Existují dva typy kaseinu: kyselý kasein a syřidlový kasein. Kyselý kasein se získává okyselením odstředěného mléka až do dosažení izoelektrického bodu (pH±4,6) kaseinu a syřidlový kasein vzniká enzymatickou koagulací.

Kaseinát se v potravinářském průmyslu používá častěji než kasein, protože je rozpustnější než kasein. Kaseinát, obvykle kaseinát sodný nebo vápenatý, se často používá jako emulgátor nebo zvlhčovadlo v masných výrobcích. Kaseinát se často používá jako zdroj bílkovin, stabilizátor pěny nebo složka v náhražkách mléka nebo smetany. Aby byl obsah soli ve výrobku co nejnižší, dává se často přednost kaseinátu vápenatému.

Výroba kaseinátu

V následující části bude vysvětlena výroba kaseinátu sodného i kaseinátu vápenatého. Oba produkty vznikají jako důsledek reakce kyselého kaseinového tvarohu nebo kyselého kaseinového prášku s louhem (hydroxidem sodným). Proto bude nejprve popsán proces výroby kyselého kaseinu.

Kyselý kasein

Surovina

K výrobě kyselého kaseinu se používá odstředěné nízkotučné mléko, protože přítomnost tuku snižuje trvanlivost kaseinu. Odstředění musí být provedeno důkladně.

Protože mikroorganismy mohou negativně ovlivnit barvu a konzistenci kaseinu, musí být syrové odstředěné mléko dobré kvality. Mléko nelze intenzivně zahřívat, protože by to mohlo vyvolat nežádoucí chemické reakce s různými složkami mléka a barva kaseinu by byla příliš tmavá. Aby k tomu nedošlo, je mléko kromě pasterizace také mikrofiltrováno.

Pasterizace

Surové odstředěné mléko se pasterizuje po dobu 15 až 20 sekund při teplotě 72 °C.

Okyselení

Díky okyselení mléka na izoelektrický bod kaseinu, který leží mezi pH 4 a 4,8, je záporný náboj kaseinových micel zrušen přítomnými vodíkovými ionty. V důsledku toho dojde ke koagulaci kaseinových micel.

Kyselení může probíhat dvěma způsoby: anorganickým nebo organickým. při použití kaseinu nebo kaseinátu v potravinářských výrobcích se dává přednost biologickému/organickému okyselení.

Anorganické okyselení
Po pasterizaci se odstředěné mléko ochladí na teplotu přibližně 32 °C. Při okyselení se mléko zchladí na teplotu přibližně 32 °C. Při okyselení se mléko zchladí na teplotu přibližně 32 °C. Pomocí kyseliny chlorovodíkové nebo kyseliny sírové se pH odstředěného mléka sníží na hodnotu pH v rozmezí 4,3 až 4,6. V případě, že je odstředěné mléko v rozmezí 4,3 až 4,6, se pH odstředěného mléka sníží. Poté se směs zahřeje pomocí výměníku tepla na teplotu 40 až 45 °C a při této teplotě se udržuje po dobu 2 minut. Během této doby se vytvoří agregáty kaseinu.

Biologické okyselení
Po pasterizaci se odstředěné mléko ochladí na teplotu přibližně 25°C. K odstředěnému mléku se přidá neplynující mezofilní zákys, který zajistí požadovaný pokles pH přibližně za 15 hodin. Kyselení by nemělo probíhat příliš rychle, protože to může vést k nerovnoměrné kvalitě a snížení výtěžnosti. Po dosažení požadovaného pH se směs promíchá, zahřeje se pomocí tepelného výměníku a krátce se udržuje při stálé teplotě 50 až 55 °C.

Praní

Před zahájením procesu praní se vzniklá syrovátka odstraní pomocí dekantéru, takže při praní je potřeba méně vody. Další fází je praní kaseinu při teplotě 35 až 60 °C ve třech krocích v protiproudé pračce za použití vody, čímž se odstraní syrovátkové bílkoviny, laktóza a soli. Po každém kroku praní se část prací vody oddělí do dekantéru kaseinu. Po posledním kroku odstředění vzniká kasein s obsahem sušiny mezi 40 a 45 %, čímž je kasein připraven k sušení.

Kasein lze získat jak ze syrovátky, tak z promývací vody pomocí odstředivky. Po rozpuštění v louhu může být kasein vložen zpět do výchozího mléka.

Sušení

Pomocí horkého vzduchu se kasein suší, dokud nezůstane s obsahem vlhkosti 12 %. Sušení kaseinu lze provádět několika způsoby. Při dvoustupňovém sušení se teplota sušení v prvním stupni pohybuje kolem 50 až 55 °C a ve druhém stupni kolem 65 °C.

Mletí

Po vysušení se kasein rozemele na prášek o velikosti částic 0,32, 0,42 nebo 0,64 mm.

Kaseinát

Třídění

Kaseinát může být vyroben z kyselého kaseinu, kyselého kaseinového tvarohu nebo prášku. Obvykle se však dává přednost kyselému kaseinovému tvarohu. Bez ohledu na to, která surovina bude použita, je třeba přídavkem vody snížit obsah sušiny na 18 až 24 %. Jinak by viskozita roztoku byla příliš vysoká, protože se prakticky skládá pouze z bílkovin.

Mokré mletí

Směs se přečerpá do koloidního mlýna, ve kterém se zmenší velikost částic emulze, čímž vznikne hustá pasta. Díky tomuto zmenšení velikosti částic se zvýší rychlost rozpouštění louhu, který se přidává později.

Mletí za mokra se provádí při teplotě nižší než 45 °C, protože při vyšší teplotě je pravděpodobnější, že dojde k opětovné aglomeraci. Vzniklá suspenze se poté shromáždí ve dvoustěnné nádrži vybavené výkonným míchadlem. 4.6.2. Přidání louhu Do suspenze se opatrně přidává naředěný roztok louhu, dokud se nedosáhne požadované hodnoty pH 6,7. Roztok louhu se rozdělí na dvě části. Při této hodnotě pH je viskozita roztoku nejnižší.

Který žíravý roztok se použije, závisí na produktu, který má být vyroben.

• Kaseinát sodný
  Pro výrobu kaseinátu sodného se používá 2,5 M nebo 10% vodný roztok hydroxidu sodného. Pro specifické účely lze použít roztok hydrogenuhličitanu sodného nebo fosforečnanu sodného. Po dosažení požadovaného pH by se měl celek co nejrychleji zahřát na 60 až 75 °C. Jinak by se příliš zvýšila viskozita. Rozpouštění louhu trvá 30 až 60 minut.

• Kaseinát vápenatý
  Rozpouštění roztoku hydroxidu vápenatého je ve srovnání s roztokem kaustické sody mnohem časově náročnější. Proto se kasein často nejprve rozpouští v amoniaku. Poté se přidá v sacharose rozpuštěný hydroxid vápenatý a směs kaseinátu vápenatého se vysuší praním. Většina amoniaku se během sušení odpaří.

Předehřátí

Aby byl roztok kaseinátu vhodný k rozprašování, předehřeje se na 80 až 90°C. Tímto způsobem se udržuje co nejnižší viskozita roztoku a lze pracovat s roztokem o obsahu sušiny do 24 %.

Sušení

Protože obsah sušiny v potravině určené k sušení je nízký, dává se přednost rozprašování pomocí trysky. Kromě toho se doporučuje sušit ve dvou krocích. Po vysušení kaseinátu sodného v rozprašovací sušící věži při teplotě vzduchu 200 až 230 °C na vlhkost 10 až 12 % se dodatečná vlhkost sníží pomocí fluidní sušičky.

Bezpečnost potravin & Hygienický design

Většina mlékárenských procesů probíhá při relativně vysokém pH a za vlhka, což vytváří ideální prostředí pro růst různých mikroorganismů – například mikroorganismů způsobujících nemoci. Proto je důležité, aby byl celý systém postaven v souladu s hygienickými konstrukčními normami – aby byl čistitelný na mikrobiální úrovni. Po procesu čištění může dezinfekce zničit všechny zbývající vegetativní mikroorganismy.

V případě, že strojní zařízení nelze zcela vyprázdnit, ztratí zařízení status „čistého“ i poté, co bylo vyčištěno, ale bylo po určitou dobu odloženo. Před opětovným zahájením výrobního procesu musí být strojní zařízení důkladně vyčištěno a vydezinfikováno.