CN107019047A - 基于小麦蛋白的植物乳制品组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于小麦的乳制品组合物，其包含碳水化合物源、脂质部分和小麦蛋白部分，其中小麦蛋白部分由第一改性小麦面筋蛋白和第二改性小麦面筋蛋白构成，其中所述第一改性小麦面筋蛋白在pH 7具有至少55％NSI的溶解度，并且具有1～4的水解度，所述第二改性小麦面筋蛋白具有至少50％的去酰胺化程度，在pH 7具有至少85％NSI的溶解度，和低于0.5的水解度。本发明还涉及制备具有改进稳定性的基于小麦的乳制品组合物的方法。
Description
本申请是中国发明专利申请(申请日：2010年8月31日；申请号：201080068846.9(国际申请号：PCT/EP2010/005328)；发明名称：基于小麦蛋白的植物乳制品组合物)的分案申请。
本发明涉及稳定的基于小麦面筋蛋白(wheat gluten)的乳制品组合物。本发明还涉及这种稳定的组合物的制备方法。
由于针对牛乳的不耐受性逐渐增长，观察到市场上不断关注非牛奶乳制品替代品。基于大豆的乳制品已经相当流行，并且其他非牛奶的植物乳制品组合物也出现在市场上。这种植物乳制品组合物的典型实例为基于杏仁、大米、藜麦(quinoa)、榛子和燕麦的乳制品。
制备这种植物乳制品的典型方法包括研磨基料，并且在需要时除去固体材料。一些制备大豆乳制品的方法记载于现有技术(例如EP334057、EP521331、US4241100、US4885185)中。US4894242和WO2007011685记载了制备大米乳制品的方法，WO9604800涉及制备杏仁乳制品的方法。与牛乳制品相比，这些组合物不含乳糖或胆固醇。另一方面，当食用这些基于植物的乳制品时，由于存在特定的变应原和/或由于口味问题和/或由于稳定性问题会产生一些问题(Hydrocolloids,2003,p.671-678)。
除了上面提到的植物乳制品组合物之外，在专利和技术文献中还记载了基于小麦的乳制品替代品。
早在1913年，在GB18382中就记载了基于小麦面筋蛋白的人造乳制品组合物。由此将小麦粉中新鲜提取的湿的小麦面筋蛋白分散在略成碱性的介质中。向该分散体中加入糖，并且将混合物加热至约70-100℃的温度。然后，通过高能机械处理将脂肪乳化成这种基础液体。在优选的实施方式中，在约100℃实施乳化，由此提供经灭菌的乳制品替代品。由于高温、非常长的加工时间和碱性条件，出现了异味和异臭。最终产品的储存稳定性也受到限制。
在CN1065977(1992)中记载了一种用于制备小麦乳制品的替代性方法。其中将湿的小麦面筋蛋白组合物加入含有选择的有机酸的水性基质中从而得到含4-10％蛋白的分散液，所述有机酸包括柠檬酸、乳酸、抗坏血酸和/或葡萄糖酸-δ-内酯(glucono-delta-lactone)或其混合物。剧烈混合物该组合物以制备表面张力相对较低的混悬液。向该混悬液中加入植物油，并剧烈搅拌5-15分钟以得到稳定的乳状液。然后加入合适量的一种或多种糖。这种小麦乳制品组合物的pH为5.0-5.2，并加热和灭菌。
同样在该文献中，直接从小麦粉加工的侧流中制备小麦乳类产品。在此，对湿的面筋部分进行酸化以增加其分散性。需要进行相当强烈的混合以得到均化的组合物。由此得到的产物具有不同于天然乳制品的pH，并且观察到储存稳定性降低。在两种情况中，有限的储存稳定性是由于小麦面筋蛋白中蛋白部分的高分子量以及在蛋白骨架中存在的电荷数较低。
使用改性小麦面筋蛋白作为牛乳替代品制剂的替代蛋白源是众所周知的。EP446987记载了一种牛乳替代品组合物，其中至少部分的植物蛋白由可溶性小麦面筋蛋白构成。在该申请中引述的可溶性小麦面筋蛋白通过脱酰胺化或者通过部分酶水解活性小麦面筋蛋白而得到。EP934700记载了一种牛乳替代品组合物的制备方法，其中部分蛋白由水解的大豆蛋白和水解的小麦面筋蛋白的混合物构成。在此，水解的小麦面筋蛋白也可以用上述的方法得到。
在牛乳替代品中使用的改性小麦面筋蛋白总是与其他植物和/或乳蛋白一起加入，使得在这些牛乳替代品(CMR)中具有均衡的氨基酸组成。如有必要，可以加入必需的氨基酸。不使用仅含有改性小麦面筋蛋白的牛乳替代品。关于感官性质和储存稳定性的特殊要求，如在消费产品的情况中的特殊要求，与牛乳替代品不是很相关。
在J.of Agricultural and Food Chemistry(1965)p.407-410中记载了一种制备酶改性的小麦面筋蛋白的方法。该方法包括使用胃蛋白酶的酶水解。这些改性小麦面筋蛋白用于制备脱脂的类乳产品，该产品由改性小麦蛋白、淀粉水解产物和稳定剂构成。这些成份在由此得到充分可分散的组合物的条件下一起喷雾干燥。首先将蛋白部分中和至pH＝6.5-6.6。喷雾干燥的组合物一般由约30％的蛋白、70％的碳水化合物和0.7-1％的稳定剂构成。由此制备的类乳产品包含约13％d.s.。
在该文献中记载的类乳产品不含脂肪，但是它们仍需要非常大量的稳定剂以保持该蛋白部分在悬浮液中。其中对蛋白水解产物进行中和，由此增加了组合物中的盐含量，同时降低了蛋白水解产物的溶解度。
上述的基于不同小麦蛋白的植物乳制品组合物显示了大量的缺点，主要涉及它们的储存稳定性和消费者可接受性(气味、口味、感官性质)以及涉及它们的制备。其中申请人观察到所有这些缺点以各种方式与这些组合物中使用的小麦面筋蛋白的性质相关。
因此，本发明的目的在于提供一种合适的小麦蛋白组合物，其显示了改进的感官性质和改进的储存稳定性。本发明的目的还在于以技术上更可行的方式制备基于小麦蛋白的植物乳制品组合物。
上述问题现在已经通过本发明的组合物得到了解决。本发明提供了基于小麦的乳制品组合物，其含有碳水化合物源、脂质部分和小麦蛋白部分，其特征在于，该小麦蛋白部分由以下构成：
-第一改性小麦面筋蛋白，其在pH 7具有至少55％NSI的溶解度，并且具有1～4的水解度，和
-第二改性小麦面筋蛋白，其具有至少50％的去酰胺化程度，在pH 7具有至少85％NSI的溶解度，和低于0.5的水解度。
该去酰胺化程度根据在J.Agric.Food Chem.(1976)p.504-510中记载的方法确定。NSI(氮溶解指数)根据AACC标准方法在pH＝7测量。水解度(DH)使用Sorenson甲醛溶液滴定方法确定。
第一改性小麦面筋蛋白为酶水解的小麦面筋蛋白。选择用于实施水解的酶典型地为在中性或弱碱性pH起作用的内切蛋白酶，例如碱性蛋白酶(alcalase)、corolase、蛋白酶T。
在一个优选的实施方案中，第一改性小麦面筋蛋白的水解度为1.5至2.5。这种改性小麦蛋白的典型实例以名称Meripro 500、Meripro 810、Gempro、GBS-P51或Hyfoama等进行市售。
第二改性小麦面筋蛋白为由酸性或碱性去酰胺化(优选酸性去酰胺化)得到的化学改性的小麦面筋蛋白。其中，去酰胺化度为至少50％，优选至少55％。这种第二改性小麦蛋白的典型实例为Meripro 711，或GemTec 300和GemTec 1160等。
第一改性小麦面筋蛋白与第二改性小麦面筋蛋白的比例为80/20至99/1，优选为90/10至96/4。
本发明的基于小麦的乳制品组合物在稳定性方面显示了明显的改进。此外，该组合物为pH中性的，并且因此不需要额外处理以调节所述pH。
本发明的基于小麦的乳制品组合物含有5至15％的干物质。该干物质包含：
-碳水化合物部分，占小麦乳制品组合物的1.0-7重量％、优选2-4重量％，
-脂质部分，占小麦乳制品组合物的0.1-5重量％，优选1-2重量％，
-蛋白部分，占小麦乳制品组合物的1-5重量％、优选2-4重量％。
碳水化合物部分可含有蔗糖、转化糖、HFCS、葡萄糖、果糖或包括麦芽糊精的淀粉水解产物，及其混合物。其中有利的是将麦芽糊精与一种或多种其他碳水化合物源混合。
脂质部分选自广泛范围的植物油，条件是它们不导致臭味问题。其中优选含有不饱和脂肪酸或多不饱和脂肪酸的植物油。典型的实例为菜籽油、向日葵油、花生油、玉米油或芝麻油，或其混合物。
在本发明的小麦乳制品组合物中存在的少量成份包括乳化剂和稳定剂组合物，并且还包括调味剂。所用的乳化剂通常具有在8至15之间变化的HLB值。其中优选使用卵磷脂或其衍生物。所用的稳定剂选自一系列的水胶体(hydrocolloid)，如黄原胶、角叉菜胶、阿拉伯胶、瓜儿胶、结冷胶(gellan gum)，或它们的混合物。所用稳定剂的合适量在乳制品组合物的0.05重量％至0.5重量％之间变化。在一个优选的实施方式中，黄原胶的用量为乳制品组合物的0.1至0.25重量％。
本发明的基于小麦的乳制品组合物可以用调味剂进行调味，所述调味剂包括香草、可可、草莓、橙、香蕉等较常见的调味剂。
本申请还记载了基于小麦的乳制品组合物的制备方法。其中在第一混合桶中将碳水化合物部分、稳定剂部分和蛋白部分混合在一起并溶解在水中，并加热。在第二混合桶中，将脂质部分与乳化剂一起混合并加热。最后，将两批部分以正确的比例混合在一起，并加压均化，在第一阶段中使用50至300巴的压力，以及在第二阶段中使用约20巴的压力。在一个优选的实施方式中，在第一阶段中的压力为100至200巴。
然后将均化的基于小麦的乳制品组合物进行巴氏灭菌，或经历UHT-处理。典型地，均化通过在乳品工业中使用的高压均化设备来实施，但是机械均化还可以使用例如UltraTurrax或Ystral分散设备来进行。
本发明包括以下内容：
实施方案1.基于小麦的乳制品组合物，其包含碳水化合物部分、脂质部分和小麦蛋白部分，其特征在于所述小麦蛋白部分由以下构成：
·第一改性小麦面筋蛋白，其在pH 7具有至少55％NSI的溶解度，并且具有1～4的水解度，和
·第二改性小麦面筋蛋白，其具有至少50％的去酰胺化程度，在pH 7具有至少85％NSI的溶解度，和低于0.5的水解度。
实施方案2.根据实施方案1的基于小麦的乳制品组合物，其中所述第一改性小麦面筋蛋白为酶水解的小麦面筋蛋白。
实施方案3.根据实施方案2的基于小麦的乳制品组合物，其中所述酶为在中性或微碱性pH下起作用的内切蛋白酶，如碱性蛋白酶、corolase、蛋白酶T。
实施方案4.根据实施方案2或3的基于小麦的乳制品组合物，其中第一改性小麦面筋蛋白的水解度为1.5～2.5。
实施方案5.根据实施方案1至4中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其中所述第二改性小麦面筋蛋白为化学改性的小麦面筋蛋白。
实施方案6.根据实施方案5的基于小麦的乳制品组合物，其中所述化学改性的小麦面筋蛋白通过碱性去酰胺化得到，或优选通过酸性去酰胺化得到。
实施方案7.根据实施方案6的基于小麦的乳制品组合物，其中去酰胺化程度为至少50％，优选至少55％。
实施方案8.根据实施方案1至7中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其中第一改性小麦面筋蛋白与第二改性小麦面筋蛋白的比例为80/20～99/1，优选90/10～96/4。
实施方案9.根据实施方案1至8中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其包含5～15％的干物质。
实施方案10.根据实施方案9的基于小麦的乳制品组合物，其中所述干物质包含：
碳水化合物部分，占所述小麦乳制品组合物的1.0-7重量％、优选2-4重量％，
脂质部分，占所述小麦乳制品组合物的0.1-5重量％、优选1-2重量％，和
蛋白部分，占所述小麦乳制品组合物的1-5重量％、优选2-4重量％。
实施方案11.根据实施方案1至10中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其中所述碳水化合物部分包括蔗糖、转化糖、HFCS、葡萄糖、果糖或包括麦芽糊精的淀粉水解产物，及其混合物，如麦芽糊精与一种或多种其他碳水化合物源的混合物。
实施方案12.根据实施方案1至10中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其中所述脂质部分选自植物油，优选包括不饱和或多不饱和脂肪酸。
实施方案13.根据实施方案1至12中任一项的基于小麦的乳制品组合物，还包含乳化剂、稳定剂组合物和调味剂。
实施方案14.制备实施方案1至13的基于小麦的乳制品组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
混合碳水化合物部分、稳定剂部分和蛋白部分，溶解在水中并加热，
将脂质部分与乳化剂混合在一起，并加热，
以正确的比例混合步骤a和b这两部分，并在第一阶段于50至300巴、优选100至200巴的压力下并且在第二阶段于20巴的压力下进行均化。
实施方案15.实施方案14的方法，还包括巴氏灭菌或经历UHT-处理的步骤。
实施方案16.酶改性的小麦面筋蛋白和化学改性的小麦面筋蛋白的组合用于改进基于小麦的乳制品组合物的稳定性的用途。
现在，将通过下面的实施例进一步说明本发明。
实施例1：
该实施例描述了低脂乳制品类型的基于小麦的乳制品组合物的制备。在感官上评估由此得到的组合物，并根据随时间发生的相分层评估其稳定性。基于小麦的乳制品的组合物示于表1中。对照产品Ref1和Ref2仅含有酶改性的小麦面筋蛋白，并不含有化学改性的小麦面筋蛋白。
表1：基于小麦的乳制品的组合物
Meripro 500是水解度为1.5至2和溶解度在pH＝7为至少60％NSI的酶改性的小麦面筋蛋白，由SYRAL SAS销售。Meripro 711是化学改性的小麦面筋蛋白，其去酰胺化度为约60％，溶解度在pH＝7为至少90％NSI，由SYRAL SAS销售。
基于小麦的乳制品组合物如下制备：
在第一混合容器中，将蛋白、碳水化合物和稳定剂分散在水中，并加热至约70℃(相1)。在第二混合容器中，将油加热至70℃，并加入卵磷脂直到均匀(相2)。然后将相2缓慢地加入相1中，并使用IKA混合器进行混合直到温度低于60℃。然后将该混合物预加热至75℃，并使用高压泵(获自Niro-Soavi)采用两步均化操作进行均化。所用的均化压力为100巴和20巴。由此制备的组合物在90℃进行巴氏灭菌，并且一部分在6℃储存3周。第二部分用于感官评估。
在图1所示的感觉分析中，将产品组合物1和组合物2与市售的大豆饮品进行比较，所述大豆饮品被增甜和调味至等于产品组合物1和组合物2的水平。
基于小麦的乳制品组合物随时间的稳定性通过测量储存3周期间形成的水性上清液来确定。基于小麦的乳制品储存在1升的圆形烧瓶中，该烧瓶填充至约12-13cm的高度。稳定性表示为函数(X–Y)/X，其中X＝乳制品组合物在容器中的高度，且Y＝经3周的储存所形成的水性上清液的高度。结果示出在表2中。
表2：基于小麦的乳制品的储存稳定性
| 储存稳定性 | 组合物1 | 组合物2 | Ref1 |
| (X-Y)/X | 0.88 | 0.88 | 0.72 |
混合的产品酶改性的和化学改性的小麦面筋蛋白(组合物1和组合物2)的储存稳定性明显好于仅酶改性的小麦面筋蛋白产品(Ref1)。根据这些数值，清楚地发现，与仅含酶改性小麦面筋蛋白的组合物相比，第一改性小麦面筋蛋白(其溶解度在pH 7为至少60％NSI和水解度为1至4)和第二改性小麦面筋蛋白(其去酰胺化度为至少50％，溶解度在pH 7为至少90％NSI，和水解度低于0.5)的组合提供了明显的稳定性改进。
实施例2：
在该实施例中，描述了具有不同蛋白比例、不同蛋白含量和不同脂质含量的基于小麦的乳制品组合物。在该实施例中描述的基于小麦的乳制品组合物使用实施例1中的方法制备。由此制备的所有制剂均为均匀的，并且显示了乳状外观。表3中提供了这些基于小麦的乳制品的组合物。
实施例3：
作为对比例，将实施例1中的酶水解的小麦面筋蛋白(Meripro 500)替换为天然小麦面筋蛋白，并且根据实施例1中记载的方法加工。由此得到的分散液不稳定并且静置时发生分离。
实施例4：
在该实施例中，含有与组合物1(实施例1)相同成份的基于小麦的乳制品组合物使用机械均化步骤制备，其中使用IKA高剪切混合器。在24000rpm实施均化10分钟。所得组合物为均匀的，并且显示了乳状外观。在14天后没有发生相分离(dephasing)。
表3：含有不同蛋白混合比例、不同蛋白含量和不同脂质含量的基于小麦的乳制品组合物
Claims (10)
1.基于小麦的乳制品组合物，其包含碳水化合物部分、脂质部分和小麦蛋白部分，其特征在于所述小麦蛋白部分由以下构成：
·第一改性小麦面筋蛋白，其在pH 7具有至少55％NSI的溶解度，并且具有1～4的水解度，和
·第二改性小麦面筋蛋白，其具有至少50％的去酰胺化程度，在pH 7具有至少85％NSI的溶解度，和低于0.5的水解度。
2.根据权利要求1的基于小麦的乳制品组合物，其中所述第一改性小麦面筋蛋白为酶水解的小麦面筋蛋白。
3.根据权利要求2的基于小麦的乳制品组合物，其中所述酶为在中性或微碱性pH下起作用的内切蛋白酶，如碱性蛋白酶、corolase、蛋白酶T。
4.根据权利要求2或3的基于小麦的乳制品组合物，其中第一改性小麦面筋蛋白的水解度为1.5～2.5。
5.根据权利要求1至4中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其中所述第二改性小麦面筋蛋白为化学改性的小麦面筋蛋白。
6.根据权利要求5的基于小麦的乳制品组合物，其中所述化学改性的小麦面筋蛋白通过碱性去酰胺化得到，或优选通过酸性去酰胺化得到。
7.根据权利要求6的基于小麦的乳制品组合物，其中去酰胺化程度为至少50％，优选至少55％。
8.根据权利要求1至7中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其中第一改性小麦面筋蛋白与第二改性小麦面筋蛋白的比例为80/20～99/1，优选90/10～96/4。
9.根据权利要求1至8中任一项的基于小麦的乳制品组合物，其包含5～15％的干物质。
10.根据权利要求9的基于小麦的乳制品组合物，其中所述干物质包含：
·碳水化合物部分，占所述小麦乳制品组合物的1.0-7重量％、优选2-4重量％，
·脂质部分，占所述小麦乳制品组合物的0.1-5重量％、优选1-2重量％，和
·蛋白部分，占所述小麦乳制品组合物的1-5重量％、优选2-4重量％。
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