CN105142414A - 改善的乳和乳相关产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于减少乳相关产品中的异味的方法，所述方法包括将乳相关产品中的乳糖氧化为乳糖酸的步骤。本发明进一步涉及生产包装的乳相关产品的方法，以及由所述方法生产的乳相关产品。

Description

改善的乳和乳相关产品
技术领域
本发明涉及用于降低乳和乳相关产品中的异味的方法。本发明进一步涉及生产包装的乳相关产品的方法，以及由所述方法生产的乳相关产品。
背景技术
通常，热处理乳和乳相关产品以失活不期望的酶并且破坏致病微生物和腐败微生物。加热过程可以另外引起物理的和化学的改变(蛋白质变性、褐化等)，其积极或消极影响产品的感官特征和营养价值。可以由一系列在热处理的强度方面不同的过程处理乳相关产品。
三种一般类型的热处理(从温和到严格)是热杀菌、巴氏灭菌和消毒。热杀菌是温和的热处理(通常57-68℃持续15秒)，足以破坏革兰氏阴性精神营养微生物(psychotropicvegetativemicroorganisms)以及增加冷藏保质期。巴氏灭菌(通常72℃持续15秒)破坏大多数可以引起食物中毒的营养病原微生物(vegetativepathogenicorganisms)(细菌、酵母和霉菌)。消毒是最严格的热处理(通常+121℃持续3min)以及破坏所有微生物(营养的和孢子)或使得它们不能进一步生长。
超高温(UHT)处理作为连续流方法在现有技术中是众所周知的，其中乳在超过135℃中加热，保持约4秒，迅速冷却，以及无菌包装。UHT乳经历了比消毒乳更少的化学反应，产生一种更白、更少焦糖口味的产品，该产品具有减少的乳清蛋白质变性和减少的热敏性维生素的损失。
即使如此，在存储期间异味、尤其是陈腐的或氧化的味道的发展，是限制UHT乳的可接受性的重要因素。这种异味的发展与化学反应和变化(例如梅拉德(Maillard)反应和褐化)有关，在加工期间出现以及在随后存储期间继续。UHT乳的感觉较差的味道是由乳品行业面对的常见问题，由于其是消费者接受UHT乳的强的阻碍。对于综述，参见Al-Attabi,Z.,D’Arcy,B.R.andDeeth,H.C.(2009)CriticalReviewsinFoodScienceandNutrition,49:28-47.28-47。
US4,053,644公开了处理具有“熟的味道”的液体乳的方法。该方法包括通过将所述的液体乳与固定的巯基氧化酶接触来充分移除熟的味道。然而，巯基氧化酶是不容易获得的并且主要用于烘焙产业，因而不适合乳产品。
WO99/09143公开了使用一种或多种氧化还原酶、特别是漆酶，用于减少在各种产品如口腔护理产品、卫生用品中的恶臭。还提及的是用从食物如乳中移除焦味(burnedflavour)的产品。然而，漆酶(；www.novozymes.com)在纺织工业中具有其主要应用并且对于乳产品不是最佳的。
因此，存在对用于减少在例如UHT乳中的异味的方法的需求，其中包括酶的使用，其是容易获得的并且适合于乳产品。
已经由Ahmadetal.(2004)Regul.Toxicol.Pharmacol.39(3):256-270公开了乳糖氧化酶，一种具有将二糖乳糖氧化为乳糖酸(LBA)的高特异性的糖类氧化酶。LBA天然地存在于某些发酵的乳中(Kiryu,T.etal.(2009)J.DairySci.92：25-34)。LBA还用于食品工业中的特定应用中并且可以用于增加乳酪产率。产品(www.chr-hansen.com)中包含乳糖氧化酶。
附图说明
图1是本发明的各种实施方式的流程图的示意图。例如，替代方案B示出了在其中乳相关产品(进料)经受乳糖氧化酶处理，随后是高温(HT)处理、均化、冷却和包装的方法。在替代方案A和D中，在乳糖氧化酶处理之后立即发生酶失活步骤(“预热”)。在替代方案C和F中，在均化步骤之后立即发生酶失活步骤(“后热”)。在替代方案D、E和F包括“水解”步骤，其中通过使乳相关产品与乳糖酶接触来水解乳糖。
图2是示出了根据本发明处理的乳样品中的游离SH基团的图表。游离SH基团的浓度表示为如由在412nm处的吸光度确定的“μM半胱氨酸当量”。
图3是根据本发明用于制备热处理的乳产品的试验车间(pilotplant)方法的示意图的概述(overview)。
具体实施方式
已经令人惊讶地发现，用于将乳和乳相关产品中的乳糖氧化为乳糖酸的方法对于减少在乳相关产品、如高温处理的乳相关产品中的异味、例如“熟”的味道是有效的。同时，已经发现为了保持乳相关产品的味道和保质期，乳糖氧化应当保持较低。
因此，在一个方面，本发明提供了一种用于减少乳相关产品中的异味的方法，包括将所述乳相关产品中的部分乳糖氧化为乳糖酸的步骤。可以氧化0.001-20％的乳糖，如0.01-10％或0.1-5％。
乳/乳相关产品优选地是液体乳/乳相关产品。如本文所用的，术语“乳”和“乳相关产品”包括减少乳糖的全乳(wholemilk)、脱脂乳(skimmilk)、无脂乳(fat-freemilk)、低脂乳(lowfatmilk)、全脂乳或浓缩乳。无脂乳是一种无脂肪或脱脂的乳产品。低脂乳通常被定义为包含约1％至约2％的脂肪的乳。全脂乳通常包含约3.25％的脂肪。如本文所用的，术语“乳”还旨在包含从动物和植物来源的乳。乳的动物来源包括，但不限于，人、牛、绵羊、山羊、水牛、骆驼、美洲驼、马和鹿。在本发明的一个优选的实施方式中，乳相关的进料包括牛乳。乳的植物来源包括，但不限于，从大豆提取的乳。
优选地，乳糖的所述氧化是通过酶乳糖氧化酶催化的。乳糖氧化酶可以，例如添加至乳相关产品并且随后通过加热而失活。或者，乳糖氧化酶可以固定到载体上，即，酶没有物理地添加至乳相关产品，但是仍然能够催化乳糖酸的形成。在使用固定的酶的情况下，没有对随后的失活步骤的需要。在乳品产业中使用固定的酶的方法在本领域是众所周知的，例如，从EP0997071以及Pastoreetal.(1974)JournalofDairyScience57:269-272。
优选地，在根据本发明的方法中，0.1％和5％之间(更优选地1％和2％之间)的乳糖应当被氧化为乳糖酸。这种程度的氧化不会影响所处理的乳的感官质量。术语“感官质量”指的是如通过感觉，包括味觉、视觉和嗅觉体验的乳相关产品的质量。
在进一步优选的方面，本发明提供了一种用于生产乳相关产品(包括乳)的方法，该方法包括以下步骤：
a)提供包含乳糖的乳相关产品；
b)将所述的乳相关产品中的部分乳糖氧化为乳糖酸；
c)使在步骤(b)中获得的乳相关产品经受高温(HT)处理；并且
在(a)中提供的乳相关产品可以是巴氏灭菌的。
在(b)中，可以氧化0.001-20％的乳糖，如0.01-10％或0.1-5％。
在最后的步骤，可以包装该产品。
优选地，步骤(b)中的乳相关产品的温度是在+1℃和+50℃之间，更优选地在+1℃和+10℃之间，以及最优选地为约+8℃。
如上所讨论的，氧化优选地由乳糖氧化酶催化，在步骤(b)前，乳糖氧化酶可以被固定于载体上或添加至乳相关产品。
当将乳糖氧化酶添加至乳相关产品时，乳糖氧化酶应当优选地与乳相关产品接触1秒至6小时、更优选地1秒至30分钟、以及最优选地30秒至15分钟的时间段。
在酶处理步骤中，乳糖氧化酶的浓度可以是乳相关产品的0.001％至1％，如0.01至0.5％。在酶处理步骤中的乳糖氧化酶的浓度应当优选地是乳相关产品的0.01％至0.1％。
当乳糖氧化酶添加至乳相关产品中时，酶失活步骤应当优选地包含于方法中。合适的酶失活步骤包括：
(i)将乳相关产品的温度调节至+70℃至+95℃的范围内的温度，优选地为约+85℃；和
(ii)将所述温度的保持30至500秒的范围内的时间段，优选地为约120秒。
如在实施例在所讨论的和图1在所示出的，酶失活步骤可以优选地在用乳糖氧化酶处理(图1中，替代方案A和D)之后或在HT处理/均化步骤(图1，替代方案C和F)之后立即进行。
加热步骤(c)可以包括公知的UHT方法，如直接蒸汽注入(DSI)；直接蒸汽喷射；或直接加热。合适的方法如在Dattaetal.(2002)AustralianJournalofDairyTechnology:57:211-227中以及其中的参考文献中所描述。对于HT-处理乳的常规情况的参考，还见于“Ultra-high-temperatureprocessingofmilkandmilkproducts”byH.Burton(ISBN0-7514-0276-1)。
可替代地，如在WO2012/010699中所描述的，加热步骤(c)可以包含“短时-高温”方法参数。利用这样的方法，液体产品的温度迅速增加，优选地通过将乳产品与蒸汽接触(蒸汽喷射或蒸汽注入)。还可以通过将乳经受电磁能量，IR辐射和/或微波来完成加热。还可以使用间接加热。
因此，在本发明的一个方面，步骤(c)的高温处理包括：
(i)将乳相关产品加热至+135℃至+180℃的范围内的温度；
(ii)将所述温度保持25毫秒至10秒的时间段；和
(iii)冷却乳相关产品。
在本发明的一个优选的方面，当使用标准UHT方法参数时，步骤(c)中的高温处理包括：
(i)将乳相关产品加热至+135℃至+150℃的范围内的温度，优选地为约+143℃；
(ii)所述温度保持2至10秒的时间段，优选地约6秒；和
(iii)冷却乳相关产品。
在本发明的另一个优选的方面，当使用“短时/高温”参数时，步骤(c)中的高温处理包括：
(i)将乳相关产品加热至+140℃至+180℃的范围内的温度，优选地为约+155℃；
(ii)将所述温度保持25至200毫秒的时间段，优选地为约100秒；和
(iii)冷却乳相关产品。
在热处理之后迅速冷却加热的产品是重要的。优选的冷却方式是急骤冷却。术语“急骤冷却”在本领域是已知的并且指的是这样的方法：其包括将液体引入到真空室，从而使部分液体蒸发并快速冷却剩下的液体。合适的方法是在Dattaetal.(2002)AustralianJournalofDairyTechnology:57:211-227中以及其中的参考文献中所描述的。
可选地，本发明的方法包括HT处理之后的均化步骤。在本领域中均化方法是已知的并且是在“DairyTechnology:PrinciplesofMilkPropertiesandProcesses”byP.Walstra(ISBN0824746414)中所描述的。
在本发明的另一可选的方面，本发明的方法包括水解HT-处理的乳相关产品的乳糖中的至少一些。乳糖的水解可以，例如包括将HT-处理的乳相关产品与乳糖酶接触。水解优选地发生在+1℃和+50℃的温度，更优选地约+20℃。图1，替代方案D-F，示出了包括水解步骤的本发明的方法。
在又一方面，本发明涉及通过如上所描述的方法能够获得的包装的乳相关产品。
本发明的实施例
实施例1：制备乳糖氧化酶处理的乳
材料：
具有1.5％的脂肪含量的均化的并且经低温巴氏灭菌的牛乳。
乳糖氧化酶(www.chr-hansen.com)
方法：
在搅拌下将加入到40L槽中的牛乳中至1％的终浓度。在热处理前，允许酶处理持续不同的保持时间(分别地，0.5h、3h和6h)。在保持时间期间，混合物的温度是+6-8℃。
使用ArlaFoods，Sweden的试验车间(pilotplant)用于产品的热处理。图3中示出了车间的示意图的概况。将乳从进料槽泵送至预热器，在那里在进入直接蒸汽注入车间中的注入室之前，将其加热至+85℃并且保持120秒。在+155℃时进行高温(HT)处理持续0.1秒的保持时间。在HT处理之后，使用急骤冷却来立即冷却产品。在最终冷却至约+20℃前进行样品的均化(总压200巴)。将样品包装在无菌的玻璃瓶中。以相同的方式处理无添加的酶的对照样品。
实施例2：感官分析
来自于“Arlamilkpanel”的12名训练有素的成员参加了感官测试。乳样品，在热处理前用乳糖氧化酶处理30分钟或6小时，如在实施例1中所描述的制备。在+8℃的带盖的透明塑料杯中的样品供应到感官小组。供应顺序是随机的。
每种属性的衡量是从0(“无”)至10(“非常多的属性”)。还要求小组成员用言语描述任何其他味道/异味。
表II：感官分析的平均值
表II中所示的结果显示了用乳糖氧化酶处理、0.5h或6h处理之后，降低了“蛋/硫”和“自制的乳”异味属性，但不显著影响其他属性。
与热处理的乳关联的异味是由于包括游离硫醇、挥发性含硫化合物、醛和2-酮在内的许多芳香成分的相加性组合。2-酮的水平不由本发明方法的影响并且因此促成酶处理后异味轮廓(profile)的保留，导致这种属性(“蜡/牛脂”)在一些成员中的稍高的感知强度。然而，在处理的乳和非处理的乳之间的差别不是统计学上显著的。总体来说，最终乳产品具有显著的较低水平的熟味道。
实施例3：游离SH基团的分析(埃尔曼(Ellman)测验)
根据标准方案使用埃尔曼试剂：5,5'-二硫代双-(2-硝基苯甲酸)(DTNB；还参见Ellman，GL(1959)Arch.Biochem.Biophys.82：70-77)来定量从根据本发明生产的乳的样品中的硫醇基团的浓度。
如实施例1所描述而制备的牛乳的样品，根据本发明用乳糖氧化酶处理0.5h、3h或6h。没有酶被添加至对照样品。
在分析前处理的样品(600μl)与0.4MNa3-柠檬酸盐(柠檬酸三钠，Na3-citrate)(150μl)混合并冷冻。将如以上(750μl)制备的乳样品与3ml缓冲液(0.086MTris；0.09M甘氨酸；4mMEDTA；8M尿素，pH8.5)各自混合并且在+37℃温育60分钟。然后将DTNB溶液(50μl)加入到微量滴定板上的乳样品(150μl)，3-5分钟后测量412nm处的吸光度。对照与50μl缓冲液(如上)而非DTNB混合。
发现对于酶预处理的乳，游离硫醇计数低得多(图2)。得出的结论是乳糖氧化酶降低了最终乳中的游离硫醇，这产生了改善的味道。
进一步，表2中的结果显示保持时间，即，乳衍生产品暴露于活性酶的时间段，似乎不是关键的。30分钟(0.5h)的保持时间看起来足发生氧化过程。

Claims (20)

1.一种生产乳相关产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供包含乳糖的乳相关产品；
b)将所述乳相关产品中的至少部分所述乳糖氧化为乳糖酸；
c)使在步骤(b)中获得的所述乳相关产品经受高温(HT)处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中所述乳相关产品的温度是在+1℃和+50℃之间，优选地是在+1℃和+10℃之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述氧化是由乳糖氧化酶催化的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述乳糖氧化酶被固定在载体上。
5.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤(b)前将所述乳糖氧化酶添加至所述乳相关产品。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述乳糖氧化酶添加至所述乳相关产品的0.01-0.1％的浓度。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中0.1-10％的所述乳相关产品中的乳糖被氧化为乳糖酸。
8.根据权利要求1-7所述的方法，其中在步骤(b)中的氧化的时间段是1秒-30分钟。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，进一步包括使包含乳糖氧化酶的所述乳相关产品经受酶失活步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述酶失活步骤包括：
(i)将所述乳相关产品的温度调节至+70℃至+95℃的范围内的温度；和
(ii)将所述温度保持30至500秒的范围内的时间段。
11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(i)包括将所述乳相关产品的温度调节至约+85℃的温度。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中步骤(ii)包括将所述温度保持约120秒的时间段。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，在步骤(c)中的所述高温处理包括：
(i)将所述乳相关产品加热至+135℃至+150℃的范围内的温度；
(ii)将所述温度保持2至10秒的时间段；和
(iii)冷却所述乳相关产品。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，在步骤(c)中的所述高温处理包括：
(i)将所述乳相关产品加热至+140℃至+180℃的范围内的温度；
(ii)将所述温度保持25至200毫秒的时间段；和
(iii)冷却所述乳相关产品。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，进一步包括将在步骤(c)中获得的HT处理的乳相关产品与乳糖酶接触。
16.一种用于减少乳相关产品中的异味的方法，包括将所述乳相关产品中的部分乳糖氧化为乳糖酸的步骤。
17.根据权利要求16所述的方法，其中0.1-10％的所述乳糖被氧化为乳糖酸。
18.根据权利要求16-17中任一项所述的方法，包括以下步骤：
a)提供包含乳糖的乳相关产品；
b)将所述乳相关产品中的部分所述乳糖氧化为乳糖酸；
c)使在步骤(b)中获得的所述乳相关产品经受高温(HT)处理。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括包装乳产品的最终步骤。
20.一种根据权利要求1至18中任一项所述的方法能够获得的包装的乳相关产品。
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