CN107969496A - 可发泡奶制品 - Google Patents

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Abstract

提出一种可发泡奶制品，含有或由以下成分组成：(a)至少一种奶制品，和(b)一种添加剂，其由过滤奶制品，分离滤液，并任选进行热后处理得到。

Description

可发泡奶制品
技术领域
本发明属于奶制品领域并且涉及为了更好的泡沫形成而被加入奶滤液的奶制品，一种奶制品的生产方法，以及奶滤液的用途。
背景技术
奶泡对于许多咖啡产品至关重要。它们通过奶或奶产品发泡形成，在该过程中蛋白质和脂肪形成包住空气泡的结构。当生产用于不同的基于咖啡，特别是基于浓缩咖啡(espresso)的饮料，如拿铁玛琪雅朵(latte macchiato)或卡布奇诺(cappuccino)的奶泡，将奶与空气混合。除了奶的脂肪含量和温度，泡沫的孔径也取决于制备时间。通过控制这些参数，乳液中的化学平衡会改变。影响奶泡的物理和化学因数于2004年记载于K.Borcherding的题目为“Untersuchungen zur Charakterisierung der Makro-undMikrostruktur von”,University of Kiel(urn:nbn:de:gbv:8-diss-13056)”的博士论文。
生产咖啡饮料的机器，其配备有用于生产奶泡的额外设备，也由例如EP 2658420A1(JURA)充分已知。
不利的是，泡沫，特别是由机器制备的，通常快速地崩塌，这不会引起口感变差，但是使饮料观感吸引力减弱。同样不利的是，根据使用的奶，仅能生产不充足的泡沫。
因此本发明的任务是提供奶制品，其特征在于发泡时产生坚固稳定的泡沫。同样优选的是通过加入发泡组合物也可以改善味道。
发明内容
本发明的第一个主题涉及一种可发泡奶制品，含有或由以下成分组成
(a)至少一种奶制品，和
(b)一种添加剂，其通过过滤奶制品，分离滤液，任选进行热后处理得到。
令人惊讶地发现通过加入少量构成组分(b)的奶滤液使奶制品在发泡时形成更多泡沫，并且所述泡沫在更长的时间内保持稳定。或者可以直接使滤液发泡并将其加入奶制品。此外，不可预期地发现该滤液改善了各种产品的味道。
奶制品
作为基本成分，可发泡奶制品可以包括脱脂奶、具备设定脂肪含量的奶、巴氏杀菌奶、高温热处理奶、超高温热处理奶、炼乳、乳清、细乳清、酸性奶、酸性奶产品、奶油、酸奶、克菲尔和咸酸奶(ayran)及其混合物。优选脱脂奶和具备设定脂肪含量的奶。发泡的奶制品可以例如作为奶泡在咖啡等中直接食用，或者作为其他食品如汤和酱的成分食用。
滤液
用于这些可以有力形成泡沫和更稳定泡沫的奶产品的添加剂是过滤脱脂奶、脱脂奶浓缩物、具备设定脂肪含量的奶、具备设定脂肪含量的奶的浓缩物、巴氏杀菌奶、高温热处理奶、超高温热处理奶、炼乳、乳清、细乳清、酸性奶或酸性奶产品的滤液。这种“奶滤液”，特别是基于脱脂奶的滤液，长久已知。它们是过滤过程中产生的并由使用产品移除蛋白质和乳脂的水性液体。残余的是维生素、矿物质和乳糖。
目前，奶滤液的应用领域并不广泛：如果该成分在例如生产夸克奶酪过程中没有直接进一步加工(参见，例如DE 10 2012 10049511，FINNAH)，它们被特别用于生产土耳其特色咸酸奶，其由水、稀释酸奶和盐构成。此外，奶滤液可用作各种微生物的培养介质(EP2725098 A1，QUEIZUAR)或作为高纤维产品的成分(EP 2887814 B1，GERVAIS)。
理论上，所有已知的过滤方法都适用于生产滤液，如渗滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析或这些步骤的结合，如下文更详细记载。
通常，可发泡奶制品含有约0.25至约20重量％，优选约1至约10重量％，并且特别是约2.5至约7.5重量％的添加剂(b)的滤液。
方法
本发明的另一个主题涉及一种生产可发泡奶制品的方法，包括以下步骤：
(a1)提供第一种奶制品(a)；
(a2)提供第二种奶制品(b)；
(a3)过滤第二种奶制品，得到滤液和滞留物；
(a4)任选地，热处理滤液；
(a5)将任选热处理的由第二种奶制品(b)得到的滤液加入第一种奶制品(a)；并且
(a6)引入空气或惰性气体使混合物发泡；
或者
(b1)提供第一种奶制品(a)；
(b2)提供第二种奶制品(b)；
(b3)过滤第二种奶制品，得到滤液和滞留物；
(b4)任选地，热处理滤液；
(b5)引入空气或惰性气体使任选热处理的滤液发泡；并且
(b6)将由第二种奶制品(b)得到发泡滤液加入第一种奶制品(a)；
或者
(c1)提供第一种奶制品(a)；
(c2)提供第二种奶制品(b)；
(c3)过滤第二种奶制品，得到滤液和滞留物；
(c4)任选地，热处理滤液；
(c5)将任选热处理的由第二种奶制品(b)得到的滤液加入第一种奶制品(a)；
(c6)热处理混合物；并且
(c7)引入空气或惰性气体使混合物发泡。
适用作成分(b)的初始产品的奶制品优选自组包括脱脂奶、具备设定脂肪含量的奶、巴氏杀菌奶、高温热处理奶、超高温热处理奶、炼乳、乳清、细乳清、酸性奶和酸性奶产品及其混合物。
用于生产根据本发明使用的滤液的过滤方法可以是渗滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析或这些步骤的结合，它们在下文更详细解释：
微滤或渗滤
微滤或渗滤属于膜分离方法。与超滤和纳滤的主要区别是不同的孔尺寸和不同的膜结构，以及材料和所含的过滤材料。通过孔径<0.1μm的膜的过滤通常被称为纳滤或超滤，而孔径>0.1μm，特别是约0.1至1μm的过滤，通常被称为微滤或渗滤。在这两种情况都仅涉及物理，即机械膜分离方法，其根据机械尺寸排阻原理工作：液体中所有大于膜孔的颗粒被膜拦截。两种分离方法中的驱动力是滤网入流和出流之间的压力差，其为0.1至10bar。根据应用领域，过滤表面材料可以是不锈钢、合成材料、陶瓷或纺织品。过滤元件有各种表现形式：烛形过滤器、平板膜、螺旋卷式膜、袋滤器和中空纤维组件，在本发明中这些材料都是合适的。
在本发明中，微滤和渗滤都可以在“热”或“冷”，即在约10至约60℃的温度范围内进行。然而，优选在约40至约55℃的温度下工作。
超滤和纳滤
超滤和纳滤是膜技术领域的过滤方法，通过这种方法大分子物质和小颗粒可以由介质和浓缩物分离。分离度决定了微滤、超滤和纳滤之间的区别。如果排阻限度(也被称为“截留”)为100nm或更大，被称为微滤。如果排阻限度在2至100nm之间，被称为超滤。纳滤的排阻限度小于2nm。在各种情况下仅涉及纯物理，即机械膜分离方法，其根据机械尺寸排阻原理工作：液体中所有大于膜孔的颗粒被膜拦截。两种分离方法中的驱动力是滤网入流和出流之间的压力差，其为0.1至10bar。
超滤膜的排阻限度也表达为NMWC(额定截留分子量，也称为MWCO，截留分子量，单位：道尔顿)。其定义为被膜截留90％的球形分子的最小分子量。在实践中NMWC应当比待分离分子的摩尔量小至少20％。其他关于过滤的定量评估借助通量(flux，水当量)(跨膜流或渗透率)。在理想情况下其与跨膜压力成正比，而与膜阻成反比。这些参数不仅可以由所使用膜的性能，而且可通过浓度极化以及可能出现的结垢确定。渗透率基于1m2过滤表面。其单位为I/(m2h bar)。在本发明的特定实施方案中，可以通过引入二氧化碳抵消结垢，如记载于WO 2016 126810 A1(IDAHO MILK PRODUCTS)。
对于超滤特别适合的是孔直径为约1000至约50000并且优选约5000至约25000道尔顿的膜。纳滤优选孔径为100至5000，并且优选约500至2000道尔顿。
过滤表面的材料—超滤和纳滤中—可以是不锈钢、聚合材料、陶瓷、氧化铝、或纺织品。过滤元件有各种表现形式：烛形过滤器、平板膜、螺旋卷式膜、袋滤器和中空纤维组件，在本发明中这些材料都是合适的。然而优选使用聚合材料制得的螺旋卷式膜或由陶瓷或氧化铝制得的烛形过滤器，其中第一种实施方案特别适用于超滤并且第二种特别适用于纳滤。
在本发明中超滤和纳滤可以“热”或“冷”，即在约10至约60℃的温度范围内进行。然而优选在40至约55℃的温度范围内进行。
反渗透
反渗透是一种用于浓缩液体中溶解物质的物理膜方法，在该过程中自然渗透过程的压力反转。
该过程的原理是所含特定物质的浓度需要减小的介质通过半透膜与浓度需要提高的介质分离。后者需要施加压力，其必须比实现浓度平衡的渗透需求所产生的压力高。由此溶剂的分子可以逆向于其"自然的"渗透扩散方向流动。该方法将其压入溶解物质浓度较小的一侧。反渗透的典型压力是3至30bar(饮用水脱盐)或最高80bar(海水的脱盐)。
渗透膜，其仅可使载流流体(溶剂)通过而阻隔溶解物(溶质)，必须能够经受这种高压。当压力差超过补偿渗透差，溶剂分子如在过滤中一样通过该膜，而其他“污染分子”被阻隔。与常规的膜过滤相反，渗透膜不含有贯穿孔。实际上离子和分子扩散通过膜材料而通过膜，如通过溶液-扩散模型所记载的：反渗透压随浓度差的提30高而提高。如果渗透压与施加压力相等，过程停止。则出现渗透平衡。连续排出浓缩物可以防止渗透平衡。排出浓缩物时通过压力调节器或者通过使用压力转换器控制压力，从而建立系统入料所需的压力。
电渗析
电渗析是电化学驱动膜方法，其中使用结合电位差的离子交换膜，由不带电的溶剂或由污染物分离离子种类。为此，电渗析分离器中两个电子之间的空间通过一叠交替的阴离子和阳离子交换膜分隔。每对离子交换膜形成一个分离的“电池”。在技术系统中，该堆叠由多于两百对膜构成。如果向电极施加直流电，阴离子运动至阳极。阴离子可以简单地通过带正电的阴离子交换膜，但是停止在带负电的阳离子交换膜。阳离子进行相同的过程(显然具备相反信号)，电渗析的净效应是盐在奇数电池的浓缩(阴离子交换膜/阳离子交换膜)，而偶数电池(阳离子交换膜/阴离子交换膜)消耗盐。盐浓度提升的溶液形成浓缩物，而盐消耗溶液形成稀释液。
推荐最后使用阳离子交换剂(“抛光剂”)处理稀释液并特别地分离任何渗析时引入的钠离子。
在特定实施方案中，使脱脂奶或脱脂奶浓缩物进行超滤以生产滤液。为此，使用平均孔径为约1000至约50000道尔顿，优选约15000至约25000道尔顿的膜和/或在约35至约60℃，优选约40至55℃的温度下进行超滤。
另一个优选变量是将任选热处理后的滤液加入脱脂奶或具备设定脂肪含量的奶，随后进行巴氏杀菌，高温热处理或超高温热处理。
热后处理
尽管过滤后的滤液已经可以使用，推荐对其进行热后处理。这是指在约4秒至5分钟并且特别是约1至3分钟的时间内，将滤液优选加热至约72至约150℃，并且特别是约90至140℃的温度。
通常，将约0.25至约20重量％，优选约1至约10重量％，并且特别是约2.5至约7.5重量％的滤液加入构成成分(a)的奶制品。
工业应用性
本发明的另一个主题涉及由过滤奶制品得到的滤液作为用于奶制品的发泡剂和/或泡沫稳定剂的用途。此处优选使用由脱脂奶超滤得到滤液，其用量通常为约0.25至约20重量％，基于奶制品计。
附图说明
图1为实施例1(右侧)和2发泡后的泡沫。
具体实施方式
实施例1
在45℃温度下使用螺旋卷式膜(分离性能25000道尔顿)超滤脱脂奶。将由此得到的滤液置于量筒，其未进行热处理或在1分钟的时间内被加热至95至140℃的温度，使用搅拌机在最高速发泡一分钟，并随后测定泡沫高度随时间的变化。结果总结于表1。实施例1至4为根据本发明，对比实施例使用不含添加剂的脱脂奶。
表1泡沫高度和泡沫稳定性(ml)
实施例 温度 即刻 5分钟后 10分钟后 30分钟后
V1 40 20 0 0
1 未处理 150 110 80 30
2 95℃ 200 180 120 60
3 125℃ 250 220 200 150
4 140℃ 180 160 100 50
令人惊讶地发现，一方面滤液比脱脂奶自身具备更高的发泡能力，另一方面热处理影响泡沫高度和泡沫稳定性：当滤液在约125℃的温度下后处理，得到最佳结果。图1示出实施例1(右侧)和2发泡后的泡沫。
实施例2
将根据实施例1至4的3、5或8ml奶滤液分别加入100g脱脂奶。如实施例1所述将样品装入玻璃圆筒，并发泡，随后测量泡沫高度和泡沫稳定性。结果在表2总结。实施例5至13为根据本发明，实施例V2用于对比。
表2泡沫高度和泡沫稳定性(ml)
在本实验中，同样证明在中等温度下加热的滤液比在较低或较高温度下得到的滤液更有效。此外，示出加入5重量％足以产生高初始泡沫，其在足够长的时间内保持稳定。更高的浓度并不会导致成比例提高。
实施例3
在45℃的温度下使用螺旋卷式膜(分离性能1500道尔顿)纳滤脱脂奶。将由此得到的滤液置于量筒，其未进行热处理或在1分钟的时间内被加热至95至140℃的温度，使用搅拌机在最高速发泡一分钟，并随后测定泡沫高度随时间的变化。结果总结于表3。实施例14至17为根据本发明，对比实施例V3使用脱脂奶进行。
表3泡沫高度和泡沫稳定性(ml)
实施例 温度 即刻 5分钟后 10分钟后 30分钟后
V3 ‐ 40 20 0 0
14 未处理 100 70 60 10
15 95℃ 180 160 100 40
16 125℃ 220 190 170 120
17 140℃ 150 110 90 20
实施例14至17示出如实施例1至4相同的过程，然而，最终证明超滤比纳滤更优异。
实施例4
在45℃温度下使用螺旋卷式膜(分离性能25000道尔顿)超滤脱脂奶浓缩物。将由此得到的滞留物置于量筒，其未进行热处理或在1分钟的时间内被加热至95至140℃的温度，使用搅拌机在最高速发泡一分钟，并随后测定泡沫高度随时间的变化。结果总结于表4。实施例18至21为根据本发明，对比实施例V4使用脱脂奶进行。
表4泡沫高度和泡沫稳定性(ml)
实施例 温度 即刻 5分钟后 10分钟后 30分钟后
V4 ‐ 40 20 0 0
18 未处理 140 100 70 20
19 95℃ 190 160 110 50
20 125℃ 240 220 190 160
21 140℃ 190 150 90 50
证明基于脱脂奶浓缩物的滤液基本上与那些基于脱脂奶的等同，尽管脱脂奶的滤液得到了稍好的评价。
实施例5
在45℃温度下使用螺旋卷式膜(分离性能25000道尔顿)超滤酸性奶。将由此得到的滤液置于量筒，其未进行热处理或在1分钟的时间内被加热至95至140℃的温度，使用搅拌机在最高速发泡一分钟，并随后测定泡沫高度随时间的变化。结果总结于表5。实施例22至25为根据本发明，对比实施例V5使用脱脂奶进行。
表5泡沫高度和泡沫稳定性(ml)
实施例 温度 即刻 5分钟后 10分钟后 30分钟后
V5 ‐ 40 20 0 0
22 未处理 80 50 30 10
23 95℃ 100 90 50 20
24 125℃ 110 100 50 20
25 140℃ 80 50 30 10
基于酸性奶的滤液同样有效，但是证明比基于脱脂奶和脱脂奶浓缩物的差。
实施例6
分别将实施例2、19和23的5g滤液加入100g咸酸奶。将该样品置于量筒，根据实施例1所述发泡，并随后测量泡沫高度和泡沫稳定性。随后，由5位测试人员组成的小组根据以下方案评估产品的味道：(0)＝没有改善，(+)＝轻微改善，(++)＝明显改善。结果总结于表6。实施例26至28为根据本发明，对比实施例V6由纯咸酸奶进行。
表6泡沫高度和泡沫稳定性(ml)
加入三种滤液导致更高的初始泡沫以及改善的泡沫稳定性，其中奶滤液得分更高。然而令人惊讶地使用基于酸性奶的滤液实现了最显著的味道改善。

Claims (15)

1.可发泡奶制品，含有或由以下成分组成：
(a)至少一种奶制品，和
(b)一种添加剂，其由过滤奶制品，分离滤液，并任选进行热后处理得到。
2.根据权利要求1所述的制品，其特征在于，构成成分(a)的奶制品选自组包括脱脂奶、具备设定脂肪含量的奶、巴氏杀菌奶、高温热处理奶、超高温热处理奶、炼乳、乳清、细乳清、酸性奶、酸性奶产品、奶油、酸奶、克菲尔和咸酸奶及其混合物。
3.根据权利要求1和/或2所述的制品，其特征在于，构成成分(b)的添加剂是过滤脱脂奶、脱脂奶浓缩物、具备设定脂肪含量的奶、具备设定脂肪含量的奶的浓缩物、巴氏杀菌奶、高温热处理奶、超高温热处理奶、炼乳、乳清、细乳清、酸性奶或酸性奶产品得到的滤液。
4.根据权利要求1至3至少一项所述的制品，其特征在于，构成成分(b)的添加剂是通过渗滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析或这些步骤的组合得到的滤液。
5.根据权利要求1至4至少一项所述的制品，其特征在于，将约0.25至约20重量％的添加剂(b)加入奶制品(a)。
6.一种生产可发泡奶制品的方法，包括以下步骤：
(a1)提供第一种奶制品(a)；
(a2)提供第二种奶制品(b)；
(a3)过滤第二种奶制品，得到滤液和滞留物；
(a4)任选地，热处理滤液；
(a5)将任选热处理的由第二种奶制品(b)得到的滤液加入第一种奶制品(a)；
并且
(a6)引入空气或惰性气体使混合物发泡；
或者
(b1)提供第一种奶制品(a)；
(b2)提供第二种奶制品(b)；
(b3)过滤第二种奶制品，得到滤液和滞留物；
(b4)任选地，热处理滤液；
(b5)引入空气或惰性气体使任选热处理的滤液发泡；并且
(b6)将由第二种奶制品(b)得到的发泡滤液加入第一种奶制品(a)；
或者
(c1)提供第一种奶制品(a)；
(c2)提供第二种奶制品(b)；
(c3)过滤第二种奶制品，得到滤液和滞留物；
(c4)任选地，热处理滤液；
(c5)将任选热处理的由第二种奶制品(b)得到的滤液加入第一种奶制品(a)；
(c6)热处理混合物；并且
(c7)引入空气或惰性气体使混合物发泡。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的第二奶制品为脱脂奶和/或其浓缩物，所述的过滤方法为超滤。
8.根据权利要求6和/或7所述的方法，其特征在于，所述的过滤或超滤为，使用平均孔径约1000至约50000道尔顿和/或在8至65℃的温度下进行超滤。
9.根据权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，在约4秒至约5分钟的时间内和/或约72至约150℃的温度范围内热处理滤液。
10.根据权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于，将约0.25至约20重量％的由奶制品(b)得到的滤液加入奶制品(a)。
11.根据权利要求6至10任一项所述的方法，其特征在于，所述的第一奶制品为脱脂奶或具备设定脂肪含量的奶，(c6)所述的热处理混合物为巴氏杀菌、高温热处理或超高温热处理。
12.由过滤奶制品得到的滤液作为奶制品发泡剂的用途。
13.由过滤奶制品得到的滤液作为奶制品泡沫稳定剂的用途。
14.根据权利要求12和/或13所述的用途，其特征在于，使用超滤脱脂奶和/或其浓缩物得到的滤液。
15.根据权利要求12至14任一项所述的方法，其特征在于，滤液的用量为约0.25至约20重量％，基于奶制品(a)计。
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