超高温浓缩乳包装及其制备方法

专利名称：超高温浓缩乳包装及其制备方法
技术领域：
本发明涉及炼乳(condensed milk)的超高温(UHT)巴氏消毒。更具体地说，本发明涉及包装浓缩乳(concentrated milk)，用以从目前已有的果汁配制设备配制复制乳，并用于在世界范围内运输大量的超巴氏消毒(UP)液体浓缩乳(milk concentrate)。
背景技术：
由于其较短的货架期和重量，运输和贮存鲜奶的成本是非常巨大的。且由于鲜奶被美国军队所广泛消费，而且又是最大宗的出口商品之一，因此迫切需要这样的炼乳，其具有更长的货架期和便于运输和贮存的较轻重量的产品包装，并且当复制时提供与鲜奶相同的物理和味道特征。
现有技术描述了牛奶的UHT巴氏消毒、炼乳制品的制造，以及浓缩液体饮料的复制的多个方面。但是，没有已知的现有技术公开了这样的超巴氏消毒液体浓缩乳，其被包装以在现有的饮料机中配制复制乳制饮料，或者以在世界范围内运输大量的UHT巴氏消毒浓缩乳以在目的地提供具有与鲜奶相同的物理特征和味道的复制乳。
美国专利2860057公开了公知的消毒脱水牛奶或炼乳的制备，所述消毒脱水牛奶或炼乳具有约16％至35％总固体的最终所需浓度，而标准浓度是约8.0-8.5％总固体。不同的方法各自包括预热和巴氏消毒步骤，包括在通过常规手段对牛奶进行首次浓缩之后的高温短时灭菌。该公开的加工避免了牛奶在包装进容器之前或之后的高温灭菌期间的老化增稠或凝胶作用。如果采用无菌装罐方法，则随后在无菌条件下对经灭菌的浓缩液进行均质化。复制包括复杂的稀释、混合和颜色比较程序，所公开的水与脱水牛奶的混合体积比是1∶1。
美国专利4921717描述了UHT灭菌浓缩乳的制备方法，包括首先对部分浓缩的乳制品进行灭菌，并接着在无菌条件下对该乳制品进行进一步浓缩。该方法教导，在所公开的由全脂或脱脂牛奶制得的浓缩乳中可以不用稳定剂。虽然该浓缩乳可以稀释用以代替鲜奶，但申请人努力从不含稳定剂的UHT灭菌浓缩乳制备味道类似于鲜奶的复制乳制饮料已证明是不成功的。而且这在使用饮料机实现复制过程时是特别确实的。该专利一般性地描述了稀释灭菌浓缩乳以用于代替鲜奶，但对其如何依其所述完成却没有公开细节。
美国专利4842884描述了由脱脂干乳固体、水、食用油和糖的混合物制得的配方浓缩乳。该浓缩乳可以冷冻而在随后使用，或者立即与水混合而制备饮料。一旦复制，其可以贮存达约5天。该专利没有公开能够让人制备出可以以其液体状态贮存至少60天和超过90天，且使用公知的果汁配制设备即可复制的炼乳的任何信息。
美国专利2570231、3108875、4362756和5766666分别公开了脱脂甜炼乳、浓缩奶油、具有至少8％乳脂肪的炼乳，以及降脂和/或无脂炼乳，各产品在各自的情况中被不同地加工以生产新的甜炼乳制品。浓缩奶油用作冰淇淋的脂肪源。而其它三种炼乳制品用于焙烤和糖果工业，并由零售商制备焙烤制品。美国专利4091118描述了蔬菜基甜炼乳，其用作咖啡伴侣。然而这些专利都没有公开用于提供味道类似于鲜奶的复制饮料的液体浓缩乳制品。
美国专利2565085公开了对全脂奶的常规预热，以杀灭细菌、霉菌、酵母等。预热也有助于保持乳制品的质地。这样的牛奶预热通常在145°F至175°F的温度范围内进行。然而该专利在蒸发以制备浓缩乳之前用牛奶的超高温处理代替预热，所述浓缩乳不是打算供由饮料机来制备复制饮料之用，也不是打算供制备含达300加仑超巴氏消毒浓缩乳的包装之用。
美国专利5260079公开了使用特定的混合脱脂牛奶和奶油的方法参数来控制牛奶中脂肪含量的方法和设备。美国专利5223299和5229159公开了没有稳定剂的消毒牛奶，以及用作咖啡伴侣的包装好的所得浓缩乳制品。
最后，美国专利4282262公开了用作双包冷冻甜食成分的乳混合物部分。该乳混合物包含六偏磷酸钠和角叉菜胶，它们一起用作稳定剂。但是，在该专利中没有涉及UHT灭菌炼乳的制备，所述炼乳被包装以用于饮料机，在该饮料机中浓缩乳可以被复制为具有鲜奶的特征的乳制饮料。因此，该公知的稳定物质并不涉及在本发明的UHT巴氏消毒浓缩乳制备中所要求的功能。
发明目的本发明的主要目的是提供超巴氏消毒浓缩乳制品包装，由其制备的复制乳的量超过其重量的3至4倍，所述复制乳的味道类似于普通的鲜奶，且货架期至少是60天和超过90天。
本发明的另一目的是提供包装浓缩乳制品，其用于目前已有的用于复制和配制果汁的自动售货机。
再一目的是提供液体浓缩乳制品包装，该包装大量节约出口、诸如用于军船和潜水艇的军事用途，和贸易及政府食品供应项目的成本。
本发明的再一目的是以标准零售品脱和夸脱包装提供用于普通人群的浓缩乳包装，该包装在复制时，对于品脱包装获得1/2加仑，而对于夸脱包装获得一加仑。
本发明的再一目的是提供浓缩乳，其富含针对具有饮食限制的特殊人群的特殊饮食需要的维生素和其它营养成分。
另一目的是提供UHT巴氏消毒液体浓缩乳，其以达300加仑的量包装，同时获得了迄今为止在乳品工业中所没有的货架期和经济效益，且能够使用现有配制设备，或者使用其它不复杂的、简单的以水与炼乳的体积比3∶1至4∶1将水与炼乳混合的技术，在目的地就地复制炼乳。

发明内容
本发明的超巴氏消毒浓缩乳包装包含达300加仑超巴氏消毒液体浓缩乳。在一个实施方案中，该包装包括包含预选量的超巴氏消毒液体浓缩乳的容器装置，并具有有效与分配装置一起使用的结构外形，所述分配装置包括用于将超巴氏消毒浓缩乳与水混合以生产味道类似于鲜奶的复制乳制饮料的装置。该超巴氏消毒浓缩乳包含80wt％至90wt％的高固体脱脂炼乳(HSCS)、8.5wt％至10.5wt％的奶油和少于1％的稳定剂。最初的巴氏消毒脱脂炼乳的总非脂乳固体(MSNF)含量是35.0wt％至36.5wt％，所述奶油的乳脂肪含量是36.0wt％至42.0wt％，而所述稳定剂基本上由97.0％至99.0％的六偏磷酸钠和1.0％至3.0％的角叉菜胶(κ型)的稳定物质组成。在具体的实施方案中，该炼乳包装具有有效放置液体分配装置的结构外形，所述液体分配装置包括用于将所述超巴氏消毒浓缩乳与水混合，以配制复制液体乳制饮料的排放喷嘴装置。
本发明的超巴氏消毒液体浓缩乳的制备方法包括在减压下，将原料乳制品加热至升高的巴氏消毒温度，持续足以从原料乳制品中蒸发液体，形成巴氏消毒的、高固体中间液体浓缩乳的时间。将一定量的奶油与该中间浓缩乳混合，形成具有预选量的脂肪的浓缩液体混合物，用于制备具有所需味道特征的复制乳制饮料。
通过将足量的稳定剂与预定量的浓缩液体混合物混合来制备最终的液体浓缩乳。该稳定剂有效地确保贮存期间该超巴氏消毒液体浓缩乳中乳固体的均匀分布，并抑制其分离和沉淀。该稳定剂物质有效地产生蛋白质复合物，用以形成胶体成分的稳定分散体，并使该胶体成分在最终的液体浓缩乳中基本上均匀地分布。该稳定剂物质在超巴氏消毒步骤中使最终液体浓缩乳的预选pH保持在6至8的范围内。该稳定剂物质在最终浓缩乳的预选pH范围内还有效地抑制乳蛋白质的热凝结。最终液体浓缩乳中的总MSNF含量至少占炼乳的29.9wt％，以使制备的复制乳制饮料的MSNF含量至少是8.25％。
将最终的液体浓缩乳超巴氏消毒，以形成本发明的超巴氏消毒液体浓缩乳。最后对该超巴氏消毒浓缩乳进行均质化和包装，形成本发明的超巴氏消毒液体浓缩乳包装，以随后将该超巴氏消毒牛奶与水混合，形成复制的所需的复制乳制饮料。
本发明的一个特征涉及加热步骤，该步骤包括将最初的液体牛奶预热至升高的预热温度，并持续选择的时间，以制备原料乳制品，接着将该原料乳制品加热至升高的巴氏消毒温度，该温度高于预热温度，以制备所需的中间液体浓缩乳。当最初的液体牛奶是脱脂牛奶时，升高的预热温度在约144°F至约152°F的范围内，而升高的巴氏消毒温度保持在178°F至182°F的范围内，持续时间是16至22秒，以对该中间液体浓缩乳进行巴氏消毒。
另一特征涉及用于与浓缩液体混合物混合的稳定剂物质的制备方式。在具体的实施方案中，该稳定剂物质首先在高剪切条件和升高的温度下溶解于水中，形成稳定剂浆液，该浆液与浓缩液体混合物混合，形成最终的液体浓缩乳。该稳定剂浆液包含六偏磷酸钠和角叉菜胶，这样当该浆液与浓缩液体混合物混合时，角叉菜胶与乳蛋白质形成角叉菜酸蛋白质复合物，以提供胶体成分的稳定分散体。六偏磷酸钠有效地帮助胶体成分基本上均匀地分布，并抑制浓缩乳中的热凝结。该稳定剂浆液包含占稳定剂浆液的14.7wt％至12.5wt％的稳定剂物质，以产生小于最终液体浓缩乳的1.0wt％的稳定剂物质含量。该稳定剂物质包含占稳定剂浆液的14.6％至20.8％的六偏磷酸钠和占稳定剂浆液的0.15％至0.7％的角叉菜胶(κ型)。
本发明的另一特征涉及在加工期间的不同时间浓缩乳的特定粘度。在40°F至45°F，最终的液体浓缩乳的粘度在300至400厘泊的范围内，而在同一温度范围，超巴氏消毒浓缩乳的粘度在1000至1500厘泊的范围内。该巴氏消毒中间液体浓缩乳包含35.0wt％至36.5wt％的非脂乳固体。因此，该巴氏消毒中间液体浓缩乳包含至少35％的MSNF，以在混合该超巴氏消毒浓缩乳与水时制备复制的低脂肪乳制品。而且，非脂乳固体含量不超过36.5％，以在超巴氏消毒步骤期间防止最终液体浓缩乳的焦化损害(burn damage)。将水与超巴氏消毒浓缩乳混合以形成复制乳制品，水的份数与超巴氏消毒浓缩乳的份数的水/炼乳体积比是约3∶1至约4∶1。
本发明的另一特征涉及最终的液体浓缩乳的组成，其包含占该炼乳约87wt％至约90wt％的中间高固体浓缩乳，约8.5wt％至约10.5wt％的奶油，约2.0wt％至约3.0wt％的水，以及小于1.0wt％的稳定剂物质。该复制乳制饮料包含小于该乳制饮料的0.21wt％至3.25wt％的乳脂肪和至少占该乳制饮料的8.25wt％的非脂乳固体。
本发明的另一特征涉及超巴氏消毒步骤，该步骤包括将最终的浓缩乳加热至升高的超巴氏消毒温度，并持续足以形成超巴氏消毒液体浓缩乳的时间。在具体的实施方案中，该超巴氏消毒步骤包括将最终的液体浓缩乳加热至288°F至292°F的温度范围内，并持续足以制备本发明的超巴氏消毒液体浓缩乳的时间。更具体地说，该超巴氏消毒加热步骤包括首先将最终的液体浓缩乳加热至约180°F的第一升高温度，并持续30至36秒，接着引导该加热的最终液体浓缩乳进入直接蒸汽注入区，以将其加热至290°F，并持续4秒。
均质化步骤包括将在2400至2600PSI将该超巴氏消毒浓缩乳均质化，第一阶段约2000PSI，第二阶段约500PSI。在均质化之后的包装步骤特征包括将超巴氏消毒浓缩乳冷却至小于40°F的温度步骤，并用该超巴氏消毒浓缩乳填充包装装置，以放置在液体饮料机中。在该包装步骤中，将该超巴氏消毒浓缩乳装入用于饮料机的包装中，所述饮料机包括用于将超巴氏消毒浓缩乳与水混合，形成所需的复制乳制饮料的排放喷嘴。在另一个具体的实施方案中，该包装步骤包括将达300加仑的超巴氏消毒浓缩乳装入包装容器中。
在本发明的另一实施方案中，将预选量的液体脱脂牛奶升高至144°F至152°F的温度，并持续足以制备预热的原料乳制品的时间。接着将该预热的原料乳制品在178°F至182°F持续16至22秒进行巴氏消毒。该巴氏消毒步骤在真空下进行，以从原料乳制品中将液体蒸发，以制备包含35.0wt％至36.5wt％的非脂乳固体的中间液体浓缩乳。将奶油和稳定剂物质与该中间液体浓缩乳混合，以制备包含8.5wt％至10.5wt％的奶油，而稳定剂物质含量小于1.0wt％的最终的液体浓缩乳。然后将最终的液体浓缩乳进行超巴氏消毒和均质化，形成超巴氏消毒浓缩乳，接着将其置于包装容器中，以随后以水/炼乳体积比3∶1至4∶1用水复制。
在本发明的方法的另一特性中，将液体原料乳制品在真空下加热至升高的温度，持续一定量的时间，该持续的时间足以对该原料乳制品进行巴氏消毒，并从该原料乳制品中将液体蒸发，形成巴氏消毒的、高固体液体脱脂炼乳，其包含35.0％至36.5％的非脂乳固体。将一定量的奶油与该巴氏消毒脱脂炼乳混合，形成浓缩液体混合物，其具有足以使该超巴氏消毒液体浓缩乳被复制成低脂肪浓缩乳的脂肪量。接着将有效量的稳定剂浆液与预定量的浓缩液体混合物混合，形成最终的脱脂浓缩乳。该稳定剂浆液含有六偏磷酸钠和角叉菜胶(κ型)，其量足以抑制在贮存期间最终的液体浓缩乳中乳成分的分离、沉淀和结晶。将该最终的液体脱脂浓缩乳超巴氏消毒、均质化和包装，形成超巴氏消毒浓缩乳包装，用以置于液体配制装置中，所述液体配制装置包括用以将该超巴氏消毒浓缩乳与水混合，以配制复制低脂乳制饮料的排放喷嘴。
具体实施例方式
本发明的超巴氏消毒浓缩乳制品是使用一系列公知的工艺步骤，采用新的控制条件实现新的和意想不到的结果而制备的。本发明的方法的加热和冷却步骤可以使用食品和乳品工业中使用的常规设备进行。例如，一种用于超巴氏消毒的这样的设备是直接加热装置，其中高压饮用蒸汽和液体乳制品通过将该蒸汽注入液体乳制品中或反之而混合。接着通过蒸发将添加进液体乳制品中的水除去，通常是在减压下进行，并且还冷却该产品。直接蒸汽注入设备实现在乳品工业中公知的连续超巴氏消毒方法。
依赖于热交换器的间接加热装置通常是板式或管式的，其中液体乳制品通过与热交换器的一个表面接触而被加热，热交换器的另一表面通过蒸汽或加压热水加热。冷却在类似的热交换器中实现。通过将加热和冷却步骤之间的热/冷液体适当地再循环，可以使一些热量得以保存。间接装置通常在两个或更多个步骤中将液体乳制品加热，且具有类似的冷却步骤数目。
在本发明的具体的实施方案中，该超巴氏消毒浓缩乳在一系列加工步骤中制备。首先，通过在真空条件下进行巴氏消毒而制备高固体脱脂炼乳(HSCS)。将HSCS与奶油混合，在批量装置中形成1000加仑的具有预选脂肪含量的浓缩液体混合物。将特殊的稳定剂混合物在高剪切混合条件下与热水混合，形成独特的稳定剂浆液，将其添加到该浓缩液体混合物中，以确保最终液体浓缩乳的制备，所述液体浓缩乳将提供具有所需的味道和乳特征的复制乳制饮料。向上述批量中添加棕榈酸维生素A和维生素D3，接着进行超巴氏消毒和均质化。然后将得到的超巴氏消毒浓缩乳放置于无菌罐中，直至包装在无菌填装器中。本发明的炼乳具有至少六十天的冷藏货架期。该HSCS乳和奶油是乳源碳水化合物、蛋白质和矿物质的来源。另外，奶油给本发明的UHT巴氏消毒浓缩乳带来所需的乳脂肪含量。
控制方法参数以保持HSCS中非脂乳固体含量在严格范围内，而新的稳定剂系统和超巴氏消毒条件制备具有基本上均匀分布且不分离的乳成分的超巴氏消毒浓缩乳。且首次能够在现有果汁配制系统中用水复制这种炼乳，获得与鲜奶具有同样的特征和味道的低脂复制乳制品。在焙烤工业中，现有技术使用炼乳或脱水牛奶。但对炼乳进行复制而用作饮用新鲜乳制饮料的用途还不是公知的。
在本发明的具体的实施方案中，初始的巴氏消毒方法是连续的，并以3000加仑/小时的流速处理脱脂牛奶(小于0.5％的脂肪含量)。在144°F至152°F的温度范围内，首先将牛奶在约150°F的温度下预热10分钟+/-30秒。接着将该预热的牛奶在180°F+/-2°F下巴氏消毒16至22秒，并在23+/-0.5英寸汞的真空下，且空气温度是约145°F下放置10分钟+/-30秒。在巴氏消毒之后，引导该HSCS以800至1000加仑/小时的流速，用3分钟的时间通过板式冷却器，在那里其被冷却至低于40°F的温度。
在真空下加热牛奶，蒸发液体，从而制备所需的高固体中间脱脂炼乳，其包含所要求的35.0wt％至36.5wt％的非脂乳固体(MSNF)，以进一步加工。该上限和下限是严格的。更低的MSNF含量将不能产生当用水复制而制备本发明的新的乳制饮料时所需的超巴氏消毒浓缩乳。更高的MSNF随其移动通过超巴氏消毒设备将在最终的液体浓缩乳中产生过高粘度和“焦化(burn-on)”。在该具体的实施方案中，APV-Crepaco Direct Steam Infusion System是用于实现超巴氏消毒的设备。
在最初的巴氏消毒之后，将中间HSCS浓缩乳与脂肪含量为约36％至42％的奶油混合，以在批量装置中形成至少750加仑容量的浓缩液体混合物。接着将稳定剂物质添加到浓缩液体混合物批量中，形成最终的液体浓缩乳，以随后进行超巴氏消毒。该稳定剂首先在高剪切条件下与95+/-5°F(90°F至100°F)的热水混合。得到的稳定剂浆液包含14.75wt％至21.5wt％的稳定剂。在具体的实施方案中，该稳定剂包含14.2wt％至20.8wt％的六偏磷酸钠和0.15％至0.7％的角叉菜胶(κ型)的稳定物质。
用于形成本发明的浆液的初始稳定剂混合物成分基本上由97.0％至99.0％的六偏磷酸钠和1.0％至3.0％的角叉菜胶(κ型)组成。通过定量地将稳定剂混合物和水送入高剪切液化剂混合器，并将其混合约15分钟，以使稳定剂物质进入溶液而形成稳定剂浆液。如果该稳定剂不溶解，它将不在浆液中均匀分布，而均匀分布是本发明的最终的超巴氏消毒浓缩乳所需要的。在混合步骤期间，向稳定剂浆液中添加所需量的棕榈酸维生素A(250ml)和维生素D3(100ml)。接着将该浆液混合物泵入批量装置中，并与HSCS浓缩液体混合物和奶油混合。在超巴氏消毒之前，最终的液体浓缩乳的粘度在40°F至45°F下是300至400厘泊。
采用直接蒸汽注入系统对流速为50加仑/分钟(3000加仑/小时)的最终的液体浓缩乳进行连续超巴氏消毒。随着其通过保温管，板式热交换器的沸腾器部分(generator section)将该浓缩乳加热至约180°F的第一升高温度，持续30至36秒。然后将预热的浓缩乳通过直接蒸汽注入而加热至290°F的第二升高温度，持续4秒，以实现超高温(UHT)巴氏消毒，并产生超巴氏消毒液体浓缩乳，其在真空蒸发器中冷却至175°F。
接着将该UHT巴氏消毒液体浓缩乳在2500+/-100 PSI，在两个阶段(第一阶段2000 PSI而第二阶段500 PSI)中，在工业标准均化器中均质化，接着随其流过均化器的板式热交换器的再生和冷却部分而被冷却至低于40°F。将均化的UHT巴氏消毒混合物泵送至无菌冷藏罐中，并保持在不超过45°F的温度下，直至被包装。在40°F至45°F下，UHT巴氏消毒浓缩乳制品的粘度是1000至1500厘泊。本发明的UHT巴氏消毒浓缩乳制品的该实施方案的成分包括HSCS乳(87-90％)、奶油(8.5-10.5％)、稳定剂(小于1.0％)，以及水(2.0-3.0％)。当以水浓缩乳体积比是3份水比1份炼乳用饮用水复制该超巴氏消毒浓缩乳时，HSCS乳和奶油成分的这些量是制备1％低脂肪乳制饮料所需要的。
在工业中，根据乳固体脂肪的百分比，政府指明了四种乳分类，即全脂(3.25％的脂肪)、降脂(2.00％的脂肪)、低脂(1.00％的脂肪)和无脂(脱脂)(＜0.21％的脂肪)。本发明的最终的液体浓缩乳的成分根据复制乳制饮料所需的脂肪含量的百分比而不同。各最终的液体浓缩乳的非脂乳固体的百分比至少是29.9％，以使用本发明的UHT浓缩乳制得的复制乳制饮料中的非脂乳固体含量至少是8.25％。在各情况下，本发明的炼乳中的稳定剂固体的百分比都小于1％。下表I显示基于以水与炼乳体积比3份水比1份浓缩乳而用水复制的炼乳所计算的本发明的UHT巴氏消毒浓缩乳的总固体。
表I

下表II显示复制乳制饮料的脂肪、MSNF和总固体的百分比，所述复制乳制饮料具有的特征和味道类似于四种类型的鲜奶中的任一种，所述复制乳制饮料是通过将水与表1的液体浓缩乳以水与炼乳体积比3∶1混合而制备的。
表II

由Wilshire制造的商标为QUANTUM 4000的饮料机以含有本发明的液体浓缩乳的塑料袋包装工作。用蠕动泵从该包装中抽取炼乳，并通过分配喷嘴将其排出以与水混合，水以有效地以水的份数与炼乳的份数的混合比为体积比约3∶1至约4∶1复制该炼乳的速度流动。该复制乳制饮料具有类似于鲜奶的特征和味道。
在另一具体的实施方案中，使用INTASEPT大体积装填机，将该浓缩乳装进300加仑的三壁无菌盒中袋(bag-in-box)中。该盒中袋在出口处具有双层膜，所述出口允许该盒中袋与蒸汽消毒连接器连接，该连接器在盒中刺穿无菌300加仑上的出口。这允许浓缩乳当通过无菌连接器被刺穿时保持其无菌环境。接着将该无菌浓缩乳排放进无菌混合罐中，所述混合罐容纳2000加仑的无菌水和浓缩乳。将无菌浓缩乳和水以合适的混合比例在混合罐中一起混合，复制为常规浓度的牛奶。该牛奶仍然处于无菌环境中。接着将常规浓度的牛奶泵入无菌涌浪储料罐(surge holding tank)中，直至被泵送入乳品包装机中，在该包装机中，该产品仍然保持在无菌环境中。然后将其包装进乳品纸盒中。
该300加仑的盒中袋的货架期是从制造日起90天。零售纸包装具有的剩余货架期是90天减去制造日期至将300加仑的盒中袋加工以零售包装的日期的时间。由于该无菌炼乳一直保持在USDA批准的无菌系统中，因此产品没有必要再次巴氏消毒。作为新的和意想不到的结果，用于乳品的该系统可以在世界中任何地方建立起来，与常规乳品相比，以最小成本为当地法律所允许。
addition.cip在乳品工业中，一般认为超高温(UHT)巴氏消毒牛奶经常含有“烤焦”或“焦化”牛奶味，这是由于在UHT方法中，牛奶被加热至极高温度而造成的。牛奶是对热极为敏感的产品，因此当使用常规牛奶的间接加热UHT处理时，其具有“烤焦”奶味，口感不象鲜奶。逻辑上，随着牛奶中固体水平的增加，“烤焦”的问题应增加，因为只有少量水保护乳蛋白质免于被烤焦。因此，在乳品贸易中的共识是，比常规牛奶的乳固体的浓度大3至4倍的炼乳比单一浓度的UHT牛奶具有更大的“烤焦”味。因此有这样的假定，即UHT浓缩乳在被复制时不可能具有鲜奶的味道。而所公开的本发明得到了令人惊讶的相反结果。
具有高乳固体含量的炼乳或浓缩乳由于那些固体极重，所以自然趋向于分离并变为凝胶。随着产品老化，这个问题变得更为突出。所以在本发明之前，基于现有的经验，试图获得4-6个月的货架期似乎是不切实际的。而且，本领域的许多技术人员相信，以这样高的乳固体水平，一旦其在UHT处理下经历高温，产品就不能保持任何其稳定性。但是，用本发明的产品实现的延长货架期已经意想不到地证明了这些与高乳固体含量相关的以前的两个问题都不存在。
最后，通过改进的果汁配制机，用水复制炼乳的想法在此之从来没有实现。一旦本发明的浓缩乳在生产本发明的产品的牛奶厂中用水复制，工厂管理者和工人就会难以相信其“新鲜”的奶味和其稳定的产品粘稠度和质地。他们的惊讶混合着这样的事实，即该产品可以通过机器配制。
生产无菌的、货架稳定的本发明的UHT浓缩乳的方法的另一实施方案开始于液体浓缩乳，其非脂乳固体含量为约29.5wt％至约42wt％，最优含量为约39wt％至40wt％，最终通过混合3.5份的水与1份的UHT液体浓缩乳而制备复制乳制饮料。不同类型的牛奶的工业范围脂肪含量分类为从小于0.21wt％至3.25wt％的乳脂，因此包括无脂(＜0.21％脂肪含量)乳、低脂(1％脂肪含量)脱脂乳、降脂(2％脂肪含量)乳和全脂(3.25％脂肪含量)乳。所以根据本发明的复制乳制饮料所需的特定分类，可以将足量的奶油与原料液体浓缩乳混合，提高具有足量脂肪的液体浓缩乳混合物，当将该超巴氏消毒液体浓缩乳用水复制时，其有效形成脂肪含量小于复制乳制饮料的0.21wt％至3.25wt％的复制乳制饮料。如果不需要脂肪而制备无脂产品，则在该混合物中不需要奶油或脂肪。
接着首先制备用于向液体浓缩乳中添加的稳定剂，以形成将要被超巴氏消毒的液体炼乳混合物。在该实施方案中，将一(1)磅由六偏磷酸钠和角叉菜胶(κ型)组成的稳定剂与两(2)磅热水(70°F，最小值)混合。接着将得到的混合物在高剪切混合器中一起混合10分钟，形成稳定剂浆液，接着将其与最初的液体浓缩乳混合至少20分钟，以制备将要进行UHT巴氏消毒的液体炼乳混合物。该稳定剂是液体炼乳混合物总重量的约0.7％，所述液体炼乳混合物包含奶油。
接着使得到的液体炼乳混合物连续通过Tetra Pak VTIS直接蒸汽注射UHT巴氏消毒系统，该系统采用预热步骤，并接着将牛奶加热至288°F至294°F，持续2.5至5秒。在该实施方案中，超巴氏消毒温度是294°F。接着将该UHT浓缩乳送进冷却冷凝器中，其在2至5秒的时间内将该浓缩乳冷却至约80°F至90°F的温度。然后该UHT浓缩乳在3500至5000psi通过高压均化器，并送至无菌袋装填机中，其在装填消毒UHT浓缩乳之前用蒸汽对袋进行消毒。对最终的产品的乳固体和脂肪含量以及pH水平是否合适进行检查。当其经过直接蒸汽注射系统、均化器和冷却冷凝器时，该浓缩乳包含约40wt％至约46wt％的总乳固体。
尽管已经详细展示和描述了该超高温浓缩乳包装及其制备方法，但显然不能认为本发明受所公开的严格形式的限制，在不背离本发明的实质的前提下，可以在本发明的范围内作出细节和构造上的改变。
权利要求
1.用以与水混合提供味道类似于鲜奶的复制乳制饮料的超巴氏消毒液体浓缩乳的制备方法，所述方法包括a)提供液体炼乳混合物，其包含稳定剂、巴氏消毒液体浓缩乳和一定量的非脂乳固体，当所述超巴氏消毒液体浓缩乳用水复制时，其足以制备非脂乳固体含量至少是29.9wt％的超巴氏消毒液体浓缩乳，b)所述稳定剂的量足以有效制备蛋白质复合物，所述蛋白质复合物在所述液体炼乳混合物中形成基本上均匀分布的胶体成分的稳定分散体，c)所述稳定剂还有效抑制在所述液体炼乳混合物的预选pH下的乳蛋白质的热凝结，和接着d)在有效的超巴氏消毒温度下，引导所述液体炼乳混合物的连续流与蒸汽直接接触，持续足以形成非脂乳固体含量至少是29.9wt％的所述超巴氏消毒液体浓缩乳的时间。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述连续流引导步骤包括将与所述蒸汽直接接触的所述液体炼乳混合物加热至288°F至294°F的温度，持续足以制备所述超巴氏消毒液体浓缩乳的时间。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述连续流引导步骤包括首先将所述液体炼乳混合物加热至约180°F的第一温度，持续30至36秒，且接着在290°F的温度下，引导该加热的液体炼乳混合物与所述蒸汽直接接触四秒，形成所述超巴氏消毒液体浓缩乳。
4.如权利要求1所述的方法，其中该液体炼乳混合物的粘度在40°F至45°F下是300至400厘泊，且该超巴氏消毒液体浓缩乳的粘度在40°F至45°F下是1000至1500厘泊。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述稳定剂在所述连续流引导步骤中将所述液体炼乳混合物的预选pH有效保持在6至8的范围内。
6.如权利要求1所述的方法，其中在所述液体炼乳混合物中的所述稳定剂包含六偏磷酸钠和角叉菜胶，所述角叉菜胶有效地与乳蛋白质形成角叉菜酸蛋白质复合物，以提供所述胶体成分的稳定分散体，且所述六偏磷酸钠有效地帮助所述胶体成分基本上均匀分布，并抑制所述热凝结。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述液体炼乳混合物提供步骤包括首先将所述稳定剂在高剪切条件和升高的温度下溶解于水中，形成稳定剂浆液，该浆液与所述巴氏消毒液体浓缩乳混合，形成所述液体炼乳混合物。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述稳定剂浆液包含足以制备稳定剂含量小于1.0wt％的所述液体炼乳混合物的量的稳定剂。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述稳定剂浆液中的所述足量的稳定剂是占所述稳定剂浆液的14.75wt％至21.5wt％。
10.如权利要求7所述的方法，其中在所述稳定剂浆液中的所述稳定剂基本上由占所述稳定剂浆液的14.6wt％至20.8wt％的六偏磷酸钠和占所述稳定剂浆液的0.15wt％至0.7wt％的角叉菜胶(κ型)组成。
11.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤将所述超巴氏消毒液体浓缩乳均质化，并接着将所述均质化的超巴氏消毒液体浓缩乳包装，以随后将超巴氏消毒浓缩乳与水混合，形成所述的复制乳制饮料。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述均质化步骤包括在2400至2600PSI将所述超巴氏消毒浓缩乳均质化，第一阶段约2000PSI，第二阶段约500PSI。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述包装步骤包括将所述超巴氏消毒浓缩乳冷却和将所述超巴氏消毒浓缩乳置于具有包装装填装置的液体饮料机中的步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述包装步骤包括将所述超巴氏消毒浓缩乳置于包装中，以用于饮料机，其包括用以将所述超巴氏消毒浓缩乳与水混合，形成所述复制乳制饮料的排放喷嘴装置。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述包装步骤包括将所述超巴氏消毒浓缩乳冷却至约80°F至约90°F的温度和将所述浓缩乳置于无菌包装容器中的步骤。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述包装步骤包括将达300加仑的所述超巴氏消毒浓缩乳置于所述无菌包装容器中。
17.如权利要求13所述的方法，其中所述包装步骤包括将所述超巴氏消毒浓缩乳置于包装容器中，用于随后以水与炼乳混合体积比3∶1至4∶1用水复制。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述液体炼乳混合物包含足量奶油以提供足量脂肪，当所述超巴氏消毒液体浓缩乳用水复制时，其有效形成脂肪含量小于所述乳制饮料的0.21wt％至3.25wt％的复制乳制饮料。
19.由权利要求1、11、13、14、15、16、17或18之任一项的方法制备的超巴氏消毒浓缩乳。
20.与水混合形成复制乳制饮料的超巴氏消毒液体浓缩乳的制备方法，所述方法包括以下步骤a)提供巴氏消毒液体浓缩乳，其具有一定量的非脂乳固体，当所述超巴氏消毒液体浓缩乳用水复制时，其足以制备非脂乳固体含量至少是29.9wt％的所述超巴氏消毒液体浓缩乳，b)将足量的奶油与所述巴氏消毒液体浓缩乳混合，提供具有足量脂肪的浓缩液体混合物，当所述超巴氏消毒液体浓缩乳用水复制时，其有效地形成脂肪含量小于所述乳制饮料的0.21wt％至3.25wt％的复制乳制饮料，和c)将有效地制备蛋白质复合物的足量的稳定剂与所述浓缩液体混合物混合，所述蛋白质复合物在所述浓缩液体混合物中形成基本上均匀分布的胶体成分的稳定分散体，d)所述稳定剂还有效地抑制在所述浓缩液体混合物的预选pH下的乳蛋白质的热凝结。
21.如权利要求20所述的方法，其中在所述浓缩液体混合物中的所述稳定剂包含六偏磷酸钠和角叉菜胶，所述角叉菜胶有效地与乳蛋白质形成角叉菜酸蛋白质复合物，以提供所述胶体成分的稳定分散体，且所述六偏磷酸钠有效地帮助所述胶体成分基本上均匀分布，并抑制所述热凝结。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述稳定剂混合步骤包括首先将所述稳定剂在高剪切条件和升高的温度下溶解于水中，形成稳定剂浆液，该浆液与所述巴氏消毒液体浓缩乳和奶油混合，形成所述液体炼乳混合物。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述稳定剂浆液包含足以制备稳定剂含量小于1.0wt％的所述液体炼乳混合物的量的稳定剂。
24.如权利要求20所述的方法，其中所述巴氏消毒液体浓缩乳包含至少35wt％的量的非脂乳固体。
25.如权利要求20所述的方法，其中所述奶油包含约36.0wt％至约42.0wt％的乳脂肪。
26.如权利要求25所述的方法，其中在所述奶油混合步骤中的所述足量的奶油有效地产生所述液体炼乳混合物的约8.5wt％至约10.5wt％的奶油含量。
27.如权利要求20所述的方法，其中所述液体炼乳混合物包含约87wt％至约90wt％的所述液体浓缩乳，约8.5wt％至约10.5wt％的奶油，约2.0wt％至约3.0wt％的水和小于1.0wt％的稳定剂。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述复制乳制饮料包含小于约0.21wt％至约3.25wt％的乳脂肪和至少8.25wt％的非脂乳固体。
29.超巴氏消毒液体浓缩乳的无菌超巴氏消毒浓缩乳包装，所述包装包括a)包含预选量的所述超巴氏消毒液体浓缩乳的容器装置，b)包含稳定剂和一定量的非脂乳固体的所述超巴氏消毒液体浓缩乳，当所述超巴氏消毒液体浓缩乳用水复制时，其足以制备非脂乳固体含量至少是29.5wt％超巴氏消毒液体浓缩乳，c)所述稳定剂的量足以有效地制备蛋白质复合物，所述蛋白质复合物在所述液体炼乳混合物中形成基本上均匀分布的胶体成分的稳定分散体，d)所述稳定剂还有效地抑制在所述液体炼乳混合物的预选pH下的乳蛋白质的热凝结。
30.如权利要求29所述的包装，其中所述超巴氏消毒液体浓缩乳包含87wt％至90wt％的高固体脱脂炼乳，8.5wt％至10.5wt％的奶油和小于1wt％的稳定剂。
31.如权利要求29所述的包装，其中在所述超巴氏消毒液体浓缩乳中的所述稳定剂含量小于1wt％，且其包含占所述稳定剂的97.0wt％至99.0wt％的六偏磷酸钠和占所述稳定剂1.0wt％至3.0wt％的角叉菜胶(κ型)。
32.如权利要求29所述的包装，其中所述浓缩乳包装具有有效置于液体分配装置中的结构外形，所述液体分配装置包括用以将所述超巴氏消毒浓缩乳与水混合，以配制所述复制液体乳制饮料的排放喷嘴装置。
33.如权利要求29所述的包装，其中所述超巴氏消毒液体浓缩乳的所述预选量包括达300加仑，并置于袋中，用以贮存和运输。
34.如权利要求29所述的包装，其中所述容器具有有效地与分配装置一起使用的结构外形，所述分配装置包括用以将所述超巴氏消毒浓缩乳与水混合，形成味道类似于鲜奶的复制液体乳制饮料的装置。
全文摘要
该方法包括将原料乳制品在减压下加热至升高的巴氏消毒温度，并持续足以从原料乳制品中蒸发掉液体的时间，形成巴氏消毒的、高固体中间液体浓缩乳，将该中间浓缩乳与一定量的奶油混合，形成具有预选量脂肪的浓缩液体混合物，用以制备具有所需味道特征的复制乳制饮料，并添加稳定剂物质以有效地确保在贮存期间超巴氏消毒液体浓缩乳的均匀分布并抑制其中的乳固体的分离和沉淀。对该最终的液体浓缩乳进行超巴氏消毒、均质化和包装，形成超巴氏消毒液体浓缩乳包装，以随后将超巴氏消毒浓缩乳与水混合，形成所述的复制乳制饮料。
文档编号A23C1/16GK1536964SQ01823457
公开日2004年10月13日 申请日期2001年5月7日 优先权日1999年11月3日
发明者罗纳德·A·里夫斯, 罗尼·L·霍华德, L 霍华德, 罗纳德 A 里夫斯 申请人:牧科技公司