具有游离二价阳离子蛋白质聚集的饮料产品及其制备方法与流程

发明涉及货架稳定的即饮型(rtd)饮料产品，其包含聚集蛋白质，所述聚集蛋白质包含胶束酪蛋白和乳清蛋白聚集体。发明还涉及在饮料中形成凝聚蛋白质的方法。

背景技术：

已知通过蛋白质聚集来提供食物和饮料产品的质地和口感。仍然需要表现出常量营养素的营养均衡同时实现极好味道和质地的食物和饮料产品。

cn104489097a描述获得乳酸菌或益生菌的热对流干燥保护剂制备物的方法，其包括在60℃下热处理富含钙的乳制备物以便诱导蛋白质聚集，并且随后使制备物经受机械均质化处理。此专利申请不涉及饮料制备。

wo06065135a2公开富含游离二价阳离子的液体食物产品的制备，其中蛋白质携带的赖氨酸残基的20％已被糖基化，以便增加它们在存在钙的情况下的对聚集的抗性。因此，wo06065135a2涉及在存在二价阳离子和钙等的情况下防止蛋白质聚集。

us20130011515a1描述制备富含乳清蛋白的乳蛋白质浓缩物的方法。将脱脂乳在6.5至7.0的ph范围内加热，以便促进乳清蛋白连同酪蛋白的聚集。随后使加热的产物经受过滤以便浓缩蛋白质聚集体并去除乳糖。us20130011515a1不涉及货架稳定的饮料的制备。

d.l.vanhekken等人[rheologyandmicrostructureofchemicallysuperphosphorylatedwholecasein，1997，j.dairysci.802740-2750(化学超磷酸化全酪蛋白的流变特性和微观结构，1997年，《乳品科学杂志》，第80卷，第2740-2750页)]描述了游离钙的添加对超磷酸化酪蛋白的粘度的影响。研究显示，在ph8.4下通过添加30mm钙，4重量％的过磷酸化酪蛋白(190％磷酸化)的粘度增加。此研究不涉及饮料产品。此外，对于饮料产品而言，过磷酸化酪蛋白由于是化学改性且昂贵的成分而是不可取的。

c.holt在自己的文章[anequilibriumthermodynamicmodelofthesequestrationofcalciumphosphatebycaseinmicellesanditsapplicationtothecalculationofthepartitionofsaltsinmilk，2004，eur.j.phys.，33，421-434(酪蛋白胶束螯合磷酸钙的均衡热力学模型及其对于乳中盐分配的计算的应用)，2004年，《欧洲物理杂志》，第33卷，第421-434]中描述报道，在ph6.70下牛乳中游离钙离子的量是10.2mm，并且该值在乳ph减小到6.0时减小到8mm。此研究未描述与游离钙离子的相互作用而产生的蛋白质聚集。

i.r.mckinnon等人[diffusing-wavespectroscopyinvestigationofheatedreconstitutedskimmilkscontainingcalciumchloride，2009，foodhydrocolloids，1127-1133(含有氯化钙的热重构脱脂乳的扩散性波光谱学研究)，2009年，《食品亲水胶体》，第1127-1133页]研究了氯化钙添加至处于6.0至7.2的ph范围内的以10重量％重构的脱脂乳中的影响，以及当乳在60℃、75℃和90℃下加热10分钟后对于粘度的后续影响。他们报道，对于最高10mm的氯化钙含量，在90℃下加热时乳的临界不稳定性ph是5.9。i.r.mckinnon的这篇文章关于如何制备具有良好货架期稳定性的饮料产品是无记载的。

l.ramasubramanian等人[therheologicalpropertiesofcalcium-inducedmilkgels，2014，j.foodengineering，45-51(钙诱导乳凝胶的流变特性，2014年，《食品工程杂志》，第45-51页)]确定了在70℃下加热后，将氯化钙添加到全脂肪乳(3.5％脂肪)中的影响。已报道，添加低于12.5mm的氯化钙导致粘稠的分散体，而较高的氯化钙浓度诱导形成较强的凝胶。有趣的是，在添加氯化钙之前，在90℃下预处理乳10分钟，并且后续在70℃下加热导致最强的凝胶。凝胶形成在货架稳定的饮料中是不可取的。

t.phan-xuan等人[tuningthestructureofproteinparticlesandgelswithcalciumorsodiumions.2013，biomacromolecules，14，6，1980-1989.(用钙或钠离子调整蛋白质颗粒和凝胶的结构，2013年，《生物大分子》，第14卷第6期，第1980-1989页)]报道了在68℃或85℃下加热后在ph7.0下向β-乳球蛋白中添加氯化钙导致微凝胶或凝胶，此时对于4重量％的蛋白质浓度，钙含量是5mm至6mm。凝胶形成在货架稳定的饮料中是不可取的。

现有技术的教导显示，虽然可通过添加钙来获得粘度并且胶凝是熟知的影响，但这在饮料制备中是不可取的。此外，产品的ph接近中性，并且二价离子和热处理方法的影响可能导致rtd饮料产品在货架期期间的不稳定性。现有技术未显示如何提供实现期望的味道和质地同时在产品货架期期间保持良好物理稳定性的rtd饮料产品。

对于rtd产品，稳定性在货架期期间尤其对于环境温度下的储存至关重要。例如，避免浆液、大理石花纹状、沉淀或胶凝都十分重要。

因此，需要低脂肪并且具有相同或改善口感和质地同时在产品货架期期间实现良好物理稳定性的饮料产品。

发明目的

因此，本发明的目的是提供具有改善质地和口感的即饮型饮料。

技术实现要素：

本发明通过在存在以特定浓度添加的二价阳离子情况下进行特定热处理，通过使用基于乳蛋白质的聚集体提供改善。

在第一方面，发明涉及制备货架稳定的即饮型饮料产品的方法，其包括以下步骤：

提供包含胶束酪蛋白和乳清蛋白的成分组合物，其具有1.5重量％至8重量％的总蛋白质浓度，并且其中组合物具有90/10至60/40的酪蛋白对乳清蛋白比例，

添加二价阳离子以在所述成分组合物中提供3mm至20mm的游离二价阳离子的浓度和0.025重量％至0.3重量％的包含亲水胶体的稳定体系，并且随后

在135℃至150℃下的超高温(uht)下热处理成分组合物3秒至30秒，以从乳清蛋白形成包含酪蛋白和β-乳球蛋白的凝聚蛋白质，所述凝聚物具有通过激光衍射测量的5微米至30微米的平均直径d(4，3)的尺寸。

本发明使用基于乳蛋白质的聚集体，其在存在添加的游离二价阳离子的情况下进行热处理后产生，组合亲水胶体以实现最佳感官特性，同时能够降低产品中的总脂肪和/或糖含量，以及在产品货架期期间良好的物理化学稳定性。此外，所述发明能够用包含特定范围的亲水胶体的稳定体系来配制货架稳定的基于乳的纹理化产品。低于该范围的亲水胶体含量可能导致沉淀和/或浆液分离。添加高于该范围的亲水胶体可能导致胶凝。

在第二方面，发明涉及货架稳定的即饮型饮料产品，其包含聚集蛋白质，所述聚集蛋白质包含胶束酪蛋白和乳清蛋白聚集体，其中所述产品具有6.6至7.2的ph、1.5重量％至8.0重量％的乳蛋白质、90/10至60/40的酪蛋白对乳清蛋白比例、以及3mm至20mm的二价阳离子的浓度，并且聚集体具有通过激光衍射测量的5微米至30微米的平均直径d(4，3)。

附图说明

图1示出无添加的钙的乳和根据发明的具有添加的钙的rtd饮料的颗粒尺寸分布。

图2示出添加的钙对rtd饮料感官质地属性(厚度)的影响。

图3示出添加的钙对rtd饮料的粘度的影响。

具体实施方式

在进行向乳中添加二价阳离子(特别是钙)对蛋白质聚集和粘度建立的影响的实验时，令人惊讶地发现，存在二价阳离子添加的临界范围，该临界范围可导致最佳蛋白质聚集，而在加热后所形成的聚集体不沉淀或胶凝。当超过此最佳浓度的钙时，体系表现出沉淀过度聚集或聚集尺寸减小。

不受理论的约束，向蛋白质中添加氯化钙可能导致在吸附在蛋白质表面的质子和具有较高亲和力的钙离子之间的交换。这种现象导致在蛋白质之间的静电排斥减小以及通过钙阳离子可能交联蛋白质。在这些条件下，对乳或乳基的分散体和乳液进行后续热处理导致蛋白质受控地聚集，这对成品的质地特性和感官特性显示出正面影响。

本发明的一个主要优点是能够将基于降低的脂肪乳蛋白质的体系纹理化，以及在整个产品货架期期间的良好的物理化学稳定性。

在本上下文中，用根据发明的方法产生并且存在于发明的产品中的凝聚物具有通过d(4，3)平均直径测量的5微米至30微米的尺寸。凝聚物颗粒尺寸分布(psd)使用激光颗粒尺寸分析仪诸如mastersizer3000(英国马尔文仪器有限公司(malverninstruments，uk))进行测量。在测量时，样品可例如分散在hydrosm测量单元中，直至获得9％至10％的模糊率，并且然后在mastersizer中进行分析。

此外，在本上下文中，游离二价阳离子可为通过选择性电极测量的。例如，游离(离子)钙浓度通过thermoscientific9720bnwpsure-钙离子选择性电极”(ise)(美国马萨诸塞州切姆斯福德的赛默科技公司(thermoscientific，chelmsford，ma，usa))确定。电极通过防水bnc连接器连接到thermoscientificorionstara214ph/ise计美国马萨诸塞州切姆斯福德的赛默科技公司(thermoscientific，chelmsford，ma，usa))。使用optimumresults^tm电极填充液(赛默科技公司(thermoscientific)，目录号900061)来填充电极。

另外，在本上下文中，除非另外指明，否则组分的％意指基于组合物的重量的重量％，即重量/重量％。

根据发明，优选的是二价阳离子选自钙阳离子、镁阳离子或其组合。这些二价阳离子是食品级的，并且提供不容易氧化。

在发明的一个优选的实施方案中，二价阳离子是钙阳离子。

有利地，添加二价阳离子，直至游离二价阳离子的浓度是3mm至20mm并且最优选的4mm至8mm的二价阳离子。

此外，优选的是二价钙来自选自以下的来源：氯化钙、乳酸钙、葡萄糖酸钙、乙酸钙、富马酸钙、苹果酸钙、磷酸钙、来自乳源的分馏钙或其组合。在发明的具体优选的实施方案中，钙盐是乳酸钙。

在发明的一个纯天然实施方案中，钙从通过例如膜分馏分离蛋白质、脂肪和乳糖后的乳的浓缩矿物质获得。

根据发明，该方法和产品包含稳定体系，其包括但不限于选自以下的物质：结冷胶、瓜耳胶、刺槐豆胶、阿拉伯树胶、果胶或其组合。最优选的稳定体系包含结冷胶。此外，稳定体系还可包含0.05重量％至0.1重量％的瓜尔胶。已发现特定范围的结冷胶和瓜尔胶与特定范围的钙相组合，在9个月的储存期间于4℃、20℃和30℃下提供产品的稳定性。有利地，结冷胶是具有50％至99％的酰化水平的高酰基。

在发明的优选的实施方案中，聚集体具有通过激光衍射测量的作为d(4，3)平均直径的5微米至30微米、优选6微米至15微米的颗粒尺寸。在没有聚集体提供砂砾感的情况下，这对产品提供期望的口感。

根据发明的产品还可包含风味剂。优选的风味剂是水果风味剂或可可或其组合。

用于根据发明的方法和产品的成分组合物可包含0重量％至4重量％的乳脂肪，优选0重量％至3.5重量％、更优选0重量％至2重量％、最优选0重量％至1重量％的乳脂肪。

成分组合物中的乳蛋白质选自原料乳、巴氏灭菌乳、低和中热浓缩乳、低和中热乳粉、胶束酪蛋白、低和中热乳蛋白质浓缩物、酪乳、低和中热乳蛋白质分离物或乳粉、乳清蛋白浓缩物、乳清蛋白分离物、甜乳清、酸乳清、脱矿物质乳清、β-乳球蛋白或其组合。

组合物的蛋白质源也可通过本领域技术人员熟悉的加工和提取技术从相应的原料材料中获得。

在发明的具体优选的实施方案中，乳清蛋白源是非变性的或最小限度变性的。

发明还涉及货架稳定的即饮型饮料，其通过如发明所述的方法获得。

在发明的另一方面，发明涉及货架稳定的即饮型饮料产品，其包含聚集蛋白质，该聚集蛋白质包含胶束酪蛋白和乳清蛋白聚集体，其中该产品具有6.6至7.2的ph、1.5重量％至8.0重量％的乳蛋白质、90/10至60/40的酪蛋白对乳清蛋白比例、以及3mm至20mm的二价阳离子的浓度，并且该聚集体具有通过激光衍射测量的5微米至30微米的平均直径d(4，3)。该产品优选在产品中具有的二价阳离子浓度是4mm至8mm。此外，如所讨论的那样，二价阳离子选自二价阳离子钙、镁或其组合。

根据发明，可获得具有良好口感和质地以及在产品货架期期间物理化学稳定性的无脂肪或低脂肪产品。该产品可包含0重量％至4重量％的乳脂肪，优选0重量％至3.5重量％、更优选0重量％至2重量％、最优选0重量％至1重量％的乳脂肪。

根据发明，该产品可包含蔗糖，优选0重量％至4.5重量％的蔗糖，更优选0.5重量％至4.5重量％的蔗糖。

实施例

本文通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。

在发明的该实施例以及所有其他实施例中，成分的浓度基于全产品配方以重量/重量％给出。

使用含有1％的乳脂肪的流体乳制备以下实施例中描述的所有样品。

实施例1.

饮料的制备

通过以下方法制备rtd饮料：

·将可可粉在90℃下在水中水合(例如润湿)45分钟以形成可可浆。

·将高酰基结冷胶和/或瓜尔胶与蔗糖干混，并且然后在高搅拌下添加到含有流体乳的单独罐中。

·在搅拌下将可可浆添加到含有亲水胶体的流体乳罐中

·在搅拌下添加其余成分诸如甜味剂、其它风味剂和二价阳离子的来源

·在70℃和135/35巴下均质化。

·使饮料在约142℃下经受超高温(uht)热处理约11秒

·在无菌条件下冷却到低于25℃

·将rtd饮料无菌填充到合适的无菌容器中，例如，pet瓶、tetra罐、壶或小袋。

实施例2.

如以实施例1方法制备rtd饮料，使用44kg的脱脂乳、3.5kg的乳奶油、2.5kg的乳清乳粉、30g的高酰基结冷胶、90g的瓜尔胶、5kg的糖、1kg的可可、150g的五水合乳酸钙和达到100kg的最终饮料所需的水。

如图1所示，通过使用配备hydro2000g分散单元的激光散射mastersizer3000ma(马尔文仪器有限公司(malverninstrument))确定颗粒尺寸分布，将在无添加的钙源制备的乳和用钙制备的发明之间进行比较。图1示出用钙制备的发明中的蛋白质聚集。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显著改善质地/口感(如果归一化感官分数等于或高于0.5，则表示改善显著)，具有约1.1的归一化感官质地属性(图2)。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

实施例3.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，但使用250g的五水合乳酸钙。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显著改善质地/口感，具有为1的归一化感官质地属性(图2)。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

实施例4.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，但使用500g的五水合乳酸钙。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显著改善质地/口感，具有为0.9的归一化感官质地属性(图2)。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

实施例5.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，但使用650g的五水合乳酸钙。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显著改善质地/口感，具有为0.5的归一化感官质地属性(图2)。然而，在储存期间中发现相分离和胶凝。

实施例6.

图3中示出添加150g、250g、500g和650g的五水合乳酸钙的饮料的粘度。所有上述饮料的粘度显著高于在不添加五水合乳酸钙的情况下制备的参照物的粘度。

具有150g和250g的五水合乳酸钙的饮料的粘度在统计学上是相同的，而增加饮料中五水合乳酸钙的浓度减小其粘度。添加650g及以上的五水合乳酸钙产生物理不稳定性。

实施例7.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，但不添加高酰基结冷胶。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现饮料物理不稳定性问题(即相分离，诸如沉淀、大理石花纹状)。

实施例8.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，但添加20g的高酰基结冷胶且无瓜尔胶。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现饮料未显示出粘度增加和不稳定性问题(即相分离，诸如浆液、沉淀和大理石花纹状)。

实施例9.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，具有25g的高酰基结冷胶且无瓜尔胶。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显示出显著改善的质地/口感，具有为0.7的归一化感官质地属性。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

实施例10.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，具有30g的高酰基结冷胶且无瓜尔胶。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显示出显著改善的质地/口感，具有为1.4的归一化感官质地属性。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

实施例11.

如以实施例2制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，具有33g的高酰基结冷胶且无瓜尔胶。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显示出显著改善的质地/口感，具有为1.6的归一化感官质地属性。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

实施例12.

如在实施例10中制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，添加50g的五水合乳酸钙。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料在粘度和感官质地属性方面没有变化。然而，发明的饮料具有均匀的视觉外观。

实施例13.

如在实施例10中制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，具有100g的五水合乳酸钙。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显著改善质地/口感，具有为1.1的归一化感官质地属性。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

实施例14.

如在实施例11中制备具有受控蛋白质聚集的rtd饮料，具有100g的五水合乳酸钙。

评估饮料的物理化学特性，并由受过培训的感官评定小组成员判断感官特征。发现rtd饮料显著改善质地/口感，具有为1.4的归一化感官质地属性。发明的饮料还具有均匀的视觉外观。

应当理解，对本文所述的目前优选的实施方案作出的各种变化和修改对于本领域的技术人员将是显而易见的。可在不脱离本主题的实质和范围且不减弱其预期优点的前提下作出这些变化和修改。因此，这些变化和修改旨在由所附权利要求书涵盖。