CN106714579B - 含有羽扇豆蛋白质的乳剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及至少包含乳化在水中的植物脂肪和羽扇豆蛋白质的乳剂，以及生产所述乳剂的方法。所述乳剂的特征在于，所述羽扇豆蛋白质在所述乳剂中的质量分数<3％。所述乳剂的流变学特性、颜色以及气味和味道与牛乳的相当，并且可以被加工成多种中性的乳替代产品。

Description

含有羽扇豆蛋白质的乳剂
技术领域
本发明涉及至少包含乳化在水中的植物脂肪和羽扇豆蛋白质(Lupinenprotein)的乳剂，以及用于生产所述乳剂的方法。这样的乳剂可以被进一步加工成食物产品，例如羽扇豆布丁、羽扇豆酸奶或羽扇豆新鲜奶酪。
背景技术
已知例如乳剂(如大豆乳或燕麦乳)是由完整种子或原材料生产的。为此目的，例如，在水中研磨大豆并且使所包含的脂肪与蛋白质一起乳化。随后，通过离心分离不溶性成分。所得乳剂可以用作乳替代产品。
EP 0449396 A1中描述了用于羽扇豆种子的类似方法。在此，使羽扇豆种子预先膨胀，并且在室温下将所产生的“浆料”(可能添加有另外的水)压出以获得羽扇豆蛋白质和脂肪的乳剂。由于种子中包含的次生植物物质和脂肪氧化产物，这些乳剂具有典型的植物气味和味道印象并因此被许多消费者拒绝。这些乳剂还具有很黄的颜色，这显著不同于牛乳，这是由羽扇豆中包含的脂肪造成的。
WO 2008/118129 A1描述了由羽扇豆种子制成的饮料的基础物质。除了上述步骤之外，在所述实施方案之一中进行通过在85℃将悬液加热20分钟并随后在140℃下通过蒸汽注入进行高温加热2秒的加热步骤，以降低“豆腥味”和延长保存期。由于该方法包含种子自身拥有的脂肪(其含有含量提高的不饱和脂肪酸)这一事实，脂肪通过加热步骤被热破坏。这产生了脂肪氧化产物和反式脂肪酸，从而可能再次引起显著的负面气味印象。而且，使用WO 2008/118129 A1的方法的实验表明，当温度升高至高于90℃时，羽扇豆蛋白质从溶液中沉淀出来。
WO 2004/093560 A1描述了通过蛋白质的碱提取、随后沉淀和溶解由未去油的羽扇豆粉获得的羽扇豆种子的富含蛋白质的基础混合物。通过稀释和添加例如脂肪、糖或着色成分，生产了一种羽扇豆乳，进而可以由其开发出另外的产品。在使用该方法的实验中，表明如此获得的“羽扇豆乳”为淡黄色并且在感官评价中被认为有强烈的“豆腥味”和“青草味”气味印象。所得产品与常规的乳产品相比几乎没有任何视觉和味觉的相似性。
在目前为止提及的方法中，使用全脂肪和未经预处理的羽扇豆种子作为生产乳的原材料或者进一步食品生产的相应基础。除了所提及的负面感官输入之外，另外的缺点在于，种子自身拥有的抗营养的水溶性组分(例如寡糖、苦味物质)以及羽扇豆种子中富集于脂肪相的脂溶性和/或两亲性组分被转移至由其制造的相应产品中。
为了降低不包含羽扇豆油的羽扇豆蛋白质产品中令人困扰的气味和味道，描述了另外的方法。除了发酵(例如，WO 2004/034806 A1中描述的)之外，这些方法是用于改善羽扇豆蛋白质的味道的热方法，其常常与添加糖联用，如例如WO 2008/089734 A1中所描述的。然而，蛋白质在高于95℃的温度下至少部分变性并且丧失其一部分功能特性。特别地，羽扇豆的乳化性非常好的球蛋白对高温是敏感的并且在热处理之后丧失其良好乳化特性。其在高于95℃的温度下在水悬液或水溶液中团聚，沉积为颗粒并因此不再能用作乳化剂。因此，复杂的乳剂如乳、布丁、酸奶和奶酪不能用经热预处理的羽扇豆蛋白质稳定地生产。
因此，还不可能产生这样的羽扇豆蛋白质的稳定乳剂：其在感官上与牛乳类似，并且基于其可以生产乳替代产品。
本发明的目的是提供含有羽扇豆蛋白质的稳定乳剂(羽扇豆乳)以及其生产方法，其中在流变学特性、颜色以及气味和味道方面，所述乳剂可以造成与牛乳相当的印象，并且在其基础上可以制备多种感官上为中性的乳替代产品。
发明内容
该目的通过根据本申请所述的乳剂和方法来实现。所述乳剂和方法的一些有利实施方案是本申请的主题或者可以由以下描述和实施方案推断出。
根据本发明的乳剂的特征在于与常规乳替代产品相比显著减小的蛋白质含量(质量分数)，其小于3％，优选地小于2.5％，特别优选地小于或等于1.8％。尽管蛋白质含量较低，但是根据本发明的乳剂可以包含与常规乳替代产品相当或更高的脂肪含量(质量分数)。其优选地大于3％，特别优选地大于或等于4％。由于提高的脂肪含量可以通过添加植物脂肪容易地调节，所以乳剂的口感也得以改善并且在20℃的粘度增加至1mPas至10mPas的范围。从而，不使用羽扇豆脂肪作为植物脂肪。在一个示例性实施方案中，由水以及1.8％羽扇豆蛋白质和4％植物脂肪组成的根据本发明的乳剂在20℃的粘度为2mPas。这相当于牛乳的粘度。
在本专利申请中，术语植物脂肪包括固态脂肪和液态脂肪(脂肪油)。在下文中，液态植物脂肪在有些部分中也被称为植物油。
所述乳剂特别适于用作乳替代产品的基础。在不使用羽扇豆脂肪和使用较低含量的羽扇豆蛋白质的情况下，根据本发明的乳剂可以以白色、乳样粘度以及中性味道和气味提供。所述乳剂甚至在高于95℃下加热之后也保持稳定。这对于将其加热至高于120℃的温度是特别优选的，并且在储存期间其均匀的物理特性没有改变或仅有轻微的改变。
根据本发明的乳剂中的脂肪质量与蛋白质质量之比优选地大于1，有利地大于2，特别优选地大于2.2。此外，在相应的粉碎之后，脂肪非常细地分散在根据本发明的乳剂中。乳剂中的脂肪颗粒的D90粒径(90％的脂肪颗粒数目的直径小于所指示尺寸)小于5μm，优选地小于3μm，特别优选地小于2μm。出乎意料地，相对于脂肪颗粒对于该粒径可得的大表面积而言，尽管蛋白质含量低，但所述乳剂仍保持稳定，并且甚至在热处理之后也不改变其稳定性。同样地，本发明人发现，在粉碎脂肪颗粒之后没有对蛋白质进行热预处理的情况下，乳剂就已经具有相对中性的气味和味道特征。明显地，通过这种大的表面，来自羽扇豆蛋白质的两亲性的令人困扰的气味物质很好地贴附至脂肪颗粒/液滴，并且对于鼻后感官知觉而言，其不再以与更大颗粒或更高蛋白质含量相同的方式释放出来。
在所提出的用于生产乳剂的方法中，脂肪颗粒/液滴的粉碎优选地在高于30℃、更优选地高于45℃的温度下进行。优选地，其通过均质器在高于200*103hPa(200巴)的压力下进行。在粉碎之后，将乳剂优选地加热至高于95℃、优选地高于110℃、特别优选地高于120℃的温度。这种加热使得羽扇豆蛋白质的味道和气味印象产生进一步的有利改变，这在大多数应用中是期望的并且为乳剂带来了乳样的感官印象。尽管温度较高，但是根据本发明的乳剂在加热和后续冷却之后仍然是稳定的，即使在加热之后也是如此，与其他应用中不同的是，后者没有进行均质化步骤。
为了消费根据本发明的乳剂，例如作为饮料或者作为产品如酸奶、布丁或新鲜奶酪的基础物质，添加另外的成分，例如糖和/或调味剂和/或影响粘度的碳水化合物和/或酸调节磷酸盐/酯和/或矿物质和/或维生素。为了简化技术过程，有利的是在进行均质化和加热之前将所述成分添加到乳剂中。
发现所述乳剂在特别长的时间中保持稳定，如果在乳剂中使用量小于3质量％的羽扇豆蛋白质，则所添加的蛋白质中α羽扇豆球蛋白(alpha-Conglutine)和β羽扇豆球蛋白(beta-Conglutine)的比例特别高而γ羽扇豆球蛋白(gamma-Conglutine)的比例相应地低。这可以在提取羽扇豆蛋白质时程序性地实现，例如，通过从在中性或略碱性下获得的蛋白质溶液中沉淀出α羽扇豆球蛋白和β羽扇豆球蛋白来实现。然而，5质量％至10质量％的γ羽扇豆球蛋白保留在所沉淀的蛋白质中。为了耗尽γ羽扇豆球蛋白，特别优选的是在蛋白质提取之前进行羽扇豆原材料(片、粗粒粉或粉)的酸性预提取，其中分离出γ羽扇豆球蛋白。以此可以使羽扇豆蛋白质中γ羽扇豆球蛋白的量降低大于一半至2.5质量％或更小，并因此提高乳剂中α羽扇豆球蛋白和β羽扇豆球蛋白的百分比。
所述酸性预提取特别优选地在接近羽扇豆球蛋白(Lupinenglobuline)的等电点下进行，对于不同的羽扇豆物种所述等电点在pH 4.3至pH 4.7之间变化。如果进行多于一次的酸性预提取并且在提取之后通过固液分离法将提取物与残液分离，则可以进一步增加α羽扇豆球蛋白和β羽扇豆球蛋白的含量。作为实例，DE 19640992 A1描述了如何以优选的方式进行根据现有技术的这种组合的酸性提取和碱性提取。
提高羽扇豆蛋白质中α羽扇豆球蛋白和β羽扇豆球蛋白的量以及降低其中的γ羽扇豆球蛋白的另一种可能性可以通过逆流的双重蛋白质提取来实现。在此，蛋白质提取残液在相同或相似的pH值下经历pH值为6.5和8.0的反复提取。然后将残液第二次提取的提取物用于下一份原材料的第一次蛋白质提取。仅在第二次提取之后，从系统中移除提取物并浓缩蛋白质，例如，通过沉淀。通过这种逆流过程，所沉淀的蛋白质中α羽扇豆球蛋白和β羽扇豆球蛋白的量也增加。
取决于乳剂的应用和进一步加工，加工的焦点可以放在所产生乳剂的感官品质或技术功能性上。因此，当在加工成根据本发明的乳剂之前干燥羽扇豆蛋白质时，就获得了就感官品质而言甚至更中性的乳剂。通过该步骤，许多挥发性气味物质与水相一起从蛋白质中分离出来。然而，如果在应用于根据本发明的乳剂之前不对蛋白质进行干燥并以湿润形式进行加工，则实现了羽扇豆蛋白质更高的功能性。因此，可有利的是，使用来自提取和沉淀的溶剂化或混悬在水中的湿润蛋白质来生产乳剂，因为通过这种措施，根据本发明的乳剂中的蛋白质含量可以进一步减小，但是保持相同的乳化特性。蛋白质-水悬液可以以液体浆形式存在或者作为冷冻形式的固体存在。
如果在分离蛋白质之前使羽扇豆种子经受超临界CO2或乙醇处理，则可以实现根据本发明的乳剂的额外的感官改善。以这种方法，相当大量的类胡萝卜素被从原材料中分离出来，使得根据本发明的乳剂的黄色趋势受到抑制并且获得了乳样颜色。根据本发明的乳剂(羽扇豆乳，得自于在提取之前已经经受CO2处理的羽扇豆蛋白质)与根据WO 2004/093560 A1的羽扇豆乳(提取自全脂肪羽扇豆原材料)的颜色比较清楚地显示出，与黄色对照乳剂相比，根据本发明的乳剂为乳样白色。
特别优选的是，根据本发明的乳剂的pH值大于6.5，并且特别优选地大于7.5。在这种情况下并且在乳剂中同时存在磷酸盐/酯和其他稳定剂的情况下，即使当将乳剂添加到热的酸性饮料(例如，咖啡)中时也可以避免羽扇豆蛋白质絮凝，并且可以实现浓郁的风味特征。
附图简述
在下文中，参照实施方案结合附图，通过举例的方式解释了根据本发明的乳剂和相关方法。其中：
图1示出了所提出方法中的步骤顺序的第一实施例；以及
图2示出了所提出方法中的步骤顺序的第二实施例。
实施方案
在关于生产根据本发明的乳剂的图1的实施例中，将从羽扇豆种子提取并随后喷雾干燥的第一羽扇豆蛋白质与麦芽糖糊精、磷酸氢二钾和水混合。该混合用分散单元进行，例如，用
Figure GDA0003011731470000051
以V＝6000u/分钟在T＝50℃的温度下进行t＝10分钟。随后，向该混合物中添加液态糖和磷酸二氢钾并在T＝50℃下搅拌t＝10分钟。在下一步中，添加熔融脂肪，也在T＝50℃下搅拌t＝10分钟，并通过分散单元与现有的混合物混合均匀。在此之后在T＝50℃和p＝250/50*103hPa(250/50巴)的压力p下进行均质化步骤。最后，将乳剂超高温加热至T＝140℃的温度保持t＝10秒。
在关于生产根据本发明的乳剂的图2的实施例中，将从羽扇豆种子提取的仍然是湿润形式的羽扇豆蛋白质(即，作为酸性蛋白质凝乳(Proteinquark))与麦芽糖糊精、磷酸氢二钾和水混合。该混合也用
Figure GDA0003011731470000061
以V＝6000u/分钟并且在T＝50℃的温度下进行t＝10分钟。随后，向该混合物中添加液态糖和磷酸二氢钾并在T＝50℃下搅拌t＝10分钟。为了中和由酸性蛋白质凝乳造成的混合物的酸性pH值，然后添加氢氧化钠并在50℃下搅拌t＝30分钟。选择氢氧化钠的量使得混合物实现6.8至7.0的pH值。在下一步中，添加熔融脂肪，同样在T＝50℃下搅拌t＝10分钟，并通过Turrax与现有的混合物混合均匀。在此之后在T＝50℃和p＝250/50*103hPa(250/50巴)的压力p下进行均质化步骤。最后，将乳剂超高温加热至T＝140℃的温度保持t＝10秒。
选择羽扇豆蛋白质和脂肪的添加量使得在本实施例中实现乳剂中蛋白质的质量分数为1.8％并且脂肪的质量分数为4％。在所提出的方法的情况下，使用纯的羽扇豆蛋白质(即，不含羽扇豆脂肪的蛋白质)来生产乳剂。例如，添加棕榈脂肪或椰子油作为脂肪。
下表示出了根据本发明的乳剂的示例性组成：
成分 量(质量％)
蛋白质 1.8
脂肪 4
糖 1
麦芽糖糊精 4.5
矿物质 1
水 >87
虽然所制备的乳剂包含含有类胡罗素的羽扇豆蛋白质，但是其几乎为白色。与L*值(定义参见L*a*b*颜色空间)为约90的牛乳相比，所制备的乳剂的L*值大于或等于88。与牛乳不同，实现了1至2的难以察觉的△E颜色距离。因此，大豆乳(L*值为50至80)与牛乳的△E颜色距离常常大于5，其中这种幅度的颜色距离在文献(Popov-Raljic et al.,2008Color Change of UHT Milk During Storage.Sensors Vol:8(9))中被评价为不同颜色。
尽管粘度较低，小于10mPas，但根据本发明的乳剂在脂肪与蛋白质之比为2的情况下在加热至>110℃之后并且在后续的储存期间在多天中具有令人惊讶的稳定性。出乎意料地，在储存10天至8周之后乳剂中没有固体或仅有很少部分的固体分离，即使仅仅使用羽扇豆蛋白质作为乳化剂也是如此。用该乳剂进行的实验表明，甚至在加热至140℃的温度之后，在10天的储存期间也几乎检测不到脂肪或蛋白质的分离。因此，根据本发明的乳剂中沉积固体的量小于乳剂中所含固体的10％。在一些情况下，在4℃储存10天之后的沉积固体小于2％。还获得了储存8周时的比较结果。
除了作为根据本发明的乳剂的一个实施方案描述的羽扇豆乳之外，还可以进一步加工以由该乳剂获得许多美味的乳替代产品。以下示出了几个实例。
羽扇豆香草布丁
成分 [％]
羽扇豆乳 87
淀粉 6
糖 7
为了由羽扇豆乳生产布丁，将玉米淀粉和糖混合。此外，为了实现特定味道，例如，可以添加可可粉或调味剂。此外，为了获得更具奶油感的质地，为了获得更明显淡黄色颜色或者为了提高蛋白质含量，可以向玉米淀粉和糖的干混合物中进一步添加羽扇豆蛋白质分离物。
将乳剂或羽扇豆乳煮沸，然后从烹饪处取出并搅拌加入淀粉混合物。随后，在搅拌下将物料再煮沸1分钟并将其装瓶。用于生产羽扇豆布丁的另一种变型方案是直接通过将羽扇豆乳中包含的各种成分与布丁中额外使用的其他成分混合在一起来进行。但是，也必需将混合物加热至高于95℃的温度并通过剧烈搅拌来粉碎脂肪颗粒以实现期望的感官效果。
羽扇豆酸奶
根据本发明的乳剂可以用于生产酸奶样产品。可以相应地调整乳的糖、脂肪和蛋白质的含量(干物质：10％至18％)。为了添加另外的成分，如果组分在热的情况下更容易溶解，则可以对乳进行再加热。然后向羽扇豆乳(20℃至45℃)接种乳酸菌并在30℃至40℃下发酵直至达到4.3±0.2的pH。然后在1℃至4℃下进行24小时的冷却阶段。在发酵和冷却阶段期间，储存酸奶，尽可能不移动。可以因此生产出凝固型酸奶和搅拌型酸奶两种酸奶。搅拌型酸奶在冷却阶段之后额外地进行搅拌并且额外地添加水果制品或调味剂。
羽扇豆新鲜奶酪的生产：
根据本发明的乳剂还可以用于生产新鲜奶酪样产品。乳的干物质含量优选地可以通过添加脂肪或蛋白质而提高。此外，可以添加增稠剂或粘度提高物质(例如，柑橘纤维)和矿物质以改善新鲜奶酪的口感和感觉。为了生产新鲜奶酪，在20℃至45℃下向根据本发明的羽扇豆乳接种乳酸培养物并在30℃至40℃下发酵直至达到<4.5的pH。随后，从所谓的块(凝结乳剂)中分离所产生的乳清。将产生的新鲜奶酪样产品装瓶，任选地与调味剂和香料或另外的稳定剂混合，如果需要则通过加热再次进行处理，然后储存在1℃至6℃的温度下。
新鲜奶酪样产品可以另外地与另外的培养物(例如，霉菌)混合并在几天至几周内熟化。通过熟化，可以生产出硬的、软的或硬乳酪状产品。

Claims (28)

1.含有羽扇豆蛋白质的乳剂，其至少包含乳化在水中的植物脂肪和羽扇豆蛋白质，
其特征在于，
所述羽扇豆蛋白质在所述乳剂中的质量分数<3％，以及所述羽扇豆蛋白质中α羽扇豆球蛋白和β羽扇豆球蛋白的质量分数≥80％，并且γ羽扇豆球蛋白的质量分数为1％至2.5％。
2.根据权利要求1所述的乳剂，
其特征在于，
所述羽扇豆蛋白质在所述乳剂中的质量分数<2.5％。
3.根据权利要求2所述的乳剂，
其特征在于，
所述羽扇豆蛋白质在所述乳剂中的质量分数≤1.8％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述植物脂肪在所述乳剂中的质量分数>3％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂中的脂肪质量与蛋白质质量之比>2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂具有在L*a*b*颜色空间中的色值L*≥88的颜色。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂不包含羽扇豆脂肪或者在所述乳剂中包含质量分数低于0.2％的羽扇豆脂肪。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述植物脂肪为精炼脂肪。
9.根据权利要求8所述的乳剂，
其特征在于，
所述植物脂肪为棕榈脂肪和/或椰子油。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂在20℃的温度下的粘度为1mPas至10mPas。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂的pH值>6.5。
12.根据权利要求11所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂的pH值>7.5。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述植物脂肪以<5μm的D90粒径存在于所述乳剂中。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂包含质量分数>87％的水。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂额外地包含调味剂和/或影响粘度的碳水化合物和/或酸调节磷酸盐和/或矿物质和/或维生素。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的乳剂，
其特征在于，
所述乳剂额外地包含糖。
17.食物产品，其用根据权利要求1至16中任一项所述的乳剂制备。
18.用于生产含有羽扇豆蛋白质的乳剂的方法，其中将所述羽扇豆蛋白质与水和植物脂肪混合，
其中在所述混合过程中通过机械能使所述植物脂肪的尺寸减小以形成所述乳剂，
其特征在于，
所述羽扇豆蛋白质在所述乳剂中的质量分数<3％，并且所述羽扇豆蛋白质包含：在所述羽扇豆蛋白质中质量分数为1％至2.5％的γ羽扇豆球蛋白，以及在所述羽扇豆蛋白质中质量分数≥80％的α羽扇豆球蛋白和β羽扇豆球蛋白。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述乳剂是根据权利要求1至16中任一项所述的乳剂。
20.根据权利要求18或19所述的方法，
其特征在于，
将用于所述混合过程的水加热至>30℃的温度。
21.根据权利要求20所述的方法，
其特征在于，
将用于所述混合过程的水加热至>45℃的温度。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述混合过程通过均质器在>200*103hPa的压力下进行。
23.根据权利要求22所述的方法，
其特征在于，
所述混合过程通过均质器在>300*103hPa的压力下进行。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述混合过程之后，将所述乳剂加热至>95℃的温度，然后冷却。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述混合过程之后，将所述乳剂加热至>119℃的温度，然后冷却。
26.根据权利要求25所述的方法，
其特征在于，
在所述混合过程之后，将所述乳剂加热至>120℃的温度，然后冷却。
27.根据权利要求18至26中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用植物脂肪来生产所述乳剂，所述植物脂肪不包含来自羽扇豆种子的脂肪。
28.根据权利要求18至27中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用这样的羽扇豆蛋白质来生产所述乳剂：所述羽扇豆蛋白质提取自在分离所述蛋白质之前用超临界CO2或乙醇处理过的羽扇豆种子。
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