CN107920544A - 用于咖啡奶精和其他奶制品的胶束酪蛋白 - Google Patents

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Abstract

描述了一种营养组合物，所述营养组合物除了其他成分外包括酪蛋白化合物、植物油、甜味剂和酸度调节剂，所述酪蛋白化合物包括胶束酪蛋白。营养组合物可以用作饮料奶精，例如咖啡奶精。还描述了制备包括胶束酪蛋白的营养化合物的方法。

Description

用于咖啡奶精和其他奶制品的胶束酪蛋白
背景技术
咖啡奶精(也称为咖啡伴侣)最初在20世纪50年代作为奶油和糖的更持久的、储存稳定的替代品被商品化。那些最初的奶精基本上是通过加热和除去奶油中的水制成的粉末化的奶油和糖。虽然粉末化的奶油和糖比液体奶油更不易于变质，但由于高浓度的乳蛋白和乳脂，它不易溶于热咖啡或茶。它还含有大量的乳糖。
后来发现，用粉末化的奶油和糖制成的奶精的差溶解性可以通过用植物油替代乳脂并减少蛋白的量来克服。然而，用植物油替代乳脂和一些蛋白对于保持奶精均化(即防止植物油与水相成分分离)产生了新的挑战。对于液体奶精而言，这意味着阻止奶精中的油和水分离成单独的相，以保持奶精的储存稳定性。当将粉末状的奶精添加到主要是水的饮料(例如咖啡和茶)中时，会出现类似的挑战。
在奶精或饮料中，植物油也更容易与水分离，因此引入乳化剂以保持油相和水相的混合。一类流行的乳化剂，酪蛋白盐或“酪蛋白酸盐”，是由乳蛋白衍生的。制造酪蛋白盐会涉及使酸性酪蛋白与碱性溶液接触。碱性溶液使酪蛋白去质子化并形成酪蛋白盐，其被留在溶液中或喷雾干燥制成酪蛋白酸盐粉末。通过选择碱性溶液中的碱来控制形成的酪蛋白盐的类型。例如，氢氧化钠产生酪蛋白酸钠而氢氧化钙产生酪蛋白酸钙。
广泛用于奶精中的两种酪蛋白盐是酪蛋白酸钙和酪蛋白酸钠。钙离子是二价的，使其与多个酪蛋白酸根阴离子结合，并允许它们更广泛的交联。交联常常会使酪蛋白酸盐离子的疏水区域局部化，并且使它们在渗透和乳化存在于奶精中的植物油和其它疏水性成分方面不太有效。相比之下，酪蛋白酸钠使用单价钠阳离子，其通常产生较小的、交联较少的酪蛋白盐和疏水性区域的较少的局部化。因此，酪蛋白酸钠更易溶于液体奶精中，并且能够更好地渗透脂肪和油滴以形成乳剂。尽管在许多情况下，酪蛋白酸钠是比酪蛋白酸钙更有效的乳化剂，但奶精制造商可以选择钙盐或钙盐和钠盐的混合物。在某些情况下，选择钙盐的决定可能是为了增加奶精的钙含量和/或降低奶精的钠含量。
如今，消费者要求奶精具有少的脂肪和油，但鲜奶油的味道和口感没有减少。虽然酪蛋白盐主要是蛋白质，但由于它们在水中的溶解度相对较高，所以它们不适合用作奶精中使用的乳脂或植物油的替代品。它们更容易形成水溶液，而不是使光散射而使奶精呈现白色外观的细乳化颗粒的悬浮液，并赋予奶精以乳化脂类的口感。它们也缺乏许多消费者在奶精替代品中期望的明显的乳制品风味。
奶精制造商已经试图通过用低脂肪和非脂肪(即脱脂)乳浓缩物代替植物油来解决酪蛋白盐的缺陷。与水溶性更高的酪蛋白盐不同，天然乳蛋白、特别是酪蛋白，在水中形成相对不溶性的胶体悬浮液，例如奶中的细颗粒，该细颗粒有助于产生其白色外观和奶油口感。然而，使用低脂肪或非脂肪的乳蛋白浓缩物代替奶精中的乳脂和植物油常常产生与最初的由粉末化的奶油和糖制成的奶精相同的低水溶性和高乳糖水平的问题。因此，需要新的奶精成分，其可以增加奶精的营养价值而不牺牲方便性、味道和口感。
发明内容
描述了用于营养组合物、例如咖啡奶精和其他乳制品的胶束酪蛋白组合物。与水溶性酪蛋白盐(例如酪蛋白酸钠)不同，本发明的胶束酪蛋白不溶于典型的含水的冷饮和热饮，如热茶、冰茶、热咖啡、冰咖啡等。因此，胶束酪蛋白形成细乳化颗粒，其增强口感并增加奶精的增白能力。
本发明的胶束酪蛋白是通过直接过滤奶(例如全脂奶、低脂奶、脱脂奶等)形成的天然乳蛋白。本发明的过滤方法产生高度纯化的天然胶束酪蛋白，该天然胶束酪蛋白在水中迅速分散并且不会像粉末化的奶、奶油和无差别的乳蛋白浓缩物那样具有差的水溶性。本发明的胶束酪蛋白为营养组合物(例如奶精)提供极好的味道和口感，并且也可以用于调整营养组合物的蛋白含量。
本发明的营养组合物的实施方案可以包括含有胶束酪蛋白的酪蛋白化合物、植物油、甜味剂和酸度调节剂。胶束酪蛋白可以是通过直接过滤奶而形成的天然胶束酪蛋白。
本发明的营养组合物的实施方案还可以包括以下非详尽的成分列表(以基于干重的重量百分比计)：
1重量％至15重量％的包含胶束酪蛋白的酪蛋白化合物；
10重量％至50重量％的植物油；
25重量％至70重量％的甜味剂；和
0.5重量％至5重量％的酸度调节剂。
实施方案可进一步包括至少由油和基本上由胶束酪蛋白组成的酪蛋白化合物制成的咖啡奶精。油可以是植物油，并且胶束酪蛋白可以是通过直接过滤奶而形成的天然胶束酪蛋白。
另外的实施方案和特征部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域的技术人员在阅读说明书之后将变得显而易见或者可以通过本发明的实践来了解。本发明的特征和优点可以通过说明书中描述的手段、组合和方法来实现和获得。
附图说明
本专利文件或申请文件至少包含一张彩色的图。本专利或专利申请出版物的彩色图的副本将由政府机关根据请求并支付必要的费用后提供。
通过参考说明书的其余部分和附图可以实现对本发明的本质和优点的进一步理解，其中在多个附图中使用相同的附图标记指代相似的部件。在一些情况下，子标签与附图标记相关联，并且跟随着连字符以表示多个相似组件中的一个。当提及标记数字而没有对现有子标签进行说明时，旨在指代所有这样的多个相似组件。
图1示出了由奶制备胶束酪蛋白的简化示意图。
图2示出了由酪蛋白制备酪蛋白盐的简化示意图。
图3示出了制备营养组合物的简化示意图。
图4示出了制备营养组合物的系统的简化示意图。
图5A和图5B分别示出了在8周的时间内，热煮咖啡和热速溶咖啡中一组饮料奶精的稳定性的图片。
图6A和图6B分别示出了在8周的时间内，热煮咖啡和热速溶咖啡中一组饮料奶精的增白能力的图。
图7示出了在8周的时间内，一组饮料奶精的pH水平的条形图。
图8示出了在8周的时间内，一组饮料奶精的粘度水平的条形图。
图9A和图9B示出了在8周的时间内，一组饮料奶精的特定尺寸颗粒(分别为D(9)和D(4，3))的水平的条形图。
图10示出了在9周的时间内，热煮咖啡中一组饮料奶精的增白能力的图。
图11示出了在9周的时间内，一组饮料奶精的pH水平的条形图。
图12示出了在9周的时间内，一组饮料奶精的粘度水平的条形图。
图13示出了第0天和第8周时，一组饮料奶精中特定尺寸颗粒(D(9))的水平的条形图。
图14示出了第0天和第8周时，一组饮料奶精中特定尺寸颗粒(D(4,3))的水平的条形图。
具体实施方式
描述了可用于各种营养组合物的胶束酪蛋白，该营养组合物包括饮料奶精，如咖啡奶精(例如热咖啡奶精、冰咖啡奶精等)和茶奶精(例如热茶奶精、冰茶奶精等)。本发明的胶束酪蛋白是直接从奶中过滤的高度纯化的乳蛋白(例如，以干重计大于80重量％的蛋白质，酪蛋白与乳清比率为至少85:15)。已经发现它们是饮料奶精(例如咖啡奶精)中酪蛋白盐和其它乳化剂的有效天然替代物。
示例性的营养组合物
本发明的营养组合物(例如饮料奶精)包括作为乳化剂的天然胶束酪蛋白、蛋白质源、增白剂和/或调味剂。胶束酪蛋白以干重计可占营养组合物的约1重量％至约15重量％。具体实例包括，除了其他示例性浓度外，以干重计占营养组合物的约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％、约6重量％和约7重量％、约8重量％、约9重量％、约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％、约15重量％的胶束酪蛋白。
本发明的胶束酪蛋白衍生自牛奶，例如全脂奶(例如含约3.5％乳脂的奶)、减脂奶(例如含约2％乳脂的奶)、低脂奶(例如含约1％乳脂的奶)和无脂奶(例如含约0.8重量％或更少乳脂的奶)。将胶束酪蛋白与奶的其他组分分离以产生胶束酪蛋白，其被纯化至以干重计约80重量％至99重量％的范围内。例如，胶束酪蛋白可被纯化至，除了其他示例性浓度外，以干重计约80重量％、约83重量％、约86重量％、约89重量％、约91重量％、约92重量％、约93重量％和约99重量％。
胶束酪蛋白可以替代营养组合物中的一些或全部其他酪蛋白衍生的成分。例如，胶束酪蛋白可以替代营养组合物中的约10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或100重量％的酪蛋白盐(例如酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钠等)。它们也可以替代由酸性酪蛋白或酪蛋白盐合成的“改性”酪蛋白胶束。改性酪蛋白胶束以酸性酪蛋白或酪蛋白盐(也称为“加工酪蛋白”)开始，所述酸性酪蛋白或酪蛋白盐已经用一系列无机盐溶液和将酪蛋白酸盐改性为酪蛋白胶束的过滤工艺进行化学处理。与许多已经变性的复杂蛋白一样，改性酪蛋白胶束与天然胶束酪蛋白具有显著的结构差异和化学差异。
当胶束酪蛋白替代所有的酪蛋白盐(即，替代100％的酪蛋白盐)时，可以说营养组合物中的酪蛋白化合物基本上由胶束酪蛋白组成，并且基本上不含包括酪蛋白酸钠和酪蛋白酸钙的酪蛋白盐。然而，营养组合物可以含有其他成分，除了其他功能外，该其他成分作为乳化剂、增白剂、蛋白质来源、调味剂和稳定剂。
在许多情况下，形成稳定的营养组合物所需要的胶束酪蛋白比酪蛋白盐少。例如，仅需要约95重量％、约90重量％、约85重量％、约80重量％、约75重量％、约70重量％、约65重量％、约60重量％、约55重量％、约50重量％等的胶束酪蛋白来为营养组合物提供与100重量％的酪蛋白盐同等程度的稳定性。在营养组合物中需要增加的量的蛋白质的其他实例中，胶束酪蛋白可以胶束酪蛋白与酪蛋白盐为1:1的重量比、或者甚至大于1:1的重量比替代酪蛋白盐。
替代酪蛋白盐和其它含蛋白质成分所需的胶束酪蛋白量的减少允许营养组合物中蛋白质总量的上调和下调。例如，用较少的胶束酪蛋白替代酪蛋白盐可导致营养组合物中蛋白质的总重量百分数较低。可替选地，用较多的胶束酪蛋白替代酪蛋白盐可导致营养组合物中蛋白质的总重量百分数较高。
营养组合物可以包括脂肪或油以赋予组合物乳脂状口感并且形成在含水混合物中的细乳化颗粒，该细乳化颗粒散射光以产生乳白色。示例性的油包括植物油，除了其他类型的植物油外，例如大豆油、棉籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、玉米油、橄榄油、花生油、芝麻油、葵花油、红花油和/或菜籽油(例如芥花籽油)及其组合。植物油可以是未氢化的、部分氢化的或完全氢化的。用于营养组合物的油的具体实例可以包括部分氢化的椰子油、未氢化的棕榈仁油和/或完全氢化的大豆油。在一些情况下，营养组合物可以包含动物脂肪，例如乳脂。乳脂的示例性来源可以包括衍生出胶束酪蛋白的奶。以干重计，脂肪或油可以构成营养组合物的约10重量％至约50重量％。脂肪或油浓度的具体实例可以包括，除了其他示例性浓度外，以干重计营养组合物的约10重量％、约20重量％、约30重量％、约40重量％和约50重量％。
营养组合物可以包括增加组合物的甜味的甜味剂。示例性甜味剂包括碳水化合物。例如，营养组合物可以包括蔗糖、果糖、高果糖玉米糖浆、玉米糖浆固体、右旋糖、麦芽糖糊精、红糖、龙舌兰花蜜、蜂蜜、浓缩果汁、糖蜜和枫糖浆中的一种或多种。用于营养组合物中的示例性甜味剂还可以包括一种或多种糖醇，例如阿拉伯醇、赤藓醇、麦芽糖醇、甘露醇、乳糖醇、山梨醇、异麦芽酮糖醇和木糖醇。在营养组合物中使用的示例性甜味剂可以进一步包括非营养甜味剂，例如阿斯巴甜、乙酰磺胺酸钾、纽甜、糖精、三氯蔗糖、爱德万甜(advantame)、甜菊糖、僧果提取物、塔格糖和海藻糖中的一种或多种。在一些情况下，营养组合物可以包括乳糖。除了其他来源，乳糖可以以添加到营养组合物中的乳来源成分供应。以干重计，甜味剂可以构成营养组合物的约25重量％至约70重量％。甜味剂浓度的具体实例，除了其他示例性浓度，包括以干重计营养组合物的约25重量％、约30重量％、约35重量％、约40重量％、约45重量％、约50重量％、约55重量％、约60重量％、约65重量％和约70重量％。
营养组合物可以包括酸度调节剂，其在储存期间和/或在引入饮料(例如咖啡)时维持组合物的pH。示例性的酸度调节剂包括磷酸盐。除了其他的磷酸盐，磷酸盐的实例包括磷酸氢二钾、磷酸钠和六偏磷酸盐。当酸度调节剂用在营养组合物中时，以干重计，它们可构成组合物的约0.5重量％至约5重量％。酸度调节剂浓度的具体示例，除了其他示例性浓度，可以包括以干重计营养组合物的约0.5重量％、约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％和约5重量％。
营养组合物可以包括稳定剂(stabilization agent)(也称为稳定剂(stabilizer))中的一种或多种，其维持组合物和/或添加了组合物的饮料的均匀程度。在许多情况下，稳定剂作为补充胶束酪蛋白的乳化剂。当它们帮助稳定在营养组合物中散射光的细乳化脂肪和/或油珠时，它们也起增白剂的作用。稳定剂的实例包括甘油单酯(例如蒸馏的甘油单酯)、甘油二酯及其组合(例如甘油单酯和甘油二酯的组合，其中约40％至约50％的甘油单酯)中的一种或多种。稳定剂的实例还包括聚山梨醇酯(例如聚山梨醇酯60)和硬脂酰乳酸钠。稳定剂的其他实例包括大豆蛋白(例如大豆蛋白浓缩物，大豆蛋白分离物等)。除了其他类型的树胶和凝胶，稳定剂的其它实例包括角叉菜胶、纤维素胶、瓜尔豆胶和纤维素凝胶。当稳定剂用在营养组合物中时，它可以以干基计构成组合物的约0.01重量％至约3重量％。稳定剂浓度的具体实例，除了其他示例性浓度，可以包括以干重计营养组合物的约0.01重量％、约0.05重量％、约0.1重量％、约0.5重量％、约1重量％、约1.5重量％、约2重量％、约2.5重量％和约3重量％。
营养组合物可以包括防结块剂，其防止粉末化组合物(例如粉末化饮料奶精)在添加到饮料中之前成团和结块。防结块剂的实例包括铝硅酸钠。当防结块剂用于营养组合物中时，以干重计，它可以构成组合物的约0.001重量％至约1重量％。防结块剂浓度的具体实例，除了其他示例性浓度，可以包括以干重计营养组合物的约0.001重量％、约0.005重量％、约0.01重量％、约0.05重量％、约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％、约0.9重量％和约1重量％。
营养组合物可以包括赋予组合物更像奶油样外观的着色剂。着色剂的具体实例尤其包括胭脂树红和二氧化钛。当着色剂用于营养组合物中时，以干重计，它可以构成营养组合物的约0.1重量％至约1重量％。着色剂浓度的具体实例，除了其他示例性浓度，可以包括以干重计营养组合物的约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％、约0.9重量％和约1重量％。
营养组合物可以包括加速粉末化组合物(例如粉末化饮料奶精)在含水饮料中溶解的速溶剂。速溶剂的实例包括卵磷脂。当速溶剂用于营养组合物中时，以干重计，它可以构成组合物的约0.1重量％至约1重量％。速溶剂浓度的具体实例，除了其他示例性浓度，可以包括以干重计营养组合物的约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、0.8重量％、约0.9重量％和约1重量％。
营养组合物可以包括向组合物增添特定风味或风味的组合和香味的一种或多种调味组分。当调味组分用于营养组合物中时，以干重计，它可以构成组合物的约0.1重量％至约1重量％。调味组分浓度的具体实例，除了其他示例性浓度，可以包括以干重计营养组合物的约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％、约0.9重量％和约1重量％。
营养组合物可以包括调节营养组合物和/或构成营养组合物的成分的粘度的一种或多种粘度剂。示例性的粘度剂包括硫酸多糖，例如角叉菜胶。当粘度剂用于营养组合物中时，以干重计，它可以构成组合物的约0.01重量％至约1重量％。粘度剂浓度的具体实例，除了其他示例性浓度，可以包括以干重计为营养组合物的约0.01重量％、约0.05重量％、约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％、约0.9重量％和约1重量％。
制备胶束酪蛋白的示例性方法
本发明的营养组合物包括胶束酪蛋白，其作为用于常规营养组合物、例如饮料奶精(例如咖啡奶精)中的一些或全部酪蛋白盐的补充、替代或减少。图1示出了由脱脂奶102制备胶束酪蛋白的方法100的简化流程图。应当理解的是，虽然图1示出了脱脂奶102作为起始奶，但是使用其他类型的奶的替代实施方案可以替代图1所示的脱脂奶102，在其他类型的奶中，例如全脂奶、减脂奶和低脂奶。
脱脂奶102经历微滤/渗滤步骤106，其将脱脂奶102分离成滞留物部分和渗透物部分。在一些实施方案中，除了微滤/渗滤步骤106之外，脱脂奶102还可以经历超滤步骤103。在替代方法(未示出)中，脱脂奶可以仅经历微滤步骤、渗滤步骤或超滤步骤。在另外的替代方法中，脱脂奶可以经历超滤/微滤次序的步骤，或超滤/微滤/超滤次序的步骤。
滞留物部分108包含大部分胶束酪蛋白以及任何残留的乳脂，以及未被清扫到渗透物部分122中的一些乳糖、矿物质和乳清蛋白。渗透物部分122包括大部分的乳清蛋白、乳糖、矿物质和一些酪蛋白。被过滤到渗透物部分122中的乳糖、矿物质(例如钙)、乳清蛋白和其他奶成分可以进行进一步处理。另外的非酪蛋白成分可以通过渗滤洗入渗透物122中。出于此目的，水源104可以被供应到渗滤单元。
以干重计，滞留物部分108中的包含胶束酪蛋白的微滤乳蛋白滞留物可以被纯化至约80重量％至99重量％的范围。例如，除了其它示例性浓度，以干重计，胶束酪蛋白可以被纯化至约80重量％、约82重量％、约84重量％、约86重量％、约88重量％、约90重量％、约92重量％、约94重量％、约96重量％、约98重量％和约99重量％。残留在胶束酪蛋白中的奶成分可以包括少量的乳糖、乳清和矿物质。
在此阶段，从滞留物部分108纯化的胶束酪蛋白还包括来自脱脂奶102和渗滤水104的残余水。这可以通过例如超滤步骤110进一步从胶束酪蛋白中去除，该超滤步骤110进一步将滞留物部分108分离成超滤渗透物部分114和超滤滞留物部分112。在一些实施方案中，可以不进行超滤步骤110(即任选的)。UF滞留物部分112然后可以经历另外的纯化步骤，例如纳滤和/或蒸发116，接着是留下干燥粉末胶束酪蛋白120的喷雾干燥步骤118。干燥粉末胶束酪蛋白120是天然胶束酪蛋白，在脱脂奶102中发现的其天然蛋白质结构没有因暴露于过热、酸性化合物或碱性化合物或其它变性条件而显著改变。
如上所述，微滤/渗滤步骤106还产生渗透物部分122，其包括大部分乳清蛋白、矿物质、乳糖和未被捕集在滞留物部分108中的起始脱脂奶102的其它成分，包括一些酪蛋白。在方法100中，渗透物部分122经历超滤步骤124，其产生第二超滤渗透物132和滞留物，该滞留物主要包括天然乳清蛋白滞留物部分126(即血清蛋白)和未渗透到超滤渗透物132中少量的乳糖、矿物质和酪蛋白。类似于胶束酪蛋白，可将湿乳清蛋白滞留物部分126喷雾干燥128以产生干燥的粉末化天然乳清蛋白130。干燥的粉末化天然乳清蛋白保留与在起始脱脂奶102中发现的基本上相同的蛋白质结构，并且没有由于暴露于热或其它变性条件而显著变性。干燥的粉末化天然乳清蛋白130可以作为蛋白质强化成分用于各种食品和产品中(例如婴儿配方食品)。然而，乳清蛋白成分(例如乳清蛋白浓缩物、乳清蛋白分离物等)通常不用于饮料奶精中。
超滤渗透物132主要由乳糖和少量矿物质和乳蛋白制成，该少量的矿物质和乳蛋白未被捕获在较早的滞留物部分108或乳清蛋白滞留物部分126中。超滤渗透物132可以经历蒸发和浓缩步骤134以使乳糖结晶和分离/干燥结晶的乳糖136以除去残留的水，并留下干燥的粉末化乳糖138。乳糖138可以用作多种不同产品的成分，尽管一般很少(如果有的话)用于本发明的营养组合物。
制备酪蛋白盐的示例性方法
如上所述，本发明的胶束酪蛋白替代在营养组合物(例如饮料奶精)中使用的一些或全部酪蛋白盐(例如，酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钾等)。图2示出了制备酪蛋白盐的方法的简化流程图，并示出了这些盐是如何从酪蛋白衍生的。图2中示出的方法200以来自三个来源的酪蛋白开始：凝乳酶酪蛋白202、乳酸酪蛋白204和无机酸酪蛋白206。在方法200中描述的实施方案中，这些酪蛋白源是干燥粉末，其可以与水208组合以形成总固含量例如为约20重量％至约25重量％的浆料210。
可以将碱性溶液212添加到浆料210中以将浆料的pH升高到约6.7，另外可以将更碱性的浆料的温度调节到约60℃至75℃。当酪蛋白转化为溶解的酪蛋白盐溶液216时，该更碱性的、加热的浆料214可以在这些条件下保持30分钟至60分钟。酪蛋白盐比天然酪蛋白明显地更易溶于水，并且碱性的、加热的浆料214可以在30分钟至60分钟的转化时间内转化为酪蛋白盐溶液216。
酪蛋白盐溶液216可以被干燥218以去除水220并留下干燥的粉末化酪蛋白盐222。所产生的酪蛋白盐222的类型取决于用于使酪蛋白变性的碱性溶液212。例如，当碱性溶液是氢氧化钠水溶液时，主要的酪蛋白盐222是酪蛋白酸钠。类似地，氢氧化钙水溶液产生酪蛋白酸钙，氢氧化钾水溶液产生酪蛋白酸钾。当在碱性溶液212中使用两种或更多种碱金属阳离子(例如钠离子、钾离子)或碱土金属阳离子(例如钙离子)的组合时，形成两种或更多种酪蛋白盐222的混合物。
在常规的液体饮料奶精(例如咖啡奶精)中，粉末化酪蛋白盐222可以部分或完全溶解在奶精的水相中，并用作奶精的较低极性液体组分(例如植物油)的乳化剂。在粉末化饮料奶精中，可以首先将酪蛋白盐222和其他奶精成分溶解为液体混合物，该液体混合物经历随后的脱水以制备粉末化奶精。
如上所述，饮料奶精中的常规酪蛋白盐可以用较少的胶束酪蛋白代替，同时达到相同的乳化程度。例如，在奶精和/或饮料中达到相同乳化程度所需的胶束酪蛋白的量可以比所需的酪蛋白盐的量小约1重量％至约50重量％。除了其它减少的百分数外，具体的减少百分数包括小约1重量％、小约5重量％、小约10重量％、小约20重量％、小约30重量％、小约40重量％和小约50重量％。
制备营养组合物的示例性方法
上述天然胶束酪蛋白可用于包括饮料奶精(例如咖啡奶精)的营养组合物中。图3示出了制备营养组合物的方法300中的选定步骤。方法300包括提供将进入营养组合物的初始成分302。除了其他成分外，这些初始成分可以包括甜味剂、酸度调节剂、稳定剂、防结块剂、着色剂、速溶剂、粘度剂和调味成分中的一种或多种。除了其他示例性组合外，初始成分的示例性组合(当提供多于一种的初始成分时)包括：(i)甜味剂；(ii)甜味剂和防结块剂；(iii)甜味剂和酸度调节剂；(iv)甜味剂、防结块剂和速溶剂；(v)甜味剂、酸度调节剂和速溶剂；(vi)甜味剂和着色剂；(vii)甜味剂和调味剂；和(viii)甜味剂和稳定剂。
初始成分与水结合以形成含水混合物304。如果所有初始成分都是完全水溶性的，则含水混合物是水溶液。如果一种或多种初始成分仅部分溶于水或不溶于水，则含水混合物可以是分散体、混悬液或浆液。
初始成分的含水混合物与一种或多种酪蛋白化合物结合以形成酪蛋白混合物306。如果仅单一的酪蛋白化合物与含水混合物组合，则酪蛋白化合物是胶束酪蛋白。如果多于一种的酪蛋白化合物与含水混合物组合，则这些酪蛋白化合物中的至少一种是胶束酪蛋白，而其他化合物可以包括酪蛋白盐，例如酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾和/或酪蛋白酸钙。胶束酪蛋白将与酪蛋白混合物的水相形成混悬液，而酪蛋白盐(如果存在)通常会溶解到水相中，特别是酪蛋白酸钠和酪蛋白酸钾。
酪蛋白混合物可以与脂肪或油混合以形成预乳剂308。酪蛋白酸盐混合物和脂肪或油的混合可以在混合器(例如液化器)中进行。在混合之前，酪蛋白混合物，脂肪或油，或酪蛋白混合物和脂肪或油二者可以被加热和/或搅动以促进两种液体的混合。混合步骤308中使用的示例性脂肪和油，包括植物油，例如大豆油、棉籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、玉米油、橄榄油、花生油、芝麻油、向日葵油、红花油、菜籽油(例如芥花籽油)以及这些植物油的组合。
在一些情况下，可以在混合步骤308之前或期间将另外的成分添加到酪蛋白混合物、脂肪或油、或酪蛋白混合物和脂肪或油两者中。除了其他成分外，这些另外的成分可以包括甜味剂、酸度调节剂、稳定剂、防结块剂、着色剂、速溶剂、粘度剂和调味成分中的一种或多种。除了其他成分组合外，另外的成分的示例性组合(当将多于一种的另外的成分加入到酪蛋白混合物中时)包括：(i)稳定剂和粘度剂；(ii)稳定剂和速溶剂；(iii)粘度剂和速溶剂；(iv)稳定剂和着色剂；(v)粘度剂和着色剂；(vi)着色剂和调味成分；和(vii)粘度剂、着色剂和调味成分。
预乳剂可以在步骤310中均化以形成最终乳剂。均化可以发生在单个阶段，或者可以分成两个或更多个阶段，除了其他动作外，这些阶段被加热步骤、巴氏灭菌步骤和/或成分添加步骤312打断。均化步骤310可以使用例如将脂肪和/或油破碎成均匀分布在最终乳剂的水相中的细乳化颗粒的两阶段均化器来进行。
在步骤314，最终乳剂可以被包装为液体或被干燥以形成粉末化营养组合物。营养组合物的实例可以包括饮料奶精(例如咖啡奶精)，其中粉末化奶精中的部分或全部酪蛋白盐被替换为胶束酪蛋白。粉末化营养组合物可以被包装在较大尺寸的容器和/或单独的食用小包中以在使用之前储存。
应该理解，制备本发明的营养组合物的方法不限于粉末化组合物。例如，可以将通过均化步骤310形成的最终液体乳剂冷却并包装成液体营养组合物(例如液体咖啡奶精)。以下描述制备液体营养组合物的另外的实例。
现在参考图4，描述了制备营养组合物的另一种方法400中的选定步骤。方法400包括称量用于制备营养组合物的干成分402。除了其他成分外，这些成分可以包括甜味剂(例如淀粉糖浆固体)、酸度调节剂(例如磷酸氢二钾)和防结块剂(例如铝硅酸钠)。然后，在步骤406中分散干成分并将其溶解在水中之前，可以在步骤404中将称量的干成分混合在一起。
在干成分分散和溶解之后，在步骤408中将至少一种酪蛋白化合物分散到含水混合物中。如果仅使用一种酪蛋白化合物，则该化合物是胶束酪蛋白。如果使用多于一种的酪蛋白化合物的组合，则该组合可以包括胶束酪蛋白和一种或多种酪蛋白盐，例如酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾和/或酪蛋白酸钙。除了胶束酪蛋白与酪蛋白盐的其他重量比外，酪蛋白化合物组合中胶束酪蛋白与酪蛋白盐的示例性重量比包括约9：1、约8：1、约7：1、约6：1、约5：1、约4：1、约3：1、约2：1、约1：1、约1：2、约1：3、约1：4、约1：5、约1：6和约1：7。
包括所述至少一种酪蛋白化合物的成分的含水混合物可以冷藏410范围从大于或等于约4小时至约12小时(例如过夜)的时间段。冷藏温度可以在约0℃至约10℃、约0℃至约5℃等的范围内。冷藏温度可以具有高于含水混合物的冰点的较低温度阈值。
在冷藏期之后，可以在步骤412中加热并搅拌成分的含水混合物。加热温度可以在约60℃至约75℃的范围内(例如，约65℃-70℃)。在步骤414中，可将加热的混合物转移到混合器(例如高剪切液化器)中。在步骤416中，在混合含水混合物的同时，将包括脂肪和/或油的成分组合物与混合器中的含水混合物结合。可以通过在步骤417中测量(例如称量)脂肪和/或油(例如植物油)，然后在步骤418中加热脂肪和/或油来制备成分组合物。加热可以是通过例如将脂肪和/或油加热到范围为约60℃至约75℃(例如65℃-70℃)的温度的微波炉来完成。加热的脂肪和/或油具有流体稠度，在步骤419中可以将另外的成分(例如角叉菜胶)加入其中。然后将加热的脂肪和/或油、加上另外的成分(如果加入任何另外的成分的话)的混合物合并与步骤416中的含水混合物结合。
在步骤420中，还可以将一种或多种调味成分加入到混合的(blending)混合物中。取决于使用的调味成分的类型，调味成分可以以干粉、液体或分散体(例如，水分散体)加入到混合的混合物中。在加入加热的脂肪和/或油之前，调味成分可以加入混合器中的含水混合物中。可替选地，调味成分可以在加热的脂肪和/或油与含水混合物结合的同时或之后加入。
在加热的脂肪和/或油与含水混合物和调味成分(如果使用的话)组合之后，将混合物在混合器中混合一段时间以形成预乳剂。示例性的混合时间可以在约1分钟至约10分钟的范围内(例如约2分钟)。然后，可以在步骤424中转移到第一均化阶段(即，预均化)之前，在步骤422中称量预乳剂。示例性的第一均化阶段可以包括使预乳剂通过设定为2500psi/500psi的两阶段均化器以形成初始乳剂。通过第一均化阶段424的预乳剂的温度范围可以从约65℃至约75℃(例如，约70℃)。
然后可以在步骤426中对初始乳剂进行热处理(例如巴氏灭菌)。在热处理步骤426之后，初始乳剂可以在步骤428中经历第二均化阶段。初始乳剂中的热处理426的示例性方法包括例如，使初始乳剂穿过高温短时(HTST)热交换器或超高温(UHT)热交换器。进入的热处理426的预均化溶液的温度可以是约45℃至约50℃。在约135℃至约137℃的最终热处理之前，热处理步骤426将溶液预热到约87℃至约90℃。在最终热处理之后，在进行完成溶液均化的第二均化步骤428之前，可以将溶液保持约3秒至约30秒，然后冷却。
第二均化步骤428可以包括使经巴氏灭菌的初始乳剂通过设定在4000psi/500psi的两阶段均化器以形成营养组合物的最终乳剂。如上所述，通过第二均化步骤428的初始乳剂的温度可以被冷却至例如约65℃至约75℃(例如，约70℃至74℃)。在一些实例中，由第二均化步骤428产生的最终均化溶液在被包装之前可进一步冷却到约42℃至约48℃。
在步骤430中，最终乳剂可以作为液体或喷雾干燥粉末包装并冷却。在示例性方法400中，最终乳剂可以是液体营养组合物(例如液体饮料奶精)，其可以被冷藏储存直到用于饮料(例如热咖啡、热茶、冰咖啡、冰茶等)中。在替代方法中，初始乳剂可以经高温巴氏灭菌以延长包装的营养组合物的储存期限，并允许在非冷藏温度(例如室温)储存。在另外的替代方法中，可以将最终乳剂干燥以形成粉末化营养组合物，而不是留下液体组合物。
实施例
在0至8周的时间内，评价咖啡奶精形式的营养组合物在饮料中的稳定性(特别是在咖啡中的稳定性)、增白能力、酸度稳定性、粘度稳定性和粒度。所分析的咖啡奶精包括不含胶束酪蛋白(即仅酪蛋白酸钠)制备的对照奶精以及用降低水平的胶束酪蛋白(这也导致奶精中蛋白质水平的总体降低)代替酪蛋白盐的一系列奶精。除了对照和市售咖啡奶精外，分析的奶精都不含酪蛋白酸钠。以下将更详细地描述分析的咖啡奶精。
被测试的样品咖啡奶精
根据上述方法400制备液体咖啡奶精，其中酪蛋白化合物是酪蛋白酸钠(对照)或为对照中使用的酪蛋白酸钠的特定重量百分数的天然胶束酪蛋白。例如，如果对照奶精使用来自酪蛋白酸钠的1克蛋白质，则70％的胶束酪蛋白奶精用0.7克天然胶束酪蛋白蛋白质取代1克酪蛋白酸钠蛋白质。因此，用70％的胶束酪蛋白制成的咖啡奶精比用作对照的奶精包含少30％的蛋白质。类似地，100％的胶束酪蛋白奶精用1克天然胶束酪蛋白蛋白质取代1克酪蛋白酸钠蛋白质。所测试的胶束酪蛋白奶精包括这样的奶精，其中胶束酪蛋白蛋白质以50重量％、70重量％、80重量％、90重量％和100重量％的水平代替酪蛋白酸钠蛋白质。用酪蛋白酸钠蛋白质制备的对照奶精和用胶束酪蛋白蛋白质制备的其他奶精具有以下配方：
表1-被分析的咖啡奶精中使用的成分
然后测试上表1中描述的对照奶精和用不同量的胶束酪蛋白制成的四种奶精在饮料中的稳定性、增白能力、酸度稳定性、粘度稳定性和粒度。典型的测试周期为8周，通常以1周的增量进行测试。第一个测试分析了在8周的时间内热煮咖啡和速溶咖啡中咖啡奶精的稳定性。
咖啡样品中咖啡奶精的稳定性
图5A图示地记录了在8周的时间内咖啡奶精在热煮咖啡中的稳定性。测试的咖啡奶精包括：(i)市售咖啡奶精，(ii)酪蛋白酸钠对照奶精，和(iii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的70％、80％、90％和100％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在初始加入奶精并搅拌入热煮咖啡中后5分钟记录咖啡奶精的稳定性。稳定性分析包括寻找白点(fish eye)(即漂浮在饮料表面上的未乳化的脂肪滴)、羽化(未溶解的颗粒)和沉积物。在1周、2周、3周、4周、6周和8周后再次评估奶精。图5B图示地记录了在相同的8周时间内在热的速溶咖啡中相同的咖啡奶精的稳定性。
图5A和图5B表明所有测试的咖啡奶精在测量的8周时间内在热煮咖啡和热速溶咖啡中显示出可接受的稳定性。在任何测试样品中没有明显的羽化、油滴形成或蛋白质不稳定性。特别值得注意的是，由比酪蛋白酸钠对照少30重量％的蛋白质制成的70％胶束酪蛋白咖啡奶精在8周的时段内在两种热咖啡中具有相当的稳定性。
咖啡样品中咖啡奶精的增白能力
图6A是测量用六种不同的咖啡奶精增白的热煮咖啡的增白能力(即L值)的图。测试的六种奶精包括：(i)市售咖啡奶精，(ii)酪蛋白酸钠对照奶精，和(iii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的70％、80％、90％和100％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在初始加入奶精并搅拌入热煮咖啡后记录咖啡奶精的增白能力。在初始产生日期(第0天)评估奶精，以及在1周、2周、3周、4周、6周和8周后再次评估奶精。图6B是在相同的8周时间内以相同的间隔测量速溶咖啡中相同的六种咖啡奶精的增白水平(即L-值)的图。
图6A和图6B表明所有测试的咖啡奶精在测量的8周时间内在热煮咖啡和热速溶咖啡中显示出可接受的(即统计学上没有差异的)增白能力。特别值得注意的是，由比酪蛋白酸钠对照少30重量％的蛋白质制成的70％胶束酪蛋白咖啡奶精在8周的时段内在两种热咖啡中具有统计上相似的增白能力。
咖啡奶精随时间的酸度水平
图7是测量六种不同的咖啡奶精在8周的时间内的pH的图。测试的六种奶精包括：(i)市售咖啡奶精，(ii)酪蛋白酸钠对照奶精，和(iii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的70％、80％、90％和100％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在奶精产生时刻(即第0天)记录咖啡奶精的pH，以及在1周、2周、3周、4周、6周和8周后再次记录咖啡奶精的pH。该图显示所有咖啡奶精在测试的8周的时段内具有相当的pH稳定性。在第4周的pH下降归因于未校准的pH计。酪蛋白酸钠对照具有在7.13和7.3之间的相对平坦的pH范围。在8周的时间内，胶束酪蛋白奶精显示出pH略微降低(酸度增加)约0.1。
咖啡奶精随时间的粘度水平
图8是测量六种不同的咖啡奶精在8周的时间内的粘度的图。测试的六种奶精包括：(i)市售咖啡奶精，(ii)酪蛋白酸钠对照奶精，和(iii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的70％、80％、90％和100％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在奶精产生的时刻(即第0天)记录咖啡奶精的粘度，以及在1周、2周、4周、6周和8周后再次记录咖啡奶精的粘度。该图显示所有咖啡奶精在8周的时间内具有相当的粘度稳定性，随着胶束酪蛋白水平的增加显示略较高的粘度水平。例如，100％的胶束酪蛋白奶精在所有测量时间内始终显示平均粘度>20cP。在测量的时间内，所有奶精也表现出逐渐增加的粘度(约1cP-2cP)。
咖啡奶精随时间的粒度测量
图9A是对于被分析的六种不同的咖啡奶精的值的图，其中测量奶精中90％的颗粒小于约9μm。颗粒测量是在奶精形成时和奶精形成8周后进行的。测试的六种奶精包括：(i)市售咖啡奶精，(ii)酪蛋白酸钠对照奶精，和(iii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的70％、80％、90％和100％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。图9B是测量同样的六种咖啡奶精中的脂肪滴的体积加权平均值的图，同样是在形成时和8周后。
图9A和图9B表明所有被测试的咖啡奶精均在8周的时段内显示可接受的颗粒计数尺寸。这表明所有六种奶精在这个时间段内形成稳定的乳剂，并且将具有可接受的液体咖啡奶精的保质期。这些图还显示，当用减少重量的胶束酪蛋白蛋白质代替酪蛋白酸钠蛋白质时，由于奶精的总蛋白质含量甚至降低30％，粒径略微增加。这可以通过以下事实来解释：在奶精中用较少的蛋白质乳化脂肪颗粒，颗粒的平均尺寸较大。尽管平均粒径较大，但是减少重量的胶束酪蛋白蛋白质仍然能够随时间维持稳定的乳剂。
咖啡奶精的风味分析
由经过训练的品尝专家对四种咖啡奶精进行风味和香味测试。测试的奶精包括：(i)市售咖啡奶精，(ii)酪蛋白酸钠对照奶精，和(iii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的80％和100％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。所有奶精都在老化12天后进行测试。表2示出了香味和风味结果：
表2-咖啡奶精的香味和风味分析
芳香性根据0分至15分的通用光谱强度等级评分，视觉和纹理属性根据0分至15分的产品具体等级评分。数值之后的字母表示差异性(p<0.05)。结果表明，所有测试的咖啡奶精具有可接受的香味和风味结果。使用胶束酪蛋白替代传统的酪蛋白酸钠的奶精中没有检测到负面的香味或风味。
还将这四种咖啡奶精加入到咖啡中，并由经过培训的品尝专家测试咖啡的风味和香味。表3示出了香味和风味结果：
表3-混合有咖啡奶精的咖啡的香味和风味分析
再次，芳香性根据0分至15分的通用光谱强度等级评分，视觉和纹理属性根据0分至15分的产品具体等级评分。数值之后的字母表示差异性(p<0.05)。结果表明，所有测试的咖啡奶精具有可接受的香味和风味结果。使用胶束酪蛋白咖啡奶精替代传统的酪蛋白酸钠的咖啡中没有检测到负面的香味或风味。
测试的另外的咖啡奶精样品
根据上述方法400制备液体咖啡奶精，其中酪蛋白化合物是酪蛋白酸钠(对照)或为对照中使用的酪蛋白酸钠的特定重量百分数的天然胶束酪蛋白。例如，如果对照奶精使用来自酪蛋白酸钠的1克蛋白质，则50％的胶束酪蛋白奶精用0.5克天然胶束酪蛋白蛋白质取代1克酪蛋白酸钠蛋白质。因此，用50％的胶束酪蛋白制成的咖啡奶精比用作对照的奶精包含少50％的蛋白质。类似地，1920％的胶束酪蛋白奶精用20.83克天然胶束酪蛋白蛋白质取代1克酪蛋白酸钠蛋白质。因此，用1920％的胶束酪蛋白制成的咖啡奶精比用作对照的奶精包含多1920％的蛋白质。在这个示例中，被测试的胶束酪蛋白奶精包括奶精，其中胶束酪蛋白以50重量％和1920重量％的水平代替酪蛋白酸钠蛋白质。用酪蛋白酸钠蛋白质制成的对照奶精和用胶束酪蛋白蛋白质制成的其他奶精具有以下配方：
表4-被分析的咖啡奶精中使用的成分
然后测试上表4中描述的对照奶精和用不同量的胶束酪蛋白制成的四种奶精在饮料中的稳定性、增白能力、酸度稳定性、粘度稳定性和粒度。典型的测试周期为8周，通常以1周的增量进行测试。第一个测试分析了在8周的时间内热煮咖啡和速溶咖啡中咖啡奶精的稳定性。
咖啡样品中咖啡奶精的稳定性
评估了咖啡奶精在8周的时间内在热煮咖啡中的稳定性。测试的咖啡奶精包括：(i)酪蛋白酸钠对照奶精，和(ii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的50％和1920％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在初始加入奶精并搅拌入热煮咖啡中后5分钟记录咖啡奶精的稳定性。稳定性分析包括寻找白点(即漂浮在饮料表面上的未乳化的脂肪滴)、羽化(未溶解的颗粒)和沉积物。在1周、2周、3周、4周、6周和8周后再次评估奶精。表5描述了经评估观察到的结果。
表5-评估热煮咖啡中咖啡奶精的白点
表6-评估热煮咖啡中咖啡奶精的羽化
表7-评估热煮咖啡中咖啡奶精的沉积物
表5、表6和表7表明所有测试的咖啡奶精在测量的8周时间内在热煮咖啡中显示出可接受的稳定性。在任何测试样品中没有明显的羽化、油滴形成或蛋白质不稳定性。特别值得注意的是，由比酪蛋白酸钠对照少50重量％或多1920％的蛋白质制成的50％和1920％胶束酪蛋白咖啡奶精在8周的时间内在两种热咖啡中具有相当的稳定性。
咖啡样品中咖啡奶精的增白能力
图10是测量用三种不同的咖啡奶精增白的热煮咖啡的增白能力(即L值)的图。测试的三种奶精包括：(i)酪蛋白酸钠对照奶精，和(ii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的50％和1920％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在初始加入奶精并搅拌入热煮咖啡后记录咖啡奶精的增白能力。在初始产生日期(第0天)评估奶精，以及在1周、2周、3周、4周、6周和8周后再次评估奶精。
图10也表明所有测试的咖啡奶精在测量的8周时间内在热煮咖啡中显示出可接受的增白能力。特别值得注意的是，由比酪蛋白酸钠对照少50重量％的蛋白质制成的50％胶束酪蛋白咖啡奶精在8周的时间内与酪蛋白酸钠对照咖啡具有相似的增白能力。由比酪蛋白酸钠对照多1920重量％的蛋白质制成的1920％胶束酪蛋白咖啡奶精制备的咖啡显示出比酪蛋白酸钠对照和50％胶束酪蛋白咖啡奶精显著更多的增白能力。增强的增白能力不是完全令人惊讶的，因为天然酪蛋白胶束对奶的白度有很大贡献，并且在具有比标准咖啡奶精含有更高水平蛋白质的咖啡奶精的增白咖啡中也表现出增白能力。
咖啡奶精随时间的酸度水平
图11是测量三种不同的咖啡奶精在8周的时间内的pH的图。测试的三种奶精包括：(i)酪蛋白酸钠对照奶精，和(ii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的50％和1920％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在奶精生成的时刻(即第0天)记录咖啡奶精的pH，以及在1周、2周、3周、4周、6周和8周后再次记录咖啡奶精的pH。该图显示由酪蛋白酸钠和50％胶束酪蛋白制成的咖啡奶精在测试的8周的时间内具有相当的pH稳定性。由更高水平的胶束酪蛋白、比酪蛋白酸钠对照多1920％的来自胶束酪蛋白的蛋白质制成的咖啡奶精显示出比对照或50％胶束酪蛋白奶精整体上更低的pH。更低的pH是可预期的，因为随着溶液中蛋白质浓度的增加，溶液中存在更多数量的氢(H+)离子，这导致测量的pH值较低。在8周的时间内，酪蛋白酸钠奶精和胶束酪蛋白奶精显示出pH略微降低(酸度增加)约0.1至0.2。
咖啡奶精随时间的粘度水平
图12是测量三种不同的咖啡奶精在8周的时间内的粘度的图。测试的三种奶精包括：(i)酪蛋白酸钠对照奶精，和(ii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的50％和1920％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。在奶精生成的时刻(即第0天)记录咖啡奶精的粘度，以及在1周、2周、4周、6周和8周后再次记录咖啡奶精的粘度。该图显示酪蛋白酸钠对照奶精和50％胶束酪蛋白咖啡奶精在测量的8周的时间内具有相当的粘度稳定性。由含有酪蛋白酸钠对照中的蛋白质含量的1920重量％的最高水平的胶束酪蛋白制成的奶精在整个测量的时间段内具有显著更高的粘度。1920％胶束酪蛋白奶精的高粘度是可预期的，因为该奶精的较高蛋白质含量确保了更多的酪蛋白与酪蛋白相互作用，而胶束之间的间隙空间随着浓度的增加而降低。酪蛋白酸钠和50％胶束酪蛋白奶精在测量的时间内也表现出逐渐增加的粘度(约1cP-2cP)。
咖啡奶精随时间的粒度测量
图13是对于被分析的三种不同的咖啡奶精，测量奶精中90％的颗粒小于约9μm的值的图。颗粒测量是在奶精形成时和奶精形成8周后进行的。测试的三种奶精包括：(i)酪蛋白酸钠对照奶精，和(ii)用在对照中使用的酪蛋白酸钠的蛋白质重量的50％和1920％的量的胶束酪蛋白制备的本申请的奶精。图14是测量同样的三种咖啡奶精中的脂肪滴的体积加权平均值的图，同样是在形成时和8周后。
图13和图14表明所有被测试的咖啡奶精均在8周的时间内对于两种测量显示可接受的颗粒计数尺寸。这表明所有三种奶精在这个时间段内形成稳定的乳剂，并且将具有可接受的液体咖啡奶精的保质期。这些图还显示，当用减少重量的胶束酪蛋白蛋白质代替酪蛋白酸钠蛋白质时，由于奶精的总蛋白质含量甚至降低50％，所以粒径增加。这可以通过以下事实来解释：在奶精中用以乳化脂肪颗粒的蛋白质越少，颗粒的平均尺寸越大。尽管平均粒径较大，但是减少重量的胶束酪蛋白蛋白质仍然能够随时间维持稳定的乳剂。与1920％胶束酪蛋白咖啡奶精相关的较大粒径可以解释为过量的蛋白质具有较大的蛋白质与蛋白质的缔合，导致较大的颗粒。由存在过量的可用于乳化可获得的脂肪的蛋白质的事实，可以预期脂肪滴具有正常的或甚至略微减小的尺寸，并且蛋白质的丰度是造成粒径差异的原因。
已经描述了若干实施方式，本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神下，可以使用各种修改、替代构造和等同物。另外，为了避免不必要地模糊本发明，没有描述许多公知的方法和要素。另外，任何具体实施方式的细节可能不总是存在于该实施方式的变型中，或者可以被添加到其他实施方式中。
在提供数值范围的情况下，应该理解的是，除非上下文另有明确规定，否则在该范围的上限和下限之间，每个至下限单位的十分之一的中间值也是具体公开的。涵盖在所述范围内的任何所述值或中间值与所述范围内的任何其他所述值或中间值之间的每个较小范围。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括或不包括在该范围内，并且其中任一个、没有一个或两个极值都包括在较小范围内的每个范围也包含在本发明内，受到所述范围内任何具体排除的限制。在所述范围包括一个或两个极值的情况下，也包括排除这些包括的极值中的一个或两个的范围。
如本文和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该”包括复数对象。因此，例如，提及“一种方法”包括多种这样的方法，并且提及“该乳品蛋白质”包括提及一种或多种乳品蛋白质及其本领域技术人员已知的等价物，等等。现在已经为了清楚和理解的目的详细描述了本发明。然而，应该理解，在所附权利要求的范围内可以进行某些改动和修改。

Claims (51)

1.一种营养组合物，包含：
包含胶束酪蛋白的酪蛋白化合物；
植物油；
甜味剂；和
酸度调节剂。
2.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述胶束酪蛋白是天然胶束酪蛋白。
3.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述酪蛋白化合物是包含所述胶束酪蛋白的微滤乳蛋白化合物。
4.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述酪蛋白化合物基本上由所述胶束酪蛋白组成。
5.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述酪蛋白化合物基本上不含酪蛋白酸盐化合物。
6.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述营养组合物是液体乳剂。
7.根据权利要求6所述的营养组合物，其中，所述液体乳剂还包含水。
8.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述营养组合物是粉末。
9.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述植物油包含选自大豆油、棉籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、红花油、玉米油、葵花油和芥花籽油中的至少一种油。
10.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述甜味剂包含碳水化合物。
11.根据权利要求10所述的营养组合物，其中，所述碳水化合物包括选自蔗糖、果糖、玉米糖浆固体、高果糖玉米糖浆、右旋糖、麦芽糖糊精、红糖和枫糖浆中的至少一种碳水化合物。
12.根据权利要求1所述的营养化合物，其中，所述甜味剂是非营养甜味剂，所述非营养甜味剂包括三氯蔗糖、阿斯巴甜、糖精、甜菊糖、僧果提取物、纽甜、爱德万甜和乙酰磺胺酸钾中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述甜味剂包含糖醇。
14.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述酸度调节剂包含磷酸盐。
15.根据权利要求14所述的营养组合物，其中，所述磷酸盐包含磷酸氢二钾。
16.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述营养化合物还包含使所述营养化合物保持均质化的稳定剂。
17.根据权利要求16所述的营养组合物，其中，所述稳定剂包含选自甘油单酯、甘油二酯、乳酰化甘油单酯、卵磷脂、硬脂酰乳酸钠、聚山梨酯、角叉菜胶、纤维素胶、瓜尔豆胶和纤维素凝胶中的一种或多种化合物。
18.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述营养组合物是粉末并且还包含防结块剂。
19.根据权利要求18所述的营养组合物，其中，所述防结块剂包含选自二氧化硅和铝硅酸钠中的至少一种防结块剂。
20.根据权利要求1所述的营养组合物，其中，所述营养组合物是饮料增白剂。
21.根据权利要求20所述的营养组合物，其中，所述饮料增白剂是咖啡奶精或茶奶精。
22.一种营养组合物，以干重计包含：
1重量％至15重量％的包含胶束酪蛋白的酪蛋白化合物；
10重量％至50重量％的植物油；
15重量％至70重量％的甜味剂；和
0.5重量％至5重量％的酸度调节剂。
23.根据权利要求22所述的营养组合物，其中，所述胶束酪蛋白是天然胶束酪蛋白。
24.根据权利要求22所述的营养组合物，其中，所述酪蛋白化合物是包含所述胶束酪蛋白的微滤乳蛋白化合物。
25.根据权利要求22所述的营养组合物，其中，所述酪蛋白化合物基本上由所述胶束酪蛋白组成。
26.根据权利要求22所述的营养组合物，其中，所述酪蛋白化合物基本上不含酪蛋白酸盐化合物。
27.根据权利要求22所述的营养组合物，其中，所述营养化合物还包含使所述营养化合物保持均质化的稳定剂。
28.根据权利要求22所述的营养组合物，其中，所述营养组合物还包含防结块剂。
29.根据权利要求22所述的营养组合物，其中，所述营养组合物是饮料增白剂。
30.根据权利要求29所述的营养组合物，其中，所述饮料增白剂是咖啡奶精或茶奶精。
31.一种咖啡奶精，包含：
油；和
基本上由胶束酪蛋白组成的酪蛋白化合物。
32.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述胶束酪蛋白是天然胶束酪蛋白。
33.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述酪蛋白化合物是包含所述胶束酪蛋白的微滤乳蛋白化合物。
34.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述咖啡奶精还包含甜味剂。
35.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述咖啡奶精还包含酸度调节剂。
36.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述咖啡奶精还包含稳定剂。
37.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述咖啡奶精还包含防结块剂。
38.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述咖啡奶精是液体乳剂。
39.根据权利要求31所述的咖啡奶精，其中，所述咖啡奶精是粉末。
40.一种营养组合物，包含：
包含胶束酪蛋白的酪蛋白化合物；
植物油；
甜味剂；和
酸度调节剂，
其中，所述营养组合物的蛋白质含量已降低10％至50％。
41.一种营养组合物，包含：
包含胶束酪蛋白的酪蛋白化合物；
植物油；
甜味剂；和
酸度调节剂，
其中，所述营养化合物的蛋白质含量已增加100％至4000％。
42.一种制备胶束酪蛋白的方法，所述方法包含：
过滤奶以制备奶滞留物；
超滤所述奶滞留物以制备超滤滞留物；
使所述超滤滞留物经历纯化过程以制备纯化的超滤滞留物，其中，所述纯化过程选自以下中的至少一种：
(i)纳滤，和
(ii)蒸发；和
干燥所述纯化的超滤滞留物以制备所述胶束酪蛋白。
43.根据权利要求42所述的方法，其中，所述奶选自脱脂奶、全脂奶、减脂奶和低脂奶。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述奶是脱脂奶。
45.一种制备营养组合物的方法，所述方法包含：
提供一种或多种初始成分；
将所述初始成分制成含水混合物；
将酪蛋白化合物与所述含水混合物结合以形成含酪蛋白的混合物；
将脂肪或油与酪蛋白混合物混合以形成预乳剂；
将所述预乳剂均化为均化乳剂；和
将所述均化乳剂加工成所述营养组合物。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述营养组合物是饮料奶精。
47.根据权利要求45所述的方法，其中，所述酪蛋白化合物是胶束酪蛋白。
48.根据权利要求45所述的方法，其中，所述预乳剂的均化包含：
进行所述预乳剂的初始均化以形成部分均化的乳剂；
加热所述部分均化的乳剂；和
对加热的部分均化的乳剂进行最终均化以形成所述均化乳剂。
49.根据权利要求45所述的方法，其中，所述均化乳剂的加工包含喷雾干燥所述均化乳剂以形成为所述营养组合物的粉末化组合物。
50.根据权利要求45所述的方法，其中，所述均化乳剂是液体乳剂，并且所述均化乳剂的加工包含包装所述液体乳剂。
51.根据权利要求45所述的方法，其中，所述一种或多种初始成分包含以下中的至少一种：
植物油；
甜味剂；和
酸度调节剂。
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