专利名称：：制备具有受控质地和稠度的酸奶酪的方法
技术领域：
：本发明涉及酸奶酪生产。更特别地，本发明涉及在酸奶酪制造过程中将乳清蛋白与pH调节和热处理结合使用从而控制所述酸奶酪的稠度。
背景技术：
：为了改善提供给消费者的产品质量，对酸奶酪加工的方法已经发展了多年，从而确保酸奶酪具有所希望的质地和稠度。将奶与乳酸起始物接触然后发酵可以生产酸奶酪。其风味会随时间而显现，与此同时，所述的中间“酸奶酪”会硬化成所需要的凝胶样质地并作为酸奶酪出售。在现代酸奶酪制造方法中，所用的乳物流都需要经过热处理。正是在该加热步骤中，β-乳球蛋白会变性，从而使其与κ-酪蛋白结合。Lucey和Singh(1998)认为在β-乳球蛋白等电点时所述变性乳清蛋白与酪蛋白的聚合是凝胶化过程的开始。在美国专利第5,714,182号中描述了与酸奶酪一同使用的质地化的产物，其是酪蛋白和乳清蛋白的共沉淀物。其是在pH为6.1-6.7的混合物中，在酪蛋白与乳清蛋白的重量比为70∶30到40∶60的条件下，通过将甜乳清蛋白与基于原材料的奶合并制备而成的。对其进行加热得到所述共沉淀物，将其用于剪切得到所述质地化的产物。然后将其与奶合并进而制备诸如酸奶酪的乳制品。其中在整个加热处理中，在因所述乳清蛋白与酪蛋白不同比率而变化的pH条件下，都没有提到需要对所得酸奶酪的凝胶强度进行优化。就商业规模而言，很难在所述酸奶酪制造过程本身来控制终产物的质地和稠度。因此本发明的目的在于向克服这些缺陷迈进，或至少为公众提供一个有用的选择。发明概述在一个实施方案中，本发明是制备酸奶酪的方法，包括下列步骤a)向奶中加入已测量的乳清蛋白并计算在所得混合物中酪蛋白与乳清蛋白的重量比，b)在步骤a)中计算得到的所述酪蛋白与乳清蛋白的重量比的条件下测定用于制备具有所需凝胶强度的酸奶酪的所述奶的最适pH，c)将所述奶的pH从步骤a)的pH调节至步骤b)中测定的pH，d)将步骤c)的奶从约70℃加热至其沸点，保持0.1秒至60分钟，e)使用微生物处理或化学酸化来酸化步骤d)中的乳物流从而制备酸奶酪。在一个实施方案中，在a)步骤中计算得到的所述酪蛋白∶乳清蛋白的重量比为3.2∶1到1.6∶1，且步骤b)中测定的所述最适pH为7.1到6.5。在另一实施方案中，在a)步骤中计算得到的所述酪蛋白∶乳清蛋白的重量比为2.9∶1到1.6∶1，且步骤b)中测定的所述最适pH为6.5到6.4。在另一实施方案中，将步骤d)中的温度保持10秒至30分钟。在另一实施方案中，通过加入食品级酸或食品级碱来调节步骤c)中的所述pH值。在另一实施方案中，其中当需要时，在步骤e)之前将所述奶的pH调节至pH6.7。在另一实施方案中，在温度等于或低于30℃的条件下进行步骤e)。在另一实施方案中，在步骤d)中，将葡糖酸-δ-内脂水解来酸化所述奶。在另一实施方案中，本发明是采用上述方法制备的酸奶酪。可广泛地认为本发明单独或集合地包括了本申请说明书所涉及或指出的部分、元素以及特征，以及所述部分、元素或特征中的任意两种或更多的任意或所有组合；当本文中所提到的特异的整体具有本发明所涉及的本领域的公知等价物时，可认为已将这些公知的等价物包括在本发明内，就像对其进行单独给出一样。本发明不仅包括以上所述内容，还包括由以下实施例给出的指导性内容。附图的简要描述图1所示为在未加入乳清蛋白的再生脱脂奶中，在热处理中不同pH水平对最终酸性凝胶强度的影响。图2所示为在热处理中不同pH水平对最终酸性凝胶强度影响的比较图，使用的是乳清蛋白(加入了80％蛋白的乳清蛋白浓缩物)强化再生脱脂奶与非强化再生脱脂奶两种不同起始物。图3所示为热处理，pH和乳清蛋白强化不同水平对所述最终酸性凝胶强度的影响。图4所示为如实施例3所述，在10％重量比固体再生脱脂奶中，给定量加入乳清蛋白所得的凝胶强度对pH的作图。图5所示为如实施例4所述，利用15％重量比固体再生脱脂奶，对所述相同变量的作图。图6所示为在10％和15％固体再生脱脂奶中，在不同酪蛋白∶乳清蛋白重量比条件下的最适加热处理pH。发明详述相关术语“酸奶酪质地”，包括与在所述酸奶酪制备方法中产生的任意中间凝胶的质地(例如，酸性凝胶强度)相关的术语。“奶”是指可用于制备酸奶酪的任意来源的奶。在本说明书的实施例所描述的实施方案中，所述的奶是再生脱脂奶。不过，也可以使用诸如全脂奶或脱脂奶的其他奶来源。“最适pH”表述的是对奶中的已测定酪蛋白∶乳清蛋白重量比的pH，向所述奶中加入乳清蛋白，经过实施本发明的方法后得到具有所需凝胶强度酸奶酪。所需要的凝胶强度通常是最高的，但也可以选择其他凝胶强度。通常向酸奶酪中加入乳清蛋白以改善其质地、保水能力和口感。一般认为，在酪蛋白微球体存在的情况下，乳清蛋白对酸奶酪质地的影响通常与乳清蛋白，尤其是β-乳球蛋白的热变性有关。本申请人发现，如果在低于或高于其天然pH的条件下对乳清蛋白强化的奶进行加热，则可以改变所得酸奶酪的质地。当所述乳清蛋白强化水平相对较高时，本申请人发现在低于所述奶的天然pH的条件下对其进行加热所得到酸奶酪的质地较为坚硬。当所述乳清蛋白强化水平相对较低时，本申请人发现在高于所述奶的天然pH的条件下对其进行加热时，随pH的升高，所得酸奶酪的质地也越发坚硬。此外，本申请人还发现对奶中任意给定的乳清蛋白水平而言，都具有适于加热处理以得到最硬酸奶酪质地的最适pH。图1所示为当非强化奶的热处理pH升高时，所述最终酸性凝胶质地的强度也随之升高，但在加热处理pH达到约7.0后逐渐停止升高。图2所示为所述乳清蛋白强化的起始物(在该实施例中为10％再生脱脂奶中加入了1.2％的80％乳清蛋白浓缩物)以较低的加热处理pH达到了较高的酸性凝胶强度。这与图1和图2中所示的非强化奶的例子形成了鲜明的对比。图3说明乳清蛋白浓度对所得酸性凝胶强度也有影响。在该特定实施例中，当所述乳清蛋白浓度低于0.32％时，较高的加热处理pH可导致较高的酸性凝胶强度。当所述乳清蛋白浓度高于0.32％时，则较低的加热处理pH可导致较高的酸性凝胶强度。图4说明了对任意给定的乳清蛋白强化奶而言，所述起始物中的乳清蛋白浓度会影响其最适加热强度pH(为了给出最高的酸性凝胶强度)。在此使用的“WPC80”是指含有约80％蛋白的乳清蛋白浓缩物。实施例实施例1从再生脱脂奶制备酸性凝胶表1再生脱脂奶(RSM)奶制备、pH调节与加热通过向纯水(900g，通过反渗透后进行Milli-QTM设备过滤得到)中加入低热量脱脂奶粉(100g，乳清蛋白的氮指数为约6；37％蛋白，方塔拉合作集团(FonterraCo-operativeGroup)，pahiatua制造厂，新西兰)至10％(重量比)总固体终浓度来制备再生脱脂奶样品。所述样品中的酪蛋白与乳清蛋白的比例为4∶1。在进一步处理前，将所述再生脱脂奶样品在室温(约20℃)平衡至少10小时。将所述脱脂奶分成若干小份样品。用3MHCl或3MNaOH将每一份所述小份样品奶的pH调至6.5-7.1。将所述样品平衡至少2小时，随后进行微量再调节。将所述调节后pH的奶样(50g)放入有螺旋盖的玻璃瓶中，在水浴中80℃加热30分钟。加热处理后，将所述奶样浸入流动的冷水中冷却直至其温度低于30℃。在加热处理后进行任意进一步分析之前，将所述样品在室温静置6小时。对所述pH的再调节、酸化以及流变学(凝胶强度)检测用3MHCl或3MNaOH将所述加热后的奶样的pH再调至其天然pH(pH6.7)。通过在30℃，用2％(重量比)水平(9.8g奶和0.2GDL)的葡糖酸-δ-内脂(GDLSigmaChemicalCo.，圣路易斯，密苏里州，美国)的水解来对其进行酸化。使用型号为InLab422TM(MettlerToledoTM，Urdorf，瑞士)的玻璃电极和标准pH计的组合对所述pH随时间的变化进行监测。所述pH从起始时候的pH6.7在6小时后逐渐变成了pH4.2。通过在标准可控应力流变仪(例如，配有Z3DIN(25mm)杯和摆动设置(PHYSICATMMesstechnik，GmbH，斯图加特，德国)的PAARPHYSICATMUS200流变仪或配有C25杯和摆动设置(BohlinInstrumentsUK，Cirencester，格洛斯特郡，英格兰)的BohlinCVOTM流变仪)上使用低振幅动态振动在酸化过程中随时监测所述流变学变化。常用的方法可见Bikker等人的描述(2000)。所述储能模量与其他测量值(诸如损耗模量，相角)在Ferry(1980)的报道中都有详细描述。在向所述奶中加入所述GDL和搅拌之后，将适量的奶转至所述流变仪中开始所述流变学测定。使用的应力为0.01。将所述样品以0.1Hz的频率进行振动且将其温度保持于30℃。在6小时内每5分钟测定一次。最终的凝胶强度定义为酸化6小时后的所述储能模量(G`)。6小时后，所述样品的pH为4.2。所述酸性凝胶样品的凝胶强度在pH6.5加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为166.4Pa。在pH6.55加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为205.1Pa。在pH6.6加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为225.9Pa。在pH6.65加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为241.9Pa。在pH6.7加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为262.2Pa。在pH6.9加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为283.5Pa。在pH7.1加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为309.73Pa。这些酸性凝胶强度的结果总结于图1。这说明所述酸性凝胶的凝胶强度会随加热时的所述pH变化而变化。实施例2从添加了乳清蛋白的再生脱脂奶制备酸性凝胶表2具有乳清蛋白的RSM奶制备、pH调节与加热通过向纯水(900g，通过反渗透后进行Milli-QTM设备过滤得到)中加入低热量脱脂奶粉(100g，乳清蛋白的氮指数为约6；37％蛋白，方塔拉合作集团(FonterraCo-operativeGroup)，新西兰)至10％(重量比)总固体终浓度制备再生脱脂奶样品。向所述奶中加入乳清蛋白浓缩物(12g，ALACENTM132，方塔拉合作集团(FonterraCo-operativeGroup)，新西兰)。乳清蛋白浓缩物水平(1.2％)的WPC80相当于1.0％乳清蛋白的添加(重量比)。这使得酪蛋白与乳清蛋白的比例为1.6∶1。在进一步处理前，使得所述乳清蛋白强化的再生脱脂奶样品在室温(约20℃)平衡至少10小时。所述pH的调节，加热处理，酸化以及流变学方法与实施例1所描述的相同用1.2％WPC80强化的奶样的酸性凝胶样品的凝胶强度在pH6.5加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为435-451Pa。在pH6.6加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为417-419Pa。在pH6.7加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为378Pa。在pH6.8加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为361-376Pa。在pH6.9加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为344-346Pa。在pH7.1加热的所述样品的凝胶强度(储能模量)为330-332Pa。这些酸性凝胶强度的结果总结于图2，与得自实施例1的所述结果作了比较。这说明所述酸性凝胶的凝胶强度会随加热时的所述pH变化而变化。实施例3从添加了不同水平乳清蛋白的再生脱脂奶制备酸性凝胶表3具有乳清蛋白(不同浓度)的RSM奶制备、pH调节与加热通过在50℃向纯水(900g，通过反渗透后进行Milli-QTM设备过滤得到)中加入低热量脱脂奶粉(100g，乳清蛋白的氮指数为约6；37％蛋白，方塔拉合作集团(FonterraCo-operativeGroup)，新西兰)至10％(重量比)总固体终浓度制备再生脱脂奶样品。向所述奶中加入乳清蛋白浓缩物(0-12g，ALACENTM132，方塔拉合作集团(FonterraCo-operativeGroup)，新西兰)。在进一步处理前，使得所述乳清蛋白强化的再生脱脂奶样品在50℃平衡至少1小时。再生完成之后，将所述样品等分为若干份，并使用1MNaOH或1MHCl将其pH调至6.5-7.1。在4℃静置过夜后，将所述样品在30℃保持30分钟，重新调节所述pH。在80℃的振荡水浴中进行加热处理(80℃保持30分钟)。将所述样品(存放于500mLSchott瓶中的150mL样品)放置于所述水浴中，持续振荡。30分钟后将所述瓶子从所述水浴中移出，放置于冰/水浴中。将所述样品在30℃保温4.5小时。然后用1MNaOH或1MHCl将所述样品的pH调至6.7。表4总结了所述的制备样品。将加热的奶(39.2g)和GDL(0.8g)加到一起，搅拌1分钟，然后倒入50mL塑料容器中，在30℃储存18小时。每个样品制备三次。在凝胶形成之后，使用配备有实时图像与数据采集软件包(StableMicrosystems，Haselmare，英格兰)的UniversalTA-XT2TM质地分析仪对所述样品进行分析从而测定其凝胶强度。设定距离(20mm)，以匀速(1mm/秒)向所述凝胶样品(20℃)中送入一个10mm直径的探针，然后以相同速率取出。反应测定为对于时间的应力。测定穿过所述制品的所需初始应力，破坏力以及在应力/时间曲线下的阳性面积。所述破坏力是所述酸性凝胶强度的度量标准。表4制备酸性凝胶样品的组成与pH用0-1.2％WPC80强化的奶样的酸性凝胶样品的凝胶强度加热处理pH与WPC80添加之间存在有相互作用。较低水平的WPC80添加(＜0.4％WPC80；相当于酪蛋白∶乳清蛋白的比例为72.7)与较高的加热处理pH能给出最高的酸性凝胶强度。然而，当WPC80添加水平高于0.4％(酪蛋白∶乳清蛋白的比例低于2.7)时，随pH值的逐渐降低给出更高的酸性凝胶强度，这一影响逆转。图3总结了加热处理pH与WPC80添加对所述最终酸性凝胶强度的影响。图4所示为测定的对给定量乳清蛋白添加水平的最大凝胶强度。与所述最大凝胶强度对应的所述pH值对酪蛋白∶乳清蛋白重量比进行的作图见于图6。实施例4从添加了不同水平乳清蛋白的15％再生脱脂奶制备酸性凝胶表5具有乳清蛋白(不同浓度)的RSM奶制备、pH调节与加热通过在50℃向纯水(900g，通过反渗透后进行Milli-QTM设备过滤得到)中加入低热量脱脂奶粉(100g，乳清蛋白的氮系数为约6；37％蛋白，方塔拉合作集团(FonterraCo-operativeGroup)，新西兰)至15％(重量比)总固体终浓度制备再生脱脂奶样品。向所述奶中加入乳清蛋白浓缩物(0-18g，ALACENTM131，方塔拉合作集团(FonterraCo-operativeGroup)，新西兰)。在进一步处理前，使得所述乳清蛋白强化的再生脱脂奶样品在50℃平衡至少1小时。再生完成之后，将所述样品等分为若干份，并使用6MNaOH或6MHCl将其pH调至6.3-6.7。在4℃静置过夜后，在90℃的水浴中进行加热处理(90℃保持15分钟)。将所述样品(存放于250mLSchott瓶中的200g样品)放置于所述水浴中。15分钟后将所述瓶子从所述水浴中移出，放置于冰/水浴中。将所述样品在30℃保温4.5小时。然后用1MNaOH或1MHCl将所述样品的pH调至6.7。表6总结了所述样品的制备。将加热的奶(39.2g)和GDL(0.8g)加到一起，搅拌1分钟，然后倒入50mL塑料容器中，在30℃静置18小时。每个样品制备四次。在凝胶形成之后，使用配备有实时图像与数据采集软件包(StableMicrosystems，Haselmare，英格兰)的UniversalTA-XT2TM质地分析仪对所述样品进行分析从而测定其凝胶强度。设定距离(20mm)，以匀速(1mm/秒)向所述凝胶样品(20℃)中送入一个10mm直径的探针，然后以相同速率取出。反应测定为对于时间的应力。测定穿过所述制品的所需初始应力，破坏力以及在应力/时间曲线下的阳性面积。所述面积用于所述酸性凝胶强度的度量。表6制备酸性凝胶样品的组成与pH用0-1.8％WPC80强化的15％奶样的酸性凝胶样品的凝胶强度加热处理pH与WPC80添加之间存在有相互作用。较低水平的WPC80添加(＜0.45％WPC80或＞2.9∶1的酪蛋白∶乳清蛋白比例)与较高的加热处理pH能给出最高的酸性凝胶强度。然而，当WPC80添加水平高于0.45％(酪蛋白∶乳清蛋白的比率低于2.9)时，随pH值的降低给出更高的酸性凝胶强度，这一影响逆转，。图4总结了加热处理pH与WPC80添加对所述最终酸性凝胶强度的影响。当酪蛋白∶乳清蛋白的比例降低至2.9以下时，所述最适加热处理pH会稳定的降低。所测定的适于最大凝胶强度的最适pH如图5所示，说明最适pH随WPC80的添加而降低。图4总结了在10％和15％脱脂奶粉样品中，WPC80添加水平对最适加热处理pH的影响。在加入乳清蛋白之后，所述酸性凝胶的凝胶强度会随着所述加热pH以及所述酪蛋白∶乳清蛋白重量比的变化而变化。以上仅对本发明的某些优选实施方案进行了描述并指出了若干可能的改动，但本领域所属技术人员应该理解在不偏离本发明的范围的情况下还可作出其他改动。这会由所附的权利要求来定义。参考文献1.LuceyJ&SinghH(1998)《酸性奶凝胶的形成与物理性质综述》Formationandphysicalpropertiesofacidmilkgelsareview.FoodResearchInternational，30，529-542.2.Bikker，J.F.，Anema，S.G.，Li，Y.，&Hill，J.P.，InternationalDairyJournal，10，723-732，(2000).3.Ferry，J.D.(Ed.)，《聚合物的粘弹性》ViscoelasticPropertiesofPolymers，3rdedn.NewYorkJohnWiley&Sons.权利要求1.制备酸奶酪的方法，包括以下步骤a)向奶中加入已测量的乳清蛋白并计算在所得混合物中酪蛋白与乳清蛋白的重量比，b)在步骤a)中计算得到的所述酪蛋白与乳清蛋白的重量比的条件下测定用于制备具有所需凝胶强度的酸奶酪的所述奶的最适pH，c)将所述奶的pH从步骤a)的pH调节至步骤b)中测定的pH，d)将步骤c)的奶从约70℃加热至其沸点，保持0.1秒至60分钟，e)使用微生物处理或化学酸化来酸化步骤d)中的乳物流从而制备酸奶酪。2.如权利要求1所述的方法，其中所述a)步骤中计算得到的酪蛋白乳清蛋白的重量比为3.2∶1到1.6∶1，且所述步骤b)中测定的最适pH为7.1到6.5。3.如权利要求1所述的方法，其中所述a)步骤中计算得到的酪蛋白乳清蛋白的重量比为2.9∶1到1.6∶1，且所述步骤b)中测定的最适pH为6.5到6.4。4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中将步骤d)中的温度保持10秒至30分钟。5.如前述任一权利要求所述的方法，其中通过加入食品级酸或食品级碱来调节所述步骤c)中的pH值。6.如前述任一权利要求所述的方法，其中当需要时，在步骤e)之前将所述奶的pH调节至pH6.7。7.如前述任一权利要求所述的方法，其中温度等于或低于30℃的条件下进行步骤e)。8.如前述任一权利要求所述的方法，其中在步骤d)中，将葡糖酸-δ-内脂水解来酸化所述奶。9.采用前述任一权利要求所述的方法制备的酸奶酪。全文摘要本发明涉及制备具有所需凝胶强度的酸奶酪的方法。本发明是基于可通过在给定酪蛋白与乳清蛋白重量比的条件下将pH调至最适从而改变凝胶强度这一意外发现。向奶中加入乳清蛋白并计算所述酪蛋白与乳清蛋白的重量比。测定该比例下的最适pH。然后将所述奶溶液调至该pH，通过公知方法加热变性所述乳清蛋白并形成酸奶酪。通过在所述加热步骤中使用的最适pH测定所得酸奶酪的凝胶强度。文档编号A23C21/06GK1838883SQ200480023860公开日2006年9月27日申请日期2004年8月19日优先权日2003年8月19日发明者埃德温·洛,斯凯尔特·阿尼玛,李秀金申请人:方塔拉合作集团有限公司