A kazeinnek két típusa van; a savas kazein és az oltókazein. A savas kazeint a sovány tejnek a kazein izoelektromos pontjának (pH± 4,6) eléréséig történő savanyításával nyerik, az oltókazein pedig enzimatikus koagulációval jön létre.

A kazeinátot gyakrabban használják az élelmiszeriparban, mint a kazeint, mert jobban oldódik, mint a kazein. A kazeinátot, általában nátrium- vagy kalciumkazeinátot, gyakran használják emulgeálószerként vagy nedvesítőszerként húskészítményekben. A kazeinátot gyakran használják fehérjeforrásként, habstabilizátorként vagy tej- és tejszínpótlók összetevőjeként. A termék sótartalmának lehető legalacsonyabb szinten tartása érdekében gyakran a kalcium-kazeinát az előnyben részesített választás.

Kaseinátgyártás

A következő részben mind a nátrium-kazeinát, mind a kalcium-kazeinát gyártását ismertetjük. Mindkét termék a savas kazein alvadék vagy savas kazeinpor és a lúg (nátrium-hidroxid) közötti reakció eredményeként jön létre. Ezért először a savas kazein előállítási folyamatát ismertetjük.

Savas kazein

nyersanyag

A savas kazein előállításához sovány, zsírszegény tejet használnak, mert a zsír jelenléte csökkenti a kazein eltarthatóságát. A lefölözést alaposan kell elvégezni.

Mivel a mikroorganizmusok negatívan befolyásolhatják a kazein színét és állagát, a nyers sovány tejnek jó minőségűnek kell lennie. A tejet nem lehet intenzíven melegíteni, mert ez nem kívánt kémiai reakciókat válthat ki a tej különböző összetevőivel, és a kazein színe túl sötét lesz. Ezek elkerülése érdekében a tejet a pasztőrözés mellett mikroszűréssel is kezelik.

Pasztőrözés

A nyers fölözött tejet 15-20 másodpercig pasztőrözik 72 °C-on.

Savasítás

A tejnek a kazein izoelektromos pontjáig történő savanyítása következtében, amely a pH 4 és 4,8 között van, a kazein micellák negatív töltését a jelenlévő hidrogénionok felemelik. Ennek eredményeként a kazeinmicellák koagulációja következik be.

A savanyítás kétféleképpen történhet: szervetlen vagy szerves úton.

A kazein vagy kazeinát élelmiszeripari termékekben való felhasználásakor a biológiai/ szerves savanyítást részesítik előnyben.

Szervetlen savanyítás
A pasztőrözés után a fölözött tejet körülbelül 32°C-ra hűtik. Sósav vagy kénsav segítségével a fölözött tej pH-ját 4,3 és 4,6 közötti pH-ra csökkentik. Ezután a keveréket hőcserélővel 40-45 °C-os hőmérsékletre melegítik, és 2 percig ezen a hőmérsékleten tartják. Ez alatt az idő alatt kazeinaggregátumok képződnek.

Biológiai savanyítás
A pasztőrözés után a fölözött tejet körülbelül 25°C-ra hűtik. A fölözött tejhez nem gázképző mezofil startert adnak, amely kb. 15 óra alatt biztosítja a kívánt pH-csökkenést. A savanyítás nem haladhat túl gyorsan, mivel ez egyenetlen minőséghez és csökkent hozamhoz vezethet. A kívánt pH elérésekor a keveréket megkeverik, hőcserélővel felmelegítik, és egy rövid ideig 50-55°C-os állandó hőmérsékleten tartják.

Mosás

A mosási folyamat megkezdése előtt a képződő savót dekanter segítségével eltávolítják, így a mosás során kevesebb vízre van szükség. A következő fázisban a kazeint 35 és 60°C közötti hőmérsékleten 3 lépésben, ellenáramú mosógépben vízzel mossák, eltávolítva a savófehérjéket, a laktózt és a sókat. Minden egyes mosási lépés után a mosóvíz egy részét a kazein dekanterébe választják le. Az utolsó lépés után a centrifugálással 40-45 százalék közötti szárazanyag-tartalmú kazein keletkezik, így a kazein készen áll a szárításra.

A kazein mind a savóból, mind a mosóvízből kinyerhető centrifugálással. A lúgban való feloldás után a kazein visszatehető a kiindulási tejbe.

Szárítás

A kazeint forró levegővel addig szárítják, amíg 12 százalékos nedvességtartalom nem marad. A kazein szárítása többféleképpen történhet. Kétlépcsős szárítás esetén az első lépcsőben a szárítási hőmérséklet körülbelül 50-55 °C, a második lépcsőben pedig 65 °C körül van.

Morzsolás

A kazein szárítása után a kazeint 0,32, 0,42 vagy 0,64 mm szemcseméretű porrá őrlik.

Kazeinát

Vékonyítás

A kazeinátot savas kazeinből, savas kazein túróból vagy porból lehet előállítani. Általában azonban a savas kazein alvadékot részesítik előnyben. Függetlenül attól, hogy melyik nyersanyagot kívánjuk felhasználni, a szárazanyagtartalmat a víz hozzáadásával 18-24 százalékra kell csökkenteni. Ellenkező esetben az oldat viszkozitása túl magas lesz, mivel gyakorlatilag csak fehérjéből áll.

Nedves őrlés

A keveréket egy kolloidmalomba pumpálják, amelyben az emulzió szemcsemérete csökken, és ez sűrű pasztát eredményez. A részecskeméret csökkenése miatt a később adagolt lúg oldódási sebessége nagyobb lesz.

A nedves őrlés 45 °C alatti hőmérsékleten történik, mert a magasabb hőmérséklet nagyobb valószínűséggel okoz újraagglomerációt. A keletkező iszapot ezután egy erős keverővel felszerelt duplafalú tartályban gyűjtik össze… A lúg hozzáadása Az iszaphoz óvatosan hígított lúgoldatot adnak, amíg el nem érik a kívánt 6,7-es pH-értéket. Ennél a pH-értéknél az oldat viszkozitása a legalacsonyabb.

Az, hogy milyen lúgoldatot használunk, az előállítandó terméktől függ.

• Nátrium-kazeinát
  A nátrium-kazeinát előállításához 2,5 M vagy 10%-os vizes nátrium-hidroxid-oldatot használunk. Speciális célokra nátrium-bikarbonát vagy nátrium-foszfát oldat is használható. A kívánt pH elérését követően az egészet a lehető leggyorsabban 60-75 °C-ra kell felmelegíteni. Ellenkező esetben a viszkozitás túlságosan megnőne. A lúg feloldása 30-60 percig tart.

• Kalcium-kazeinát
  A kalcium-hidroxid-oldat feloldása sokkal időigényesebb a nátronlúghoz képest. Ezért a kazeint gyakran először ammóniában oldják fel. Ezután szacharózban oldott kalcium-hidroxidot adnak hozzá, és a kalcium-kazeinát keveréket mosószárítással szárítják. Az ammónia nagy része a szárítás során elpárolog.

előmelegítés

A kazeinátoldat permetezésre való alkalmassá tételéhez 80-90 °C-ra előmelegítik. Így az oldat viszkozitását a lehető legalacsonyabb szinten tartják, és akár 24%-os szárazanyag-tartalmú oldattal is lehet dolgozni.

Szárítás

Mivel a szárítandó élelmiszer szárazanyag-tartalma alacsony, előnyben részesítik a fúvókával történő porlasztást. Ezenkívül ajánlott két lépésben szárítani. Miután a nátrium-kazeinátot 200-230°C-os levegőhőmérsékleten, permetszárító toronyban 10-12%-os nedvességtartalomra szárították, a plusz nedvességtartalmat fluidágyas szárítóval csökkentik.

Élelmiszer-biztonság &Higiénikus tervezés

A legtöbb tejipari folyamat viszonylag magas pH-n és nedves körülmények között zajlik, ami ideális környezetet teremt a különböző mikroorganizmusok – például a betegségeket okozó mikroorganizmusok – szaporodásához. Ezért fontos, hogy az egész rendszer a higiéniai tervezési szabványoknak megfelelően épüljön – tehát mikrobiológiai szinten tisztítható legyen. A tisztítási folyamat után a fertőtlenítés elpusztíthatja a megmaradt vegetatív mikroorganizmusokat.

Ha a gépeket nem lehet teljesen kiüríteni, akkor a berendezés elveszíti “tiszta” státuszát, még akkor is, ha már megtisztították, de egy bizonyos időre félretették. A gépet alaposan ki kell tisztítani és fertőtleníteni kell, mielőtt a gyártási folyamat újraindulhat.