CN103796521A - 产品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用乳原料的物理改性和增强质地的交联酶来制备酸乳产品的方法。本发明还涉及含有物理改性的乳原料脂肪球且已经用交联酶进行了处理的乳制品。

Description

产品及其制备方法
发明领域
本发明涉及利用乳原料的物理改性和增强质地的交联酶来制备酸乳产品(soured milk product)的方法。本发明还涉及含有物理改性的乳原料脂肪球且已经用交联酶进行了处理的乳制品。
发明背景
在酸乳产品的制备中典型的是：向匀化的、经热处理的乳中加入发酵剂(starter)，当其酸化乳时，给乳提供了作为产品特征的质地和味道性质。
通常，将所有必需的原料和成分如甜味剂、调味剂和组织形成剂(texturizers)加入到乳中，然后将乳混合物通常进行匀化和巴氏灭菌，然后进行酸化(souring)。匀化通常采用单相或双相匀化器进行，典型的匀化条件为55至80℃、更典型地是65至70℃的温度和100至250巴、更典型地是150至200巴的压力。将乳混合物进行酸化(soured)，或者以一些其它方式调节酸度至每种产品特定的pH值。此后，任选地断裂开质地并冷却至包装温度，加入必需的调味剂(例如果酱)，将产品进行包装。
在最近几年，已经广泛研究了在300至3500巴的压力下乳高压匀化对酸乳酪的粒度、水分保持、脱水收缩和质地的影响(Lanciotti,R.等人,FoodMicrobiology,21(2004)753-760;Ciron,C.I.E.等人,Int.Dairy J.20(2010)314-320)。在高压匀化中针对乳的高机械力/剪切力有助于减小乳中脂肪球的尺寸。已知乳剂的粒度可以通过超声处理或功率超声处理来减小。
基本信息存在于乳原料的高压匀化和超声技术对酸乳产品的稠度如粘度和结构(凝胶)硬度和对脱水收缩减少的有利作用。但是，在低脂产品制备中的问题特别是对下游加工如改性和质地破裂的耐受性差。
公开文本EP1464230描述了在400至2000巴的压力下由匀化的乳基乳剂制备的甜点和酸化产品(soured products)。
公开文本US6416797(Kraft Foods)描述了奶油干酪(费城奶油干酪)的制备方法，其中将转谷氨酰胺酶和发酵剂加入到原料液体中，将其酸化至4.5的pH值，然后将酸化的乳基乳剂混合物进行匀化(如果期望的话，在高压(约690巴,10000psi)下进行)以使酸化产品混合物改性。在该公开文本所描述的方法中，奶油干酪或非熟化干酪的下游加工变得更容易。
通常，通过例如蒸发、浓缩和/或向乳中加入粉末增加乳的固体含量和降低乳的固体含量等等已经被用于降低调节酸乳产品的质地。原料乳的蛋白质含量影响最终产品的质地，可以通过增加或降低蛋白质含量来按需调节乳制品的质地。例如，酸乳酪乳的蛋白质含量可以通过蒸发或向其中加入蛋白质粉末如乳蛋白粉、乳清蛋白粉和酪蛋白蛋白质粉来提高。基于非乳蛋白质的蛋白质增补剂也是有用的。或者，可以通过向原料乳中加入乳渗透物、干酪乳清、酸乳清如凝乳(quark)和/或酪农干酪乳清或水来进行质地的薄化。
还已知：通过在酸乳产品中使用交联酶，可以使质地硬化和增稠和改性为更细腻的质地，并且乳清的分离减少。为了使结构问题最小化，本领域熟知向蛋白质源中加入可以使质地改性的交联酶。该方法通常使用在低压(100-250巴)下匀化的乳来制备酸乳产品。然后，随着更多制备步骤的加入，产生了该方法及其控制进一步复杂化并且变得更困难的问题。因此，需要简单的产品配方和节约成本的制备方法来控制通常已知的方法对产品所产生的问题如后酸化和结构问题如粉状质地。
通常，已知方法的问题包括酸乳产品的感官特性的改变以及它们在贮存期间的架存期不佳。产品出现脱水收缩、乳清分离和结构问题。在低脂酸乳产品中，与下游加工如质量修改和质地破裂有关的问题以及与架存期有关的问题是特别突出的。
发明简述
本发明涉及利用乳原料和/或其脂肪部分的物理改性和增强质地的交联酶来制备酸乳产品的方法。因此，本发明提供了将脂肪球的物理改性和用交联酶进行处理联合以制备酸乳产品和改变及稳定其质地的方法。该方法简单、经济、可适用于大规模工业化，并且其不会产生额外费用。而且，当可以降低乳原料中的组分含量如脂肪含量和/或蛋白质含量而不影响所制备产品的质地和性质时，本发明的方法提供了显著的节约。影响不同乳原料组分含量的可能性是重要的，因为乳品工业目前采用组分制造。本发明还涉及含有物理改性的乳原料脂肪球且已经用交联酶进行了处理的乳制品。因此，本发明涉及这样的酸乳产品：其在有关乳原料的不同组分方面是最佳的，较好地承受制备的下游加工步骤如质量修正和质地破裂，并且其结构性质在贮存期间被保持。
获得如下的酸乳产品是一个非常大的挑战：所述酸乳产品含有物理改性的乳原料脂肪球，在口味和质地方面完全无缺点，满足食用者的期望，同时承受酸乳产品制备的所需下游加工步骤如质量修正和质地破裂以及贮存，并且是以经济和简单的方式制备的。调节产品中原料组分的浓度如减少脂肪是一个挑战。出人意料地发现：通过使乳原料物理改性和将其在酸化期间用交联酶进行处理获得了质地明显较稠的预期类型的酸化产品。
采用本发明的方法，能够通过对乳原料中的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性而改善所制备产品的结构/质地性质。
采用以独立权利要求书中所示的那些为特征的产品和方法实现了本发明的目的。从属权利要求中公开了本发明的优选实施方案。
附图简述
图1的流程图显示了当制备具有降低的蛋白质含量的低脂酸乳酪时的本发明的酸乳产品的制备方法的实施方案。在该方法中，通过在400巴的压力下高压匀化对具有标准化脂肪和蛋白质含量(0.4%脂肪，3.5%蛋白质)的乳原料进行物理处理。
图2的流程图显示了当制备低脂酸乳酪时的本发明的酸乳产品的制备方法的实施方案。在该方法中，通过在1000巴的压力下高压匀化对脂肪部分进行物理处理。
图3的流程图显示了本发明的酸乳产品的制备方法的实施方案，其中利用微量过滤对脂肪进行了物理改性。
图4显示了通过粒度分析器(Malvern)测量的具有1%脂肪含量的非匀化标准化酸乳酪乳的粒度分布。
图5显示了通过粒度分析器(Malvern)测量的具有1%脂肪含量的匀化(220巴/40巴)标准化酸乳酪乳的粒度分布。
图6显示了通过粒度分析器(Malvern)测量的具有1%脂肪含量的高压匀化(400巴/70巴)标准化酸乳酪乳的粒度分布。
发明详述
本发明涉及含有物理改性的乳原料脂肪球的酸乳产品。另外，本发明涉及含有物理改性的乳原料脂肪球、即乳原料脂肪的微米粒/纳米粒且已经利用交联酶进行了生产的酸乳产品以及涉及该产品的制备方法。采用本发明，能够使产品在乳原料的不同组分方面最优化并且在贮存期间仍然保持了质地和结构/质地的稳定性。
出人意料地发现：通过使乳原料物理改性和将其在酸化期间用交联酶进行处理获得了质地明显比用高压匀化乳原料生产的相应产品稠的酸乳产品。由于物理改性而产生的小脂肪球显著增加了酸乳产品如酸乳酪的粘度，并且所形成的小脂肪球与较大的未改性脂肪球及其簇相比还更有效地防止了脱水收缩。不希望受缚于理论，可以推定：小脂肪球被酪蛋白和乳清蛋白所包被，交联酶如转谷氨酰胺酶使小脂肪球与基质交联。脂肪球的膜结构所固有的蛋白质交联。可能由于在小脂肪球的情况中结构具有更大的表面和/或更少的空隙容积，酪蛋白和乳清蛋白彼此接近。然后，随着转谷氨酰胺酶的活性变得更容易，它们的交联增加。
另外，出人意料地发现：通过仅对乳原料的脂肪部分进行物理改性和将其与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并以及将由此获得的乳用交联酶进行处理，可以产生相同的效果。
而且，还出人意料地发现：在酸乳产品的制备中，通过使用来源于乳或一些其它适宜的脂肪源如豆奶或椰子乳的天然小脂肪球和/或与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并的经物理改性的、例如采用微量过滤进行物理改性的小脂肪球以及将由此获得的乳用交联酶进行处理，产生了相同的效果。
因此，根据本发明的一项实施方案，将乳原料进行物理改性并用交联酶进行处理。根据本发明的第二项实施方案，将乳原料的脂肪部分进行物理改性并与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并，以及将由此获得的乳或乳原料用交联酶进行处理。根据本发明的第三项实施方案，将天然和/或经物理改性的小脂肪球与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并，以及将由此获得的乳或乳原料用交联酶进行处理。
本发明还涉及利用乳原料的物理改性和增强质地的交联酶来改变酸乳产品的质地的方法。
出人意料地发现：利用本发明的方法，能够制备明显较稠的酸乳产品或能够降低产品的蛋白质含量和/或脂肪含量并同时最终产品的质地保持不变。这意味着产品的质量显著改善或原料/组分的显著节约。该方法可特别应用于酸乳酪、可饮用酸乳酪、集合型酸乳酪(set-type yogurt)、viili和发酵乳的制备。
因此，本发明的方法适于制备具有优良口味和质地的酸化产品。利用本发明，还能够降低产品的脂肪含量和/或使其蛋白质含量最大化。本发明的产品的特征是其承受了质量修正以及在产品的制备和贮存期间对酸乳产品而言典型的质地破裂。
关于本发明，乳原料的物理改性指通过针对原乳材料的高机械力/剪切力或分离技术或它们的组合进行的操作，采用该操作特别改变了乳原料脂肪球的粒度和粒度分布以及还有组成和状态。
关于本发明，术语“物理改性的脂肪球”指具有小于约1μm、优选约20nm至约1μm、更优选约100nm至约1μm的尺寸的脂肪球。另外，脂肪球具有小于约1μm、优选约200至约500nm、更优选约300至约400nm的平均粒度或中位粒度。
具有足以提供高机械力/剪切力的能量密度并且能够产生粒度小于10μm的脂肪球的工业级混合器包括匀化器(小于4μm)、高压匀化器(小于2μm)、微流化器(小于1μm)、转子-定子系统(Ultra Turrax；粒度1至25μm)和胶体磨(粒度1至25μm)。乳原料脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态也可以通过挤出、超声处理(低频，功率超声)、光学技术(激光，LightAmplification by Stimulated Emission of Radiation)、HPP技术(高压加工)、雾化器(喷雾干燥)、非热脉动电场(PEF)技术和不同技术的组合进行物理改性。MTS(压热超声波,manothermosonication)技术联合了在压力和低于巴氏灭菌温度的温度下超声的处理。膜技术如微量过滤和重力以及不同技术的组合可用作分离技术。
根据一项实施方案，通过在40至95℃、优选60至70℃的温度和250至1000巴、优选250至500巴的压力下高压匀化进行物理改性。在一项实施方案中，高压匀化的压力为400巴。在本发明的另一项实施方案中，高压匀化以两个步骤进行。在本发明的第二项实施方案中，高压匀化以如下方式以两个步骤进行：在第一个步骤中，温度为40至95℃，压力为250至1000巴；在第二个步骤中，温度为40至95℃，压力小于1000巴。在第一个步骤中，脂肪球的粒度减小；在第二个步骤中，彼此连接的任意脂肪球分离成单独的球。在第二个步骤中，匀化条件可以相当于高压匀化(即具有40至95℃、优选60至70℃的温度和250至1000巴、优选250至500巴的压力)的条件或者可以是常规匀化(即具有65至70℃的温度和150至200巴的压力或甚至低于它们)中使用的条件。在一项实施方案中，在第一个步骤中，压力为400巴；在第二个步骤中，压力为70巴。
从图4可以看出：在非匀化乳中，脂肪球的粒度面积为1μm至10μm，酪蛋白的粒度面积为0.04μm至0.4μm。常规匀化(100-250巴)减小脂肪球的粒度至2μm以下(参见图5)。高压匀化(250-1000巴)甚至进一步减小了脂肪球粒度，即减小至1μm以下(参见图6)。
除了脂肪球的粒度外，小于约1μm的颗粒的颗粒体积受到高压匀化的影响。与常规匀化之后相比，在高压匀化之后具有例如小于约1μm、小于约0.6μm和小于约0.3μm的粒度的脂肪球的颗粒体积份额较高。与常规匀化相比，高压匀化分别使具有小于约1μm、小于0.6μm和小于0.3μm的粒度的脂肪球的体积份额增加约10%、约15%和约15%。从表1可以看出，当匀化压力从220巴增加至400巴时，具有小于约1μm的粒度的脂肪球的体积份额从约91.5%增加至99.7%。相应地，当匀化压力从220巴增加至400巴时，具有小于约0.6μm的粒度的脂肪球的体积份额从约80.8%增加至94.8%，具有小于约0.3μm的粒度的脂肪球的体积份额从约65.2%增加至78.4%。
表1
颗粒体积份额%
粒度μm 匀化220/40巴 匀化400/70巴
<0.3 65.15 78.36
<0.6 80.75 94.80
<1.0 91.48 99.72
在高压匀化之后，脂肪球可以被视为象乳基产品如本发明的酸乳酪中的酪蛋白那样起作用，这可见于产品的质地较稠和/或见于产品的蛋白质和/或脂肪含量降低而产品的质地保持未改变。
根据本发明的第二项实施方案，通过微量过滤进行物理改性。微量过滤(MF)是其中所用膜的平均孔径为0.05至10μm的膜滤操作。待分离液体中所含的组分借助压力被施压通过膜。
在微量过滤中，分为不同粒度种类的天然脂肪球不会向匀化中所发生的那样失去它们膜的原始结构。在压力下的匀化以这样的方式影响脂肪球：其将大的脂肪球破裂成较小的脂肪球，借此脂肪球的膜的一部分被酪蛋白蛋白质替代。这以如下方式改变了脂肪球的性质：例如，它们对脂肪的氧化腐败作用较不敏感。已经通过匀化减小了粒度并且包涂在酪蛋白中的脂肪球在一定程度上象酪蛋白那样起作用。
根据本发明的另一项实施方案，通过任意顺序的高压匀化和微量过滤进行物理改性。在该实施方案中，乳原料可以例如首先进行微量过滤，然后将由微量过滤获得的保留物进行高压匀化并与微量过滤渗透物合并用于进一步加工。
在乳中，脂肪以直径在0.1至15μm之间变化的球存在。原乳(raw milk)的平均脂肪含量为4.5%。在乳中，约80%的脂肪球具有尺寸小于1μm的直径，但是总脂肪含量占小脂肪球的10%以下。脂肪球的平均直径为约4μm。已经注意到：大脂肪球(超过2μm)比小脂肪球(小于2μm)更容易簇聚，并且对脂解更敏感。大球也结合较少的水。
在本专利申请中，术语“乳原料的物理改性”不仅涵盖上述操作，而且涵盖利用酶(影响脂肪的酶、磷脂酶、脂肪酶等)进行的改性。
术语“机械改性的脂肪球”、“物理改性的脂肪球”、“微米粒”、“纳米粒”和“酶改性的脂肪球”平行使用。
另外，术语“乳原料的脂肪球”和“乳原料脂肪的微米粒/纳米粒”平行使用。术语“乳原料的脂肪球”指从乳原料脂肪的脂肪球分离的微米粒和/或纳米粒或脂肪酸链或部分。
根据本发明的一项实施方案，物理改性所得到的脂肪球的粒度为小于约1μm、优选为约20nm至约1μm、更优选约100nm至约1μm。根据本发明的第二项实施方案，物理改性所得到的脂肪球的平均粒度或中位粒度为小于约1μm、优选约200至约500nm、更优选约300至约400nm。根据本发明的第二项实施方案，物理改性所得到的脂肪球的粒度为小于约1μm、优选约20nm至约1μm、更优选约100nm至约1μm，平均粒度或中位粒度为小于约1μm、优选约200至约500nm、更优选约300至约400nm。
乳原料可以是乳、乳清以及乳和乳清的组合，为本身或浓缩物。乳原料可以是从动物如牛、绵羊、山羊、骆驼、母马或产生适于人食用的乳的任意其它动物得到的乳本身，或者是按需进行了预加工的乳。例如，乳原料可以是全乳、奶油、低脂或脱脂乳、低乳糖或无乳糖乳、初乳、超滤乳、透滤乳(diafiltered milk)、微量过滤乳或由乳粉重构的乳、有机乳或它们的组合。根据本发明的一项实施方案，乳原料的脂肪含量为0.4至2%。乳原料优选为用奶油(30至50%)标准化的低脂乳(脂肪含量0.5至1.5%)或用全乳(高于4%)标准化的半脱脂乳(1.5至4%)或脱脂乳(脂肪含量小于0.5%)。
乳原料可以补充有常用于制备乳制品和/或乳清和乳蛋白质级分的成分，例如乳蛋白质、乳清蛋白、酪蛋白、乳清和乳蛋白质级分、乳盐、α-乳白蛋白、肽、氨基酸如甜菜碱(lycine)，作为本身或以不同的组合和量，这取决于所制备的产品。乳原料可以补充有植物脂肪如菜籽油、玉米油、葵花油、浆果油(berry oil)，作为本身或以不同的组合和量，这取决于所制备的产品。可能的其它任选的补充剂/组分为ω-3脂肪酸、抗氧化剂和/或水溶性或脂溶性维生素、影响胆固醇含量的甾醇及其酯以及增加饱腹感的化合物或组合物如具有水包油型乳剂结构的食品脂肪组合物和乳盐。在本发明的制备中，这些任选的组分可以作为本身使用或以不同的组合和量使用，这取决于所制备的产品。乳清和乳蛋白质级分可以通过例如超滤或纳米过滤(NF保留)生产。
本发明提供了通过采用特征为用交联酶处理含有物理改性的脂肪球的乳原料并使其酸化的方法来避免在酸乳产品的制备中已经证明引起问题的结构和质量缺陷的新方案。
根据本发明的一项实施方案，将乳原料进行物理改性并用交联酶进行处理。根据该实施方案，通过对脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性获得了含有物理改性的脂肪球的乳原料。例如，通过利用高压匀化和/或微量过滤可以进行物理改性。因此，在该实施方案范围内的可替代方案中，通过微量过滤对乳原料或其部分进行分级，将含有小脂肪球的渗透物本身或连同进一步高压加工的保留物一起转移至采用交联酶进行的处理。在乳原料的物理改性和用交联酶处理之间，可以根据期望和/或需要任选地进行其它加工步骤。而且，在乳原料的物理改性之前也可以进行其它加工步骤。类似地，在用交联酶处理之后可以进行其它加工步骤。
根据本发明的第二项实施方案，将乳原料的脂肪部分进行物理改性并与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并，将如此获得的乳原料混合物用交联酶处理并酸化。根据该实施方案，通过使乳原料的脂肪部分进行物理改性并将其与非匀化或常规匀化的脱脂乳合并，获得了含有物理改性的脂肪球的乳原料。例如，通过利用高压匀化和/或微量过滤可以进行物理改性。因此，在该实施方案范围内的可替代方案中，通过微量过滤对乳原料的脂肪部分进行分级，将含有小脂肪球的渗透物本身或连同进一步高压加工的保留物一起转移至采用交联酶进行的处理。在含有物理改性的脂肪球的乳原料混合物的制备和用交联酶处理之间，可以根据期望和/或需要任选地进行其它加工步骤如热处理。而且，在含有物理改性的脂肪球的乳原料的制备之前也可能进行本领域已知的其它加工步骤如热处理、标准化、重构、蛋白酶、过滤、分离和/或冷冻。类似地，在用交联酶处理之后可以进行其它加工步骤。
根据本发明的第三项实施方案，将天然和/或物理改性的小脂肪球与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并，将如此获得的乳原料混合物用交联酶处理并酸化。根据该实施方案，通过将天然和/或物理改性的脂肪球与非匀化或常规匀化的脱脂乳合并，获得了含有物理改性的脂肪球的乳原料。在该实施方案范围内的可替代方案中，天然脂肪球或物理改性所得到的脂肪球的粒度为小于约1μm、优选为约20nm至约1μm、更优选约100nm至约1μm。根据一项实施方案，物理改性所得到的脂肪球的平均粒度或中位粒度为小于约1μm、优选约200至约500nm、更优选约300至约400nm。根据另一项实施方案，物理改性所得到的脂肪球的粒度为小于约1μm、优选约20nm至约1μm、更优选约100nm至约1μm，平均粒度或中位粒度为小于约1μm、优选约200至约500nm、更优选约300至约400nm。
在含有物理改性和/或天然脂肪球的乳原料混合物的制备和用交联酶处理之间，可以根据期望和/或需要任选地进行其它加工步骤如热处理。而且，在含有天然和/或物理改性的脂肪球的乳原料混合物的制备之前也可能进行本领域已知的其它加工步骤。类似地，在用交联酶处理之后可以进行其它加工步骤。
根据本发明的一项实施方案，制备酸乳产品的方法包括：
-使乳原料进行物理改性，
-用交联酶处理，和
-酸化，和
-任选地，包装该产品。
根据本发明的第二项实施方案，制备酸乳产品的方法包括：
-使乳原料的脂肪部分进行物理改性，将其与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并，
-用交联酶处理，和
-酸化，和
-任选地，包装该产品。
根据本发明的另一项实施方案，制备酸乳产品的方法包括：
-将天然和/或物理改性的脂肪球与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并，
-用交联酶处理，
-酸化，和
-任选地，包装该产品。
在本发明的方法中，可以在交联酶处理之前、与交联酶处理的同时或仅在交联酶处理之后进行酸化。在本发明的方法中，可以与酸化同时、在酸化之前或仅在酸化之后进行交联酶处理。因此，根据本发明的一项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-酸化，
-用交联酶处理，
-任选地，包装该产品。
根据本发明的第二项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-酸化和用交联酶处理，
-任选地，包装该产品。
根据本发明的另一项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-用交联酶处理，
-酸化，
-任选地，包装该产品。
而且，通过本发明的方法制备的酸乳产品可以在包装产品之前进行发酵或在包装之后立即进行发酵。尤其是，viili型产品和集合型酸乳酪在包装中进行酸化。因此，根据本发明的一项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-包装，
-在包装中酸化/允许酸化和用交联酶处理。
在本发明的方法中，热处理也可以以数个步骤进行。
如有必要，在该方法中所用的乳原料的组成可以任选地通过使其蛋白质、脂肪和/或乳糖含量标准化来进行调整。如果期望/需要，在该方法中所用的乳原料可以任选地在物理改性之后和/或之后进行热处理。
因此，根据本发明的一项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-调整乳原料的组成，即，使其蛋白质、脂肪和/或乳糖含量标准化，
-将乳原料进行热处理，
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-热处理，
-酸化，
-用交联酶处理，
-任选地，包装所得产品。
除酸化外，所述方法还可以包括使用凝乳酶，并且如有必要随后进行热处理、即后巴氏灭菌(post-pasteurization)。
因此，根据本发明的一项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-任选地，使乳原料的组成就蛋白质、脂肪和/或乳糖含量而言标准化，
-任选地，将乳原料进行热处理，
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-任选地，进行热处理，
-酸化，
-用交联酶处理，
-加入凝乳酶或其它酶，
-进行热处理，
-任选地，包装所得产品。
而且，所述方法还可以包括在酸化和用交联酶处理之后加入其它原料的步骤。
因此，根据本发明的一项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-任选地，使乳原料的组成就蛋白质、脂肪和/或乳糖含量而言标准化，
-任选地，将乳原料进行热处理，
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-任选地，进行热处理，
-酸化，
-用交联酶处理，
-任选地，加入凝乳酶，
-加入其它原料，
-任选地，进行热处理，
-任选地，包装所得产品。
根据本发明的一项实施方案，任选地将就蛋白质、脂肪和/或碳水化合物含量而言标准化的乳原料进行热处理，将其脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，并将其用交联酶进行改性，同时酸化。根据本发明的第二项实施方案，通过使其蛋白质、脂肪和碳水化合物含量标准化来调整乳原料的组成，将标准化的乳原料进行热处理，通过在40至95℃的温度和250至1000巴的压力下高压匀化对脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行改性，并用交联酶进行改性，同时化学酸化。
在本发明的方法中，乳原料的物理改性可以在乳原料或其部分上以多个步骤采用相同方法进行或者通过联合不同技术进行，以改变脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态。因此，乳原料或其部分的物理改性可以通过高压匀化或微量过滤或两者进行。因此，根据本发明的一项实施方案，所述方法包括下述步骤：
-通过采用多项技术和/或多个步骤来对乳原料或其部分的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-任选地，进行热处理，
-酸化，
-用交联酶处理，
-任选地，包装所得产品。
在本发明的一项实施方案中，进行上述方法的任选步骤如使原乳材料的组成标准化、热处理、加入凝乳酶或其它酶和/或包装产品，即，它们不是任选的。
根据本发明的一项实施方案，将可以就其蛋白质、脂肪和/或乳糖含量而言标准化的乳原料进行高压匀化、用交联酶处理、热处理和冷却，任选地向其中加入脂肪含量高(30至50%，优选35%)的分别进行了高压匀化和/或微量过滤的乳原料，加入发酵剂，将混合物混合并包装。
在本发明的方法中，酸化可以通过在加入或不加入凝乳酶的情况下加入对各产品特异性的生物发酵剂(例如生产用发酵剂或直投式(direct to vat)发酵剂DVI/DVS)、化学发酵剂或者有机或无机酸来进行。例如，保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜热链球菌(Streptococcusthermophiles)菌株常规地用于酸乳酪生产。适宜有机酸的实例包括葡糖酸-δ-内酯(GDL)、乳酸钙、柠檬酸和乳酸。所用的酸优选为葡糖酸-δ-内酯。除了乳酸菌发酵剂外，viili-霉菌也用于生产viili-型产品。
通过本发明的方法制备的酸乳产品可以在包装产品之前在储罐中进行酸化，或者在包装后在食用者或饮食服务包装中立即进行酸化。
尤其是，viili型产品和集合型酸乳酪在包装中进行酸化。
质地的稠度通过改变交联酶的剂量来进行调整。产品可以是“集合型”(切变的和可用匙的)、可饮用(新鲜)、可饮用UHT、可用匙的“酸乳酪型”或粉末(喷雾-或冷冻干燥粉末)产品。在营养上，例如，蛋白质中的必需氨基酸在产品中是容易吸收的形式。
动物和植物蛋白质的氨基酸可以用酶如转谷氨酰胺酶(EC2.3.2.13)进行交联。在酶方法中形成的共价连接能很好地抵抗不同的方法条件如加热和混合。在乳蛋白质中，酪蛋白和κ-酪蛋白特别是转谷氨酰胺酶的最佳底物。β-酪蛋白也富含酶连接在一起的谷氨酰胺和赖氨酸。所用的转谷氨酰胺酶可以是在乳品工业中使用的任意转谷氨酰胺酶，其可以来源于微生物、酵母菌、霉菌、鱼或哺乳动物。本发明的实施方案的转谷氨酰胺酶是微生物酶。存在数种不同的适用于本发明的方法的市售转谷氨酰胺酶制品。这些包括
Figure BDA0000471411050000141
(Ajinomoto,日本)和
Figure BDA0000471411050000142
(Ajinomoto,日本)。最佳条件取决于所用的酶，它们可以从市售酶的制造商处获得。
其它可能的交联和蛋白质改性酶包括漆酶、酪氨酸酶、过氧化物酶、巯基氧化酶、葡萄糖氧化酶、蛋白质谷氨酰胺酶和通常的其它蛋白质改性酶如凝乳酶和蛋白酶。酪氨酸酶(EC1.14.18.1)可以来源于不同的植物、动物或真菌种类如里氏木霉(Trichoderma reesei)真菌。已知来源于真菌或细菌如毛栓菌(Trametes hirsuta)真菌的漆酶(EC1.10.3.2)可使碳水化合物和蛋白质杂交联。酪氨酸酶和漆酶制品也是市售可获得的。最佳条件取决于所用的酶，它们可以从市售酶的制造商处获得。所述酶可以单独或组合使用以获得预期的结果。
本发明的方法还可以包括一个或多个其它加工步骤(例如对所制备产品特异性的或取决于其的混合、分离、调味、冷却、包装和/或产品回收)，其中加工了含有物理改性的脂肪球且用交联酶进行了处理的酸乳原料。
在本发明的方法中，热处理以本领域已知的方式进行。可用于本发明的方法的热处理方法的实例为巴氏灭菌法，高温巴氏灭菌法(highpasteurization)、在低于巴氏灭菌法温度的温度下加热足够长的时间、热杀菌(thermisation)(即于约57至68℃加热至少15秒)、UHT、HT和ESL处理。在UHT中，原料于约135至140℃加热2至4秒。HT(“短UHT处理”)记载于公布的专利申请WO2010085957中。在ESL中，原料于约127至135℃加热1至2秒。在巴氏灭菌法中，原料于约70至72℃加热至少15秒；在高温巴氏灭菌法中，原料于约95℃加热至少5分钟。热处理也可以是不同技术的联合。
根据本发明，已经在400巴的压力下进行了高压处理且在酸化期间进行了转谷氨酰胺酶处理的原乳(未分离和未经巴氏灭菌的乳，原乳)根据贮存时间比仅仅在400巴的压力下进行了高压处理的酸乳酪稠65至35%。含有0.4%和1.0%脂肪且以相应方式(为在400巴的压力下进行高压处理且在酸化期间进行了转谷氨酰胺酶处理)制备的乳的稠度是仅仅进行高压处理的对照产品的两倍。
而且，按照本发明制备的且在400巴的压力下进行了高压处理和在酸化期间进行了转谷氨酰胺酶处理的酸乳酪的粘度在一周时比在200巴的压力下匀化且在酸化期间进行了转谷氨酰胺酶处理的酸乳酪稠30%，比在200巴的压力下匀化、但是没有进行转谷氨酰胺酶处理的酸乳酪稠60%。
根据本发明，通过仅对脂肪部分进行高压匀化和将其与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并以及将由此获得的乳用转谷氨酰胺酶进行处理，可以产生相同的效果。
在冷藏(+4℃，3周)或室温贮存(20至25℃，数星期)期间，使用本发明的方法制备的产品的质地保持均匀，并且乳清未分离。本发明的方法的有利实施方案的一个实例是制备蛋白质含量为3.4至3.5的酸乳酪。本发明的脂肪(4.1%)酸乳酪的粘度在一周时比对照酸乳酪稠30%，在三周时稠65%。在整个3周贮存期间，本发明的低脂(1%)酸乳酪的粘度比对照酸乳酪稠100%。本发明的更低脂(0.4%)酸乳酪的粘度在一天时比对照酸乳酪稠85%，在1至2周时稠50%，在3周时稠30%。
另外，出人意料地发现：通过仅对脂肪部分进行高压匀化和将其与非匀化脱脂乳或在低压下常规匀化的脱脂乳合并以及将由此获得的乳用转谷氨酰胺酶进行处理，可以产生相同的效果。本发明的有利实施方案的一个实例是采用所述方法和原料制备的酸乳酪：将脂肪部分(脂肪35%和蛋白质2%)在1000巴的压力和60℃的温度下高压匀化，合并打发奶油/二次分离奶油与非匀化脱脂乳以得到对原料而言1.5%的脂肪含量和3.5的蛋白质含量，将其巴氏灭菌，冷却至42℃，加入TG酶0.6U/g(蛋白质)和发酵剂。使混合物酸化至其pH为4.5，然后将其混合，冷却至20℃，包装。
本发明的方法简单，适用于大规模生产。
根据本发明的一项实施方案，所述方法是组分制备方法，其中仅在临包装前将具有不同脂肪和蛋白质含量的乳组分合并。
本发明的方法可以应用于分批生产和连续生产。本发明的方法优选作为分批法进行。
本发明还涉及含有物理改性的乳原料脂肪球、即乳原料脂肪的微米粒/纳米粒并且已经利用交联酶产生的酸乳产品。根据本发明的一项实施方案，基于酸乳的产品的脂肪球的粒度为小于1μm、优选约20nm至约1μm、更优选约100nm至1μm。而且，根据本发明的第二项实施方案，基于酸乳的产品中脂肪球的平均粒度或中位粒度为小于约1μm、优选约200nm至约500nm、更优选约300nm至约400nm。根据本发明的第二项实施方案，基于酸乳的产品中脂肪球的粒度为小于1μm、优选约20nm至约1μm、更优选约100nm至1μm，并且中位粒度为小于约1μm、优选约200nm至约500nm、更优选约300nm至约400nm。
下述实施例描述了本发明的实施，但是没有将本发明限制于所述产品实施方案。
实施例1
由原乳制备的酸乳酪(400巴和TG处理)
由在60℃的温度和400巴的压力下进行了高压匀化的原乳(脂肪4.1%和蛋白质3.4%)制备了本发明的受试酸乳酪。此后，将乳进行巴氏灭菌，冷却至42℃的温度。加入TG酶
Figure BDA0000471411050000171
0.6U/g(蛋白质)和发酵剂。使混合物酸化至其pH为4.5。将混合物混合，冷却至20℃，进行包装。此后，将混合物转移至低温室，冷却至5℃的温度。
以相同方式制备对照酸乳酪，不同的是加入发酵剂时没有加入TG酶。
本发明的酸乳酪的粘度在一周时比对照酸乳酪稠30%，在三周时稠65%。
实施例2
由含有1.0%脂肪的乳制备的酸乳酪(400巴和TG处理)
由在60℃的温度和400巴的压力下进行了高压匀化的乳(脂肪1.0%和蛋白质3.5%)制备了本发明的受试酸乳酪。此后，将乳进行巴氏灭菌，冷却至42℃的温度。加入TG酶
Figure BDA0000471411050000172
0.6U/g(蛋白质)和发酵剂。使混合物酸化至其pH为4.5。将混合物混合，冷却至20℃，进行包装。此后，将混合物转移至低温室，冷却至5℃的温度。
以相同方式制备对照酸乳酪，不同的是加入发酵剂时没有加入TG酶。
在整个3周贮存期间，本发明的酸乳酪的粘度比对照酸乳酪稠100%。
实施例3
由含有0.4%脂肪的乳制备的酸乳酪(400巴和TG处理)
由在60℃的温度和400巴的压力下进行了高压匀化的乳(脂肪0.4%和蛋白质3.5%)制备了本发明的受试酸乳酪。此后，将乳进行巴氏灭菌，冷却至42℃的温度。加入TG酶
Figure BDA0000471411050000181
0.6U/g(蛋白质)和发酵剂。使混合物酸化至其pH为4.5。将混合物混合，冷却至20℃，进行包装。此后，将混合物转移至低温室，冷却至5℃的温度。
以相同方式制备对照酸乳酪，不同的是加入发酵剂时没有加入TG酶。
本发明的酸乳酪的粘度在一天时比对照酸乳酪稠85%，在1-2周时稠50%，在3周时稠30%。
实施例4
由含有0.4%脂肪的乳制备的本发明的酸乳酪(400巴和TG处理)与对照酸乳酪1(200巴)和对照酸乳酪2(200巴+TG处理)之间的差异
由在60℃的温度和400巴的压力下进行了高压匀化的乳(脂肪0.4%和蛋白质3.5%)制备了本发明的受试酸乳酪。此后，将乳进行巴氏灭菌，冷却至42℃的温度。加入TG酶
Figure BDA0000471411050000182
0.6U/g(蛋白质)和发酵剂。使混合物酸化至其pH为4.5。将混合物混合，冷却至20℃，进行包装。此后，将混合物转移至低温室，冷却至5℃的温度。
以与本发明的受试酸乳酪相同的方式制备对照酸乳酪1，不同的是加入发酵剂时没有加入TG酶和乳在200巴的压力下进行匀化。
以与本发明的受试酸乳酪相同的方式制备对照酸乳酪2，不同的是乳在200巴的压力下进行匀化。
本发明的酸乳酪的粘度在一周时比对照酸乳酪1稠60%，对照酸乳酪2在一周时比对照酸乳酪1稠30%。
实施例5
脂肪部分(1000巴)和由含有1.5%脂肪的乳制备的酸乳酪的单独匀化(TG处理)
将本发明的受试酸乳酪的脂肪部分在1000巴的压力和60℃的温度下进行高压匀化。此后，将二次分离奶油和非匀化脱脂乳合并以产生对于原料而言1.5%的脂肪含量和3.5%的蛋白质含量。此后，将乳进行巴氏灭菌，冷却至42℃的温度。加入TG酶
Figure BDA0000471411050000191
0.6U/g(蛋白质)和发酵剂。使混合物酸化至其pH为4.5。将混合物混合，冷却至20℃，进行包装。此后，将混合物转移至低温室，冷却至5℃的温度。
以与本发明的受试酸乳酪相同的方式制备对照酸乳酪，不同的是加入发酵剂时没有加入TG酶。
本发明的酸乳酪的粘度在一天和三周时比对照酸乳酪稠50%。
实施例6
奶油的微量过滤
采用具有陶质管型过滤膜的Tetra Alcross MFS-1微量过滤装置对奶油进行过滤。进料的靶顶端压力为约4巴。渗透侧和保留侧之间的压力差为约0.4巴。
表2显示了采用Malvern程序计算的未过滤原奶油(raw cream)和经微量过滤的渗透物和保留物的总表面积和平均粒径。
表2.采用Malvern程序计算的总表面积和平均粒径
Figure BDA0000471411050000192
实施例7
采用微量过滤渗透物制备的酸乳酪
制备了三种酸乳酪，其中脂肪含量调节至2.5%，并且其中：
a)将非匀化脱脂乳用非匀化奶油进行标准化，将如此获得的乳原料混合物(脂肪含量2.5%)在140/20巴下匀化(对照)，
b)通过向非匀化脱脂乳中加入通过微量过滤由原奶油得到的非匀化奶油渗透物得到了乳原料(脂肪含量2.5%)，和
c)通过向非匀化脱脂乳中加入非匀化奶油渗透物得到了乳原料(脂肪含量2.5%)(对照)。
发明人发现：在非匀化标准化原料乳(c)中，脂肪达到最高值，而在匀化乳原料(a)或含有奶油渗透物的乳原料(b)中，没有发生相分离。将乳原料于90℃的温度进行巴氏灭菌5分钟，用酸乳酪发酵剂于42℃/pH4.5酸化。将胶凝化的酸乳酪混合。含有常规匀化的脂肪(平均粒度约0.5μm)的酸乳酪是最稠的(200至400mPas)。该酸乳酪的质地在储存期间进一步变稠。未进行匀化的酸乳酪(脂肪的平均粒度为约4μm)当新鲜时其稠度为约100mPas，在贮存3周后为200mPas。采用奶油渗透物(脂肪的平均粒度为1.8μm)的酸乳酪的稠度为100和125mPas。采用奶油渗透物的酸乳酪的质地是最稳定的，其粘度在贮存期间未变化。在任何样品中未发生乳清分离。

Claims (16)

1.制备酸乳产品的方法，其特征在于将含有物理改性的脂肪球的乳原料用交联酶处理和然后酸化。
2.如权利要求1所要求的方法，其特征在于所述的含有物理改性的脂肪球的乳原料是通过使乳原料的脂肪球的粒度和粒度分布进行物理改性而获得的。
3.如权利要求1所要求的方法，其特征在于所述的含有物理改性的脂肪球的乳原料是通过使乳原料的脂肪部分进行物理改性并将其与非匀化或常规匀化的脱脂乳合并而获得的。
4.如权利要求1所要求的方法，其特征在于所述的含有物理改性的脂肪球的乳原料是通过将天然和/或物理改性的脂肪球与非匀化或常规匀化的脱脂乳合并而获得的。
5.如权利要求1至4任一项所要求的方法，其特征在于用交联酶处理是在酸化之前、与酸化同时或在酸化之后进行的。
6.如权利要求1所要求的方法，其特征在于所述方法包括下述步骤：
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-酸化，
-用交联酶处理，
-任选地，包装所得产品。
7.如权利要求1所要求的方法，其特征在于所述方法包括下述步骤：
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-包装，
-在包装中酸化和用交联酶处理。
8.如权利要求6所要求的方法，其特征在于所述方法包括下述步骤：
-任选地，调整乳原料的组成，
-任选地，将乳原料进行热处理，
-使乳原料的脂肪球的粒度、粒度分布、组成和状态进行物理改性，
-任选地，进行热处理，
-酸化，
-用交联酶处理，
-任选地，加入凝乳酶，
-任选地，进行热处理，
-任选地，加入其它原料，
-任选地，包装所得产品。
9.如权利要求1至8任一项所要求的方法，其特征在于通过高压匀化和/或微量过滤获得含有物理改性的脂肪球的乳原料和/或进行物理改性。
10.如权利要求1至9任一项所要求的方法，其特征在于酸化通过在加入或不加入凝乳酶的情况下加入发酵剂、产品接种发酵剂、化学发酵剂或者有机或无机酸而在生物学上进行。
11.如前述权利要求任一项所要求的方法，其特征在于所述方法是组分制备方法，其中仅在临包装前将具有不同脂肪和蛋白质含量的乳组分合并。
12.如前述权利要求任一项所要求的方法，其特征在于所述制备方法是连续方法或分批方法。
13.如前述权利要求任一项所要求的方法，其特征在于在包装产品之前在储罐中进行酸化，或者在包装后在食用者或饮食服务包装中立即进行酸化。
14.基于酸乳的产品，其特征在于其通过权利要求1-13任一项的方法制备。
15.基于酸乳的产品，其特征在于产品中的脂肪球的粒度为约20nm至约1μm。
16.如权利要求15所要求的产品，其特征在于脂肪球的中位粒度为小于约1μm，优选约200nm至约500nm。
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