CN103798413A - 无过敏原的食品组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了无过敏原的食品组合物，其能通过如下步骤获得：（a）以本身已知的方式加热原料乳，从中去除固体并脱去乳脂，（b）将这样获得的脱脂乳进行微滤，（c）将作为第一渗透物得到的细乳清进行超滤，（d）蒸发所获得的第二滞留物至干物质的重量百分比为30-50％，（e）将得到的乳清蛋白浓缩物在至少一种蛋白水解酶的存在下进行至少一个水解步骤，（f）将得到的水解产物进行热处理，以及最后（g）将最终产品脱水。

Description

无过敏原的食品组合物
技术领域
本发明属于乳制品领域，涉及基于乳蛋白水解产物的无过敏原食品组合物及其生产工艺。
背景技术
对专门适合于婴幼儿的需求的牛奶和乳制品二者的过敏基本上是由于源自乳浆或乳清的蛋白质不同于母乳中的蛋白质这样的事实，且可因此构成过敏原。其中，要提到的主要过敏原是α-乳白蛋白（aLA）、β-乳白蛋白（bLG）、且在较小程度上，还有免疫球蛋白（特别是IgG）以及血清白蛋白（BSA）。
本技术领域的技术状态提供了用于生产低过敏原的乳制品的许多工艺。一般来说，甜乳清是通过添加粗制凝乳酶（rennet）后的凝固而从奶酪乳或还原乳（vat milk）获得的起始产物（starting product）。接着通过超滤，甜乳清转变为乳清蛋白浓缩物，然后，使用肽链内切酶（优选地，胰蛋白酶）水解乳清蛋白浓缩物，如例如EP0226221B1中所描述的。提供作为最终步骤的超滤的用于生产乳清蛋白水解产物的工艺也可从例如出版物GB2043651A或WO1987003785A1（Samuelsson）获知。
水解也可在多个步骤中进行，其中所述步骤通过热处理步骤彼此分离以便使仍然存在的蛋白质变性并使它们更容易被水解。这样的工艺例如在EP0322589B1（Nestlé）中有所记载。
EP0353122A1提出了使用胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的酶混合物以生产不包含任何具有超过5,000道尔顿的分子量的肽的乳清蛋白水解产物。在这种情况下，水解之后也是超滤或透滤。
国际专利申请WO1993004593A1（TEAGASC）公开了一种用于生产低变应原的乳清蛋白水解产物的方法，其中，用蛋白水解酶对基质进行水解，随后所述酶被热灭活，并通过微滤从得到的产物中去除可具有过敏效应的任何未降解的宏肽（macropeptide）。
此外涉及俄罗斯专利RU2311039C2，该专利也公开了适用于婴幼儿营养品的产品。所述产品含有牛奶蛋白和牛奶蛋白水解产物，其生产的方法也涉及超滤步骤。
然而，通过现有技术专门描述的甜乳清的使用无论是对于仍存的引起对最终产品的过敏的可能性而言还是对于氨基酸的组合物而言都显示出相当大的缺点——因下列原因，这通常不符合饮食要求。奶酪乳含有胶团，在其中，酪蛋白通过钙离子桥接。该胶团带有很强的正电荷，彼此排斥，从而防止酪蛋白凝结。因此，为了允许凝结，酶粗制凝乳酶被添加到奶酪乳。所述酶分离胶团，从而减少了它们的表面电荷使得酪蛋白能够凝结和分离以用于生产奶酪或凝乳。剩下的就是甜乳清，其现在含有粗制凝乳酶，特别是para kappa酪蛋白（PKC）。当这样做时，它的氨基酸成为源自乳清蛋白的氨基酸混合物的一部分。然而，PKC蛋白包括比乳清蛋白少得多的必需氨基酸，以不希望的方式减少了该重要参数。
给奶酪乳添加粗制凝乳酶进一步导致乳清蛋白的一部分的分解。所述分解是非特定的和不可控的，这使得难以在使用甜乳清时使氨基酸的分布标准化。
另一个问题是用于生产特定类型的奶酪的还原乳在其脂肪含量和其蛋白质含量两个方面都进行了调整。在凝乳的生产过程中，当切割奶酪桶中的凝乳时，脂肪可能会在切割区域泄漏。所述部分脂肪转移到乳清中。大部分的这种脂肪由游离脂肪酸构成，其甚至通过下游脱脂离心分离（downstream skimming centrifuge）也不能被去除，因为它们是游离脂肪酸。出于饮食原因，这是不可取的。
从现有技术可知的另一个问题是水解产物的口感品质差。它与水解的程度和由此而来的肽中的氨基酸的分布密切相关。特别是，具有大部分疏水性氨基酸（如Phe、Pro、Val、Trp、Leu或者Ile）的肽引起苦味。在较低程度的水解，味觉受体因这些肽的折叠而不能感知这些肽。此外，在较高程度的水解，可能发生所述肽展开且然后可与所述受体相互作用。
因此，为了避免苦味，需要根据反复试验的原则选择合适的酶和工艺条件使得结果可以避免苦味。然而，这需要很大的实验努力。例如，可能是以技术上较简单的方式在较低的温度执行工艺，但在反应甚至能够开始之前，首先，必须找到新的酶系统，这将需要太多的精力。显然，对于在这方面允许较大灵活性的工艺有需求。
因此，本发明的第一个目的是提供基于乳清蛋白水解产物的食品，特别是用于提供婴幼儿食品，但其同时是无过敏原的，具有有关饮食营养的改进的氨基酸组合物，而且还是无脂肪的。此外，该工艺应被设计使得无苦味的氨基酸的分布在很大程度上独立于所使用的蛋白水解酶的性质而获得，从而使得改变单个工艺条件的过程中（特别是在水解过程中）的技术努力简单得多。
发明内容
本发明的主题是无过敏原的食品组合物，该组合物具有改进的氨基酸组合物，能通过如下步骤获得：
（a）以本身已知的方式加热原料乳，去除固体并脱去乳脂，
（b）将这样获得的脱脂乳进行微滤
（c）将作为第一渗透物得到的细乳清进行超滤，
（d）蒸发所得的第二滞留物至干物质的重量百分比为25-50％，
（e）将得到的乳清蛋白浓缩物在至少一种蛋白水解酶的存在下进行至少一个水解步骤，
（f）将得到的水解产物进行热处理，以及作为最终步骤，
（g）将最终产品脱水。
本发明的第二个主题涉及用于生产具有改进的氨基酸组合物的无过敏原的食品组合物的方法，其中
（a）将原料乳以本身已知的方式加热，将固体去除且将乳脂脱去，
（b）对这样获得的脱脂乳进行微滤，
（c）对作为第一渗透物得到的细乳清进行超滤，
（d）将所得的第二滞留物蒸发至干物质的重量百分比为30-50％，
（e）在至少一种蛋白水解酶的存在下对得到的乳清蛋白浓缩物进行至少一个水解步骤，
（f）对得到的水解产物进行热处理，以及在最终步骤中，
（g）将最终产品脱水。
附图说明
图1示出了传统工艺（右分支）与本发明的工艺的对比流程图。
具体实施方式
令人惊讶的是，已经发现，本发明的目标可通过使用细乳清替代甜乳清而完全实现。甜乳清利用酸化培养物和粗制凝乳酶凝结还原乳来进行生产，而正是这些工艺步骤，在使用细乳清时不再需要执行。特别是，防止含糖宏蛋白质（glycomacroproteins）——不然其通过粗制凝乳酶与酪蛋白分离——被转化为乳清，从而不利地改变该氨基酸组合物。事实上，平均而言，使用细乳清产出具有高于使用甜乳清时获得的值约3-8%（重量）的必需氨基酸的含量的食品组合物。作为微滤步骤的结果，产品是完全无脂肪的。还有一个优点在于这一事实：氨基酸组合物的味道是舒适的，从而使蛋白水解酶的性质只是次要的因素。
脱脂乳的生产
要生产脱脂乳，首先，执行固体（“奶酪细粒”）的分离和将约4％的脂肪含量从原料乳脱去。这通常在特定的部件（优选地，分离器）内进行。从现有技术中可充分了解所述部件。GEA WestfaliaSeparator GmbH公司的分离器被广泛应用在乳制品工业中，其允许两个步骤的联合使用或单独使用（http://www.westfalia- separator.com/de/anwendungen/molkereitechnik/milch-molke.html）。相应的部件也已被公开，例如，在DE10036085C1（Westfalia）中，且为本领域技术人员所熟知。因此，不需要说明如何执行这些工艺步骤，因为它们被理解为是一般专业知识的一部分。
原料乳的热处理优选地在热交换器中执行，其中特别是板式热交换器已被证明是特别适合的。在热交换器有温度梯度，然而，该热交换器被选择使得原料乳被加热到温度为从约70℃至80℃，且更特别地从约72℃至74℃，持续最少20秒、最多60秒、优选地约30秒的停留时间。
微滤和超滤
微滤是用于物质去除的工艺。微滤和超滤之间的本质区别在于不同的孔径和不同的膜结构，以及在于涉及的材料和过滤器材料。通过具有<0.1μm的孔径的膜的过滤通常被称为超滤，而使用>0.1μm的孔径的过滤通常被称为微滤。在这两种情况下，就应用机械尺寸排阻的原理的纯物理的（即，机械式的）膜分离方法而言：流体中比膜孔大的所有颗粒被膜截留。这两种分离方法中的驱动力是过滤区域的入口和出口之间的压差，该压差在0.1巴至10巴之间。根据应用的领域，过滤区域的材料可以由不锈钢、合成材料、陶瓷或织物组成。过滤器元件以不同的形式出现：烛式过滤器、平板膜、螺旋线圈膜、袋式过滤器和中空纤维模块，在本发明的含义内这些都基本适用。微滤优选地使用具有从约0.1μm至约1.4μm且更特别地从约0.1μm至0.2μm的孔径的膜来执行。利用该孔径，在从约50℃至55℃的范围内的暖过滤过程中，能够实现酪蛋白（滞留物）和乳清蛋白（渗透物）的完全分离。该孔径防止嗜热细菌通过该膜生长。
根据本发明，作为微滤过程中的渗透物而获得的细乳清接着进行超滤以蒸发其中所含的蛋白质并分离乳糖。大体上，这按上述方式执行，特别地，在从约10℃至约55℃、优选从约10℃至20℃的范围内的温度下，但是，其中所述膜优选地具有从约1,000道尔顿至约50,000道尔顿且更特别地从约5,000道尔顿至约25,000道尔顿的范围内的孔径。特别合适的是由聚砜制成的所谓的螺旋线圈膜或板-框模块、或者聚乙烯膜。
水解和热处理
在超滤过程中获得的滞留物被使用或者被丢弃，而渗透物首先被缓慢蒸发至干物质为约30％至约50％（重量），优选地约40％（重量），且随后进行涉及至少一种蛋白水解酶的酶水解。所述酶可存在于掺和剂（admixture）中，被净化，并在碱性和中性值域中具有其峰值活性。具体而言，它们可以是肽链内切酶，如胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶或胰腺蛋白酶。然而，木瓜蛋白酶类型的酶也是合适的。
优选的酶混合物是例如产品“Pancreatic Trypsin（胰腺胰蛋白酶）”，其在市场上可从Novo Industrie A/S获得。所述酶混合物是有优点的，因为它使得能达到希望的水解程度以及导致肽的有利的分子量分布。关于分子量分布，实际上，有利的是，使用约8％至约15％（重量）的在从5,000道尔顿至50,000道尔顿的区域中的整个肽部分，因为这提高了最终产品中的乳剂稳定性。
优选地，在从约6至8的pH值，在从约50℃至约90℃的温度下执行水解，且持续从约10分钟至约24小时、更优选从约16分钟至60分钟的时间段。作为化学中的惯例，反应时间和温度通过反应时间和所施加的温度的关系互相联系起来，即，较高的温度允许较短的水解时间，反之亦然。
合适的反应容器是例如搅拌槽反应器或管式反应器。
为了避免乳清蛋白浓缩物的凝固，可加入络合剂，例如，柠檬酸钙或柠檬酸镁，如例如在US4748034中所提出的。
水解之后是热处理，其主要用于使酶失活。同时也使未水解的肽变性，其结果是使它们在下面的水解步骤中更容易降解，这作为一种选择是可能的。热处理可以在同样的反应容器中进行或者与其局部分离。例如，已证明的是，在特别适合执行水解和热处理二者的工业热交换器中，从约80℃至约100℃的温度和从约2分钟至约10分钟的停留时间足以实际上定量地影响变性。
脱水
在用蛋白水解酶处理含水水解产物后，它被转化成干燥粉末。适当的工艺是带式干燥、冷冻干燥、且特别是喷雾干燥。该粉末通常具有从1％到5％、优选为2％到3％（重量）的残留水分，其中，脂肪以包合物的形式大致均匀地分布在无脂肪的干物（即蛋白质、糖和盐）中。
工艺流程
本发明通过下面借助流程图示出工艺的图1被更详细地说明。
图中的右侧分支示出了乳清蛋白水解产物粉末的传统生产。在该工艺中，原料乳首先经过短时加热，然后，当它处于加热条件下时，在分离器中将它与黏质物（slime）分离。同时，执行脱脂。现在使用一定量的乳脂将得到的脱脂乳调整到定义的脂肪含量（“标准化”），并随后进行巴氏灭菌，即，它被加热至从72℃至74℃的温度持续约30秒。接着，为了分离两个加热步骤期间形成的孢子，在离心除菌机（bactofuge）中执行进一步的机械分离。去除细菌浓缩物且巴氏灭菌奶（其现在被称为奶酪乳或还原乳）通过添加粗制凝乳酶而凝结。在乳凝之后，将奶酪或凝乳（quark）去除，而将液相（其被称为甜乳清）进一步处理。在第一步骤中，蛋白水解酶被加入甜乳清，且在约90℃和pH为6的情况下水解约10分钟的时间。其后，将该混合物进行热处理，其中，温度升高到100℃持续若干秒以便使酶失活。加入酶、水解和热处理的工艺步骤可以重复几次。之后，对该产品进行超滤和喷雾干燥。然而，超滤优选地在加入酶之前执行以获得更好的酶-基质比。
图中的左侧分支示出了根据本发明的工艺。如上，原料乳首先经过短时加热，然后，当它处于加热条件下时，在分离器中将它与黏质物分离。同时，执行脱脂。将这样得到的脱脂乳首先进行微滤以生产作为渗透物的细乳清，细乳清随后进行超滤。酶被加入到这样获得的滞留物——如上所述，如有必要，再重复——然后进行水解，进行热处理，并最终喷雾干燥。
工业应用
本发明的进一步的主题涉及细乳清用于生产无过敏原的食品组合物（例如，特别是婴幼儿食品）的用途，具体应用本发明上述的方法。

Claims (14)

1.无过敏原的食品组合物，其能通过如下步骤获得：
（a）以本身已知的方式加热原料乳，从中去除固体并脱去乳脂，
（b）将这样获得的脱脂乳进行微滤，
（c）将作为第一渗透物得到的细乳清进行超滤，
（d）蒸发所获得的第二滞留物至干物质的重量百分比为30-50％，
（e）将得到的乳清蛋白浓缩物在至少一种蛋白水解酶的存在下进行至少一个水解步骤，
（f）将得到的水解产物进行热处理，以及最后，
（g）将最终产品脱水。
2.如权利要求1所述的组合物，所述食品组合物是无过敏原的婴幼儿食品组合物。
3.用于生产无过敏原的食品组合物的方法，其中
（a）将原料乳用本身已知的方式进行加热，将固体去除且将乳脂脱去，
（b）对这样获得的脱脂乳进行微滤，
（c）对作为第一渗透物得到的细乳清进行超滤，
（d）将所得的第二滞留物蒸发至干物质的重量百分比为30-50％，
（e）在至少一种蛋白水解酶的存在下对得到的乳清蛋白浓缩物进行至少一个水解步骤，
（f）对得到的水解产物进行热处理，以及最后，
（g）最终产品被脱水。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述脱脂乳的微滤通过具有0.1-0.2μm的孔径的膜来执行。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述细乳清的超滤在10-55℃的温度下进行。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述细乳清的超滤通过具有1,000-50,000道尔顿的孔径的膜来执行。
7.如权利要求6所述的方法，其中使用聚合物膜。
8.如权利要求3所述的方法，其中利用选自由胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胰腺蛋白酶、木瓜蛋白酶或其混合物组成的群组中的蛋白水解酶来执行水解。
9.如权利要求3所述的方法，其中水解在50-90℃的温度下进行。
10.如权利要求3所述的方法，其中水解被执行从10分钟至24小时的时间段。
11.如权利要求3-10中任一项所述的方法，其特征在于水解在6-8的pH值下进行。
12.如权利要求3所述的方法，其中热处理在80-100℃的温度下进行。
13.如权利要求3所述的方法，其中热处理被执行2-10分钟的时间段。
14.如权利要求3所述的方法，其中所述组合物通过带式干燥、冷冻干燥或者喷雾干燥进行脱水。
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