用于稳定蛋白质的果胶的制作方法

专利名称：用于稳定蛋白质的果胶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于稳定蛋白质的果胶，特别是用于稳定存在于含水酸性饮料中的蛋白质。本发明还提供了稳定的酸性饮料以及一种制备该果胶的方法。
酸化乳饮料日益受到消费者的喜爱。在日本和东南亚部分地区这些饮料在商业上获得成功已有很长时间了，并且现在正进入西部市场。这些饮料可以是酸奶基饮料(这种情况下通常将它们称作饮用酸奶)、乳酸杆菌饮料或乳基软饮料。这些饮料彼此例如在其各自的非脂乳固体(MSNF)含量方面不同。MSNF主要为酪蛋白。酸奶饮料典型地含有最少8重量％的MSNF，乳酸杆菌饮料含有最少3重量％的MSNF，而软饮料含有低于3重量％的MSNF。
为了其中的活乳酸杆菌量，饮用酸奶或者以鲜乳分配和销售，或者在分配之前经热处理以获得延长的保存期。由于酪蛋白颗粒沉淀导致这些饮料呈现出令人不快的沙样口感，因此为了防止这些沉淀，必需将热处理过的酸奶饮料稳定。甚至为了防止酪蛋白颗粒沉淀，必需对低粘度MSNF鲜酸化乳饮料加以稳定。
果胶是酸化乳饮料中最常用的稳定剂。果胶是经常在植物细胞中以原果胶的形式被发现的结构多糖。果胶的主链含有α-1-4链接的半乳糖醛酸残基，它们被少量1，2链接的α-L-鼠李糖单元打断。此外，果胶含有几乎为交替的鼠李糖-聚半乳糖醛酸链的高度支化区。这些高度支化区还含有通过糖苷键与鼠李糖或半乳糖醛酸单元连接的其它糖单元。这些α-1-4链接的半乳糖醛酸残基长链通常称之为“光滑”区，而高度支化区通常称之为“毛”区。
半乳糖醛酸残基上的一些羧基典型地被甲基酯化。剩余的以自由羧基存在。羧基的酯化是在半乳糖醛酸残基聚合之后发生的。然而，极少见所有羧基被酯化。通常，酯化度从可获得的羧基的0至90％变化。如果果胶中50％或更多的羧基被酯化，那么该果胶通常称之为高酯果胶或高甲氧基果胶。如果低于50％的羧基被酯化，那么该果胶通常称之为低酯果胶或低甲氧基果胶。如果果胶不含任意，或者仅含少量的，酯化基团，那么通常将其称之为果胶酸。
果胶的结构，特别是酯化度，决定了其许多物理和/或化学性质。例如，因钙离子的存在引起的果胶凝胶化尤其取决于酯化度。据信凝胶化导致钙离子与许多果胶链中的自由羧基形成交联复合物，从而形成连续的三维胶凝基质。
已知自由羧基沿聚合物链的分布对决定果胶是否适合用作酸化乳饮料的稳定剂是很重要的。已提出，通过在果胶分子的特定点将果胶吸附在酪蛋白颗粒的表面上，果胶可以稳定酪蛋白颗粒悬液。果胶分子的剩余部分形成悬空链并突入液相中的环。所得复合颗粒之间的排斥力可以归因于与两个酪蛋白颗粒复合的果胶链彼此相互作用时产生的渗透压增加。
就用作酸化乳饮料的稳定剂的果胶而言，其中至少一些自由羧基必需成嵌段(即连续)排列，而不是随机地沿聚合物链离散地分布。果胶分子与酪蛋白颗粒之间的结合力归因于带负电的羧基与存在于颗粒表面上的正电荷相互作用的嵌段。自由羧基嵌段的长度也很重要。羧基嵌段或者太长或者太短都不能使该体系稳定。在前者情况下，没有悬空链。在后者情况下，果胶自身不能可靠地与酪蛋白颗粒相连，由此不能使颗粒稳定。
低酯或钙敏感的果胶的公知特性是其能增稠或形成凝胶，特别是当存在碱土金属阳离子如Ca++时。不幸的是，酸化乳饮料天然地含有大量钙阳离子。如果存在过量果胶的话，这些阳离子具有引起粘度显著增加的不利影响，在极端情况下，甚至可以导致酸化乳饮料胶凝。
生产热处理过的乳清饮料时也存在问题。70℃以上的热处理，根据到达的精确温度，形成不同量的乳清颗粒。稳定热处理过的乳清饮料所必需的果胶量随热处理而变化。由于形成的乳清颗粒相对较小，因这些颗粒的总表面积大，因此获得稳定饮料所需的果胶量可能非常高。然而，由于过量果胶与天然存在的钙阳离子交联，因此加入过量的果胶将再次引起增稠或形成凝胶。
因此应理解为，果胶的加入对酸化乳饮料的性能既有有利影响也有不利影响。尽管它可以起抗酪蛋白颗粒沉淀或乳清分离的稳定剂的作用，但是由于其与天然共存的钙阳离子交联使饮料味道变差，因此它可能具有增加饮料粘度的缺点。这两种效果在本说明书的

图1和2中有描述。它们分别描述了不同果胶浓度对未经过杀菌的均匀酸奶饮料和经过杀菌的均匀酸奶饮料的沉淀和粘度的影响。可以看出，在没有果胶的情况下，因酪蛋白颗粒的不稳定性，在两种饮料中存在明显的沉淀，同时也使粘度相当高。在添加一定浓度的果胶之后酪蛋白颗粒变稳定，而且不沉淀，之后增加果胶浓度对沉淀没有影响。转向饮料粘度由于加入的过量果胶被共存的钙阳离子交联，因此之后饮料粘度几乎即刻开始上升，因此这也明显降低酪蛋白颗粒的稳定性，。由于这种增加的粘度导致饮料的感官性能变差，因此它也不是所需的。在每种情况下，在图1和2中，将果胶浓度的窄的工作范围分别标记为“X”和“Y”，在该范围内饮料的沉淀和粘度落入可经受的低水平。该范围可以窄至以饮料重量作为一个整体计果胶重量仅为0.06％。在该工作范围之下，沉淀成为显著问题，而在其上，饮料粘度不希望地高。
由于沉淀将毁坏酸化乳饮料，因此商业上该饮料的生产者主要避免沉淀。因此生产者典型地加入过量果胶，以确保不发生沉淀，但是加入过量果胶将导致饮料具有不希望的高粘度。尽管生产者当然愿意对准上述的窄工作范围，但是由于可能加入的果胶不足够将导致因沉淀使整批饮料失败的危险，因此这在商业上是很困难的。
众所周知，在自然界中通过植物组织中存在的植物果胶酯酶可以改变果胶中的甲基含量。这些酯酶，通常称作果胶甲酯酶(PME)，使几乎为至少两个相邻自由羧酸基团的酯化羧基脱甲基。在这种方式形成的嵌段中进行脱甲基。正如前面提到的，这些嵌段的排列对果胶在酸化乳饮料中的稳定作用是重要的。这些蛋白酶木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶还已知使果胶脱甲基化。
在商业中，典型地酯化度为约70-74％，自由羧基嵌段的长度随分子不同而变化，每个果胶分子典型地含有几个不同的长度嵌段。果胶分子与酪蛋白颗粒表面的结合力取决于通过钙盐桥与酪蛋白表面上的正电荷和/或酪蛋白表面上的负电荷相互作用的嵌段的长度。为了获得完全稳定性，酪蛋白颗粒的大部分表面应被果胶覆盖。
如EP-A-0664300中所述，从如柑橘皮的典型源提取的果胶可以分离或分级成两个不同的果胶部分。一部分为钙敏感的果胶(CSP)，另一部分是非钙敏感的果胶(NCSP)。这两部分果胶具有差异很大的钙灵敏度(ΔCS)。CSP为酯化度为至少65％的高酯果胶，其中羧基主要排列在嵌段中。这些羧基的嵌段构型引起CSP对钙敏感。另一方面，NCSP也为酯化度为至少70％的高酯果胶，其中自由羧基沿聚合物链随机排列，其连接程度不明显。
商业上典型地以用于稳定酸化乳饮料销售的果胶含有约60％的CSP和40％的NCSP。该果胶整体上可以具有200-600cP的ΔCS值(下面有定义)，而该CSP部分经常具有500-1500cP的ΔCS值。由于CSP部分使得酸化乳饮料中酪蛋白稳定，因此当该果胶，也就是其CSP部分存在量过多时，该部分非常高的钙灵敏度对饮料的粘度是不利的。此外，由于NCSP部分对稳定果胶粉末整体没有明显的贡献，因此其存在是一个浪费。当然，最理想的是添加到酸化乳饮料中的果胶都有利于稳定酪蛋白，为此果胶应具有控制的钙灵敏度，以便当其大量存在时饮料的粘度增加不明显。
在以下的说明书和附加的权利要求书中，果胶通过以下表征酯化度(DE)、钙灵敏度(ΔCS)和CSP与CSP和NCSP总和的重量比，该重量比称之为钙敏感的果胶比(CSPR)。果胶的这三个特征可以按照以下测定(i)测定果胶样品的酯化度(DE)称重5g±0.1mg果胶样品，并将其转移到适宜烧杯中。与5mg发烟盐酸37％和100ml的60％IPA的混合物一起搅拌10分钟。将其转移到拟合玻璃滤器管(30-60ml容积)中并用六份15ml发烟盐酸-60％IPA混合物洗涤，接着用60％IPA，直到滤液不含氯离子。最后用20ml的100％IPA洗涤，在105℃的烘箱中干燥2.5小时，在干燥器中冷却并称重。准确地将干燥样品总净重的1/10(具有0.5g最初未洗涤的样品)转移到一250ml的锥形瓶中，并用2ml的IPA湿润样品。加入100ml刚开过且冷却的蒸馏水，用塞子塞住，偶尔旋转，直到形成一完全溶液。加入5滴酚酞，用0.1N氢氧化钠滴定并记下结果作为最初的滴定度(V1)。
准确加入20ml的0.5N氢氧化钠，用塞子塞住，剧烈摇动，静置15分钟。准确加入20ml的0.5N盐酸并摇动，直到粉红色消失。加入3滴酚酞之后，用0.1N氢氧化钠滴定至剧烈摇动之后仍保持淡粉红色；记下该值作为皂化滴定度(V2)。
将锥形瓶的内容物定量转移到一配备有Kjeldahl捕获器和水冷冷凝器的500-ml蒸馏烧瓶中，接收管延伸至接收烧瓶中的150ml无水二氧化碳和20ml的0.1N盐酸混合物的表面的下面。向该蒸馏烧瓶中加入20ml的1∶10氢氧化钠溶液，将这些连接密封，然后开始小心加热，避免过量起泡。连续加热直到收集到80-120ml馏出物。向该接收烧瓶中加入几滴甲基红，并用0.1N氢氧化钠滴定过量酸，记录所需的体积，以ml计，作为“S”。对20.0ml的0.1N盐酸记下空白测定，并记录所需的体积，以ml计，作为“B”。记录该酰胺滴定度(B-S)作为V3。
通过下式计算酯化度(总羧基的％)100×V2/(V1＋V2＋V3)(ii)测定果胶样品的钙灵敏度(ΔCS)在蒸馏水中制备果胶水溶液，用1M HCl将其pH调整至1.5。所用浓度应为约0.60％。将145g部分的该果胶溶液测定到粘度玻璃杯中。
将5ml含有250mM氯化钙的溶液加入145g果胶溶液中，使钙的最终浓度为8.3mM。
在用磁搅拌器有效搅拌下将25ml含有1M乙酸根离子且pH为4.75的乙酸盐缓冲液加入该果胶溶液中，使其pH为4.2。
取出磁体，在室温(25℃)下将该玻璃杯静置到第二天，此时用Brookfield粘度计测定其粘度。
尽管该方法最适宜粘度不高于100的果胶样品，但是也可以再现性很好地测定粘度高达200 Brookfield单位。果胶样品的粘度较高时易于胶凝，使得可再现的结果降低。无论如何，该方法公正地显示了样品的相对钙灵敏度。
不加氯化钙，取而代之用蒸馏水稀释，测定此时相同果胶样品的粘度，通过将含钙溶液的测定粘度值减去无钙溶液的测定粘度值计算果胶的ΔCS值。
(iii)测定果胶样品的CSPR将约0.2g果胶样品称重至接近mg(在预称重至接近mg的50ml离心管中)，通过将管加热至70℃将其溶于10g软化水中。将溶液冷却至约20℃。重复这一步。将每一溶液的pH调整至4.0。
通过将20ml的80％异丙醇(IPA)加入这些离心管之一中，将果胶沉淀，这样测定果胶在溶液中的总量。该沉淀通过在30000G下离心30分钟收集，用60％IPA洗涤2次，接着将每次的洗涤液离心，在60℃下真空干燥一夜，称重至接近mg。沉淀的果胶量除以加到特定管中的果胶的最初量，得到果胶的比例“A”。
将10mg以下溶液(含有60mM钙和16％的IPA)添加到在称重的离心管中的剩余10mg果胶溶液样品中387g软化水99g 80％ IPA4.4g CaCl2，2H2O将这两种溶液混合之后，使得钙含量为30mM，IPA为8％。在偶尔搅拌下将形成的凝胶颗粒悬液静置24小时。在30000G下离心30分钟将凝胶颗粒分离成液相。将该液相小心倾析或虹吸掉，使凝胶颗粒留在管中。
在含有30mM Ca和8％IPA的等量溶液中通过涡流并使洗液平衡，将凝胶颗粒洗涤两次。每次洗涤的平衡时间为24小时。每次洗涤之后，通过在30000G下离心30分钟将凝胶颗粒分离。可以用等体积的水稀释16％IPA-60mM钙溶液的等分试样制备该步骤的洗液。
倾析掉液相之后，称重结果洗涤的凝胶相的总量。果胶在凝胶相中的量通过以下测定将称重至小数点后两位的凝胶相于两倍量的80％IPA混合，然后在60％IPA中洗涤两次。在每次洗涤之后在30000G下离心30分钟收集沉淀。然后在60℃下将样品真空干燥一夜，称重至接近mg。CSP果胶的正常量是通过该果胶量除以称入离心管中的果胶的最初量来确定的。
按照CSPR＝B/A计算CSPR。
(iv)测定沉淀和粘度在以下说明中，还进行参照以测定酸化乳饮料中的沉淀量和这种饮料的粘度。为了测定沉淀量，将准确称取的离心管用酸化乳饮料填充至其1cm边缘以内。再将该管称重，得到管中的饮料样品的重量。然后在4500rpm下将该管离心20分钟。然后将上层清液倾析，并将这些管上下颠倒30分钟，排出任意剩余液体。最后，用绵纸擦拭该管边缘并最后对管称重。沉淀(以百分比计)是通过沉淀物的重量除以最初获取的样品的重量计算的，并且结果以百分数表示。
酸化乳饮料的粘度的测定如下将该饮料装入粘度玻璃杯，将其在5℃下静置18-24小时。旋转1分钟之后，然后用LVT型Brookfield粘度计测定其粘度。
本发明的目的是提供一种能够稳定蛋白质颗粒悬液而抗沉淀的改性果胶，并且与稳定饮料抗沉淀所需的量相比，当该果胶过量存在时不明显增加溶液的粘度。
本发明的另一目的是提供含有蛋白质颗粒悬液的含水酸性饮料，通过加入这种果胶使其稳定而抗沉淀。
最后，本发明的另一目的是提供制备这种果胶的各种方法。
根据第一个方面，本发明提供了一种果胶，它具有(i)60-95％的酯化度(DE)，(ii)低于25cP的钙灵敏度(ΔCS)，和(iii)钙敏感的果胶(CSP)与CSP和非钙敏感的果胶(NCSP)之和的重量比(本文后面称之为钙敏感的果胶比(CSPR))为0.7或更高。
优选果胶的DE为70-95％，更优选为80-95％。
优选果胶的ΔCS低于20，更优选为0.5-15，最优选为2-12。
优选果胶的CSPR为0.85或更高，更优选0.9或更高。
最优选该果胶具有
(i)70-95％的DE，(ii)低于20的ΔCS，和(iii)0.85或更高的CSPR。
更优选该果胶具有(i)80-95％的DE，(ii)0.5-15的ΔCS，和(iii)0.9或更高的CSPR。
具有上面特征的果胶的自由羧基排列在足够长度和数量的嵌段中，使得果胶能够稳定例如酸化乳饮料的酸性环境中的例如酪蛋白的蛋白质。然而，这些嵌段具有不足够引起果胶极度钙敏感的长度并以不足够引起果胶极度钙敏感的量存在，这使得与稳定饮料抗长度所需的量相比，甚至当这些果胶过量加入时这些果胶也不具有增加酸化乳饮料的粘度的性质。
根据另一方面，本发明提供了一种含有蛋白质颗粒悬液的含水酸性饮料，它通过前面所述类型的果胶稳定而抗沉淀。
该含水酸性饮料可以为饮用酸奶或乳基饮料如冰冻牛奶。待稳定的蛋白质颗粒可以由酪蛋白和/或乳清形成。
只要果胶以足够稳定蛋白质抗沉淀的量存在，然后所得饮料就具有优良的稳定性和粘度特征并具有非常好的口感性质。它们具有用以前可以获得的果胶配制的饮料的优点，为了确保蛋白质颗粒抗沉淀的稳定性，并且饮料的粘度没有明显增加，该果胶基本上可以超过所需量加入。
稳定饮料抗有害沉淀所需的果胶的最小浓度下文称之为Pcrit。饮料/果胶体系的Pcrit的值是由饮料的沉淀度相对不同果胶浓度作图的图解曲线测定的。图3显示了这种典型地的图形，它是相对以0.05重量％果胶增量从0-1重量％的连续果胶浓度测定的沉淀值。Pcrit为形成稳定饮料所需的最小果胶浓度。Pcrit值在本文中定义为第一个果胶浓度试验点，它为满足下式的过量沉淀值(S1)S1＝(Smax－Smin)0.15＋Smin其中Smax为在0-1重量％果胶测定范围内测定的最大沉淀值，并且Smin为在相同测定范围内测定的最小沉淀值。
拿图3的图为例，Smax为40，Smin为2。因此S1为7.7。S1之后的第一个作图点的果胶浓度为0.4重量％，因此就该体系而言Pcrit定义为0.4重量％。按照本发明，大于Pcrit的果胶量被认为是组成过量果胶。
沉淀与果胶浓度的曲线，如图3所述，对果胶和酸化乳饮料而言可以如下容易地建立。
首先，制备将要测定Pcrit的化学酸化的乳饮料。例如，可以将1.125kg脱脂奶粉在62℃下20分钟内溶于13.875kg的水中制备该饮料。然后在搅拌下将所得溶液冷却到约22℃，同时加入0.285kg葡萄糖酸δ内酯粉。然后在没有搅拌下在22℃将所得溶液静置，直到其pH达到4.0。然后将溶液冷却到约5℃，之后可以将其贮藏。在测定沉淀之前，为了确保没有结块，无论如何必需将该酸化乳饮料再次搅拌。
然后通过测定连续添加不同果胶浓度时的沉淀值产生沉淀曲线。具体地说，在一烧杯中称重出1000g该酸化乳，然后使用高速Silverson混合器充分混合60g糖和适量果胶。果胶的加入量为0-10g，间隔0.5g，这样总共测定21个不同果胶浓度下的沉淀。然后将该溶液静置30分钟，之后使用Ranni型LAB-类12-50均质机在180-200kg/cm2下将其均质。然后在搅拌下在水浴中将所得溶液的温度调整到70-75℃，这样持续10分钟。然后将溶液冷却到室温(例如20℃)，通过如上所述的离心测定沉淀量。一旦测定了所有21个不同果胶浓度下的沉淀值，然后可以如图3所述作沉淀-果胶浓度的曲线。
应说明的是，脱脂奶粉酸化时的温度是很重要的。如果温度降低几度，那么为了获得稳定性就需要更多的果胶。
优选本发明提供的含水酸性饮料应包括浓度比稳定饮料抗有害沉淀所需的最小果胶浓度(Pcrit)大至少10重量％的果胶。更优选该含水酸性饮料包括比Pcrit大至少20重量％，更优选40重量％或更大，甚至60重量％或更大的果胶。
所得含水酸性饮料的粘度不超过果胶浓度为Pcrit的其它相同饮料的50％，优选40％，更优选30％，更优选20％，最优选10％。
所得含水饮料的非脂乳固体含量可以为0.5-10重量％，最优选或者0.5-3.0重量％或者3.0-6.0重量％。
优选含水酸性饮料的pH为2.5-小于7，更优选3-6.5，最优选3.5-5.5。
尽管实际上任意类型的果胶可以经过导致本发明果胶的加工步骤，但是本发明的果胶可以由例如从柑橘皮提取的典型果胶混合物的原料通过许多方式制备。
天然存在的果胶混合物可以由下式表示 在这些式子中，直线代表果胶主链，每个“X”代表自由羧基。应理解为对主链部分而言没有所示的自由羧基，它们相应于酯化羧基。第一个式子描述了钙敏感的果胶，它包含连续的羧基嵌段，这些羧基能够与钙阳离子紧密结合。另一方面，在相应于NCSP的第二个式子中羧基随机并离散地分布。
用该物料为原料，第一步应制备仅为非钙敏感的果胶。一种方法是按照EP-A-0664300中所述的果胶分级技术。这种分级能够分离NCSP部分。所得分离的果胶可以为如下所示
制备NCSP的第二种方法是通过本领域已知的方法使原料果胶混合物经过化学和/或酶性果胶酯化，它是用例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇的低级醇酯化自由羧基，从而有效地消除自由羧基，或者将酰胺或乙酰基放到羧基上从而有效地降低果胶与钙交联的能力的其它技术。所得果胶混合物可以为如下所示 作为第三种选择，果胶原料混合物可以用聚半乳糖醛酸酶或果胶酸裂合酶处理，或者在自由羧基嵌段选择性地水解果胶分子主链同时使甲酯基团的连续区保持完整的其它化学或酶技术处理。这种处理所得的产物可以为如下所示 从上面三种方法可以看出，它们都消除自由羧基嵌段，从而制备基本上为非钙敏感的果胶。这些例如具有0.1或更低，优选0.01或更低的典型CSPR，并且ΔCS为0-3，优选0-1。
技术人员可能知道制备中间NCSP的其它方法，例如通过提取特定选择的原料源、适度提取技术、第一次提取或“洗涤水”果胶或者高酯、快速凝固果胶的工业源的分离。
然后使用例如果胶甲酯酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶或菠萝蛋白酶的果胶脱酯酶将上面制备的NCSP经过适度控制的脱酯处理。这些酶使果胶脱酯形成自由羧基嵌段。更详细地说，使用确保果胶完全溶解的加热和搅拌制备1％的NCSP水溶液。然后向该制品中加入足量的氯化钠，以制备果胶溶液所用水的最初体积计使氯化钠的浓度达到1％w/v。已知氯化钠提高果胶脱酯酶的活性。然后根据所用脱酯酶的最佳温度将该溶液的温度调整至30-50℃。然后使用0.5MNaOH将溶液的pH调整至约7。然后向该果胶溶液中加入适量果胶脱酯酶，例如由上述方法产生的那些，以便达到控制脱酯。
特别有用的脱酯酶为从柑橘果(例如橙)或西红柿获得的果胶甲酯酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶或菠萝蛋白酶。已知它们以嵌段状方式使果胶脱酯，在该观念下据信它们或者在非还原端或者在自由羧基旁攻击果胶，然后通过单链机理沿果胶分子继续进行，由此产生脱酯羧基嵌段。还可以用重组技术生产的果胶甲酯酶实施本发明。通过连续添加0.5M NaOH使反应液的pH保持在约7。使用溶液摄取的NaOH监控该脱酯反应的进程。一旦脱酯进行到产生本发明果胶的所需程度，通过加入酸使溶液的pH降低至4或更低，使反应终止。然后将反应混合物加热到约75℃，使酶失活，接着将混合物冷却。然后可以加入等体积的60-80％的IPA从溶液中回收酶处理过的果胶。将不溶性果胶收集、压榨并用另外体积的IPA洗涤，最后压榨至30-50重量％的干物质。
所得脱酯果胶可以为如下图示 可以看出，所得果胶一般具有很短的羧基嵌段，并且这些嵌段的重要性相对小。自由羧基的这种排列使果胶能够稳定蛋白质抗沉淀，但是使果胶基本上钙不敏感，这样向酸化乳饮料中加入过量的这种果胶也不会导致天然存在与果胶交联的钙阳离子引起增稠或形成凝胶。
由此根据本发明的另一方面，提供了一种制备上述果胶的方法，包括步骤用果胶脱酯酶处理CSPR为0.1或更低且ΔCS为0-3的基本上非钙敏感的果胶。
优选基本上非钙敏感的果胶具有0.01或更低的CSPR。
果胶脱酯酶优选为果胶甲酯酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶。
以下是对说明书附图的简要说明。
图1和图2描述了通过商购获得的果胶稳定的未杀菌和杀菌酸奶饮料的沉淀和粘度曲线。
图3描述了如何由酸化乳饮料的沉淀曲线计算Pcrit值。
图4、6和8描述了用本发明的果胶稳定的酸化乳饮料的沉淀和粘度曲线。
图5、7和9描述了用商购获得的果胶稳定的酸化乳饮料的沉淀和粘度曲线。
现在通过以下实施例更详细地描述本发明。这些应理解为对本发明进行说明，而不是对其进行限制。
然后使用所分离的NCSP部分通过加热到75％并搅拌制备1％水溶液。然后加入足量氯化钠使其浓度达到1％w/v。然后将溶液的温度调整至40℃，使用NaOH将其pH调整至7.0。然后将1g木瓜蛋白酶(购自？)添加到果胶溶液中，使果胶轻度脱酯。通过连续添加0.5MNaOH使反应液的pH保持在7.0，使用该添加监控脱酯反应进程。1小时之后，加入盐酸使pH降低至约4.0使反应终止。然后将反应混合物加热到80℃使木瓜蛋白酶失活，之后将反应混合物冷却到40℃。最后，加入等体积的70重量％IPA从溶液中回收所得果胶。将所得不溶性果胶收集、压榨并用另外体积的IPA洗涤。所得果胶经分析具有72％的DE，ΔCS为5，且CSPR为0.95。实施例2制备8.5重量％的MSNF酸化乳饮料分别使用实施例1中制备的果胶和典型现有技术的汁乳果胶JM型Hercules GENU果胶制备8.5重量％非脂乳固体(MSNF)均质并热处理的酸奶饮料。然后如上所述制备这些饮料在不同果胶浓度下的沉淀和粘度曲线，它们描述在图4(本发明)和图5(对照)。尽管该汁乳果胶和实施例1的果胶当以大于约0.25重量％的量存在时都具有良好的抗沉淀的稳定效果，但是该汁乳果胶当以0.3重量％或更大的量存在时不受欢迎地引起饮用酸奶的粘度上升。与之相反，实施例1中生产的果胶当过量存在时既未引起饮用酸奶的粘度增加，也未引起饮用酸奶的粘度最小增加。这使得在本发明果胶的工作浓度范围内明显改善，因此可以在明显超过Pcrit(0.25重量％)的水平下使用该果胶，从而确保足够低的沉淀水平，并且没有饮用酸奶的粘度增加的不利影响。实施例3制备1.1重量％的MSNF酸化乳饮料以实施例2的相同方式，分别使用实施例2中所用的商购获得的汁乳果胶和实施例1中生产的果胶制备1.1重量％MSNF的经过均质和热处理的酸化乳饮料。这些饮料的沉淀和粘度曲线描述在图6(本发明)和图7(对照)。再次可以看到，商购获得的果胶当以Pcrit(0.2重量％)或更大的浓度使用时使得酸化乳饮料的粘度明显增加。与之相反，实施例1的果胶甚至当以Pcrit的两倍的浓度使用时也未引起酸化乳饮料粘度的任意增加。实施例4制备3.0重量％的MSNF酸化乳饮料以实施例2的相同方式，分别使用实施例2中所用的商购获得的汁乳果胶和实施例1中生产的果胶制备3.0重量％MSNF的经过均质和热处理的酸化乳饮料。这些饮料的沉淀和粘度曲线描述在图8(本发明)和图9(对照)。再次可以看到，商购获得的果胶当以Pcrit(0.15重量％)或更大的浓度使用时使得酸化乳饮料的粘度明显增加。与之相反，实施例1的果胶甚至当以Pcrit的两倍的浓度使用时也未引起酸化乳饮料粘度的任意增加。
权利要求
1.一种果胶，具有(i)60-95％的酯化度(DE)，(ii)低于25cP的钙灵敏度(ΔCS)，和(iii)0.7或更高的钙敏感的果胶(CSP)与CSP和非钙敏感的果胶(NCSP)之和的重量比(本文后面称之为钙敏感的果胶比(CSPR))。
2.如权利要求1的果胶，具有(i)70-95％的DE，(ii)低于20的ΔCS，和(iii)0.85或更高的CSPR。
3.如权利要求2的果胶，具有(i)80-95％的DE，(ii)0.5-15的ΔCS，和(iii)0.9或更高的CSPR。
4.如权利要求3的果胶，具有2-12的ΔCS。
5.一种含蛋白质颗粒悬液的含水酸性饮料，所述颗粒通过前面任一项权利要求所述的果胶稳定而抗沉淀。
6.如权利要求5的含水酸性饮料，其中蛋白质颗粒含有酪蛋白。
7.如权利要求5或6的含水酸性饮料，其中果胶浓度比稳定饮料抗有害沉淀所需的最小果胶浓度(Pcrit)大至少10重量％。
8.如权利要求7的含水酸性饮料，其粘度超过果胶浓度为Pcrit的其它相同饮料粘度的不大于50％
9.如权利要求5-8任一项的含水酸性饮料，其中饮料的非脂乳固体含量为0.5-10重量％。
10.如权利要求5-9任一项的含水酸性饮料，其pH为2.5-小于7。
11.如权利要求5-10任一项的含水酸性饮料，其中饮料为饮用酸奶。
12.一种如权利要求1-4任一项的果胶的制备方法，包括步骤用果胶脱酯酶处理CSPR为0.1或更低且ΔCS为0-3的基本上非钙敏感的果胶。
13.如权利要求12的方法，其中基本上非钙敏感的果胶具有0.01或更低的CSPR。
14.如权利要求12或13的方法，其中果胶脱酯酶为果胶甲酯酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶。
全文摘要
本发明提供了一种果胶,具有:(ⅰ)60－95%的酯化度(DE);(ⅱ)低于25cP的钙灵敏度(ΔCS);和(ⅲ)0.7或更高的钙敏感的果胶(CSP)与CSP和非钙敏感的果胶(NCSP)之和的重量比(本文后面称之为钙敏感的果胶比(CSPR))。这种果胶可用作如饮用酸奶的含水酸性饮料的稳定组分,该饮料含有由例如酪蛋白形成的蛋白质颗粒悬液。该果胶的制备为:用果胶脱酯酶处理CSPR为0.1或更低且ΔCS为0－3的基本上非钙敏感的果胶。
文档编号A23C9/13GK1332751SQ99815310
公开日2002年1月23日 申请日期1999年11月4日 优先权日1998年11月5日
发明者蒂莫西·C·格里什 申请人:Cp凯尔科药物学科学院