DE2451843B2

DE2451843B2 - Natriumaluminiumphosphat und seine verwendung als kaeseemulgiermittel

Info

Publication number: DE2451843B2
Application number: DE19742451843
Authority: DE
Inventors: Thomas Peter Chesterfield; Kranz Allen Henry Florissant; Mo. Kichline (V-StA.)
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1973-11-01
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2249706B1; US3957679A; FR2249706A1; GB1465588A; BR7409128D0; IT1037086B; DE2451843C3; DE2451843A1; CA1031535A; NL7414102A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft formelmäßig definierte Natriumaluminiumphosphate sowie ihre Verwendung als Käseemulgiermittel.

Es sind bereits viele Phosphate, wie Dinatriumorthophosphat, Trinatriumorthophosphat, Natriumhexame- taphosphat und dergleichen, als Käseemulgiermittel für die Käseherstellung bekannt. Jedoch weisen diese Verbindungen schwerwiegende Nachteile auf und können daher nicht im gewünschten Ausmaß zur Käseemulgierung eingesetzt werden. So ist beispielsweise Dinatriumorthophosphat zwar im allgemeinen als Käseemulgiermittel in einer Menge von unter etwa 2,1% (bezogen auf das Gesamtkäsegewicht) zufriedenstellend, jedoch tritt bei einer Verwendung in größeren Mengen Kristallbindung auf, die natürlich sehr unerwünscht ist

Neuerdings werden Natriumaluminiumphosphatzubereitungen als Käseemulgiermittel vorgeschlagen. Diese Natriumaluminiumphosphatzubereitungen wurden mit anderen Phosphaten, wie Dinatriumorthophos- phat, kombiniert, wodurch man brauchbare Zubereitungen zur Emulgierung von Käse erhielt, wenn diese in Mengen bis zu etwa 3% verwendet wurden. Derartige Zubereitungen sind in den US-Patentschriften 30 97 949 (die der deutschen Auslegeschrift 12 99 989 äquivalent ist), 32 44 535,33 37 347,35 54 921 und neuerdings in den US-Patentschriften 37 26 960 und 37 29 546 beschrieben.

In den US-Patentschriften 30 97 949 und 32 44 535 wird die Lehre erteilt, daß ein höherer Aluminiumgehalt ein höheres Mengenverhältnis von unlöslichen zu löslichen Stoffen liefert Dies steht nun im Gegensatz zur Lehre der US-Patentschriften 33 37 347 unc 35 54 921. Somit konnte keine dieser Veröffentlichun gen einen Hinweis auf eine optimale Zusammensetzung der Natriumaluminiumphosphate liefern, wie sie für die Käseherstellung von Vorteil sind. Außerdem zeigter diese bekannten Natriumaluminiumphosphatzuberei tungen nur einen langsamen Anstieg der »verfügbarer Alkalinität« (dieser Begriff wird weiter unten nähei erläutert werden), und es ist deren verfügbare Alkalinität nicht gleichmäßig reproduzierbar, was be den Käsefertigungsverfahren sehr unerwünscht ist.

Die Herstellung von Natriumaluminiumphosphaten die reproduzierbare verfügbare Alkalinitäten in der bisher bekannten Verhältnissen von Materialien, die zui Bildung dieser bekannten Natriumaluminiumphosphat Zubereitungen benutzt werden, aufweisen, war bishei extrem schwierig.

Unter der Bezeichnung »verfügbare Alkalinität«, wie sie hier verwendet wird, ist diejenige Alkalinität zu verstehen, die aus Natriumaluminiumphosphatzubereitungen verfügbar ist. Sie wird mittels Untersuchungsverfahren ermittelt, welche den Bedingungen bei der Käseemulgierung gleichen.

Bei der in der Praxis durchgeführten Käseemulgierung werden dem Käse etwa 3% Emulgiermittel (unter Bildung einer etwa 7gew.-%igen Emulgierkonzentration in der Wasserphase) bei 72 ±2° C und einem mittleren pH-Wert von etwa 5,8 zugegeben. Der Käse wird etwa 5 Minuten lang bei dieser Temperatur durchgemischt der Käselaib dann entnommen und während der weiteren Verarbeitung langsam abgekühlt.

Die Bestimmung der »verfügbaren Alkalinität« erfolgt mittels der nachfolgend beschriebenen Untersuchungsverfahren: 4,9 g des zu untersuchenden Materials und etwa 20 ml Wasser (bei 80 bis 90⁰C) wurden so rasch wie möglich hintereinander in ein mit einem magnetischen Rührstab ausgestattetes, tariertes Becherglas von 150 ml Fassungsvermögen eingefüllt. Die Temperatur wird auf 70 ±4° C gehalten und etwa 35 ml 0,5 n-HCl zugegeben. Der pH-Wert wird, soweit erforderlich, 30 Minuten lang auf einem Wert von 5,8 durch Zugabe von 0,5 n-HCl gehalten. Die Zeit, die Temperatur der Aufschlämmung, der pH-Wert und die Menge an zugesetzter HCl in ml werden notiert. Die Konzentration sollte durch Zugabe von Wasser so eingestellt werden, daß das Endgewicht der erhaltenen Masse 70,0 g ist und diese einen pH-Wert von 5,8 bei 70±4°C aufweist Man erhält dadurch eine Konzentration von 7 Gew.-% Emulgiermittel bei den Endbedingungen. Die »verfügbare Alkalinität« (ausgedrückt als %) kann durch die nachfolgende Gleichung erhalten werden:

_0/ _ (ml HCl) (n-HCl) (142) (0,218) (100)

^/o - (1000) (Probengewicht) ^{= (0>316) (ml HC1)}

Es wurde, wie nachfolgend eingehend besprochen, festgestellt daß die optimale verfügbare Alkalinität für viele Käseherstellungsverfahren bei etwa 15% liegt.

Es wurde nunmehr im Rahmen von Untersuchungen, die zur Vorliegenden Erfindung führten, festgestellt, daß eine neue und definierte Klasse von Natriumaluminiumphosphaten mit dieser wünschenswerten optimal verfügbaren Alkalinität, einer Eigenschaft die bisher unbekannt war, erhalten werden kann. Weiterhin ist es eine vollkommen unerwartete und überraschende Eigenschaft von vielen der Natriumaluminiumphosphaten dieser Erfindung, daß sie leicht reproduziert werden können, sq daß nachfolgend hergestellte Zubereitungen höchstens nur geringfügig hinsichtlich ihrer verfügbaren Alkalinität von den vorherigen Zubereitungen abweichen. Die neuen Natriumaluminiumphosphate weisen bei ihrer Verwendung als Käseemulgiermittel die bereits beschriebenen Vorteile auf und schaffen zusätzlich sowohl eine optimal verfügbare Alkalinität als auch in den meisten Fällen die Reproduzierbarkeit, die erforderlich ist, um nachfolgend hergestellten Zubereitungen gleichbleibende verfügbare Alkalinitä-

ten zu verleihen. Hierdurch erhält der Käse wertvolle Eigenschaften, wie dies noch nachfolgend beschrieben werden wird.

Die vorliegende Erfindung schafft daher ein Natriumaluminiumphosphat der empirischen Formel

χNa₂O-^AI₂O₃ · 8P₂O₅ zH₂O,

worin y eine Zahl von 1,0 bis 3,9 und ζ eine Zahl von O bis 50 ist, mit dem Kennzeichen, daß χ eine Zahl höher als ι ο 15 und bis zu 24 ist

Besonders bevorzugt sind solche Natriumaluminiumphosphate, worin χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 18 ist.

Diese Natriumaluminiumphosphate werden als Käseemulgiermittel verwendet.

Die bevorzugten Zubereitungen sind im wesentlichen amorph, d. h., das Röntgenbeugungsbüd weist keine charakteristischen Linien für Natriumaluminiumphosphate auf. Wenn einige Linien auftreten, sind diese gewöhnlich für geringe Mengen von Dinatriumorthophosphat und/oder Trinatriumorthophosphat charakteristisch. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese Verbindungen auch in kristalliner Form hergestellt werden können. Diese kristallinen Formen, die zwar auch als Käseemulgiermittel wertvoll sind, scheinen jedoch im allgemeinen nicht die gleichen vorteilhaften Eigenschaften bei der erfindungsgemäßen Verwendung wie die amorphen Formen aufzuweisen. Das in der vorstehenden Formel angegebene Wasser sollte nicht unbedingt als typisches Kristallwasser angesehen werden, da durch thermogravimetrische Analyse festgestellt wurde, daß das Wasser beim Erhitzen auf Temperaturen zwischen etwa 8O⁰C und etwa 500° C allmählich abgegeben wird, wobei gewöhnlich kein klar definierter Haltepunkt auftritt, wie dies im Falle der Gegenwart von freiem Wasser oder bei einem kristallinen Hydrat erfolgen würde.

Die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung können in unterschiedlicher Weise hergestellt werden, wobei jedoch im allgemeinen ein Verfahren zur Herstellung der Zubereitungen bevorzugt wird, bei welchem man ein Natrium, ein Aluminium und ein Phosphor enthaltendes Material umsetzt. Insbesondere gehören zu den geeigneten Natrium enthaltenden Materialien die Natriumoxide, Natriumhydroxide und die Natriumorthophosphate, wie Mononatrium-, Dinatrium- und die Trinatriumorthophosphate einschließlich deren Gemische. Geeignete Aluminium enthaltende Materialien sind Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und die Natriumaluminate einschließlich deren Gemische. Weiterhin gehören zu den Phosphor enthaltenden Materialien die Natriumorthophosphate und Orthophosphorsäure einschließlich deren Gemische. Wenn man Orthophosphorsäure verwendet, ist diese Vorzugsweise eine konzentrierte Säure mit über etwa 50 Gew.-% H3PO4. Im allgemeinen werden die Reaktionspartner in irgendeiner Reihenfolge gemischt und, sofern erforderlich, wird Wasser in ausreichenden Mengen zur Bildung eines geeigneten Reaktionsmediums zugegeben, wobei die Reaktion vorzugsweise unter Rühren durchgeführt wird. Die Reaktion ist gewöhnlich exotherm, und die Temperatur kann in Abhängigkeit von der eingesetzten Menge an Wasser (sofern Wasser zugegeben wurde), den verwendeten Reaktionspartnern und dergleichen, Werte von etwa 70 bis zu etwa 140⁰C erreichen. Im allgemeinen wird es jedoch bevorzugt, die Temperaturen auf unter etwa 100° C zu halten. Es kann auch je nach den verwendeten Reaktionspartnern und Reaktionsbedingungen eine Wassermenge zugegeben werden, die wegen der exothermen Reaktion ein relativ trockenes pulverförmiges Reaktionsprodukt ergibt. In den Fällen, wo ein Wasserüberschuß angewandt wurde, können die Reaktionsprodukte mittels verschiedener Verfahren zur Entfernung von Wasser, wie z. B. durch Trommeltrocknung, so getrocknet werden, daß sie in einem trockenen pulverförmiger Zustand vorliegen. Während es bevorzugt wird, daß ausreichend Wasser vorhanden ist, so daß man eine Konzentration der Schlämme von nicht mehr als etwa 90 Gew.-°/o Feststoffe erhält, ist es, wenn überhaupt, selten erforderlich, eine Konzentration der Schlämme von weniger als etwa 20 Gew.-% Feststoffe zu verwenden. Die Mengen an Natrium, Aluminium und Phosphor enthaltenden Materialien werden so ausgewählt, daß man die gewünschten Mengen an Natrium, Aluminium und Phosphor in dem Reaktionsprodukt erhält. Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung besteht darin, Phosphorsäure mit hydratisiertem Aluminiumoxid, und danach die erhaltene Masse mit Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat umzusetzen.

Wie bereits oben erwähnt, erhält man durch die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung eine verfügbare Alkalinität, die besonders bei den Käseherstellern in technischem Umfang erwünscht ist. Erläuternd für die Bedeutung einer solchen verfügbaren Alkalinität ist die nachfolgende Tabelle I, worin verschiedene im Handel erhältliche Käseemulgiermittel, ihre Konzentrationen nach Verwendung in Käse und die verfügbaren Alkalinitäten für die Käseherstellung aufgeführt sind. Diese Tabelle zeigt, daß die verfügbare Alkalinität von etwa 15,5±1%, vorzugsweise 1,5 ±0,5%, für viele Herstellungsverfahren wünschenswert ist.

Tabelle I

Emulgiermittel	Konzen tration	Verfugbare Alkalinität	• 11,5H₂O
	(Gew.-%)	(%)
*Emulgiermittel I) + Trinatriumphosphat Tatsächlich verwendetes Gemisch**	2,5 + 0,5 3,0	10,0 + 6,1 16,1
Emulgiermittel II) Emulgiermittel III*) Dinatriumphosphat Trinatriumphosphat	3,0 3,0 2,1 1,2	14,9 15,1 15,2 14,8
) Im Handel erhältliches Käseemulgiermittel, das ein Natriumaluminiumphosphat der nachfolgenden em* pirischen Formel
14,69 Na₂O · 2,43 · Al₂O₃ · 8 P₂O₅

enthält.

♦*) Im Handel erhältliches Käseemulgiermittel, das Trinatriumphosphat und Natriumphosphat enthält. ***) Im Handel erhältliches Käseemulgiermittel, das Dinatriumphosphat und Natriummetaphosphat enthält.

Die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung haben eine verfügbare Alkalinität von etwa 15%, die für die Käseherstellung besonders wichtig ist.

Obgleich eine verfügbare Alkaliriität von 15% nicht für alle Eigenschaften der Käseherstellung am günstigsten ist, stellt sie die optimal erwünschte Größe dar, um die besten Gesamtkäsezubereitungen zu erhalten. Diejenigen Eigenschaften von Käse·, die durch die Alkalinität am meisten beeinflußt werden, sind Ölabgabe, Bruch und Kristallbildung. Tabelle Il erläutert die Wirkung der verschiedenen verfügbaren Alkalinitäten auf diese Eigenschaften (die angegebenen Werte erfolgen nach einem gewählten Maßstab von »gut« bis »schlecht«).

Tabelle II

Emulgiermittel	Alkalinität	Käseeigenschaften	Bruch	Kristallbildung
		Ölabgabe	0,8	2,0
Trinairiumphosphat	25%	3,2		(schlecht)
		(gut)	1,1	1,5
Trinatriumphosphat	15%	3,2	1,5	0,2
Diiiatriumphosphat	14%	3,0	(gut)
			0	0
Mononatriumphosphat	0	1,6	(schlecht)	(gut)
		(schlecht)

Aus den Tabellen I und II ergibt sich, daß ein Käseemulgiermittel, das eine verfügbare Alkalinität von etwa 15 bis 16% aufweist, für die Käseindustrie besonders wünschenswert ist. Die neuen Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften solcher Materialien und ergeben zusätzlich eine verfügbare Alkalinität von 15% oder höher.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß viele dieser Natriumaluminiumphosphate, die bei Materialverhältnissen hergestellt wurden, wie sie für die Zwecke der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, überraschenderweise in hohem Maß reproduzierbar sind. Darunter ist zu verstehen, daß im Gegensatz zu den sehr stark variierenden Alkalinitäten, die man mit Materialien handelsüblicher Qualität erhält, viele der Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung reproduzierbar verfügbare Alkalinitäten aufweisen. Zur Erläuterung dienen die nachfolgenden Verfahren 1 bis 5, die Herstellungsverfahren für ein Natriumaluminiumphosphat sind, das als T bezeichnet wird. (Ähnliche Verfahren wie diese können zur Herstellung der anderen in beispielhafter Weise angeführten Natriumaluminiumphosphate, wie sie in Tabelle IV angegeben sind, herangezogen werden.)

H2O unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Aufschlämmung wird dann homogenisiert und sprühgetrocknet.

Verfahren 4

Das Verfahren 3 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Aufschlämmung trommelgetrocknet wird.

Verfahren 5

Eine Gesamtmenge von 212,1 g Al₂O₃ ■ 3 H₂O wird in 811,1g 80%iger H₃PO₄ gelöst und dann mit 785 g Wasser verdünnt. Dieses Gemisch wird dann unter Rühren zu einer Lösung von 785 g Wasser und 1006,4 g 50%iger NaOH zugegeben. Die Aufschlämmung wird homogenisiert und sprühgetrocknet.

Unter Verwendung dieser Verfahren wurden verschiedene Proben von Natriumaluminiumphosphaten, wie sie in der Tabelle IH angegeben sind, hergestellt, ihre verfügbaren Alkalinitäten bestimmt und mit einer im Handel erhältlichen Natriumaluminiumphosphatzubereitung und einer analogen Natriumaluminiumphosphatzubereitung, die im Laboratorium hergestellt wurde, verglichen, wobei die Ergebnisse der Tabelle IV zu entnehmen sind.

Verfahren 1

Eine Gesamtmenge von 212,1 g Al₂O₃ · 3 H₂O wird in 1006,4 g 50%iger NaOH gelöst. Dieses Gemisch verdünnt man mit 785 g Wasser. Eine verdünnte saure Lösung wird dadurch hergestellt, daß man 811,1g 80%iger H₃PO₄ zu 785 g Wasser und dann unter Rühren die alkalische Aluminiumoxid-Lösung zugibt. Die erhaltene 30%ige Aufschlämmung wird dann homogenisiert und sprühgetrocknet.

Verfahren 2

Das Verfahren 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Aufschlämmung trommelgetrocknet wird.

Verfahren 3

Eine Gesamtmenge von 212,1 g Al₂O₃ · 3 H₂O wird in 1006,4 g 50%iger NaOH gelöst. Dieses Gemisch und 811,1 g 80%ige H₃PO₄ werden gleichzeitig zu 157Og

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Tabelle III	Analyse auf wasserfreier	Al₂O₃	Mol-Basis
Natrium-	Na₂O		P₂O₅
alurainium- phosphat-		(%)
zubereitung	(%)	7,5	(%)
(NAP-Z)	42,0	14,0	50,0
D	39,0	11,5	47,0
T	40,0	15,0	48,5
M	39,5	11,0	45,5
J	39,5	10,5-11,	49,5
K*)	39,5-40,2		1 49,4-49,7
Y-9)

*) Im Laboratorium hergestellte Natriumaluininium-

phosphatzubereitung, analog zu K-9.
**) Im Handel erhältliche Natriumaluminiumphosphatzubereitung (Analyse von 5 Proben).

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OjI
Ot

Tabelle IV

NAP-Z

Probe	Verfahren	Verfügbare
		Alkaünität
1	3	15,3
2	3	15,3
3	3	15,1
4	3	14,9
5	3	15,8
1	2	15,2
2	3	15,6
3	2	15,6
4	2	15,6
5	2	15,2
6	3	15,4
7	1	15,5
8	5	15,6
9	1	15,6
10	3	15,8
11	1	15,2
1	3	15,1
2	3	15,4
3	3	15,7
4	3	15,8
5	3	15,4
6	3	15,5
1	4	16,0
2	2	16,2
3	2	15,9
4	2	15,7
1	2	12,1
2	2	14,5
3	4	15,6
		11,6
		13,0
unbekannt		13,4
		14,0
		11,9

D D D D D

T T T T T T T T T T T

M M M M M M

J J J J

Der Tabelle IV ist eindeutig zu entnehmen, daß die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung signifikant reproduzierbarere verfügbare Alkalinitäten aufweisen als die im Handel erhältliche Natriumaluminiumphosphatzubereitung und die analoge, im Laboratorium hergestellte Natriumaluminiumphosphatzubereitung, die beide außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen.

Die durch die erfindungsgemäße Verwendung der Natriumaluminiumphosphate erhaltenen Käseformulierungen können durch Mischen, vorzugsweise unter Wärme, von einem oder mehreren Käseansätzen mit den Natriumaluminiumphosphaten der vorliegenden Erfindung als Emulgiermittel hergestellt werden. Für diesen Zweck ist im allgemeinen jedes Käseansatzmaterial geeignet, und es kann hier natürlicher Käse, wie »American«, Schweizerkäse, Brick, Cheddar, Limburger, Gouda, Edamer, Camembert, Gruyere, Münster, Blau-Käse und dergleichen, sowie künstliche Käsesorten und Streichkäse, einschließlich den Imitationskäseaul'strichen, die gewöhnlich bestimmte pflanzliche Gummis enthalten, sein. In Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Käseiiiisiil/.materialicn und/oder Käseansatzgemischen können die Natriumaluminiumphosphate in Mengen bis zu etwa 6 Gew.-% und bis herab zu 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtkäsezubereitung, verwendet werden. Mengen von etwa 1,5 bis 3 Gew.-°/o werden bevorzugt.

Weiterhin können in einigen Fällen die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung zusammen mit anderen Käseemulgiermitteln, wie Dinatriumorthophosphat, Trinatriumorthophosphat, Natriumcitraten und dergleichen, einschließlich ihrer Gemische verwendet werden, obgleich dies nicht erforderlich ist.

Im allgemeinen können Käsezubereitungen dadurch hergestellt werden, daß man die Käseansatzmaterialien und/oder Käseansatzgemische mit Emulgiermitteln in einer solchen Weise mischt, daß diese Zusätze gründlich

lieh, um die Käseansatzmaterialien ausreichend bearbeiten zu können, und es sind im allgemeinen Temperaturen zwischen etwa 48,8 und 933⁰C geeignet. In mancher Fällen ist es vorteilhaft, die Käseemulgiermittel der vorliegenden Erfindung in den Käseansatz und/oder Käseansatzgemische einzubringen, während sich der Käse vor dem Trocknen in seiner rohen Form (Quarkform) befindet, obgleich es im allgemeinen bevorzugt wird, das Emulgiermittel mit dem Käseansatz und/oder den Käseansatzgemischen zu mischen, nachdem der Käse hergestellt und auf einen geeigneten Grad ausgehärtet bzw. getrocknet ist

Die Natriumaluminiumphosphate gemäß Erfindung verleihen den Käseansätzen nicht nur Emulgiereigenschaften, d. h„ daß sie besonders beim Erhitzen die ölabtrennung aus den Käseansätzen vermeiden oder verringern, sondern sie verleihen ihnen weiterhin vorteilhafte Eigenschaften, da sie keine Neigung zur Kristallisation aufweisen, die Entwicklung der Schmelze verbessern, d. h. die Fähigkeit haben, den Käse ohne ölabtrennung zu schmelzen, so daß nur eine geringe oder keine Härtungszeit erforderlich ist, und sie weisen weiterhin die Fähigkeit auf, den pH-Wert eines Käses für die jeweils für die Käseformulierungen vorgesehenen Verfahren auf die gewünschte Höhe zu erhöhen, wobei dies gewöhnlich ein pH-Wert zwischen etwa 5,5 und etwa 6 ist. Ferner ist es von Bedeutung, daß die Käseemulgiermittel der vorliegenden Erfindung als Emulgiermittel noch andere vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, die bei herkömmlichen Käseemulgiermitteln nicht vorhanden sind, wie z. B. ihre Fähigkeit, für eine Verwendung bei einer großen Vielzahl von Käseansätzen mit verschiedenen Altersstufen und pH-Werten, sowie bei verschiedenen Käseansatzgemischen verwendbar zu sein, wodurch es dem Käsehersteller möglich ist, Käseformulierungen ohne unnötige Bearbeitung und/oder unnötiges Mischen dieser Käseansätze herzustellen. Weiterhin verleihen die Käseemulgiermittel der vorliegenden Erfindung den Käseformulierungen, die vorgeschnitten in Käsescheiben verkauft werden sollen, den ausgeprägten Vorteil der leichteren Trennbarkeit der Scheiben, was häufig und im Falle dieser Käsearten ein entscheidender Faktor für die Wahl des Verbrauchers ist. Weiterhin sind die im wesentlichen amorphen Natriumaluminiumphosphate im allgemeinen auch deswegen ausgezeichnete Käseemulgiermittel, weil sie nicht dazu neigen, unter scharfen Bedingungen Kristalle zu bilden. Demzufolge sind Käseformulierungen, welche das Natriumaluminiumphosphat der vorliegenden Erfindung als Käseemulgiermittel enthalten, anderen Käseformulierungen überlegen.

Käseuntersuchungen

Bei den nachfolgenden Untersuchungen wurden die Natriumaluminiumphosphate der vorliegenden Erfindung als Käseemulgierniittei bei der Herstellung von Käse verwendet Im allgemeinen wurden die Käseformulierungen so hergestellt, daß man einen gemahlenen Cheddar-Käseansatz von etwa 386 g und das Käseemulgiermittel in den in den Tabellen angegebenen Mengen in ein Mischgefäß mit einem »Hobart C-100«-Mischer placiert. Das Mischgefäß ist mit einer Dampfheizung zum gleichmäßigen Erhitzen der Käseformulierung ausgestattet Der Käse und das Emulgiermittel werden unter Dampfzufuhr etwa 2,25 Minuten und weiter etwa 5 Sekunden ohne Dampfzufuhr gemischt Die Dampfzufuhr wird so eingestellt, daß die Endtemperatur des Käses etwa 75 bis 80⁰C beträgt. Die heißen Käseschmelzen werden in mit Teflon ausgekleidete Tröge gegossen, mit Teflonfolien abgedeckt, auf eine Stärke von 0,3175 cm ausgewalzt und auf Kühlschranktemperatur abgekühlt Die gekühlte Schmelze wurde dann in quadratische Scheiben von 10 cm Seitenlänge geschnitten, gestapelt, verpackt und in einem Kühlschrank bei 5 bis 8° C gelagert Die erhaltenen Käseformulierungen werden hinsichtlich der folgenden Eigenschaften bewertet: pH-Wert Ausbreitung der Schmelze, ölabgabe, Eindringtiefe, Kornbildung und Scheibenabtrennung. Diese Eigenschaften wurden wie folgt bestimmt:

pH-Wert

pH-Wert-Messungen wurden bei den Käse-Aufschlämmungen mit einem »Fisher Accumet Model 520 Digital«-pH-We;t-Meßgerät vorgenommen. Als Aufschlämmungen wurden jeweils 20 g Käse mit 10 g destilliertem Wasser bei Raumtemperatur gemischt verwendet

Schmelzeausbreitung

Es wurden Käsescheiben mit 22 mm Durchmesser mit einem Korkbohrer herausgeschnitten und in einem in einem Wasserbad befindlichen Behälter zur Schmelze gebracht. Es wurden die Durchschnittswerte der folgenden zwei Untersuchungen festgehalten.

1. Käsescheiben wurden auf eine kalte Aluminiumpfanne mit den Abmessungen von etwa 39 cm χ 26 cm χ 2 cm gegeben. Die Pfanne mit den Käsescheiben wurde 5 Minuten bei 176,6° C in einem Backofen erhitzt Dann wurde die Pfanne aus dem Ofen herausgenommen und auf der Arbeitsplatte abkühlen gelassen. Zweit- oder Drittproben in Scheibenform wurden von bis zu sieben Käseproben gleichzeitig geprüft. Die Pfanne wurde während der Herstellung der Scheiben mit Kunststoff abgedeckt, um den Käse vor dem Austrocknen zu bewahren. Die Ausbreitung des Käsekuchens, aber nicht des Öls, wurde in mm gemessen. Der Schmelzeausbreitungswert für jede Scheibe wurde aus drei Messungen des Durchmessers gemittelt, die in gleichen Arbeitsintervallen hergestellt wurden.

2. Käsescheiben, 2 Schnittscheiben dick, wurden in eine kalte Deckelpfanne eines 1,89-1-Wasserbadkochgefäßes gegeben (Commet brand). Die Pfanne mit den Käsescheiben wurde über kochendem Wasser 4 Minuten lang erhitzt, wonach die Pfanne zum Abkühlen

ίο auf die Arbeitsplatte gestellt wurde. Der Deckel wurde während der Untersuchungen auf der Pfanne belassen, um das Austrocknen des Käses zu verhindern. Es wurden gleichzeitig Doppeluntersuchungen vorgenommen, wozu ein zweiter Wasserbaderhitzer des gleichen Typs verwendet wurde. Die gemessene Schmelzeausbreitung war die gleiche wie bei dem Ofenverfahren.

ölabgabe

Der Grad der ölabtrennung nach Erhitzen der Käsescheiben wurde beobachtet und numerisch bewertet. Ein Wert von 3,0 gibt an, daß keine ölabtrennung erfolgte, während der Wert 0 eine beträchtliche Ölabgabe bedeutet.

Eindringtiefe

Es wurde ein Präzisions-Penetrationsmeßgerät mil einer Nadelsonde zur Messung der Eindringtiefe bei einem Stapel von Käsescheiben verwendet. Die Sonde wurde an der Oberfläche des Käses placiert und dann ί Sekunden nach Stoppuhr angesetzt. Die Tiefe des Eindringens wurde in 0,1 mm festgestellt, mit denen die Sonde in den Käse einsinkt. Um die Temperaturer einheitlich zu halten, wurde jeder Käse unmittelbar voi dem Versuch dem Kühlschrank entnommen.

Scheibentrennung

Die Möglichkeit der Trennung der Scheiben wurde nach einer Skala von 0 bis 3 bewertet. Ein Wert von 3,0 zeigt eine sehr leichte Abtrennung an, während der Wert 0 bedeutet, daß die Scheiben nicht abgetrennt werden konnten, ohne sie in Stücke zu zerreißen.

Die Tabellen V bis VII zeigen die Eigenschaften von Käseformulierungen, wobei diese mit den Natriumphosphaten dieser Erfindung als Emulgiermittel in den angegebenen Konzentrationen hergestellt wurden, im Vergleich zu anderen Käseemulgiermitteln. Die Tabelle VlI gibt weitere Zahlen werte an, die unter Verwendung einer zusätzlichen Aufbewahrungszeit von 20 Minuten bei 8O⁰C erhalten wurden, um das langsame Kühlen von großen Ansätzen von emulgiertem Käse, wie sie im technischen Umfang verwendet werden, zu simulieren.

Die Verwertung der Erfindung kann durch lebensmittelrechlliche Bestimmungen beschränkt sein.

Tabelle V	verwendet % Anhyd.	Käsccigenschaflen pH-Wert Schmelze ausbreitung	35,3 36,7	Ölabgubc	Eindring wert	Scheiben- ubtrennung
Emulgiersystem Emulgiermittel	3,ö°) 3,O⁴)	6,42 6,20		2,7 2,6	74 72	3,0 3,0
Emulgiermittel I¹) + Trinatriumphosphat Emulgiermittel I²) + Trinatriumphosphat

Fortsetzung

11

24

12

Emulgiersystem Emulgiermittel

verwende! % Anhyd.

Kä'seeigenschaften

pH-Wer! Schmelze- Ölabgabe Eindring-

ausbreitung

wert

abtrennung

M⁵)	3,0	6,33	36,2	2,4	67	3,0
D⁶)	3,0	6,28	35,0	2,6	66	3,0
Dinatriumphosphat	2,1	6,03	34,7	2,5	76	3,0
T⁷)	3,0	6,37	36,3	2,4	68	3,0
Trinatriumphosphat	1,2	6,30	39,7	0,8	73	3,0

') 14% verfügbare Alkalinität

im Handel erhältliches Natriumaluminiumphosphat I aus Tabelle I.

ll,6%ige verfügbare Alkalinität/
\ ⁴) Der Gesamtgehalt bestand aus ?_5 Gew-% Emulgiermittel ! und 0,5 Ge\v.-% Trinatriurriphosphst. ⁵J, ⁶J,⁷) Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV.

Tabelle VI

Emulgiersystem Emulgiermittel

Käseeigenschaften

verwendet pH-Wert Schmelze-

% Anhyd. ausbreitung

Ölabgabe

Eindringwert

Scheibenabtrennung

Emulgiermittel I¹) +	2,70³)	6,20	36,3	2,3	74	3,0
Trinatriumphosphat
Emulgiermittel I²) +	2,70⁴)	6,10	37,7	2,2	72	3,0
Trinatriumphosphat
M⁵)	2,70	6,09	36,3	2,5	67	2,8
DSP/TSP⁶)	1,36	6,01	40,1	1,8	72	3,0
D⁷)	2,70	6,03	35,1	2,6	63	3,0
Dinatriumphosphat	1,80	5,83	37,8	2,5	71	2,5
T⁸)	2,70	6,16	37,7	2,4	69	2,8
Trinatriumphosphat	1,08	6,10	42,2	0	69	1,8

14% verfügbare Alkalinität

'^m *~'^andel erhältliches Natriumaluminiumphosphat I aus Tabelle 1.

*) 11 6%iee verfügbare Alkalinitäti

³),⁴) Der Gesamtgehalt bestand aus 2,5 Gew.-% Emulgiermittel I und 0,5 Gew.-% Trinatriumphosphat.

⁶) Gemisch von Dinatriumphosphat (56%) und Trinatriumphosphat (44%).

⁵), ⁷),⁸) Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV.

Tabelle VlI

Emulgiersystem Emulgiermittel

Käseeigenschaften

verwendet pH-Wert Schmelze-

% Anhyd. ausbreitung

Ölabgabe

Eindringwert

Scheibenabtrennung

Emulgiermittel I¹) + Trinatriumphosphat Emulgiermittel I²) + Trinatriumphosphat

DSP/TSP⁶)

Dinatriumphosphat

Trinatriumphosphat

3,OO³) 3,00⁴)

3,00 1,50 3,00 2,10 3,00 1,20

6,28	39,9
6,16	38,9
6,18	37,4
6,02	41,1
6,11	31,8
5,87	30,4
6,23	41,3
6,11	40,0

1,8	80
1,1	69
2,2	69
0,3	74
2,1	80
1,0	84
0,4	72
0	71

^im

^{erhältliches} Natriumaluminiumphosphat I aus Tabelle 1. ) Der Gcsamtgehaltsbestand aus 2,5 Gew.-% Emulgiermittel I und 0,5 Gcw.-% Trinatriumphosphat.

Gemisch von Dinatriumphosphat (44%) und Trinatriumphosphat (56%). ) Natriumaluminiumphosphatzubereitungen der Tabellen III und IV. Konnte nicht aus dein GuUtrog entnommen werden.

1,5 1,5

3,0 2,0 1,0 1,0 3,0 *)

Claims

Patentansprüche:

1. Natriumaluminiumphosphat der empirischen Formel

^Na₂O · .KAI₂O₃ · 8 P₂O₅ · ζH₂O,

worin y eine Zahl von 1,0 bis 3,9 und ζ eine Zahl von O bis 50 ist, dadurch gekennzeichnet, daß χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 24 ist. ι ο

2. Natriumaluminiumphosphat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß χ eine Zahl höher als 15 und bis zu 18 ist.

3. Verwendung von Natriumaluminiumphosphat nach einem der Ansprüche 1 und 2 als Käseemulgiermittel.