CN101267744B

CN101267744B - 低pH充气产品

Info

Publication number: CN101267744B
Application number: CN200680034413.5A
Authority: CN
Inventors: D·L·阿尔德雷德; A·R·科克斯
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: IL188803A; BRPI0617106B1; CN101267744A; JP5027138B2; US20070071865A1; HK1116996A1; EP1926389B1; EP1926389A1; MY143771A; ATE417511T1; AU2006299222A1; ES2317579T3; AU2006299222B2; PT1926389E; JP2009508502A; EP1926389B8; WO2007039065A1; IL188803A0; CA2617544A1; US8993030B2

Abstract

本发明提供一种pH低于5.5的充气组合物，所述组合物包含疏水蛋白。

Description

低pH充气产品

发明领域

本发明涉及包含疏水蛋白的低pH充气组合物如食品。

发明背景

有多种食品含有引入的气体，如空气、氮气和/或二氧化碳。通常，充气食品往往处在相对中性pH-大约pH 6.0-7.5。这种产品的实例包括冰淇淋、裱花料(whipped topping)、掼奶油(whipped cream)。

大多数充气食品包含蛋白质，这些蛋白质对于气泡的掺入和及其之后的稳定性至关重要。但是，乳蛋白质尤其趋向于对pH敏感。也就是说，它们的电荷、相互作用和构象可随pH而变。这会不利影响蛋白质的气泡能力和用蛋白质所产生的泡沫的稳定性，特别是对于pH5.4和更低的充气产品。这是因为随着pH的下降，许多蛋白质的表面活性和溶解性都减少。例如，酪蛋白酸钠在约4.6-4.8下会发生沉淀。这导致空气掺入差，致使充气产品不稳定。

这个事实在文献中已有详尽描述，要在低pH下产生稳定的泡沫是一个公知的难题。但是，尽管本领域提到促进在低pH下形成充气食品的途径，但这些途径往往有限制。本发明克服了这些限制。例如，往往加入明胶作为稳定剂，在使产品增稠的同时也有助于空气稳定性。大多数“奶油冻(mousse)”产品都利用到明胶的好处。但是，明胶是动物源性稳定剂，许多消费者并不认为是合适的成份。此外，使用明胶通常意味着产品会发生“凝固”，也即不会流动。这意味着可用这种配方技术制造的产品的类型有限。

其它方法利用了其它的化学乳化剂体系如蔗糖酯和/或饱和脂肪酸的单/二甘油酯的变体(variant)。尽管这些非乳基配方技术会在的pH下形成可充气产品，但往往需要大量的乳化剂才能得到长期稳定性(超过3个星期)。这对口味和质地都会产生不适宜的影响。此外，食品中大量的化学乳化剂对消费者来说是不可接受的。

理想的是，合适的充气剂会对pH不敏感(就其起泡行为而言)，在低浓度下具功能性以使对口味和质地的不适宜影响不明显，且可用来形成在冷却或环境温度下泡沫稳定超过3个星期的充气食品。

发明概述

在我们共同待审申请WO 06/010425中，我们已确认被称为疏水蛋白的真菌蛋白质在使充气食品稳定化方面高度有效。我们现在出乎意料地发现，可将低浓度的疏水蛋白(＜0.5wt.％)与酸形成低pH溶液，该溶液容易起泡，在冷却和环境温度下会形成稳定超过3个星期的泡沫。由于疏水蛋白不会导致连续相的凝胶化或者不导致不适宜的口中质地，这意味着不管连续相流变性如何都可在低pH下制得稳定的泡沫。因此，充气产品类型机会(opportunity)很宽，例如有充气酸性冰沙(smoothie)和充气茶饮料。

这些机会并不限于食品，也可适用于具有的pH的其它充气组合物。

因此，本发明提供pH低于5.5的充气组合物，所述组合物包含疏水蛋白。

在一个实施方案中，疏水蛋白为基本上分离形式。

在一个优选的实施方案中，疏水蛋白以至少0.001wt％、更优选至少0.01wt％的量存在。

优选疏水蛋白是II类疏水蛋白。

本发明还提供疏水蛋白在抑制pH低于5.5的充气组合物中的气泡粗化的方法中的用途。

在一个相关方面，本发明提供抑制pH低于5.5的充气组合物中的气泡粗化的方法，所述方法包括在组合物的充气之前和/或充气过程中将疏水蛋白加入到组合物中。

本发明还提供疏水蛋白在使pH低于5.5的充气组合物中的泡沫稳定化的方法中的用途。

在一个相关方面，本发明提供使pH低于5.5的充气组合物中的泡沫稳定化的方法，所述方法包括在组合物的充气之前和/或充气过程中将疏水蛋白加入到组合物中。

发明详述

除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有本领域(如冷却甜食/冷冻甜食制造、化学和生物技术领域)普通技术人员通常理解的相同含义。冷却/冷冻甜食制造中使用的各种术语和技术的定义和描述见于Ice Cream，第4版，Arbuckle(1986)，Van Nostrand ReinholdCompany，New York，NY。用于分子和生化方法的标准技术可见于Sambrook等，Molecular Cloning：A Laboratory Manual，第3版(2001)Cold Spring Harbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，N.Y.和Ausubel等，Short Protocols in Molecular Biology(1999)第4版，JohnWiley & Sons，Inc.，完全版本名为Current Protocols in MolecularBiology)。

疏水蛋白

疏水蛋白是定义明确的一类蛋白质(Wessels，1997，Adv.Microb.Physio.38：1-45；Wosten，2001，Annu Rev.Microbiol.55：625-646)，能够在疏水/亲水界面自装配，具有以下保守序列：X_n-C-X_5-9-C-C-X_11-39-C-X_8-23-C-X_5-9-C-C-X_6-18-C-X_m(SEQ ID No.1)

其中X代表任何氨基酸，n和m独立代表整数。通常，疏水蛋白的长度最多达125个氨基酸。保守序列中的半胱氨酸残基(C)是二硫键的一部分。在本发明情形中，术语疏水蛋白具有更宽的含义，包括仍显示在疏水-亲水界面自装配产生蛋白质膜这样的特性的功能上等价的蛋白质，如包含以下序列或其部分的、仍显示在疏水-亲水界面自装配产生蛋白质膜这样的特性的蛋白质：X_n-C-X_1-50-C-X_0-5-C-X_1-100-C-X_1-100-C-X_1-50-C-X_0-5-C-X_1-50-C-X_m(SEQID No.2)

按照本发明的定义，自装配可通过将蛋白质吸附到特氟隆(Teflon)上，并用圆二色性确定二级结构(一般是α-螺旋)的存在来检测(DeVocht等，1998，Biophys.J.74：2059-68)。

膜的形成可通过将特氟隆薄片(sheet)在蛋白质溶液中温育，然后用水或缓冲液至少洗涤三次来确定(Wosten等，1994，Embo.J.13：5848-54)。蛋白质膜可用任何合适的方法来显现，如用荧光标志进行标记，或者使用荧光抗体，这在本领域是已经确立的。m和n的数值通常在0-2000的范围，但更通常是m和n加起来小于100或200。在本发明情形中，疏水蛋白的定义包括疏水蛋白和另一种多肽的融和蛋白以及疏水蛋白与其他分子如多糖的缀合物。

目前为止得到鉴定的疏水蛋白一般可归类为I类或II类疏水蛋白。这两种类型的疏水蛋白在真菌中已被鉴定为分泌蛋白，其可在疏水-亲水界面自装配成两性膜。I类疏水蛋白的装配物相对不可溶，而II类疏水蛋白的装配物则容易溶解于各种溶剂中。

还在丝状细菌如放线菌(Actinomycete sp.)和链霉菌(Steptomycessp.)中鉴定出疏水蛋白样蛋白质(WO01/74864)。这些细菌蛋白质与真菌疏水蛋白相比，只能最多形成一个二硫键，因为它们只有两个半胱氨酸残基。这种蛋白质是具有SEQ ID No.1和2所示共有序列的疏水蛋白功能等价物的实例，落入本发明的范围之内。

可用任何合适的方法从天然来源如丝状真菌提取获得疏水蛋白。例如，可通过培养能将疏水蛋白分泌到增长培养基中的丝状真菌，或者通过用60％乙醇从真菌菌丝体提取，来获得疏水蛋白。特别优选从能天然分泌疏水蛋白的宿主生物分离疏水蛋白。优选的宿主是丝孢菌(例如木霉属)、担子菌和子囊菌。特别优选的宿主是食品级生物，如能分别称为cryparin的疏水蛋白的栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)(MacCabe和Van Alfen，1999，App.Environ.Microbiol 65：5431-5435)。

或者，可用重组技术获得疏水蛋白。例如可对宿主细胞(通常是微生物)进行修饰以表达疏水蛋白，然后疏水蛋白可根据本发明进行分离和使用。用以将编码疏水蛋白的核酸构建物引入到宿主细胞中的方法是本领域公知的。已经克隆了超过34个编码疏水蛋白的基因，这些基因来自16种以上的真菌(参见例如WO96/41882，该专利给出了在双孢蘑菇(Agaricus bisporus)中鉴定出的疏水蛋白的序列；和Wosten，2001，Annu Rev.Microbiol.55：625-646)。也可以用重组技术来修饰疏水蛋白序列或者合成具有需要的/改进的特性的新型疏水蛋白。

通常，用编码所需的疏水蛋白的核酸构建物转化适当的宿主细胞或生物。可将编码所述多肽的核苷酸序列插入到编码转录和翻译的必需元件的合适表达载体中，插入的方式要使得所述核苷酸序列在适当条件下会被表达(例如在适当的方向上和正确的读框中，有适合的靶向和表达序列)。构建这些表达载体所需的方法是本领域技术人员公知的。

有多种表达系统可用来表达多肽编码序列。这些表达系统包括但不限于细菌、真菌(包括酵母)、昆虫细胞系统、植物细胞培养系统和植物，它们都用用适当的表达载体转化。优选的宿主是被认为是食品级——公认为安全(GRAS)的宿主。

合适的真菌包括酵母如(但不限于)酵母菌属(Saccharomyces)、(Kluyveromyces)、毕赤氏酵母属(Pichia)、汉逊酵母属(Hansenula)、假丝酵母属(Candida)、裂殖酵母属(Schizosaccharomyces)等属酵母和丝状真菌如(但不限于)曲霉属(Aspergillus)、木霉属(Trichoderma)、毛霉属(Mucor)、链孢霉属(Neurospora)、镰刀菌属(Fusarium)等属丝状真菌。

编码疏水蛋白的序列优选在氨基酸水平上与在自然界鉴定的疏水蛋白有至少80％的同一性，更优选有至少95％或100％的同一性。但是，本领域技术人员可作出不降低疏水蛋白的生物活性的保守置换或其他氨基酸变化。出于本发明的目的，这些拥有这一与天然出现疏水蛋白的高水平同一性的疏水蛋白，也包括在“疏水蛋白”这一术语当中。

疏水蛋白可例如按WO 01/57076描述的程序从培养基或细胞提取物中纯化，所述程序涉及将存在于含疏水蛋白的溶液中的疏水蛋白吸附到表面上，然后将该表面与表面活性剂如Tween 20接触，以从该表面洗脱出疏水蛋白。另参见Collen等，2002，Biochim Biophys Acta.1569：139-50；Calonje等，2002，Can.J.Microbiol.48：1030-4；Askolin等，2001，Appl Microbiol Biotechnol.57：124-30和De Vries等，1999，Eur J Biochem.262：377-85。

充气低pH组合物

术语“低pH组合物”是指在产品寿命期的一部分或整个寿命期内其水相pH低于5.5的任何组合物。优选该pH低于5.4、低于5.2或低于5.0。通常，该pH等于或大于1.0，优选3.0或以上，如4.0或以上。通常，对于充气食品，低pH产品会显示3.0-5.4的pH。

术语“充气”指已例如通过机械手段有意地将气体引入到了产品中。气体可以是任何气体，但优选是食品级气体如空气、氮气或二氧化碳，特别是在食品的情形中。充气程度通常以“膨胀度”来定义。在本发明的情形中，％膨胀度按体积定义为：

((充气终产品的体积-混合料的体积)/混合料的体积)×100

产品的膨胀度须根据所需的产品特性而变。例如，冷冻酸乳酪(yoghurt)的膨胀度水平通常是约70-100％，甜食如奶油冻的膨胀度可高达200-250wt％。一些冷却产品、常温产品和热产品的膨胀度水平可能较低，但通常也超过10％，例如奶昔(milkshake)的膨胀度水平通常为10-40wt％。

其它产品的膨胀度水平优选为100-800％。

泡沫在产品中并不需要是均匀的。尽管如此，在一个实施方案中，泡沫基本上是均匀的。

本发明的充气组合物包括充气食品。其它的组合物包括在低pH连续相中需要有能在所需的产品使用时内保持该相稳定性的泡沫的那些组合物。

优选本发明充气组合物在至少3个星期的时间后能保持其原始空气相体积的至少50％(通常在冷却温度(约5℃)下保藏后测量)。膨胀度不要求在整个产品当中均匀分散。

优选地，组合物中的平均气泡直径在3个星期的时间后与气泡在时间t＝0初次制备时的平均大小相比不会有明显变化(通常在冷却温度(约5℃)下保藏后测量)。优选地，在3个星期时间后相对平均气泡直径(d_r)的变化小于2.5倍，更优选小于2倍。时间＝t时的相对气泡直径(d_r)如在实施例中按以下方程确定：

d_{r} = \frac{d_{t}}{d_{0}}

式中d₀为制备后当时即t＝0时的平均直径，d_t为时间＝t时的平均气泡直径。

测量气泡大小和泡沫体积的变化的合适方法是用光散射技术进行。可方便地使用Turbiscan Tlab测量系统(Formulaction，法国)，该系统能同时分析目的充气样品的反向散射光和透射光。

将待分析泡沫装入圆柱形样品池(例如直径25mm，充入20ml泡沫)。用波长＝880nm的光源供应入射光，两个光学传感器接受透过样品的光线(与入射光成180°)和从样品反向散射的光线((与入射光成45°)。在扫描模式下，光学传感器扫描试管的高度，获得作为样品高度和时间的函数的透射和反向散射数据。由此可对迁移现象(如乳油化(creaming))和颗粒大小(如气泡大小)变化进行一段时间的监测。Turbiscan测量系统的使用的相关理论和实例可见于Mengual et al.，Colloids and Surfaces A，1999，152，112-123；Rouimi et al.，FoodHydrocolloids，2005，19，467-478；另可从厂商网站www.turbiscan.com获得应用说明和有用信息。

在实验上，由反向散射光通过一定面积的没有发生其它变化(如泡沫崩溃或气泡乳油化)的样品时的变化情况来观察平均气泡大小变化最好。这里，我们使用了泡沫的中部面积。反向散射水平(BS)与通过泡沫的光子传输平均自由程λ^*有以下关系：

BS = \frac{1}{{(λ^{*})}^{\frac{1}{2}}}

λ^*与气体体积分数和气泡平均直径d有以下关系：

λ^{*} = \frac{2 d}{3 φ (1 - g) Q}

Q和g均为Mie理论的光学参数，其中Q为散射效率因子，g为不对称因子。对于空气的体积分数已知的泡沫，可对平均气泡直径的变化进行历时监测。这通过Turbiscan软件进行自动计算。

可以使用的精确测量参数在实施例中规定。

泡沫稳定性(泡沫体积与时间的函数关系)和乳油化程度也可通过目测方法来确定，即观察取样到量筒中的泡沫中的这些现象。乳油化(因空气气泡的浮力所致)是一种导致容器中发生垂直相分离，致使大部分的气泡靠近上部表面而底部则气泡竭尽的过程。

充气食品

本发明的充气食品通常落入以下四种类别之一：热的、常温的(即产品在室温下保藏和/或提供而无需冷藏/冰冻)、冷却的或冰冻的。术语“食品”包括饮料。冷却充气食品包括冰沙和茶叶。冷冻充气食品包括冷冻糖食如冷冻酸乳酪(yoghurt)。

用于本发明低pH食品的合适的酸包括但不限于抗坏血酸、柠檬酸、乳酸、酒石酸、碳酸、琥珀酸、苹果酸、葡糖酸和它们的混合物。

食品可任选含有其它成分，如一种或多种以下成分：其它的蛋白质如乳蛋白质，可为纯成分或为液体成分，例如奶或奶油；油或脂，主要以乳化相的形式出现；糖类；盐类；着色剂和香料；化学乳化剂如单甘油酯；茶叶或咖啡；果泥或蔬菜泥/提取物/汁；稳定剂或增稠剂如多糖；防腐剂；夹杂物(inclusion)如坚果、水果、太妃糖。优选地，本发明的食品不含明胶。

本发明实施方案的一些具体实施例在下文给出。

在一个实施方案中，产品是充气饮料如奶昔、冰沙、碳酸饮料、啤酒或荼叶，该产品在低pH下需要泡沫，且在其寿命期内能保持稳定性。在这种情况下，充气产品的膨胀度可为5-300％，更优选10-200％。气体不要求均匀分散在整个产品当中。

在第二个实施方案中，产品是充气凝固产品如奶油冻、干酪饼(cheesecake)、果酱(jam)、裱花料或奶油(cream)，该产品在低pH下需要泡沫，且在其寿命期内能保持稳定性。在这种情况下，优选的膨胀度为50-400％。

在第三个实施方案中，产品是充气冷冻甜点(dessert)如果汁冰糕(sorbet)、冰淇淋或冷冻酸乳酪，该产品在低pH下需要泡沫，且在其寿命期内能保持稳定性。优选的膨胀度为50-300％。

优选充气食品是充气糖食产品。

疏水蛋白在产品中的存在量通常须随产品配方和空气相体积而变。通常，产品须含有至少0.001wt％疏水蛋白，更优选至少0.005或0.01wt％。通常，产品须含有1wt％以下的疏水蛋白。疏水蛋白可来自单一来源或多个来源，例如疏水蛋白可以是两种或多种不同的疏水蛋白多肽的混合物。

优选疏水蛋白是II类疏水蛋白。

本发明还涵括用以生产本发明充气食品的组合物，所述组合物包含疏水蛋白。这种组合物包括液体预混合料，例如用以生产冷冻甜食的预混合料，和干混合料例如粉末料，其在充气之前或充气过程中加入含水液体如乳或水。

用以生产本发明的冷冻食品的组合物除包含疏水蛋白外，还须包含食品中通常包括的其他成分，例如糖、脂肪、乳化剂、调味剂等。所述组合物可包含制作所述食品所需的所有其余成分，使得它准备好可被加工(即充气)形成本发明的充气食品。

用以生产本发明的充气食品的干组合物除包含疏水蛋白外，还须包含食品中通常包括的其他成分，例如糖、脂肪、乳化剂、调味剂等。所述组合物可包含制作所述食品所需的所有其余非液体成分，使得使用者所要做的只是加入含水液体如水或乳，所述组合物就准备好可被加工形成本发明的充气食品。这些干组合物的实例包括粉末料和颗粒料，可被设计成供工业使用和零售使用，且得益于体积减少和货架期延长。

用以生产本发明充气食品的组合物其pH通常须在5.5以下，或者在干组合物的情况下，当加入水或乳将产品复水成其通常的最终形式时，能形成pH在5.5以下的组合物。

所加入的疏水蛋白的形式和数量，要使得疏水蛋白能使空气相稳定。术语“加入”是指有意地将疏水蛋白引入到食品中，目的是利用它的泡沫稳定特性。因此，对于存在或加入了含有真菌污染物的成分，而真菌污染物可能含有疏水蛋白多肽的情况，这并不等同于本发明情形当中的加入疏水蛋白。

通常，加入到产品中的疏水蛋白的形式是能够在空气-液体表面自装配的形式。

通常，疏水蛋白以分离形式加入的本发明的食品或组合物中，通常至少部分纯化，如以固形物重量计至少10％纯。所谓“以分离形式加入”是指疏水蛋白并不是作为天然表达疏水蛋白的天然生物如蘑菇的一部分来加入。相反，疏水蛋白通常须是从天然来源提取得到的，或者是通过在宿主生物中重组表达获得的。

在一个实施方案中，疏水蛋白以单体、二聚体和/或寡聚体(即由10个或10个以下的单体单位组成)形式加入到产品中。优选至少50wt％的所加入疏水蛋白为至少一种这些形式，更优选至少75、80、85或90wt％。疏水蛋白一旦加入，通常会在空气/液体界面进行自装配，因此单体、二聚体和寡聚体的量预期会减少。

在一个实施方案中，疏水蛋白以分离形式加入到本发明的充气组合物中，通常至少部分上纯化。

所加入的疏水蛋白可用来使充气食品中的气相稳定化，通常是通过抑制气泡粗化来稳定，即发现疏水蛋白不但能稳定泡沫体积，而且能稳定泡沫当中的气泡大小。

现将参考以下只是示例性而非限制性的实施例对本发明作进一步的描述。

附图简述

图1：平均气泡直径(相对于时间t＝0时的平均气泡直径)与时间的函数关系。

图2：用0.1％HFBII和0.5％黄原胶在pH 3.5和5.2下(分别为左图和右图)产生并在5℃下保藏3个星期的泡沫。在这个时间后，没有发生泡沫体积损失或出现可见的气泡增长。

图3：在pH 3.5下产生的含有0.5％黄原胶及(左)0.1％HFBII-3个星期保藏、(中)1.5％LACTEM-2个星期保藏和(右)0.5％hyfoama-3个星期保藏的泡沫。所有泡沫均在5℃下保藏。

图4：在pH 3.5下产生的含有0.5％黄原胶及(左)0.1％HFBII-3个星期保藏、(右)1.5％LACTEM-2个星期保藏的泡沫的近拍图(close up picture)。注意，含HFBII的实施例所显示的泡沫没有可见气泡，而含LACTEM的实施例显示出在保藏过程中增长的可见气泡。

图5：含泡沫绿茶叶的平均气泡直径(相对于时间t＝0时的平均气泡直径)与时间的函数关系。

图6：用0.2％hygel和0.1％HFBII产生的果汁冰糕(两者均分新制的和温度过度处理(temperature abuse)后的)的显微结构的SEM图像。

图7：用0.2％hygel和0.1％HFBII产生的果汁冰糕在温度过度处理后的显微结构的更高倍SEM图像。

图8：用0.2％hygel和0.1％HFBII产生的果汁冰糕在2个星期温度过度处理后的照片。

图9：含0.1％HFBII和0.41％黄原胶的新制(左)和5℃下保藏3个星期后(右)的充气水果冰沙产品的照片，产品显示极少的乳油化或气泡增长。

图10：含0.1％HFBII和0.25％黄原胶的新制(左)和5℃下保藏3个星期后(右)的充气酸辣酱油(vinaigrette)产品的照片，产品显示极少的乳油化或气泡增长。

实施例1：充气低pH产品

制备包含含酸、黄原胶和下列三种充气剂(A-C)之一的溶液的充气产品。

A：Hyfoama DS

B：乳酸单甘油酯(Grinsted Lactem P 22，LACTEM)

C：里氏木霉(Trichoderma reesei)疏水蛋白(HFBII)(HFBII获自芬兰VTT Biotechnology公司，基本上按WO00/58342和Linder等，2001，Biomacromolecules 2：511-517的描述从里氏木霉纯化得到)。

所用材料的说明在表1中汇总，制备每种泡沫样品所用的配方在表2中显示(混合料A-C)。

将黄原胶加入到每种混合料中以防止泡沫发生乳油化。这使得可以对气泡大小与时间的函数关系作出完全的分析，而不受其它失稳因素如乳油化的扰乱。换句话说，我们测量的是泡沫对诸如不均衡(disproportionation)和凝聚(coalescence)的失稳机制的稳定性。

混合料制备

对于混合料A，将蛋白质和黄原胶掺合在一起，慢慢加入到搅动下的室温水中。然后将所得溶液加热到40℃，确保蛋白质得到适当溶解，总混合时间为30分钟。将所得混合料冷却，在5℃下保藏备用。

对于混合料B，将Lactem和黄原胶分散到搅动下的室温水中。然后将此分散液加热到60℃，确保Lactem得到适当分散，总混合时间为30分钟。将所得混合料冷却，在5℃下保藏备用。

对于混合料C，将黄原胶在搅动下慢慢加入到冷水中，搅拌至少30分钟，确保黄原胶高分子得到完全水化。然后，将所需浓度的HFBII以等分试样形式(as an aliquot)加入。然后将所得溶液在超声浴中温和超声处理30秒钟，以使HFB II完全溶解。将所得混合料冷却，在5℃下保藏备用。

表1.所用材料

表2.加酸前所用的基础配方

充气过程

充气前，先将样品溶液用10wt％柠檬酸溶液酸化至5.4或3.5的所需pH。这汇总于表3中。

表3：混合料加入柠檬酸后的pH

取80mL的酸化混合料用搅拌罐装置(stirred pot apparatus)剪切定时的一段时间，这段时间对应于获得100％膨胀度。这个装置包括一内高105mm、内径72mm的圆柱形垂直安装带夹套不锈钢罐。

用以剪切样品的转子为一矩形叶轮(impeller)，其大小恰好能使其在旋转时刮擦罐的内表面。还有两个半圆形(直径60mm)高剪切桨叶(blade)附接到该转子，每个桨叶与该矩形叶轮装置成45°角安装。转速为1200rpm，在充气过程中将装着转子的该钢罐冷却到5℃。

充气后，将样品在Turbiscan小瓶或100mL量筒中5℃保藏，以备作进一步分析。

泡沫和气泡稳定性的测量

泡沫及其中的气泡的稳定性用Turbiscan Tlab进行测量，上文说明了Turbiscan Tlab的操作说明。这使得可以测量以下两者与时间的函数关系：(1)泡沫体积(即总空气相损失的测量)，(2)平均气泡大小。

将所产生的泡沫投加到Turbiscan玻璃样品管中直到高度达约42mm，这对应于大约20mL的泡沫。然后设备扫描和测量高度2-55mm之间的反向散射光和透射光。进行几个星期时间的测量，具体时间取决于泡沫的稳定性。由于数据是在整个样品高度收集的，因此各确定界限(下限高度和上限高度)之间的反向散射曲线的平均值能给出关于该区域中的样品变化的信息，例如气泡大小。

气泡大小：由20-30mm之间测量的反向散射数据，从反向散射光自动计算出平均气泡大小。折光指数当作水和空气的折光指数。泡沫的空气相体积分数为0.5(等于100％膨胀度)。尽管泡沫的空气相体积分数会随时间变化，特别是如果泡沫不稳定和有乳油化发生的话，但是我们发现在样品的20-30mm高度之间进行测量能得出可靠的大小数据，除非泡沫十分不稳定。如果泡沫高度不稳定，则其大小数据在定量意义上需要小心对待，但还是可以与其它泡沫的大小数据进行比较。

结果和讨论

稳定性与时间的函数关系

图1显示每种起泡混合料所测量到的平均气泡大小(相对于t＝0分钟时测量到的平均气泡大小)与时间的函数关系。在pH 3.5和5.2，HFBII形成的泡沫其当中的气泡保持稳定的时间远超过用Hyfoama或Lactem充气所得的泡沫当中的气泡。用HFBII稳定化的泡沫保持稳定超过3个星期。

用Hyfoama和Lactem产生的泡沫不但有显著的气泡增长，而且在它们短寿命期的较后阶段出现崩溃(失去空气相体积)。在HFBII的情况中，没有测出产品有空气相体积失去。

图2和3显示用HFBII、Lactem或Hyfoama作为充气剂产生的泡沫的图像。图2清楚显示，用HFBII产生的泡沫在pH 3.5和5.4下均高度稳定。即使在3个星期保藏后，也不会观察到泡沫崩溃或可见的气泡增长。

图3和4同样证明用HFBII产生的泡沫的稳定性。用Lactem在pH 3.4下产生的泡沫就保持空气相体积而言显示相当的稳定性，但从图4中的显示可见空气气泡的近拍图清楚可见，有显著的气泡增长出现。在Hyfoama的情况中，不但出现了显著的气泡增长，而且空气相体积也失去了。

因此，显然可用疏水蛋白在酸的存在下形成高度稳定的泡沫。这些泡沫在冷却下保持其空气相体积超过3个星期的时间，且在这段时间中气泡大小不会有显著变化。

实施例2：含茶叶提取物的充气产品

充气产品的制备

由以下配方制备出含茶叶提取物的混合料。0.1％HFBII、0.5％黄原胶、0.16％绿茶粉末，其余为水。如下制备混合料：将黄原胶和绿茶粉末在搅动下慢慢加入到冷水中，搅拌至少30分钟，确保高分子物质完全被水化。然后，将所需浓度的HFB II以等分试样形式加入。然后将所得溶液在超声浴中温和超声处理30秒钟，以使HFB II完全溶解。将所得混合料冷却，在5℃下保藏备用。

充气前，先将该溶液用10wt％柠檬酸溶液酸化至所需的pH 5.4。然后按对实施例1的混合料所述的相同方式，用搅拌罐将该混合料充气至100％膨胀度。然后将充气混合料在5℃下保藏，按实施例1中所述的相同实验配置，分析气泡大小和泡沫体积与时间的函数关系。

结果和讨论

图5显示以平均气泡直径表示的泡沫稳定性。显然，一段时间后气泡大小极少变化，表明气泡稳定不会发生显著变化。此外，在这段时间内，总泡沫体积保持不变。

实施例3：充气和冷冻水果果汁冰糕

用表4所列成分制备两份果汁冰糕。产品J用表5所示的混合料J的配方制备。这个产品中的空气稳定剂是称为Hygel的市售充气剂，为水解乳蛋白质。产品K用所示的混合料K的配方制备。这个产品中的空气稳定剂是疏水蛋白HFBII。

表4.所用材料

表5.配方

混合料制备

对于混合料J，将所有的成分加入到冷水中，用磁力搅拌器分散，在连续混合下加热至80℃。用设定在-18℃的冷却浴将所得溶液快速冷却至5℃。对于包含疏水蛋白的混合料K，执行相同的程序，除此之外还将HFB II以等分试样形式加入到冷却的溶液中。两种混合料在5℃下保藏以备进一步加工。未充气混合料的pH经测定为pH 4。

充气和冷冻步骤

将80mL的冷混合料转移到搅拌罐(实施例1所述)中进行充气和冷冻。冷冻是通过使冷冻剂循环通过围绕搅拌罐的夹套实现的。用以下剪切和温度方案，将混合料充气和冷冻产生果汁冰糕产品：100rpm 1分钟，启动冷却剂循环(-18℃)，接着1000rpm 2分钟，然后300rpm，直到转矩达到1Nm(这在-5℃的产品温度下出现)。将所得果汁冰糕收集到已冷却至-20℃以下的合适容器中。产品J的膨胀度经测定为113％，产品K的膨胀度为101％。

保藏和温度过度处理方案

随后将果汁冰糕产品在两种温度方案下保藏：

(a)“新制”样品在-80℃下一直保藏至进行分析为止(约1个星期)。在-80℃下，没有出现结构变化，因此显微结构基本上与新制产品相同。

(b)“温度过度处理”样品在-10℃下保藏1个星期。一些样品还在-10℃下再保藏一个星期。

保藏后，通过扫描电镜术(SEM)和通过对总体产品质量的目测检查，对产品进行分析。

扫描电镜术

用低温扫描电镜术(SEM)显示产品的显微结构。为制备电镜样本，将样品在干冰上冷却至-80℃，切取切片。该切片大小约为6mm×6mm×10mm，在正要冰冻的时候(on the point of freezing)用Tissue Tek：OCT^TM化合物(PVA 11％、Carbowax 5％和85％非反应性成分)将其安放在样品支持器上。将样品连同支持器投入液氮泥(liquid nitrogen slush)中，转移到保持在约10^-4mbar真空下的低温制备室(Oxford InstrumentCT1500HF)。用手术刀片在制备室中将样品破碎。然后将样品升温至-90℃保持约60-90秒钟，使冰慢慢升华露出表面细节。然后将样品冷却至-110℃结束升华。接着，用氩等离子体给样品包被上金。这个过程也在真空下进行，所施加的压力为10^-1mbar，电流为6毫安，持续45秒钟。然后将样品转移到常规扫描电子显微镜(JSM 5600)，该镜装有在-150℃温度下的Oxford Instruments冷台。将样品照像，通过数字影像撷取软件捕获目的区域。

结果

图6显示本发明的产品J(左，比较产品)和产品K(右)的显微结构的SEM图像。上方图像显示新制产品，下方图像显示温度过度处理产品。

新制产品具有类似的显微结构，空气气泡小，球形。但是，温度过度处理后，比较产品J显示有大的空气通道，分立空气胞(air cell)极少，表明已发生严重的气泡凝聚。本发明的产品K(即含有疏水蛋白)显示空气相的凝聚和通道化要少得多，保留有大量的小分离气泡。

图7更高倍显示温度过度处理样品的显微结构。果汁冰糕K显示有小空气气泡(直径小于100μm)存在，而果汁冰糕J却没有。

图8显示比较果汁冰糕产品(J)和包含疏水蛋白的果汁冰糕产品(K)在温度过度处理2个星期后的照片。果汁冰糕J比果汁冰糕K更深色，因为样品中的气泡大小增大。此外，果汁冰糕J因空气的失去造成体积降低，而果汁冰糕K则没有。

从这些图像可见，含疏水蛋白的低pH果汁冰糕(K)比含标准的稳定空气用乳蛋白质(air stabilising milk protein)的比较果汁冰糕(J)具有稳定得多的空气相。

实施例4：充气水果冰沙

用英国Unilever公司生产的Vie Shots^TM饮料作为果泥基料，制备充气水果沙冰。Vie Shots^TM含：香蕉泥(28％)、橙浓缩汁(26％)、胡萝卜浓缩汁(23％)、南瓜浓缩汁(14％)、橙浆(4％)、柠檬浓缩汁、针叶樱桃(acerola cherry)浓缩汁(1.5％)和苹果果胶。pH经测定(室温下)为pH4.17。将黄原胶在搅拌下慢慢加入到果泥中至浓度达0.5wt.％。然后混合20分钟，让黄原胶充分水化。用手持式aerolatte^TM装置将已知体积的0.5wt.％疏水蛋白溶液充气至400％膨胀度。将此充气溶液加入到果泥中，得到膨胀度大约100％、总疏水蛋白浓度为0.1wt％和总黄原胶浓度约0.41wt％的充气水果沙冰产品。然后将充气水果沙冰产品在5℃下保藏，监测其稳定性三个星期的时间。图9显示3个星期后充气水果沙冰产品保持稳定的空气相，没有出现显著的气泡增长或乳油化。

实施例5：酸辣酱油调味料

用Hellman’s^TM清淡酸辣酱油作为基料制备充气调味料(dressing)。该基料含：水、酒醋(spirit vinegar)、糖、变性马铃薯淀粉、大蒜、盐、红辣椒、防腐剂、欧芹、黑辣椒、百里香和色料。pH经测定(室温下)为pH 3.58。将黄原胶在搅拌下慢慢加入到酸辣酱油中至浓度达0.3wt.％。然后混合20分钟，让黄原胶充分水化。用手持式aerolatte^TM装置将已知体积的0.5wt.％疏水蛋白溶液充气至400％膨胀度。将此充气溶液加入到酸辣酱油调味料中，得到膨胀度大约100％、总疏水蛋白浓度为0.1wt％和总黄原胶浓度约0.25wt％的充气酸辣酱油调味料产品。然后将此产品在5℃下保藏，监测其稳定性三个星期的时间。图10显示3个星期后没有显著的泡沫崩溃或气泡增长。乳油化量也不显著。因此，疏水蛋白能够在可倒出的低pH调味料中使泡沫充分稳定达至少3个星期。

上文各单独段节内容提及到的本发明各个不同的特征和实施方案，在适当的情况下作了必要的修正也适用于其他段节。因此，在适当的情况下可将在一个段节中载明的特征与在其他段节中载明的特征结合在一起。

以上说明书中提到的所有出版物通过引用结合到本文中。不背离本发明的范围对已描述的本发明方法和产品所作的各种修改和变化，对本领域技术人员来说将是显而易见的。虽然本发明已结合具体的优选实施方案进行了描述，但应认识到，要求保护的本发明不应不适当地限制于这些具体实施方案。实际上，对已描述的本发明各实施方式所作的各种对相关领域技术人员来说显而易见的修改，都意味着落入以下权利要求的范围内。

Claims

1.一种pH低于5.5的充气组合物，所述组合物包含至少0.001 wt%和低于1 wt%的疏水蛋白，其中所述疏水蛋白是II类疏水蛋白。

2. 权利要求1的充气组合物，其中所述疏水蛋白为分离形式。

3. 权利要求1或2的充气组合物，所述组合物是充气食品。

4. 权利要求3的充气组合物，所述充气食品是冷却食品。

5. 权利要求1或2的充气组合物，所述组合物的pH为3.0-5.4。

6. 权利要求1或2的充气组合物，所述组合物的pH为3.0-5.0。