nicht bemerkenswert verbessert, da die die

Milch bildende Hauptphase eine wäßrige Phase ist.

Aus den gleichen Gründen ist die Redispergierbar-

keit der so hergestellten Milpulver nicht rasch, da

ihre Benetzbarkeit mittelmäßig ist, übrigens in verschiedenen Graden, je nachdem, ob es sich um Pulver

von Vollmilch, Magermilch oder von milchartigen

Zubereitungen auf der Grundlage von Magermilch handelt.

Dies gilt insbesondere für milchartige Zubereitun-

gen auf der Grundlage von Magermilch für die Vi Λ-fütterung, d. h. für Magermilch, in die Talg als Ersatz für die ursprünglichen Fette eingeführt worden ist.
Die Herstellung derjenigen erfindungsgemäßen Verbindungen, bei denen A für —CH₂OH steht, ist in der französischen Patentschrift 6 79 950 beschrieben, und die Herstellung derjenigen erfindungsgemäßen Verbindungen, bei denen A für die Gruppe -CH₂OCh₂CHOHCH₂OH steht, ist aus der fran-

ao zösischen Patentschrift "l4 84 723 bekannt. Aus diesen Patentschriften ist auch bekannt, daß die Verbindungen des beschriebenen Typs gut schäumende Detergentien oder Emulgiermittel sind, weswegen sie insbesondere für die Herstellung von Shampoos empfohlen werden.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die erfindungsgemäß verwendeten, eingangs bezeichneten Verbindungen ausgezeichnete Emulgier- und Netzmittel für die Herstellung von Milchpulvern sind, die den überraschenden Vorteil haben, daß siu beim Wiederauflösen des Milchpulvers praktisch nicht schäumen, dabei sind sie gute Emulgatoren und gute Netzmittel — trotz der Gegenwart von langen Alkylketten bis zu 22 Kohlenstoffatomen. Es ist bekannt, daß die besten Netzmittel kurze bis mittlere Kohlenstoffketten aufweisen.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Verbindungen weisen übrigens keinerlei Toxizität auf. Die Verwendung dieser Verbindungen ist folg-

lieh besonders geeignet für den erfindungsgemäßen Zweck, d. h. für die Herstellung eines Milchpulvers, das im Zeitpunkt seiner Verwendung sich leicht dispergieren läßt und dabei praktisch keinen störenden Schaum bildet.

Besonders unter Berücksichtigung biologischer Gründe, aus Gründen der Aufbewahrung oder der Verwendung besitzten die zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten oberflächenaktiven Stoffe eingesetzten Alkohole ROH die folgenden Eigenschäften:

Jodzahl zwischen 30 und 95;
Schmelzpunkt geringer als 50° C.

Bei der Herstellung eines Milchpulvers für nienschliehen Verbrauch aus Vollmilch erleichtert die Zugabe dieser Verbindungen zur Milch im Zeitpunkt der Homogenisierung die Homogenisierung in erheblichem Maße und insbesondere erleichtert sie die Verteilung des Kaseins um die Fetttröpfchen, die beim Trocknen und Lagern somit gegen Oxydation geschützt sind. Bei der Herstellung eines Magermilchpulvers für menschlichen Verbrauch bewahren die erfindungsgemäßen Verbindungen ihre Nützlichkeit besonders im Hinblick auf die rasche Dispergierbarkeit des Milchpulvers.

Bei milchartigen Zubereitungen auf der Grundlage von Magermilch für tierischen Verbrauch sind die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen

ebenfalls sehr interessant, da sie eine entsprechende Auswahl auf einer sehr großen Skala ermöglichen, je nach dem Fett, das als Ersatzprodukt in die Milch wieder eingeführt wird. Man kann z. B. Milchsorten für tierischen Verbrauch mit Talg zubereiten, jedoch ebenfalls andere Fette je nach der industriellen Verfügbarkeit verwenden, und es ist folglich sehr vorteilhaft, den entsprechenden Zusatz aus einer Vielzahl von oberflächenaktiven Mitteln gemäß der Erfindung auswählen zu können unter Berücksichtigung des Schmelzpunktes und der Jodzahl.

Das Umschließen der Fetteilchen der Milch kann selbst direkt oder indirekt erfolgen.

Im ersteren Fall, wenn es sich um die Herstellung von Vollmilch- oder Magermilchpulvern handelt, wird das oberflächenaktive Mittel ehÄch in der wässerigen Phase gelöst und die Mi^ndurch Zerstäuben in üblicher Weise anschürend getrocknet. Wenn es sich um milchartige Zubereitungen auf der Grundlage von Magermilch, eventuell konzentriert ao durch Verdampfung, handelt, wird zunächst eine wässerige Lösung des verwendeten nichtionogenen oberflächenaktiven Mittels, das im allgemeinen wasserlöslich mindestens in der Wärme ist, hergestellt, diese Lösung wird der zu behandelnden Milch züge- as setzt, anschließend wird unter Umrühren bei einer Temperatur von 50 bis 70° C das Ersatzfett, d. h. Talg, Schweinefett, Palmen-, Kopra- oder Erdnußöl oder analoge Fette, zugesetzt. Man erhält auf diese Weise eine Emulsion, die in einer Homogenisierungs-Vorrichtung behandelt und anschließend in einen Zerstäuberturm gegeben wird, um die milchartige Zubereitung zu erhalten.

Im zweiten Fall wird das wasserfreie oder mehr oder weniger hydratisierte oberflächenaktive Mittel in dem geschmolzenen Fett gelöst oder dispergiert, und das ganze Gemisch wird anschließend in die Magermilch eingeführt.

Die unter diesen Bedingungen hergestellten Milchpulver weisen einen Trockenextrakt mit einem Gehalt an 0 bis 5O°/o Fett auf; die erfindungsgemäß verwendeten Mengen des oberflächenaktiven Mittels schwanken zwischen 0,1 und 5%>, vorzugsweise 0,1 und 2 Gewichtsprozent, in bezug auf den Trockengehalt oder 0,1 bis 3°/o, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, in bezug auf den Gesamtfettgehalt in dem behandelten Produkt.

Die Wirksamkeit der nichtionogenen oberflächenaktiven Mittel, die bei der Herstellung von Milchpulvern erfindungsgemäß verwendet werden, wird in folgender Weise nachgewiesen: Für die mit den vorgenannten oberflächenaktiven Mitteln behandelten bzw. nicht behandelten Milchpulver wird der Gehalt an »freiem« Fett, das sie enthalten, bestimmt, d, h. die Menge an Fett, die man durch Extraktion mit Petroläther unter den gleichen Bedingungen für beide Pulver erhält.

Zu diesem Zweck werden ausgehend von der gleichen Milch die folgenden Milchpulver hergestellt:

A: keinerlei Behandlung mit dem erfindungsgemäß verwendeten oberflächenaktiven Mittel,

B und C: Behandlung mit dem oberflächenaktiven Mittel gemäß der Erfindung mit verschiedenen Konzentrationen.

Das verwendete oberflächenaktive Mittel ist ein Fettalkoholderivat der Formel

RO -t- CH₃O(CH₈OH) -],- H

worin R ein Alkylradikal eines Oleocetylalkohols mit den folgenden Kennwerten:

Jodzahl 50 bis 55
Hydroxylzahl 210 bis 220
Erstarrungspunkt 32 bis 36° C

bedeutet.

Die Extraktion der drei Milchpulver A, B bzw. C wird in folgender Weise durchgeführt:

10 g Milchpulver werden abgewogen und in eine konische Flasche von 250 ml eingeführt. Anschließend werden 100 ml Petroläther (Siedepunkt: 35 bis 65° C) zugesetzt, das Gemisch wird kräftig umgerührt und bei Raumtempeiatur stehengelassen. Nach dem Dekantieren der festen Teilchen wird die überstehende Flüssigkeit abgeschöpft und über einem Filterpapier gefiltert. Anschließend wird eine zweite Extraktion unter den gleichen Bedingungen unter Verwendung von 80 ml Petroläther und sodann eine dritte Extraktion mit 50 ml Petroläther durchgeführt. Die drei Extrakte werden vereinigt, durch Verdampfen konzentriert und sodann bis zur Trockenheit in tarierten Kristallisationsgefäßen verdampft. Die so erhaltenen Extrakte werden anschließend in einem Trockenofen bei 100⁰C oder einein Exsiccator im Vakuum bis zu einem konstanten Gewicht getrocknet.

Wenn man zu diesen Versuchen eine milchartige Zubereitung auf der Grundlage von Magermilch, die ein Milchpulver mit einem Gehalt an 40% Fett in Form von Talg ergibt, verwendet, so erhält man die in der folgenden Tabelle angegebenen Vergleichsversuche:

Bezeichnung der Versuche

Prozentsatz des oberflächenaktiven Mittels in bezug auf den Fettstoff

Extrahierbares Fett, Prozentsatz in bezug auf das Milchpulver

Versuch A ...	0%	8,1%
Versuch B ...	0,5%	0,36%
Versuch C ...	1%	2,6%

Diese Ergebnisse zeigen, daß die Polyglyzerinmonoalkyläther das Umschließen des Fettes der wiederhergestellten Milchpulver eindeutig verbessern, insbesondere dann, wenn der Prozentsatz des oberflächenaktiven Stoffes in bezug auf den Fettstoff in der Größenordnung von 0,5% liegt.

Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele veranschaulichen den Gegenstand der Erfindung.

Unter »Oleocetylalkohol« versteht man hier ein Gemisch von gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen, das ausgehend von natürlichen Fetten erhalten wird. Als gesättigte Alkohole werden genannt:

1-Octanol, 2-Decanol, 1-Dodecanol, 1-Tetradecanol, 1-Hexadecanol, 1-Eicosanol, 1-Decosanol.

Als ungesättigte Alkohole werden genannt:

Oleinalkohol oder l-Octadecen-9-ol sowie polyungesättigte Alkohole, wie Linoleinalkohol oder l-Octadecatrien-9-12-15-ol und Linoleninalkohol oder l-Ocadecatrien-9-12-15-ol.

Alle diese Verbindungen liegen in veränderlichen Mengen in den Fettalkoholgemischen, die ausgehend von pflanzlichen oder tierischen Fetten und ölen erhalten werden, vor.

Wenn R ein Fettsäurerest ist, kann dieser gesättigt

sein, wie die Reste: 1-Octanyl, 1-Decanyl, 1-Dodecanyl, 1-Tetradecanyl, 1-Hexadecanyl, 1-Octadecanyl oder ungesättigt sein,. wie die Reste: 1-Octadecen-9-yl, l-Octadecadien-9-12-yl, l-Qctadecatrien-9-12-15-yl oder das Acylradikal von Ricinusölsäure, d. h. der l-Octadecen-^-Hydroxy^-yl-rest.

Beispiel 1

Es wird ein Milchpulver, ausgehend von einer Menge Magermilch, deren gesamter Trockengehalt 30 kg beträgt, hergestellt. Zu diesem Zweck werden in Wasser zur Herstellung einer lOgewichtsprozentigen Lösung 200 g oberflächenaktives Mittel der Formel

RO -[- C₈H₈O (CH₈OH -]g- H

worin R das Alkylradikal von Oleocetylalkohol mit einer Jodzahl von 50 bis 55, einer Hydroxylzahl von 210 bis 220 und einem Erstarrungspunkt von 32 bis 36° C bedeutet, gelöst. Diese Lösung wird zu der zu ao behandelnden Milch zugesetzt. Anschließend werden in das erhaltene Gemisch bei einer Temperatur von ungefähr 60° C unter Umrühren 20 kg geschmolzenes Talg eingeführt. Die Homogenisierung wird sodann in einer Vorrichtung des Typs »Gaulin« durchgeführt, und man erhält anschließend durch Zerstäuben ein sehr feines Milchpulver, das leicht in Wasser dispergiert werden kann und dessen Gehalt an verwendetem oberflächenaktiven Mittel 1 % in bezug auf das Gewicht des Talgs beträgt.

Nach dem Ätherextraktionsversuch, der nacheinander mit 100 ml, 80 ml und 50 ml Petroläther mit 10 g Milchpulver durchgeführt worden ist, entspricht die Gesamtmenge an extrahierbarem Fett 1300 g.

Beispiel 2

Mao arbeitet unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß man nur 100 g oberflächenaktives Mittel verwendet, was einer Menge, von 0,5% in bezug auf das Gewicht des Fettes entspricht. Man erhält ebenfalls ein sehr feines Pulver, das anschließend sehr leicht in Wasser dispergiert werden kann.

Der in gleicher Weise wie zuvor durchgeführte Ätherversuch gibt eine Gesamtmenge an extrahierbarem Fett von 180 g an.

Beispiel 3

Man arbeitet in der gleichen Weise wie im Beispiel 1, ohne jedoch geschmolzenes Talg einzuführen. Man erhält ein Magermilchpulver, dessen Gehalt an oberflächenaktivem Stoff 1 % in bezug auf den Trokkengehalt der Milch beträgt und das sich sehr leicht in handwarmem oder kaltem Wasser löst.

Die nachfolgend beschriebenen Versuche zeigen, daß gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von erfindungsgemäß ausgewählten Emulsions- und Netzmitteln Milchpulver hergestellt werden können, die bei der Wiederaufbereitung praktisch schaumlose Milchprodukte liefern, während gemäß dem Stand der Technik hergestellte Milchpulver stark schäumende Milchprodukte ergeben. Derartige stark schäumende Milchprodukte sind unerwünscht und nachteilig, da sie vor der Anwendung entschäumt werden müssen, beispielsweise durch Dekantieren.

Nachfolgend werden die Versuche im einzelnen beschrieben.

Es werden folgende Milchpulver verwendet:

A) Milchpulver, erhalten durch Zerstäubung einer auf 4O°/o Fettmaterial in der Trockenmasse wiederangereicherten Milch ohne jeden anderen Zusatz (gemäß dem Stand der Technik).

B) Milchpulver, erhalten durch Zerstäubung einei ebenfalls auf 40% Fettmaterial in der Trockenmasse wiederangereicherten Milch (gleiche Milch wie bei A)), die jedoch außerdem 0,5%, bezogen auf das Fettmaterial, eines erfindungsgemäßen Emulgiermittels der allgemeinen Formel

R —-OCH₈CH

CH₈OH

-OH

worin R einen von Talgfettsäuren abgeleiteten Alkylrest, d. h. einen Oleylcetylrest und η einen

^ao statistischen Mittelwert von 6 bedeutet, enthält

(gemäß der vorliegenden Erfindung).
C) Milchpulver, erhalten durch Zerstäubung einer Milch gemäß den Angaben bei (A) und (B), die jedoch außerdem 1%, bezogen auf das Fett-

material, Glycerinmonostearat als Emulgiermittel enthält (gemäß dem Stand der Technik).

Im Hinblick auf die jeweils enthaltenen Emulgiermittelmengen wird darauf hingewiesen, daß das zum

Stand der Technik gehörende Emulgiermittel Glycerinmonostearat in der Praxis in einer Menge von i % angewendet wird, weshalb auch bei den vorliegenden Versuchen diese Menge eingesetzt worden ist, während das erfindungsgemäße Emulgiermittel ebenfalls in der in der Praxis bevorzugten Menge von 0,5% angewendet wird. Es wird in diesem Zusammenhang auch auf die Zeile 50 der Spalte 4 der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung verwiesen.
Die vorstehend beschriebenen Milchpulver werden aufbereitet, indem jeweils 5 g Milchpulver (A), (B) bzw. (C) in 95 g Wasser mit einer Temperatur von 55° C dispergiert werden, wobei man 10 Minuten lang mit Hilfe eines Turborührers rührt, der mit geregelter Rotationsgeschwindigkeit arbeitet. Dann

führt man in diese Dispersion die Ultraschallsonde einer ultraschallerzeugenden Vorrichtung derart ein, daß deren eines Ende die Oberfläche der Flüssigkeit berührt. Durch die Aussendung von Ultraschallstrahlen bildet sich auf der Oberfläche eine Aushöhlung, die Schaumbildung bewirkt. Die Rührzeiten mit Ultraschall sind bei allen Versuchen gleich und betragen 30 Sekunden mit der Frequenz 120 und 1 Minute mit der Frequenz 180.
Nach Beendigung der gesamten Rührzeiten wird

der in jedem Versuchsbecherglas vorliegende Schaum nach 5, 20 und 45 Minuten beobachtet. Mit dem erfindungsgemäßen Milchpulver (B) ist eine glatte Milch aufbereitet worden, die bereits nach 5 Minuten Kaum mehr Schaum zeigt, während mit den Milchpulvern (A) und (C) Milchprodukte aufbereitet werden, die auch noch nach 45 Minuten übermäßigen störenden Schaum tragen.

Wie oben bereits erwähnt, ist die Schaffung von Nahrungsmittelpulvern, die bei der Rekonstituierung schaumlose Produkte liefern, außerordentlich erwünscht und technisch fortschrittlich, da bei derartigen Produkten eine nachfolgende Entschäumung nicht nötig ist. Auf Grund des Standes der Technik

konnte kein Fachmann vermuten, daß gerade die erfindungsgemäß vorgesehenen Verbindungen die Schaffung derartiger vorteilhafter Effekte ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Verwendung eines Netzmittels in Nahrungsmitteln, insbesondere in Milchprodukten, ist soweit die mit diesem Netzmittel aus-

gerüsteten Produkte nicht zur Lieferung außerhalb des Geltungsbereiches des Gesetzes über den Verkehr mit Lebensmitteln und Bedarfsgegenständen (Lebensmitlelgesetz) in der geänderten und ergänzten Fassung vom 21. Dezember 1958 (BGBl I, S. 950 ff.) bestimmt sind, auf Grund der Verordnungen über die jeweiligen Lebensmittel zur Zeit nicht zugelassen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel

   RO-[-C₂H₃O(A)-]-H

   worin A die Gruppe -CH₂OH, wobei η einen mittleren statistischen Wert von 2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 6, aufweist, oder die Gruppe -CH₂OCh₂CHOHCH₂OH, wobei η einen mittleren statistischen Wert von 1 bis 5 aufweist, und R einen Alkyl- oder Fettsäurerest mit gesättigter oder ungesättigter gerader Kette mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei die Jodzahl, entsprechend dem Rest R, ungefähr 30 bis ungefähr 95 beträgt und der Schmelzpunkt der Alkohole der Formel ROH entsprechend dem Rest R geringer als 50° C ist, als nicht schäumende Emulgier- und Netzmittel zur Herstellung von Milchpulvern.