CN112911938A - 非乳制奶酪类似物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及非乳制奶酪类似物组合物，该非乳制奶酪类似物组合物包含膳食纤维；植物蛋白质、脂质和钙，其中所述组合物不含添加剂。本发明的组合物不含添加剂，添加剂包括改性淀粉、水性胶体、乳化剂、增白剂、增塑剂和抗结块剂。本发明还涉及制备此类组合物的方法及此类组合物的用途。

Description

非乳制奶酪类似物及其制备方法
背景技术
不含乳产品的供应已呈增长趋势。驱使消费者选择不含乳产品的一个最大因素是千禧一代的看法转变，他们认为不含乳对自己更加有益。他们对健康和可持续性的看法(包括动物保护和环境足迹)是他们选择限制乳品消费的核心驱动因素。选择不含乳品的这种转变已从乳扩展到诸如奶酪的产品。目前，所有可商购获得的严格素食以面粉、淀粉或坚果与一系列添加剂(增稠剂、胶凝剂、稳定剂和乳化剂)的组合为基础。对作为成分的此类添加剂(尤其是化学改性的)的选择不被当今的消费者很好地认为是“天然食物产品”。淀粉或淀粉衍生物(例如面粉、豆类、淀粉)的使用导致对质地的不利影响，从而导致产品在食用时具有粒状感官知觉，在烘焙时(例如在披萨浇头中)缺乏乳脂性和期望的拉伸能力。此外，具有高血糖指数的淀粉和面粉不被期望或推荐用于特定的消费者群体(例如糖尿病患者或希望限制其日常食物摄取中碳水化合物含量的那些消费者)。基于坚果的奶酪样产品，即使与胶凝剂混合，也不表现出与奶酪的质构/流变学响应相匹配的质构/流变学响应，特别是烘焙时的弹性或拉伸能力。当前市场上的一些商业奶酪类似物产品基于大豆并且通常包含酪蛋白、乳蛋白，因此不适用于严格素食消费者。此外，大豆包含一些变应原(诸如凝集素)并因此不足以用于对此类分子敏感的那些消费者。由于所有这些缺陷，目前在最佳质地属性和友好的天然成分列表方面没有消费者可接受的基于植物的奶酪类似物。
US 5,807,601公开了包含用作稳定剂的水性胶体的奶酪类似物。US 20080000105公开了使用1重量％的水性胶体(k-角叉菜胶、瓜尔胶)制备非乳制白软酪的方法。US20100196575描述了基于植物蛋白、植物油和水性胶体的替代奶酪。US 20170020156公开了奶酪类似物，其包含粉末共混物，该粉末共混物包含至少一种植物蛋白、至少一种面粉和至少一种水性胶体。US 20130295265公开了包含淀粉、乳清、乳化剂和0重量％至8重量％树胶(黄原胶、刺槐豆胶、瓜尔胶)的奶酪增量剂。
除了上述现有技术之外，市场上还存在由于添加剂诸如改性淀粉和/或水性胶体的存在而被认为不是天然的严格素食奶酪。如果要制备不含这些添加剂的组合物，则所述组合物不产生类似奶酪的特性。
鉴于上述情况，显然需要具有所需质地特性和短且消费者友好的标签的非乳制的基于植物的奶酪类似物。
发明内容
本发明涉及基于植物并且不含添加剂的天然非乳制奶酪类似物组合物。组合物可例如为具有改善的质地属性的天然奶酪产品。此类组合物将用作供人类食用的乳制品的替代物。
本发明的一个方面涉及非乳制奶酪类似物组合物，该非乳制奶酪类似物组合物包含膳食纤维；植物蛋白质、脂质和钙，其中所述组合物不含添加剂。
在一个实施方案中，本发明涉及非乳制奶酪类似物组合物，其包含0.5重量％至15重量％的膳食纤维、2重量％至15重量％的植物蛋白质和5重量％至30重量％的脂质；其中添加剂包括改性淀粉、水性胶体、乳化剂、增白剂、增塑剂和抗结块剂。
本发明的另一方面涉及制备奶酪类似物组合物的方法，该方法包括以下步骤：
(i)在室温下混合膳食纤维、钙和植物蛋白质；
(ii)在剪切下加入水直至达到均匀的混合物；
(iii)将脂质加入到上述混合物中，并且在高剪切下乳化；
(iv)将步骤(iii)中获得的乳液的pH调节在4-6之间，然后将所述乳液加热到70℃至90℃范围内的温度，直至实现所需的平滑、均匀的质地；
(v)任选地将步骤(iv)中获得的所述乳液模塑成所需的形状；以及
(vi)冷却得到凝胶形式。
在一个实施方案中，组合物在冷却步骤后经历在真空下实施的水蒸发步骤。
附图说明
图1A表示在一定浓度范围内，马铃薯纤维水分散体的表观粘度(Pa.s)随剪切速率(s-1)的变化。
图1B表示在1Hz的恒定频率下测量的5重量％马铃薯纤维水分散体的应变扫描。
图2A至图2F示出了本发明所述的非乳制奶酪类似物的生产工艺。
图3示出了通过如实施例3所述的质地分析方法确定的不同非乳制奶酪类似物组合物的质地硬度。
具体实施方式
在以下整个说明书中所用的术语“重量％”是指最终产品的总重量％。除非另外指明，否则最终组合物包含水。实施例中的配方示出了本领域的技术人员如何理解重量％的例证。
术语“非乳制奶酪类似物”是指奶酪的替代物并且是非乳制基食物组合物。该术语包括旨在用于色拉棒(saladbar)和烘焙奶酪食物产品(诸如披萨和意大利面食)的严格素食奶酪。
术语“不含添加剂”是指组合物不包含改性淀粉、水性胶体(例如，角叉菜胶、黄原胶、结冷胶、刺槐豆胶、海藻酸盐、瓜尔胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、魔芋胶、琼脂、明胶)；乳化剂(例如卵磷脂、甘油单酯和甘油二酯、聚甘油聚蓖麻油酸酯(PGPR))；增白剂(例如二氧化钛)；增塑剂(例如甘油)；抗结块剂(例如二氧化硅)。
术语“膳食纤维”涉及不能被人肠道系统中的酶完全消化的基于植物的成分。该术语可包括得自蔬菜、种子、水果、坚果、豆类的基于植物的富含纤维的级分。膳食纤维可包含纤维素、半纤维素、果胶、β-葡聚糖、树胶、植物黏液和木质素。在一个实施方案中，膳食纤维是得自马铃薯的纤维级分，其中可溶性多糖级分大于50％并且包含果胶作为可溶性级分的主要多糖组分，并且可包含残余淀粉和蛋白质。在本发明的一个实施方案中，膳食纤维包含60重量％的可溶性多糖级分和40重量％的不溶性多糖。此外，可溶级分包含至少50重量％的天然形式的果胶。在一个实施方案中，植物源是马铃薯肉和皮碎片。在本发明的一个实施方案中，膳食纤维包含大于50重量％的可溶性多糖级分，其中可溶性多糖级分包含至少50重量％的果胶。
包含5重量％膳食纤维的水基溶液在20℃时表现出如下粘弹性：
·具有高于8Pa.s的零剪切速率粘度的剪切致稀行为，以及
·在1Hz频率时大于65Pa的G’(储能模量)和小于25Pa的G”(损耗模量)。
在本发明的范围内，剪切致稀被定义为随着剪切速率或所施加的应力的增加表现出粘度降低的任何材料(参见图1)。
在本发明的一个实施方案中，用于制备非乳制奶酪类似物组合物的膳食纤维的量在0.5重量％至15重量％的范围内。膳食纤维可占总纤维含量的至少50重量％的可溶性纤维含量。
术语“植物蛋白质”包括“植物蛋白质分离物”或“植物蛋白质浓缩物”或它们的组合，并且是指得自蔬菜、种子、坚果、藻类、豆类的任何蛋白质源。
如本文所用，术语“植物蛋白质浓缩物”是具有约65重量％至小于约90重量％植物蛋白质的蛋白质含量的植物材料。植物蛋白质浓缩物还含有植物纤维，通常为约3.5重量％最多至约20重量％。
如本文所用，术语“植物蛋白质分离物”是具有以无水计至少约80％植物蛋白质的蛋白质含量的植物材料。
植物蛋白质包括来自以下物质的植物蛋白质浓缩物或植物蛋白质分离物：豌豆蛋白、玉米蛋白(如，磨碎的玉米或玉米谷蛋白)、小麦蛋白(如，磨碎的小麦或小麦谷蛋白诸如活性小麦谷蛋白)、马铃薯蛋白、豆类蛋白诸如大豆蛋白(如，大豆粉、大豆浓缩物，或大豆分离物)、大米蛋白(如，磨碎的大米或大米谷蛋白)、大麦蛋白、藻类蛋白、卡诺拉蛋白或它们的组合。优选地，植物蛋白质是小麦谷蛋白，更优选地，植物蛋白质是来自大豆蛋白和小麦谷蛋白的混料，更优选地，植物蛋白质是大豆蛋白。
在一个实施方案中，植物蛋白质是蛋白质级分为至少50重量％的豌豆蛋白分离物。在一个实施方案中，植物蛋白质是蛋白质级分为至少80重量％的豌豆蛋白分离物。
在本发明的一个实施方案中，用于制备非乳制奶酪类似物组合物的豌豆蛋白质分离物的量在2重量％至15重量％的范围内。
术语“脂质”是指油、脂肪以及油和脂肪的组合，特别是甘油三酯。术语“脂质”还包括得自蔬菜、种子、坚果和藻类的油。在一个优选的实施方案中，油选自葵花油、油菜籽油、卡诺拉油、棉籽油、花生油、大豆油、橄榄油、辣木油、藻油、红花油、玉米油、米糠油、芝麻油、榛子油、鳄梨油、杏仁油、胡桃油或它们的组合，包括上述油的高油酸形式。在一个实施方案中，脂质为高油酸植物油，其包含至少65重量％的单不饱和脂肪酸和低于10重量％的多不饱和脂肪酸，并且在0℃时表现出低于5重量％的固体脂肪含量，其中不饱和脂肪酸包含18C-原子或多于18C-原子。术语脂质还可指饱和脂肪酸含量大于20重量％的固体脂肪，例如，棕榈(果实和籽粒两者)、乳木果、可可、椰子、棉籽、辣木和藻类的硬脂精级分和中间级分。在一个实施方案中，固体脂肪可为牛油树脂的硬脂精级分。
在本发明的一个实施方案中，用于制备非乳制奶酪类似物组合物的脂质的量在5重量％至30重量％的范围内。
术语“钙”是指钙的盐，诸如碳酸钙、氯化钙、葡萄糖酸钙、乳酸钙、磷酸钙、甘油磷酸钙等以及它们的混合物。在一个实施方案中，钙为磷酸钙盐。钙的量在0.5重量％至5重量％的范围内。
术语“柑橘果汁浓缩物”包括柠檬汁、葡萄柚、橙、浆果、酸橙及其组合。该术语还包括澄清的形式。在一个实施方案中，“柑橘果汁浓缩物”是来自选自柠檬、葡萄柚、橙、酸橙以及这些的组合的柑橘类水果的浓缩汁。在一个实施例中，柑橘果汁浓缩物为在0重量％至5重量％范围内的酸橙汁。
在一个实施方案中，本发明涉及非乳制奶酪组合物的用途，该非乳制奶酪组合物包含0.5重量％至15重量％的膳食纤维、2重量％至15重量％的植物蛋白质和5重量％至30重量％的脂质；其中添加剂包括改性淀粉、水性胶体、乳化剂、增白剂、增塑剂和抗结块剂，以制备包括甜食、奶酪、成味填充物的烹饪配方。在另一个实施方案中，如本文所述的组合物包含膳食纤维，该膳食纤维具有占总膳食纤维的至少50重量％的可溶性多糖级分。在另一个实施方案中，该可溶性级分为果胶。
在一个实施方案中，天然严格素食奶酪包含植物纤维、基于植物的蛋白质和脂质的基质。例如，严格素食奶酪配方可包含0.5重量％至15重量％的马铃薯纤维、2重量％至15重量％的豌豆蛋白质和5重量％至30重量％的葵花油的混合物。分析产品特性诸如硬度、耐嚼性和熔融特征图，从而产生特定的目标质地(诸如软奶酪、马苏里拉奶酪(mozzarella)和帕尔马类奶酪)。与现有解决方案相比，产品的质地得到改善，包括烘焙时的显著拉伸(例如，作为披萨浇头)。
在一个实施方案中，本发明涉及制备奶酪类似物组合物的方法，该方法包括以下步骤：(i)在室温下将一定量的膳食纤维和植物蛋白质混合，使得在后续步骤(iiI)中进一步掺入脂质是可能的；(ii)在剪切下加入水直至达到均匀的混合物；(iii)将脂质加入到上述混合物中，并且在高剪切下乳化；(iv)将步骤(iii)中获得的乳液的pH调节在4-6之间，然后将所述乳液加热到70℃至90℃范围内的温度，直至实现所需的平滑、均匀的质地；(v)任选地将步骤(iv)中获得的乳液模塑成所需的形状；以及(vi)冷却得到凝胶形式。
在一个实施方案中，本发明涉及制备非乳制奶酪类似物组合物的方法，该方法包括在水的存在下混合马铃薯纤维和豌豆蛋白质的初始步骤，使得马铃薯纤维和豌豆蛋白质的总重量％在12重量％至16重量％的范围内。缺乏水使得产品非常糊状，并且不可能掺入油。类似地，过量的水使得该组合物不适于奶酪的形成。进一步乳化步骤涉及掺入HOSO和乳木果硬脂精的混合物。为了获得均匀的混合物，油与固体的比率是关键性的，例如高比率防止油掺入基质中。在一个实施方案中，HOSO和乳木果硬脂精的混合物在10重量％至30重量％的范围内，以获得12重量％的低总固形物(TS)配方(TS-是指仅总马铃薯纤维和豌豆蛋白质含量)。在另一个实施方案中，HOSO和乳木果硬脂精的混合物在10重量％至25重量％的范围内，以获得16重量％的低总固形物(TS)配方。
实施例
实施例1：非乳制奶酪类似物组合物
非乳制奶酪配方A至F(以重量％表示)以如表1中概述的实验室规模用不同的组成制备。表中所示的总固形物值包括纤维、蛋白质、脂质(高油酸葵花油-HOSO和乳木果硬脂精级分)、钙和食盐。
表1：
成分 配方A 配方B 配方C 配方D 配方E 配方F
马铃薯纤维 0.5 4 5.4 5.6 8.9 5.6
豌豆蛋白质分离物 11.5 12 10.6 10.4 7.1 6.4
HOSO 17 16.7 6.7 10 15 15
乳木果硬脂精级分 0 3.3 3.3 5 0 15
磷酸钙 2 2 2 2 2 2
食盐 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
酸橙果汁 3 3 3 3 3 3
水 65.5 58.5 68.5 63.5 63.5 52.5
总固形物 31.5 38.5 28.5 33.5 33.5 44.5
SFA(％) 1.4 3.4 2.6 3.9 1.2 10.5
实施例2：非乳制奶酪的生产工艺
使用配有切割刀片的实验室规模的带双夹套的Stephan混合器来制备如表1中概述的不同的非乳制奶酪。图2A至图2F示出了制备方法的不同步骤，包括粉末成分的称重和干混。添加水并在Stephan混合器中在高剪切下混合(样品T＝20℃/t＝5-10分钟)(图2A)。
接下来，在低剪切下添加脂质(即HOSO或乳木果硬脂精级分以及它们的组合)，然后在高剪切混合下添加酸橙汁(样品T＝20℃/t＝10-15分钟)以获得具有稳定脂质小滴的膳食纤维-蛋白质凝胶网络，获得图2B。然后加热样品(样品T＝85℃)，同时在高剪切下混合直至达到目标拉伸能力、平滑质地(图2C和图2D)。最后，模塑样品(样品T＞70℃)并冷却直至设定(T＝4-10℃，优选过夜)。图2E和图2F显示了非乳制奶酪的模制和最终设定结构(配方E)。
实施例2a：比较例
应用与上述相同的方法(实施例2)，使用来自豌豆来源的膳食纤维制备非乳制奶酪，其中不溶性级分(70重量％)增加，浓度与本发明中提及的实施例相同，如下所述：10重量％豌豆壳纤维、5重量％豌豆蛋白质、20重量％脂质、2重量％磷酸钙和1重量％酸橙汁。不能获得奶酪类似物。
实施例3：非乳制奶酪类似物组合物的质地分析
TA-HDi质构分析仪用于测量表1中概述的非乳制奶酪类似物组合物的硬度特性。将奶酪样品切成3.5cm直径的圆柱形状，并且使用直径为0.5cm、速度为1mm/sec并且穿透10mm、力阈值为0.05N的圆柱形探针，在室温下经由透度法测量样品的硬度。进行5次重复测量，并记录4mm处的穿透力。
图3示出了不同非乳制奶酪配方的穿透所需的最大力。通过改变配方A至配方F中成分的比例，实现了不同水平的质地，这允许配制用于食品应用的若干种非乳制奶酪产品。
实施例4：马铃薯纤维的流变性
基于马铃薯纤维分散在水中时的流变学响应来选择来自可商购获得的来源的马铃薯纤维。
图1A示出了在一定浓度范围内马铃薯纤维分散体的剪切粘度。在低浓度(低于1重量％)下观察到牛顿流体行为，而在等于或高于1重量％的浓度下剪切致稀响应变得明显。与包含大量不溶性多糖(例如纤维素、半纤维素)的纤维相比，该马铃薯纤维的剪切致稀响应的起始浓度相当低。这主要是由于来自马铃薯纤维的可溶性高分子多糖链(主要是半乳糖醛酸型和葡糖醛酸型，但也有葡聚糖、甘露糖、木糖、鼠李糖和阿拉伯糖)的量增加，所述多糖链溶解于水连续相中并因此占据大的流体动力学体积。
图1B示出了5重量％的马铃薯纤维水分散体的粘弹性，G’显著大于G”，并且在宽范围的施加的应变(对应于线性粘弹性区域)内保持恒定，直到微结构分解并且材料屈服。马铃薯纤维分散体显示G’＞G”的事实表明在所施加应变范围内的主要固体状响应，这归因于溶解于水连续相中的前述多糖之间的链缠结。马铃薯纤维的不溶性纤维级分用作填料，对膳食纤维悬浮体的粘弹性响应的贡献较小。
当以相同浓度使用具有较大不溶性级分(主要包含纤维素、半纤维素和木质素)的膳食纤维时，不测量该特定粘弹性响应。那些膳食纤维表现为颗粒分散体，其中不溶性纤维颗粒具有沉淀趋势，从而在相同浓度范围内表现出较低粘度值并且没有任何弹性作用。就这些富含不溶性纤维的成分而言，需要增加的浓度以使颗粒分散体表现出固体状行为。这在悬浮体致密堆积时发生，其中有效相体积大于其最大堆积分数，这导致仅在施加足够剪切应力(即屈服应力)时才表现出流动的固体状线性粘弹性响应。

Claims (14)

1.非乳制奶酪类似物组合物，所述非乳制奶酪类似物组合物包含膳食纤维；植物蛋白质、脂质和钙，其中所述组合物不含添加剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中添加剂包括改性淀粉、水性胶体、乳化剂、增白剂、增塑剂和抗结块剂。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的组合物，其还包含柑橘类果汁浓缩物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其还包含香料、草本植物、干蔬菜、水果、调味盐和糖。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述膳食纤维是0.5重量％至15重量％范围内的马铃薯纤维。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述植物蛋白质为2重量％至15重量％范围内的豌豆蛋白分离物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述脂质包含5重量％至30重量％范围内的高油酸葵花油和/或乳木果硬脂精。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述钙为0.5重量％至5重量％范围内的磷酸钙。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述膳食纤维包含大于总膳食纤维的50重量％的可溶性多糖级分。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述可溶性多糖级分包含至少50重量％的果胶。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的组合物用于制备烹饪配方的用途，所述烹饪配方包括甜食、奶酪、成味填充物。
12.制备奶酪类似物组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)在室温下混合膳食纤维、钙和植物蛋白质；
(ii)在剪切下加入水直至达到均匀的混合物；
(iii)将脂质加入到上述混合物中，并且在高剪切下乳化；
(iv)将步骤(iii)中获得的乳液的pH调节在4-6之间，然后将所述乳液加热到70℃至90℃范围内的温度，直至实现所需的平滑、均匀的质地；
(v)任选地将步骤(iv)中获得的所述乳液模塑成所需的形状；以及
(vi)冷却得到凝胶形式。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述步骤(i)还包括调味盐，优选食盐。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述组合物在冷却步骤之后经历在真空下进行的水蒸发步骤。
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