NO139024B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF COAGULATED MILK PRODUCTS, ESPECIALLY YOGHURT OR QUARG - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av koagulerte melkeprodukter, særlig yoghurt eller kvarg, som har redusert kalsiuminnhold. The present invention relates to the production of coagulated milk products, particularly yoghurt or quark, which have a reduced calcium content.

Kvarg og yoghurt er melkeprodukter som oppnås ved kultivering av helmelk eller et flytende melkeprodukt, for eksempel skummetmelk eller rekonstituert melkepulver, med melkesyreproduserende bakterier. Melken blir vanligvis først pasteurisert før inokulering med kulturen og så inkubert i et passende tidsrom inntil den nødvendige surhet og velsmak er blitt frembragt og kaseinet i melken er koagulert. Vel- Curd and yoghurt are milk products obtained by culturing whole milk or a liquid milk product, for example skimmed milk or reconstituted milk powder, with lactic acid-producing bacteria. The milk is usually first pasteurized before inoculation with the culture and then incubated for a suitable period of time until the necessary acidity and palatability have been produced and the casein in the milk has coagulated. Well-

smaken og konsistensen av produktet avhenger av de anvendte organismer. the taste and consistency of the product depends on the organisms used.

For kvarg anvendes vanligvis Streptococcus cremoris Streptococcus cremoris is usually used for quark

som kultur, undertiden i forbindelse med andre organismer som forbedrer utviklingen av velsmak, for eksempel Streptococcus lactis, Leuconostoc citrovorum og Streptococcus diacetylactis. Melkesyre fremstilt ved fermenteringen sørger for en del av velsmaken og koagulerer kaseinet under dannelse av ostestoff som vanligvis separeres fra mysen hvis protein forblir ufelt. as a culture, sometimes in association with other organisms that improve the development of palatability, such as Streptococcus lactis, Leuconostoc citrovorum and Streptococcus diacetylactis. Lactic acid produced during the fermentation provides part of the flavor and coagulates the casein to form curds which are usually separated from the whey if the protein remains uncured.

Ostestoffet som danner den ikke-modnede skummetmelkost, kjent The cheese substance that forms the unripened skimmed milk cheese, known

som kvarg eller skjørost, emballeres og spises uten ytterligere behandling som er vanlig for andre former for ost. such as quark or soft cheese, is packaged and eaten without further processing which is common for other forms of cheese.

For yoghurt er den anvendte kultur en av termobakteriene, normalt en blanding av Streptococcus thermophilus og Lactobacillus bulgaricus, og i motsetning til normal kvarg-produksjon unngås mysesepareringen ved at uforstyrret inkubasjon muliggjør dannelse av et nettverk av felt kasein som fastholder mysen. For yoghurt, the culture used is one of the thermobacteria, normally a mixture of Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus, and in contrast to normal quark production, whey separation is avoided as undisturbed incubation enables the formation of a network of field casein which holds the whey.

I norsk patent nr. 136 559 beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av kvarg og yoghurt hvorved det anvendes membran-filtrering utført ved omvendt osmose for konsentrering av proteinet i utgangsmelken uten å øke konsentrasjonen av de i melken tilstedeværende mineralsalter, hvilket ville føre til nedsettelse av det ferdige produkts velsmak. Denne fremgangsmåte muliggjør fremstilling av kvarg under en sterkt redusert tendens eller ingen tendens til fraseparering av mysen, In Norwegian patent no. 136 559, a method for the production of quark and yoghurt is described, whereby membrane filtration carried out by reverse osmosis is used to concentrate the protein in the starting milk without increasing the concentration of the mineral salts present in the milk, which would lead to a reduction of the the taste of the finished product. This method enables the production of quark with a greatly reduced tendency or no tendency for the whey to separate,

hvilket resulterer i et større utbytte av kvarg fra en gitt mengde utgangsmateriale. Selv om ved denne fremgangsmåte, mineralsalter som natrium- og^ kaliumsalter lettvint kan fjernes ved membranfiltrering, har det vist seg at bare en liten del av det tilstedeværende kalsium kan fjernes fordi mesteparten av dette er bundet til kaseinet, og at selv om fjerning av kalsiumioner i løsning ved passasje gjennom membranen for- which results in a greater yield of quark from a given amount of starting material. Although by this method, mineral salts such as sodium and potassium salts can be easily removed by membrane filtration, it has been found that only a small part of the calcium present can be removed because most of it is bound to the casein, and that even if the removal of calcium ions in solution when passing through the membrane for

styrrer likevekten mellom kalsium bundet til proteinet og kalsiumet i oppløsning, er gjenetableringen av likevekten for langsom ved membranfiltrering til effektivt å fjerne kalsiumet som er bundet til proteinet. controls the equilibrium between calcium bound to the protein and the calcium in solution, the re-establishment of the equilibrium is too slow by membrane filtration to effectively remove the calcium bound to the protein.

Det er nå funnet at ved fremstilling av kvarg, yoghurt og andre koagulerte kaseinmelkeprodukter under anvendelse av en utgangsmaterialemelk som er blitt konsentrert ved membran-filtrering, er den relativt høye kalsiumrest ansvarlig for en mineralsmak som til dels kan være uønsket, og at dette kan unngås ved å utføre membranfiltreringen under sure betingelser som muliggjør frigjøring av en større del av de kaseinbundne kalsium, men som på samme tid ikke bevirker felling av proteinet. Mens en typisk mengde gjenværende kalsium etter membran-filtrering ved en pH på 6,7 kan være 4 vekt% av det tilstedeværende kasein, kan dette lett reduseres til for eksempel 2,5 vekt% ved at filtreringen utføres ved pH 5,9. Det er også funnet at' under anvendelse av sure betingelser ved filtreringen reduseres bufferstyrken av inkubasjonsmediet på grunn av kalsium- og fosfationer, slik at mengden av melkesyre som er nødvendig for tilveiebringelse av den nødvendige pH for koagulering av kaseinet reduseres, og dette resulterer i en ytterligere for-bedring av produktets velsmak. Typisk mengde melkesyre i en inkubert skummetmelk som har koagulert og har en pH på 4,5 er 1,5 til 1,8 vekt%, mens melkesyren ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse ved pH 4,5 kan reduseres til 1,1 It has now been found that in the production of quark, yoghurt and other coagulated casein milk products using a starting material milk that has been concentrated by membrane filtration, the relatively high calcium residue is responsible for a mineral taste which can be partly undesirable, and that this can be avoided by carrying out the membrane filtration under acidic conditions which enable the release of a larger part of the casein-bound calcium, but which at the same time do not cause precipitation of the protein. While a typical amount of remaining calcium after membrane filtration at a pH of 6.7 may be 4% by weight of the casein present, this can easily be reduced to, for example, 2.5% by weight if the filtration is carried out at pH 5.9. It has also been found that, using acidic conditions in the filtration, the buffering strength of the incubation medium is reduced due to calcium and phosphate ions, so that the amount of lactic acid required to provide the necessary pH for coagulation of the casein is reduced, and this results in a further improvement of the product's taste. A typical amount of lactic acid in an incubated skimmed milk that has coagulated and has a pH of 4.5 is 1.5 to 1.8% by weight, while the lactic acid in the method according to the present invention at pH 4.5 can be reduced to 1.1

til 1,3 vekt%. to 1.3% by weight.

Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter fremstilling av koagulerte melkeprodukter, særlig yoghurt eller kvarg, med redusert kalsiuminnhold, idet fremgangsmåten er en kombinasjon av de i og for seg kjente trinn som går ut på å underkaste melken ultrafiltrering under trykk i området 1-50 kg/cm 2 gjennom en semipermeabel membran, og koagulering av kaseinet i filterresten. Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at melkens pH-verdi før ultrafiltreringen reduseres ved surgjøring til en pH-verdi i området fra 5,4-6,4, fortrinnsvis i området fra 5,4-5,9, slik at kaseinet ikke koagulerer, og videre at filtreringen utføres ved en temperatur som ligger mellom 5 og 80°C, ved hvilken kaseinet forblir uutfelt, hvorved kalsium som normalt er bundet til kaseinet, frigjøres og unnviker gjennom membranen. The method according to the present invention comprises the production of coagulated milk products, particularly yoghurt or quark, with a reduced calcium content, the method being a combination of the per se known steps which involve subjecting the milk to ultrafiltration under pressure in the range of 1-50 kg /cm 2 through a semi-permeable membrane, and coagulation of the casein in the filter residue. The method according to the invention is characterized in that the milk's pH value before the ultrafiltration is reduced by acidification to a pH value in the range from 5.4-6.4, preferably in the range from 5.4-5.9, so that the casein does not coagulates, and further that the filtration is carried out at a temperature between 5 and 80°C, at which the casein remains unprecipitated, whereby calcium which is normally bound to the casein is released and escapes through the membrane.

Grunnen til at koagulering av proteinet bør unngås The reason why coagulation of the protein should be avoided

inntil reduksjonen av kalsiuminnholdet og eventuell konsentrering som skal utføres, er fullført, er at disse operasjoner utføres når mediet strømmer og derfor vil gi et meget dårlig koagulat som ytterligere vil forstyrre separeringen, for eksempel ved at membranen som brukes for separering av kalsiumet, tettes igjen. until the reduction of the calcium content and any concentration to be carried out is complete, the fact is that these operations are carried out when the medium is flowing and will therefore produce a very poor coagulum which will further interfere with the separation, for example by the membrane used for separating the calcium being clogged .

Da kalsiumet lettere frigjøres fra kaseinet ved pH-ve'r-dier nærmere kaseinets isoelektriske punkt, er det ved en pH under 5,4, men over 5,2, normalt en fare for at felling skal begynne, og det kan være fordelaktig å frigjøre kalsiumet ved å utsette det vandige medium for syrning begrenset til en pH fra 6,2 til 5,4, og spesielt fra 5,9 til 5,4. Det kan imidlertid anvendes betingelser under frigjøringen av kalsiumionene, for eksempel lave temperaturer, ved hvilke koaguleringen av kaseinet undertrykkes under den normale pH-verdi. Ved for eksempel 5°C opptrer koagulering bare godt under en pH-verdi på 5. Temperaturen ved fremgangsmåten er fortrinnsvis fra 5° til 80°C, spesielt fra 5° til 50°C. As the calcium is more easily released from the casein at pH values closer to the casein's isoelectric point, at a pH below 5.4, but above 5.2, there is normally a danger that precipitation will begin, and it may be advantageous to release the calcium by subjecting the aqueous medium to acidification limited to a pH of from 6.2 to 5.4, and especially from 5.9 to 5.4. However, conditions can be used during the release of the calcium ions, for example low temperatures, at which the coagulation of the casein is suppressed below the normal pH value. At, for example, 5°C, coagulation only occurs well below a pH value of 5. The temperature in the method is preferably from 5° to 80°C, especially from 5° to 50°C.

Kalsium holdes tilbake i kaseinprodukter som er koagulert nær nøytralbetingelser, slik som ved ostefremstilling, og også Calcium is retained in casein products that are coagulated near neutral conditions, such as in cheese making, and also

i syre-koagulerte produkter hvor mysen holdes tilbake i det koagulerte kasein, slik som i yoghurt fremstilt på vanlig måte, eller i kaseinprodukter fremstilt fra vandig medium og konsentrert ved mem-branf iltrering . in acid-coagulated products where the whey is retained in the coagulated casein, such as in yoghurt produced in the usual way, or in casein products produced from an aqueous medium and concentrated by membrane filtration.

Som vandig medium inneholdende dispergert kasein kan brukes helmelk, skummetmelk separert direkte fra helmelk ved sentrifugering eller skummetmelk som ar rekonstituert av melkepulver og vann, fortrinnsvis et fettfritt melkepulver. Det vil således normalt inneholde laktosen som er tilstede i melk, såvel som andre melkeproteiner. Normalt anvendes kumelk, men om ønsket kan det også brukes melk fra andre husdyr sova får, geit, bøffel, hoppe og esel. Proteinkonsentrasjonen i utgangsmaterialet vil avhenge av konsentrasjonsgraden som er tilveiebragt under membranfiltreringstrinnet, og arten av produktet som skal fremstilles. Således inneholder kvark normalt fra 7 til 15 vekt% kasein og som vandig medium inneholdende dispergert kasein vil det generelt være nødvendig å starte med en melk som har en kaseinkonsentrasjon på mellom 15 og 50% av det i mediet når membranfiltreringen er fullført. Følgelig anvendes det vanligvis ved fremstilling av kvark i henhold til oppfinnelsen en melk inneholdende fra 2,5 til 4% av det totale protein. Når det på den annen side skal fremstille yoghurt, er den endelige proteinkonsentrasjon normalt mellom 4 og 5 vekt%, slik at et ut-gangsmaterial inneholdende ca. 2% totalprotein er tilstrekkelig. Whole milk, skimmed milk separated directly from whole milk by centrifugation or skimmed milk reconstituted from milk powder and water, preferably a fat-free milk powder, can be used as an aqueous medium containing dispersed casein. It will therefore normally contain the lactose that is present in milk, as well as other milk proteins. Cow's milk is normally used, but if desired, milk from other domestic animals such as sheep, goat, buffalo, mare and donkey can also be used. The protein concentration in the starting material will depend on the degree of concentration provided during the membrane filtration step, and the nature of the product to be produced. Thus quark normally contains from 7 to 15% by weight casein and as an aqueous medium containing dispersed casein it will generally be necessary to start with a milk that has a casein concentration of between 15 and 50% of that in the medium when the membrane filtration is complete. Consequently, milk containing from 2.5 to 4% of the total protein is usually used in the production of quark according to the invention. When, on the other hand, yoghurt is to be produced, the final protein concentration is normally between 4 and 5% by weight, so that a starting material containing approx. 2% total protein is sufficient.

Membranfiltreringsprosessen er nå vel kjent, og semi-permeable membraner for slike prosesser er kommersielt tilgjenge- The membrane filtration process is now well known, and semi-permeable membranes for such processes are commercially available.

lige. Valget av en spesiell semi-permeabel membran for bruk ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen vil avhenge av dens av-visningsegenskaper. Membranen bør i. ethvert tilfelle være slik at den holder tilbake alle proteinbestanddeler i utgangsmaterialet og tillater passasje av mineralsalter inklusive kalsiumioner og også straight. The choice of a particular semi-permeable membrane for use in the method of the invention will depend on its rejection properties. The membrane should in any case be such that it retains all protein components in the starting material and allows the passage of mineral salts including calcium ions and also

en del melkesyre, men hverken kan utestenge eller tillate passasje av laktoseavhengig av laktosekonsentrasjonen i utgangsmaterialet og hvor meget laktose det er ønskelig å .bibeholde i det ferdige some lactic acid, but can neither exclude nor allow the passage of lactose depending on the lactose concentration in the starting material and how much lactose it is desirable to retain in the finished product

produkt under hensyntagen til dens søtningseffekt og næringsverdi. product taking into account its sweetening effect and nutritional value.

Anvisningsegenskapen R for en membran som brukes ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, bør fortrinnsvis være minst 0,8 og spesielt 0,98 med hensyn til myseprotein. R er definert som The reference property R for a membrane used in the method according to the invention should preferably be at least 0.8 and especially 0.98 with respect to whey protein. R is defined as

^ konsentrasjon av det oppløste permeatet ^ concentration of the dissolved permeate

konsentrasjon av det oppløste i mateoppløsningen hvor mateoppløsningen er oppløsningen under trykk i kontakt med membranen, og permeatet er oppløsningen som har passert gjennom membranen og er i kontakt med den på filtratsiden. For et oppløst stoff som er totalt ute av stand til å gjennomtrenge membranen, er R = 1 og for et som gjennomtrenger membranen så lett som vann, er concentration of the solute in the feed solution where the feed solution is the solution under pressure in contact with the membrane, and the permeate is the solution that has passed through the membrane and is in contact with it on the filtrate side. For a solute that is totally unable to penetrate the membrane, R = 1 and for one that penetrates the membrane as easily as water, is

R = 0. Hvis det er nødvendig å fjerne laktose under membranfiltreringen, bør verdien R for laktose ikke være mer enn 0,15 for å mulig-gjøre at mesteparten av laktosen passerer inn i filtratet. Hvis på R = 0. If it is necessary to remove lactose during the membrane filtration, the R value for lactose should not be more than 0.15 to allow most of the lactose to pass into the filtrate. If on

den annen side meget laktose skal tilbakeholdes i produktet, kan R on the other hand, a lot of lactose must be retained in the product, R

være så høy som 0,5. be as high as 0.5.

Semi-permeable membraner som vanligvis brukes i membran-filtrering, er av celluloseacetat eller en syntetisk harpiks, for eksempel polyvinylklorid, polyakrylnitril, polyolefiner og polyakry-lestere, samt også reaksjonsprodukter av organiske polyanioner og polykationer. Membranen kan brukes i forskjellige utformninger, for eksempel som flat film eller som slange, passende avstivet for me-kanisk stivhet ved hjelp av en porøs form. Trykket for tilveiebringelse av omvendt osmose og for å tvinge vannet og metall-ionene gjennom membranen vil generelt være mellom 1 og 50 kg/cm 2. Semi-permeable membranes that are usually used in membrane filtration are of cellulose acetate or a synthetic resin, for example polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyolefins and polyacrylates, as well as reaction products of organic polyanions and polycations. The membrane can be used in different designs, for example as a flat film or as a tube, suitably stiffened for mechanical stiffness by means of a porous form. The pressure to provide reverse osmosis and to force the water and metal ions through the membrane will generally be between 1 and 50 kg/cm 2 .

Andre filtreringsmetoder som kan brukes for separering Other filtration methods that can be used for separation

av de frigjorte kalsiumioner fra kaseinet i det vandige medium, omfatter dialyse, hvor det også brukes en membran. Proteininnholdet i det vandige medium konsentreres fortrinnsvis under separeringen av kalsiumionene for tilnærming til det proteinkoagulerte produkt, of the liberated calcium ions from the casein in the aqueous medium, includes dialysis, where a membrane is also used. The protein content in the aqueous medium is preferably concentrated during the separation of the calcium ions to approach the protein coagulated product,

for eksempel yoghurt eller kvarg, som det til slutt kreves for der- for example yogurt or quark, which is ultimately required for there-

med å eliminere eventuell mysefrigjøring som beskrevet i ovennevnte patent. with eliminating any whey release as described in the above-mentioned patent.

Ved foreliggende oppfinnelse foretrekkes det å utføre membranfiltreringen slik at det oppnås en proteinkonsentrasjon omtrent lik den i det ferdige produkt under pH-betingelser som er omtrent så nær som praktisk mulig den ved hvilken proteinet felles ved vanlige fremstillingsmetoder. In the present invention, it is preferred to carry out the membrane filtration so that a protein concentration approximately equal to that in the finished product is achieved under pH conditions which are approximately as close as practically possible to that at which the protein precipitates in normal production methods.

pH-verdien i det vandige medium underkastes membranfiltrering, kan justeres fra pH-verdien i normal melk, nemlig fra 6,5 til 6,7, til den som kreves, fortrinnsvis innen området fra 6,2 til 5,3 ved forskjellige metoder. pH-verdien ved hvilken membranfiltrering utføres, kan således tilveiebringes ved tilsetning av en spi-selig syre, for eksempel melkesyre, maleinsyre eller citronsyre, til det vandige medium inneholdende kasein av pH 6,5 til 6,7. Imidler-tid inneholder det vandige medium laktose og pH-verdien ved hvilken membran-filtreringen utføres, tilveiebringes fortrinnsvis ved inkubasjon med en melkesyreproduserende kultur. En slik kultur kan være en kvarg eller yoghurtkultur, slik at den første del av en typisk yoghurt- eller kvarg-inkubasjon kan utføres inntil den nødven-dige pH for utførelse av membranfiltreringstrinnet er oppnådd. Inkubasjonen kan så avbrytes mens det vandige medium underkastes membranfiltrering og dette kan ganske enkelt gjøres ved å justere temperaturen til et nivå ved hvilken kulturen er passiv og/eller ved hvilket koaguleringen undertrykkes, for eksempel ved å avkjøle den eller varme den opp. Det kan være fordelaktig å heve temperaturen for å bevirke passivitet fordi membranfiltreringsprosessen er mer effektiv ved høyere temperaturer enn ved lavere. Hvis på den annen side kulturen forblir aktiv ved nedsatte temperaturer, ved hvilke koagulering undertrykkes, kan det ønskede produkt oppnås så snart som filtreringen er fullført, ved å varme opp mediet. The pH value in the aqueous medium is subjected to membrane filtration, can be adjusted from the pH value in normal milk, namely from 6.5 to 6.7, to that required, preferably within the range from 6.2 to 5.3 by various methods. The pH value at which membrane filtration is carried out can thus be provided by adding an edible acid, for example lactic acid, maleic acid or citric acid, to the aqueous medium containing casein of pH 6.5 to 6.7. However, the aqueous medium contains lactose and the pH value at which the membrane filtration is carried out is preferably provided by incubation with a lactic acid-producing culture. Such a culture can be a quark or yoghurt culture, so that the first part of a typical yoghurt or quark incubation can be carried out until the necessary pH for carrying out the membrane filtration step is achieved. The incubation can then be interrupted while the aqueous medium is subjected to membrane filtration and this can be done simply by adjusting the temperature to a level at which the culture is passive and/or at which coagulation is suppressed, for example by cooling it or heating it. It can be beneficial to raise the temperature to effect passivity because the membrane filtration process is more efficient at higher temperatures than at lower. If, on the other hand, the culture remains active at reduced temperatures, at which coagulation is suppressed, the desired product may be obtained as soon as the filtration is completed, by heating the medium.

Mens Streptococcus cremoris som brukes ved fremstilling av kvark, er aktiv ved fra 15° til 35°C og gir en optimal inkubasjons-hastighet ved fra 23° til 28°C, blir denne organisme passiv hvis temperaturen senkes til en som ligger innen det lavere område fra 0° til 12 C eller heves til en som ligger innen det øvre område fra 37° til 65°e. Termobakteriene som brukes for yoghurtinkabasjon, krever på den annen side 43° til 45°C for optimal aktivitet og kan avkjøles til 0° til 20°c for å gjøre kulturen passiv. Det eksiste-rer imidlertid ikke et egnet område over 45°C for tilveiebringelse av passive betingelser fordi temperaturer ved hvilke bakteriene øde-legges, hurtig nås. Hvis det er ønsket, kan produktet naturligvis pasteuriseres ved dette trinn før det underkastes membranfiltreringen . Det vil også forstås at kulturen som brukes for syrningen, ikke behøver å være den samme som den som brukes for den etterfølgende koagulering av proteinet. While Streptococcus cremoris used in the production of quark is active at from 15° to 35°C and gives an optimal incubation rate at from 23° to 28°C, this organism becomes inactive if the temperature is lowered to a lower range from 0° to 12°C or raised to one that lies within the upper range from 37° to 65°e. The thermobacteria used for yogurt encapsulation, on the other hand, require 43° to 45°C for optimal activity and can be cooled to 0° to 20°C to render the culture passive. However, there does not exist a suitable range above 45°C for providing passive conditions because temperatures at which the bacteria are destroyed are quickly reached. If desired, the product can of course be pasteurized at this stage before being subjected to the membrane filtration. It will also be understood that the culture used for the acidification need not be the same as that used for the subsequent coagulation of the protein.

Hvor bakteriene er gjort passive ved temperaturene an-vendt under membranfiltreringen, kan et lavt aktivitetsnivå av bakteriene over den relativt lange periode som kreves for membranfiltreringen, resultere i en svak reduksjon av pH, avhengig av den anvendte temperatur. En ytterlig svak reduksjon i pH iakttas på grunn av tap av metallioner uten tilsvarende tap av melkesyre. En fremgangsmåte hvor det anvendes en passiv kultur under membranfiltreringen, kan betraktes som en fremgangsmåte hvor en pH-forandring på ikke mer enn 0,4 eller 0,5 enhet opptrer under membranfiltreringen. Etter at membranfiltreringen er fullført, bestemt ved valget av proteinkonsentras jonen og gjenværende kalsium i produktet, kan inkubasjonen gjenopptas og fortsettes inntil kaseinet er felt, idet bakteriene som har vært holdt passive, reaktiveres ved å justere temperaturen slik at de gjenopptar fermentering inntil pH-verdien er sunket tilstrekkelig til at fullstendig felling av kaseinet kan finne sted og danne det krevede koagulat, for eksempel til pH 4,5. Where the bacteria are rendered passive at the temperatures used during the membrane filtration, a low activity level of the bacteria over the relatively long period required for the membrane filtration can result in a slight reduction of pH, depending on the temperature used. An extremely weak reduction in pH is observed due to the loss of metal ions without a corresponding loss of lactic acid. A method where a passive culture is used during the membrane filtration can be considered a method where a pH change of no more than 0.4 or 0.5 units occurs during the membrane filtration. After the membrane filtration is completed, determined by the selection of the protein concentration and residual calcium in the product, the incubation can be resumed and continued until the casein is precipitated, the bacteria that have been kept passive being reactivated by adjusting the temperature so that they resume fermentation until the pH is lowered sufficiently for complete precipitation of the casein to take place and form the required coagulum, for example to pH 4.5.

I en spesielt anvendbar form for oppfinnelsen avbrytes ikke inkubasjonen mens det vandige medium underkastes membranfiltrering, men membranfiltreringen utføres ved pH 6,4 til 5,3 samti-dig med inkubasjon. Fortrinnsvis er pH i det vandige medium fra 6,2 til 5,3 i minst 50% av perioden under hvilken membranfiltrering utføres, og spesielt er pH i det vandige medium fra 5,9 til 5,4 i minst 90% av perioden. Det kan være nødvendig å harmonisere inku-basjons- og membranfiltreringsprogrammene slik at det anvendes en praktisk kombinasjon av disse to. Programmet for en kvargproduse-rende inkubasjon er tilstrekkelig langt for tilpasning til en passende membranfiltreringsperiode, og membranfiltreringen kan begynne umiddelbart etter inokuleringen med organismekulturen og avsluttes når kalsiuminnholdet i det vandige medium er tilstrekkelig redusert og før pH i det vandige medium når 5,4, idet mediet da fjernes fra membranen og føres til en beholder hvor den endelige feining inntrer. Hvor det anvendes en yoghurtproduserende kultur, er inkubasjonen ved optimale inkubasjonstemperaturer vanligvis for hurtig til å mu-liggjøre et fullgodt program for membranfiltreringen, og i dette tilfelle kan inkubasjonen forsinkes ved bruk av lavere temperaturer, for eksempel 30°C, under membranfiltreringstrinnet, slik at et fullstendig program for membranfiltreringen kan fullføres ved det tids-punkt mediet når en pH på 5,4, når det vandige medium er fjernet fra membranen og inkubasjonen fortsatt ved den samme temperatur In a particularly applicable form of the invention, the incubation is not interrupted while the aqueous medium is subjected to membrane filtration, but the membrane filtration is carried out at pH 6.4 to 5.3 simultaneously with incubation. Preferably, the pH of the aqueous medium is from 6.2 to 5.3 for at least 50% of the period during which membrane filtration is carried out, and in particular the pH of the aqueous medium is from 5.9 to 5.4 for at least 90% of the period. It may be necessary to harmonize the incubation and membrane filtration programs so that a practical combination of these two is used. The program for a quark-producing incubation is sufficiently long for adaptation to a suitable membrane filtration period, and the membrane filtration can begin immediately after the inoculation with the organism culture and end when the calcium content of the aqueous medium is sufficiently reduced and before the pH of the aqueous medium reaches 5.4, as the medium is then removed from the membrane and taken to a container where the final fining takes place. Where a yoghurt-producing culture is used, the incubation at optimum incubation temperatures is usually too rapid to enable a satisfactory program for the membrane filtration, and in this case the incubation can be delayed by using lower temperatures, for example 30°C, during the membrane filtration step, so that a complete program of the membrane filtration can be completed at the time the medium reaches a pH of 5.4, when the aqueous medium is removed from the membrane and the incubation continues at the same temperature

eller fortrinnsvis ved 43-45°C. or preferably at 43-45°C.

Hvis bakteriene er blitt ødelagt før membranfiltreringen, kan den endelige senkning av pH for felling av kaseinet utfø-res enten ved syretilsetning eller gjen-inpkulering av kultur og inkubasjon. If the bacteria have been destroyed before the membrane filtration, the final lowering of the pH to precipitate the casein can be carried out either by acid addition or re-inoculation of the culture and incubation.

Fortrinnsvis er det totale proteininnhold i det vandige medium etter fullføring av membranfiltreringen fra 3 til 20 vekt%, og dets kalsiuminnhold mindre enn 3,2% og spesielt fra 0,8 til 3,2 vekt% av det tilstedeværende kasein, sammenlignet med ca. 3,9% i melk. Preferably, the total protein content of the aqueous medium after completion of the membrane filtration is from 3 to 20% by weight, and its calcium content is less than 3.2% and especially from 0.8 to 3.2% by weight of the casein present, compared to approx. 3.9% in milk.

Etter at produktet er koagulert, kan det viderebehan-dles. Det kan således blandes med sukker, frukt, fruktbiter eller fruktpuré eller fløte. Det kan luftes ved tilsetning av piskeaddi-tiver om nødvendig. After the product has coagulated, it can be further processed. It can thus be mixed with sugar, fruit, pieces of fruit or fruit puree or cream. It can be aerated by adding whipping additives if necessary.

Oppfinnelsen illustreres ved de følgende eksempler, hvor alle temperaturer er i °C. Det anvendte membranfiltreringsap-parat inneholdt som membran en serie på 15 parallelle i det vesentlige flate ark av en polyionisk kopolymer som ble understøttet på plater forsynt med spiralspor som tilveiebragte ledninger gjennom hvilke materialet som skulle filtreres, kontinuerlig ble pumpet i kontakt med arkene, hvilket tilveiebragte en kontaktflate på 0,186 m 2. Membranens avvishingsegenskap R var mxndre enn 0,05 med hen-blikk på mineralsaltene, 0,15 for laktose og 1,0 for myseprotein. Under bruk var den semi-permeable filtreringsmembran utsatt for et trykk på 4 kg/cm på tvers av membranen ved mateoppløsningens inn-løpspunkt til membranen. The invention is illustrated by the following examples, where all temperatures are in °C. The membrane filtration apparatus used contained as a membrane a series of 15 parallel substantially flat sheets of a polyionic copolymer which were supported on plates provided with spiral grooves which provided conduits through which the material to be filtered was continuously pumped into contact with the sheets, which provided a contact surface of 0.186 m 2 . The membrane's de-icing property R was greater than 0.05 with regard to the mineral salts, 0.15 for lactose and 1.0 for whey protein. In use, the semi-permeable filtration membrane was subjected to a pressure of 4 kg/cm across the membrane at the feed solution inlet point to the membrane.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Fersk melk inneholdende 3,3% protein (inklusive 2,6% kasein), 4,8% laktose og 3,7% fett, alt på basis av vekt, ble oppvarmet til 40° og underkastet sentrifugering for fraseparering av fløten og ga en skummetmelk med mindre enn 0,1 vekt% fett samt tilnærmet uforandret protein- og laktoseinnhold. Skummetmelken ble pasteurisert ved 85° i 20 sekunder. Fresh milk containing 3.3% protein (including 2.6% casein), 4.8% lactose and 3.7% fat, all on a weight basis, was heated to 40° and subjected to centrifugation to separate the cream and yield a skimmed milk with less than 0.1% fat by weight and almost unchanged protein and lactose content. The skimmed milk was pasteurized at 85° for 20 seconds.

Skummetmelken (12 liter) med pH 6,7 ble så avkjølt til 28°, inokulert med en kommersiell kvargkultur (2 volum% av skummetmelken) inneholdende organismene S. cremoris, S. lactis, L. citrovorum og S. diacetylactis, og inkubert ved 28° inntil pH hadde nådd 5,9 (2,5 timer), hvoretter den ble avkjølt til 18° for å gjøre kulturen passiv. The skimmed milk (12 liters) with pH 6.7 was then cooled to 28°, inoculated with a commercial quark culture (2% by volume of the skimmed milk) containing the organisms S. cremoris, S. lactis, L. citrovorum and S. diacetylactis, and incubated at 28° until the pH had reached 5.9 (2.5 hours), after which it was cooled to 18° to render the culture passive.

Inkubatet ble innført i og sirkulert i et membranfil-treringsapparat hvori <3et ble holdt i 2 timer, hvorunder materialets volum ble redusert til en tredjedel av det opprinnelige og konsentrasjonen av totalprotein ble øket til 8 vekt%. Ved slutten av filtreringen var pH 5,7 til 5,8. The incubate was introduced into and circulated in a membrane filtration apparatus in which the <3et was maintained for 2 hours, during which the volume of the material was reduced to one third of the original and the concentration of total protein was increased to 8% by weight. At the end of the filtration, the pH was 5.7 to 5.8.

Det konsentrerte inkubat ble fjernet fra filtreringsapparatet, oppvarmet til 28° for reaktivering av kulturen og inkubert inntil dets pH var 4,5 (6 timer) da proteinet var felt under dannelse av kvark. Kalsiuminnholdet i denne kvarg var 0,15 vekt% The concentrated incubate was removed from the filter apparatus, warmed to 28° to reactivate the culture and incubated until its pH was 4.5 (6 hours) when the protein was precipitated to form quark. The calcium content in this quark was 0.15% by weight

(2,35% på basis av kasein) og det var tilstede 2,9 vekt% laktose og 1,12 vekt% melkesyre. Vad en lignende fremgangsmåte utført med mem-branf iltrering før kultivering var mengdene av tilstedeværende kalsium og melkesyre i produktet henholdsvis 0,25 og 1,6 vekt%. (2.35% on the basis of casein) and there was present 2.9% by weight lactose and 1.12% by weight lactic acid. In a similar procedure carried out with membrane filtration before cultivation, the amounts of calcium and lactic acid present in the product were respectively 0.25 and 1.6% by weight.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

Det ble fremstilt skummetmelk (12 liter) med pH 6,7 som ble inokulert som i eksempel 1 og inkubert ved 23° inntil dens pH var 6,0 (2,5 timer). Inkubatet ble så oppvarmet til 40° for å gjøre kulturen passiv, og det ble så innført i og sirkulert ved 40° i membranfiltreringsapparatet i 3 eimer, hvoretter væskens pH var 5,6 og den totale proteinkonsentrasjone hadde øket til 8,5 vekt%. Det konsentrerte inkubat ble fjernet fra filtreringsapparatet, av-kjølt til 28° for å reaktivere fermenteringsorganismene og ble påny inkubert inntil dets pH var 4,5 (6 timer) under dannelse av en kvark med 0,18% kalsium (2,65 vekt% på basis av kaseinet) og 1,12% melkesyre. Skimmed milk (12 liters) with a pH of 6.7 was prepared which was inoculated as in Example 1 and incubated at 23° until its pH was 6.0 (2.5 hours). The incubate was then heated to 40° to render the culture passive, and it was then introduced into and circulated at 40° in the membrane filtration apparatus for 3 buckets, after which the pH of the liquid was 5.6 and the total protein concentration had increased to 8.5% by weight. The concentrated incubate was removed from the filter apparatus, cooled to 28° to reactivate the fermenting organisms and re-incubated until its pH was 4.5 (6 hours) forming a quark with 0.18% calcium (2.65% by weight on the basis of the casein) and 1.12% lactic acid.

EKSEMPEL 3 EXAMPLE 3

Det ble fremstilt skummetmelk (12 liter) med pH 6,7 som ble inokulert ved 23° som i eksempel 1 og innført i og sirkulert ved 28° i membranfiltreringsapparatet. Inkubasjonen fortsatte med et fall i pH til 6,3, 6,15, 6,0 og 5,9 etter henholdsvis 1,5, 2, 3 og 4 timer, hvoretter den totale proteinkonsentrasjon i inkubatet var 9 vekt%. Inkubatet ble så fjernet fra membranfiltreringsapparatet, og inkubasjonen fikk fortsette ved 28° inntil dets pH var 4,5 (7 timer), da kaseinet var fullstendig felt. Den resulterende kvarg inneholdt 0,17 vekt% kalsium (2,35 vekt% på basis av kaseinet), 3 vekt% laktose og 1,2 vekt% melkesyre. Skimmed milk (12 litres) with pH 6.7 was produced which was inoculated at 23° as in example 1 and introduced into and circulated at 28° in the membrane filtration apparatus. The incubation continued with a drop in pH to 6.3, 6.15, 6.0 and 5.9 after 1.5, 2, 3 and 4 hours respectively, after which the total protein concentration in the incubate was 9% by weight. The incubate was then removed from the membrane filtration apparatus, and the incubation was allowed to continue at 28° until its pH was 4.5 (7 hours), when the casein was completely precipitated. The resulting quark contained 0.17% by weight calcium (2.35% by weight on the basis of the casein), 3% by weight lactose and 1.2% by weight lactic acid.

EK SEMPEL 4 OAK SAMPLE 4

Pasteurisert skummetmelk inneholdende ca. 0,1 vekt% kalsium og 3,2 vekt% protein ble syrnet med en 5% vandig oppløsning av melkesyre til en pH på 6 eller lavere ved 10°C uten koagulering av proteinet. Pasteurized skimmed milk containing approx. 0.1 wt% calcium and 3.2 wt% protein were acidified with a 5% aqueous solution of lactic acid to a pH of 6 or lower at 10°C without coagulation of the protein.

Den syrnede melk ble konsentrert til ca. det tre-dob-bel-te i hvert tilfelle ved 10° til en proteinkonsentras jon på 8 The soured milk was concentrated to approx. it tripled in each case at 10° to a protein concentration of 8

til 10 vekt% ved ultrafiltrering som beskrevet i eksempel 1. to 10% by weight by ultrafiltration as described in example 1.

Konsentratet ble så oppvarmet til ca. 28°, og 1 vekt% kvarg-kultur ble tilsatt. Temperaturen ble holdt i ca. 8 timer, hvoretter proteinkoaguleringen i det vesentlige var fullført. Produktet ble utvunnet på vanlig måte og analysert som vist i tabell 1, hvor ytterligere data ved fremstillingen av produktene er angitt. Produktene ble funnet å være tiltalende i konsistens og smak og sammenlignbare med vanlig kvarg i så henseende. The concentrate was then heated to approx. 28°, and 1% by weight quark culture was added. The temperature was maintained for approx. 8 hours, after which protein coagulation was essentially complete. The product was extracted in the usual way and analyzed as shown in table 1, where further data on the production of the products are indicated. The products were found to be appealing in texture and taste and comparable to ordinary quark in this respect.

Tabell 1 viser det progressive slektskap mellom pH i konsentratet og dettes totale kalsiuminnhold, ytterligere gjenspei-let i en refusjon av pH i produktets titrerbare surhet. Slektskapet ble bekreftet i ytterligere forsøk hvorved syrningen ble utført før konsentreringen ved tilsetning av 1% "kvargkultur ved 28° istedenfor melkesyre. Resultatene er angitt i tabell 2. Det angitte pH-område i hvert tilfelle fant sted under konsentreringen. Koagulering i begge tabellene 1 og 2 ble unngått ved å holde melken på 10° eller lavere. Table 1 shows the progressive relationship between the pH in the concentrate and its total calcium content, further reflected in a reimbursement of pH in the titratable acidity of the product. The relationship was confirmed in further experiments whereby the acidification was carried out before the concentration by the addition of 1% "quark culture at 28° instead of lactic acid. The results are given in Table 2. The indicated pH range in each case took place during the concentration. Coagulation in both Tables 1 and 2 was avoided by keeping the milk at 10° or lower.

Tabell 2 viser tilnærmet det sanne slektskap mellom parameterne som det som ble observert i tabell 1. Table 2 shows approximately the true relationship between the parameters as observed in table 1.

EKSEMP EL 5 EXAMPLE EL 5

Pasteurisert skummetmelk inneholdende 0,11 vekt% kalsium og 3,23 vekt% protein ble syrnet med 0,ln saltsyre til pH 5,6 ved 10° og konsentrert ved ultrafiltrering ved denne temperatur til et endelig proteininnhold på 9,18 vekt%. Pasteurized skimmed milk containing 0.11 wt% calcium and 3.23 wt% protein was acidified with 0.ln hydrochloric acid to pH 5.6 at 10° and concentrated by ultrafiltration at this temperature to a final protein content of 9.18 wt%.

Konsentratet ble oppvarmet til 28° og inkubert ved denne temperatur med 1 vekt% kvargkultur i 10 timer, hvoretter kaseinkoa-guleringen var tilnærmet fullstendig. The concentrate was heated to 28° and incubated at this temperature with 1% by weight quark culture for 10 hours, after which the casein coagulation was almost complete.

Produktet ble opparbeidet og funnet tilfredsstillende i smak. Analyse viste et titrerbart syreinnhold i ostestoffet på 1,15 vekt% med fenolftalein som indikator og et totalt kalsiuminnhold i ostestoffet på 0,19 vekt%. The product was processed and found to be satisfactory in taste. Analysis showed a titratable acid content in the cheese material of 1.15% by weight with phenolphthalein as indicator and a total calcium content in the cheese material of 0.19% by weight.

EKSEMPEL 6 EXAMPLE 6

Pasteurisert skummetmelk som beskrevet i eksempel 5, ble inokulert med 3 vekt% yoghurtkultur ved 44°C i 1,5 timer, da pH falt til 6,2. Kulturen ble gjort passiv ved avkjøling til 10° og substratet konsentrert ved ultrafiltrering som tidligere beskrevet, i løpet av 1,5 timer i hvilket tidsrom pH falt til 5,9 under tilveiebringelse av et konsentrat inneholdende 10,1 vekt% protein og 1,4 vekt% titrerbar surhet i ostestoffet. Konsentrasjonsgraden var omtrent tre-doblet. Pasteurized skimmed milk as described in Example 5 was inoculated with 3% by weight of yogurt culture at 44°C for 1.5 hours, when the pH dropped to 6.2. The culture was rendered passive by cooling to 10° and the substrate concentrated by ultrafiltration as previously described, over 1.5 hours during which time the pH dropped to 5.9 to provide a concentrate containing 10.1 wt% protein and 1.4 wt% titratable acidity in the cheese material. The degree of concentration was approximately three-fold.

Konsentratet ble så oppvarmet til 28°, ved hvilken temperatur yoghurtkulturen forble passiv, og 1 vekt% kvargkultur ble tilsatt og inkubert ved denne temperatur. The concentrate was then heated to 28°, at which temperature the yogurt culture remained passive, and 1 wt% quark culture was added and incubated at this temperature.

Kvargproduktet ble utvunnet på vanlig måte og funnet å være tilfredsstillende. The quark product was extracted in the usual way and found to be satisfactory.

Dette eksempel illustrerer anvendelsen av en hurtig-virkende kultur for syrning av skummetmelken før fremstillingen av et produkt laget ved inkubasjon med en annen kultur i konsentratet. Kalsiuminnholdet i ostestoffet var 0,24 vekt%. This example illustrates the use of a fast-acting culture for acidifying the skimmed milk prior to the production of a product made by incubation with another culture in the concentrate. The calcium content in the cheese material was 0.24% by weight.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av koagulerte melkeprodukter, særlig yoghurt eller kvarg, med redusert kalsiuminnhold, ved kombinasjon av de i og for seg kjente trinn som går ut på å underkaste melken ultrafiltrering under trykk på 1-50 kg/cm 2 gjennom en semipermeabel membran, og koagulering av kaseinet i filterresten, karakterisert ved at melkens pH-verdi før ultrafiltreringen reduseres ved surgjøring til en pH-verdi i området 5,4-6,4, fortrinnsvis 5,4-5,9, slik at kaseinet ikke koagulerer, og at filtreringen utføres ved en temperatur på mellom 5 og 80°C, ved hvilken kaseinet forblir uutfelt, hvorved kalsium som normalt er bundet til kaseinet, frigjøres og unnviker gjennom membranen.1. Process for the production of coagulated milk products, in particular yogurt or quark, with a reduced calcium content, by combining the steps known per se which involve subjecting the milk to ultrafiltration under pressure of 1-50 kg/cm 2 through a semi-permeable membrane , and coagulation of the casein in the filter residue, characterized in that the milk's pH value before the ultrafiltration is reduced by acidification to a pH value in the range 5.4-6.4, preferably 5.4-5.9, so that the casein does not coagulate, and that the filtration is carried out at a temperature of between 5 and 80°C, at which the casein remains unprecipitated, whereby calcium, which is normally bound to the casein, is released and escapes through the membrane. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det vandige medium konsentreres under membranfiltreringen til et totalt proteininnhold på omtrent det samme som det i det ønskede koagulerte produkt.2. Method as stated in claim 1, characterized in that the aqueous medium is concentrated during the membrane filtration to a total protein content of approximately the same as that in the desired coagulated product.