NL9300855A - Werkwijze voor de bereiding van geëvaporeerde melk. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor de bereiding van geëvaporeerde melk.

De uitvinding betreft een werkwijze voor de bereiding van geëvaporeerde melk met een hoge hitte- en bewaarstabiliteit.

Geëvaporeerde melk, in het onderstaande eveneens aangeduid met "evap", wordt bereid door melk te standaardiseren op een gewenste vet:vetvrije droge stof verhouding, deze melk een bepaalde tijd bij een hoge temperatuur te houden, de zogenaamde voorverhitting, en vervolgens te concentreren tot het gewenste droge-stofgehalte door middel van het onder vacuüm verdampen van water. Dit produkt verkrijgt een lange houdbaarheid (1-2 jaar) door het, na afvullen in bus of fles, te steriliseren, dan wel door het produkt eerst in doorstroming te steriliseren en vervolgens aseptisch te verpakken. Evap bezit vanwege de verhittingsstappen een bruinige kleur.

Voor een lange houdbaarheid van een vet-bevattende evap is alleen steriliseren niet voldoende. Daarnaast is een verkleining van de emulsiedeeltjes noodzakelijk om afscheiding van de vetfractie te voorkomen. Deze verkleining van emulsiedeelt j es treedt op bij homogenisatie. Het is daarom gebruikelijk aansluitend aan de indampstap het geconcentreerde vloeibare produkt te homogeniseren. Omdat homogenisatie na de indampstap een produkt geeft met een lage hittestabiliteit, dat wil zeggen een produkt dat schift tijdens sterilisatie, worden stabilisatiezouten, zoals Na2HP04, toegevoegd, teneinde het produkt voor sterilisatie geschikt te maken. Het is noodzakelijk voor elke te produceren partij evap de optimale hoeveelheid stabilisatiezout vast te stellen, omdat door de natuurlijke variatie van de samenstelling van melk de reactie van evap op de (fosfaat)toevoeging van partij tot partij varieert. Dit gebeurt door middel van een zogenaamde proefsterilisatie. Deze proefsterilisatie is een tijdrovende stap die de voortgang van het volledige proces sterk vertraagd.

Er bestaat derhalve een behoefte in deze tak van de techniek om via een eenvoudiger en economischer proces evap te bereiden met een hoge hittestabiliteit en een uitstekende bewaarstabiliteit.

In de vakliteratuur - zie voor een overzichtsartikel b.v. H. Singh, L.K. Creamer & D.F. Newstead, Bulletin of the IDF N° 238/1989, blz. 94-104 - wordt, naast al in gebruik zijnde stabilisatietechnieken zoals voorverhitten voor verdampen bij 120 °C, tweetrapshomogenisatie na indampen en fosfaat-toevoeging voor steriliseren, melding gemaakt van het toepassen van levensmiddelenrechtelijk niet toegestane additieven zoals formaldehyde, H2O2, of loog, en van dure en gecompliceerde processen om serumeiwitten of zouten te verwijderen.

Voor wat betreft de volgorde waarin de processtappen, die vooraf gaan aan het toevoegen van stabilisatiezouten en steriliseren, uitgevoerd dienen te worden, werd gevonden dat de meest gebruikelijke werkwijze, te weten "voorverhitten -concentreren - homogeniseren" betere resultaten gaf dan alternatieven als "homogeniseren - koelen - voorverhitten -concentreren" of "voorverhitten - koelen - homogeniseren -concentreren". In dit verband wordt verwezen naar Sweetsur & Muir, Journal of the Society of Dairy Technology 25 (1982) 126-132.

Newstead et al., Journal of Dairy Research 45 (1979) 387-391, concludeerden na een soortgelijk onderzoek dat: "(1) homogenization of fat in milk before preheating considerably reduces heat stability of the resulting evaporated milk, (2) concentration of the milk before preheating and later homogenization has a destabilizing effect, while both concentration and homogenization before preheating cause the preheating to have a destabilizing rather than stabilizing effect on the EM" (EM = evaporated milk).

Samenvattend wordt in voomoemde studies geconcludeerd dat de meest gebruikelijke volgorde van de processtappen in de bereiding van evap, te weten voorverhitten - concentreren -homogeniseren - fosfaat toevoegen - steriliseren, de meest optimale is. Bij deze werkwijze is het toevoegen van stabilisatiezouten noodzakelijk.

Uit de stand van de techniek zijn enkele werkwijzen bekend waarmee een evap kan worden bereid met een goede bewaarstabiliteit zonder dat stabilisatiezouten hoeven te worden toegevoegd, voorbeelden van deze werkwijzen worden beschreven in US-A-2 860 057, EP-A-0 433 474, EP-A-0 435 822, en EP-A-0 517 941. De in deze publicaties beschreven werkwijzen zijn echter zeer complex en vereisen veel apparatuur, terwijl het energieverbruik per eenheid produkt veel hoger is dan voor de bovenbeschreven meest toegepaste werkwijze.

De meest kenmerkende stap van de werkwijzen volgens US-A-2 860 057, EP-A-0 433 474 en EP-A-0 435 822 is het voor het steriliseren onderwerpen van de geconcentreerde melk aan een extra verhitting, en vervolgens nogmaals te homogeniseren. Deze procedure vervangt als het ware de toevoeging van stabilisatiezouten. Deze extra bewerkingen belemmeren in de industriële praktijk echter de voortgang van het produktie-proces.

Het volledige proces beschreven in EP-A-0 433 474 voor in een container gesteriliseerde evap omvat de stappen: opwarmen - homogeniseren - voorverhitten - concentreren - homogeniseren - verhitten - homogeniseren - steriliseren. Opwarmen tot de temperatuur van de eerste homogenisatie vindt plaats onder toepassing van een platenpasteur. Uit de figuren van deze octrooiaanvrage is op te maken dat voor het beschreven proces, naast een indamper en een sterilisator, zes pasteurs en drie homogenisatoren noodzakelijk zijn.

Als alternatief wordt in zowel EP-A-0 433 474 en EP-A-0 435 822 een werkwijze genoemd waarin de eerste homogenisatie is vervangen door het bij mengen van een melkgrondstof welke veel fosfolipiden bevat. Deze modificatie maakt het proces echter slechts marginaal eenvoudiger.

In EP-A-0 517 941 wordt nog een ander alternatief gegeven: homogeniseren van slechts een deel van de melk voor de voorverhitstap. De procesgang volgens de voorbeelden is als volgt: opwannen - scheiden in twee stromen - homogeniseren van één van deze stromen - mengen - voorverhitten - indampen -homogeniseren - steriliseren. Ten opzichte van de bovenbeschreven gebruikelijke werkwijze is een forse additionele homogenisatiecapaciteit nodig, naast apparatuur ten behoeve van scheiden en mengen.

Volgens de uitvinding is thans gevonden dat, zonder enige bewerking van de geconcentreerde melk tussen indampen en steriliseren, een hitte- en bewaarstabiel produkt verkregen kan worden, indien men de niet geconcentreerde melk na regeneratief opwarmen in de effecten van de indamper tot een temperatuur van 50-100°C homogeniseert, en aansluitend door middel van een pasteur opwarmt tot de voorverhittings-temperatuur, een duurverhitting toepast en vervolgens de melk indampt en aansluitend steriliseert. Kort samengevat omvat de werkwijze volgens de vinding de stappen: opwarmen - homogeniseren - voorverhitten - concentreren - steriliseren.

Volgens de werkwijze volgens de uitvinding wordt aldus met een minimum aantal processtappen een optimaal produkt verkregen. Ten opzichte van de gebruikelijke werkwijze kan de toevoeging van stabilisatiezouten en de daarbij behorende proefsterilisatie vervallen. Ten opzichte van de werkwijzen beschreven in US-A-2 860 057, EP-A-0 433 474, EP-A-0 435 822 en EP-A-0 517 941 kan worden volstaan met minder apparatuur, terwijl de energiebehoefte aanzienlijk geringer is.

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor de bereiding van geëvaporeerde melk met een hoge hitte- en bewaarstabiliteit, waarbij de volgende stappen worden uitgevoerd: (a) bereiden van een melkvloeistof door standaardisatie tot een gewenste vet:vetvrije droge stof verhouding; (b) regeneratief opwarmen van deze gestandaardiseerde melkvloeistof in de effecten van een indamper tot een temperatuur van 50-100°C; (c) homogeniseren van deze melkvloeistof; d) verder verhitten van de melkvloeistof tot de voorverhit-t ingst emperatuur; (e) voorverhitten; (f) concentreren; en (g) steriliseren.

Bij voorkeur vindt het homogeniseren tijdens het opwarmen naar de voorverhittingstemperatuur plaats in het temperatuurs-traject van 70-90°C.

Aangezien onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding alle bewerkingen van de ingedampte melk tussen indampen en steriliseren overbodig zijn, en homogeniseren en voorverhitten geïntegreerd zijn in het indampproces, kan hiermee in één procesgang geëvaporeerde melk worden bereid.

Een en ander vereenvoudigt de bedrijfsvoering in de industriële praktijk in aanzienlijke mate, hetgeen een aanzienlijke besparing in procestijd en mankracht met zich brengt.

Bij toepassing van deze werkwijze is het gebruik van stabilisatiezouten niet meer noodzakelijk en kan een geëvaporeerde melk met een witte kleur worden bereid.

In de werkwijze volgens de vinding kunnen als melkgrondstoffen bij de bereiding van de evap bijvoorbeeld worden toegepast: volle melk, gedeeltelijk ontroomde melk, ondermelk, of weivloeistoffen, welke vloeistoffen eventueel gereconstitueerd zijn uit poedervormige produkten. In deze melkvloeistof kunnen caseïnaten, wei-eiwitten, wei- en melkderivaten als lactose, permeaat, melkmineralen, of ontsuikerde wei worden opgenomen, welke toeslagstoffen eventueel zijn verkregen uit een gedroogd produkt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden in de melkvloeistof vetten van plantaardige of dierlijke oorsprong geëmulgeerd. Hierbij kunnen aan de melkvloeistof eveneens emulgatoren of emulgator-bevattende vloeistoffen worden toegevoegd, welke emulgerende stoffen eventueel zijn verkregen uit een gedroogd produkt.

Geschikte voorbeelden van dergelijke emulgator-bevattende vloeistoffen zijn boterserum en zoete karnemelk.

Voor bepaalde evaps kunnen pseudovetten (vetvervangers) opgenomen worden in de melkvloeistof.

Bovendien worden soms micro-ingrediënten zoals vitaminen, mineralen, aminozuren, smaak- en kleurstoffen, nucleotiden in de melkvloeistof opgenomen.

De standaardisatie met vetten, emulgatoren of emulgator-bevattende vloeistoffen, welke veel fosfolipiden bevatten met gunstige eigenschappen voor de bewaar- en hittestabiliteit, kan op de gebruikelijke wijze plaatsvinden voor de processtappen "opwarmen - homogeniseren - voorverhitten", doch kan (deels) ook plaatsvinden via dosering op een der trappen van de indamper.

Het volgens de uitvinding bereide zuivelprodukt wordt in de regel ofwel, na afvullen in bijvoorbeeld bus of fles, in de verpakking gesteriliseerd, ofwel in doorstroming gesteriliseerd en vervolgens na koelen aseptisch afgevuld.

De uitvinding wordt thans aan de hand van een tweetal voorbeelden nader toegelicht.

VERGELIJKINGSVOORBEELD 1

Volgens de boven beschreven gebruikelijke werkwijze werd 525 kg volle melk (4,23% vet, 8,72% vetvrije droge stof (wds)) gemengd met 91 kg magere melk (0,03% vet, 8,98% wds) tot een mengmelk met 3,60% vet en 8,8% wds. Deze melk werd regeneratief opgewarmd tot 70°C, en vervolgens met een pasteur tot 120°C. Na een duurverhitting van 3 minuten bij deze temperatuur werd de melk ingedampt tot een droge-stof gehalte van 32,6%, en aansluitend bij 50°C gehomogeniseerd met een druk van 200+30 bar. De geconcentreerde melk werd met verschillende mengsels van water en een Na2HP04-oplossing afgestandaardiseerd tot een droge-stofgehalte van 31%, afgevuld in busjes en gesteriliseerd. Een toevoeging van (omgerekend) 0,12% Na2HP04 bleek een voldoende stabiele evap op te leveren. Zonder toegevoegd fosfaat schiftte de evap.

VOORBEELD 1

Onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding werd uit dezelfde volle en magere melk, als beschreven in vergelijkingsvoorbeeld 1, 616 kg mengmelk gemaakt. Deze melk werd regeneratief opgewarmd tot 7 0°C en bij deze temperatuur gehomogeniseerd met een druk van 270+30 bar. - Deze homogenisatiedruk gaf een gelijke vetverdeling in de evap als de bovengenoemde druk bij de bereiding volgens de gebruikelijke werkwijze. Alleen bij een gelijke vetverdeling kunnen twee verschillende processen goed vergeleken worden voor wat betreft hitte- en bewaarstabiliteit. - Na homogenisatie werd de melk verder opgewarmd tot 120°C, en na een houdtijd van 3 minuten bij deze temperatuur vervolgens ingedampt tot 32,9% droge stof. Ook dit concentraat werd met mengsels van water en een Na2HP04 oplossing afgestandaardiseerd tot een drogestofgehalte van 31%, afgevuld in busjes en gesteriliseerd. Zonder toegevoegd fosfaat werd nu een uitstekend hitte- en bewaarstabiel produkt verkregen dat vergelijkbaar is met een bekend produkt waaraan fosfaat was toegevoegd.

VERGELIJKINGSVOORBEELD 2

Volgens een traditionele werkwijze werd 454 kg volle melk (4,69% vet, 8,88% wds) , 175 kg magere melk (0,03% vet, 9,17% wds) en 51 kg zoete boterserum gemengd tot een melk met 3,20% vet en 8,9% wds. Deze melk werd regeneratief opgewarmd tot 70°C, en vervolgens met een pasteur tot 120°C opgewarmd.

Na een duurverhitting van 3 minuten bij deze temperatuur werd de melk ingedampt tot een droge-stofgehalte van ongeveer 31%. Na "in line" afstandaardisatie met water tot een drogestofgehalte van 30,2% werd de evap in doorstroming gesteriliseerd bij 130°C gedurende 1 minuut, aansluitend bij 50°C aseptisch gehomogeniseerd met een druk van 200 bar, en aseptisch afgevuld. Coagulatie van de evap tijdens steriliseren trad niet op, maar het produkt vertoonde na 1 maand bij 30°C duidelijke oproming.

VOORBEELD 2 680 kg van mengmelk volgens vergelijkingsvoorbeeld 2 werd volgens de uitvinding regeneratief opgewarmd tot 80°C, gehomogeniseerd bij een druk van 270+30 bar, verder opgewarmd tot 120°C, en na een houdtijd van 3 minuten aansluitend geconcentreerd. Na "in-line" afstandaardisatie met water tot een droge-stofgehalte van 30,2% werd de evap in doorstroming gesteriliseerd bij 130°C gedurende 1 minuut, en aseptisch afgevuld. De zo bereide evap coaguleerde niet tijdens sterilisatie en had een zo hoge viscositeit (ongeveer 35 mPa-s) dat oproming tijdens bewaren zeer minimaal was.

Claims (10)

1. Werkwijze voor de bereiding van geëvaporeerde melk met een hoge hitte- en bewaarstabiliteit, waarbij de volgende stappen worden uitgevoerd: (a) bereiden van een melkvloeistof door standaardisatie tot een gewenste vet:vetvrije droge stof verhouding; (b) regeneratief opwarmen van deze gestandaardiseerde melkvloeistof in de effecten van een indamper tot een temperatuur van 50-100°C; (c) homogeniseren van deze melkvloeistof; (d) verder verhitten van de melkvloeistof tot de voorverhit-tingstemperatuur; (e) voorverhitten; (f) concentreren; en (g) steriliseren.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het homogeniseren tijdens het opwarmen naar de voorverhittingstemperatuur plaatsvindt in het temperatuurstrajeet van 70-90°C.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de toegepaste melkvloeistof volle melk, gedeeltelijk ontroomde melk, ondermelk, of weivloeistoffen omvat, welke vloeistoffen eventueel gereconstitueerd zijn uit poedervormige produkten.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij in de melkvloeistof caseinaten, wei-eiwitten, wei- en melkderivaten als lactose, permeaat, melkmineralen, of ontsuikerde wei worden opgenomen, welke toeslagstoffen eventueel zijn verkregen uit een gedroogd produkt.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij in de melkvloeistof vetten van plantaardige of dierlijke oorsprong worden geëmulgeerd.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij aan de melkvloeistof emulgatoren of emulgator-bevattende vloeistoffen worden toegevoegd, welke emulgerende stoffen eventueel zijn verkregen uit een gedroogd produkt.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de emulgator-bevattende vloeistof boterserum of zoete karnemelk is.

8. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij pseudovetten (vetvervangers) worden opgenomen in de melkvloeistof.

9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij micro-ingrediënten als vitaminen, mineralen, aminozuren, smaak- en kleurstoffen, nucleotiden in de melkvloeistof worden opgenomen.

10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het zuivelprodukt na afvullen in bijvoorbeeld bus qf fles, in de verpakking gesteriliseerd wordt, ofwel in doorstroming wordt gesteriliseerd, en vervolgens na koelen aseptisch wordt afgevuld.