CN101106907A - 乳脂干酪产品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可通过包括以下步骤的方法获得的乳脂干酪产品：(a)利用食品级酸化剂或发酵剂菌酸化乳清蛋白浓缩物，使pH降低至大于4.5－约5.2，(b)缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约为75℃－约90℃温度，并保持该温度至少约30分钟，以制备1.5功能性乳清蛋白浓缩物，(c)任选将步骤(b)的乳清蛋白浓缩物与乳脂按约60∶40－约100∶0的重量比混合，其中可先于步骤(b)进行步骤(c)，(d)在压力为约300－400/50－80巴和温度为约5℃－约75℃的两级高压均化器中均一化步骤(b)或(c)所得混合物，以制备乳化功能性乳清蛋白浓缩物，(e)将步骤(d)的产物与凝乳混合，其脂肪含量根据步骤(c)中加入的乳脂部分和所需产品进行调节，同时加入盐和任选的稳定剂，和(f)在压力为约300－400/508－80巴和温度为约68℃－约90℃的两级高压均化器中均一化步骤(e)的产物。

Description

乳脂干酪产品及其制备方法
发明领域
本发明涉及一种具有增强的奶油状质地和口感的新型乳脂干酪产品及其制备方法。
发明背景
乳清(酸的、甜的或其混合物)作为一种副产品从干酪或酪蛋白的制备中获得。乳清包含有价值的蛋白质，同时也已对将乳清蛋白结合到干酪产品中作了很多尝试。然而，天然形式的乳清蛋白不具备良好或高品质的干酪产品所必需的合适和希望的物理和化学性质。
一种颇有前景的方法是将功能得到增强的乳清蛋白用于制备干酪，包括乳脂干酪。EP-A-1,020,120描述了添加了功能得到增强的乳清蛋白的稳定干酪产品的制备方法。通过将包含乳清蛋白的干酪凝块或液体乳品暴露于受控的热处理和/或高剪切速率下的处理而使乳清蛋白功能增强。然而，要获得低酪蛋白∶乳清蛋白比率、低干物质含量和高乳糖含量，该方法就无能为力了，而且产品质地和口感并不完全令人满意。
EP-A-1,249,176描述了更相关的现有技术。其公开了通过以下方法将乳清蛋白结合到食品中的方法：酸化一种或多种乳清蛋白溶液至低于其等电pH，即4.5-2.5，优选4.0-3.5，任选通过将所述乳清蛋白的酸化溶液和一种或多种脂肪混合并均一化形成乳清蛋白稳定的脂肪乳状液，热处理所述酸化溶液或乳清蛋白稳定的脂肪乳状液，以及将其与食品基底混合形成食品。上述两个实例涉及经处理干酪的制备。检验所述用于制备乳脂干酪的方法表明：所得乳脂干酪味道太酸，加入中和试剂例如NaOH导致乳脂干酪的质地令人无法接受。
本发明的目的在于提供同时具有以下性质的乳脂干酪产品：低酪蛋白∶乳清蛋白比、低干物质含量、高乳糖含量、增强的奶油状质地和口感以及降低的脱水收缩。
发明概述
本发明涉及可通过包括以下步骤的方法获得的乳脂干酪产品：
(a)利用食品级酸化剂(优选柠檬酸或乳酸)或发酵剂菌酸化乳清蛋白浓缩物，使pH降低至大于4.5-约5.2，优选约4.7-约4.9，
(b)缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物，优选约15-约120分钟时间内，更优选约20-约60分钟时间内，最优选约25-约45分钟时间内至约75℃-约90℃温度，优选约78-约85℃，并保持该温度至少约30分钟，优选至少约45分钟，以制备功能性乳清蛋白浓缩物，
(c)任选将步骤(b)的乳清蛋白浓缩物与乳脂按约60∶40-约100∶0的重量比混合，其中可先于步骤(b)进行步骤(c)，
(d)在压力为约300-400/50-80巴和温度为约5℃-约75℃，优选约15℃-约70℃的两级高压均化器中均一化步骤(b)或(c)所得混合物，以制备乳化的功能性乳清蛋白浓缩物，
(e)将步骤(d)的产物与凝乳混合，其脂肪含量根据步骤(c)中加入的乳脂部分和所需产品进行调节，同时加入盐和任选的稳定剂，和
(f)在压力为约300-400/50-80巴和温度为约68℃-约90℃，优选约75℃-约85℃的两级高压均化器中均一化步骤(e)的产物。
优选的乳脂干酪产品可通过附加步骤获得：
(g)在约68℃-约90℃温度，优选约75℃-约85℃搅拌步骤(f)的产物至少约15分钟，优选至少约20分钟，更优选至少约25分钟。
本发明还涉及用于制备乳脂干酪产品的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)利用食品级酸化剂(优选柠檬酸或乳酸)或发酵剂菌酸化乳清蛋白浓缩物，使pH降低至大于4.5-约5.2，优选至约4.7-约4.9，
(b)缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物，优选约15-约120分钟时间内，更优选约20-约60分钟时间内，最优选约25-约45分钟时间内至约75℃-约90℃温度，优选约78℃-约85℃，并保持该温度至少约30分钟，优选至少约45分钟，以制备功能性乳清蛋白浓缩物，
(c)任选将步骤(b)的乳清蛋白浓缩物与乳脂按约60∶40-约100∶0的重量比混合，其中可先于步骤(b)进行步骤(c)，
(d)在压力为约300-400/50-80巴和温度为约5℃-约75℃，优选约15℃-约70℃的两级高压均化器中均一化步骤(b)或(c)所得混合物，以制备乳化的功能性乳清蛋白浓缩物，
(e)将步骤(d)的产物与凝乳混合，其脂肪含量根据步骤(c)中加入的乳脂部分和所需产品进行调节，同时加入盐和任选的稳定剂，
(f)在压力为约300-400/50-80巴和温度为约68℃-约90℃，优选约75℃-约85℃的两级高压均化器中均一化步骤(e)的产物。
优选的方法包括以下一附加步骤：
(g)在约68℃-约90℃温度，优选约75℃-约85℃搅拌步骤(f)的产物至少约15分钟，优选至少约20分钟，更优选至少约25分钟。
发明详述
本发明的一个重要方面为乳清蛋白浓缩物的功能化。出人意料地发现，如果乳清蛋白浓缩物的功能化以一种不同于所有已知的现有技术的、非常特殊的方法进行，则可获得具有增强的奶油状质地和口感的乳脂干酪产品。重要的是仅将乳清蛋白浓缩物的pH降低至一定程度，这样pH就不必低于包含在乳清蛋白浓缩物中的所有蛋白质的等电点。此外，重要的是缓慢加热酸化乳清蛋白浓缩物至一定温度并长时间保持该温度。如果在蛋白质功能化过程中遵照这些具体条件，就可获得具有优异奶油状质地和口感的乳脂干酪产品。
现更具体描述本发明的方法。
制备改性乳清蛋白浓缩物的乳清蛋白的潜在来源是在来自干酪制备的甜和酸乳清中发现的蛋白质。还可使用通过任何传统脱水法获得的这两种来源中的任一(或其组合)的浓缩物。乳清蛋白通常为天然状态，但本发明并不排除使用高度变性的乳清蛋白。
本发明方法步骤(a)的乳清蛋白浓缩物(WPC)的酸化可通过加入有机酸如乳酸、磷酸、柠檬酸等或其混合物实现。既可向冷的或温的WPC，即在较宽的温度范围(0℃-60℃)内加入粉末(例如柠檬酸)，也可加入液体(例如乳酸)。为避免物质间pH不同，有必要对其进行搅拌。
也可依据培养物厂商的用法说明书利用标准乳品发酵剂菌(培养物)(直接凝固的、冻干的、冷冻的或流体形式)进行生物酸化。酸化的目的在于通过奶糖(乳糖)发酵将pH值降至低于约5.2-高于4.5。优选目标pH范围为约4.7-约4.9。
缓慢进行步骤(a)所得酸化WPC的加热步骤(b)，优选约15-约120分钟，更优选约20-约60分钟以及最优选约25-约45分钟至约75-约90℃温度，优选约78-约85℃，并保持该温度至少约30分钟，优选至少约45分钟，以制备功能性乳清蛋白浓缩物。
可以几种不同的方式利用多种设备进行加热。可以分批法或在热交换器中加热WPC。基于传热速率、能量消耗和随时间结垢程度(形成沉积)方面的性能对具体装置进行选择。
一般而言，当选择分批法时，夹层槽装有刮擦槽壁表面的搅拌器(和叶片)。水蒸汽或热水循环通过该双夹层，接着冷水通过该双夹层。加热和冷却时间相当长(大槽)，且热量再生不是很容易。
在热交换器(流通式加热器)中，热水或冷凝的水蒸汽构成传热介质。在板式加热器中迅速进行加热和冷却，能量消耗(加热&冷却)会较小，因为热量可回收。在板式加热器中，加热的液体和冷却的液体通常逆流。因为湍流，热传递得到了增强，同时减少了结垢。与板式热交换器一样，管式热交换器也可用于加热、保持、冷却和再生(再次获得热量同时节约冷却能量)。
在没有脂肪的情况下，酸化的热WPC溶液由d90尺寸(90％体积所述颗粒)小于95μm、中值粒径d50小于12μm的颗粒组成。
在步骤(c)中，酸化的WPC任选与乳脂混合。可以具有不同脂肪含量的奶油或黄油(不同形式，例如无水或黄油本身)形式供应该乳脂。混合操作不是必需的，即酸化的WPC可直接用于步骤(d)。换而言之，脂肪状乳液在本公开中不是必需的。WPC也可在进行步骤(d)前保存(＜10℃)几天。WPC与乳脂重量比为约60∶40-100∶0。可先于步骤(b)进行步骤(c)。
步骤(d)中WPC的均化使加热步骤(b)形成的WPC聚集体裂成更小的颗粒。乳品均化器由用来加压至高达约400巴(40Mpa)的高压容积泵组成。以两级法产生压力，第一级压力为约300-约400巴，第二级压力为约50-约80巴。三个或更多个活塞用于向均化阀施加压力。使WPC溶液通过该狭窄开口(均化阀)，此时由于气穴现象，发生颗粒破裂。均化头通常由加压的两级装置组成。第一级实现均化；第二级打碎第一级后刚形成的团簇。均化步骤之后，颗粒(d90)尺寸小于9μm，中值粒径(d50)小于4.5μm。
步骤(d)中WPC的温度为约5℃-约75℃，优选约15℃-70℃。
步骤(d)的目的在于制备细粒的或乳化的功能性乳清蛋白浓缩物。
为了在最终产品中获得所需脂肪含量，步骤(e)中功能性WPC(只有WPC或WPC+乳脂的混合物)与鲜干酪其他组分(脂肪和凝乳、盐和任选的稳定剂)的混合按重量基准进行。用于该混合操作的标准乳品设备为混合器，即所谓的Liquiverters和Breddo等。混合器、搅拌器、均化器和换热设备的详细描述可见Food Engineering and DairyTechnology(食品工程和乳品技术)，(1981)Verlag A.Kessler，P.O.Box1721，85354 Freising，Germany。
步骤(f)中的最后均化在两级均化器中进行，该两级均化器能实现约300-约400巴(30-40Mpa)第一级压力/约50-约80巴(5-8Mpa)第二级压力，并具有可变的Thoma系数(主要表示第二级压力与第一级压力的关系，参考上述教课书，125页以获取详细解释)。WPC的温度为约68℃-约90℃，优选约75℃-约85℃。
在附加步骤(g)中，在约68℃-约90℃温度，优选约75℃-约85℃任选搅拌步骤(f)的产物至少约15分钟，优选至少约20分钟，更优选至少约25分钟。
如用于例如加工干酪工业实现加工干酪制备中的所谓“乳油化”步骤一样，优选灌装前用于该最后搅拌步骤的设备为反应槽。该乳油化槽为具有双轴的双夹层槽，其中一个搅拌器刮擦槽壁。这类加热-混合槽可购自例如德国Winterbach的Karl Schnell(www.karlschnell.de)。
现通过描述本发明优选实施方案的具体实施例来阐述本发明，其不用于对本发明范围构成限定。
实施例
乳清蛋白浓缩物WPC通过以下方法制备：将约45％甜乳清和约35％酸乳清与约20％甜乳清蛋白浓缩物(具有约30％总固体的浆料)混合，超滤(利用传统且众所周知的分离技术和普通设备)该混合物从而获得固体含量为约22-23％、蛋白质含量为约11-12％、且包含约8.5％乳糖和约1.6％脂肪的产物。超滤前，在75℃对混合物进行巴氏杀菌20-30秒。超滤后，其温度为68℃-74℃，然后冷却至4℃-8℃以进一步保存。所得乳清蛋白浓缩物即为WPC。
用约0.6％(w/w)的柠檬酸100％调节WPC的pH(在保存温度附近直接加入WPC中)，从而获得约4.8的pH值。pH的调节在进行功能化的同一槽中进行。通过直接加热(约90℃的热水，在槽的双夹层中循环)使WPC的温度从保存温度升至约65℃，与此同时，用搅拌槽叶片轻轻搅拌所述物质。然后，水和水蒸汽升温至约100℃，从而使产物准确升温至80℃±1℃。继续不停搅拌，保持产物温度80℃45分钟。然后通过向夹套加入冰水(1℃)冷却产物。将WPC冷却至＜10℃。所得功能化的WPC产物-现称为FWPC-直接用于下一步骤或保存至下一步骤。
接下来的步骤包括
a)通过将FWPC与奶油混合(本发明步骤(c))制备脂肪乳状液，
或
b)直接使用FWPC(在本发明步骤(b)获得)
和
c)在加入至凝乳前，均一化FWPC(本发明步骤(d))。
具体而言，所述接下来的步骤包括：
a)通过将60％FWPC和40％奶油混合制备乳状液。加热(表面刮擦热交换器，70℃)并均一化(350巴/70巴)所述混合物。所得产物称为FWPC-混合物
或
b)不改性，原样使用所述FWPC。
和
c)通过表面刮擦热交换器加热所述FWPC至约70℃，然后使其通过350巴/70巴的均化器。
在传统混合设备(Crepaco)中将(a)和(c)或者(b)和(c)的FWPC或FWPC-混合物与凝乳、稳定剂和盐等混合，然后使其转入产物保存槽(传统设备)中，接着，在约350巴/70巴、70℃以及传统均化器中均一化所述物质，最后，传送至组织构建反应器中。该反应器包括具有搅拌装置和循环管的双夹层槽。在该槽中，加热整个干酪块至约80℃，同时搅拌约30分钟直至获得灌装粘度(本发明步骤(g))，然后以传统方式将所述产物灌装到桶中，冷却，保存直至销售。
所述粘度通过置于循环管内的探头间接测定；这些传感器能测定管内两点间的压降，同时将其记录下来。最小压降差(毫巴)间接对应于粘度。市售装置用于测量流体物质的表观粘度。
包括最终干酪组成的(a)和(c)或者(b)和(c)的产物的组成如下所示：
(a)和(c)：
将FWPC-混合物以30.00％混合量与68.86％凝乳、1.15％盐和树胶混合：
 组成     奶油   FWPC   混合物   凝乳     干酪
 总固体脂肪蛋白质乳糖     37.8030.952.353.40     22.161.4511.007.84     28.4213.257.546.06     26.0012.707.833.30     27.5312.707.834.09
(b)和(c)：
将16.80％FWPC与82.05％凝乳、1.15％盐和树胶混合：
 组成     FWPC    凝乳    干酪
 总固体脂肪蛋白质乳糖     22.991.9611.458.32     27.5014.897.223.23     27.5312.557.854.05
最终干酪产品全部为酪蛋白∶乳清蛋白比为约60∶40的低脂乳脂干酪产品。

Claims (24)

1.一种乳脂干酪产品，所述产品通过包括以下步骤的方法制备：
(a)利用食品级酸化剂或发酵剂菌酸化乳清蛋白浓缩物，使pH降低至4.5-约5.2，
(b)缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度，并保持该温度至少约30分钟，以制得功能性乳清蛋白浓缩物；
(c)任选将步骤(b)的乳清蛋白浓缩物与乳脂按约60∶40-约100∶0的重量比混合，其中可先于步骤(b)进行步骤(c)；
(d)在第一级压力为约300-约400巴和第二级压力为约50-约80巴以及温度为约5℃-约75℃的两级高压均化器内均一化步骤(b)或(c)所得的混合物，以制备乳化的功能性乳清蛋白浓缩物；
(e)将步骤(d)的乳化功能性乳清蛋白浓缩物与凝乳混合，其脂肪含量根据步骤(c)中加入的乳脂部分和所需乳脂干酪产品的脂肪含量进行调节，同时加入盐和任选的稳定剂，和
(f)在第一级压力为约300-约400巴和第二级压力为约50-约80巴以及温度为约68℃-约90℃的第二个两级高压均化器内均一化步骤(e)的混合物，以形成所述乳脂干酪产品。
2.权利要求1的乳脂干酪产品，还包括一附加步骤：
(g)在约68℃-约90℃温度搅拌步骤(f)的乳脂干酪产品至少约15分钟。
3.权利要求1的乳脂干酪产品，其中所述食品级酸化剂选自柠檬酸和乳酸。
4.权利要求2的乳脂干酪产品，其中所述食品级酸化剂选自柠檬酸和乳酸。
5.权利要求1的乳脂干酪产品，其中将步骤(a)的pH降低至约4.7-约4.9。
6.权利要求2的乳脂干酪产品，其中将步骤(a)的pH降低至约4.7-约4.9。
7.权利要求1的乳脂干酪产品，其中在步骤(b)中，在约15-约120分钟内缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度。
8.权利要求2的乳脂干酪产品，其中在步骤(b)中，在约15-约120分钟内缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度。
9.权利要求7的乳脂干酪产品，其中保持步骤(b)的温度至少约45分钟。
10.权利要求8的乳脂干酪产品，其中保持步骤(b)的温度至少约45分钟。
11.权利要求9的乳脂干酪产品，其中步骤(b)的温度为约78℃-约85℃。
12.权利要求10的乳脂干酪产品，其中步骤(b)的温度为约78℃-约85℃。
13.权利要求1的乳脂干酪产品，其中步骤(d)的温度为约15℃-约70℃。
14.权利要求2的乳脂干酪产品，其中步骤(d)的温度为约15℃-约70℃。
15.权利要求1的乳脂干酪产品，其中步骤(f)的温度为约75℃-约85℃。
16.权利要求2的乳脂干酪产品，其中步骤(f)的温度为约75℃-约85℃。
17.权利要求1的乳脂干酪产品，其中步骤(g)的温度为约75℃-约85℃。
18.权利要求2的乳脂干酪产品，其中步骤(g)的温度为约75℃-约85℃。
19.权利要求1的乳脂干酪产品，其中所述食品级酸化剂选自柠檬酸和乳酸，其中将步骤(a)的pH降低至约4.7-约4.9，其中在步骤(b)中，在约15-约120分钟时间内缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度，其中步骤(b)的温度为约78℃-约85℃，并保持该温度至少约45分钟；其中步骤(d)的温度为约15℃-约70℃，其中步骤(f)的温度为约75℃-约85℃，以及其中步骤(g)的温度为约75℃-约85℃。
20.权利要求2的乳脂干酪产品，其中所述食品级酸化剂选自柠檬酸和乳酸，其中将步骤(a)的pH降低至约4.7-约4.9，其中在步骤(b)中，在约15-约120分钟时间内缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度，其中步骤(b)的温度为约78℃-约85℃，并保持该温度至少约45分钟；其中步骤(d)的温度为约15℃-约70℃；其中步骤(f)的温度为约75℃-约85℃；以及其中步骤(g)的温度为约75℃-约85℃。
21.一种制备乳脂干酪产品的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)利用食品级酸化剂或发酵剂菌酸化乳清蛋白浓缩物，使pH降低至4.5-约5.2，
(b)缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度，并保持该温度至少约30分钟，以制得功能性乳清蛋白浓缩物，
(c)任选将步骤(b)的乳清蛋白浓缩物与乳脂按约60∶40-约100∶0的重量比混合，其中可先于步骤(b)进行步骤(c)，
(d)在第一级压力为约300-约400巴和第二级压力为约50-约80巴以及温度为约5℃-约75℃的两级高压均化器中均一化步骤(b)或(c)所得混合物，以制备乳化功能性乳清蛋白浓缩物，
(e)将步骤(d)的乳化功能性乳清蛋白浓缩物与凝乳混合，其脂肪含量根据步骤(c)中加入的乳脂部分和乳脂干酪产品所需的脂肪含量进行调节，同时加入盐和任选的稳定剂，和
(f)在第一级压力为约300-约400巴和第二级压力为约50-约80巴以及温度为约68℃-约90℃的第二个两级高压均化器中均一化步骤(e)的混合物，以形成所述乳脂干酪产品。
22.权利要求21的方法，还包括以下步骤：
(g)在约68℃-约90℃温度搅拌步骤(f)的乳脂干酪产品至少约15分钟。
23.权利要求21的方法，其中所述食品级酸化剂选自柠檬酸和乳酸，其中将步骤(a)的pH降低至约4.7-约4.9，其中在步骤(b)中，在约15-约120分钟时间内缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度，其中步骤(b)的温度为约78℃-约85℃，并保持该温度至少约45分钟，其中步骤(d)的温度为约15℃-约70℃，其中步骤(f)的温度为约75℃-约85℃，以及其中步骤(g)的温度为约75℃-约85℃。
24.权利要求22的方法，其中所述食品级酸化剂选自柠檬酸和乳酸，其中将步骤(a)的pH降低至约4.7-约4.9，其中在步骤(b)中，在约15-约120分钟时间内缓慢加热步骤(a)的酸化乳清蛋白浓缩物至约75℃-约90℃温度，其中步骤(b)的温度为约78℃-约85℃，并保持该温度至少约45分钟，其中步骤(d)的温度为约15℃-约70℃，其中步骤(f)的温度为约75℃-约85℃，以及其中步骤(g)的温度为约75℃-约85℃。
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