乳制品及方法_2

文档序号:9403565阅读:来源:国知局
混合之前,经热处理的WPC或WPI不经历机械剪切过程。
[0040] 优选地,在加热之前将WPC浓缩物的pH值调整为5. 0至8. 5,更优选为5. 5至8. 5 且最优选为6. 0至8. 0,最优选为6. 5-7. 5。
[0041] 优选地,在加热之前WPC浓缩物的蛋白质浓度为16-40%,更优选为17-30%。
[0042] 在加热之前可调整WPC浓缩物的钙浓度。钙调整可包括通过任何方便的方法即离 子交换来消耗钙,或可为通过加入钙盐例如氯化钙来提高钙。
[0043] 加热介质优选为水蒸汽或加热的水。
[0044] 在本发明各个方面优选的实施方案中,当WPC或WPI溶液流经加热的流程时,进行 热处理,该流路优选为内径大于5mm且小于150mm的管。
[0045] 在优选的实施方案中,使用长管状热反应器。通常,热反应器的长度基于其1秒至 1000秒的标称保持时间。
[0046] 反应器末端溶液的温度可为45 °C至150 °C,优选为50 °C至130 °C且更优选为60 °C 至 IKTCo
[0047] 可使用额定压力为3巴至1000巴,优选为5巴至500巴且更优选为10巴至350 巴的栗对热反应器进行供给。可使用辅助栗以对高压栗进行供给。
[0048] 在一些实施方案中,使用离开流路的产品作为制备食品的成分。
[0049] 在其它的实施方案中,流路供料给干燥器以将包含变性的乳清蛋白复合物的溶液 转化为干燥的产品。
[0050] 在另外的方面中,本发明提供了制备包含至少20 % (w/w)的TS作为乳清蛋白的干 燥的改性WPC或WPI的方法,优选为至少40 %,更优选高于50 %,且甚至更优选为50-95 % 的蛋白质,最优选为52-90%,其包括:
[0051] (a)在pH值为4. 7-8. 5,优选为5. 5-8. 5且更优选为6. 0-8. 0,最优选为6. 5-7. 5 下,制备具有15-50% (w/v),优选为16-40%,甚至更优选为17-30 %且最优选为17-25 %的 乳清蛋白的水性WPC或WPI ;
[0052] (b)在压力为3巴至1000巴,优选为5巴至500巴,最优选为10巴至350巴下,使 用高压栗将蛋白质浓缩物供给至高压加热器,产品的流动以产生优选具有至少500的雷诺 数的端流;
[0053] (c)将获得的溶液热处理至50°C以上,优选大于60°C,更优选大于70°C且最优选 大于80°C,直至使蛋白质发生变性;
[0054] (d)在热处理结束时,将经热处理的物质迅速转移至干燥器;以及
[0055] (e)干燥经热处理的WPC或WPI,
[0056] 其中在干燥之前,来自所述热处理装置(c)的经处理的WPC流不发生粒径减小步 骤。
[0057] 优选地,热处理区直接与干燥器的入口联接。
[0058] "WPC"是乳清的一部分,从中至少部分去除乳糖以将蛋白质含量增加至至少20% (w/w)。优选地,WPC具有至少40 %,更优选为至少55 % (w/w),甚至更优选为至少65 %且 最优选为至少75 %的TS作为乳清蛋白。优选地,相对于从中获得WPC的乳清的比例,乳清 蛋白的比例基本上不变。优选地,WPC是蒸发的乳清蛋白渗余物。为了本说明书的目的,当 上下文允许时,术语"WPC"包括WPI。
[0059] "WPI"是具有至少90 %的TS作为乳清蛋白的WPC。
[0060] 在本发明的另一方面中,本发明提供了本发明的各个方法的产品。
[0061] 在本说明书中,术语"渗余物"是指在将乳清或源或乳清、乳或脱脂乳超滤之后的 保留部分。这样的部分的总固体量具有比原料提高百分比的蛋白质和降低百分比的乳糖。 [0062] 在将物质直接转移的上下文中的术语"直接地"是指将物质从加热器转移至下一 个指定的步骤没有任何中间过程。
[0063] 术语"迅速地"是指在2分钟以内,优选小于1分钟,更优选小于30秒,最优选小 于10秒。
[0064] 本说明书中使用的术语"包括"是指"包含至少一部分"。当解释本说明书中包括 术语"包括"的各个表述时,还可存在除由所述术语引导的特征之外的特征。以相同的方式 理解诸如"包含"和"含有"的相关术语。
[0065] 根据实验的上下文能使用多种方法以评价改性水平(%)或确定变性的蛋白质 (%)。对于不溶的乳清蛋白胶体颗粒的生产,最简单的方法是在PH值=4. 6下检测被视为 不溶物(以沉淀的形式析出)的初始蛋白质的比例。通过HPLC方法能获得关于改性的更 详细的信息-参见以其整体内容通过引用并入本文的Huss和Spiegel的US 6, 767, 575。
[0066] 在pH值为约4. 0-6. 4,优选pH值为4. 0-6. 2,更优选pH值为4. 0-6. 2且最优选pH 值为4. 6-6.0下,通过将粗乳清超滤可制备(a)中的WPC起始物质。使用超滤去除水、乳糖 和矿物从而产生渗余物流。在超滤过程中可使用渗滤以进一步降低可透析组分的水平。通 常在10-50°C下进行超滤。可使用离子交换以控制蛋白质流的离子含量。在一些实施方案 中通过离子交换并使用单价阳离子替换来控制钙离子水平。在其它的实施方案中,通过加 入可溶性食品准入的钙盐例如氯化钙来增加钙水平。优选通过蒸发进一步增加 WPC的蛋白 质浓度。或者,起始物质可为由干燥的WPC或WPI制备的重组乳清蛋白。
[0067] 用于制备WPC的乳清优选为酸性乳清或奶酪乳清。酸性乳清的pH值为约4. 6,而 奶酪乳清的pH值为约5. 6-6. 4。加热时的浓缩物的pH值能根据最终改性的乳清蛋白浓缩 物或粉末的所需的功能性质而变化。本领域的技术人员知道在不同PH值下热处理乳清蛋 白将导致改变加热系统中蛋白质-蛋白质相互作用,从而产生具有不同功能性质的最终产 品(Hudson等人在W0/2001/005247中讨论了控制关于它们的变性/胶化特性的乳清蛋白 流的性质的一些技术)。
[0068] 使用Kjeldahl氮分析方法并应用6. 38的Kjeldahl因子确定用于本说明书目的 的乳清或WPC的蛋白质浓度。
[0069] 使用高压管状加热器作为流动管道是优选的,主要是因为其简单性。加热时间根 据所使用的温度而变化。在较高的温度下例如100°c,可能仅需要几秒。在70°C下,可能需 要加热较长的时间。另外重要的是注意加热程度是改变最终粉末功能性质的方法。在不同 的食品应用中,可能需要大量具有不同蛋白质变性水平的改性的WPC,且本发明提供了制备 这些的简单方法,仅通过改变蛋白质浓度、pH值、离子环境、加热时间和/或加热温度。
[0070] "高压加热器"是指壳状和管状加热器,其中产品通过封装在加热室(壳)中的管 进料进行供给。当产品通过所述管进料时,将优选为水蒸汽或水的加热介质供给至加热室。 优选地,使用高压栗将WPC供给至加热管。
[0071] 根据所需的加热严重程度,可将加热介质(例如水蒸汽)加压以实现较高的加热 温度。本领域的技术人员理解存在能使用的其它形式的加热系统以实现相同的最终结果。 其它的加热方法可包括欧姆方法和微波方法等。直接的蒸汽注入是优选的加热方法。
[0072] 喷雾干燥是目前优选的。优选地,为产生液滴流的目的,将热处理区与装备有喷嘴 或一组喷嘴或旋转喷雾器或超声喷雾器的喷雾干燥器直接联接。
[0073] 通常,将热处理进行足够长的时间以使大部分乳清蛋白变性成为不溶的凝集体。 优选,热处理为至少60°C且更优选为至少70°C。70°C-150°C是优选的范围。最优选地,在 75-90°C下加热溶液。然而,可使用较低的温度(例如,50-70°C且优选为60-70°C )。加热时 间不仅依据温度而且依据蛋白质含量以及离子和乳糖含量而变化。通常,在70-80°C的温度 下的加热时间为30秒至15分钟,在80-90°C的温度下的加热时间为10秒至10分钟,且在 90-KKTC的温度下的加热时间为1秒至5分钟。在较高的温度下,例如伴随蒸汽注入,时间 可降低至例如1-10秒。优选至少30% (w/w),更优选至少50%,甚至更优选至少70%,最 优选至少80%的可变性的蛋白质发生变性。本说明书的上下文中的变性百分比是指相对于 未加热对照的峰面积由HPLC测定并计算的未变性乳清蛋白的峰面积的减小的百分比。在 第6, 767, 575号美国专利中描述了该方法。
[0074] 本发明的特征是在湍流下加热高总固体量(例如>20% )的乳清蛋白浓缩物。由 于湍流,热转移系数非常高,从而导致快速的加热。实际上,本发明的方法提供了制造微粒 状乳清蛋白产品的非常有效的方法。
[0075] 将湍流定义为在加热管中具有足够的质量流速以提供超过500、更优选超过 1000、甚至更优选超过1500且最优选超过2000的雷诺数。这样的雷诺数是湍流的特 征并在流体力学领域中是已知的。雷诺数的测定依赖流体的质量速度及其粘度,其以 标称粘度来定义,根据在将其干燥之前,在均匀的温度下,在已知的热处理流体的流速 下,沿着已知长度的已知均匀圆形横截面的水平管的压降的测定使用哈根-伯素叶方程 (Hagen-Poiseuille equation)来确定。为用于本发明,2, 000-50, 000的雷诺数是优选的, 优选为 5, 000-30, 000。
[0076] 术语"不经历机械剪切过程"是指不使物质经过其中使用诸如匀浆器、胶体研磨 机、高压栗、刮面式换热器、高剪切的混合器等的机械设备以在其中混合溶液或破碎颗粒的 过程。
[0077] 本发明的产品具有广泛的用途。能将本发明产品用于其中要求高蛋白质含量而不 由于添加其的产品质感发生不期望的变化的应用。本发明的WPC适用于精制干酪、酸奶和 乳清酥脆食品(W0/2006/019320)。将本发明的WPC用于其中可能需要加入高乳清蛋白水平 而不发生最终产品质量的不期望的改变的应用。本WPC允许将乳清蛋白质混合进入零食和 方便食品而不产生不期望的质感或味道。例如,WPC可用于向还包含碳水化合物源和脂肪 的快餐食品成分添加蛋白质。可通过若需要熔化而熔化脂肪以及将脂肪或油与碳水化合物 和WPC混合然后使混合物凝固来制备这样的快餐食品。
[0078] 本发明方法的优点是除了用于乳蛋白质流的标准加工方法之外,其仅具有简单的 加热步骤。本领域的技术人员理解出于经济原因,高度期望在高的TS下热处理乳清蛋白的 能力。
[0079] 本发明的一种用途是用于制备高蛋白酸奶。所述方法包括通过将本发明干燥的 WPC或WPI与包含酪蛋白的乳混合制备具有至少7 % (w/v),优选为8-20% (w/v),更优选 为10-16% (w/v)的蛋白质的高蛋白酸奶,以及将高蛋白酸奶酸化至pH值为3. 8-5. 5,优选 为4. 0-5. 0,最优选为4. 2-4. 7。还包括的是用于制备高蛋白酸奶饮料的方法,其中酸奶具 有1.5-15 % (w/v)的蛋白质含量,但本发明的乳清蛋白的蛋白质含量为30-90%,优选为 40-80 %〇
[0080] 酸奶可包含干型或液体型乳、乳渗余物、乳蛋白质浓缩物(MPC)、奶油或(若需要 与水)混合的乳脂以形成复原奶或标准化的乳组合物。脱脂乳是优选的成分。根据当地规 定的要求可将乳高温杀菌。
[0081] 通常,在酸化之前,优选在70
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