192156. lajstromszámú szabadalom • Eljárás emulgeáló hatású kazein előállítására
1 192 156 2 (pH+ 4,5-4,7) kicsapott kazein hidrofób - azaz az emulgeálóképesség szempontjából kedvezőtlen tulajdonságokkal rendelkezik - megállapítható, hogy a jó emulgeáló és emulzióstabilizáló képességhez a kazeinát fehérje oldallánc karboxilcsoportjainak 5 minél teljesebb disszociációja szükséges. Tapasztalati tények alapján törekedni kell arra, hogy ez a disszociáció ne csak a felületen, hanem a fehérje harmadlagos szerkezetéből globulusok belsejében is minél tökéletesebben bekövetkezzék. A kazeiná- 10 tok hidrofil karaktere, jó emulgeálóképessége, pelyhes, vízben könnyen oldódó szerkezete, alacsony térfogatsúlya tehát a kazeinát fehérjék aminosav oldalláncainak disszociációs állapotától függ, ezek disszociációjának növekedtével előbbi tulajdonsá- 15 gok is kedvezőbbé válnak. Más oldalról azonban a pH emelésének határt szab a bázikus aminosavak disszociációjának a visszaszorulása azaz az ilyen módon ismét csökkenő hidrofil jelleg. A kazein aminosav összetételére a 30 tömeg %-ot is kitevő 20 aszparaginsav és glutaminsav mennyisége a jellemző. E két amino-dikarbonsav oldallánc karboxilcsoportjainak saverőssége az ecetsav nagyságrendjébe esik. Ezt mutatják a két említett sav 25 'C-on mért disszociációs állandói is: 25 pK, aszparagin- 2,09 sav (alfa-karboxil) glutaminsav 2,19 (alfa-karboxil) pK3 3,86 (béta-karboxil) 4,25 (gamma-karboxil) 30 Felismeréseink alapján célul tűztük ki tehát olyan kedvező másodlagos és harmadlagos szerke- „ zetű és disszociációs állapotú kazeinát előállítását, melynek az ezeken alapuló emulgeáló és emulzióstabilizáló tulajdonságai lehetővé teszik minél nagyobb mennyiségű „zsír a vízben” típusú emulzió előállítását és annak stabilizálását. 4Q A találmány szerinti eljárás megvalósítása során 4 úgy járunk el, hogy a megfelelően mosott, illetve tisztított kazeinátból vagy kazeintartalmú egyéb nyersanyagból, például étkezési vagy ipari túróból készített vizes zagyot - amelynek tejcukortartalma 3 tömeg% alatti - az alkáliákkal történő kezelés 45 előtt 70-90 'C-ra melegítjük abból a célból, hogy a kazeinfehérje harmadlagos (összekuszált, globuláris) térszerkezetét módosítsuk és a lineáris fibrilláris szerkezet irányába toljuk el. Ezután alkáli-hidroxidokkal és/vagy -karbonátokkal - adott esetben al- 50 kálisó jelenlétében - előbbi hőmérsékleten a zagy pH-ját 7,5-8,0 közé állítjuk, így nem egyszerűen az izoelektromos pont elérésére irányuló semlegesítést, esetleg a fölös sav semlegesítését végezzük, hanem az emelt hőmérséklet, a pH állítás és az 55 alkalmazott koncentráció együttes hatásának következtében kedvező térszerkezetű és disszociációs, valamint hidratációs állapotú kazeinát gélszerkezetet hozunk létre. Végül a zagyot lehűtjük 20-40 °C- ra és pH-ját szükség esetén ismételten beállítjuk 60 7,5-9,0 közé, majd kívánt esetben a terméket például porlasztva szárítással vízmentesítjük. Találmányunk megvalósítása során nátriumkazeinát előállítására a következőképpen járunk el: A kiindulási anyag tetszőleges módszerrel levá- 65 lasztott kazein vagy kazein-tartalmú készítmény, például étkezési túró lehet. Ha szárított kazeinből vagy kazeinátból indulunk ki, úgy abból 20-30 tömeg% szárazanyagtartalmú vizes szuszpenziót készítünk. A nedves állapotú kazein vagy túró alapanyagot, illetve a szárított kazeinből készített vizes szuszpenziót a kívánt tejcukortartalomnak megfelelően savómentesítjük es például vízzel mossuk. 3 tömeg % körüli tejcukortartalom elérésére az étkezési túró mechanikus úton történő kezelése, például préselése is elegendő, mellyel 45-50% szárazanyag-tartalmú préselt terméket is előállíthatunk. Ha a tejcukortartalmat 1% alá kívánjuk csökkenteni, ú^y az alapanyagot egyszer vagy többször vizes mosásnak vetjük alá. A felhasznált vízmenynyiség a nyersanyag szárazanyagára számított előnyösen 4-10-szeres lehet. Adott esetben a túrót direkt gőz injektálással 90 'C-ra felmelegített vízzel is moshatjuk. A vizes mosások után a kazein csapadékot szeparálással is elválaszthatjuk az anyalúgtól, mely a maradék tejsavót és a vizes közegben oldódó kísérőanyagokat, például savófehérjék, tejcukor stb. tartalmazza. A szeparálást annak megfelelően végezzük el, hogy milyen a követelmény a maradéktejcukortartalomra vonatkozóan. Ha nagyon alacsony tejcukortartalmú (1 tömeg% alatti) terméket kívánunk előállítani, úgy a vizes mosásból származó szuszpenziót először dekanter-szeparátorra vezetjük, és erről 24-28% szárazanyag-tartalmú kazeincsapadékot veszünk el. Ennek érdekében a második mosásnál a vizes mosás hőmérsékletét 80 °C fölé is emeljük. A dekanter felülúszóját (centrátját) önsűrítős tányéros szeparátorra vagy fúvókás szeparátorra vezetjük, és az erről nyert csapadékot a dekanter betápláláshoz visszavezetjük. A szeparálásból vagy a préselésből származó anyagot szükség szerint vízben szuszpendáljuk, és 20-30% szárazanyag-tartalmú zagyot állítunk elő. Ezt szükség esetén kolloidőrlőn is átbocsátva 70 'C-nál magasabb hőmérsékletre, célszerűen 70-90 “C-ra felmelegítjük. Előző hőmérséklet elérése után adagoljuk a szükséges mennyiségű alkáliát 7.5- 8,0 közötti pH-érték eléréséig. A hőkezelést és a kazein alkáliával történő reagáltatását úgy is végrehajthatjuk, hogy például a kolloidörlőröl nyert szuszpenziót gőzsugár injektoron vezetjük át, ahol a felmelegítés pillanatszerüen történik 70 °C fölé, és a gőzinjektorból történő kilépésnél adagolószivattyúval keverjük a nagy sebességgel kilépő szuszpenzióba a szükséges mennyiségű alkáliát. A hőkezelt és a hőkezeléssel egyidejűleg 7.5- 8,0 pH-ra beállított szuszpenziót keverés közben lehűlni hagyjuk, vagy lehűtjük 20-40 °C közé, és ezután állítjuk be az elérni kívánt végtermék minőségének megfelelően az elegy pH-ját 7.5- 9,0 pH közé. Ehhez szükséges mennyiségű alkáliát adagolunk. Amennyiben a pH visszaállítása válna szükségessé, azt étkezési célokra elfogadható sav adagolásával végezhetjük. A terméket vizes zagy formájában is alkalmaz-3
