CN113710094A - 用于烘焙产品的发泡剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含蛋白质水解物或蛋白质水解物缀合物和至少一种酸的组合物作为发泡剂的用途。本发明进一步涉及通过添加一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐而为包含碳水化合物的食品充气的方法。本发明还涉及制备包含至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物的方法。

Description

用于烘焙产品的发泡剂
发明领域
本发明涉及包含蛋白质水解物或蛋白质水解物缀合物和至少一种酸的组合物作为发泡剂(whipping agent)的用途。本发明进一步涉及通过添加蛋白质水解物或蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐来对含碳水化合物的食品进行充气的方法。本发明还涉及制备包含至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物的方法。
发明背景
在所有烘焙产品的制备过程中，需要使用膨发剂或膨发系统使烘焙产品具有轻盈柔软的面包屑结构。在19世纪研发出发酵粉。发酵粉起作用要快得多，而且由于其粉状稠度，易于储存和处理。发酵粉通过二氧化碳源与酸化剂反应产生二氧化碳。
当今，发酵粉包含碳酸氢钠或较少使用的碳酸氢钾作为二氧化碳来源，以及酒石酸、酸式焦磷酸钠或磷酸一钙和硫酸铝钠作为酸化剂。当需要不含磷酸盐的组合物时，葡萄糖酸-δ-内酯和柠檬酸钙也用作酸化剂。
目前的工业化规模烘焙使用乳化剂，其有助于更快地产生泡沫，并且随后在搅打发泡和烘焙过程中稳定泡沫(Bennion&Bemford,1997)。此外，通过使用乳化剂，能够搅打整个配方(即蛋白、蛋黄、糖、淀粉、小麦粉和发酵粉)而没有副作用。然而，这类乳化剂与发酵粉结合使用。
EP 0,362,181 A2描述了一种无钠的发酵粉，它包含稳定的X-射线无定形碳酸钙和用于膨发的酸的组合。作为用于膨发的酸，公开了酸式焦磷酸钠、硫酸铝钠、磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸铝钠、富马酸和柠檬酸。
EP 0,588,496 A1涉及将柠檬酸与氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙中的至少一种的组合添加到预期用于微波炉的酵母发酵面团中。
US 7,250,187 B2描述了将包封的化学膨发剂使用降低的剪切力混入面团中，以通过所施加的可降解的屏障材料来保护所述包封，从而控制膨发剂的反应，直到烘烤期间的某个时间。
目前，烘焙工业有兴趣基于相同量的面糊来扩大蛋糕的体积或减少成分的用量，由此降低生产相同体积蛋糕的成本，但不会降低蛋糕质量。此外，消费者倾向于更天然的产品和产品标签上更少数目的成分，因此产生了对化学发酵粉和合成乳化剂(例如脂肪酸的甘油单酯和甘油二酯以及合成的脂肪酸酯)的替代品的需求。
此外，很长时间以来，食物中的钠一直是一个担忧。认为过量的钠摄入会引起或加重高血压。因此，正在努力替代钠。虽然用碳酸氢钾代替碳酸氢钠对于发酵粉来说没有问题，但酸化剂更为关键。许多面糊对于用其他酸化剂替换酸式焦磷酸钠反应敏感，尤其是工业面糊。
因此，现有技术没有提供一种具有与最常用的发泡剂/充气剂例如乳化剂相同的膨发效果以及良好的储存稳定性的工业化应用的发泡剂/充气剂。
因此，目的是提供一种充气剂(aerating agent)或发泡剂(whipping agent)，其不含发酵粉和化学乳化剂，但仍允许产生精细泡沫并且在压力环境如烘焙下使泡沫稳定。
发明概述
在本发明的上下文中并且如本文所显示和示例的，令人惊讶地发现，在烘焙食品中使用蛋白质水解物或蛋白质水解物缀合物和酸例如乳酸，与发酵粉和化学乳化剂相比产生更好的蛋糕体积和弹性。蛋白质水解物或蛋白质水解物缀合物和酸的应用避免了使用发酵粉和化学乳化剂，但仍产生相同的优选的均匀蛋糕屑结构。
因此，在一个方面，本发明提供组合物作为发泡剂的用途，该组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐。
在另一个方面，本发明提供了组合物作为发泡剂的用途，该组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐；
其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)，且所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的重均分子量(MW)。
在另一个方面，本发明提供为包含碳水化合物的食品充气的方法，包含下列步骤：在充气前，将包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的至少一种组合物添加至包含碳水化合物的食品中。
在另一个方面，本发明涉及组合物，其包含：
A)至少一种蛋白质水解物缀合物；和
B)至少一种酸及其盐。
发明详述
以下详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和用途。此外，不意味着受到前述技术领域、背景、概述或以下详细描述中提出的任何理论的约束。
如本文所用，术语“包含”、“含有”与“包括”或“包含”同义，并且是包含性的或开放式的，且不排除额外的、未列举的成员、要素或方法步骤。应当理解，如本文所用的术语“包括”和“包含”包含术语“由……组成”。
此外，本说明书和权利要求书中的术语“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”等用于在相似要素之间区分，但并不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文所述的主题的实施方案能够以除了本文描述或示例之外的其他顺序进行操作。如果术语“(A)”、“(B)”和“(C)”或AA)、BB)和CC)或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”、“(i)”、“(ii)”等与方法或用途或测定的步骤有关，则这些步骤之间没有时间或时间间隔的相干性，也就是说，这些步骤可以同时进行或者在这些步骤之间可能存在几秒、几分钟、几小时、几天、几周、几个月乃至几年的时间间隔，除非上文或下文所述的本申请中另有说明的除外。
在以下段落中，更详细地定义了主题的不同方面。除非有明确相反指示，否则如此定义的每个方面均可以与任何其他方面或多个方面组合。特别地，指示为优选或有利的任何特征可以与指示为优选或有利的任何其他特征组合。
在贯穿于本说明书中涉及“一种实施方案”或“一个实施方案”或“优选的实施方案”时，是指该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案例中。因此，贯穿于本说明书的各个位置出现的短语“在一个实施方案中”或“在一个优选的实施方案中”或“在优选实施方案中”不是必须都指代相同的实施方案，而是可以指代相同的实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，这些特征、结构或特性可以以任何适当的方式组合，如本领域技术人员从本公开物中显而易见的。此外，虽然本文所述的一些实施方案包括了一些特征、但不包括在其他实施方案中的其他特征，但是不同实施方案的特征的组合也在主题的范围内，并且形成不同的实施方案，如本领域技术人员可以理解的。例如，在所附权利要求中，任何要求保护的实施方案可以任何组合使用。
此外，贯穿于本说明书中定义的范围也包括终点值，即，1-10的范围意味着1和10均包括在该范围内。为避免疑问，申请人有权根据适用的法律获得任何等效方案。
本发明的烘焙食品为产品，其中面糊的膨胀(lifting)优选在不存在酵母或发酵面团或任何发酵粉的情况下进行，但基本上通过对面糊进行机械充气来完成。换言之，本文所述的组合物优选不含任何发酵粉。发酵粉是一种在制作烘焙食品时用作膨发剂的粉末，其典型地由碳酸氢钠或碳酸氢钾组成。因此，在一个优选的实施方案中，本文描述的组合物不含碳酸氢钠和碳酸氢钾。
优选的烘焙食品为蛋糕，例如海绵蛋糕、瑞士果酱馅卷或天使蛋糕。
在一个实施方案中，本发明提供了组合物作为发泡剂的用途，该组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐。
在另一个方面，本发明提供了组合物作为发泡剂的用途，该组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐；
其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)，且所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的重均分子量(MW)。
在另一个方面，本发明提供了组合物作为发泡剂的用途，该组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐；
其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥750至≤1800Da的重均分子量(MW)，且所述至少一种糖具有≥100至≤1000Da的重均分子量(MW)。
在另一个方面，本发明提供了为包含碳水化合物的食品充气的方法，包含下列步骤：在充气前，将包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的至少一种组合物添加至包含碳水化合物的食品中。
在另一个方面，本发明涉及组合物，其包含：
A)至少一种蛋白质水解物缀合物；和
B)至少一种酸及其盐。
在一个优选的实施方案中，至少一种酸选自乳酸、磷酸、盐酸、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸和硫酸。在一个更优选的实施方案中，至少一种酸为乳酸。
蛋白质水解物
蛋白质水解物定义为用酶或通过化学处理将至少一种蛋白质分解而制备的氨基酸混合物。
在一个优选的实施方案中，所述至少一种蛋白质水解物为植物或动物蛋白水解物。至少一种蛋白质选自小麦、大豆、稻、马铃薯、豌豆、向日葵、油菜籽、羽扇豆和乳蛋白质的水解物。至少一种乳蛋白质选自酪蛋白、乳清蛋白质和β-乳球蛋白水解物。在一个更优选的实施方案中，至少一种蛋白质选自小麦水解物和酪蛋白水解物；更优选酪蛋白水解物。
每种蛋白质具有不同的重均分子量(Mw)和结构，因此不同蛋白质水解物的最佳范围依赖于每种蛋白质。
在一个优选的实施方案中，所述至少一种蛋白质水解物为酶水解的蛋白质水解物。在另一个优选的实施方案中，所述酶为内肽酶。内肽酶的实例为碱性蛋白酶(Alkalase)和中性蛋白酶(Neutrase)。
在另一个优选的实施方案中，所述至少一种蛋白质水解物为化学水解的蛋白质水解物。化学水解的蛋白质水解物通过用酸或碱性氢氧化物水解蛋白质得到。在一个优选的实施方案中，碱性氢氧化物选自氢氧化钠和氢氧化钾。在一个优选的实施方案中，所述酸选自盐酸、硫酸和磷酸。必须谨慎控制条件和过程以得到期望的MW范围的蛋白质水解物。
在一个优选的实施方案中，在水解后不过滤所述至少一种蛋白质水解物。当水解后溶解度过低时，也可添加过滤步骤，并且需要增加以获得更高的溶解度、更低的面糊密度、更高的弹性和更高的蛋糕体积。
在另一个实施方案中，水解后通过施加适合于食品成分的任意酸将所述至少一种蛋白质水解物中和至约pH 7.0。适合于食品成分的酸选自乳酸、磷酸、盐酸、柠檬酸和硫酸。将这种pH中性的蛋白质水解物喷雾干燥。喷雾干燥的产品具有优势，这取决于其他面糊成分。
在一个优选的实施方案中，蛋白质水解物的最大重均分子量(MW)为2300Da；更优选2200；更优选2100；最优选2000；特别是1800或1700Da。重均分子量越低，则烘焙后得到的蛋糕结构在蛋糕中的气穴方面越精细。但是，MW过小会导致搅打或烘烤时失去稳定性，面糊具有的密度会越高，或者面糊在烘烤过程中会塌陷。因此，在一个优选的实施方案中，蛋白质水解物的最小重均分子量(MW)为600或650Da，更优选为660；更优选670；最优选680；特别是750或800Da。
在一个优选的实施方案中，酪蛋白水解物的重均分子量(MW)为600或650至1000Da，更优选600或670至900Da或690至900Da；特别地为680至870Da或720至870Da。
蛋白质水解物缀合物
在一个优选的实施方案中，所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)，所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的重均分子量(MW)。在另一个优选的实施方案中，氨基-羰基键合在≥40℃至≤75℃的温度下进行。
在一个优选的实施方案中，所述至少一种蛋白质水解物缀合物为酪蛋白水解物缀合物或小麦水解物缀合物。对于酪蛋白水解物缀合物，该水解物的MW优选在700-1000Da，更优选720或750至900Da。对于小麦水解物缀合物，该水解物的MW优选在1300-2200Da，更优选1500-2000Da。
蛋白质水解物的分子量(MW)测定：
在一个优选的实施方案中，所述至少一种蛋白质水解物和至少一种蛋白质水解物缀合物的重均分子量通过以下方法测定：根据Frister H.,Meisel H.,Schlimme E.(1988)使用N,N-二甲基-2-巯基乙基氯化铵作为硫醇成分的改进的OPA方法，Anal.Chem.V 330,pp631-633)测量OPA-N和根据Dumas方法1826测量总氮(总N)，并且根据下列公式计算重均分子量：
(总N/OPA-N)*100＝Mw
在一个更优选的实施方案中，所述至少一种糖为还原糖。所述还原糖选自单糖、二糖和多糖。
在另一个优选的实施方案中，单糖选自木糖、葡萄糖、核糖、阿拉伯糖、半乳糖、果糖和甘露糖；更优选地，所述至少一种单糖为葡萄糖。
在另一个优选的实施方案中，二糖选自乳糖和麦芽糖。在另一个优选的实施方案中，多糖选自糊精、葡聚糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、出芽短梗孢糖、黄原胶、角叉菜胶、刺槐豆胶、罗望子胶、瓜尔胶、半乳寡聚糖、单寡糖、木寡糖、果胶、几丁质、壳聚糖和藻酸。
在一个实施方案中，所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的重均分子量(MW)，优选≥100至≤10000Da，更优选≥100至≤2000Da，甚至更优选≥100至≤1000Da。
糖的分子量测定：
在一个实施方案中，单糖或二糖的分子量通过本领域已知的方法测定。
在一个实施方案中，多糖的分子量通过色谱技术测定(凝胶渗透色谱法、高效色谱法)。
在一个实施方案中，所述至少一种糖为单糖或二糖。
在一个优选的实施方案中，所述组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐；
其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种单糖和/或至少一种二糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)。
在一个更优选的实施方案中，所述组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐；
其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种单糖和/或至少一种二糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)。
在一个甚至更优选的实施方案中，所述组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物缀合物；和
fb)乳酸；
其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种酪蛋白水解物和至少一种单糖和/或至少一种二糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种酪蛋白水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)。
在另一个优选的实施方案中，所述至少一种糖与至少一种蛋白质水解物的摩尔比在≥0.5:1.0至≤2.0:1.0。
在一个优选的实施方案中，所述至少一种蛋白质水解物与至少一种还原糖缀合。这种缀合的一个优点在于减少了一些蛋白质水解物的苦味，但不影响或降低水解物的烘焙性能。在本申请的上下文中，缀合不仅意味着混合水解物和糖，还意味着在升温下进行美拉德反应。缀合由蛋白质水解物的氨基与还原糖上的羰基缩合引发，导致希夫碱形成并重排为Amadori和Heyns产物。缀合可以在溶液/分散体或干燥状态下进行，并且优选在含有高浓度的肽和具有还原末端的糖的溶液中进行。通过这种缀合处理的水解物称作“缀合的水解物”。缀合过程通过选择例如pH、温度和反应时间来控制，这取决于相应的蛋白质水解物及其MW。更高量的糖导致更少的苦味，更高的pH导致更少的苦味，且更长的反应时间进一步降低苦味。优选地，温度约为65℃，因为更高的温度需要非常精确地控制该过程以避免缀合物的颜色变化，这种变化对于一些优选白色粉末的应用是不期望的。缀合水平的特征在于确定缀合度。
在一个优选实施方案中，根据下述方法测量的缀合度在≥10.0％至≤45.0％；更优选≥15.0％至≤40.0％。应当理解，糖的量越高，则缀合的水解物的苦味越低，因为引起更多苦味的基团可以与还原糖反应。因此，苦味更重的水解物(例如酪蛋白水解物)的糖用量高于苦味较轻的肽(例如小麦蛋白水解物)的糖用量，并将根据各自苦味的不同进行调整。
在一个优选的实施方案中，根据本发明使用的组合物不含分离的乳化剂，所述乳化剂选自：卵磷脂(E322)；聚山梨酯(E432-436)；磷脂铵(Ammonium phosphatide)(E442)；脂肪酸的钠盐、钾盐和钙盐(E470)；脂肪酸的甘油单酯和甘油二酯(E471)；乙酸的甘油单酯和甘油二酯(E472a)；乳酸的甘油单酯和甘油二酯(E472b)；柠檬酸的甘油单酯和甘油二酯(E472c)；二乙酰酒石酸的甘油单酯和甘油二酯(E472e)；脂肪酸的蔗糖酯(E473)；蔗糖甘油酯(E474)；脂肪酸丙二醇酯(E477)；脂肪酸聚甘油酯(E475)；蓖麻油脂肪酸的聚甘油酯(E476)；与脂肪酸的甘油单酯和甘油二酯相互作用的热氧化的大豆油(E479)以及硬脂酰乳酸钠和钙(E481和E482)，因为所有这些乳化剂都必须在产品标签上列出其E编号。在本申请的上下文中，分离的乳化剂是指制备并作为单独的成分添加到面糊中、并且不是作为成分的天然存在部分(例如蛋黄中存在的卵磷脂)的乳化剂。
在另一个优选的实施方案中，本发明使用的组合物不含发酵粉。
用途、方法和组合物
在一个实施方案中，本发明提供了为包含碳水化合物的食品充气的方法，包含下列步骤：在充气前，将包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的至少一种组合物添加至包含碳水化合物的食品中。在一个更优选的实施方案中，进行本发明的为包含碳水化合物的食品充气的方法以用于制备烘焙产品。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物在烘焙产品中的用途。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了包含至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物在烘焙产品中的用途。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了包含至少一种蛋白质水解物缀合物和乳酸及其盐的组合物在烘焙产品中的用途。
所述至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物在本发明的用途或方法中的用量取决于面糊中的面粉含量。
在一个优选的实施方案中，酸及其盐与所述至少一种蛋白质水解物缀合物的摩尔比在≥0.3:1.0至≤10:1.0。
在一个优选的实施方案中，酸及其盐与所述至少一种蛋白质水解物的摩尔比在≥0.3:1.0至≤10:1.0。
具有至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸的组合物在生成精细和稳定的泡沫中的质量由面糊密度决定。如果在烘焙过程中也足够的稳定，则较低的面糊密度意味着面糊包含更多的气泡，且最终的蛋糕体积更高。在一个优选的实施方案中，在搅打之后和烘焙之前，标准蛋糕配方(其包括包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物)的面糊密度为≤320g/L；更优选≤300g/L。根据实施例部分的“搅打”进行搅打。
在一个优选的实施方案中，对于仅包含淀粉的面糊，面糊中的蛋白质水解物或所述至少一种蛋白质水解物缀合物的量在≥0.8％(w/w)至≤10.0％(w/w)。最佳调配量取决于各个蛋白质水解物或蛋白质水解物缀合物、面糊的变化以及每位面包师制作的其他成分。
在一个优选的实施方案中，对于仅包含淀粉的面糊，面糊中的酪蛋白水解物或酪蛋白水解物缀合物的量为4.0％(w/w)；更优选3.0％(w/w)；特别是2.5％(w/w)。
在另一个优选的实施方案中，面糊中的小麦蛋白质水解物或小麦蛋白质水解物缀合物的量为7.0％(w/w)；更优选6.0％(w/w)，特别是5.0％(w/w)。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了一种为包含碳水化合物的食品充气的方法，该方法包含在充气前将包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物添加至包含碳水化合物的食品中的步骤，其中包含碳水化合物的食品不含分离的乳化剂，所述乳化剂选自：卵磷脂(E322)；聚山梨酯(E432-436)；磷脂铵(E442)；脂肪酸的钠盐、钾盐和钙盐(E470)；脂肪酸的甘油单酯和甘油二酯(E471)；乙酸的甘油单酯和甘油二酯(E472a)；乳酸的甘油单酯和甘油二酯(E472b)；柠檬酸的甘油单酯和甘油二酯(E472c)；二乙酰酒石酸的甘油单酯和甘油二酯(E472e)；脂肪酸的蔗糖酯(E473)；蔗糖甘油酯(E474)；脂肪酸丙二醇酯(E477)；脂肪酸聚甘油酯(E475)；蓖麻油脂肪酸的聚甘油酯(E476)；与脂肪酸的甘油单酯和甘油二酯相互作用的热氧化的大豆油(E479)以及硬脂酰乳酸钠和钙(E481和E482)，因为所有这些乳化剂都必须在产品标签上列出其E编号。在本申请的上下文中，分离的乳化剂是指制备并作为单独的成分添加到面糊中、并且不是作为成分的天然存在部分(例如蛋黄中存在的卵磷脂)的乳化剂。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了为包含碳水化合物的食品充气的方法，包含下列步骤：在充气前，将包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的至少一种组合物添加至包含碳水化合物的食品中，其中包含碳水化合物的食品不含发酵粉。
在一个优选的实施方案中，标准蛋糕(该蛋糕包含含有至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物，根据面粉/淀粉或淀粉配方，该蛋糕是500g-550g面糊烘焙而成)的体积为3000mL-3300mL面粉。烘焙后的体积与蛋糕的碎屑结构是重要的质量参数。该体积可以通过多种方法测定，例如激光扫描或油菜籽置换法。海绵蛋糕预期是轻的并且具有均匀的结构。高体积通常会导致大的气泡和不规则结构。
在一个优选的实施方案中，包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物作为冻干粉或喷雾干燥粉末使用。也可在水解后直接将该组合物作为液体或浓缩物施用，但蛋白质液体通常比干粉更难以稳定和保存，特别是对于食品应用而言。
方法
在一个实施方案中，本发明提供了制备包含至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的组合物的方法，该方法至少包含下列步骤：
i)使至少一种酸及其盐接触蛋白质水解物缀合物，以便将pH调节至≥4.5至≤6.5的范围，得到混合物；和
ii)混合物的加工步骤，其选自喷雾干燥、巴氏灭菌和冻干。
在一个优选的实施方案中，所述蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)，所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的重均分子量(MW)。
在另一个优选的实施方案中，所述至少一种酸选自乳酸、磷酸、盐酸、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸和硫酸；更优选所述至少一种酸为乳酸。
在一个更优选的实施方案中，所述至少一种酸及其盐以固体形式或溶液形式存在，优选以水溶液形式存在。在另一个优选的实施方案中，乳酸及其盐以溶液形式存在。
在另一个优选的实施方案中，步骤i)中的pH在≥5.0至≤6.0。
在一个实施方案中，本发明的方法还包含至少一种加工步骤，其选自将混合物喷雾干燥、巴氏灭菌和冻干；更优选喷雾干燥和冻干。
在下文中，提供一组实施方案以进一步举例说明本发明，但并不旨在将本发明限制为以下列出的具体实施方案。
1.组合物作为发泡剂的用途，该组合物包含：
a)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
b)至少一种酸及其盐。
2.为包含碳水化合物的食品充气的方法，包含下列步骤：
在充气前，将包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的至少一种组合物添加至包含碳水化合物的食品中。
3.实施方案1或2的用途或方法，其中所述至少一种酸选自乳酸、磷酸、盐酸、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸和硫酸。
4.上述实施方案任一项的用途或方法，其中所述至少一种酸为乳酸。
5.上述实施方案任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的分子量(MW)，且所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的分子量(MW)。
6.上述实施方案任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物为植物或动物蛋白质水解物。
7.上述实施方案任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物选自小麦、大豆、稻、马铃薯、豌豆、向日葵、油菜籽、羽扇豆和乳蛋白质的水解物。
8.实施方案7的用途或方法，其中所述至少一种乳蛋白质水解物选自酪蛋白、乳清蛋白质和β-乳球蛋白水解物。
9.实施方案6-8任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物选自小麦蛋白质水解物和酪蛋白水解物。
10.上述实施方案任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物为酶水解的蛋白质水解物。
11.实施方案10的用途或方法，其中酶水解的蛋白质水解物通过至少一种内肽酶水解蛋白质得到。
12.实施方案11的用途或方法，其中所述至少一种内肽酶选自碱性蛋白酶和中性蛋白酶。
13.实施方案1或2的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物为化学水解的蛋白质水解物。
14.实施方案13的用途或方法，其中化学水解的蛋白质水解物通过用酸或碱性氢氧化物水解蛋白质得到。
15.实施方案14的用途或方法，其中碱性氢氧化物选自氢氧化钠和氢氧化钾。
16.实施方案5的用途或方法，其中所述至少一种糖为还原糖。
17.实施方案16的用途或方法，其中所述还原糖选自单糖、二糖和多糖。
18.实施方案17的用途或方法，其中所述单糖选自木糖、葡萄糖、核糖、阿拉伯糖、半乳糖、果糖和甘露糖。
19.实施方案17或18的用途或方法，其中所述单糖为葡萄糖。
20.实施方案17的用途或方法，其中所述二糖选自乳糖和麦芽糖。
21.实施方案17的用途或方法，其中所述多糖选自糊精、葡聚糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、出芽短梗孢糖、黄原胶、角叉菜胶、刺槐豆胶、罗望子胶、瓜尔胶、半乳寡聚糖、单寡糖、木寡糖、果胶、几丁质、壳聚糖和藻酸。
22.实施方案5的用途或方法，其中氨基-羰基键合通过美拉德反应进行。
23.实施方案5或22任一项的用途或方法，其中氨基-羰基键合在≥40℃至≤75℃的温度下进行。
24.上述实施方案任一项的用途或方法，其中所述至少一种糖与至少一种蛋白质水解物的摩尔比在≥0.5:1.0至≤2.0:1.0。
25.上述实施方案任一项的用途或方法，其中缀合度在≥10.0％至≤45.0％。
26.上述实施方案任一项的用途或方法，其中所述酸及其盐与至少一种蛋白质水解物缀合物的摩尔比在≥0.3:1.0至≤10:1.0。
27.上述实施方案任一项的用途或方法，其中乳酸及其盐与至少一种蛋白质水解物的摩尔比在≥0.3:1.0至≤10:1.0。
28.实施方案1-28任一项的用途或方法，其中所述组合物不含发酵粉。
29.如上述实施方案任一项中所定义的组合物在制备烘焙产品中的用途。
30.组合物，包含：
A)至少一种蛋白质水解物缀合物；和
B)至少一种酸及其盐。
31.实施方案30的组合物，其中所述组合物不含发酵粉。
32.实施方案30或31的组合物，其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的分子量(MW)，且所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的分子量(MW)。
33.实施方案30或31的组合物，其中所述至少一种蛋白质水解物为酶水解的蛋白质水解物。
34.实施方案30的组合物，其中所述至少一种酸与至少一种蛋白质水解物缀合物的摩尔比在≥0.5:1.0至≤2.0:1.0。
35.用于制备实施方案30-34任一项的组合物的方法，该方法至少包含下列步骤：
i)使至少一种酸及其盐接触蛋白质水解物缀合物，以便将pH调节至≥4.5至≤6.5的范围，得到混合物；和
ii)混合物的加工步骤，其选自喷雾干燥、巴氏灭菌和冻干。
36.实施方案35的方法，其中所述至少一种酸选自乳酸、磷酸、盐酸、柠檬酸和硫酸。
37.实施方案35的方法，其中在步骤i)中，pH为≥5.0至≤6.0，得到混合物。
38.实施方案35的方法，其中所述至少一种酸及其盐以固体形式或溶液形式存在。
39.实施方案35-38任一项的方法，其中所述至少一种酸为乳酸，其以溶液形式存在。
40.实施方案35-39任一项的方法，其中所述蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的分子量(MW)，所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的分子量(MW)。
尽管已经根据其具体实施方案描述了本发明，但是某些变型和等效方案对于本领域技术人员来说是显而易见的并且包括在本发明的范围内。
实施例
通过以下非限制性工作实施例详细说明本发明。更具体地，下文描述的测试方法是本申请的通用公开内容的一部分并且不限于具体的工作实施例。
分析设备：
-具有三种速度设置(步骤1、2和3)的Hobart N 50行星式混合器
-Winkler平台式烤箱
-Stable Micro Systems质地分析仪
-立体扫描器，Micro Stable System。
溶解度
在25℃，通过将5g蛋白质水解物粉末分散在含有2.5g作为助滤剂的Clarcel DIC-B的92.5g自来水中而喷雾干燥后，测定蛋白质水解物粉末的溶解度。当将其分散到水中时，必须小心地通过将其缓慢添加到水相中，使蛋白质水解物不形成团块。然后使用NaOH或HCl将分散体的pH调节至8±0.5。分散体/溶液用电磁搅拌器以200rpm搅拌1小时。使用Seitz K300R001/4cm滤纸在2.5巴的压力下过滤样品。蛋白质浓度在过滤前以及在滤液中测量。溶解度由下式计算：
(滤液中的蛋白质克数/过滤前的蛋白质克数)*100＝蛋白质水解物溶解度％。
蛋白质浓度(Dumas)
根据ISO标准方法(ISO 16634)分析蛋白质浓度。通过在使样品气化的燃烧管中加热将样品转化成气体。从产生的气体混合物中去除干扰成分。将气体混合物中的氮化合物或其代表性部分转化成分子氮，由热导检测器定量测定。氮含量由微处理器计算。为了基于氮估算蛋白质含量，使用以下因子：小麦蛋白5.7；酪蛋白和大豆6.25；稻5.95。
重均分子量
通过测量OPA-N而测定重均分子量MW值(Frister H.,Meisel H.,Schlimme E.(1988)使用N,N-二甲基-2-巯基乙基氯化铵作为硫醇成分的改进的OPA方法(OPA methodmodified by use of N,N-dimethyl-2-mercaptoethylammonium chloride as thiolcomponent).Anal.Chem.V 330,pp 631-633)。OPA-N不直接表示MW，而仅表示每个样品的末端胺基团的数量。在缀合之前需要进行MW测量。MW值可以通过使用以下公式将总氮量(总氮量用上述的Dumas方法1826测量)除以OPA-N值而得出：
(总N/OPA-N)*100＝MW
甘油单酯和甘油二酯/糖
定量甘油单酯和甘油二酯的方法参见Morrison,W.R.Mann,D.L.Soon,W.Conventry A.M.(1975).Selective extraction and quantitative analysis of non-strarch and starch lipids from wheat flour.Journal of the science of food andagriculture,v.26(4),pp 507-521。
如下测定缀合度：
首先用OPA-N值除以总氮量，即，用游离氨基除以来自所有氨基酸的总氮量。然后计算缀合后该比率的减少％.
缀合度＝[(OPA-N起始/氮起始)-(OPA-N结束/氮结束)]/(OPA-N起始/氮起始)
OPA-N起始为没有缀合反应的水解蛋白质的OPA-N值，且OPA-N结束为缀合反应后的OPA-N值，类似地，氮起始为没有缀合反应的水解蛋白质的总氮含量，而氮结束为缀合反应后的总氮含量。这些比率用于说明在向系统中加入糖时发生的稀释效应，因此稀释后总氮和OPA-N都会直接减少。然而，通过使用这些比率，计算仅游离氨基的绝对减少量。
烘焙产品的硬度和弹性测定
烘焙产品的硬度和弹性通过质地特性分析(TPA)(TA-XT2i,Stable MicroSystems,Surrey GU7 1YL Unitid Kingdom))测定，该分析使用质地分析仪进行。
1.制备蛋白质水解物的一般方法
将蛋白质分散在水中，然后调节pH。将pH调节到每种酶的最佳pH范围，且由此可以根据使用的酶的不同而变化。常见的加工温度为50-65℃。当蛋白质分散体的温度和pH条件稳定时，加入酶以开始蛋白质水解反应。反应时间决定了所产生的蛋白质水解物的MW，因此可以通过反应时间来控制蛋白质水解物的特性。当达到期望的MW时，通过升温使酶变性或改变pH来终止反应。常见的变性温度为80-90℃，这取决于所用酶的类型。变性后，使用但不限于喷雾干燥或冷冻干燥来冻干蛋白质水解物。
1.2制备蛋白质水解物缀合物的一般方法
将蛋白质水解物溶于水，在65-85℃下向溶液中加入糖，用NaOH将pH调至8或8.5。搅拌系统，同时使用NaOH保持pH恒定。在30或60分钟后，将系统喷雾干燥以形成粉末。
2.酪蛋白水解物缀合物和乳酸的组合物的制备
将水(21.5kg)加热至55-65℃(在整个水解期间保持温度)并向其中加入NaOH(20％NaOH溶液，0-250g)。将酪蛋白(6-8kg)(分子量约20KDa)加入温水中并使用20％NaOH溶液将pH调节至8.5-9.5。向其中加入碱性蛋白酶(40-100g)并将材料搅拌15-60分钟，同时缓慢加入5-12kg酪蛋白(pH保持在8.5-9.5)。添加碱性蛋白酶(40-100g)并使用20％NaOH溶液使pH保持恒定在pH 8.0-9.0持续10-120分钟。任选地，加入5-7kg酪蛋白，同时将pH保持在8.0-9.0持续30-120分钟。将该混合物搅拌30-120分钟，同时不保持pH恒定。最终pH值为7.5-8.5。通过加热至80-84℃终止酶促反应，并保持温度恒定15分钟。酪蛋白水解物的重均分子量在600-750Da。
将该混合物冷却至65℃，向溶液中加入8-12kg葡萄糖(Mw-180g/mol)，然后使用NaOH(20％NaOH溶液)将pH调节至8.5-9.0，并保持该pH持续1h。酪蛋白水解物缀合物的重均分子量在720-870Da。向其中加入乳酸(88-90％溶液)并将pH调节至5.5。将该混合物喷雾干燥，形成粉末。
3.搅打
在标准蛋糕应用(表1)中测试蛋白质水解物的烘焙性能。在行星式混合器(HobartN 50,Dayton,Ohio,USA)中以步骤3将36.8g小麦面粉、147.2g天然小麦淀粉、150g糖、1g氯化钠，以及230g全蛋、30g蛋清和30g水或者250g全蛋和50g水与蛋白质水解物一起搅打5分钟，并且以步骤2再搅打30秒。
表1:海绵蛋糕配方
成分 配方I 配方II
小麦面粉 36.8 36.8
小麦淀粉 147.2 147.2
糖 150.0 150.0
盐 1.0 1.0
全蛋 230.0 250.0
蛋清 30.0 -
水 20.0 50.0
3.1面糊密度
搅打后，通过称量装满250mL碗的面糊的量(g)来测定面糊密度。重量乘以4以达到克/升表示的面糊密度。
实例：250mL碗中的100g面糊*4＝面糊密度为400g/L。
3.2烘焙和标准蛋糕体积
称取550g面糊放入圆形烤罐(26cm直径，5cm高)中，并且在195℃下在带有通风口(opened draft)的平台式烤箱(Wachtel,Hilden,Germany)中烘焙约29分钟。标准蛋糕体积使用激光扫描器(立体扫描器600 VSP6000152 Stable Micro Systems,Surrey GU7 1YLUnited Kingdom)测定。
3.3蛋糕结构评价
通过使蛋糕冷却至室温(在室温下储存1小时)、然后在中部以水平方向切割蛋糕以研究蛋糕结构来进行蛋糕结构评价。蛋糕结构由专业面包师或实验室技术人员进行触觉和视觉评价。
4.蛋糕配方2(图2)和配方4(图4)、配方5(图5)、配方6(图6)为本发明的实例，而配方1(图1)和3(图3)不是本发明的实例(对比例)。
测试了配方1-6，对配方1-6的硬度和弹性参数进行质地特性分析(TPA)。
表2
Figure BDA0003303585240000201
*超出范围
在配方2和4中对添加乳酸得到了如下观察结论：
-稳定的面糊稠度和较低的面糊密度。
-蛋糕体积的改善和由此降低蛋糕屑硬度。
-蛋糕显示更高的弹性。

Claims (18)

1.组合物作为发泡剂的用途，该组合物包含：
c)至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物；和
d)至少一种酸及其盐；
其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥600至≤2400Da的重均分子量(MW)，且所述至少一种糖具有≥100至≤20000Da的重均分子量(MW)。
2.用于为包含碳水化合物的食品充气的方法，包含下列步骤：
在充气前，将包含至少一种蛋白质水解物或至少一种蛋白质水解物缀合物和至少一种酸及其盐的至少一种组合物添加至包含碳水化合物的食品中。
3.上述权利要求1或2的用途或方法，其中所述至少一种酸选自乳酸、磷酸、盐酸、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸和硫酸。
4.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述至少一种酸为乳酸。
5.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物为植物或动物蛋白质水解物。
6.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物选自小麦、大豆、稻、马铃薯、豌豆、向日葵、油菜籽、羽扇豆和乳蛋白质水解物。
7.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物为酶水解的蛋白质水解物。
8.权利要求1的用途或方法，其中所述至少一种糖为还原糖。
9.权利要求8的用途或方法，其中所述还原糖选自单糖、二糖和多糖。
10.权利要求9的用途或方法，其中所述单糖选自木糖、葡萄糖、核糖、阿拉伯糖、半乳糖、果糖和甘露糖。
11.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述至少一种蛋白质水解物缀合物通过至少一种蛋白质水解物和至少一种糖的氨基-羰基键合得到，所述至少一种蛋白质水解物具有≥750至≤1800Da的重均分子量(MW)，且所述至少一种糖具有≥100至≤1000Da的重均分子量(MW)。
12.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述至少一种酸及其盐与至少一种蛋白质水解物缀合物的摩尔比为≥0.3:1.0至≤10:1.0。
13.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述至少一种酸及其盐与至少一种蛋白质水解物的摩尔比为≥0.3:1.0至≤10:1.0。
14.上述权利要求任一项的用途或方法，其中所述组合物不含发酵粉。
15.如上述权利要求任一项中所定义的组合物在制备烘焙产品中的用途。
16.组合物，包含：
A)至少一种蛋白质水解物缀合物；和
B)乳酸。
17.权利要求16的组合物，其中该组合物不含发酵粉。
18.用于制备权利要求16-17任一项的组合物的方法，该方法至少包含下列步骤：
i)使乳酸接触蛋白质水解物缀合物，以便将pH调整至≥4.5至≤6.5，得到混合物；和
ii)该混合物的加工步骤，其选自喷雾干燥、巴氏灭菌和冻干。
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