本发明涉及乳制品领域，并且涉及一种制造半硬质奶酪的改进方法，该方法无需预排乳清和洗涤操作。
背景技术：
1、在过去的100年里，半硬质奶酪的制作过程在卫生和操作规模方面有了显著的改善。然而，基本过程类似于中世纪；在此过程中添加大量的水，并在奶酪桶中进行繁琐的乳清去除。
2、如dairy processing handbook,tetra pak,pages 287-320(1995)中所述，半硬质奶酪类型的当前工业生产包括以下步骤：
3、-原料奶在接收后通常会进行温和的热处理，以灭活大部分细菌繁殖体，并按一定的脂肪/蛋白质比例进行标准化。这是通过使用离心机去除脂肪并将其以所需的脂肪蛋白质比例返回到奶酪乳中来实现的。通过这种方式，可以控制最终奶酪的脂肪含量。此外，现代生产线通常还包含机械减少最终奶酪乳中耐热细菌孢子数量的措施，例如脱菌或微滤。
4、-最好在将奶输送到奶酪桶之前对奶进行温和的巴氏灭菌，同时将奶置于适当的凝乳温度,～30℃。
5、-将凝结剂，即小牛凝乳酶或其他蛋白酶和发酵剂培养物添加到奶酪桶中的奶中。此外，通常添加cacl2以增强凝乳。此外，可以添加着色剂和/或防腐剂。
6、-由于凝乳酶的活性，温热的奶酪乳凝结。
7、-切割形成的凝胶以引发所谓的脱水收缩过程；蛋白质网络的收缩导致乳清的排出。以这种方式，形成凝乳颗粒和乳清。
8、-在奶酪桶中预排乳清是gouda、maasdam和edam奶酪的常见做法。它也可以应用于其他奶酪类型，例如emmental。在此过程中，大部分乳清在奶酪桶中被去除。在开始切割凝胶之后，但在加热(或有时冷却)凝乳/乳清混合物之前，应用该步骤相当长的时间，以确保从凝乳颗粒中排出足够的乳清。
9、-添加洗涤水以降低凝乳颗粒中的乳糖百分比，使用热水增强脱水收缩。凝乳颗粒周围的乳清稀释导致部分乳糖扩散到凝乳颗粒之外。
10、-最后在过滤器中分离凝乳颗粒和乳清。
11、-将分离出的凝乳放入奶酪模具中。
12、-奶酪模具放置在压制系统下，形成粘稠的团块并排出额外的水分。
13、-卸载奶酪模具，使奶酪脱模；随后将它们浸入盐水浴中，使奶酪加盐并使外层脱水形成外壳。冷盐水还可以冷却奶酪，从而阻止脱水收缩。
14、例如，用于制造gouda奶酪的典型原料奶含有3.4重量％的脂肪、3.3重量％的蛋白质、约4.7重量％的乳糖和总量为约12.5重量％的固体。
15、相关现有技术
16、ep 0977488 b1(campina)公开了一种由奶生产半硬质奶酪的方法，至少包括以下步骤：凝结奶；切割得到的凝乳；分离出乳清；将凝乳压入模具中；用盐水处理如此获得的奶酪，由此使用乳糖含量降低的奶。还描述了半硬质奶酪，其通过使用乳糖含量降低的奶生产，该奶酪优选具有小于50重量％的水分含量。使用乳糖标准化奶可以省去使用洗涤水，从而减少所需的步骤[2]。
17、发明目的
18、然而，如上所述的标准程序仍然显示出严重的缺点，例如：
19、-污染风险：乳清筛仍然存在被噬菌体和/或细菌污染的潜在风险，因为它难以清洁。
20、-形成块状物：在开始之前和去除乳清期间，停止搅拌，导致凝乳颗粒沉淀在彼此的顶部。凝乳颗粒开始相互融合，形成块状物。这些块状物必须在洗涤阶段之前破碎，以有效降低凝乳颗粒中的乳糖含量。剩余的块状物可能会导致最终奶酪出现质量问题。此外，一些块状物可能会卡在刀架中，当奶酪桶被清空时，必须通过将强力水射流对准刀架来手动去除这些块状物。
21、-奶酪产量降低：为了打碎形成的块状物，将使用奶酪桶中的切割刀。然而，这将导致一些凝乳颗粒破裂，进而导致凝乳细粒和脂肪损失，从而降低奶酪产量。
22、-工艺时间偏差：乳清去除本身、其预先的沉降以及乳清筛的吊装(hoist)以及手动清洁都需要时间。此外，由于所使用的大容量离心泵是非自吸式的，这是一项困难的操作。为此，安装了所谓的拦截器：位于泵吸入侧的装满液体的容器，以克服乳清筛和泵之间的管线中存在的初始空气。乳清筛逐步降低；降低太慢会导致空气吸入并减慢和/或停止乳清泵的吸入，降低太快会导致更多的凝乳颗粒最终进入乳清筛。这种微妙的操作是奶酪制作过程延迟的主要原因之一。
23、-主要工艺风险：乳清筛吊装线的意外破损可能会扰乱生产并对奶酪桶造成严重损坏。该组件的预防性维护至关重要
24、-奶酪成分变化：奶酪桶中乳清的去除导致最终奶酪的成分变化；由于块状物破碎过程中脂肪损失的变化导致脂肪含量的变化。形成的凝乳细粉还可能妨碍过滤阶段的排水过程，这可能会增加最终奶酪水分含量的偏差。
25、-需要大型乳清缓冲罐：连续过滤器释放的乳清随着时间的推移几乎保持恒定，奶酪桶中的乳清数量激增。这需要大量的缓冲罐容量，因为下游乳清加工通常以固定速率运行。
26、-乳清的热量回收：乳清通常在前往巴氏灭菌器的途中直接使用冷奶酪乳进行冷却。不同的温度阻碍了热交换。
27、因此，本发明的目的是克服上述缺点并使用稳健的工业方法-不在奶酪桶中应用乳清去除或洗涤水-提供高度赞赏的奶酪质量。
技术实现思路
1、本发明的第一目的涉及用于制造半硬质奶酪，例如但不限于gouda、maasdam或edam奶酪的方法，该方法由以下步骤组成或包括以下步骤：
2、(a)提供原料乳；
3、(b)将所述原料乳进行分离过程以获得脱脂乳级分(sm)和奶油级分(c)；
4、(c)将步骤(b)的脱脂乳进行超滤以产生截留物r1，其含有富含蛋白质的脱脂乳级分，和渗透液p1；
5、(d)将步骤(c)的渗透液p1进行纳滤，得到富含乳糖的截留物r2和富含矿物质的渗透液p2
6、(e)将截留物r1与渗透液p2和奶油级分(c)混合以获得富含蛋白质和具有所需乳糖含量的奶酪乳；
7、(f)将步骤(e)的奶酪乳进行巴氏灭菌；
8、(g)将发酵剂培养物、凝乳酶和任选的电解质添加到步骤(f)的所述巴氏灭菌奶酪乳中以开始凝结；
9、(h)将由步骤(g)获得的凝结物进行后处理；和
10、(i)将步骤(h)的后处理物进行包装，得到最终产品。
11、根据本发明的方法通过使用乳糖标准化奶酪乳并且通过将其中的蛋白质含量提高到非常高的水平来减少加工步骤的数量。以这种方式，生产一批奶酪所需的供给至奶酪桶的奶体积可减少至等于在转移至过滤器之前存在于奶酪桶中的凝乳/乳清的量。本发明不需要预排过程和洗涤步骤
12、分离
13、根据本发明用于制造半硬质奶酪的合适材料是原料奶。在本说明书的上下文中，“半硬质”是指比例如parmesan奶酪软但比例如mozzarella奶酪硬的奶酪。半硬质奶酪的脱脂物质中的水含量为约50至63重量％，干物质中的脂肪含量为约25至55重量％(参见:https://dairy-processinghandbook.tetrapak.com/de/chapter/kaese)。
14、优选地，原料奶在分离之前进行用于降低其微生物含量的处理，例如微滤或使用脱芽分离器的脱菌。
15、在第二步中，将奶泵入分离器中以制备脱脂奶相和奶油或脂肪相。分离被理解为意指将奶油分离至约40重量％的脂肪含量并除去固体。该方法可以在约20至约60℃的温度范围内的热中或在约8至约18℃的冷中进行。
16、在根据本发明的方法中，有利的是进行冷分离。有利的是通过与传热介质的热交换将原料奶的冷态温度调节至用于其分离的最佳值。通常，原料奶处于冷却状态，其温度并不对应于对乳脂(奶油)进行最有效和最温和的冷分离操作的值。因此，通过热交换将其调整至进行分离的最佳值。由此产生的冷交换可用于乳品厂内发生的其他过程，特别是通过所谓的热波动(heat swing)。例如，冷却原料奶温度不高于6℃，而冷分离的最佳温度为8℃至18℃，特别是8℃至12℃。在这种情况下，通过加热原料奶进行热交换，使得其冷状态的温度升高到该范围内的值。通常，乳品厂内热量过剩。因此，乳品加工过程中产生的低温水可以作为加热的传热介质。该低温水在例如35℃范围内的温度下被供给到热交换过程中并且由于热交换冷却至例如在11℃至15℃范围内的温度。以这种方式，根据本发明的方法为乳制品操作中的方法提供了重要的冷源。在一个优选的实施方案中，分离在热中进行，优选的温度在约35℃至约55℃的范围内。
17、固体的分离以及约4重量％的脂肪含量的脱脂通常在下游组件，优选分离器中进行。此类组件是经过验证的技术。在乳制品行业中，gea westfalia separator gmbh公司的分离器非常常见，可以单独或一起进行液态脂肪液滴的分离(http://www.westfalia-separator.com/de/anwendungen/molkereitechnik/milch-molke.html)。
18、超滤和纳滤
19、将脱脂乳转移至超滤单元中以产生含有蛋白质的第一截留物r1和含有乳糖和盐的第一渗透液p1。对所述渗透液p1进行纳滤，以除去乳糖并获得同样富含矿物质的贫乳糖渗透液p2和富含乳糖的截留物r2。
20、超滤和纳滤是来自膜技术领域的过滤过程，通过该过滤过程可以将大分子物质和小颗粒从介质中分离并浓缩。按分离程度分为微滤、超滤和纳滤。如果排除限(或“截止值”)为100nm或以上，则称为微滤。如果排除限在2-100nm范围内，则称为超滤。在纳滤中，排除限低于2nm。两种分离过程的驱动力都是过滤器表面入口和出口之间的压差，在超滤和微滤中该压差在0.1至10bar之间，在纳滤中可达40bar。
21、超滤膜的排除限也以nmwc(英文：nominal molecular weight cut-off，也称为mwco，molecular weight cut off，单位：道尔顿)的形式给出。它被定义为球状分子的最小分子量，其中90％被膜保留。实际上，nmwc应比待分离分子的分子量至少低20％。关于过滤的进一步定性陈述可以根据通量(水值)(跨膜通量或通过率)进行。理想情况下，这与跨膜压力成正比，与膜阻力成反比。这些值由所用膜的特性以及浓离子极化和可能发生的任何污垢决定。通过率与1m2膜表面有关。其单位是l/(m2h bar)。
22、对于超滤，已发现孔径在约1,000至约50,000道尔顿、优选约5,000至约25,000道尔顿范围内的膜特别合适。纳滤优选的孔径范围为约100至约2,000道尔顿，优选约150至约1,000道尔顿。
23、用于超滤和纳滤的过滤器表面的材料可以是不锈钢、聚合材料、陶瓷、氧化铝或纺织物。过滤元件有多种形式：筒式过滤器、平板膜、螺旋卷式膜、袋式过滤器和中空纤维模块，所有这些基本上都适合于本发明的目的。然而，优选使用由聚合物材料制成的螺旋卷式膜或由陶瓷或氧化铝制成的筒式过滤器，其中第一实施方案已证明特别优选用于超滤和纳滤，而第二实施方案特别优选用于微滤。截止规格在极限范围内重叠，因此，例如，孔径为约2,000道尔顿的膜可同时适用于超滤和纳滤。
24、出于本发明的目的，所有上述过滤过程可以彼此独立地“热”或“冷”进行，即在约10℃至约60℃的温度范围内。然而，优选在约40℃至约55℃的高温度范围内操作。
25、奶酪乳的形成
26、将含有蛋白质的脱脂奶(r1)与奶油相(c)和渗透相(p2)混合以产生混合物，即所谓的奶酪乳。优选地，混合各相以使得所述奶酪乳具备
27、-5重量％，优选约3.0至约4.5重量％的适用于所需奶酪品种的脂肪含量；和/或-至少4重量％、优选约4至约5重量％的蛋白质含量和/或
28、-至多4重量％，优选约3至约4重量％的乳糖含量。
29、来自纳滤的截留物r2含有额外量的乳糖，其可作为从本发明的方法获得的另一种有价值的产物用于其他目的。
30、巴氏灭菌
31、将由此获得的奶酪乳进行巴氏灭菌。这优选地在热交换器中进行，其中板式热交换器已被证明是特别合适的。对热交换器施加温度梯度，然而，以这样的方式选择该温度梯度，使得产品被加热至约70至80℃且特别是约72至76℃的温度并持续至少15秒且至多60秒，优选约30秒。
32、凝乳
33、凝乳是形成奶酪并分离出乳清的过程。该过程通过向奶酪乳中添加培养物引发以形成乳酸并分解蛋白质。通常使用三种类型的培养物：
34、·最佳温度为25至40℃的嗜温培养物。
35、·可在高达50℃温度下生长的嗜热培养物。
36、·辅助培养物。它们用于实现特定的味道或质地。这通常是由于这些细菌产生的酶的作用。
37、最常见的是，使用不同菌株的混合培养物，其含有两种或更多种在其效果上彼此互补的细菌菌株。混合培养物通常由嗜温细菌或嗜热细菌的混合物组成，有时两者兼而有之。这些培养物不仅形成乳酸，还可以产生气体(co2)和香气成分。二氧化碳对于圆孔奶酪中孔的形成至关重要，并支持颗粒奶酪结构的形成。
38、酪蛋白的凝结是奶酪制作中的基本过程。通常通过添加凝乳酶来完成，但也可以使用其他蛋白水解酶。凝乳酶的活性成分是凝乳酶(chymosin)，凝乳在凝乳酶添加到牛奶中后不久就会发生。凝乳过程分几个阶段进行；通常将它们区分如下：
39、·在凝乳酶的影响下酪蛋白转化为副酪蛋白
40、·在钙离子的存在下副酪蛋白沉淀
41、整个过程由奶的温度、酸度和钙含量以及其他因素控制。凝乳酶的最佳温度为40℃左右，但实际中通常使用30至35℃的较低温度，主要是为了控制凝结物的硬度。凝乳酶是从小牛犊的胃中提取出来的，以浓度为1:10.000至1:15.000的溶液形式销售，这意味着一份凝乳酶可以在35℃下40分钟内凝固10.000-15.000份奶。
42、奶酪乳中低浓度的ca离子导致软凝结物。这会导致细粉(酪蛋白)和脂肪大量损失，并且在奶酪制作过程中脱水收缩效果不佳。为了克服该缺点，可以添加例如氯化钙。每100kg奶中加入5至20克氯化钙就足以实现恒定的凝乳时间和坚实的凝固物。通过添加更多的cacl2可以减少凝乳酶的用量，因为cacl2支持凝乳酶的作用。然而，过量添加氯化钙可能会使凝固物变硬而难以切割。对于低脂奶酪的生产，如果法律允许，有时可以在添加氯化钙之前将磷酸二钠(na2po4)，通常为10至20克/千克，添加到奶中。由于形成胶体磷酸钙ca3(po4)2，增加了凝固物的弹性，这几乎与凝乳中捕获的乳脂球具有相同的效果。
43、去除乳清
44、本发明的本质在于，由于奶酪乳中特定量的脂肪、蛋白质和乳糖，乳清的特定预排已经过时。因此，根据本发明的方法没有任何用于去除乳清的预排步骤，也没有任何洗涤操作。然而，在传统的奶酪制作中，大部分乳清通常在凝乳步骤之后被去除，该步骤优选在所谓的奶酪桶中进行。该桶具有受控和可预测过程所需的所有连接点，包括奶酪乳的灌装、成分混合、奶凝结、凝固物切割、混合、乳清排放、加水、间接加热和冷却、排空和cip(就地清洁)。使用蜂窝夹套里的温水来加热产品可以让操作员更好地控制加热速度和温度。奶(以及在线添加的发酵剂)通常通过底部(或可选的顶部)入口送入桶中，并通过组合的搅拌和切割工具轻轻搅拌。添加凝乳酶后，奶会静置形成坚固的凝结物，然后用切割工具的锋利刀具切割。工具的速度控制在2至10rpm之间。当凝乳被切割至所需的粒度时，工具的旋转反向。通过相反的方式旋转，刀的钝边会搅拌凝乳和乳清混合物，以避免沉淀。还提供带有管状乳清过滤器的桶，典型的桶是tetracheese vat ost sh6。凝乳/乳清混合物可以通过使热水在蜂窝夹套中循环来间接加热。桶通过底部的出口排空。乳清分离主要是使用从上方下降的乳清筛来完成的。在降低筛子之前，让凝乳颗粒沉降一段时间，以减少吸出乳清时凝乳细粉的损失，并避免堵塞乳清筛。乳清去除过程持续进行，直到奶酪桶中达到所需的残留水平。随后，再次提起乳清筛。然后用水喷射冲洗筛子以去除粘附的凝乳颗粒和乳清。
45、后处理
46、在切割、加热、模制和压制之后，对物质进行盐渍步骤。为此，将凝结的物质放入盐浴中。然后将奶酪盐渍该类型奶酪所需的时间。盐渍后，奶酪可以在专门建造的仓库中以自然成熟奶酪或铝箔包装奶酪的形式熟化。
47、产品
48、本发明的另一个目的涉及但不限于根据如上所述的本发明方法获得的gouda奶酪、maasdam奶酪或edam奶酪。
1.一种用于制造半硬质奶酪的方法，该方法由以下步骤组成或包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半硬质奶酪是gouda奶酪、maasdam奶酪或edam奶酪，但不限于此。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述原料乳在分离前进行用于降低其微生物含量的处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述用于降低其微生物含量的方法是微滤或脱菌。
5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述截留物r1，所述渗透液p2和所述奶油级分(c)混合，以使得到的奶酪乳具备
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述脂肪含量调节至3至4.5重量％。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述蛋白质含量调节至4至5重量％。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述乳糖含量调节至3至4重量％。
9.根据权利要求1所述的方法，其中凝乳在约30至约35℃的温度下进行。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述后处理步骤(h)包括至少一种以下步骤：
11.根据权利要求1所述的方法，无需任何预排乳清的步骤。
12.根据权利要求1所述的方法，无需任何洗涤步骤。
13.根据权利要求1所述的方法得到的半硬质奶酪。
14.根据权利要求13所述的半硬质奶酪，其为gouda奶酪、maasdam奶酪或edam奶酪，但不限于此。
