Karakterisering og videreforedling av konsentrerte melkefraksjoner

Forbrukernes interesse for proteinrike yoghurter har økt de siste årene. Disse yoghurtene selges ofte under navnet «Gresk yoghurt». Produksjon av proteinrik yoghurt omfatter konsentrering av yoghurt til et ønsket proteininnhold, noe som samtidig gir produksjon av sur myse. Sammensetningen til den sure mysen gjør dette til et vanskelig biprodukt å anvende. Andre utfordringer som produsenter av proteinrik yoghurt møter, kan være relatert til yoghurtens sensoriske egenskaper, som grov og kornete struktur. Nye produksjonsmetoder som kan overvinne disse utfordringene er derfor ønskelige. Det første arbeidet som ble gjennomført i dette PhD-løpet, avdekket at industrien bør være kritiske ved valg av membraner til mikrofiltrering. Porestørrelsen til membranene påvirker fraksjoneringen av proteinene. Hvis målet er å oppnå rene fraksjoner med henholdsvis kaseiner og native myseproteiner, bør membranen holde tilbake kaseiner og gi optimal permeasjon av myseproteiner. Under betingelsene som ble brukt i arbeidet, ble det konkludert med at 0.10 µm keramiske membraner ga bedre fraksjonering av kaseiner og myseproteiner, enn 0.05 eller 0.20 µm keramiske membraner. Dette arbeidet avdekket også at mikrofiltrering av melk med 0.20 µm membraner ga én fraksjon med «store» kaseinmiceller (~180 nm) og én fraksjon med «små» kaseinmiceller (~130 nm). I dette arbeidet ble en ny prosess for framstilling av proteinrik yoghurt undersøkt. Ved å flytte konsentreringstrinnet fra etter, til før, fermentering ble biproduksjonen av sur myse eliminert. Proteinrik yoghurt (8%) ble produsert ved å tilsette nativt myseproteinkonsentrat til kaseinkonsentrat fra mikrofiltrering av melk. En reduksjon i varmebehandlingen til yoghurtmelken var nødvendig for å redusere fastheten til yoghurtgelen og koagelpartiklene til den rørte yoghurten. En for fast yoghurtgel ga store partikler i den rørte yoghurten, noe som var korrelert med grovt og kornete utseende. Kombinasjonen av et høyt proteininnhold og gjenværende native (udenaturerte) myseproteiner i den varmebehandlede yoghurtmelken ga glatt og viskøs proteinrik yoghurt. Gjennom PhD-arbeidet er det også avdekket at kaseinmicellestørrelse hadde signifikant innvirkning på de reologiske egenskapene til set-type (urørt) yoghurt. Yoghurtmelk med små kaseinmiceller ga yoghurt som var fastere og hadde høyere grad av elastiske egenskaper (G'), enn yoghurtmelk med store kaseinmiceller. Protein er en verdifull melkekomponent, og anvendelse av konsentrat med små kaseinmiceller kan gi besparelser i mengde protein som trengs for å oppnå en yoghurt med en viss fasthet. Resultatene fra disse arbeidene viste at mikrofiltrering, som er en industrielt anvendbar teknologi, kan benyttes til å fraksjonere kaseinmiceller. Alle resultatene fra disse arbeidene er publisert i internasjonale tidsskrifter.

Fraksjonering av kumelk innebærer framstilling av en kaseinrik og en myseproteinrik fraksjon, der konsentratet vil være den kaseinrike fraksjonen. Konsentratet vil således ha en vesentlig høyere proteinkonsentrasjon enn vanlig melk, og samtidig vil andele n myseprotein være betydelig lavere som følge av filtreringen. Ved å endre melkas sammensetning på denne måten, er det mulig å få større kontroll over råstoffet som går inn i de videre produksjonsprosessene, enn det som er mulig i dag. Fraksjonering av ku melk er særdeles interessant med tanke på inntjeningspotensialet i form av proteinstandardisering, reduserte grensemelk-faser, økt mulighetsrom for syrnede melkeprodukter og økt osteutbytte. Ved anvendelse av melkas kaseinfraksjon til ysting, vil det være stort behov for studie av tilpasset ystingsteknologi og ostens modningsforløp. Samtidig vil det være rom for utvikling av helt nye produkter med utgangspunkt i melkefraksjoner som råstoff. Fraksjonering på forskjellige måter og med forskjellige teknolog iske hjelpemidler kan være av interesse for å oppnå en større inntjening av kjernemelk som råstoff. Kjernemelk inneholder en relativ høy mengde komponenter fra fettkulemembranen. Hovedgruppene av komponentene er proteiner (membranproteiner), som bare finn es i membranen, og polare lipider, hvorav forskjellige fosfolipider utgjør hoveddelen. Både membranproteinene, og i særlig grad fosfolipidene, har såkalte funksjonelle egenskaper. De kan dermed bidra til å fremme positive egenskaper i de produktene de ben yttes, for eksempel som stabilisatorer og emulgatorer. De konsentrater en kan oppnå vil måtte analyseres nøye med hensyn på sammensetning og funksjonalitet. Arbeidsfeltet med fraksjonering av melk utgjør en stor satsing for TINE, og det er vesentlig at det bygges opp grundig kompetanse på feltet.