CN101312664A

CN101312664A - 低沉降酸性蛋白质饮料

Info

Publication number: CN101312664A
Application number: CNA2006800277658A
Authority: CN
Inventors: C·R·袁; M·卡兹迈斯基
Original assignee: CP Kelco US Inc
Current assignee: CP Kelco US Inc
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2008-11-26
Also published as: US20070026125A1

Abstract

本发明提供了特定类型的基于蛋白质的低pH饮料(例如基于大豆和/或乳品的类型)，该饮料适当地悬浮从而防止了这些蛋白质成分在储藏期间的不利沉降。此类饮料包括增稠体系，该体系中含有用不同水溶性活性助剂包被的细菌纤维素(BC)，从而由基于BC的组分提供了一个能悬浮目标蛋白和防止这些蛋白质任何可见沉降的网络形成结构。此外，该体系还能改善用不溶性钙强化的酸性蛋白质饮料的悬浮性。本发明所涉及的饮料在标准储藏条件下具有某些稳定性的优点，并且根据整个体系的pH，该饮料可包括包被蛋白质的添加剂，从而在pH水平接近这些组成性蛋白质相关等电点时，防止或至少延缓这些蛋白质的聚集。

Description

低沉降酸性蛋白质饮料

技术领域

本发明主要涉及特定类型的基于蛋白质的低pH饮料(例如基于大豆和/或乳品的类型)，该饮料适当地悬浮从而防止了这些蛋白质组分在储藏期间的不利沉降。此类饮料包括增稠体系，该体系中含有用不同水溶性活性助剂包被的细菌纤维素(BC)，从而由基于BC的组分提供了一个能悬浮目标蛋白和防止这些蛋白质发生任何可见沉降的网络形成结构。此外，该体系还能改善用不溶性钙强化的酸性蛋白质饮料的悬浮性。本发明所涉及的饮料在标准储藏条件下具有某些稳定性的优点，并且根据整个体系的pH，该饮料可包括包被蛋白质的添加剂，从而在pH水平接近这些组成性蛋白质相关等电点时，防止或至少延缓这些蛋白质的聚集。

背景技术

随着基于大豆和乳品的蛋白质饮料的供应增加和这些饮料感官特性的改善，它们的受欢迎程度有所提高。然而，目前仍有某些缺陷使其不能为消费者广泛接受，这主要涉及口味和其它美学特性。消费者对其摄入的饮料通常非常挑剔。随着大众健康意识的日益增强，这些基于蛋白质的类型越来越为大众所接受。然而，伴随这种利用增加而来的是为了提供更具吸引力产品而增加对滋味、香味和外观的可选性的需求。业已证明很难达到这一终极目标，这主要是由与该饮料中营养素基产品(nutrient base-product)蛋白质相关的储藏期稳定性问题造成的。

乳品奶(dairy milk)已供消费了很长时间，它是经巴斯德杀菌后的重要产品。然而，对于在该产品中提供不同口味存在着持续的需求，由此使得pH问题对于其中存在的所有重要蛋白质仍然成为一个反复出现的问题。豆奶已立足于某些市场，这尤其是由于该产品中不含乳糖。然而，与基于乳品蛋白的组合物类似，该大豆产品也具有与长期储藏稳定性相关的问题。

在中性pH或接近中性pH的乳品或豆奶中，可很容易地用代表性的增稠剂(例如羧甲基纤维素和其它纤维素醚、果胶、淀粉、黄原胶、瓜耳胶、豆角胶、角叉菜胶等)使这些目标饮料中的蛋白质悬浮。在这样的中性pH水平下，大豆或牛奶蛋白具有净负电荷，因此可稳定地使蛋白质颗粒不发生聚集、群集或以其它方式形成大颗粒。据信这些代表性的增稠剂使目标饮料中水相的粘度提高。这有助于使所述增稠剂保持水相，从而潜在地将蛋白质沉降物的形成限制到使蛋白质保持溶解于其中的程度。因此，这些代表性的增稠剂提供了一种中性pH水平时使蛋白质沉降最小化的方式。

主要的问题存在于为了适应官感增强剂(organoleptic enhancer，例如调味剂、着色剂等)的加入而将pH水平降低到约3.6～4.5的pH值时。可通过在豆奶中加入乳品奶、改变风味和降低这些饮料的pH来掩蔽豆奶中过于显著的或豆类的味道，从而提高该目标饮料的感觉和/或美学特性。这会造成蛋白质颗粒电荷密度的降低(即pH位于或接近其中存在的具体蛋白质的等电点)。在这一特定的pH水平下，这些蛋白质容易发生热变性，导致蛋白质分子显著的和极为不利的聚集或群集，并导致其从溶液中发生上述不利的沉降。尽管代表性的稳定剂(例如果胶)具有在低pH大豆蛋白饮料酸化过程中使蛋白质的联合最小化的功效，随着时间的流逝，在3.6～4.5的pH范围内沉降仍然会发生。也已推测可通过在加入果胶前对目标蛋白进行表面修饰和/或匀化来帮助在溶液中进行适当而充分的果胶包被，从而减少造成上文所讨论的沉降问题的蛋白质-蛋白质相互作用的倾向。不幸的是，这种所提议的改进十分昂贵且难以实践，因此在大豆饮料市场中不太可能被轻易接受。

因此需要通过能满足长期储藏稳定性要求的悬浮助剂来解决基于蛋白质的低pH饮料中的沉降问题。现已认识到如果蛋白质的聚集程度极高时，即便采用了增稠剂，也很难保持含有该组成性营养物的悬浮液。具体而言，在酸性pH水平下，某些蛋白质，尤其是大豆和/或乳品饮料中的那些蛋白质会发生不利的聚集，由此非常容易受到其带电部分间有害的相互作用的影响。可将某些代表性的增稠剂用作这些蛋白质成分的包被添加剂，以减少或充其量延缓该聚集和最终的沉降。例如，可将果胶加入这种饮料组合物中，然后将其调节到酸性pH水平(即低于4.5)。在该酸性水平下，果胶实质上会被活化从而使其不仅能适当地包被这些蛋白质，还可防止或更适当地减少接近蛋白质等电点时蛋白质-蛋白质之间的相互作用。但是，重要的是就长期而言，果胶不能防止这些聚集和最终的沉降；由于这些饮料通常需要较长的储藏期，这一减少蛋白质沉降的体系本身并不能为低pH系统的沉降提供有效结果，从而提高(例如)大豆蛋白饮料中的滋味水平。基本上且不幸地，如上文所述的这种沉降物即便在有作为包被添加剂的果胶的存在下，也会随着时间的流逝而不可避免地最终聚集。并且因此，如果随着时间的流逝蛋白质颗粒发生充分的沉降，这些所产生的沉降物将填密或牢固结合，并且会变得即便剧烈震摇也不易分离。在这种情况下，消费者不会摄入所产生的沉降物，由此使得所需蛋白质的所需益处丧失。

然而，当pH为较高水平(即5.0～6.0)时，这种果胶添加剂不会提供同类的显著(但有限)的益处。在这样的pH水平下，果胶与蛋白质的相互作用不会发生到能够适宜地包被(蛋白质)和使得蛋白质免遭这种有害的电荷部分相互作用影响的程度。在这种较高的pH水平下，蛋白质不会象在较低pH下那样容易变性。然而，即便对象制剂以该较高的pH范围(pH 5～6)存在，加工的温度仍然会导致蛋白质的联合和凝结。采用果胶在较低pH水平下提供一定程度的保护，实质上这一仅用果胶保护的低pH饮料所产生的相互作用程度将会与不论存在果胶与否的较高pH水平(即5.0)的类型的相互作用程度十分相似。因此，仅用果胶不能提供一种有效体系，这种体系能保护并从而防止该酸性饮料中蛋白质沉降而无需考虑该饮料中的实际pH水平。因此，迫切需要一种不仅能为这种基于蛋白质的酸性饮料潜在地延缓该蛋白质聚集，并且还能提供其稳定的长期悬浮体系的方法，尤其是从美学观点来提高对该产品的潜在市场。目前，已提供的最佳市场是如上所述地仅采用果胶作为包被添加剂。因此迫切需要对悬浮体系进行改良，尤其是采用低成本和低复杂性，且在饮料生产方法中易于加入的溶液。

发明概述

本发明相应地涉及一种液态组合物，其包含：至少一种基于蛋白质的物质(material)和至少一种含细菌纤维素的制剂，该制剂包含至少一种细菌纤维素物质和至少一种选自下组的聚合物增稠剂：至少一种带电纤维素醚、至少一种选自黄原胶产品、果胶、藻酸盐/酯、胶凝糖胶、威兰胶(welan gum)、丢坦胶(diutangum)、拉姆珊胶(rhamsan gum)、角叉菜胶、瓜耳胶、琼脂、阿拉伯胶、印度胶(gum ghatti)、卡拉雅胶、黄蓍树胶、罗望子胶、豆角胶等的沉淀剂、以及它们的任何混合物，其中所述液态组合物的pH水平最大为5.5。

此外，本发明还涉及一种液态组合物，其包含0.1～20重量％的至少一种基于蛋白质的物质，pH水平最多为5.5；其中所述液态组合物在22℃的温度下储藏24小时后蛋白质沉降水平最多为10％。此外，本发明还涉及一种液态组合物，其包含：0.1～20重量％的至少一种基于蛋白质的物质，以及0.05～5重量％的不溶性钙源，所述液态组合物的pH水平最多为5.5；其中所述液态组合物在22℃的温度下储藏24小时后的蛋白质沉降水平最多为10％，且不溶性钙的沉降水平最多为10％。

可用于含细菌纤维素的制剂中的带电纤维素醚是在添加该含细菌纤维素制剂的最后终用途组合物中用于分散并稳定网状的网络结构的化合物。如上所述，带电的化合物通过对单条纤维的斥力促进了形成所需纤维网络结构的能力。这种网络结构在目标饮料中提供了在长期储藏下具有足够强度和稳定性以及摇溶特性的优异网络结构，从而使得该目标饮料中的任何聚集蛋白质不会随时间的流逝而有可见沉降。可用于该含细菌纤维素的制剂中的沉淀剂是用于在干燥和研磨中保护网状的细菌纤维素纤维功能的化合物。此类带电纤维素醚的例子包括总体为阳性或阴性的基于纤维素的化合物，包括但不限于：任何羧甲基纤维素钠(CMC)、阳离子型羟乙基纤维素等。沉淀(干燥)剂为选自下组的天然和/或合成产品，包括但不限于：黄原胶产品、果胶、藻酸盐/酯、胶凝糖胶、丙二醇藻酸酯、拉姆珊胶、角叉菜胶、瓜耳胶、琼脂、阿拉伯胶、印度胶、卡拉雅胶、黄蓍树胶、罗望子胶、豆角胶等。包含沉淀(干燥)剂是优选但非必须。

在一个潜在的优选实施方式中，由此生产的含细菌纤维素和果胶的制剂具有无需任何人工或能量密集型活化作用即可促进活化的突出优点。整个方法的另一突出优点是无论其中存在带电纤维素醚或是沉淀(干燥)剂，该方法具有通过异丙醇沉淀来收集所得含细菌纤维素制剂的能力。因此，不希望受到任何任何特定科学理论的束缚，由于细菌纤维素以上述的方式共沉淀，醇不溶性聚合物增稠剂(例如黄原胶或CMC钠)似乎可通过包被在至少部分所得由细菌纤维素形成的纤维上来保护细菌纤维素。看来聚合物增稠剂以这种方式事实上有助于加入非水性液体(例如低级烷基醇)时使纤维质的纤维联合和脱水，由此在该共沉淀阶段中使得低产率多糖可被大量收集。在纯化和回收步骤中没有了大量的水，这样，最终可收集到更大量的细菌纤维素。采用这一新方法可收集最高量的发酵细菌纤维素，从而提供了生产所需的高效率，并如上所述避免了产生废水和获得该所得产物通常所需的多道脱水及重浆化(步骤)。此外，如前所述，当干燥剂(尤其是作为一个非限制性的例子——果胶产品)被加入目标终用途组合物中时，其作为包被层存在于至少一部分细菌纤维素纤维束上显示出对活化需要的改善。令人惊讶的是，与先前类似类型的产品相比，本发明含细菌纤维素的制剂改善流变学特征所需的能量显著降低。同样，由于细菌纤维素(下文中称为″BC″)与单独的可溶性聚合物增稠剂相比提供了独特的功能和流变能力，通过本发明方法制备的所得产品提供了传统方法的低成本替代品，该产品具有改善的再活化性能、耐高温食品加工中的粘度变化、以及在长期储藏中具有改善的悬浮性质。

这种目标饮料优选基于乳品或基于大豆，并由此包括直接与这些物质联合的蛋白质类物质。然而，包含表现出聚集能力的蛋白质的其它类型的饮料也可用于本发明的范围内。此类饮料包括但不限于：果味奶或豆奶饮品、营养型饮料和优酪乳(yogurt smoothie)。尤为令人感兴趣的是需要适当悬浮以在长期储藏后以悬浮液的形式提供营养成分的含蛋白质饮料。

发明详述

出于本发明的目的，术语″含细菌纤维素的制剂″包括通过本发明方法生产的细菌纤维素产品，并由此包括包被至少一部分所得细菌纤维素纤维束的聚合物增稠剂。因此，术语″制剂″表示由此生产的产品是用该方法制备的细菌纤维素和聚合物增稠剂的组合，其具有该所得结构和构型。术语″细菌纤维素″包括由醋酸杆菌属(Acetobacter)的细菌经发酵后产生的任何类型的纤维素，其包括通常被称为微纤维化纤维素、网状细菌纤维素等的物质。

可将细菌纤维素用于各种组合物中作为有效的流变调节剂。当该物质分散在流体中时，会产生具有高屈服应力的高粘度摇溶混合物。屈服应力是使凝胶样体系开始流动所需的力的量度。它是流体悬浮能力的指示，同时也是将流体施加于垂直表面后流体保持在原位的能力的指示。

通常，通过对细菌纤维素在亲水溶剂中的混合物进行一定程度的处理来提供这种流变调节行为，所述亲水溶剂为例如水、多元醇(例如乙二醇、甘油、聚乙二醇等)或它们的混合物。该处理过程称为″活化″，其通常包括高压匀化和/或高剪切混合。然而，已发现本发明的发明性含细菌纤维素的制剂经低能量混合即可活化。活化是改变纤维素三维结构的过程，通过活化可使得纤维素赋予发生活化所在的基础溶剂(base solvent)或溶剂混合物或加入该活化的纤维素的组合物某些功能。所述功能性包括提供诸如以下的性质：增稠，赋予屈服应力、热稳定性、悬浮特性、冻融稳定性、流动性控制(flow control)、泡沫稳定作用、包衣形成和膜形成等。在活化过程中的该处理绝不仅是将纤维素分散在基础溶剂中。该处理将纤维素纤维″撕开″以使这些纤维素纤维膨胀。可以湿浆(分散体)或干产品的形式使用含细菌纤维素的制剂来为目标流体组合物提供所需的有利流变学特征，所述干产品是通过采用熟知的干燥技术(例如喷雾干燥或冷冻干燥)干燥分散体生产的。细菌纤维素BC的活化使纤维素组份膨胀，从而形成具有很大表面积的高度相互结合的纤维素网状结构。活化的网状细菌纤维素具有极大的表面积，据信其表面积比常规微晶纤维素(即植物来源的纤维素)至少高200倍。

本文所用的细菌纤维素可以是与醋酸杆菌属微生物发酵产物相关的任何类型纤维素，先前可市售获得的有，例如，CPKelco U.S的

(商品名)。这种好氧培养产物的特征是呈由不溶于水的纤维形成的高度网状、分支的互连网络结构。

此类细菌纤维素产品的制备方法是熟知的。例如美国专利5,079,162和美国专利5,144,021(均纳入本文作为参考)揭示了在供氧、搅拌条件下用醋化醋酸杆菌的木醋菌变种(Acetobacter aceti var.xylinum)菌株来生产网状细菌纤维素的方法和培养基。搅拌培养以每小时至少0.1g/升的速度持续(平均70小时)生产所需的纤维素。用上述专利中所揭示的方法和条件可生产含约80～85％水的网状纤维素湿滤饼。可采用熟知的干燥技术(例如喷雾干燥或冷冻干燥)来生产干的网状细菌纤维素。

醋酸杆菌的特征是一种0.6～0.8微米×1.0～4微米的棒状革兰氏阴性菌。它是一种严格好氧的微生物；即其代谢作用是通过呼吸作用而不是酵解作用。该细菌的区别还在于其具有产生化学结构上与纤维素相同的多条聚β-1，4-葡聚糖链的能力。网状细菌纤维素的微纤维素或微纤维是在细菌表面细胞膜外的位点上合成的。这些微纤维通常具有约1.6nm×5.8nm的横截面尺寸。反之，在静止或静置培养条件下，细菌表面的微纤维结合形成横截面尺寸通常约为3.2nm×133nm的纤丝。这些由醋酸杆菌产生纤丝横截面尺寸小、表面积大以及纤维素固有的亲水性这些特征提供了具有非常高的吸收水溶液的能力的纤维素产品。常常将添加剂与网状细菌纤维素联合使用以有助于稳定粘稠的分散体的形成。

鉴于细菌纤维素的纯化和收集中存在如前所述的固有问题，可以确定，本文所用的方法提供了理想的优异结果。整个过程中的第一步是提供任何量的发酵产物形式的目标细菌纤维素。用于该步骤的生产方法如上所述。已证明很难保持该产物产率的持续高水平，因此为了最终以最低的成本收集产物必须实现目标产品的滞留。

对这些物质的纯化方法是熟知的。通过如下方法从细菌纤维素产物中裂解去除细菌细胞：以能从纤维素产物中适当地去除尽可能多的死亡细菌细胞的量，加入苛性添加剂(例如氢氧化钠或任何类似的高pH(优选高于约12.5的pH)添加剂)。如果需要的话，可在不止一个步骤中进行(该裂解)。然后通常是用酸进行中和。可采用具有足够低pH和足以抗衡的摩尔浓度(从而有效地将产物的pH水平尽可能中和或降低到接近7.0)任何适合的酸。硫酸、盐酸和硝酸都是适用于该步骤的例子。本领域普通技术人员根据该目的很容易确定对反应物的适当选择和用量。或者，可通过酶学方法来裂解和消化细胞(在适当的pH下用溶菌酶和蛋白酶处理)。

然后将该裂解产物与聚合物增稠剂混合，以对目标纤维和细菌纤维素束进行有效包被。该聚合物增稠剂必须不溶于醇(尤其是异丙醇)。该增稠剂有助于将细菌纤维素分散在目标流体组合物中，或有助于干燥细菌纤维素以更容易去除其中的水，还可能有助于纤维分散或悬浮于目标流体组合物中。适合的分散助剂(分散剂)包括但不限于：CMC(各种类型)、阳离子型HEC等，实际上可为本质上是聚合物且在加入目标液态溶液中时对细菌纤维素具有所需分散能力的任何化合物。优选该分散助剂是CMC，例如可购自CP Kelco的

如上所述，适合的沉淀助剂(沉淀剂)包括任何生物胶(biogum)，包括黄原胶产品(例如购自CP Kelco的

等)、胶凝糖胶、威兰胶、丢坦胶、拉姆珊胶、瓜耳胶、豆角胶等，以及其它类型的天然聚合物增稠剂，例如果胶是一个非限制性的例子。基本上将这两种产品以发酵液(broth)、粉末或复水粉末的形式混合可使得聚合物增稠剂包被在至少一部分细菌纤维素纤维和/或纤维束上。在一个实施方式中，对细菌纤维素和黄原胶的发酵液进行纯化(裂解)以去除残余的细菌细胞，然后混合细菌纤维素和黄原胶的发酵液。在另一实施方式中，将发酵液混合在一起而不进行最初的裂解，而在混合期间进行共裂解以进行纯化。

所述方法中各组分的量可有很多变化。例如细菌纤维素通常以约0.1～5重量％的量存在，优选约0.5～3.0％，而聚合物增稠剂可以细菌纤维素重量的10～约900％的量存在。

将细菌纤维素与聚合物增稠剂混合并使其被聚合物增稠剂包被后，通过在水混溶性非水液体中的协同沉淀来收集所得产物。出于毒性、利用率和成本的原因，优选该液体为醇，例如最优选为异丙醇。也可使用其它类型的醇，例如乙醇、甲醇、丁醇等，更不必说其它水混溶性非水液体，例如丙酮、乙酸乙酯和它们的任何混合物。在该协助沉淀步骤中也可使用这些非水性液体的任何混合物。通常，通过固-液分离装置对该协助沉淀产物进行处理，以去除醇溶组分，并将所需含细菌纤维素的制剂留于其上。

从以上步骤收集到湿滤饼形式的产物，然后将其转移到干燥装置中，并随后将其研磨成具有适当粒径的产品。为了提供其它特性和/或益处，还可在沉淀前或向湿滤饼中或向干燥后物质中加入其它活性助剂。该活性助剂包括：植物、藻类和细菌多糖和它们的衍生物以及低分子量碳水化合物(例如蔗糖、葡萄糖、糊精-麦芽糖复合物等)。在含细菌纤维素的制剂中还可存在其它添加剂，包括但不限于：水胶体、聚丙烯酰胺(及同系物)、聚丙烯酸类(及同系物)、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉(及类似的基于糖的分子)、改性淀粉、动物来源的明胶、乳品蛋白、大豆蛋白、其它动物或植物来源的蛋白质和不带电的纤维素醚(例如羧甲基纤维素，羟乙基纤维素等)。

然后可将本发明含细菌纤维素的制剂加入具有足够低pH的基于蛋白质的本发明目标饮料中。该饮料组合物可包括：以饮料组合物的总重量计，约0.01～1重量％、优选约0.03～0.5重量％的含细菌纤维素的制剂；以及以饮料组合物的总重量计，0.1～20重量％的基于蛋白质的物质(优选但非必须为乳品和/或大豆来源的)。该基于蛋白质的物质包括但不限于：牛奶、羊奶、豆奶、奶干物质、乳清蛋白、酪蛋白、大豆蛋白浓缩物、大豆蛋白分离物、以及它们的任何混合物。其它可包含在该低pH饮料中的添加剂包括(具体为)：调味剂、防腐剂、色素、稳定剂、甜味剂(例如糖、糖精等)、果肉、膳食纤维、维生素和矿物质。

优选实施方式

以下非限制性的实施例提供了关于本发明所涉及的各种发明性饮料以及对比例的教导。

悬浮助剂的生产

实施例1

在1200加仑(gal)发酵罐中生产BC，终产率为1.93wt％。用350ppm次氯酸盐处理发酵液，然后再用70ppm溶菌酶和194ppm蛋白酶进行处理。将一部分经处理的BC发酵液与给定量的黄原胶发酵液和CMC溶液混合(BC/XG/CMC＝3/1/1，基于干物质)，然后用IPA(85％)沉淀所得混合物，形成滤饼。然后如实施例1干燥并碾磨该滤饼。接着将该粉末状制剂以占STW样品约0.36重量％的量加入STW样品中，然后用西尔佛桑(Silverson)混合器以8000rpm混合该组合物5分钟。产物的粘度和屈服应力分别为1057cP和3.65达因/cm²。

实施例2

在1200加仑发酵罐中生产BC，终产率为1.93wt％。用350ppm次氯酸盐处理该发酵液，然后再用70ppm溶菌酶和194ppm蛋白酶进行处理。将一部分经处理的BC发酵液与给定量的果胶溶液(BC/果胶＝6/1，以干物质计)混合，然后用IPA(85％)沉淀所得混合物，形成滤饼。如实施例1干燥并碾磨该滤饼。接着将该粉末状制剂以占STW样品约0.36重量％的量加入STW样品中，同时加入20％CMC，然后用西尔佛桑(Silverson)混合器以8000rpm混合该组合物5分钟。产物的粘度和屈服应力分别为377cP和1.06达因/cm²。

实施例3

在1200加仑发酵罐中生产BC，终产率为1.93wt％。用350ppm次氯酸盐处理该发酵液，然后再用70ppm溶菌酶和194ppm蛋白酶进行处理。将一部分经处理的BC发酵液与给定量的CMC溶液(BC/CMC＝3/1，以干物质计)混合，然后用IPA(85％)沉淀所得混合物，形成滤饼。如实施例1干燥并碾磨该滤饼。接着将该粉末状制剂以占STW样品约0.36重量％的量加入STW样品中，然后用西尔佛桑(Silverson)混合器以8000rpm混合该组合物5分钟。产物的粘度和屈服应力分别为432cP和1.39达因/cm²。

实施例4

在1200加仑发酵罐中生产BC，终产率为1.93wt％。用350ppm次氯酸盐处理该发酵液，然后再用70ppm溶菌酶和194ppm蛋白酶进行处理。将一部分经处理的BC发酵液与给定量的果胶和CMC溶液(BC/果胶/CMC＝6/1/2，以干物质计)混合，然后用IPA(85％)沉淀所得混合物，形成滤饼。如实施例1干燥并碾磨该滤饼。接着将该粉末状制剂以占STW样品约0.36重量％的量加入STW样品中，然后用西尔佛桑(Silverson)混合器以8000rpm混合该组合物5分钟。产物的粘度和屈服应力分别为552cP和1.74达因/cm²。

实施例5

在1200加仑发酵罐中生产BC，终产率为1.4wt％。用350ppm次氯酸盐处理该发酵液，然后用70ppm溶菌酶和350ppm蛋白酶进行处理，接着再用350ppm次氯酸盐进行一次处理。将一部分经处理的BC发酵液与给定量的黄原胶发酵液和预水合的CMC溶液(BC/XG/CMC＝6/3/1，以干物质计)混合，然后用IPA(85％)沉淀，如实施例1干燥并碾磨。接着将粉末状制剂分别加入STW溶液和0.25％CaCl₂溶液，加入量为所述溶液的约0.2重量％，然后用拉伸匀化器(extensionalhomogenizer)以1500psi活化该组合物2遍。6rpm条件下，产物在STW和0.25％CaCl₂溶液中的粘度分别为343cP和334cP。使约20个直径为3.2mm的尼龙珠(1.14g/mL)落入各溶液(STW或0.25％CaCl₂溶液)中，并将溶液在室温下静置24小时。经过24小时后，这些珠无一沉降到烧杯底部。

实施例6

在1200加仑发酵罐中生产BC，终产率为1.6wt％。用350ppm次氯酸盐处理该发酵液，然后用70ppm溶菌酶和350ppm蛋白酶进行处理，接着再用350ppm次氯酸盐进行一次处理。将一部分经处理的BC发酵液与给定量的预水合果胶和CMC溶液(BC/果胶/CMC＝6/3/1，以干物质计)混合，然后用IPA(85％)沉淀，如实施例1干燥并碾磨。接着将粉末状制剂分别加入STW溶液和0.25％CaCl₂溶液，加入量为所述溶液的约0.2重量％，然后用拉伸匀化器以1500psi活化该组合物2遍。6rpm条件下，产物在STW和0.25％CaCl₂溶液中的粘度分别为306cP和293cP。使约20个直径为3.2mm的尼龙珠(1.14g/mL)落入各溶液(STW或0.25％CaCl₂溶液)中，并将溶液在室温下静置24小时。经过24小时后，这些珠无一沉降到烧杯底部。

实施例7

在1200加仑发酵罐中生产BC，终产率为1.6wt％。用350ppm次氯酸盐处理该发酵液，然后用70ppm溶菌酶和350ppm蛋白酶进行处理，接着再用350ppm次氯酸盐进行一次处理。将一部分经处理的BC发酵液与给定量的预水合CMC溶液(BC/CMC＝3/1，以干物质计)混合，然后用IPA(85％)沉淀，如实施例1干燥并碾磨。接着将粉末状制剂分别加入STW溶液和0.25％CaCl₂溶液，加入量为所述溶液的约0.2重量％，然后用拉伸匀化器以1500psi活化该组合物2遍。6rpm条件下，产物在STW和0.25％CaCl₂溶液中的粘度分别为206cP和202cP。使约20个直径为3.2mm的尼龙珠(1.14g/mL)落入各溶液(STW或0.25％CaCl₂溶液)中，并将溶液在室温下静置24小时。经过24小时后，这些珠无一沉降到烧杯底部。

各实施例均显示出优异和非常理想的粘度改良和屈服应力结果。就细菌纤维素产物而言，这些结果是迄今为止单用细菌纤维素物质和/或采用后文所述的低复杂性的方法所不能达到的。

基于蛋白质的低pH水平饮料的生产和分析

为了表明单用高甲氧基(HM)果胶的酸性大豆饮料的稳定性，最初制备了作为初始对比例的一些基于大豆的含果胶饮料。这些制剂详见表1，处理条件附于其后。大豆蛋白是购自Solae的商品名为XT34N IP的分离物。

表1

用高速混合器(Caframo Stirrer)将大豆蛋白分离物分散到烧瓶中25℃的去离子(DI)水中。然后将所得混合物加热到70℃保持5分钟，然后冷却到室温(约20～25℃)。在另一烧瓶中，用同型号的高速混合器将HM果胶分散到50℃的去离子水中，5分钟后自然冷却到室温。然后将该HM果胶溶液加入大豆分离物溶液中，手动搅约3分钟直到温度约为25℃。接着在所得溶液中加入橙汁(购自可口可乐公司的无果肉MINUTE

牌)。以上表1所示的量另外制备柠檬酸钠的干燥掺混物，然后将所得掺混物加入蛋白质/果胶/果汁溶液。接着边搅拌边用50％(w/v)柠檬酸溶液将pH调整到4.0。然后在140.5℃进行维持时间为4.5秒的超高温(UHT)处理，再以2000psi(1500psi第一阶段，500psi第二阶段)进行匀化，最后冷却到30℃。然后在无菌条件下，将该样品在30℃下加入聚对苯二甲酸乙酯共聚酯纳基恩(Nalgene)瓶中进行分析。然后将这些样品在室温下储藏7天，对其稳定性和沉降进行评估。

然后，制备包含特定的含细菌纤维素的制剂的本发明样品，所述制剂为例如BC:黄原胶:CMC(获自上述实施例1的稳定剂A)和BC:果胶:CMC(获自上述实施例6的稳定剂B)。表2显示了用它们制成的组合物。制备方法与上文所述相同。

表2

将表1和表2所示的各对照、对比例和发明实施例样品在室温下储藏7天并进行评估。阴性对照发生了彻底的相分离，其分离为50％澄清的上层和在容器下半部的浓稠沉降物下层。加入0.20％果胶后，饮料仍然在底部形成了密实的沉降物，饮料的90％则为混浊的上层，这表明在酸化步骤期间并果胶包被蛋白质不充分。鉴于容器底部所形成的可见片状沉淀物，0.35％和0.50％果胶样品也不稳定，然而这些饮料的口感是不同的。对照和0.20％果胶样品具有令人反感的沙砾质感，而0.35％和0.50％果胶样品虽然不稳定，但口感细滑。

用基于BC的本发明稳定剂生产的饮料1-4显示出显著优于用果胶稳定的酸性大豆饮料的稳定性改善。稳定剂A改善的稳定性优于对照，比之对照的50％相分离，在其用量为0.10％时仅发生35％的相分离。通过将稳定剂A的浓度提高到0.20％，相分离进一步降低到仅20％。用稳定剂B稳定的饮料没有显示出相分离的迹象。这些仅基于BC的饮料的有沙砾口感。这些饮料样品的结果显示在以下的表3中：

表3

	对照	0.2％果胶	0.35％果胶	0.50％果胶	0.1％稳定剂A	0.2％稳定剂A	0.1％稳定剂B	0.2％稳定剂B
	对照	0.2％果胶	0.35％果胶	0.50％果胶	0.1％稳定剂A	0.2％稳定剂A	0.1％稳定剂B	0.2％稳定剂B	相分离％	50	90	90	90	35	20	0	0
视觉观察	澄清上层	混浊上层，密实沉降物	混浊上层，密实沉降物	混浊上层，密实沉降物	澄清上层	澄清上层	稳定	稳定	相分离％	50	90	90	90	35	20	0	0
视觉观察	澄清上层	混浊上层，密实沉降物	混浊上层，密实沉降物	混浊上层，密实沉降物	澄清上层	澄清上层	稳定	稳定	口感质地	沙砾感	沙砾感	细滑	细滑	沙砾感	沙砾感	沙砾感	沙砾感

然后，为了改善仅用果胶的制剂的稳定性和克服仅用基于BC的稳定剂的制剂的不良质感，又制备了同时包含本发明稳定剂和HM果胶的制剂。按照上文表1之后的加工步骤，制备以下新的本发明制剂。

表4

表5

7天后的视觉检查显示，以上本发明的每一种稳定剂B与0.20％果胶组合均极大改善了不含基于BC的稳定剂的0.20％果胶饮料的稳定性。通过0.05％稳定剂B/0.20％果胶组合，相分离由仅含果胶的饮料中的90％降低到了仅40％。通过采用0.075％稳定剂B/0.20％果胶，相分离进一步降低到25％，而在0.10％稳定剂B/0.20％果胶组合体系中，仅观察到10％的不稳定性。由于果胶的存在，所有样品的口感都很细滑。

虽然未在表格中示出，0.35％果胶与稳定剂A的组合也显示出相比仅采用果胶的饮料的稳定性改善。7天后，在用0.05％稳定剂B/0.35％果胶和0.075％稳定剂B/0.35％果胶组合的稳定饮料样品中均显示出10％的相分离。用0.10％稳定剂B/0.35％果胶实现了完全的稳定。此外，对这些稳定样品的感官评估显示无颗粒感的细滑口感。这些数据表明0.10％稳定剂B与0.35％果胶的组合为提供了最佳的稳定性和口感。这些结果详见表6。

表6

	发明实施例5	发明实施例6	发明实施例7	发明实施例8	发明实施例9	发明实施例10
	发明实施例5	发明实施例6	发明实施例7	发明实施例8	发明实施例9	发明实施例10	相分离％	40	25	10	10	10	0
视觉观察	澄清上层	澄清上层	澄清上层	澄清上层	澄清上层	稳定	相分离％	40	25	10	10	10	0
视觉观察	澄清上层	澄清上层	澄清上层	澄清上层	澄清上层	稳定	口感质地	细滑	细滑	细滑	细滑	细滑	细滑

本发明体系值得关注之处还在于证明了基于BC的稳定剂能够将不溶性钙悬浮在基于蛋白质(在该实施例中，以大豆作为非限制性的选择)的酸化饮料中。除了使用0.35％果胶外，还加入稳定剂B和C(BC:CMC)(上文的实施例3)来悬浮钙。按照上文表1之后所述方法，制备以下制剂。

表7

室温下经过7天后，由于形成了大量沉降物，对照样品具有最差的稳定性。分析饮料中部和底部组成中的固体和钙含量，这两部分分别处于稳定和不稳定区域。与样品的中部相比，样品底部具有较高量的固体(15.16％比11.80％)。与饮料稳定部分0.68％的钙含量相比，这些不稳定的固体含有2.15％的不稳定钙，沉降物中钙和固体含量的差值部分为蛋白质和糖。

两种类型的基于BC的稳定剂均改善钙的悬浮使其优于对照。在稳定剂B和C的样品中，样品中部和底部的固体差异可忽略不计，钙浓度也是如此，这表明两种基于BC的稳定剂均能使蛋白质悬浮在酸化的大豆饮料中。结果示于以下的表8中。

表8

因此，与对照相比，本发明稳定的饮料，即便是在含有可能聚集的蛋白质固体的溶液中时，具有优异的钙稳定性和钙悬浮性。

然后，进一步研究了本发明基于BC的稳定剂与果胶共同稳定低酸度(pH 5)大豆蛋白质果汁饮料的功能。所测试的制剂列于以下表9中。

表9

如下制备这些制剂：首先用高速混合器将大豆蛋白分离物分散到烧瓶中25℃的去离子水中。然后将该溶液加热到70℃，在该温度下保持5分钟，然后冷却到室温。接着边搅拌边向该豆奶中加入果汁。然后按照以上所列的量将柠檬酸钠、糖和发明性稳定剂干混，并加入已混合好的大豆溶液中。接着边搅拌边用50％(w/v)柠檬酸将pH调节到5.0。然后在140.5℃下进行4.5秒的UHT处理，以2000psi(第一阶段1500psi，第二阶段500psi)进行匀化，接着冷却到30℃。然后在无菌条件下，将该样品在30℃下装入聚对苯二甲酸乙酯共聚酯纳基恩(Nalgene)瓶中进行储藏和分析。

室温下储藏7天后，对照样品在容器底部形成蛋白质沉降，显示了80％的相分离。加入0.075％稳定剂B，稳定性改善为仅发生35％的相分离。将浓度提高到0.10％，稳定性进一步改善为10％相分离。在用0.15％稳定剂B稳定的样品中观察到完全的稳定化。此外，对所有样品进行了口服评估，都没有感到沙砾感。这些数据表明基于BC的稳定剂能在pH范围接近5.0时使大豆蛋白质悬浮。结果示于以下表10中。

表10

	对照	发明实施例13	发明实施例14	发明实施例15
	对照	发明实施例13	发明实施例14	发明实施例15	相分离％	80	35	10	0
视觉观察	澄清上层	澄清上层	澄清上层	稳定	相分离％	80	35	10	0
视觉观察	澄清上层	澄清上层	澄清上层	稳定	口感质地	细滑	细滑	细滑	细滑

此外，还试验研究了本发明基于BC的稳定剂在轻微酸化含果汁乳饮料中悬浮热变性牛奶蛋白的功能。将两种浓度的稳定剂B(BC:果胶:CMC)(实施例6，如上)加入该饮料中，并与对照样品比较。用于该分析的制剂如以下表11所示，和后文所述制备。

表11

为了制备这些饮料，用高速混合器将去离子水、牛奶、糖和香草混合在一起。向所得混合物中缓慢加入橙汁，然后边搅拌边用50％(w/v)柠檬酸溶液将所得组合物的pH调节到5.0。然后在140.5℃下进行4.5秒的UHT处理，以2000psi(第一阶段1500psi，第二阶段500psi)进行匀化，接着冷却到30℃。如上所述，接着在无菌条件下，在30℃下装入聚对苯二甲酸乙酯共聚酯纳基恩瓶，在室温下储藏用于评估。

如此储藏7天后，对照样品完全不合格，在容器的底部形成致密的沉积物。采用稳定剂B的两种样品中，蛋白质都完全均匀地悬浮在饮料中。对样品的口服评估显示对照样品具有显著的沙砾感，而0.15％稳定剂B和0.20％稳定剂B则更为细滑。随着稳定剂B的浓度从0.15％提高到0.20％，口感上稠度也提高。

因此，在所有的情况下，尤其是与对照和其它对比性悬浮助剂体系相比，加入含有BC的悬浮助剂赋予了优异的低度相分离、稳定的外观和优良的口感。

虽然结合了某些优选的实施方式和实践来描述和揭示本发明，这绝非意味着将本发明限制于那些特定的实施方式，而是意味着覆盖了可被所附权利要求书及其等同物所限定的等价结构和所有可替换的实施方式和改变。

Claims

1.一种液态组合物，其包含：至少一种基于蛋白质的物质和至少一种含细菌纤维素的制剂，所述制剂包含至少一种细菌纤维素物质和至少一种聚合物增稠剂，所述聚合物增稠剂选自下组：至少一种带电纤维素醚、至少一种选自黄原胶产品、果胶、藻酸盐/酯、胶凝糖胶、威兰胶、丢坦胶、拉姆珊胶、角叉菜胶、瓜耳胶、琼脂、阿拉伯胶、印度胶、卡拉雅胶、黄蓍树胶、罗望子胶、豆角胶等的沉淀剂、和它们的任何混合物，其中所述液态组合物的pH水平最多为5.5。

2.如权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述聚合物增稠剂是带电纤维素醚。

3.如权利要求2所述的液态组合物，其特征在于，所述带电纤维素醚选自下组：羧甲基纤维素钠、阳离子羟乙基纤维素和它们的任何混合物。

4.如权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述聚合物增稠剂是沉淀剂。

5.如权利要求4所述的液态组合物，其特征在于，所述沉淀剂选自下组：黄原胶产品、果胶、藻酸盐/酯、胶凝糖胶、威兰胶、丢坦胶、拉姆珊胶、角叉菜胶、瓜耳胶、琼脂、阿拉伯胶、印度胶、卡拉雅胶、黄蓍树胶、罗望子胶、豆角胶、和它们的任何混合物。

6.如权利要求5所述的液态组合物，其特征在于，所述沉淀剂是果胶.

7.如权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述聚合物增稠剂是沉淀剂和带电纤维素醚的组合。

8.如权利要求7所述的液态组合物，其特征在于，所述聚合物增稠剂是羧甲基纤维素钠和果胶的组合。

9.如权利要求1所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

10.如权利要求2所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

11.如权利要求3所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

12.如权利要求4所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

13.如权利要求5所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

14.如权利要求6所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

15.如权利要求7所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

16.如权利要求8所述的液态组合物，其特征在于，所述细菌纤维素产品是微纤维化的纤维素。

17.如权利要求1所述的液态组合物，其还包含不溶性钙组分。

18.如权利要求7所述的液态组合物，其还包含不溶性钙组分。

19.如权利要求8所述的液态组合物，其还包含不溶性钙组分。

20.如权利要求16所述的液态组合物，其还包含不溶性钙组分。

21.一种液态组合物，其包含0.1～20重量％的至少一种基于蛋白质的物质，且pH水平最多为5.5，其中所述液态组合物在22℃的温度下储藏24小时后，蛋白质沉降水平最多为10％。

22.如权利要求21所述的液态组合物，其特征在于，所述基于蛋白质的物质选自：豆奶、乳品奶和它们的任何混合物。

23.如权利要求22所述的液态组合物，其特征在于，所述基于蛋白质的物质是豆奶。

24.如权利要求23所述的液态组合物，其pH水平最多为4.5。

25.如权利要求22所述的液态组合物，其特征在于，所述基于蛋白质的物质是乳品奶。

26.一种液态组合物，其包含：0.1～20重量％的至少一种基于蛋白质的物质，和0.05～5重量％的不溶性钙源，所述液态组合物的pH水平最多为5.5；其中，所述液态组合物在22℃的温度下储藏24小时后，蛋白质沉降水平最多为10％，且不溶性钙的沉降水平最多为10％。

27.如权利要求26所述的液态组合物，其特征在于，所述基于蛋白质的物质选自：豆奶、乳品奶和它们的任何混合物，所述不溶性钙源是选自下组的物质：磷酸三钙、碳酸钙和柠檬酸钙。

28.如权利要求27所述的液态组合物，其特征在于，所述基于蛋白质的物质是豆奶，所述不溶性钙是磷酸三钙。

29.如权利要求28所述的液态组合物，其pH水平最多为4.5。

30.如权利要求27所述的液态组合物，其特征在于，所述基于蛋白质的物质是乳品奶。