TW201438602A - 製備穩定化蛋白質懸浮液的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於製備具有改良之穩定性之酸化乳飲料的方法。在一態樣中，該方法涉及向酸化乳製品中添加包括HM果膠及一或多種螯合劑之穩定劑水溶液，以產生該酸化乳飲料。該一或多種螯合劑合意地以在化學計算量上大於該穩定劑水溶液中存在之鈣離子濃度之量存在於該穩定劑水溶液中，且以在化學計算量上小於該酸化乳飲料中之鈣離子濃度之量存在於該酸化乳飲料中。所得酸化乳飲料之特徵為穩定、光學不透明的可飲用製品。

Description

製備穩定化蛋白質懸浮液的方法 相關申請案
本申請案主張2012年9月14日申請之美國臨時專利申請案第61/701,578號之權益，該案之揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
果膠為一種在植物中大量存在之天然材料，且因此為典型人類膳食之主要部分。其可藉由水溶液萃取自適當植物材料分離，且在商業上每年售出約50,000MT一大部分用作工業上製備之食品中的成份。在化學性質上描述，果膠為一種具有可以不同量存在之明顯不同之大分子部分的水溶性大分子之混合物。主要組分為聚合脫水半乳糖醛酸，其中一些羧基經甲醇酯化。經甲基酯化之羧基的百分比稱為(甲基)酯化之程度(Degree of(Methyl)esterification，DM)。
多種果膠製劑為可商購的。儘管其全部具有上述之果膠性質，且通常遵照由國際及主要國家立法組織所規定之定義及規格，但是不同應用需要不同性質。果膠的性質取決於所選植物原料，且取決於將果膠自原料分離所使用之操作及條件。因此，可觀察到樣品之間在果膠之功能特性(諸如當存在如糖、鹽及酸之其他溶解物質時果膠在水中之溶解度)方面的差異。
不同性質果膠之功能特徵可以科學方式合理解釋為以下各方面之差異：DM、大分子之平均尺寸、酯化及未酯化之脫水半乳糖醛酸重複單元在分子內排列之模式以及分子之間性質之統計學分佈的廣度。另一方面，功能特性之這一合理解釋並不完全，且受當前科學認識水準限制。
當在水溶液中時，果膠在約pH 3.8下具有其最佳的化學穩定性。穩定性在較低pH值下仍比較好，至少直至約pH 2.0。另一方面，在高於約4.5之pH值下，果膠之聚合度逐漸減小，因為連接聚合物主鏈之重複單元之醣苷鍵藉由稱為β-消除之反應而斷裂。雖然果膠一般可溶於純水中，但是減小水之可用性之材料(例如可與水混溶之溶劑或糖)的存在、低pH值(至適度程度)及如Ca++之二價陽離子之存在(至更大程度)將減小溶解度。因此，一般需要果膠實質上不含二價金屬離子，及其中一些(但非所有)羧基藉由單價離子(如Na+)來平衡。
根據DM是高於50抑或低於50，將市售果膠製劑分類為HM-果膠(高甲酯果膠)或LM-果膠(低甲酯果膠)。一些市售果膠可另外包括醯胺化、醋酸酯酯化或兩者。醯胺化僅在製造期間已暴露於氨之果膠中顯著，而醋酸酯酯化在萃取果膠之一些原料中天然地存在。
商業上已使用HM果膠來向酸化乳飲料(acidified milk drink，AMD)提供穩定性。AMD為含有乳蛋白質且有一些酸度之流體製品。如本文所使用，「流體」意謂相比用勺食用，該製品具有的性質更適合飲用。舉例而言，可飲用之酸乳飲料(yoghurt)為AMD之一個實例，其係自天然乳藉由用細菌培養物醱酵以得到典型地小於4.4之pH值來製造。儘管一些醱酵的AMD製品係與活培養物一起出售，但是其他製品在醱酵之後進行熱處理，以提高存放期。
在未酸化之天然乳中，蛋白質以懸浮體形式存在，該等懸浮體非常小以致其無法藉由普通視力以個體形式進行偵測，且懸浮蛋白質體 亦不可藉由口腔之感覺而與均質液體區別開。另一方面，乳為白色且不透明的，因為懸浮蛋白質體大到足以分散可見光。當新鮮時，天然乳之懸浮蛋白質體相互排斥，且不會聚集成較大結塊。然而，當降低pH值時，懸浮蛋白質體失去其互斥力且聚集起來，此可能產生由聚集蛋白質粒子之網狀結構所形成的凝膠，此凝膠更多地具有用勺食用之酸乳飲料的特徵。儘管酸乳飲料在其正常存放期期間相當穩定，但是仍可觀察到不穩定之跡象，如少量或中等量之乳清滲出物，此為常見的且一般被消費者所接受。相比之下，使凝乳破裂來製造諸如AMD之流體製品使得蛋白質粒子持續聚集，且將該製品分隔成明顯不同且對消費者無吸引力之兩個或兩個以上相。製造商已使用HM果膠來解決此等問題，但成效甚微。
當醱酵達到所需酸度時，製造商向AMD中添加具有相當高DM果膠之HM果膠溶液，將各成份充分地攪拌在一起，且隨後將各成份均質化。咸信，果膠吸附至懸浮蛋白質體之黏性表面，在具有局部高濃度之帶負電未酯化羧基之果膠分子區段處結合。咸信，果膠分子之對AMD之漿液相具有較高親和力的其他部分可產生一個水合非黏性層，該層將降低蛋白質表面之黏性。因此，咸信，具有相當高DM之HM果膠在吸附至酸化蛋白質之區段與對漿液具親和力之區段之間具有適當的平衡。
儘管HM果膠對AMD提供某種附加的穩定性，但是在鈣鹽存在下，HM果膠亦可能不利地影響AMD溶液之流變性：增大溶液之黏度、將溶液變成凝膠、將溶液變成軟結塊漂浮在更稀液體中，或使果膠沈澱。由於用於使AMD穩定之HM果膠一般對鈣尤其敏感，且已知AMD中可供與果膠組合之鈣離子很豐富，故果膠與鈣離子之間的反應會減小果膠之功效，因為增稠或膠凝使得難以均一地摻合各成份，或使果膠沈澱及聚集使得無法吸附至蛋白質表面。即使在果膠與AMD摻合之前，將其溶解於純去離子水中時，此問題仍為明顯的，且若將果膠溶解於硬水中，則此問題會 變得更糟。在後一情況中，果膠溶液之pH值可能變得很高以致於其可能損害果膠。
因此，仍需要減少果膠與鈣離子之間的反應，此等反應阻止了添加至AMD中之果膠的充分利用。
在一個具體實例中，提供一種用於製備酸化乳飲料之方法，該方法包括：提供酸化乳製品，其包含蛋白質之流體懸浮液及溶解之鈣鹽；製備穩定劑水溶液，其包含HM果膠及一或多種螯合劑；及此後摻合穩定劑水溶液及酸化乳製品，以得到酸化乳飲料。該酸化乳飲料之特徵為穩定、光學不透明的可飲用製品。
【詳述】
本發明之具體實例藉由提供一種改良之果膠穩定化酸化乳飲料(AMD)來解決上述需求。更具體言之，本發明係關於使用果膠及一或多種螯合劑之摻合物製備之AMD，及使用果膠及一或多種螯合劑之摻合物製備AMD之方法。
改良之果膠穩定化AMD的特徵為穩定、光學不透明的流體，其包含酸化乳製品、HM果膠及至少一種螯合劑。在向酸化乳製品中添加之果膠溶液中螯合劑的存在使最終AMD之穩定性明顯改良，及/或使乳飲料製造商能夠使用比其他方式更少之量的果膠來製備足夠穩定的AMD，由此提供顯著的成本節省。
酸化乳製品
如本文所使用，術語「酸化乳飲料」係指基於酸化乳製品之任何可飲用製品，且一般可分成兩種類別：直接酸化的乳飲料及醱酵的乳飲料。直接酸化的乳飲料一般係藉由使用酸及/或水果濃縮物使乳製品酸化來進行酸化。諸如優格(yogurt)飲料之醱酵的乳飲料係藉由用諸如保加利亞桿菌(L.bulgaricus)及嗜熱鏈球菌(S.thermophilus)使乳製品醱酵來進行酸化。因此，AMD為具有乳製品且pH值低於新鮮乳之可飲用製品，與降低pH值之方式無關。舉例而言，在具體實例中，AMD的pH值可為約3.0至約5.0(例如，3.3至4.6、3.3至4.3、3.7至4.3、3.7至4.6，或4.3至4.6)。
如本文所使用，「乳製品」包括可包含任何合適之牛乳製品的基於乳之製品，其非限制性實例包括無脂肪乳(例如脫脂乳)、2%脂肪含量之乳、全脂乳、復原的經脫水或粉末化之乳、乳蛋白質濃縮物及/或分離物，及其他形式之乳，諸如蒸發乳(evaporated milk)、煉乳及其類似物。乳製品亦可包含大豆乳製品(亦即，大豆蛋白質製品)，其可包括大豆乳蛋白質濃縮物及/或分離物、全大豆乳及其類似物。如本文所使用，術語「酸化乳製品」係指經酸化之任何基於乳之製品，包括醱酵乳製品及酸化乳飲料。
乳之最基本形式為乳固形物於連續水相中之懸浮液。乳固形物包括脂肪部分及通常稱作無脂乳固形物(milk solids non-fats；MSNF)之無脂部分。MSNF包括蛋白質(諸如乳清蛋白及酪蛋白)及碳水化合物，以及痕量組分，如有機酸及礦物質以及維生素。AMD合意地用足量乳製品來進行製備，以提供所需之MSNF含量。在具體實例中，AMD包括足量乳製品以提供約0.5%至約20%(w/w)之MSNF含量。舉例而言，AMD可自藉由使17%(w/w)脫脂乳粉及83%(w/w)水之懸浮液醱酵所製造之酸乳飲料液來製備，由此使得所得酸乳飲料被認為含有17% MSNF。此類製品為熟 習此項技術者所知的，且更詳細地描述於美國專利公開案第2007/0087103號及美國專利公開案第2013/0034639號中，該等公開案之相關揭示內容以引用之方式併入本文中。
AMD亦可用足量酸化乳製品製備，以提供所需之蛋白質含量。舉例而言，在一個態樣中，AMD之蛋白質含量較佳與天然乳製品之蛋白質含量類似(例如在牛乳之情況下為約3.4%)或更低。在另一態樣中，AMD為蛋白質強化製品，且包括約5%至約10%(w/w)之量的蛋白質。
果膠
適用於本發明之具體實例中的果膠可包含能夠提供所需蛋白質穩定性而不促進AMD之膠凝的適用於AMD中之任何果膠。果膠合意地包含DM大於約50、大於約55、大於約60、大於約65或大於約70之HM果膠。舉例而言，在具體實例中，HM果膠之DM為約55至約85、約57至約0、約59至約77、約65至約75，或為約70。
熟習此項技術者應瞭解，果膠製造商在一定程度上可藉由適當的加工步驟及條件來控制果膠之DM。在一個態樣中，HM果膠為一種來源於橘皮之非醯胺化果膠，已知其實質上不含或僅含有標稱量之醋酸酯酯化。舉例而言，在一個具體實例中，HM果膠包含來源於橘皮的DM為約70之果膠。
HM果膠可以有效賦予AMD所需穩定性之任何量存在於AMD中。在具體實例中，HM果膠以約0.05%(w/w)至約0.5%(w/w)，約0.05%(w/w)至約0.3%(w/w)或約0.05%(w/w)至約0.2%(w/w)之量存在於酸化乳飲料中。
螯合劑
一或多種螯合劑可選自多種不同的鈣穩定性螯合劑，其非限制性實例包括六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉及其組合。
螯合劑可以有效賦予AMD所需穩定性之任何量存在於AMD中。舉例而言，在具體實例中，在向酸化乳製品中添加之果膠水溶液中螯合劑之量在化學計算量上大於果膠水溶液中存在之鈣離子之量，而存在於AMD中之螯合劑之量在化學計算量上小於最終可飲用製品中存在之鈣離子之量。舉例而言，螯合劑可以果膠水溶液之約1%至約20%(w/w)、或約5%至約20%(w/w)、或約10%至約20%(w/w)之量存在於向酸化乳製品中添加之果膠水溶液中，且以AMD之約0.001%(w/w)至約1.0%(w/w)、約0.001%(w/w)至約0.5%(w/w)、約0.005%(w/w)至約0.1%(w/w)或約0.01%至約0.05%(w/w)之量存在於AMD中。
製造AMD之方法
在另一態樣中，提供用於製備穩定、光學不透明之AMD的方法。該方法一般包含以下步驟：提供酸化乳製品，其包含鈣鹽及蛋白質之流體懸浮液；製備包含HM果膠及一或多種合適螯合劑之水溶液；及將該水溶液與酸化乳製品摻合在一起，以形成AMD。在一個態樣中，製備包含HM果膠及一或多種合適螯合劑之水溶液的步驟可包含：製備HM果膠及一或多種螯合劑之乾式摻合物，且隨後將乾式摻合物溶解於水性介質(例如水)中。在另一態樣中，製備包含HM果膠及一或多種合適螯合劑之水溶液的步驟可包含：在水性介質中製備該一或多種螯合劑之水溶液，且將HM果膠溶解於該一或多種螯合劑之水溶液中。
添加至AMD之果膠溶液中螯合劑的存在使最終乳飲料之穩定性顯著改良，及/或使乳飲料製造商能夠使用比其他方式更少之量的果膠來製備足夠穩定的飲料(由此提供成本節省)。相當大量鈣離子之存在可抑制果膠之溶解度。儘管一般已知螯合劑可結合鈣離子，但是許多先前技術參考文獻教示需要使用大量螯合劑來獲得所需結果。然而，在本文所提供之具體實例中，螯合劑可有效改良果膠之效能，即使當其以比鈣離子之化 學計算當量少得多的量存在於AMD中時亦然。
此外，當用具有的鈣離子少於硬水的軟水來製備果膠水溶液時，用於製備AMD之果膠水溶液中存在螯合劑可為有益的。當使用螯合劑及使用軟水製備之果膠溶液時所得到的有益結果為出人意料的，因為(適量之)最初存在之鈣應能夠結合僅一小部分的果膠羧基。因此，預期不會產生實質性的改良。此表明，螯合劑之功能超過最終可飲用製品中果膠溶解度之輕微改良，或水溶液中果膠塊體部分之溶解度的改良。亦即，除此等兩種功能之外，藉由使用螯合劑及果膠溶液亦達成另一未預期之有益作用。
不希望受任何特定理論束縛，在不添加螯合劑之情況下，果膠可能無法很好地用於使蛋白質穩定，因為其會在兩種液體(即，果膠溶液及蛋白質懸浮液)首次接觸時發生的相當快速之反應中形成結塊。在摻合製程期間，且在摻合仍不完全時，可存在臨時邊界，在該等邊界處，果膠濃度遠高於其將變為之最終產物的平均濃度。同時，來自含鈣蛋白質懸浮液(亦即，酸乳飲料或其類似物)之鈣可適合於在臨時地局部高果膠濃度下與果膠一起構造凝膠。因此，形成結塊。此等結塊亦可描述為由果膠、水及鈣離子構成之凝膠。儘管此反應很快，但是其並非立即進行，因為笨重的大分子在經由鈣橋相互組合之前需要時間來進行自身的安排。因此，假設果膠溶液中螯合劑之存在可防止已形成之果膠-鈣結構的存在。由此，用於組合鈣之分子的重排花費了很長時間，以使得在開始構造凝膠之前，製劑之高效剪切足夠使果膠均勻分佈於富鈣乳(或蛋白質懸浮液)中。然而，在果膠溶液中不存在螯合劑之情況下，在與乳摻合期間果膠-鈣凝膠結構之構造自溶液中已形成之凝膠結構擴散，且速度更快。
藉由下列實施例進一步說明本發明之具體實例，該等實施例不應以任何方式解釋為限制本發明具體實例之範疇。相反，應清楚地瞭解， 熟習此項技術者在閱讀本文之說明後可在不脫離本發明之精神及/或所附申請專利範圍之範疇的情況下採用各種其他實施例、修改及其等效物。除非另外說明，否則以百分比(%)提及之量均為按重量計(w/w%)。
圖1A及1B為展示在未熱處理(1A)及熱處理(1B)之情況下製備的酸化乳飲料之平均沈積物(Y軸)與果膠劑量(X軸)之關係的圖。
以下概述用於實驗中之方案、材料及方法。
材料：脫脂乳粉(Aria Milex 230速溶脫脂乳粉)；聚磷酸鈉，亦稱為六偏磷酸鈉(Sodium Hexa-Meta Phosphate，SHMP)，總分子式=(NaPO3)n；n6，CAS-RN 10124-56-8，E452(i)；酸性焦磷酸鈉，總分子式=Na2H2P2O7，CAS-RN 7758-16-9，E450(i)；含有約21°dH之自來水(DK-4623 Lille Skensved市，丹麥)。
醱酵乳製品：醱酵乳製品係藉由使17%(w/w)脫脂乳粉及83%水之懸浮液醱酵以得到具有17% MSNF之酸乳飲料來製備。
螯合劑處理之果膠樣品：果膠樣品係在製造果膠期間用SHMP製備。果膠係自橘皮提取且用醇處理直至且包括沈澱。20% SHMP溶液係藉由向400mL去離子水中添加100g SHMP粉末且攪動直至不再觀察到晶體來製備。60% 2-丙醇溶液係藉由將適量2-丙醇及去離子水混合來製得。用於處理果膠之溶液係藉由向5L 2-丙醇溶液中添加0mL、16.8mL、33.6mL或67.2mL SHMP溶液來製得。將經擠壓之醇沈澱果膠(約500g的16%乾物質)撕成小塊，且添加至一種果膠處理溶液中。在緩慢攪動約3分鐘之後，排出液體，且擠壓果膠樣品，隨後進行乾燥及研磨。
果膠儲備溶液(具有或不具有螯合劑)：稱取適量果膠粉末、蔗糖及視情況存在之磷酸鹽且摻合。將粉末摻合物逐漸分散於水中(自來水或去離子水，用以確保用於不同實驗)，同時用Silverson L4R型進行混合。起初使用中等強度，且隨著更多粉末添加，且液體變得更黏稠，逐漸增加強度。在添加了所有粉末且再剪切5分鐘之後，移除混合器。在該等情況 中，需要時，藉由添加50%檸檬酸溶液來調節pH值(僅pH值之降低與所報導之研究相關)。此時溶液之重量幾乎為其所需之最終重量，或藉由添加適量之水來另外調節溶液。在10分鐘內，於熱水浴中小心地加熱溶液至溫度為70至75℃，且再保持10分鐘。隨後將溶液冷卻至5℃，且藉由添加水來調節至所需之最終重量。
穩定化醱酵乳飲料：將所需量之酸乳飲料與糖組合，且使用Silverson高速混合器混合2分鐘，以溶解糖。在混合期間，將混合物維持在約5℃之溫度。果膠儲備溶液用不同量之去離子水稀釋，且用磁力攪拌器攪動，得到具有不同果膠濃度之果膠水溶液用於製造具有不同果膠劑量而其他方面相同的酸乳飲料。對於每一果膠水溶液，將酸乳飲料-糖混合物分配於果膠水溶液中，同時用磁力攪拌器攪拌且直至新混合物為均質的(大約1分鐘)。每一酸乳飲料均在180至200巴下進行均質化(在1小時之內)。在需要模擬熱處理之AMD的某些情況下，將酸乳飲料置放在75±2℃水浴中，確保在10分鐘內達到70℃，且保持20±1分鐘。將樣品轉移至離心管或玻璃黏度計中且加以分析。
黏度分析：為了量測黏度，在不攪拌之情況下，在玻璃黏度計中將樣品冷卻至5℃，且使用Brookfield LVT型(60RPM，1分鐘，#1軸)量測黏度。
強度分析：果膠之強度係藉由以下方法評估：製備一系列具有不同果膠濃度而其他方面相同之AMD，離心樣品，對隨後產生的沈積物進行定量，且隨後比較沈積物隨果膠劑量變化之曲線。對於每一酸乳飲料，藉由以下方法對沈積物定量兩次：稱取約10g溶液放入兩個配衡離心管中之每一者中，在4500rpm(大約4400g)及20-25℃下將此等管離心20分鐘，傾析上清液，且倒置地置放此等管30分鐘以排出剩餘液體。用濾紙擦拭每一管之邊緣，且對管稱重。
如下計算經離心之樣品中沈積物的分數：
將平均沈積物(Y軸)相對於果膠劑量(X軸)繪圖，且藉由如XY圖中樣品劑量-反應曲線的位置所確定的樣品之表觀強度對樣品排序。舉例而言，自不具有果膠之飲料的Y軸位置(沈積物)劃水平線。在此線以下之圖式部分稱作「圖式之下部」。在兩條曲線在圖式之下部中不相互相交之情況下，呈現在左下方之曲線表示更堅固的果膠。
具有果膠之粉末混合物中SHMP之分析測定：首先對SHMP處理之果膠樣品稱重，且隨後使用硝酸及過氧化氫作為試劑且使用微波作為熱源進行濕式燃燒(「破壞」)。將自「破壞」產生之每一溶液轉移至50mL量瓶中，且添加5.0mL 2.5% CsCl溶液，隨後稀釋至50mL。隨後用感應耦合電漿原子發射光譜儀(Coupled Plasma Atom Emission Spectrometer，ICP-AES)分析液體。
使樣品通過噴霧器，將溶液之小液滴霧噴射至氬氣載流中。使載氣流及溶液之分散或蒸發物質通過「火炬(torch)」，亦即，載氣路徑中溫度由射頻發生器之能量增大之位置，由此該等物質進入電漿物態。在此條件下，元素發射其各自特徵波長之光。使用在213.613nm波長之光譜強度量測樣品中之磷，且與校準參考樣品相比較。
實施例1：用以一系列濃度存在之一種果膠樣品、用於果膠溶液之5種性質之水在不添加磷酸鹽情況下穩定化之酸乳飲料。
根據表1a且如上所述來製備果膠溶液。以下果膠用於實驗中：
￮果膠(PB44828/YM115LL)，其具有70.20之DM、6.0之IV(固有黏度(intrinsic viscosity))、255之CS99(鈣敏感性)及188之YOG3C(強度)
￮果膠(PP Trial 3 N5)，其具有67.52之DM、6.23之IV、668之CS99及169之YOG3C
CS99為用於特性化鈣敏感性之一種量度，且由具有果膠以及pH緩衝鹽及鈣鹽之水溶液的黏度(在此情況下使用布氏黏度計(Brookfield viscometer)得到)來測定。較高值意謂較高鈣敏感性，而最小鈣靈敏樣品可低至約10。
典型地藉由用蔗糖稀釋來將果膠之商業性質標準化為115級YOG或150級YOG。YOG等級為「強度」之量度，亦即，為了達到某種參考程度之穩定性需要使用多少粉末。
根據表1b且如上所述，藉由摻合17% MSNF酸乳飲料及果膠溶液來製備具有不同濃度之果膠的原型乳飲料。均質化後，將每一飲料分成兩個部分，並在熱處理或不熱處理飲料之情況下評估藉由離心得到之沈積物的量測值。所獲得之沈積物之彙總提供在表1c(在不熱處理之情況下)及表1d(在熱處理之情況下)中，且分別在圖1A及1B中說明。
曲線之大體形狀與先前技術中所公開之相似曲線類似。自0劑量開始，隨著果膠劑量增加，沈積物之重量起初增加，而在較高劑量下，沈積物之重量通過最大值，且隨後隨著劑量增加而減小。至其最大值之右側，所有曲線均顯示下降，其變平且在最高果膠劑量下變為幾乎水平。曲線在達到其最大值後通常相當急劇地下降，直至達到與不具有穩定劑之飲料相同之沈積物重量。表示低於不具有穩定劑之飲料之沈積物值的沈積物值之圖式部分被稱作「圖式之下部」。在圖式之下部中曲線不相交之情況下，很明顯，呈現在另一曲線之左下側的曲線表示比該另一曲線所表示之果膠樣品堅固之果膠樣品。「較堅固的」果膠樣品意謂可使用較少果膠達到給定穩定性水準之樣品，此處量測為較低量之沈積物-越低越好。
在本實施例中，由於曲線在圖式之下部不相交，故果膠之強度可明顯地排序為E(去離子水)>B(1/2去離子水、1/2自來水)>D(於自來水中之2%溶液)>C(於自來水中之1%果膠，用檸檬酸酸化)>A(於自來水中之1%果膠)。對於經熱處理之飲料，觀察到幾乎相同的強度排序：E>B>DC>A。結果似乎為兩種不同性質之組合的結果。
此等效果中之一者與果膠溶液之pH值有關。存在於自來水中之溶解物質具有向上提高pH值之pH緩衝能力。高pH值將由果膠(詳言之高DM之果膠)之稀溶液引起。在濃果膠溶液之溶液的情況下及在具有較低DM之果膠之情況下，將產生較低pH值，因為果膠具有的緩衝能力源自於其未經酯化之甲酸基團。高pH值造成果膠之降解，此在高於約4.5之pH值下變得明顯，且在更高pH值下逐漸加劇。降解程度取決於果膠在暴露於此pH值期間之溫度(在高溫下增加)及暴露之持續時間。相比於系列A，系列C及D之結果可由此pH值效應解釋。
另一效果與鈣離子減少果膠溶解度之傾向有關。自來水含有鈣鹽，其在一定條件下解離，以致鈣以Ca++離子形式存在；此等離子被果膠吸收，用於構造果膠-鈣-果膠締合。醱酵乳含有甚至更大量之解離鈣化合物。不希望受任何理論束縛，咸信當已含有果膠與Ca++之間之締合的果膠溶液遇到富含Ca++之醱酵乳時，兩種液體將會因結塊之形成而難以混合在一起。結果證明，來自自來水之Ca++阻礙了果膠之充分利用，且系列E(離子交換水)比系列C(自來水及pH調節)進展要好得多-儘管系列C之pH值為4.23的果膠溶液不應為不利的-且系列B(1/2去離子水、1/2自來水)比系列C及D進展要好-儘管其4.92之pH值應分別比系列C及D的4.23及4.50之pH值更有害。
實施例2：製備用以一系列濃度存在之兩種果膠樣品、用於果膠溶液之兩種性質之水及用於此等溶液之三種給與量之磷酸鹽(其中一者為不添加)穩定化之酸乳飲料。
根據表2a且如上所述來製備果膠溶液。根據表2b且如上所述，藉由摻合17% MSNF酸乳飲料及果膠溶液來製備具有不同濃度之果膠的原型乳飲料。均質化後，將每一飲料分成兩個部分，且在熱處理或不熱處理飲料之情況下評估藉由離心得到之沈積物的量測值。表2c(在不熱處理之情況下)及表2d(在熱處理之情況下)中提供所獲得之沈積物的彙總。
向果膠溶液中添加SHMP為有益的，即使在將去離子水用於溶液時。舉例而言，果膠在與20% SHMP組合時似乎更堅固，比果膠與10% SHMP組合時更好。
另外，向果膠溶液中添加SHMP減少了實施例1中所觀察到的自來水之損害作用。舉例而言，溶解於具有SHMP之去離子水中或溶解於具有SHMP之自來水中的YM-115-LL果膠表現幾乎類似，且20% SHMP比10% SHMP表現稍好。相比之下，在實施例1中，在不存在SHMP之情況下溶解於去離子水中之樣品似乎比溶解於自來水中之樣品更堅固(表1)。因為樣品YM-115-L及YM-115-LL看起來在強度方面稍有不同，所以對於同一樣品，未對在不具有SHMP之去離子水中之果膠及在具有SHMP之自來水中之果膠進行樣品比較。
藉由化學計算量計算SHMP與可分別在自來水及乳飲料中獲得之Ca++量之間的平衡，可進一步理解SHMP與Ca++之間的關係。
SHMP具有611.77之分子量。在本實施例(pH>3.5)之條件下，一莫耳SHMP可吸收三莫耳鈣離子，變為Ca3P6O18。所使用之自來水具有21°dH，對應於每公升210mg CaO(3.74mmol/L)。因此，自來水之鈣離子之含量當量為1.25mmol/L SHMP(764mg/L)。果膠/自來水溶液為1%果膠摻合物，其中SHMP為10%或20%。此又意謂，果膠/自來水溶液中存在1000或2000mg/L SHMP。在組成上大致對應於8.5%脫脂乳粉之懸浮液的天然牛乳含有1200ppm Ca++。表2b之乳飲料含有3%脫脂乳粉，且因此含有424ppm Ca++(10.6毫莫耳/公斤)。在表2c及2d中之果膠之最大劑量下，即在0.5%果膠摻合物之情況下，乳飲料中SHMP之最大劑量將為0.1%=1000mg/kg1.63毫莫耳/公斤，其可能結合高達4.90毫莫耳/公斤Ca++。
因此，SHMP之最小測試劑量(10%)相對於自來水溶液之Ca++剛好超平衡。所添加之SHMP為1000mg/L，Ca++之平衡量為764mg/L。最大測試量SHMP之存在不足以補償乳飲料之Ca++：存在之Ca++為10.6毫莫耳/公升，而最大SHMP劑量可結合4.90莫耳/公升。因此，SHMP似乎在接觸酸乳飲料之前的果膠水溶液中或在摻合果膠溶液及酸乳飲料期間發 揮有益作用。
實施例3：用於含自來水之果膠溶液的四種含量之磷酸鹽(其中一者為不添加)。在果膠製造期間添加磷酸鹽。
如上文描述所解釋，製備具有SHMP之果膠樣品，以製造四種樣品：A(SHMP=0% w/w)、B(SHMP=5.1% w/w)、C(SHMP=9.8% w/w)及D(SHMP=18.15% w/w)。根據表3a且另外如上所述，製備果膠樣品之溶液A、B、C及D。根據表3b且如上所述，藉由摻合17% MSNF酸乳飲料及果膠溶液來製備具有不同濃度之果膠的原型乳飲料。均質化後，將每一飲料分成兩個部分，且在熱處理或不熱處理飲料之情況下評估藉由離心得到之沈積物的量測值。表3c(在不熱處理之情況下)及表3d(在熱處理之情況下)中提供所獲得之沈積物之彙總。
(自來水中鈣之化學計算量飽和度：假定21dH=3.74mmol Ca++/L=764mg SHMP/L)
在熱處理及不熱處理之情況下，觀察到相同的樣品強度排序，即D>C>BA。根據表3a，A及B均含有比自來水果膠溶液之Ca++的化學計算量平衡少的SHMP，而C及D均含有比化學計算量當量多的SHMP。因此，再添加SHMP可為有益的，甚至超過自來水果膠溶液中鈣離子的化學計算量飽和度情形。
實施例4：用於含去離子水之果膠溶液的三種含量之磷酸鹽(其中一者為不添加)。添加磷酸鹽之時間：(a)在果膠製造期間，或(b)添加至粉末摻合物中。
根據表4a且另外根據方案「含或不含螯合劑之果膠儲備溶 液之製備(Preparation of pectin stock solutions with or without sequestrant)」，用去離子水製備具有及不具有SHMP之果膠溶液。根據表4b且如上所述，藉由摻合17% MSNF酸乳飲料及果膠溶液來製備含不同濃度之果膠的原型乳飲料。表4c中提供經量測之沈積物的彙總。表4d中提供該等飲料之黏度。
具有SHMP之所有四種樣品似乎均在彼此之上，且比不具有SHMP之唯一樣品(樣品A)更堅固。因此，添加SHMP會增強果膠之作用，即使在用去離子水製備果膠溶液時。在此實驗中，在果膠製造或果膠溶液製備期間添加SHMP時未造成明顯差異。不具有SHMP之樣品提供 稍低之黏度；然而，當考慮數值差異及實驗不確定性估計值之缺乏時，此結論具爭議性。
實施例5：測試焦磷酸鈉，CASRN 7758-16-9
根據表5a且如上所述，用自來水及去離子水製備具有SHMP及焦磷酸鈉(SPP)之果膠溶液。根據表5b且如上所述，藉由摻合17% MSNF酸乳飲料及果膠溶液來製備具有不同濃度之果膠的熱處理之原型乳飲料。表5c中提供經量測之沈積物的彙總。
該等溶液具有明顯的排序：A(最強)>CB>E>D(最弱)。因為A為SHMP，而B及C為SPP，且其全部用去離子水溶解，所以可推斷，在此情況下，SHMP為最有效的。因為E比D更好，所以可推斷，SPP減少了自來水之損害作用，但在此方面不如SHMP有效。
實施例6：添加SHMP之方式
進行本實驗以評估將不同成份混合在一起之順序的影響。由一個操作者在同一日製得三種酸乳飲料，且儘可能除以下差異外在所有方面均相同：
A. 具有不同果膠劑量且不添加SHMP之酸乳飲料
B. 具有不同果膠劑量之酸乳飲料，在添加不含SHMP之果膠溶液之前向酸乳飲料中添加SHMP
C. 具有不同果膠劑量之酸乳飲料，製備果膠及SHMP之水溶液且隨後添加至酸乳飲料中
如表6a中所述來製備果膠、糖及SHMP之粉末摻合物，且隨後如上所述將其溶解於去離子水中。根據表6b-1、6b-2、6b-3且如上所述，藉由摻合17% MSNF酸乳飲料及果膠溶液來製備具有不同濃度之果膠的熱處理之原型乳飲料。表6c中提供沈積物之彙總。
樣品之強度根據(最強)B>C>A(最弱)來排序，至少在觀察到提供小於2.5%之沈積物的最低劑量時。然而，應指出，該排序係有爭議的，因為在其整個劑量範圍內，曲線B不在曲線C之左下方。然而，若接受以上所提出之排序，則在給與果膠溶液(不具有SHMP)之前向酸乳飲料中添加SHMP提供比不添加SHMP時更好的穩定性。然而，當將SHMP連同果膠一起以水溶液添加且使兩種物質在一起時，SHMP看起來更為有效。
儘管本發明已關於其特定具體實例進行詳細描述，但是應瞭解，熟悉此項技術者在理解了前述內容後，可容易地想到此等具體實例之更改、變化及等效物。因此，本發明之範疇應評估為所附申請專利範圍及其任何等效物之範疇。

Claims (20)

  1. 一種用於製備酸化乳飲料之方法，其包含以下步驟：提供酸化乳製品，其包含蛋白質之流體懸浮液及溶解之鈣鹽；製備穩定劑水溶液，其包含HM果膠及一或多種螯合劑；及之後摻合該穩定劑水溶液及該酸化乳製品，以提供酸化乳飲料，其中該酸化乳飲料之特徵為穩定、光學不透明的可飲用製品。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該酸化乳飲料具有約3.0至約5.0之pH值。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該蛋白質包含基於牛乳之蛋白質、基於植物之蛋白質或其組合。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該HM果膠具有大於約50之甲基酯化程度。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該HM果膠具有約55至約85之甲基酯化程度。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該HM果膠為來源於橘皮之非醯胺化果膠。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該HM果膠具有約59至約77之甲基酯化程度。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該HM果膠以約0.05至約0.5%(w/w)之濃度存在於該酸化乳飲料中。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該一或多種螯合劑包含六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉或其組合。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該一或多種螯合劑以在化學計算量上大於該穩定劑水溶液中存在之鈣離子濃度之量存在於該穩定劑水溶液中，且以在化學計算量上小於該酸化乳飲料中之鈣離子濃度之量存在於 該酸化乳飲料中。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該一或多種螯合劑以約1至約20%(w/w)之濃度存在於該穩定劑水溶液中，且以約0.001至約1.0%(w/w)之濃度存在於該酸化乳飲料中。
  12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該一或多種螯合劑以約5至約20%(w/w)之濃度存在於該穩定劑水溶液中，且以約0.001至約0.5%(w/w)之濃度存在於該酸化乳飲料中。
  13. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該一或多種螯合劑以約10至約20%(w/w)之濃度存在於該穩定劑水溶液中，且以約0.005至約0.1%(w/w)之濃度存在於該酸化乳飲料中。
  14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中製備穩定劑水溶液包含乾式摻合該HM果膠及該一或多種螯合劑，且此後將該乾式摻合物溶解於水性介質中。
  15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中製備穩定劑水溶液包含將該HM果膠添加至包含該一或多種螯合劑之水溶液中。
  16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該穩定劑水溶液係使用去離子水、自來水或其組合來製備。
  17. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該酸化乳飲料包含可飲用的酸乳飲料。
  18. 一種酸化乳飲料，其特徵為穩定、光學不透明的可飲用製品，其包含酸化乳製品、HM果膠及一或多種螯合劑，且具有約3.0至約5.0之pH值，其中：該HM果膠具有約55至約85之甲基酯化程度，且以約0.05至約0.5%(w/w)之濃度存在於該酸化乳飲料中，且該一或多種螯合劑以約0.001至約0.5%(w/w)之濃度存在於該酸化乳 飲料中。
  19. 如申請專利範圍第18項之酸化乳飲料，其中該HM果膠以約0.05至約0.15%(w/w)之濃度存在於該酸化乳飲料中，且該一或多種螯合劑以約0.001至約0.1%(w/w)之濃度存在於該酸化乳飲料中。
  20. 如申請專利範圍第18項之酸化乳飲料，其中該穩定、光學不透明的可飲用製品之特徵為具有小於約2.5%之沈積物。
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