CN103108558A

CN103108558A - 蔬菜和果汁粉末

Info

Publication number: CN103108558A
Application number: CN2011800373478A
Authority: CN
Inventors: 蒂莫西·兰格力士; 王烁思
Original assignee: University of Sydney
Current assignee: University of Sydney
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2013-05-15
Also published as: JP2013532476A; AU2011284802B2; AU2011284802A1; BR112013002205A2; EP2597974A1; US20130251884A1; WO2012012844A1

Abstract

一种粉末食物产品，包含一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合，同时包含一定量的用于有效包封所述一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合的乳清蛋白分离物。

Description

蔬菜和果汁粉末

相关申请的交叉引用

本发明要求AU2010903409号申请的优先权，其内容通过引用合并至本文中。

发明领域

本发明涉及蔬菜粉末和果汁粉末以及制造这些粉末的方法。

发明背景

商业橘汁生产方法和产品形式

新鲜提取的橘汁通过修整机(筛子)过滤以除去果肉和种子，它们与果皮一起被转移用于副产物。在该阶段，橘汁通常被制成两种产品形式之一：散装冷冻浓缩橘汁（FCOJ）或非浓缩还原汁(NFC，not-from-concentrate)。

（i）散装FCOJ

制成散装FCOJ的橘汁被输送至蒸发器，其中利用真空和热来除去多余的水，从而获得65白利度的基础浓缩物，其与正常单倍浓度橘汁的浓度比为7比1。随后，在20°F或更低温度存储散装FCOJ，直到其被售出或包装销售。散装FCOJ被橘汁经销商包装成冷冻浓缩橘汁或还原型(recon)即用(RTS,ready-to serve)冷橘汁。通过向散装FCOJ添加单倍浓度橘汁或水以及芳香油和香精，以将其从65白利度降低至42白利度（与正常单倍浓度橘汁的浓度比为4比1），从而制成包装好的FCOJ。为将该FCOJ转换成即饮型橘汁，消费者将其解冻并用三份水与其混合。

通过向散装FCOJ添加水和芳香油及香精，以将其从65白利度降低至11.8白利度，从而制成还原型TRS橘汁，然后巴氏消毒，再将其包装在纸板盒或玻璃容器中，以还原型冷橘汁形式售出。

（ii）NFC

制成NFC的橘汁通过离心机脱油至.02%-.04%的油水平，随后被巴氏消毒、变冷并包装或存储用于日后销售和/或包装。NFC通常以块体形式冷冻存储或被巴氏消毒和变冷。

粉末状食物产品

粉末状食物产品相比其液态形式通常是有用和有优势的，因为它们具有更长的货架寿命、降低的体积/重量、减少的包装以及容易处理和运输。此外，这种状态提供了一种稳定、天然、易于计量的组分，其通常在许多食物和药物产品中使用。

喷雾干燥是用于制造脱水液体食物的常用方法，其中水分被快速脱出，从而生产出基本上无定形的固体或粉末。

但是，水果和蔬菜汁的脱水是非常困难的。水果和蔬菜的化学组成很复杂。果汁和果泥含有约90%干物质，其包含烃类混合物；单糖（葡萄糖、果糖）和二糖（蔗糖和多糖）。向这些物质中添加含氮物质、有机酸（例如柠檬酸、苹果酸、酒石酸等）、多苯基物质和维生素。酸的存在增添了另一个复杂因素，即pH。

因为存在葡萄糖和果糖的混合物，果汁和果泥具有低玻璃态转变温度。虽然葡萄糖的玻璃态转变温度为约31℃，但果糖的玻璃态转变温度仅为约5℃。喷雾干燥生成工艺期间使用的温度可能高于食物产品的玻璃态转变温度。这导致喷雾干燥期间在控制干燥时间、粘附至干燥器壁、产品从干燥器中的移除、产品的结块及随后的处理方面出现问题。这又导致产品稳定性降低、收率降低以及可能的喷雾干燥器的操作问题。

果汁和果泥也是吸湿性的，并且倾向于从周围环境吸收水分。吸水导致喷雾干燥期间颗粒粘附在一起以及颗粒粘附至干燥器壁的问题加剧。

为解决这些问题，具有高Tg值的干燥助剂被添加至食物产品。干燥助剂通过提升Tg值降低了产品（例如果汁）的整体粘性。但是，添加剂根本上改变了产品的性质并增加了产品成本。当前，最常用的干燥助剂是高分子量糖类（例如麦芽糖糊精），其在终产物中的浓度最多达65%。

Roustapour等人的酸橙汁实验[An Experimental Investigation of Lime JuiceDrying in a Pilot Plant Spray Dryer Drying Technology,24:181-188,2006]展示了喷雾干燥果汁的难度。Roustapour公开了酸橙汁的一个主要问题在于它由转化糖和柠檬酸组成，它们都具有低玻璃态转变温度。由于该特性，在它们的碰撞方法中，颗粒粘附在干燥壁上。因此，这些物质的干燥是非常困难的。为解决该问题，使用了基于酸橙汁的总可溶固体含量的不同百分数的二氧化硅和麦芽糖糊精来达到合适的干燥条件。使用喷雾干燥的冷却室壁来降低颗粒粘附至壁上的可能性。研究显示向酸橙汁中添加10%的二氧化硅和20%麦芽糖糊精对于实现酸橙汁的完全的和成功的干燥是最佳的量。

其他添加剂和复杂的制造方法在例如US4281026中描述。该美国专利描述了由天然果汁生产水果制品的方法，其中该方法包括从果汁中除去水，这是通过将果汁流过热的、可往返的、可倾斜的表面实现的，其将水含量降低至10~25体积%。随后向产品中添加结晶改性剂。随后加热并混合该改性剂和产品。加热和混合持续到产品中的水含量在1至15体积%的范围。

在本发明中涉及的关于文献、行为、材料、装置、物件等的任何讨论并不是承认这些事物的任何一部分或全部构成了现有技术或是本申请每项权利要求的优先权日之前已经存在的本发明相关领域的公知常识。

发明内容

在完成本发明的工作中，发明人研究了蛋白质的包封效率、包含蛋白质和多糖的混合添加剂以及当用于包封粉末状蔬菜和水果食物产品时蛋白质和多糖的表面活性。

发明人惊讶地发现乳清蛋白分离物或包含乳清蛋白分离物和麦芽糖糊精的混合添加剂是水果和/或蔬菜粉末产品的优越的包封剂。发明人还发现，鹌鹑蛋白蛋白是比乳清蛋白分离物更好的包封剂。特别地，发明人使用喷雾干燥技术研究了这些蛋白质的用途。

使用这些蛋白质作为包封剂的主要优点是它们以低浓度占据粉末表面的潜在能力（在优选的实施方式中，该浓度为约0.5wt%至约30wt%）。这显著低于当前使用的包封剂（例如麦芽糖糊精）的浓度（~60wt%）。这个优点带来了进一步的利益，例如由于使用更少量的添加剂成本降低了，以及最小地改变食物材料的香味和质地。

本发明公开的是一种粉末食物产品，其包括硕果、蔬菜或其组合物，以及乳清蛋白分离物。因此，该产品包括水果和/或蔬菜核部以及乳清蛋白分离物，或该产品包括被乳清蛋白分离物包封的水果和/或蔬菜核部。乳清蛋白分离物可包封水果和/或蔬菜核部，或乳清蛋白分离物可用作载体。乳清蛋白分离物也可被称作涂层、外层、壁或膜。

因此，在第一个方面，本发明提供一种粉末食物产品，其包含一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合，以及有效量的用以包封所述一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合的乳清蛋白分离物。

换种说法，本发明提供一种食物产品，其包含一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合，以及有效量的用以包封所述一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合的乳清蛋白分离物，其中所述食物产品为粉末形式。

在一个实施例中，所述粉末食物产品可被还原，因此，该产品的还原形式属于本发明的产品的范围之内。

因此，在第三个方面，本发明提供第一个方面的粉末食物产品在制备还原型食物产品中的应用。

在第四个方面，本发明提供乳清蛋白分离物在制备粉末食物产品中的应用，该粉末食物产品包含一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合。优选地，所述乳清蛋白分离物的使用量能够有效地包封所述一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合。

本发明还公开一种制备包含乳清蛋白分离物和水果或蔬菜或其组合的粉末食物产品的方法。

因此，在第五个方面，本发明提供一种制备粉末食物产品的方法，所述粉末食物产品包含乳清蛋白分离物和一种或多种水果成分或一种或多种蔬菜成分或它们的组合，所述方法包括制备一种或多种水果和/蔬菜汁与乳清蛋白分离物的溶液，和喷雾干燥该溶液以形成所述粉末食物产品。

在说明书中，词语“包括”要理解为包含所陈述的元素、整数或步骤，或一组元素、整数或步骤，而不排除任何其他元素、整数或步骤，或一组元素、整数或步骤。

要理解的是，“一种或多种水果成分”来源于一种或多种水果，并且“一种或多种蔬菜成分”来源于一种或多种蔬菜。术语“水果成分”包括来源于水果的任何数量的部分（包括但不限于，果汁、果肉、果壳、果皮、表皮、油）的成分以及水果的任何其他成分。类似地，术语“蔬菜成分”包括来源于蔬菜的任何数量的部分（包括但不限于，蔬菜汁、蔬菜浆、荚、外皮、表皮、油）的成分以及蔬菜的任何其他成分。在优选的实施方式中，“水果成分”和“蔬菜成分”来源于水果和蔬菜成分的汁、提取物、衍生物和/或馏出物。

水果例如可选自柑橘类水果（优选为克莱门氏小柑橘（clementine）、酸橘（lime）、葡萄柚、柑橘（mandarin）、蜜橘（tangerine）、金橘、minneola橘、橘柚、柠檬、橙子和柚子等）、苹果、番石榴、芒果、莓类（如蓝莓、黑莓、桑葚、草莓、蔓越莓和鹅莓）、香蕉、荔枝、菠萝、西红柿、瓜、桃、油桃、葡萄、绿皮西葫芦、无花果、梨、瓜、海枣、木瓜、柿子、李子和杏等或其任何组合。以上群体并非穷举。柑橘类水果（如上所述）和苹果是特别优选的。更优选的柑橘类水果的例子是橙子、瓜、柑橘、蜜橘和葡萄柚。优选地，水果选自橙子和/或苹果。本发明预期到任何水果与特别是橙子和/或苹果的混合物。

低酸食物（酸性较低）具有高于约5到至多约6.9的pH值。非酸性或碱性食物的pH值为7.0或更高。酸性较低的水果包括例如无花果、亚洲梨、瓜、香蕉、海枣、木瓜、成熟菠萝和柿子。在本发明的一个实施方式中，至少一种所述一种或多种水果成分来源于一种或多种pH高于约5的水果。

高酸性食物的pH低于约5。在本发明的一个实施方式中，至少一种所述一种或多种水果成分来源于pH低于约5的水果。在一个例子中，水果的pH低至2。本发明中所描述的水果的pH为约2.5~5、约3~5、约3.5~5、约4~5。高酸性的水果包括例如苹果、杏、蓝莓、蔓越莓、鹅莓、李子和柑橘类水果（包括橙子、葡萄柚和柠檬）。

优选地，本发明描述的粉末食物产品包括来源于高酸性水果（即具有低pH的水果）的至少一种水果固体。最优选地，该水果为苹果或具有低pH的柑橘类水果。在一个例子中，该水果是橙子。在另一个例子中，该水果是苹果。在另一个例子中，是两种或更多种水果，其中至少一种水果具有低pH。在一个例子中，该粉末食物产品包含橙子成分和至少一种其他水果成分。

术语“蔬菜”要理解是指培育出可食用部分的植物，例如甜菜的根、菠菜的叶或西兰花（或花椰菜）的花蕾。本发明的范围包括所有蔬菜。它可包括真菌，例如蘑菇。优选的蔬菜是那些可制成汁的蔬菜，例如芹菜、胡萝卜、甜菜根、姜、菠菜、绿皮西葫芦或它们的任何组合。以上群组并非穷举。

基本所有的蔬菜都是低酸性的或非酸性的。

因此，在本发明的第一个方面的一个实施方式中，本发明提供一种粉末食物产品，其包含蔬菜成分和乳清蛋白分离物。例如，该蔬菜选自芹菜、胡萝卜、甜菜根、姜、菠菜或它们的任何组合。

粉末产品

本发明的粉末食物产品为粉末形式。本发明的食物产品可为水果粉末产品、蔬菜粉末产品或水果与蔬菜粉末产品。

在一个实施方式中，本发明公开一种粉末食物产品，其包含一种或多种水果成分以及一种或多种蔬菜成分。本发明预期到水果成分和/或蔬菜成分的任何组合。在一个实施例中，所述水果和蔬菜成分来源于具有高酸度的水果和具有低酸度或非酸性的蔬菜。

在一个例子中，所述组合包含橙子成分和一种或多种蔬菜成分。在另一个例子中，所述组合包含苹果成分和一种或多种蔬菜成分。

水果和蔬菜粉末产品优选适合于还原。优选地，所述利用水进行还原，但也可用其他液体还原。在各种例子中，水果和蔬菜粉末可被用来制作水果和/或蔬菜饮料、软饮料、液体原液（liquid stock）或其他液体。在其他例子中，粉末可以粉末形式被用作调味品、粉末原料、药物涂层、药锭（tableting）、甜食、蛋糕混合料、饼干混合料。粉末也可被压缩成片状形式。

本发明描述了粉末食物产品，其优选包含≥40%w/w且≤99%的水果成分、蔬菜成分或其混合物。优选地，所述粉末食物产品包含≥45%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，优选为≥50%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，优选为≥55%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，更优选为≥60%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，更优选为≥65%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，更优选为≥70%w/w且≤99%的水果成分、蔬菜成分或其混合物。最优选地，所述食物产品包含≥75%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，优选≥80%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，优选≥85%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，优选≥90%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物，优选≥95%w/w且≤99%的水果成分、蔬菜成分或其混合物。

在一个实施方式中，所述水果和/或蔬菜成分是固体和/或油类。

本发明的例子包括一定范围的水果成分和蔬菜成分，例如约40%w/w、约70%w/w、约80%w/w、约90%w/w、约95%w/w、约98%w/w和约99%w/w的水果成分、蔬菜成分或其混合物。

乳清蛋白分离物（下文可能称为“WPI”）是指从乳清中分离出的球蛋白混合物。乳清蛋白是分离自乳制品蛋白质的低分子量蛋白。如本文所述，乳清蛋白分离物可用作载体或包封剂。

根据本发明的第一个方面，本文所述的粉末食物产品包含有效量的用以包封一种或多种水果成分和/或蔬菜成分的乳清蛋白分离物。因此，根据本发明的第一个方面，乳清蛋白分离物用作包封剂包封水果成分和/或蔬菜成分。

本文所述的食物产品优选包含50%或更少的乳清蛋白分离物。优选地，乳清蛋白分离物的下限为0.01%w/w。例如，乳清蛋白分离物含量为≤50%w/w，优选≤45%w/w，优选≤40%w/w，优选≤35%w/w，优选≤30%w/w，优选≤25%w/w，优选≤20%w/w，优选≤15%w/w，优选≤10%w/w，优选≤5%w/w，优选≤4%w/w，优选≤3%w/w，优选≤2%w/w，优选≤1%w/w，优选≤0.5%w/w，并且≥0.01%w/w。

本发明所述的食物产品包含大于0%w/w的乳清蛋白分离物，即，至少有一些蛋白。优选地，乳清蛋白分离物的上限为50%w/w。优选地，蛋白的量≥0.01%w/w，优选≥0.02%w/w，优选≥0.05%w/w，优选≥0.75%w/w，优选≥0.1%w/w，优选≥0.2%w/w，优选≥0.3%w/w，优选≥0.4%w/w，优选≥0.5%w/w，优选≥0.6%w/w，优选≥0.7%w/w，优选≥0.8%w/w，优选≥0.9%w/w，优选≥1%w/w，其中该量≤50%w/w。

最优选地，乳清蛋白分离物的量为约0.01-50%w/w，优选为约0.02-45%w/w，优选为约0.05-40%w/w，优选为约0.75-35%w/w，优选为约0.1-30%w/w，优选为约0.2-30%w/w，优选为约0.3-30%w/w，优选为约0.4-30%w/w，优选为约0.5-30%w/w，优选为约0.6-30%w/w，优选为约0.7-30%w/w，优选为约0.8-30%w/w，优选为约0.9-30%w/w，优选为约1.0-30%w/w，优选为约0.1-25%w/w，优选为约0.2-25%w/w，优选为约0.3-25%w/w，优选为约0.4-25%w/w，优选为约0.5-25%w/w，优选为约0.6-25%w/w，优选为约0.7-25%w/w，优选为约0.8-25%w/w，优选为约0.9-25%w/w，优选为约1.0-25%w/w，优选为约0.1-20%w/w，优选为约0.2-20%w/w，优选为约0.3-20%w/w，优选为约0.4-20%w/w，优选为约0.5-20%w/w，优选为约0.6-20%w/w，优选为约0.7-20%w/w，优选为约0.8-20%w/w，优选为约0.9-20%w/w，优选为约1.0-20%w/w。

在一个实施方式中，所述乳清蛋白分离物是本发明粉末食物产品中的唯一添加剂。

在优选的实施方式中，乳清蛋白分离物的量为约0.5%w/w-10%%w/w，优选为0.5-5%w/w，更优选为0.5-2%w/w。在一个例子中，乳清蛋白分离物含量为约0.5%w/w。在另一个例子中，乳清蛋白分离物含量为约1.0%w/w，在另一个例子中乳清蛋白分离物含量为约2.5%w/w，在另一个例子中乳清蛋白分离物含量为约5.0%w/w，在另一个例子中乳清蛋白分离物含量为约10%w/w。优选地，水果成分来源于橙子，优选橙汁。

在优选的实施方式中，乳清蛋白的量为约20-50%w/w，优选为约20-45%w/w，优选为20-40%w/w，优选为20-35%w/w，优选为20-30%w/w，优选为20-25%w/w，优选为约20%w/w。优选地，水果成分来源于苹果，优选苹果汁。

本发明的粉末食物产品可包括一种或多种其他外部添加剂，包括但不限于麦芽糖糊精、阿拉伯胶或任何防腐剂。在一个优选实施方式中，可包括麦芽糖糊精。本发明的优点在于这些添加剂并非必须的，且可不使用。也就是说，本发明所述的粉末食物产品最优选不包括添加剂（例如麦芽糖糊精）。但是，发明人发现乳清蛋白分离物与其他添加剂（例如麦芽糖糊精）的组合可提供高于60%的粉末食物产品的有利收率，这符合工业要求。特别地，发明人发现，当与乳清蛋白组合使用时，仅需要相对少量的其他添加剂（例如麦芽糖糊精）。

本发明的粉末食物产品可进一步包含外部添加剂，其量为≤约50%w/w，优选≤约45%w/w，优选≤约40%w/w，优选≤约35%w/w，优选≤约30%w/w，优选≤约25%w/w，优选≤约20%w/w，优选≤约15%w/w，优选≤约10%w/w，优选≤约5%w/w，优选≤约4%w/w，优选≤约3%w/w，优选≤约2%w/w，优选≤约1%w/w，最优选≤约0.5%w/w，≤约0.1%w/w。优选地，外部添加剂的下限为0.01%w/w。在一个实施方式中，它以检测不到的量存在。

优选地，食物产品包含的外部添加剂的量为约0.01-20%w/w，优选约0.1-15%w/w，优选约0.2-10%w/w，优选约0.4-8%w/w，优选约0.5-5%w/w，优选约5%w/w，优选约2.5%w/w，更优选为约1%w/w，最优选为约0.5%w/w。在一个优选实施方式中，外部添加剂是麦芽糖糊精。

优选地，粉末食物产品包含约0.5to20%w/w麦芽糖糊精和约0.05to20%w/w乳清蛋白分离物。优选地，果汁成分来源于橙子或苹果。

在一个实施方式中，添加剂的总量为约1-10%w/w。优选地，添加剂仅包括乳清蛋白分离物和麦芽糖糊精。在一个优选的实施方式中，粉末食物产品包含0.5至5%w/w麦芽糖糊精和0.5至5%w/w乳清蛋白分离物。在这些实施方式中，果汁成分优选来源于橙子。发明人发现，1-10%w/w的添加剂量对于提供具有有利特性的含橙子成分的粉末食物产品是有效的，所述特性例如是缺乏粘性，这是通过喷雾干燥后获得的高收率确定的。

在特别优选的实施方式中，所提供的含有橙子成分的粉末食物产品包含：

i）约0.5%w/w麦芽糖糊精和约0.5%w/w乳清蛋白分离物，

ii）约1%w/w麦芽糖糊精和约1%w/w乳清蛋白分离物，

iii）约2.5%w/w麦芽糖糊精和约2.5%w/w乳清蛋白分离物，

iv）约5%w/w麦芽糖糊精和约5%w/w乳清蛋白分离物，

v）0%w/w麦芽糖糊精和约1%w/w乳清蛋白分离物。

在本发明另一个实施方式中，粉末食物产品包含1至20%w/w麦芽糖糊精和1至20%w/w乳清蛋白分离物。在该实施方式中，果汁成分优选来源于苹果。发明人发现，约总量20%w/w的添加剂对于提供具有有利特性的含苹果成分的粉末食物产品是有效的，所述特性例如是缺乏粘性，这是通过喷雾干燥后获得的高收率确定的。优选地，添加剂的总量为约20%w/w。优选地，添加剂仅包括乳清蛋白分离物和麦芽糖糊精。

在特别优选的实施方式中，所提供的含苹果成分的粉末食物产品包含

i）约19%w/w麦芽糖糊精和约1%w/w乳清蛋白分离物，

ii）约15%w/w麦芽糖糊精和约5%w/w乳清蛋白分离物，

iii）约10%w/w麦芽糖糊精和约10%w/w乳清蛋白分离物，

iv）约5%w/w麦芽糖糊精和约15%w/w乳清蛋白分离物，

v）约5%w/w麦芽糖糊精和约15%w/w乳清蛋白分离物，

vi）约1%w/w麦芽糖糊精和约19%w/w乳清蛋白分离物，或

v）0%w/w麦芽糖糊精和约20%w/w乳清蛋白分离物。

在本发明的另一个实施方式中，粉末食物产品包含约50%w/w麦芽糖糊精和约10%乳清蛋白分离物。在另一个例子中，所述产物包含20%w/w麦芽糖糊精和约10%乳清蛋白分离物。在更多的例子中，产物包含5.0%、2.5%、1.0或0.5%的麦芽糖糊精和20、15、10%或更少的乳清蛋白分离物。

要理解的是，添加剂不仅限于麦芽糖糊精并且可包括其他添加剂，例如阿拉伯胶或任何防腐剂。麦芽糖糊精，如果存在的话，可为抗性形式。这对健康有好处。

而且，许多其他添加剂可被添加所述粉末食物产品使用的终产品中。例如，如果粉末被压制成片，那么本领域技术人员将意识到需要合适的赋形剂。

制造方法

制造方法指的是适合制造食物粉末的微包封方法。微包封方法选自喷雾干燥、喷雾冷却和变冷、流化床涂布、挤出、冷冻干燥和共结晶。

在一个特别的例子中，制造粉末的方法包括喷雾干燥。

根据本发明的第四个方面，其提供一种制造食物粉末产品的方法，所述食物粉末产品包含水果成分、蔬菜成分或其组合，所述方法包括制备水果和/或蔬菜汁与乳清蛋白分离物的溶液并喷雾干燥所述溶液以形成粉末。

在一个例子中，所述溶液通过将乳清蛋白分离物在水中溶解随后将溶解的蛋白与果汁或蔬菜汁混合而得到。优选地，所述水处于室温（~22℃-26℃）。

在另一个例子中，乳清蛋白分离物不是首先溶解在水中。优选地，溶液是通过将乳清代表分离物溶解在汁中而制备的。优选地，所述汁处于室温（~22℃-26℃）。

在一个例子中，所述方法包括从水果或蔬菜中提取汁。在另一个例子中，所述方法不包括从水果或蔬菜中提取汁。所述汁本身可从第三方获得。所述汁可为浓缩形式或非浓缩形式。

在一个例子中，所述汁被处理以除去果肉或其他固体。在另一个例子中，所述汁不被处理以除去果肉和其他固体。所述汁的总固体含量可通过本领域已知的方法测定。在一个例子中，所述方法包括测定所述汁的总固体含量。

在一个例子中，蛋白和果汁的溶液被加入到喷雾干燥机中，其入口温度为约100-230℃。优选地，入口温度为约130-220℃，更优选为160-190℃。在一个例子中个，入口温度为约130℃。

在一个例子中，出口温度为约80-120℃。优选地，出口温度为约100℃。

附图简述

图1：与当前使用的麦芽糖糊精（对照40wt%橙汁：60wt%麦芽糖糊精）和纯橙汁相比不同蛋白质对回收率的影响。垂直条代表标准偏差。

附图说明

图1：与现行的采用麦芽糖糊精（对照：40wt%橙汁：60wt%麦芽糖糊精）和纯橙汁的情况相比，不同的蛋白质存在时对回收率的影响。其中竖线表示标准差。

图2：不同蛋白的收率曲线的对比，其中当橙汁浓度为10wt%upto80wt%时蛋白浓度恒定，随后当橙汁浓度分别为90,95,98and99wt%时，蛋白浓度分别为5,2.5,1和0.5wt%，其余为麦芽糖糊精。图中的竖线表示标准差。

图3：存在酪蛋白时橙汁浓度对收率的影响。

图4：存在乳清蛋白分离物时，橙汁浓度对收率的影响。

图5：麦芽糖糊精浓度和存在乳清蛋白分离物时对收率的影响。图中竖线表示标准差。

图6：乳清蛋白分离物浓度为收率的影响。图中竖线表示标准差。

图7：橙汁中蛋白的溶解度（第2批次，pH~4）。

图8：以下情况下所喷出的液滴在喷雾干燥过程中的建议过程：A.当不存在表面活性材料和油脂时；B.当不存在油脂，但存在表面活性材料时。

图9：100%橙汁、100%乳清蛋白分离物、99%橙汁:0.5%M:0.5%乳清蛋白分离物样品、99%橙汁:1%乳清蛋白分离物样品的平均DSC热谱图。

图10：喷雾干燥过程的粘性排序(Bhandari and Howes,1999;Liu et al.,2006;Huntington and Stein,2001).

图11：不同添加剂的收率曲线对比，包括MD、WPI、MD和WPI的组合（40AJ:50MD:10WPI的竖线表示整体标准差）。

图12：总添加剂浓度对回收率的影响（竖线表示源于不确定因素的标准差）。

图13：WPI和MD不同的组合（WPI和MD的总浓度恒定）对收率的影响（竖线表示源于不确定因素的标准差）。

图14：不同WPI和D混合添加剂的表面活性的机理解释。

图15：存在WPI时，提高麦芽糖糊精浓度（从0至5%）对喷雾干燥收率的影响。

发明详述

本发明是一种粉末食物产品，其包含水果成分、蔬菜成分或其组合以及有效量的乳清蛋白分离物。发明人惊讶地发现，乳清蛋白分离物在喷雾干燥方法中是特别有效的水果（尤其是高酸性水果）和蔬菜微包封剂。

水果和蔬菜

广义上，水果要被理解为包含种子的植物结构。该术语在不同语境下可具有不同含义。在食物制造中，它通常是指在原始状态下甜的且可食用的特定植物的多肉质的种子相关结构，例如苹果、橙子、葡萄、草莓、莓类和香蕉，或其他植物中的看起来类似的结构，即使它们在原始状态是不可食用或不填的，例如柠檬和橄榄。不符合这些非正式标准的种子相关结构通常被称为其他名称，例如蔬菜。

柑橘类水果是酸性水果。柑橘类水果平衡饮食和免疫系统的维生素C的良好来源。它们也含有有机酸（柠檬酸、苹果酸和乳酸）。柑橘类水果包括例如克莱门氏小柑橘、酸橘、葡萄柚、柑橘、蜜橘、金橘、minneola橘、橘柚、柠檬、橙子和柚子等。

在一个例子中，该组合物包含至少一种柑橘类水果。在一个例子中，柑橘类水果包括橙子。

柑橘类食物，例如橙子和柠檬，被认为是高度酸性的或具有小于pH4.6的低pH。橙子的pH为约3.3-4.2，柠檬的pH为约3-3.7，而葡萄柚的pH为约2.2-24。

本发明特别适用于高度酸性的水果。

其他高度酸性的水果包括例如苹果（pH约3.3-3.9）、蔓越莓和黑莓。

各种水果和蔬菜的pH列在表1中。将意识到的是，pH仅是近似值，有些例子将超出该范围。

表1

所述“一种或多种水果成分”来源于一种或多种水果，所述“一种或多种蔬菜成分”来源于一种或多种蔬菜。术语“水果成分”包括来源于水果的任何数量的部分（包括但不限于，果汁、果肉、果壳、果皮、表皮、油）的成分以及水果的任何其他成分。类似地，术语“蔬菜成分”包括来源于蔬菜的任何数量的部分（包括但不限于，蔬菜汁、蔬菜浆、荚、外皮、表皮、油）的成分以及蔬菜的任何其他成分。在优选的实施方式中，“水果成分”和“蔬菜成分”来源于水果和蔬菜成分的汁、提取物、衍生物和/或馏出物。

因此，所述水果和蔬菜粉末产品可由具有或不具有果肉或其他固体的初榨汁（primary juice）产品制备。不需要筛分产品以除去固体。要制备成粉末产品的汁可以是未处理的或原始产品，或者它可为处理的产品，例如水果和/或蔬菜汁浓缩物，或汁的还原形式。或者，它可为烹饪产品。

乳清蛋白分离物

乳清蛋白是分离自乳清的球蛋白。通常存在β-乳球蛋白、α-乳白蛋白和血清白蛋白的混合物。通常的分子量范围是18000g/mol或更低。

本发明的优选食物产品包含有效量的乳清蛋白分离物（WPI）。术语“有效量”是指有效包封构成核部的水果和/或蔬菜成分的量。WPI的优选含量本文已在之前做出定义。

微包封

微包封是一种“包装”技术，通过该技术液体小滴或固体颗粒被包装。微包封剂围绕微包封材料（核部）形成的结构可称为壁系统。壁保护核部不受损害，限制挥发性核部材料的蒸发（或损失），并在期望的条件下释放核部。壁也可被称作是外层，或表面层，或涂层或膜。

许多微包封技术已被开发出来，包括喷雾干燥、喷雾冷却和变冷、流化床涂布、挤出、冷冻干燥和共结晶。喷雾干燥是食品工业中最常用的包封技术。喷雾干燥的工艺是经济的且有灵活性，其使用简单易得的设备，制造出良好质量的粉末颗粒。

良好的微包封剂应当为良好的膜成形剂、在高固体水平具有低粘度、表现出低吸湿性、当还原时提供良好的香味、成本低、味道温和、供应稳定并为所包封的产品提供良好保护。

本文描述的是乳清蛋白分离物作为微包封剂的应用。微包封剂形成围绕核部的膜，所述核部为所述水果和/或蔬菜成分。

喷雾干燥法

喷雾干燥包括将液体供料雾化成干燥介质，导致溶剂（例如水）的极速蒸发。干燥持续至产品中的水含量达到期望的水平（通常为3至1%）。该过程是由产品供料和空气流动（流动和温度）来控制的。喷雾干燥的优点包括以下几点：a）当干燥条件保持恒定时粉末规格在整个干燥器中保持恒定；b）它是一种可完全自动控制的持续且易操作的干燥程序；和c）许多干燥器设计都可用来适应多种应用，特别是用于热敏材料的脱水。

雾化是由液体供料在以非常高的压力经由喷嘴或经由以非常高的速度旋转的转动雾化器后分散而形成的。供料根据喷嘴/雾化器与空气入口的相对位置穿过干燥器，并且根据该结构，流动可以是并流、逆流或混合流。喷雾干燥操作的多用途通过例如使最终粉末的堆密度增加的多种途径而被证实：a）增加供料速度；b）增加粉末温度；c）增加供料的固体含量；d）通过旋转雾化器雾化；和e）使用逆流构造。

粉末产品

粉末是一种细颗粒产品，其粒径是由雾化喷嘴决定的。在一个例子中，粒径的直径为约5至30微米。在另外的例子中，粒径更大。

最优选地，被涂覆或包封的颗粒实质上没有粘性。这是通过喷雾干燥的高收率得到证实的。优选地，粉末从外表看显得是干燥的，优选地，粉末显得完全自由流动。

优选地，产品具有结晶特性，例如吸附稳定性。

实施例

实施例1

乳清蛋白分离物（WPI）和麦芽糖糊精作为喷雾干燥添加剂的应用以生产橙汁粉末

背景-蛋白溶解度

蛋白溶解度受多种因素影响，例如天然或变性状态以及环境因素（即pH、温度）。溶液的pH影响蛋白质净电荷的性质和分布。通常，蛋白质在低（酸）或高（碱）pH值中更易溶解，因为同号电荷的过量存在使得在分子间产生斥力，从而有助于实现其最大溶解度。蛋白质通常在等电点（pI）处具有最小的溶解度。高于和低于pI的pH值（此时蛋白质具有净负电荷）有助于实现更大的溶解度。

因此，蛋白质作为喷雾助剂的使用带来了一些问题，例如溶解度、蛋白质对pH变化以及热量的敏感性。当初始果汁的pH接近蛋白质的pI时，这就特别相关。当这种情况发生时，蛋白质的溶解度将降低并失去其包封性质。而且，蛋白质的热稳定性也是一种重要因素，因为在喷雾干燥中存在高温以及其对蛋白质溶解度和功能性的影响。

当蛋白质长期暴露于热时，蛋白质可能变性。这是由于温度通过非共价键的稳定化而对二级和三级结构产生影响。当这些键断裂时，二级和三级结构打开，暴露出疏水基团，导致聚集、凝结和沉淀，进而降低蛋白质溶解度。pH和温度对溶解度的影响显著影响功能性。

在完成本发明的工作中，发明人已使用三种蛋白质（i）酪蛋白和酪蛋白酸盐，（ii）乳清蛋白和（iii）大豆蛋白。

（i）酪蛋白和酪蛋白酸盐

酪蛋白的溶解度在接近其pI（4.6）处最小。酪蛋白的溶解度在pH值小于3.5时变好。酪蛋白和酪蛋白酸盐是高度热稳定的，可在150℃承受1小时，即使其他因素（例如pH和离子强度）可降低热稳定性。

（ii）乳清蛋白

乳清蛋白分离物的溶解度受pH和温度的影响。乳清蛋白的溶解度在其pI（4.5）时最小。乳清蛋白分离物在不同pH范围时溶解度不同。

不同于酪蛋白，乳清蛋白易热变性。在90℃对乳清蛋白稳定化的乳液加热10分钟导致变性并且对乳液粒径具有不期望的影响。这种对热变性敏感性是的它们用作喷雾干燥的潜在助剂有问题，其中增加蛋白质浓度加剧变性的程度和速率。

（iii）大豆蛋白

由于等电点为4.5，大豆蛋白分离物、大豆蛋白水解产物和大豆蛋白的最小溶解度出现在pH4.0至5.0。大豆蛋白的较低溶解度是由于其主要蛋白成分造成的——大豆球蛋白和大豆β-伴球蛋白，它们的pH和离子强度取决于四级结构。

而且，大豆球蛋白（大豆蛋白的成分）在约60-90℃时开始变性，而大豆β-伴球蛋白在60-75℃时就开始变性。虽然对于大豆蛋白作为涂覆剂的研究作的实验工作最少，但它们具有与酪蛋白相似的溶解度和与乳清蛋白相似的温度依赖性，显示出相似的功能性。

表2

可看出，每种蛋白质的pI值都非常相似，因此预期它们可用于相同类型的果汁。但是，这些蛋白作为潜在的干燥助剂的效率可能因为溶解度的变化以及在中等酸性果汁的喷雾干燥中的功能性而改变。

实验工作

材料

从澳大利亚悉尼的本地超市购买新鲜橙汁（Original Juice Co.Black LabelChilled Juice:Orange Pulp Free1.5L），规格为橙汁组分99.9%，维生素C（300）。

麦芽糖糊精（MDX-18）从Deltrex Chemical获得。

蛋白质：酪蛋白-VWR International Ltd.,Poole,England

乳清蛋白分离物-Fitlife；

大豆蛋白酸解产物-Sigma SL07192

所有使用的水都是来自悉尼自来水总管道的可饮用自来水。

此研究中所有使用的化学品都为试剂级。

溶液制备：

·测量果汁的固体含量（%重量）

·室温下（22℃至26℃）具有200ml自来水的烧杯

·使用29.705g±0.0001g果汁固体（作为果汁溶液，例如，如果果汁具有10重量%固体，使用297.05g果汁）和0,305g±0.0001g的WPI以制备99%果汁：1%WPI混合物，使用AB204-S天平称量

·粉末在水中搅拌直至溶解-约10-20分钟。

喷雾干燥器（称为Milo）Buchi-B290设置：

干燥室直径0.15m；长0.48m

·入口空气温度：130℃

·吸气器速率：100%(≈38m³/h)

·泵送速率：23%(4.5ml/min)

·喷嘴清洁器：9脉冲（pulse）

·喷嘴空气流速：(473l/hr)

·出口温度通常为约100℃。

方法步骤概述：

·使用ANDGF6100称量空产品容器的重量

·测量实验室空气的相对湿度和实际混合比（actual mixing ratio）

·组装干燥室、旋风分离器、产品容器、喷嘴和分离烧瓶

·在开启设备（按使用者手册进行）前，将泵、入口空气流和喷嘴清洁器的管连接至喷嘴

·检查所有连接已确保气密性

·打开吸气器（主风扇），打开加热器，设定转子流量计（按照使用者手册进行）

·等到入口温度和出口温度稳定后，在仅用水启开泵之前再次检查连接处的气密性

·等到出口温度稳定

·加温耗时约30-35分钟

·将水改变成样品溶液

·在约24min后将溶液经由喷雾干燥器泵送

·在开启泵和加热器之前根据使用者手册的清洁程序用水清洁管道

·让设备冷却至出口温度低于60℃

·称取装满产品容器的重量以计算收率

·将产品存储在小玻璃瓶中

·关闭吸气器并开始拆卸干燥室、旋风分离器、喷嘴和分离烧瓶

·清洁喷雾干燥器零件

·冷却1小时后关闭吸气器并关闭设备

实验方法的详细描述

至少重复两次喷雾干燥实验，并获得实验结果。喷雾干燥器设置在用于进行所有实验的稳定环境条件的实验室中。在开始实验前，测量湿球温度和干球温度。环境空气温度测定为约20-25℃，室内空气的相对湿度在室温下记录为60-75%。

用于喷雾干燥的实验对照是含有60wt%麦芽糖糊精和40wt%橙汁的溶液。研究10wt%的恒定蛋白浓度的酪蛋白、乳清蛋白分离物和SPAH，但其中麦芽糖糊精和橙汁浓度如表3所示变化。

初步结果显示乳清蛋白分离物比酪蛋白和SPAH在作为喷雾干燥水果和蔬菜汁的增强剂方面表现得更好。随后进行试验来研究乳清蛋白分离物作为喷雾干燥橙汁的增强剂的最佳浓度，这通过喷雾干燥具有5.0、2.5、1.0和0.5wt%的蛋白浓度和相等量的麦芽糖糊精的溶液以获得最多99wt%的橙汁浓度。这也显示在下表3中。

表3用于喷雾干燥实验的溶液的成分

供料溶液制备

通过细滤茶器过滤橙汁以除去果肉残渣，从而保证管道和/或喷嘴在喷雾干燥期间不阻塞。橙汁不使用时存储在冰箱中。对于商业设备来说，预期过滤步骤不是必要的。

通过添加以相对所用的橙汁的重量形式添加粉末形式的蛋白质和/或麦芽糖糊精来制备供料溶液，不包括添加作为溶剂的水，在喷雾干燥之前搅拌至少30分钟。对橙汁进行分析以测定pH和总可溶性固体含量。

总可溶性固体含量

将含有已知量的橙汁的已知重量（ANDGF-6100型天平）的皮氏培养皿放置在100℃的烤箱（Thermoline Scientific Dehydrating Oven）中24小时。随后在吸湿器中冷却后，重新称重皮氏培养皿，其中最终重量表示的是存在的可溶性固体的总重量，使得总可溶性固体含量可以每克橙汁计。

喷雾干燥

使用吸入式Büchi Mini Spray Dryer(型号B-290,Büchi Laboratoriums-Technik,Flawil,Switzerland)用于喷雾干燥程序。

对于所有实验，喷雾干燥在以下条件下进行：吸气速率38m³/h，泵送速率9.2±0.4ml/min，喷嘴空气流速473L/h，喷嘴清洁器9脉冲。

收率计算

所有喷雾干燥结果主要显示为回收率或收率（%），其显示一次运行到底有多成功，其通过所产生的粉末占预期的百分比来计算。这是作为显示粘度的一种比较手段，即减少的粘度，进而达到干燥室内减小的壁沉积，从而实现较高的收率。良好的收率被认为是60至70%的粉末产品回收率，因为这是实际应用中最小的期望值，比这更高的回收率都可被认为是显著的进步。

绝对收率被用作比较手段，使得水分含量被考虑进来。它是由喷雾干燥实际获得的干燥产品占期望收集到的粉末的百分率计算出来的。首先，供料溶液中的总固体量通过将麦芽糖糊精、蛋白质和可溶性固体的质量相加而计算出来的，其中可溶性固体的质量通过每克橙汁中可溶性固体含量乘以供料溶液中存在的橙汁的量而计算出来的。预期获得的粉末量是通过所形成的总溶液除以供料溶液中的总固体而计算出来的，得出该溶液的预期固体量。因此，喷雾干燥期间预期收集到的粉末量由下式得出：

其中

随后利用以下关系式计算出绝对收率，其中M₀是指以重量份表示的干基含水率。

含水率

紧接在喷雾干燥之后，将约0.5g的样品放置到预先称重（Mettler ToledoAB204-S天平）的干净的干燥玻璃容器中，并放入温度为100℃的烤箱

（Thermoline Scientific Dehydrating Oven）中24小时。随后移走容器并在于吸湿器中冷却后重新称重以确定出水分损失量。含水率基于干物质而计算出：

其中

粉末结构分析

对喷雾干燥后的粉末进行粉末结构分析。所有喷雾干燥后的样品立即使用或在拉锁袋中4°C避光储存直至分析阶段。使用DSC Q1000（TA Instruments）对最终的粉末产品进行调制式差示扫描量热法（MDSC）分析。将至少四份的约3mg样品（Mettler Toledo AB204-S天平）放入一个密封的盘和盖子，记录其最终重量。然后将样品放入DSC，调制温度幅度设为±1℃，调制周期设为60秒，升温速率设为5℃/分钟，温度范围设为0～300℃。分析所产生的样品热谱图，以此作为样品无定形和/或结形性质的证据，并将其与喷雾干燥的乳清蛋白分离物和纯橙汁的DSC热谱图作对比，以此来确定对观察到的样品特性有贡献的组分。

不同pH时蛋白的溶解度

对橙汁溶液中每种蛋白在不同pH时的溶解度进行测定。在添加蛋白之前，使用pH计(Orion Research,数字pH/毫伏计611)来测定进料液的pH。随后，通过在100g橙汁中混合2.0g蛋白质，混合1小时，以测量每种蛋白的溶解度。将所得混合物通过细的滤茶器过滤以除去任何未溶解的蛋白，然后将其放入100℃烘箱（Thermoline Scientific Dehydrating Oven）处理24小时；干燥器中冷却后重新称重。然后以“克”为单位计算出每100g蛋白在溶液中的可溶性蛋白。这是通过从样品以及皮氏培养皿的最终重量（干燥后）中减去样品的初始重量、皮氏培养皿以及存在于橙汁中的可溶性固体来获得可溶性蛋白质的量，其随后作为初始添加蛋白量的一个百分比。

结果和讨论-初步实验

喷雾干燥橙汁的初步实验涉及到比较以及确定用作喷雾干燥添加剂以减少现需的麦芽糖糊精浓度的最具前景的蛋白质。结果在以下方面是一致的，即添加了干燥助剂（如麦芽糖糊精、麦芽糖糊精和蛋白质的组合），与纯橙汁相比其产率显著提高（p<<0.01），这表明粘性以及因其产生的壁沉积被成功降低。这些结果描述于下表中，并在图1中进行了概括。

对照组含有40wt％的橙汁和60wt％的麦芽糊精，其平均绝对产率为62±7％；而纯橙汁的平均绝对产率为26±1％，这反映了一般工业实际以及文献资料的值。

表4蛋白存在情况下绝对产率（%）的比较

比较绝对产率，在40％OJ情况下，所有的蛋白质看起来都能提供适当的产品。然而，在70％OJ情况下，出现了意想不到的技术效果：乳清蛋白分离物看上去是用于喷雾干燥橙汁最有前景的蛋白。

添加60wt％麦芽糖糊精（对照）或任何其他麦芽糖糊精和蛋白质的混合物均能提高橙汁的喷雾干燥产率。然而，相比于60wt％麦芽糖糊精的对照组，酪蛋白在较高橙汁浓度情况下比其他两种蛋白产率更低（p<0.01）。

这些初始实验对目前使用的麦芽糖糊精浓度和纯橙汁的产率与含有蛋白的情况进行了比较，从而鉴定了用于喷雾干燥橙汁的最有前景的蛋白。

对每种蛋白与橙汁浓度提高的曲线关系进行进一步的研究，以获得关于每种蛋白作为干燥助剂性能的清晰结果。

扩展实验：提高橙汁浓度

进一步研究蛋白质在橙汁浓度的不断提高时的结果（图2）。与酪蛋白和SPAH相比，乳清蛋白分离物显示了最显著的结果，尤其是在高浓度橙汁中。

以下各节将进一步描述每种蛋白的试验情况以及这些结果与现有文献、相关理论的联系。

酪蛋白

一般情况下，随着橙汁浓度增加（酪蛋白浓度保持10wt%），绝对产率下降（R2值0.80，图5），而实际产品产率也降低（在70wt%橙汁和20wt%麦芽糖糊精的情况下，平均产率仅为47.2±0.1％。这种低产率可能是由于酪蛋白在橙汁中保持未溶解状态，表明观察到的橙汁中的溶解度低，因为大量的酪蛋白沉淀在溶液底部和/或凝结在溶液顶部，因此也解释了较差的产率与观察到的溶解度差有关。这是出乎意料的，因为发明人此前的实验工作表明酪蛋白能有效改善乳糖喷雾干燥产率并且比乳清蛋白分离物更有效。

然而，图3所示的实验结果，与橙汁浓度的增加使产率下降不相符合。这可能是由于橙汁和乳糖溶液的特性存在极大差异。橙汁组成成分更为复杂（由果糖、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、抗坏血酸、多酚类抗氧化物、矿物质和其他部分组成的复杂混合物），而乳糖是简单的糖类。橙汁的pH较低，而简单糖类的pH是中性的。

图3中观察到的结果与其他研究者此前关于酪蛋白酸钠的研究结果也存在差异。用酪蛋白代替酪蛋白酸钠，也可以解释低产率是由于它们在溶解度和所使用物料的体积上的差异引起的。

大豆蛋白酸解物

结果表明，与酪蛋白相比，加入SPAH能使喷雾干燥的橙汁粉末有更高的绝对产率（图1和图2），尽管随着橙汁浓度的上升其产率略有下降。结果显示，相比于酪蛋白，SPAH更能溶于橙汁，这再次表明，蛋白质表面的表面包覆能力与其在储备溶液中的溶解性是存在关联的。尽管如此，其产率与乳清蛋白分离物的产率相近，粉末的水分含量越高，也就意味着SPAH的绝对产率越低。

此外，实验显示，SPAH有着独特的“肉”气味，棕色，在视觉、香气、味觉上改变了橙汁粉末产品特性。这致使果汁天然特性的丧失，从而对潜在消费者没有吸引力。由于SPAH对喷雾干燥橙汁粉末带来的这些不良影响，SPAH并不适合被用作喷雾干燥汁粉末的添加剂，因此没有进行进一步研究。

乳清蛋白分离物

在初步实验中，对具有不同浓度的麦芽糖糊精和橙汁的10wt%乳清蛋白分离物溶液进行了研究，从而与酪蛋白和SPAH比较其作为喷雾干燥添加剂的有效性。乳清蛋白分离物和SPAH均表现出比酪蛋白高的产率。研究同时显示，SPAH使喷雾干燥的果汁粉末产生令人不悦的特性。因此，利用乳清蛋白分离物进行了进一步的实验，以研究使用更少的添加剂生产喷雾干燥的橙汁粉末的可能性。这是通过喷雾干燥含5，2.5，1和0.5wt%的乳清蛋白分离物和麦芽糊精（二者等比例）以及与之相对应的含90，95，98，99wt%橙汁浓度的溶液实现的。

实验中，对于95wt%橙汁、2.5wt%麦芽糖糊精和2.5wt%乳清蛋白质分离物的溶液来说，产率高达84％。与SPAH类似，乳清蛋白分离物也被观察到易溶于橙汁。

橙汁浓度显得对绝对产率几乎没有影响（图4），p>0.01以及R²值为0.10这两点可以予以支持，也表明了约10％变化幅度的绝对产率可以通过橙汁浓度进行解释，余下90％可以通过其他变量或固有的变化性进行解释。

也对麦芽糖糊精浓度（图5）的影响进行了研究，以考察进料溶液中是否需要麦芽糖糊精作为蛋白有效包覆液滴表面的基质。研究显示，一般来说低浓度的麦芽糖糊精对产率无影响，这通过回归分析得到支持，其中R2值为0.06，表明麦芽糖糊精浓度对绝对产率无显著性影响（P>0.01）。也就是说，麦芽糖糊精的存在对绝对产率并不存在有益效果，这体现在：实验中不添加麦芽糖糊精（99％橙汁和1％WPI）时，也能获得与麦芽糖糊精存在时相似的绝对产率（P>0.01）。

因此，由于麦芽糖糊精浓度增加时并没有观察到绝对产率的显著增加，麦芽糖糊精基质的存在可能通过减少麦芽糊精和乳清蛋白分离物之间的扩散速率的差异来阻碍乳清蛋白分离物的表面包覆能力。由于更小的扩散速率差异将导致蛋白质和麦芽糖糊精在干燥过程中以类似的速度迁移到的液滴的中心，从而减少了留在液滴表面上的蛋白质的量。

另一方面，研究显示，乳清蛋白分离物的浓度比橙汁和麦芽糖糊精浓度在绝对产率中起的作用更大（图5），其中，回归分析的R²值为0.29，ANOVA分析的p值＜0.01。乳清蛋白分离物浓度较低时（约1wt%），显得能增加绝对产率，直至浓度降至0.5wt%时可观察到产率的少量下降，这表明进一步降低乳清蛋白分离物的浓度很可能会降低绝对产率。然而，所有含乳清蛋白分离物的溶液的绝对产率均表现出优于纯橙汁和标准混合液（40％的橙汁和60％的麦芽糖糊精）的绝对产率。见图6。

根据以上所讨论的结果，低浓度的乳清蛋白分离物可作为一种成功的干燥助剂，用于橙汁的喷雾干燥。其所获得的显著结果在表5中进行总结，其中还包括纯橙汁以及40％橙汁和60％麦芽糖糊精混合液的产率以用于比较。

表5：乳清蛋白分离物显著性效果的总结和比较

*误差以标准偏差表示

这些结果清楚地满足该项目的目的：使用蛋白质以提高喷雾干燥的果汁的产率，所采用的蛋白质浓度低于现有使用的麦芽糖糊精的浓度。表5显示纯橙汁的产率大约为32％，这远低于行业要求（>60％），因此该项工作所选择的操作条件下喷雾干燥不能将纯橙汁液滴成功转换为无定形粉末。而添加60wt％的麦芽糖糊精能相当大地提高产率。这些结果也得到此前研究的支持，在此前的研究中，在类似的干燥条件下无粉状橙汁产出，而添加麦芽糊精后便可获得良好的产率。

我们的研究结果一致显示：通过使用远低于所需麦芽糖糊精浓度的乳清蛋白分离物来进行橙汁喷雾干燥，可获得>60％的产率。含1％的乳清蛋白分离物和99％橙汁的混合液能显著增加产率至约82％。鉴于回收率大于60％被认为是成功喷雾干燥的一个良好标准，喂料中添加1wt％乳清蛋白分离物即能比添加60wt%麦芽糖糊精获得更好的喷雾干燥橙汁产率。

溶解度

由于蛋白质的溶解度与其作为橙汁喷雾干燥助剂的有效性之间存在关联性，对蛋白溶解度进行了研究。这是通过以下方法实现的：首先预测在该项工作中所用的实际橙汁中所研究的每种蛋白质的溶解度，并通过测定进料溶液的pH值将其与此前所述的与果汁的兼容性相比较。然后，确定了所采用的一批橙汁样品中的每种蛋白质的溶解度，并将这些值与文献值进行比较。

溶液的pH值

进料溶液的pH值在添加蛋白前进行了测定，由此为能否在其中溶解蛋白提供了明确的指示。这样做是因为蛋白质的添加能够调节进料溶液的pH值。所使用的每个批次的纯橙汁以及某些初始进料溶液的pH值总结于表6中。

表6.添加蛋白前各溶液的pH值

*相同批次纯橙汁的变化源于添加的麦芽糖糊精和水

三批橙汁中每批次的pH值是一致的，橙汁pH约3.3-4.2。这些结果还表明，向橙汁中添加麦芽糖糊精和水制备的进料溶液的pH值增大，这可以从相应的纯橙汁批次的正变量清楚地得知。

溶解性试验

溶解性测试采用了第二批纯橙汁，pH平均值约为4.0。

从这些结果可知，不同蛋白在橙汁中有不同的溶解程度，其中WPI及SPAH都能够容易地溶解在橙汁中，其溶解度大于80g/100g（图7）。酪蛋白则最难溶解，其溶解度约35g/100g。

可能的机理解释

蛋白质可有效地作为包覆层的一个假说是：其沉淀在颗粒的表面，形成包覆层（见图8A）。如果这种假说是真的，那么低溶解度的蛋白可能会比不溶性蛋白更有效。但本发明实验表明这并不是这样。相反，实验表明包覆机制其实是蛋白质迁移到液滴表面的过程，同时也是不同组分扩散率的差异使然。（参见图8B）。

因此，WPI具有将喷雾干燥橙汁产率增加至高于80%，以及成功地将其转化为粉末状态的能力，表明包封橙汁组分涉及到其膜形成性能及表面活性特性。因此，蛋白表面活性性质（也就是它们优先迁移到空气-水界面）与干燥过程中蛋白的成膜属性的结合，使得果汁蛋白质溶液的粘性能够通过富含蛋白质的包覆层的形成（表层玻璃态转变温度提升）来克服。

粉末结构

据观察，通过在存在乳清蛋白分离物的情况下喷雾干燥高浓度橙汁（99％）所产生的粉体具有结晶特性，如粉末的硬度和光泽。该观察结果通过用MDSC加以确认。图9总结了100％橙汁（批号3），100％的喷雾干燥的乳清蛋白分离物，含99％橙汁、0.5％的麦芽糖糊精和0.5％的乳清蛋白分离物的喷雾干燥后的样品，以及含99％橙汁和1％乳清蛋白分离物的样品的热谱图，峰值和谷值详述于表9中。

粉末中观察到的样品的结晶峰和降解谷似乎主要是由于橙汁的特性所致（图9），尽管乳清蛋白分离物的存在可能减弱波峰和波谷的大小，这表现在：与含有0.5％乳清蛋白分离物的样品相比，含有较高的1%的乳清蛋白分离物的样品具有稍扁平的峰和谷（表9）。这两种粉末样品的降解谷与纯橙汁的相似，最可能的解释是由于粉末中存在高浓度的橙汁。

表9:MDSC所得热谱图的峰值和谷值汇总表

样品的结晶度可以通过量化熔解（融合）样品相关的热量来测定。该热量被表示为百分结晶度，它是通过相对于相同材料100%结晶度的样品的熔化热，计算样品结晶热与融化热的比值得到的。在本例子中，所述样品假定为纯橙汁（两种样品主要均含有橙汁）。因此，在这两个样品中，仅含乳清蛋白分离物的样品表现出最低的结晶度(~58%)，而另一个同时含有麦芽糖糊精和乳清蛋白分离物的样品表现出最高的结晶度(~93%)。由于与纯橙汁的结晶度相比，喷雾干燥的乳清蛋白分离物表现出最低的结晶度，两个样本结晶度的差异可能是由于乳清蛋白分离物的含量不同引起的。否则，这种差异就可能是因为两个样本之间麦芽糊精的存在与否而产生。进一步的，两种99％橙汁粉末表现出与纯橙汁类似的T_g值，这是因为存在类似的温度拐点，而喷雾干燥的乳清蛋白分离物则显示出较高的T_g，相比于含橙汁的样品（拐点为25℃），其拐点约为50℃。

因此，添加更多的乳清蛋白分离物（或不添加麦芽糖糊精）似乎能减少喷雾干燥的橙汁的结晶度，而等份麦芽糖糊精和乳清蛋白分离物的加入对纯橙汁来说并没有表现出的结晶度的改变。在粉末中，提高的结晶度是一个关键的考虑因素，其决定了聚集和结块的程度，以及粉末处理和储存效果。为了最大化长期货架期稳定性，这包括最大限度地减少聚集和结块，提高的结晶度是期望的。

结论

在实施例中发现1％的乳清蛋白分离物可以将果汁有效地转换成无定形粉末形式。发明人预期0.5％乳清蛋白分离物也是有效的。

当存在低浓度蛋白时，粉末产率从现行的60％浓度的麦芽糖糊精时的65±7％，以及纯橙汁的32±3％，提升至超过80％。

尽管对温度敏感，乳清蛋白分离物有着高溶解度（83g/100g）和低pH敏感性，导致在橙汁浓度大于90wt％时产率仍高达80％以上。另一方面，酪蛋白的低溶解度（35g/100g）和高pH敏感性，使得在高浓度橙汁的浓度仅70wt％时，得到47.2±0.1％的较低产率，这是未预料到的。

该项工作的结果显示了其在食品工业应用上的巨大潜力，因为它打开了一个新的领域，涉及将此前认为不适于喷雾干燥的材料进行了成功的喷雾干燥，比如果汁。这使得全年的果汁需求得以满足，同时有着更长的保质期，也更容易储存、处理和运输。此外，由于其仅需较少添加量（0.5–5wt％），而目前的方法则需要添加的50-65wt％麦芽糖糊精以成功喷雾干燥果汁，因此，其在减少现有方法所产生的相关成本方面也具有巨大的潜能。较低的添加浓度可以获得较高纯度的产品，从而确保产品的原始和天然的物理化学性质得以保留，比如质地、风味和香味。

进一步地，由于在广泛pH范围内，乳清蛋白分离物均保持其溶解度和平淡的味道，在使用多达1％的乳清蛋白分离物制备饮料时都不会引起风味和外观上可检测的变化，因此，乳清蛋白分离物的特性使其成为在喷雾干燥食物时的理想干燥助剂，例如果汁。这提高了它在个人和商业使用上产品的品质，使其具有非常好的市场前景。

实施例2

乳清蛋白分离物（WPI）和麦芽糊精作为喷雾干燥助剂在生产苹果汁粉末方面的应用。

发明人研究了乳清蛋白分离物（WPI）和麦芽糊精作为苹果汁粉末喷雾干燥添加剂的应用，产率满足60％的工业需求。

据此前报道，能够与麦芽糖糊精（60%）在一起干燥的橙汁的最大浓度是40％，此时可获得78％的产率。发明人发现（如实施例1所示），与采用60％的麦芽糖糊精的情况相比，1％乳清蛋白分离物（WPI）所获得的喷雾干燥的橙汁产率（产率83wt％）得到显著的提升。以这两个先前的结果作为实施例2的实验对照组（表10）。

表10：橙汁喷雾干燥溶液典型组成成分

（OJ表示橙汁，MD表示麦芽糖糊精，WPI表示乳清蛋白分离物）

首先将乳清蛋白分离物（WPI）作为唯一的苹果汁喷雾干燥添加剂进行研究。随后，进行了WPI与麦芽糖糊精的组合研究。研究了WPI和一种包含麦芽糖糊精和WPI的新的组合添加剂的优化，并且对其配比进行优化，以提高产率。使用XPS测量来测定麦芽糖糊精和WPI在喷雾干燥粉末中的表面活性。

实验工作

材料

从当地超市（科尔斯，悉尼，澳大利亚）购买新鲜的橙汁和苹果汁，用于从喷雾干燥器生产粉末。

新鲜的苹果汁是Just Juice-Apple Juice（2公升），Berri有限公司生产，其主要成分为苹果汁（99.9％）、酸度调节剂（330）、维生素C、香精。新鲜的橙汁是Just Juice-Orange Juice（2公升），Berri有限公司生产，其主要成分橙汁（99.9％）、维生素C、香精。

麦芽糖糊精（MDX-18）从Deltrex Chemical购买。

乳清蛋白分离物从Fitlife获得。

所有使用的水都是来自悉尼自来水总管道的可饮用自来水。

本研究中使用的所有化学品均为试剂级。

喷雾干燥器(也叫Milo）Buchi-B290的设置：

同实施例1。

方法步骤总结：

同实施例1。

实验方法的详细说明

喷雾干燥苹果汁的实验对照选择两种溶液：含有60wt％的麦芽糖糊精和40wt％橙汁的溶液；以及1％WPI和99％橙汁的溶液。

开展初始实验的目的是为了研究作为喷雾干燥苹果汁的增强剂的乳清蛋白分离物的最佳浓度，该实验通过喷雾干燥添加了WPI的溶液来实施，WPI的浓度参见表2。随后研究混合添加剂（WPI和MD）的效果，并确定单独添加WPI时成功获得喷雾干燥苹果汁（产率＞60%）所需的阈值含量。这些结果可从下文看出。

进料溶液的制备

如同实施例1，但使用苹果汁代替橙汁。

总可溶性固体含量

评估果汁中总可溶性固体含量，用于计算喷雾干燥的最终产率。它通过以下方法进行测定：取约20g果汁样品放入已称重（GF-6100型天平）干燥皮氏培养皿中，置于100℃烘箱（Thermoline Scientific,Dehydrating Oven,Sydney）24小时。然后在干燥器中将培养皿连同样品冷却至室温，再次称重。最终重量表示了可溶性固体的总重量，从而可以计算每克果汁中总可溶性固体含量。

喷雾干燥

Buchi小型喷雾干燥仪（型号：B-290，Buchi Laboratoriums-Technik公司，弗拉维尔，瑞士），具抽吸模式，用于本发明所有的喷雾干燥实验。所有喷雾实验中，吸气速率为38立方米/小时，泵速度为4.5毫升/分钟，喷嘴气流速度473升/小时，喷嘴清洁器为9脉冲，入口温度为130℃。进料溶液引入之前，干燥机在此条件下运行约30分钟。所有实验中，喷雾干燥器均在具有稳定环境条件的实验室下运行。周围的大气条件干球温度为22℃，湿球温度为18℃，相应的相对湿度为72.7％，绝对湿度为0.012千克/千克。粉末通过连接在旋流器末端的已称重的玻璃收集器进行收集。实际生成的粉末质量由此收集器中的产物进行测量，以此来计算产率（收集器回收率）。旋流器中收集的粉末量（旋流器回产率）也通过记录喷雾干燥前后的重量差进行测定。总回收率通过将收集器回收率和旋流器回收率加和起来进行计算。喷雾干燥过程结束后，从收集器中收集的粉末立即填充在密封塑料袋中，并置于冷冻库中保存。实验的不确定性将在下文进行讨论。

产率计算

产率或回收率（％）按照实施例1中类似的方式进行计算。

绝对产率通过计算喷雾干燥器的收集器中实际得到的粉末量占理论产生的预期粉末量百分比来确定。预期粉末量由以下方程表示，

方程1

其中，A=添加剂的总质量（克）W=水的质量（克）

EP=预期粉末产品的质量（克）TSS=每克果汁中的总可溶性固体（克/克）

FJ=果汁的质量（克）

随后绝对产率通过以下方程进行计算：

方程2

其中，AP=实际粉末产品（克）M₀=干基含水率（重量份数）

水分含量

水分含量如实施例1中所示进行计算。

pH测定

本实验中所用的pH计型号为pHTest2（EUTECH仪器公司和Oakton仪器公司，产自马来西亚）。pHTest2的准确性为±0.1。苹果汁和橙汁样品的pH值分6组进行测定，每组重复2次。

XPS测量

X射线光电子能谱（XPS），也称为化学分析电子能谱（ESCA），是用于分析固体表面上成熟技术。使用XPS来定量粉末表面的不同成分包覆百分率的方法已在Institutefor Surface Chemistry(et al.,1993)开发出来并在本领域中是已知的。不同成分在粉末表面的包覆百分率可利用已知方法通过矩阵公式（

et al.,1993）来确定，所述矩阵公式是将不同元素在粉末表面的份数与构成该粉末的成分中的元素份数相比较。在XPS系统中，使用软X射线束从接近表面的区域向样品的大部分固体表面发射光电子。因为固体中的光电子的受限制的平均自由程，XPS可提供在最初的约5nm深度的有价值信息（Briggs and Seah,1994）。XPS曾被用来研究颗粒的实际表面组成，来替代使用间接技术（例如扫描电镜法）。在该特定的例子中，样品的表面中的碳、氧和氮的原子浓度被分析以测定不同成分在粉末表面的包覆百分率（

et al.,1993）。

XPS测量使用XPS系统在悉尼大学物理学院进行，该系统为

GmbH制造的XR50型高性能双阳极系统，具有Focus500单色器和PHOIBOS150MCD半球形分析仪。该机器使用单色Al Kx X射线源。分析时工作室的压力保持在小于1×10^-6Pa。光电子的出射角垂直于样品。分析仪操作的通过能量为80eV。步进（step size）大小为0.1eV。光谱采集时间根据峰面积变化。粉末的分析面积为顶层上直径为2.0mm的圆圈。当进行ESCA分析时，粉末被涂在石墨带（graphitic tape）的表面上而不需要嵌入（mounting）。干燥后，粉末被存储在冷冻器中，并在进行XPS测试前在干燥器中加热至室温。每项分析至少重复4次。主要元素的每个代表性峰至少重复3次。使用CasaXPS(Version2.3.14dev38)来分析光谱以计算出元素在样品表面的百分率。

表面组成计算

根据XPS测量结果，每个峰的面积表示特定元素的原子的量。每种元素的这个峰面积通过CasaXPS(Version2.3.14dev38)计算出来。随后，通过用该元素

的量除以样品表面的所有元素的总量计算出每种元素的摩尔份数。基于样品表面每种元素的摩尔份数，通过两种已知方法估算出表面组成。一种方法是表面含量矩阵公式（具有O），另一种是表面组成计算（无氧）。

结果与讨论

初步试验

在实施例1中，发明人发现，与添加60wt%麦芽糖糊精与纯橙汁的产率相比，WPI显著改善喷雾干燥橙汁的产率。喷雾干燥苹果汁的初步试验包括比较和确定WPI是否是苹果汁的有效喷雾干燥添加剂，从而降低当前要求的60%或更高的麦芽糖糊精浓度。

表11和图13中的结果显示，20wt%的WPI添加量对于将苹果汁的喷雾干燥产率提高至69%是有效的。该结果并非与喷雾干燥橙汁的产率一样好，显示出苹果汁的粘度比橙汁更难以克服。这些结果总结在表11中。

表11：AJ和OJ间的纯果汁和对照试验的比较

（苹果汁为AJ，橙汁为OJ，麦芽糖糊精为MD，乳清蛋白分离物为WPI）

总之，对于纯果汁和两个对照试验，苹果汁的产率显著低于橙汁。纯苹果汁的产率仅为2%，远低于纯橙汁的44%的产率。添加60wt%麦芽糖糊精使橙汁的喷雾干燥产率提高至65%，这高于产业中要求的60%产率。但是，添加相同量的麦芽糖糊精将苹果汁的喷雾干燥产率提高至47%，这仍低于60%的产业要求。而且，添加1wt%蛋白质改善了橙汁了产率，但与纯苹果汁的产率相比，其对于苹果汁几乎没有产生变化。

这些初始实验显示，当WPI作为喷雾干燥苹果汁的添加剂时，少量的WPI表现得并不好。添加60wt%的麦芽糖糊精能够显著改善苹果汁的喷雾干燥产率。但是，绝对产率仍然比橙汁低约20%。发明人发现，单独使用WPI时，至少需要20wt%的WPI才能实现>60%的产率。总体来说，苹果汁比橙汁更难以喷雾干燥。

为了实现更好的产率，进行了添加更多WPI和其他添加剂的更多实验，研究了苹果汁喷雾干燥与橙汁相比WPI效率低的原因。

WPI作为喷雾干燥剂生产AJ粉末的研究

在初步实验中（实施例1），添加1wt%WPI不能改善喷雾干燥苹果汁的绝对产率。但是，许多文献显示，WPI具有改善这种产率的潜质。液滴表面的水分蒸发被认为导致浓度梯度。颗粒的外层和内层之间的这种蛋白质浓度差别提供了蛋白质包覆颗粒表面的驱动力。因此，通过增加蛋白质的浓度，表面包覆效率值也应当增加。

为了确定WPI是否改善喷雾干燥苹果汁的产率，进行了另一组实验，包括添加1wt%和10wt%WPI。100wt%苹果汁和添加60wt%麦芽糖糊精作为对照实验。

这些结果显示，通过将WPI浓度从1wt%增加至10wt%，产率也从约1%显著增加至7%。这证明，WPI对于苹果汁颗粒也是具有表面活性的，但产率仍远低于产业要求（60%），而且WPI单独使用时对于苹果汁来说表现得不是足够的好。

橙汁的实验工作（实施例1）显示WPI对于改善橙汁喷雾干燥产率是有效的。但是，WPI的实验结果表明，WPI作为苹果汁的添加剂不是像作为橙汁添加剂一样有效。这可能是由于橙汁和苹果汁具有不同的特性导致的，例如pH、溶解度和组成，它们可影响添加剂在喷雾干燥过程中的效率。以下对它们进行研究和讨论。特别地，苹果汁含有更多的果糖和苹果酸，这将在下文讨论。这与文献的证据一致。Bhandari(2006)和Mari等(2001)表明，果糖和苹果酸分别比大多数其他糖类和酸在喷雾干燥期间更加具有粘性。WPI在喷雾干燥橙汁和苹果汁方面的不同作用的解释将在以下研究。

WPI对于喷雾干燥OJ和AJ的不同作用的解释

根据以上结果，WPI可显著改善橙汁喷雾干燥的产率，但当以相同量使用时其对于改善喷雾干燥苹果汁的产率表现得不好。原因已从苹果汁和橙汁的溶解度、pH和组成差别方面来分析。

pH影响

因为添加剂的溶解度受溶液的pH影响，Konkol(2009)已表明果汁的pH可能是选择添加剂的重要因素之一，因为pH可保证蛋白质被适当地溶解。进行了两组pH测试以确定在这些实验中使用的苹果汁和橙汁溶液的pH。

表A1：苹果汁的pH测试结果

基于表A1和表A2分别显示的苹果汁和橙汁的pH测试结果可知，这些实验中使用的苹果汁的pH为2.9，橙汁的pH为2.7。基于pH和溶解度之间的关系，0.2pH差异不太可能显著影响WPI在苹果汁和橙汁中的溶解度。而且，基于制备喷雾干燥样品中的观察和测试，WPI可很好地溶解在苹果汁和橙汁中。因此，pH和溶解度不能显著影响喷雾干燥效率。

AJ和OJ的组成

苹果汁和橙汁的组成在表12中比较。

表12.苹果汁和橙汁成分及pH比较

这物种成分是苹果汁和橙汁中的主要糖类和酸类，并且它们的玻璃态转变温度从表格顶部的蔗糖到表格底部的苹果酸逐渐下降。该顺序也反映了喷雾干燥过程中成分粘度的顺序，其显示在图10中。

文献中的许多实验显示，图10中的成分的顺序为从易于干燥到难以干燥(Bhandariand Howes,1999;Liu et al.,2006;Huntington and Stein,2001)。因此，喷雾干燥苹果汁比喷雾干燥橙汁更困难，因为苹果汁中的果糖和苹果酸比橙汁中的更多。

但是，橙汁中的柠檬酸比苹果汁中的更多，因此计算了苹果汁和橙汁的总玻璃态转变温度以确定哪种成分对果汁的粘度作出主要贡献。

对于三种或更多种溶质成分，使用Couchman-Karasz等式来预测总玻璃态转变温度。因此，橙汁和苹果汁的总玻璃态转变温度可如下所示被估算

（Couchman and Karasz,1978）

T_{g} = \frac{w_{1} Δ C_{p 1} T_{g 1} + w_{2} Δ C_{p 2} T_{g 2} + \cdot \cdot \cdot + w_{5} Δ C_{p 5} T_{g 5}}{w_{1} Δ C_{p 1} + w_{2} Δ C_{p 2} + \cdot \cdot \cdot + w_{5} Δ C_{p 5}}

等式1

下式2由等式1演变而来，

T_{g} = \frac{w_{1} T_{g 1} + \frac{Δ C_{p 2}}{Δ C_{p 1}} w_{2} T_{g 2} + \cdot \cdot \cdot + \frac{Δ C_{p 5}}{Δ C_{p 5}} w_{5} T_{g 5}}{w_{1} + \frac{Δ C_{p 2}}{Δ C_{p 1}} w_{2} + \cdot \cdot \cdot + \frac{Δ C_{p 5}}{Δ C_{p 5}} w_{5}}

等式2

因为常数

所以基于Simba-Boyer定律以及

(Liu etal.,2006)，等式2可被改写为下式，

T_{g} = \frac{w_{1} T_{g 1} + K_{12} w_{2} T_{g 2} + \cdot \cdot \cdot + K_{15} w_{5} T_{g 5}}{w_{1} + K_{12} w_{2} + \cdot \cdot \cdot + K_{15} w_{5}}

等式3

。

因此，苹果汁和橙汁的总玻璃态转变温度可从表13的数据中计算得出。而且，每个K_1nW_nT_gn反映出该成分对于总玻璃态转变温度的贡献。这些结果显示在表13中。

表13：总Tg及苹果汁和橙汁的各成分的贡献

根据这些结果，苹果汁的总玻璃态转变温度（23.2℃）比橙汁的总玻璃态转变温度（31.3℃）低得多。因为Bhandari,Datta et al(1997b)声称，玻璃态转变温度是喷雾干燥程序中粘度的指标，所以苹果汁比橙汁更难以喷雾干燥。这与初步实验结果相对应，这些结果显示在相同情况下，喷雾干燥的苹果汁的产率分别低于橙汁的产率。因此，苹果汁和橙汁的不同成分和总Tg可能是导致橙汁产率和苹果汁产率差异的原因。

更具体地，虽不愿受任何理论约束，但发明人认为苹果汁中的果糖和苹果酸的贡献百分率显著高于橙汁中果糖和苹果酸的贡献百分率。而且，发明人发现果糖和苹果酸比其他成分更难以喷雾干燥。因此，与橙汁相比，苹果汁较低的喷雾干燥产率可能是由于苹果汁中存在比橙汁中更大量的果糖和苹果酸造成的。

WPI和MD的混合添加剂

如前所示（表11），发明人发现麦芽糖糊精和WPI都具有改善喷雾干燥苹果汁的产率的作用。60wt%的麦芽糖糊精添加量和10wt%的WPI添加量能够分别达到47%和7%产率。因此，已表明60wt%MD和10wt%WPI都能对改善喷雾干燥苹果汁的产率作出贡献。设计出具有40wt%AJ:50wt%MD:10wt%WPI组合物的溶液来评估MD和WPI的组合是否足以产生产业上令人满意的产率。

结果如图13所示。

根据图11，40AJ:50MD:10WPI的产率为68%，这比对照实验的产率高很多。而且，该产率显示出MD和WPI的组合比MD或WPI分别用作喷雾干燥苹果汁的添加剂表现得更好。这个结果是非常重要的，因为它显示出添加剂的组合物对于显著增加喷雾干燥产率是有效的。使用MD和WPI的不同混合物的更多实验被设计出来并被研究以改善喷雾干燥苹果汁的产率。

组合添加剂的总百分率的优化

为了优化总添加剂的百分率，设计出一组新的实验，其中总添加剂从12wt%,20wt%到60wt%逐渐增加，但维持WPI和MD的比率恒定在3:1，其余为苹果汁。结果显示在图14中。

图12显示出，当总添加剂的浓度在20wt%至60wt%之间时产率稳定在73-82%。从73%到82%的变化在误差和实验不确定性看来不是显著的。但是，当总添加剂的浓度从20wt%降至10wt%时，产率明显从82%锐减至59%。

与对照实验的产率相比，WPI和MD的组合比WPI和MD单独作为喷雾干燥苹果汁的添加剂更加有效。当总添加剂的浓度降至10wt%时，喷雾干燥苹果汁的产率降至59%。因此，20wt%的总添加剂可被认为是对于提供喷雾干燥苹果汁的良好产率的最优浓度，该浓度是相对低的重量百分数的添加剂（20%）并且在产业上是可接受的。原因在于苹果汁液滴需要足够的WPI来包覆其表面。当混合添加剂的总重量百分数低于20%时，MD的重量百分数低于5%，WPI的重量百分数低于15%（WPI:MD=3:1，重量百分比，图12）。因此，对于喷雾干燥苹果汁，5%的MD或15%的WPI是混合添加剂最有效的限制因素。还进行了一些实验来证明5%的MD是限制性因素，而非15%的WPI。例如15WPI:5MD:80AJ的产率为80%，这与5WPI:15MD:80AJ(82%)的产率几乎一样好。因此，至少5%的MD对于帮助WPI克服苹果汁的特定粘性成分是有利的。这种粘性成分可以是果糖，仅通过添加WPI其难以被喷雾干燥。

混合添加剂中MD和WPI比率的优化

MD和WPI的组合可显著改善喷雾干燥苹果汁的产率，但是不清楚MD或WPI对产率的单独贡献究竟是多大。混合添加剂中MD和WPI的这种比率是优化添加剂从而实现喷雾干燥苹果汁更高产率的另一重要因素。

从最后一组实验可看出，20%是喷雾干燥苹果汁的总添加剂的最佳重量百分数。基于此事实，进行了一组新实验以研究WPI和MD的贡献一己两种添加剂的最佳比率，实验包括80AJ:1WPI:19MD、80AJ:5WPI:15MD、80AJ:10WPI:10MD、80AJ:15WPI:5MD、80AJ:19MD:1WPI和80AJ:20WPI:0MD。结果确认了WPI和麦芽糖糊精都实现了最佳产率，并且展示了它们如何配合在一起用作喷雾干燥苹果汁的组合添加剂。15WPI:5MD是最有效的混合添加剂组合物，其将喷雾干燥苹果汁的产率提高至高达82%。

图13显示出WPI和MD的不同组合在喷雾干燥苹果汁时对产率的影响。通过将它们分成三部分可轻易显示和解释这些结果：首先，从1WPI:19MD到5WPI:15MD产率增加。其次，从5WPI:15MD到15WPI:5MD产率稳定。第三，从15WPI:5MD到20WPI:0MD产率下降。

从(a）1WPI:19MD到(b）5WPI:15MD的结果及解释

在图13中，增加蛋白质的浓度同时维持20wt%的WPI和MD总浓度，导致当WPI的浓度由1wt%增加至5wt%时，绝对产率从59wt%(1WPI:19MD:80AJ)显著增加至81wt%(5WPI:15MD:80AJ)。在图16（a）中，因为在体积浓度和苹果汁液体表面没有足够的WPI，因此添加的WPI越多，液体就有更多的表面被包覆。这表明低浓度（1~5%）的WPI比麦芽糖糊精在增加喷雾干燥80wt%苹果汁的产率方面更有效且作出更多贡献。

初步实验表明，橙汁的浓度对于绝对产率没有影响。如果假设喷雾干燥苹果汁的产率不受苹果汁浓度的影响，通过将这两个结果与同样含有40AJ:60MD的对照实验的47%产率相比较，可再次确认该事实。以1WPI:19MD和40AJ:60MD作为例子，仅1%WPI作出的贡献要高于将绝对产率增加约12%的41%MD。

从(b）5WPI:15MD到(c）15WPI:5MD的结果和解释

在图13中，虽然蛋白质的浓度从5wt%增加至15wt%，产率几乎恒定在约80%，仅在10WPI:10MD时产率稍低（76%）。但是，考虑到2.5%的标准偏差，5至15%浓度的WPI的产率稳定在约75~82%。

而且，WPI对改善产率的主要贡献的观察结果与先前的工作是一致的。Kim(1996)和Young(1993)报道WPI对于橙汁的包覆效率值为72.2%，对无水乳脂的包覆效率值为37%。发明人之前的工作确认了WPI的表面活性和膜形成性质以包封橙汁成分，即仅以1wt%WPI即实现喷雾干燥产率提高至大于80%。

因此，在图13所示的这些实验中，5wt%的WPI(5WPI:15MD)可包覆苹果汁粉末的大部分表面以提供良好的产率（81%），如图14（b）所示。随后，在图14（c）中，当进一步增加WPI的重量百分数至15wt%(15WPI:5MD)，WPI对苹果汁颗粒的包覆百分率可能被能再增加太多。这种情况Adhikari(2007)解释过。他认为蛋白质的包覆能力受表面张力影响。他还发现，当WPI的浓度由1wt%增至5wt%时，创造新表面所需要的表面张力下降，但是当WPI的浓度由5wt%增加至10wt%时，创造新表面需要的表面张力维持不变。原因可能在于，5wt%体积浓度导致大部分或整个表面的包覆。多余的WPI可能产生出独立的“口袋”或纯WPI“冰山”（Holmbergetal.,2003）。这可解释随着WPI的浓度增加，WPI从1增至5%的低浓度时产率显著增加，而WPI从5增至15wt%时产率保持恒定。为测试该假说，进行了一组XPS测量。结果显示WPI在苹果汁粉末上的包覆百分率在WPI的浓度从5wt%增加至15wt%时几乎不变，这支持了该假说。

从(c）15WPI:5MD到(d）20WPI:0MD的结果和解释

在图13中，虽然仍保持WPI和MD的20wt%总浓度，但有趣的是，当WPI的浓度由15wt%(15WPI:5MD)增加至20wt%(20WPI:0MD)时，产率稳定地从82%降低至69%。这些数据证实了最后一个假说，即WPI的浓度在高浓度WPI（>5wt%）时不太影响喷雾干燥产率。数据还显示出，当麦芽糖糊精的浓度由5wt%降至0时，产率由82%降至69%。因此，基于15WPI:5MD、19WPI:1MD和20WPI:0MD的数据可知麦芽糖糊精与产率之间存在关联，其显示在图15中。图中显示，在存在WPI的情况下，麦芽糖糊精的浓度由0增加至5%时，对绝对产率具有显著影响，这意味着麦芽糖糊精对实现喷雾干燥苹果汁的最佳产率（82%）有贡献。20WPI:0MD的绝对产率是69%，这低于15WPI:5MD的最佳产率（82%），但仍高于产业要求（60%）（Bhandari etal.,1997a）。该结果在产业上是令人鼓舞的，因为WPI是作为奶酪生产的副产物产生的，并且它是提供营养的天然蛋白质，而麦芽糖糊精不是。WPI还具有抗炎和抗癌性质。人们和果汁公司都倾向于在果汁中使用蛋白质作为添加剂。

可能的机理解释

本发明的用于喷雾干燥苹果汁的WPI和麦芽糖糊精的混合添加剂的作用机理可通过它们不同的溶解度和表面活性来解释。

在溶解度方面，据推测，溶解性低的组分沉淀更快从而在液滴表面形成包覆层。然而，此前的用WPI和大豆蛋白酸解物进行的试验推翻了该观点。

在表面活性方面，Sheu和Rosenberg(1995)发现，WPI和高DE麦芽糖糊精的混合物是微包封挥发物的有效壁系统。在该系统中，WPI被认为是乳化剂和膜形成剂，麦芽糖糊精则起到过滤作用和作为基质形成剂。因此，在该特定的例子中，麦芽糖糊精可能起到过滤作用或作为基质形成剂，以协助WPI在苹果汁组分表面形成包覆层。

该结果不同于麦芽糖糊精在喷雾干燥橙汁中起到的作用。发明人发现，在WPI存在的情况下，将麦芽糖糊精的浓度从<1wt%提升至50wt%，对绝对产率没有显著的影响，通过回归分析得到R2值为0.06(p>0.01)，支持了上述的论点。这与麦芽糖糊精对喷雾干燥苹果汁的影响形成了一个对比。从此前对于WPI对喷雾干燥苹果汁和橙汁不同的影响结果的解释来看，相对于喷雾干燥橙汁来说，苹果汁中更多的果糖和苹果酸的存在，尤其是果糖，使得喷雾干燥苹果汁的产率较低。WPI在约20％wt的浓度时是有效的，低于这个浓度时，其单独降低果糖黏性的作用并不十分明显，而麦芽糖糊精则可帮助WPI降低或克服果糖的黏性。

这个假设得到了Adhikari等(2003)研究的支持。麦芽糖糊精液滴的表面形成一层表层，并且其厚度快速地增长，转化为玻璃化状态，从而形成非黏性的液滴表面。Adhikari等(2003)的研究还发现，向果糖溶液添加麦芽糖糊精能显著地降低果糖液滴的表面黏性。Bhandari等(1997a)指出，喷雾干燥果糖需要至少50wt%麦芽糖糊精DE12，这比其他糖类的喷雾干燥难度更高。因此，其中的一个假设是，麦芽糖糊精可能是果糖的表面活性剂。另一个假设是，麦芽糖糊精具有更高的玻璃化转变温度，其与果糖混合可改变果糖液滴的物理性质，从而使得整体的玻璃化转变温度更高(FoxJrand Flory,1950)。因此，进行了采用XPS的实验，以测定麦芽糖糊精的可能的表面活性。40AJ：60MD的喷雾干燥产品分析显示，82.3%的苹果汁液滴表面被麦芽糖糊精包覆。这一事实证实，麦芽糖糊精是表面活性剂，第一个假说是比较合理的。

因此，当麦芽糖糊精和WPI的体积浓度足够高时，例如5WPI:15MD：80AJ和15WPI:5MD：80AJ，混合添加剂的表面活性如图14（b）和（c）所示。在干燥过程中，由于WPI在苹果汁液滴表面形成增稠的光滑不黏性表层，WPI起到一种类似于“非黏性袋子”的作用(Adhikarietal.,2009)。然而，有些物质难以被WPI包覆，例如可能是果糖。同时，麦芽糖糊精与WPI混合，包覆在液滴大部分的剩余表面上，形成一层表层，其厚度快速增加并转化为玻璃化状态，形成非黏性液滴表面。苹果汁液滴表面的WPI-MD膜是光滑且非黏性的，因此苹果汁的黏性得以克服，从而产生了高于80%的喷雾干燥产率。

结论

本实验目的在于采用低浓度的WPI作为苹果汁喷雾干燥添加剂，相对常规的采用麦芽糖糊精作为添加剂的情况，其具有更高的产率。这个结果证实了，两种高于60%产率的更为有效的策略如预期地开发出来。最为关键的突破在于，15%WPI和5%MD的组合，足以将现有添加60%麦芽糖糊精时的产率（47±2.5%）提升至80±0.7%。并且，仅添加20%浓度的WPI即可提高喷雾干燥苹果汁的产率至高于0%的值，这满足了工业化的需求。

在喷雾干燥试验中，定量测试结果显示苹果汁比橙汁的处理难度更高。据此前的报道，单独的低浓度（1%）的WPI是喷雾干燥橙汁的有效添加剂。然而，研究发现，WPI在低浓度(≤10%)单独使用时，尽管其能在一定程度上改善产率，但是，其并不能显著地提升喷雾干燥苹果汁的产率。苹果汁的处理难度更高可能是由于苹果汁中具有比橙汁更高浓度的果糖。

WPI和麦芽糖糊精的组合，对克服苹果汁喷雾干燥过程中的黏性问题来说是一种非常有效的策略。为了研究出最佳的混合添加剂，本发明进行了两个系列的试验，其中混合添加剂(WPI+MD)的比例为20%，WPI:麦芽糖糊精为3:1。本发明同时发现，15%WPI和5%MD的组合是最为有效的添加剂，其可产生高于80%的产率，而20%WPI也是一种有效的添加剂，其产生的产率高于60%。

XPS技术用以研究喷雾干燥试验产生的关键粉末产品的表面性质。研究发现，麦芽糖糊精可以通过包覆82%的苹果汁液滴表面，克服喷雾干燥过程中苹果汁的黏性问题，尽管此时其体积浓度为60%。这可能是由于麦芽糖糊精具有的表面活性性质和膜形成性质，或者由于其相对较低的分散系数引起的。“无氧状态下的表面成分计算”方法被建立起来，其使用表面活性WPI作为一个例子（它是基于及改进于

(1995)的表面内容矩阵公式而来的）。研究证实，当麦芽糖糊精和WPI共同作为添加剂存在时，WPI具有更强的表面活性，对比麦芽糖糊精，其包覆有效率达到约90%，这意味着在混合添加剂中，相对于麦芽糖糊精，WPI在改善苹果汁喷雾干燥产率方面具有更重大的贡献。

苹果汁喷雾干燥的成功，使得本发明获得了比工业要求更高的产率。由15%WPI和5%麦芽糖糊精构成的混合添加剂，能产生高于80%的产率。混合添加剂显著地改善了苹果汁粉末的产率，以满足全世界对苹果汁较高的需求，同时也满足了对于较长货架期及简易储藏、处理和运输的需求。单独使用20%WPI作为添加剂时，可使产率提升至60%以上，这也是相当乐观的。由于WPI是天然营养物质，同时也是乳酪产品的副产物，其有利于健康，具有抗炎和抗癌的性质。因此，在果汁中添加WPI是十分有益的。

进一步的，由于在这项工作中，添加剂的添加量从麦芽糖糊精的60%显著地降低至20%（对于两种添加剂来说都是这样），其具有很大的潜能进一步降低处理过程的现有成本。更低的添加剂浓度同时意味着更高的果汁纯度，这可更好地保持果汁的原始和天然的物理化学性质，例如质感、营养物质、风味和香气。苹果汁液滴中麦芽糖糊精表面活性的新发现，可进一步帮助理解和解释麦芽糖糊精是如何改善喷雾干燥的产率的。“无氧状态下的表面成分计算”方法可用于在XPS测试中测定表面物质组成，其比

(1995)的表面内容矩阵公式具有更高的准确率。

本领域技术人员应当认可的是，基于本发明的具体实施方式，可以作出多种替换手段或改进方案，但这些并不脱离本发明的范围，如上述论述的。现有的实施例应当是作为本发明的阐释而并非其限制。

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Claims

1.一种粉末食物产品，其包括一种或多种水果成分分，或一种或多种蔬菜成分，或它们的组合，其还包括乳清蛋白分离物，所述乳清蛋白分离物有效地包封所述一种或多种水果成分、或一种或多种蔬菜成分、或它们的组合。

2. 如权利要求1所述的粉末食物产品，其中所述一种或多种水果成分选自柑橘类水果（包括克莱门氏小柑橘、酸橘、葡萄柚、柑橘、蜜橘、金橘、minneola橘、橘柚、柠檬、橙子和柚子）、苹果、番石榴、芒果、荔枝、莓类（包括蓝莓、黑莓、桑葚、草莓、蔓越莓和鹅莓）、香蕉、菠萝、西红柿、瓜、桃、油桃、葡萄、绿皮西葫芦、无花果、梨、瓜、海枣、木瓜、柿子、李子和杏中的一种或多种。

3. 如权利要求1-2所述的粉末食物产品，其中所述的一种或多种水果成分，或一种或多种蔬菜成分，或它们的组合，仅为一种或多种水果成分。

4. 如权利要求1-3所述的粉末食物产品，其中所述一种或多种水果成分选自橙子和苹果中的一种或多种。

5. 如权利要求1所述的粉末食物产品，其中所述的一种或多种水果成分，或一种或多种蔬菜成分，或它们的组合，仅为一种或多种蔬菜成分。

6. 如权利要求1-3和5所述的粉末食物产品，其中所述的一种或多种水果成分，或一种或多种蔬菜成分，或它们的组合，为一种或多种水果成分以及一种或多种蔬菜成分的组合。

7. 如权利要求1和5-6所述的粉末食物产品，其中所述的一种或多种蔬菜成分选自蘑菇、芹菜、胡萝卜、甜菜根、姜、菠菜、西兰花、菜花和西葫芦中的一种或多种。

8. 如权利要求1-7任一项所述的粉末食物产品，其中至少一种所述一种或多种水果成分，或一种或多种蔬菜成分，源于一种或多种pH小于约5的水果或蔬菜。

9. 如权利要求1-7任一项所述的粉末食物产品，其中至少一种所述一种或多种水果成分，或一种或多种蔬菜成分，源于一种或多种pH高于约5的水果或蔬菜。

10. 如权利要求1-9任一项所述的粉末食物产品，其中所述一种或多种水果成分，或一种或多种蔬菜成分，或它们的组合的存在量为≥ 40%w/w, 优选 ≥ 45%w/w, 优选≥ 50%w/w, 优选≥ 55%w/w, 更优选 ≥ 60%w/w, 更优选≥ 65%w/w, 更优选≥ 70%w/w, 最优选≥ 75%w/w, 优选 ≥ 80%w/w, 优选≥ 85%w/w, 更优选≥ 90%w/w, 更优选≥ 95%w/w, 并且存在量 ≤99%w/w。

11. 如权利要求1-9任一项所述的粉末食物产品，其中所述一种或多种水果成分，或一种或多种蔬菜成分，或它们的组合的存在量为约 40%w/w, 约70%w/w, 约80% w/w, 约90%w/w, 约95%w/w, 约98%w/w或约99%w/w。

12. 如权利要求1-11任一项所述的粉末食物产品，其中所述乳清蛋白分离物的存在量为≤50%w/w, 优选 ≤45%w/w, 优选≤40%w/w, 优选≤35%w/w, 优选≤30%w/w, 优选≤25%w/w, 优选≤20%w/w, 优选≤15%w/w, 优选≤10%w/w, 优选≤5%w/w, 优选≤4%w/w, 优选≤3%w/w, 优选≤2%w/w, 优选≤1%w/w, 优选≤ 0.5% w/w, 并且存在量 ≥0.01% w/w。

13. 如权利要求1-11任一项所述的粉末食物产品，其中所述乳清蛋白分离物的存在量为≥0.01%w/w, 优选 ≥0.02%w/w, 优选 ≥0.05%w/w, 优选 ≥0.75%w/w, 优选 ≥0.1%w/w, 优选 ≥0.2%w/w, 优选 ≥0.3%w/w, 优选 ≥0.4%w/w, 优选 ≥0.5%w/w, 优选 ≥0.6%w/w, 优选 ≥0.7%w/w ，优选 ≥0.8%w/w, 优选≥0.9%w/w, 优选 ≥1%w/w，并且存在量≤50%w/w。

14. 如权利要求1-11任一项所述的粉末食物产品，其中所述乳清蛋白分离物的存在量为约0.01- 50% w/w, 优选约0.02- 45% w/w, 优选约0.05- 40% w/w, 优选约0.75- 35% w/w, 优选约0.1- 30% w/w, 优选约0.2- 30% w/w, 优选约0.3- 30% w/w, 优选约0.4- 30% w/w, 优选约0.5- 30% w/w, 优选约0.6- 30% w/w, 优选约0.7- 30% w/w, 优选约0.8- 30% w/w, 优选约0.9- 30% w/w, 优选约1.0- 30% w/w, 优选约0.1- 25% w/w, 优选约0.2- 25% w/w, 优选约0.3- 25% w/w, , 优选约0.4- 25% w/w, 优选约0.5- 25% w/w, 优选约0.6- 25% w/w, 优选约0.7- 25% w/w, 优选约0.8- 25% w/w, 优选约0.9- 25% w/w, 优选约1.0- 25% w/w, 优选约0.1- 20% w/w, 优选约0.2- 20% w/w, 优选约0.3- 20% w/w, 优选约0.4- 20% w/w, 优选约0.5- 20% w/w, 优选约0.6- 20% w/w, 优选约0.7- 20% w/w, 优选约0.8- 20% w/w, 优选约0.9- 20% w/w, 优选约1.0- 20% w/w。

15. 如权利要求1-14任一项所述的粉末食物产品，其中所述乳清蛋白分离物为唯一的添加剂。

16. 如权利要求1-15任一项所述的粉末食物产品，其中所述乳清蛋白分离物的存在量为约0.5%w/w - 10%w/w, 优选 0.5 - 5%w/w, 优选 0.5-2%w/w。

17. 如权利要求1-16任一项所述的粉末食物产品，其中所述乳清蛋白分离物的存在量为约0.5%w/w, 优选约1.0%w/w, 优选约2.5%w/w, 优选约5.0%w/w, 优选约10%w/w。

18. 如权利要求15-17任一项所述的粉末食物产品，其中所述水果成分源于橙子，优选橙汁。

19. 如权利要求1-14任一项所述的粉末食物产品，其中所述乳清蛋白分离物的存在量为约20 - 50% w/w, 优选约20-45% w/w, 优选20-40% w/w, 优选20-35% w/w, 优选20-30% w/w, 优选 20-25% w/w, 优选约20% w/w。

20. 如权利要求19所述的粉末食物产品，其中所述水果成分源于苹果，优选苹果汁。

21. 如权利要求1-20任一项所述的粉末食物产品，还包括一种或多种外部添加剂。

22. 如权利要求21所述的粉末食物产品，其中所述一种或多种外部添加剂选自麦芽糖糊精、阿拉伯胶和防腐剂。

23. 如权利要求21或22所述的粉末食物产品，其中所述的外部添加剂的存在量为≤约50%w/w, 优选 ≤约45%w/w, 优选 ≤约40%w/w, 优选 ≤约35%w/w, 优选 ≤约30%w/w, 优选 ≤约25%w/w, 优选 ≤约20%w/w, 优选 ≤约15%w/w, 优选 ≤约10%w/w, 优选 ≤约5%w/w, 优选 ≤约4%w/w, 优选 ≤约3%w/w, 优选 ≤约2%w/w, 优选 ≤约1%w/w, most 优选 ≤约0.5%w/w, ≤0.1%w/w, 并且存在量≥0.01% w/w。

24. 如权利要求21或22所述的粉末食物产品，其中所述外部添加剂的存在量为约0.01-20% w/w, 优选约0.1-15 %w/w, 优选约0.2-10% w/w, 优选约0.4-8 % w/w, 优选约0.5 - 5 % w/w, 优选约5% w/w, 优选约2.5 % w/w, 优选约1%w/w, 优选约0.5%w/w。

25. 如权利要求21-24任一项所述的粉末食物产品，其中所述外部添加剂为麦芽糖糊精。

26. 如权利要求21-25任一项所述的粉末食物产品，含有约0.5 - 20%w/w 麦芽糖糊精和约0.05 - 20% 乳清蛋白分离物, 优选约0.5 - 5.0%w/w麦芽糖糊精和约0.5 - 5% w/w乳清蛋白分离物, 优选 1-20% w/w麦芽糖糊精和1-20% 乳清蛋白分离物。

27. 如权利要求21-25任一项所述的粉末食物产品，含有50% 麦芽糖糊精和10%乳清蛋白分离物, 优选约20% w/w 麦芽糖糊精和约10% w/w乳清蛋白分离物。

28. 如权利要求21-25任一项所述的粉末食物产品，其中添加剂的总量为约20%。

29. 如权利要求28所述的粉末，含有约19% w/w 麦芽糖糊精和约1% w/w 乳清蛋白分离物, 优选约15% w/w 麦芽糖糊精和约5% w/w乳清蛋白分离物, 优选约10% w/w 麦芽糖糊精和约10% w/w 乳清蛋白分离物, 优选约5% w/w 麦芽糖糊精和约15% w/w乳清蛋白分离物, 优选约5% w/w 麦芽糖糊精和约15% w/w乳清蛋白分离物, 优选约1% w/w 麦芽糖糊精和约19% w/w乳清蛋白分离物, 优选约20% 乳清蛋白分离物。

30. 如权利要求21-25任一项所述的粉末食物产品，其中所述添加剂的总量为约1-10%。

31. 如权利要求30所述的粉末食物产品，含有约0.5% w/w 麦芽糖糊精和约0.5% w/w 乳清蛋白分离物, 优选约1% w/w 麦芽糖糊精和约1% w/w 乳清蛋白分离物, 优选约2.5% w/w 麦芽糖糊精和约2.5% w/w 乳清蛋白分离物, 优选约5% w/w 麦芽糖糊精和约5% w/w 乳清蛋白分离物, 优选约1% w/w 乳清蛋白分离物。

32. 权利要求1-31任一项所述的粉末食物产品在制备复原型食物产品中的应用。

33. 如权利要求32所述的应用，其中所述的粉末食物产品以液体复原，优选为水或水基液体。

34. 乳清蛋白分离物在制备粉末食物产品中的应用，所述粉末食物产品包括一种或多种水果成分、蔬菜成分或它们的组合。

35. 一种生产粉末食物产品的方法，所述粉末食物产品包括乳清蛋白分离物，以及一种或多种水果成分或蔬菜成分或它们的组合，所述方法包括，制备含有一种或多种水果和/或蔬菜汁，以及乳清蛋白分离物的溶液，并将所述溶液进行喷雾干燥，以形成所述粉末食物产品。

36. 如权利要求35所述的方法，其中所述的粉末食物产品为权利要求1-31任一项所限定的产品，并且其中所述一种或多种水果成分、或一种或多种蔬菜成分、或它们的组合，源于一种或多种水果汁、或一种或多种蔬菜汁、或它们的组合。

37. 如权利要求35或36所述的方法，其中所述溶液是通过将乳清蛋白分离物溶解于水中以形成溶解的蛋白质，再将溶解的蛋白质与一种或多种水果汁、或一种或多种蔬菜汁、或它们的组合，进一步混合。

38. 如权利要求37所述的方法，其中所述的水的温度为约22 oC - 26 oC。

39. 如权利要求35或37所述的方法，其中所述的乳清蛋白分离物优选首先在22 oC - 26 oC的温度下溶解于一种或多种水果汁、或一种或多种蔬菜汁、或它们的组合。

40. 如权利要求35-39任一项所述的方法，其中所述的汁是从一种或多种水果、或一种或多种蔬菜、或它们的组合中提取而来。

41. 如权利要求35-39任一项所述的方法，其中所述的汁为浓缩的或非浓缩的形式。

42. 如权利要求35-39任一项所述的方法，其中所述的水果或蔬菜汁经处理去除果肉和其他固体。

43. 如权利要求35-39任一项所述的方法，其中所述的水果或蔬菜汁未经过去除果肉和其他固体的处理。

44. 如权利要求35-39任一项所述的方法，其中所述的乳清蛋白分离物溶液和水果或蔬菜汁或它们的混合被喂料进入喷雾干燥装置，进样口温度为约100 - 230 oC, 优选约130-220 oC,更优选 160-190 oC, 优选约130 oC。

45. 如权利要求44所述的方法，其中所述的喷雾干燥装置的出样口温度为约80-120oC, 优选约100 oC。