專利名稱：制備濃縮的奶蛋白組分及由其制備加工的乳酪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備用于乳酪生產(chǎn)的濃縮的奶蛋白組分的方法。而且還涉及這種組分在制備乳酪樣凝膠中的用途，以及作為用于生產(chǎn)乳酪和加工的乳酪(processed cheese)的組分的用途。
背景技術(shù)：
利用調(diào)制技術(shù)生產(chǎn)乳酪與乳酪樣產(chǎn)品而不釋放乳清或過(guò)量的液體的許多方法是公知的。由這種方法制備的產(chǎn)品稱為全調(diào)制。眾多濃縮的奶蛋白用作調(diào)制乳酪生產(chǎn)的組分。超濾的奶(滲余物)、奶蛋白濃縮物(MPC)以及滲余物粉是用于乳酪和調(diào)制乳酪加工制造中的組分。用于制備全調(diào)制乳酪的干組分的特性為所述的組分較難將水結(jié)合入及提供含脂肪的穩(wěn)定乳劑。已知粗制凝乳酶處理的奶蛋白能夠影響所述乳酪產(chǎn)品的質(zhì)地，并能夠?qū)⒅疽胨龅牡鞍?水乳劑。
生產(chǎn)乳酪的傳統(tǒng)方法之一是利用奶凝結(jié)酶來(lái)產(chǎn)生凝膠。通常使用凝乳酶(粗制凝乳酶)作為所選的酶。粗制凝乳酶對(duì)乳酪奶的作用是復(fù)雜的。簡(jiǎn)言之，諸如粗制凝乳酶的蛋白水解酶修飾κ-酪蛋白形成對(duì)-κ-酪蛋白。通過(guò)加熱所述的酶處理的奶至高于約20℃可形成凝膠或凝乳。幾乎所有實(shí)踐濃度的酶處理的奶如果不形成凝膠都較難充分濃縮，而凝膠會(huì)損害濃縮過(guò)程。
解決濃縮過(guò)程中酶凝膠化問(wèn)題的主要技術(shù)障礙是為了能夠形成所需要的終產(chǎn)物，最后必需能夠引入或恢復(fù)所述的凝膠化特性，即必須發(fā)現(xiàn)能夠使所述的凝膠化特性在組分制備過(guò)程中關(guān)閉，而隨后需要在乳酪制備中使用時(shí)能夠恢復(fù)的方法。
乳酪制備領(lǐng)域所屬技術(shù)人員公知，酶作用形成的凝膠特性受奶中的鈣離子濃度影響。因此，氯化鈣是天然乳酪制備中允許使用的添加劑，并在凝乳凝膠強(qiáng)度不充分的情況下使用。
已知在奶中，所述鈣在漿液相中的可溶形式和微團(tuán)中的不溶形式(為復(fù)合酪蛋白磷酸鹽化合物)(Singh與Fox，1987)之間分配。兩者之間存在平衡。超濾法與滲濾法組合能夠從奶中去除主要量的溶解鈣。在膜濃縮過(guò)程中，增強(qiáng)溶解鈣的去除的方法是公知的，該方法通過(guò)在處理之前或處理過(guò)程中酸化所述奶或滲余物、或通過(guò)加入鹽、或通過(guò)加入諸如檸檬酸鹽的鈣螯合試劑來(lái)實(shí)施(Bastian，Collinge與Ernstrom，1991)。如果需要通過(guò)粗制凝乳酶加入來(lái)完全抑制凝膠化，就會(huì)在實(shí)踐中和經(jīng)濟(jì)上限制這些試劑的應(yīng)用。隨著滲濾程度的增加，特別是被所加入的促進(jìn)鈣去除的試劑沾染時(shí)，滲濾滲透物的價(jià)格或處理成本就會(huì)變得越來(lái)越不經(jīng)濟(jì)。
已知用粗制凝乳酶處理酪蛋白酸鈉溶液時(shí)，沒(méi)有凝膠形成。然而，當(dāng)加入鈣并加熱時(shí)就能夠形成凝膠(Varnam & Sutherland，1994)。用足以去除至少33％的膠體磷酸鈣的諸如檸檬酸鹽或EDTA的鈣鰲合試劑對(duì)脫脂奶進(jìn)行處理可以去掉粗制凝乳酶引起脫脂奶形成凝膠的能力。但隨后可通過(guò)加入鈣鹽引入凝膠(Udabage，McKinnon和Augustin，2001).
Poarch(美國(guó)專利第4,202,907號(hào))公開(kāi)了具有這些現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn)的方法。所述抑制粗制凝乳酶化的奶蛋白溶液中的凝膠形成的方法可通過(guò)除鈣實(shí)現(xiàn)。在隨后的某個(gè)階段，加入鈣會(huì)恢復(fù)所述粗制凝乳酶化的奶蛋白的凝膠化特性。Poarch制備了粗制凝乳酶化的酪蛋白鈉，其可在無(wú)凝膠化的情況下干燥，并作為組分隨后使用。該組分與水、可溶的鈣鹽和粉碎的肉(香腸糊狀物)混合。在烹飪過(guò)程中，通過(guò)加熱，形成的凝膠能夠在香腸以及其它形成的肉制品中保留脂肪與水分。
需要在奶凝結(jié)酶加入后不形成凝膠的干燥的乳酪組分，其能夠被有效地干燥，并在加入或不加入鈣離子的情況下，通過(guò)加入水并加熱能夠再生形成凝膠。
本發(fā)明的目的是以某種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一迫切的需求，或至少向公眾提供有用的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及制備濃縮的奶蛋白組分的方法，其包括如下步驟提供含奶蛋白的κ-酪蛋白的溶液，所述奶蛋白為膜過(guò)濾滲余物，將所述蛋白溶液的二價(jià)離子含量調(diào)節(jié)到預(yù)定水平，在該預(yù)定水平時(shí)用奶凝結(jié)酶處理后基本沒(méi)有凝膠形成，在適合將所述κ-酪蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)(para)κ-酪蛋白的條件下加入食品級(jí)的奶凝結(jié)酶，同時(shí)維持溶液，失活或去除所述酶來(lái)終止所述轉(zhuǎn)變，及濃縮所述溶液。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述奶蛋白溶液中加入了或存在其它蛋白。
優(yōu)選地，所述其它蛋白在調(diào)節(jié)所述二價(jià)離子含量前加入到所述奶蛋白溶液中。
優(yōu)選地，所述二價(jià)離子為鈣離子。
優(yōu)選地，所述二價(jià)離子含量是利用食品級(jí)的陽(yáng)離子交換劑通過(guò)陽(yáng)離子交換來(lái)調(diào)節(jié)的。
可選擇地，所述二價(jià)離子含量是通過(guò)添加食品級(jí)的單價(jià)陽(yáng)離子源來(lái)調(diào)節(jié)的。
優(yōu)選地，所述單價(jià)陽(yáng)離子為鉀、鈉或氫。
優(yōu)選地，所述食品級(jí)酶為粗制凝乳酶。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述二價(jià)離子含量比其在脫脂奶中的含量降低至少25％。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述二價(jià)離子含量比其在脫脂奶中的含量降低至少30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％或100％。
優(yōu)選地，所述κ-酪蛋白在pH4.5-7.5，溫度0-70℃的條件下轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)κ-酪蛋白。
在另一實(shí)施方案中，所述轉(zhuǎn)變?cè)?0，20，30，40，50或60℃的溫度下進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施方案中，將脂肪或食用油加入到所述的奶蛋白溶液中。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述脂肪為奶油。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述脂肪為奶脂肪。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述奶為全奶。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法是分批方法在另一實(shí)施方案中，所述方法連續(xù)方法。
在另一實(shí)施方案中，所述方法是分批方法與連續(xù)方法的組合。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括加熱所述濃縮的溶液來(lái)形成加工的乳酪的附加步驟。
在另一實(shí)施方案中，所述方法包括在所述加熱步驟前或加熱過(guò)程中將所述濃縮溶液與乳酪制備用組分組合的步驟。
在另一實(shí)施方案中，所述方法包括干燥所述濃縮奶蛋白溶液的附加步驟。
所述方法還可包括用熱水再水合所述干燥的溶液，并混合形成乳酪的附加步驟。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述水在混合之前被加熱。
在可選擇的實(shí)施方案中，所述水在混合過(guò)程中或混合后被加熱。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述水被加熱至30℃-100℃。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述再水合的水含有鈣。
本發(fā)明還包括由上述定義的方法制備的組分。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及由上述定義的組分制備的乳酪。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述乳酪是加工的乳酪。
在另一實(shí)施方案中，所述加工的乳酪是軟乳酪(cheese spread)。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明方法包括將奶進(jìn)行膜過(guò)濾，并回收由此形成的奶蛋白滲余物的預(yù)備步驟。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述膜過(guò)濾為超濾。
在另一實(shí)施方案中，所述超濾包括滲濾。
本發(fā)明還廣泛地包括本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)單獨(dú)或共同涉及或指出的部分、單元和特征，或任意兩個(gè)或更多個(gè)所述部分、單元和特征的任意或所有組合，且當(dāng)本發(fā)明描述的特定整體在本發(fā)明相關(guān)的領(lǐng)域中具有公知的等價(jià)物時(shí)，這種公知的等價(jià)物被認(rèn)為包含在本發(fā)明中，就如同單獨(dú)對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明一樣。
本發(fā)明包括前述以及以下僅以示例方式給出的實(shí)施方案。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明參考附

圖1可更加全面地理解本發(fā)明，該附圖是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的流程示意圖，其包括了多個(gè)可選步驟。
發(fā)明的實(shí)施方式圖1所示方法的說(shuō)明脫脂或全脂奶可從新鮮的來(lái)源獲得，或?qū)B余物粉在內(nèi)的脫脂奶粉、酪乳粉或全脂奶粉，或其組合用可飲用的溶劑再生得到。優(yōu)選的可飲用的溶劑為水和奶。酪乳可用于替代部分的起始奶。
通過(guò)本領(lǐng)域公知的方法可調(diào)節(jié)所述奶的脂肪含量，包括奶油或脂肪的引入或提取。可加入非乳脂肪或植物油?？捎镁|(zhì)化來(lái)分散這種脂肪或油添加物?？蛇x擇地，所述起始奶可用奶滲余物或乳清滲余物強(qiáng)化。
所制備的奶可進(jìn)行巴氏法滅菌。巴氏法滅菌法是本領(lǐng)域公知的。
通過(guò)膜濃縮技術(shù)可將所述的奶濃縮產(chǎn)生滲余物。優(yōu)選地，采用滲濾結(jié)合超濾來(lái)相對(duì)于所述乳糖和礦物質(zhì)濃度增強(qiáng)所述蛋白濃度。超濾與滲濾是本領(lǐng)域公知的方法。可選擇地通過(guò)加入食品級(jí)的酸或普通的鹽來(lái)控制所述超濾或滲濾的執(zhí)行。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述最終滲余物的蛋白與非脂肪固體的比例為42％-95％。
本發(fā)明所用術(shù)語(yǔ)“奶蛋白溶液”包括奶蛋白懸浮液。
可選擇地，超濾前或后，可處理所述的酪蛋白和可溶解蛋白來(lái)控制或改變它們的濃度。優(yōu)選地，可使用離子交換、色譜、pH與溫度處理來(lái)去除或減少所選擇的蛋白或蛋白組分?？蛇x擇地，可加入蛋白，這種蛋白可以是奶蛋白或非奶蛋白。
可選擇地，超濾前或后，可處理所述的酪蛋白和可溶解蛋白來(lái)控制或改變它們的相互作用。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述可溶解的蛋白可部分或全部結(jié)合或化學(xué)連接至所述的酪蛋白。這種處理包括熱處理、化學(xué)(包括pH)處理、物理-化學(xué)(包括壓力)處理或酶改性。
在所述滲余物制備之前或之后，可使用離子交換來(lái)選擇性地去除諸如鈣和鎂的二價(jià)陽(yáng)離子，并用諸如鈉、鉀或氫或其組合的單價(jià)陽(yáng)離子來(lái)替代這些離子。在典型的牛奶中，所述鈣濃度約為30mM，其代表了總二價(jià)陽(yáng)離子濃度的約85％。本發(fā)明的改變鈣濃度的處理?xiàng)l件也會(huì)使存在的所有二價(jià)陽(yáng)離子產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的改變。
足夠的二價(jià)陽(yáng)離子的去除能夠防止在二價(jià)陽(yáng)離子存在下，加入粗制凝乳酶、或者類似的能夠?qū)ⅵ?酪蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)-κ-酪蛋白的食品級(jí)酶、或者能引起酪蛋白溶液形成凝膠的試劑時(shí)形成凝乳、凝結(jié)或凝膠。優(yōu)選使用離子交換來(lái)去除所需量的二價(jià)陽(yáng)離子。可選擇地，通過(guò)混合部分處理和未處理的流程產(chǎn)物(streams)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的二價(jià)陽(yáng)離子水平。
調(diào)節(jié)所述二價(jià)陽(yáng)離子濃度之后，加入凝乳酶(粗制凝乳酶)或類似的能夠?qū)ⅵ?酪蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)-κ-酪蛋白的食品級(jí)酶?？蓪⑺龃种颇槊富娜芤罕３忠欢螘r(shí)間來(lái)使所述的酶與所述的κ-酪蛋白反應(yīng)。
可選擇地，通過(guò)對(duì)所述溶液進(jìn)行加熱可促進(jìn)所述反應(yīng)。
可選擇地，所述κ-酪蛋白轉(zhuǎn)變反應(yīng)的程度可在所選轉(zhuǎn)變程度終止。終止所述反應(yīng)的優(yōu)選方法是用熱使所述酶失活。在所述反應(yīng)階段的完成過(guò)程中，沒(méi)有凝膠形成。
本發(fā)明所用術(shù)語(yǔ)“奶凝結(jié)酶”指能夠?qū)ⅵ?酪蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)-κ-酪蛋白的酶。
可選擇地，通過(guò)加入檸檬酸和/或磷酸的單陽(yáng)離子鹽可改變蛋白的行為。加熱也可與這些鹽聯(lián)合使用。
可選擇地，用于改性所述蛋白的試劑可以用于部分所述加工流程產(chǎn)物(process stream)。未處理的部分可隨后與所述處理的部分混合。
在任何改性所述蛋白的處理過(guò)程的前或后，通過(guò)加入作為酸或堿發(fā)揮作用的試劑可調(diào)節(jié)溶液的pH?？蛇x擇地，所述溶液pH在堿處理步驟及其后的酸處理步驟之間循環(huán)，或反之亦然。優(yōu)選地，通過(guò)直接加入允許的食品級(jí)酸、或在所述溶液中水解成為允許的食品級(jí)酸的前體來(lái)實(shí)現(xiàn)pH的降低。優(yōu)選的食品級(jí)酸化劑為乳酸，優(yōu)選的乳酸前體為葡糖酸-δ-內(nèi)酯(GDL)或乳酐(丙交酯)。優(yōu)選的堿是苛性蘇打。優(yōu)選地，在加入到所述溶液之前稀釋所述pH調(diào)節(jié)劑。在任意pH調(diào)節(jié)前后可調(diào)節(jié)溫度。
可選擇地，在所述加工過(guò)程的任意適合階段均可對(duì)所述加工流程產(chǎn)物進(jìn)行均質(zhì)化。
可選擇地，通過(guò)向所述欲處理的溶液中加入產(chǎn)酸微生物(起始培養(yǎng)物)，并通過(guò)發(fā)酵存在的乳糖部分來(lái)制備所需的酸來(lái)制備酸化劑。這種起始培養(yǎng)物在乳酪生產(chǎn)領(lǐng)域中是公知的。
可選擇地，發(fā)酵與直接酸加入的組合可用于獲得所需要的酸化。
濃縮調(diào)節(jié)至所需最終pH的所述處理的溶液或發(fā)酵物，優(yōu)選使用熱蒸發(fā)來(lái)進(jìn)行。本發(fā)明的重要貢獻(xiàn)是，在所述的濃縮步驟中不發(fā)生凝膠化(即乳酪生產(chǎn)領(lǐng)域中理解的凝乳形成)。
可選擇地，所述濃縮物可直接作為組分在加工的乳酪的烹調(diào)中使用，或者作為作為組分在乳酪或加工的乳酪和加工的乳酪樣產(chǎn)品的制備中使用。
可選擇地，濃縮后，干燥所述濃縮物，使其水分含量達(dá)到能獲得在室溫下貯藏穩(wěn)定的產(chǎn)品的水平。在所述干燥的粉中優(yōu)選的水分含量為低于15％。所述優(yōu)選的干燥方法是噴霧干燥。
可選擇地，在噴霧干燥之前的任意階段，可熱處理所述的溶液來(lái)使所述的蛋白變性。優(yōu)選熱處理在60-140℃進(jìn)行5秒至1小時(shí)。
在一方面，在干燥之前的不同的加工階段，可加入巴氏消毒的奶油、奶脂肪或非乳脂肪或植物油來(lái)調(diào)節(jié)所述產(chǎn)品中的干物質(zhì)中的脂肪含量(fat-in-dry matter)。優(yōu)選地，在加入脂肪或油源之后均質(zhì)化所述的混合物。
可選擇地，在干燥之前或在干燥過(guò)程之中，向所述濃縮物中加入含二價(jià)陽(yáng)離子的溶液，使得在干燥過(guò)程中，所述條件不導(dǎo)致所述組分的凝膠化。
可選擇地，干燥之后或在干燥過(guò)程中向所述粉中加入含二價(jià)陽(yáng)離子的粉狀鹽?？蛇x擇地，在包裝之前，可摻入粉狀的脂肪、奶油、酸化劑或調(diào)味劑。
當(dāng)干燥的粉不是立即使用時(shí)，將其包裝。優(yōu)選的包裝包括能夠使所述組分室溫穩(wěn)定儲(chǔ)存最高達(dá)并包括2年的袋子、桶或包裝系統(tǒng)。
通過(guò)水合及加熱和混合可將所述粉狀乳酪組分轉(zhuǎn)變?yōu)榭墒秤玫娜槔摇？墒褂脭嚢鑱?lái)促進(jìn)所述粉分散進(jìn)溶液之中?？杉尤氲目蛇x組分包括乳酪、奶脂肪、奶油、非乳脂肪或油、脫脂奶粉(SMP)、全脂奶粉、奶蛋白濃縮物(MPC)、酪蛋白鹽、全奶蛋白(TMPTM)、乳清蛋白濃縮物(WPC)、植物蛋白、水膠體或多糖、調(diào)味劑、調(diào)色劑、檸檬酸和磷酸鹽以及食品許可的酸。
如果需要，可調(diào)節(jié)所述混合物的pH。在加熱(烹調(diào))前，優(yōu)選所述混合物的最終pH為5.0-8.0。如果需要，在烹調(diào)之前，可加入起始培養(yǎng)物，并通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生酸。可選擇地，可直接加入酸。優(yōu)選的酸化劑為乳酸、葡糖酸-δ-內(nèi)酯(GDL)、乳酐(交酯)、檸檬酸、乙酸和磷酸。如果需要，可加入堿來(lái)達(dá)到所述烹調(diào)pH。
通過(guò)加熱來(lái)烹調(diào)所述混合物。形成凝膠的優(yōu)選溫度為至少30℃。更優(yōu)選的溫度為至少72℃。優(yōu)選的處理時(shí)間與所述處理溫度反相相關(guān)，優(yōu)選為30秒至1小時(shí)。
可選擇地，在加熱所述混合物之前加入鈣鹽。
可選擇地，在烹調(diào)過(guò)程的某個(gè)階段，將所述pH調(diào)節(jié)至5.0-8.0。
可選擇地，可冷卻所述凝膠化的混合物。在冷卻過(guò)程中或之后，可加入前述列表中的熱敏感組分。冷卻的優(yōu)選方法是刮面熱交換器(scraped surface heat exchanger)、水夾套冷卻或真空快速冷卻。
可選擇地，在包裝之前可對(duì)所述乳酪產(chǎn)品進(jìn)行切割。
可選擇地，在烹調(diào)之前、之后或在包裝之前可加入調(diào)味劑前體。這種調(diào)味劑前體可包括活的微生物或酶，其在包裝的產(chǎn)品中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后可產(chǎn)生調(diào)味劑。
包裝所述烹調(diào)后的混合物。所述包裝的產(chǎn)品可在儲(chǔ)存過(guò)程中可進(jìn)一步冷卻。可維持所述貯藏條件使所述產(chǎn)品成熟和氣味改善。氣味改善和成熟是乳酪生產(chǎn)領(lǐng)域公知的加工過(guò)程。
在最終使用之前，優(yōu)選將所述乳酪產(chǎn)品包裝和冷藏。
在可選擇的實(shí)施方案中，將所述干燥的乳酪組分至于加工的乳酪烹調(diào)機(jī)內(nèi)，并作為組分在加工的乳酪和加工的乳酪樣產(chǎn)品的制備中使用。
另一方面，所述干燥的乳酪組分可用于形成糖果產(chǎn)品、營(yíng)養(yǎng)棒等等?？墒褂酶叩鞍缀颗c強(qiáng)化的乳化和水合特性的獨(dú)特組合來(lái)改善這類產(chǎn)品，這些產(chǎn)品中常含有有限量的用于溶劑化的水。
本發(fā)明制備實(shí)施方案的具體實(shí)施例如下。
發(fā)明的實(shí)施例實(shí)施例1高脂肪、低鈣、粗制凝乳酶化的組分的生產(chǎn)在50℃水中將商業(yè)銷售的三袋25kg的奶蛋白濃縮物(MPC85，ALAPROTM4850)再生為9％總固體含量。將該再生的溶液冷卻至10℃。用3％的乳酸溶液將該冷卻的溶液的pH調(diào)節(jié)至5.85。
離子交換將上述冷卻的pH調(diào)節(jié)后的MPC85溶液通過(guò)含有100L RHOM& HAAS離子交換樹(shù)脂SR1LNa的柱子來(lái)減少鈣濃度。
去除至少90％鈣后，向離子交換后的MPC85溶液中加入196kg的(40％脂肪)奶油。所述混合物中鈣對(duì)蛋白的比例為3,320mg/kg(表1中的1300mg/kg粉基)。這對(duì)應(yīng)于去除了約90％的所述起始奶中的鈣。
冷粗制凝乳酶化將混合物進(jìn)行冷粗制凝乳酶化。向所述除鈣的、奶油強(qiáng)化的MPC85中加入粗制凝乳酶對(duì)蛋白比值為0.25％的澳大利亞雙強(qiáng)度(Australian Double Strength)粗制凝乳酶，并在10℃保持12小時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。
干燥蒸發(fā)所述的粗制凝乳酶化的混合物(50-55℃)至含約40％的總固體，均質(zhì)化并隨后噴霧干燥。
實(shí)施例2粗制凝乳酶作用效率(對(duì)比)將粗制凝乳酶化的溶液(來(lái)自實(shí)施例1)加熱至50℃并保持1小時(shí)使所述反應(yīng)完成。沒(méi)有觀察到沉淀和凝膠形成的跡象。對(duì)第二個(gè)樣品，加入足以沉淀所述蛋白的劑量的氯化鈣溶液。在熱水(50℃)中加熱所述的沉淀，所述沉淀牢固地形成有彈性的mozzarella型稠度，說(shuō)明如果不是缺乏足量的鈣和熱，所述離子交換的滲余物將發(fā)生充分的粗制凝乳酶化(實(shí)施例1的方法中)形成乳酪凝膠。當(dāng)對(duì)非粗制凝乳酶化的離子交換滲余物進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所形成的沉淀細(xì)膩、無(wú)內(nèi)聚粘性，不具備凝膠樣質(zhì)地。
實(shí)施例3熱粗制凝乳酶化盡管通常用粗制凝乳酶以分批方式處理奶，在高于乳酪生產(chǎn)中常用溫度的較高溫度下進(jìn)行有效的粗制凝乳酶化，使得可采用連續(xù)過(guò)程來(lái)進(jìn)行所需加工過(guò)程的粗制凝乳酶化、濃縮和干燥階段。
通過(guò)將商業(yè)銷售的中等除鈣的MPC85粉(NZMP 4861)(約12,800mg Ca/kg粉，即約去除50-60％的鈣)混在水中，并在50℃用高架攪拌器攪拌30分鐘來(lái)再生，得到20％w/w的所述粉末的溶液。溶液的鈣與蛋白的比例為15,100mg/kg。
取該再生溶液的樣品，并快速加入足以沉淀所述蛋白的量的氯化鈣。立即在熱水(50℃)中洗滌所述沉淀，洗滌后，該沉淀的質(zhì)地細(xì)膩、無(wú)內(nèi)聚粘性，且沒(méi)有凝膠樣結(jié)構(gòu)。
向所述溶液的余下部分(在50℃)中，以0.25％的粗制凝乳酶對(duì)蛋白的比例加入澳大利亞雙強(qiáng)度粗制凝乳酶。
在頭2分鐘每隔15秒取樣，隨后每隔5分鐘取樣共30分鐘。對(duì)每一樣品，快速加入足以沉淀所述蛋白的量的氯化鈣溶液，立即在熱水(50℃)中洗滌所述沉淀。洗滌后，所有沉淀的質(zhì)地具有牢固的有彈性的凝膠樣特性，說(shuō)明如果不是缺乏鈣，所述蛋白將被粗制凝乳酶快速轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛐纬扇槔覙幽Y(jié)物的狀態(tài)。
這表明，在50℃和充足的粗制凝乳酶濃度，與所述酪蛋白的反應(yīng)是快速的，且如果去除了足量的鈣，完全粗制凝乳酶化的奶蛋白溶液在至少50℃的溫度不會(huì)成為凝膠。
實(shí)施例4中等鈣熱處理和粗制凝乳酶化的組分的生產(chǎn)干基中含85％蛋白的脫脂奶滲余物(約16％固體)來(lái)自方塔拉合作集團(tuán)有限公司(Fonterra Co-Operative Group Limited)的Hautapu處。以1∶1的比例用去離子水稀釋該滲余物。用藥品級(jí)的氯化鉀將前述的120L SRILNa樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)殁浶?，該氯化鉀由新西蘭奧克蘭的Bronsonand Jacobs PTY Ltd.公司提供。將600L稀釋的滲余物分為360L和240L兩部分。用檸檬酸將該360L批次的滲余物的pH調(diào)節(jié)至約5.9，并通過(guò)離子交換柱來(lái)去除鈣，并用鉀來(lái)替代。所述交換的溶液的pH約為6.8。將120L離子交換的滲余物與180L的非離子交換滲余物混合來(lái)產(chǎn)生鈣/蛋白比例為16,330mg/kg(對(duì)應(yīng)表1中的13,500mg/kg產(chǎn)物基)，且鈣去除量約為所述起始奶的50％的中等鈣滲余物。將該滲余物熱處理來(lái)變性所述的乳清蛋白。所述的熱處理在120℃進(jìn)行約4分鐘。
將粗制凝乳酶加入到所述熱處理的溶液中，在約50℃約30分鐘之后，將該溶液蒸發(fā)至含約20％的固體，隨后進(jìn)行噴霧干燥產(chǎn)生粉末。所述溶液在蒸發(fā)濃縮過(guò)程中不形成凝膠。
實(shí)施例5組分粉末的儲(chǔ)存將根據(jù)實(shí)施例1制備的粉化的乳酪組分放置儲(chǔ)存。在30℃和40℃，在20周內(nèi)根據(jù)顏色與過(guò)氧化水平來(lái)研究所述組分的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。通過(guò)肉眼可檢測(cè)到高于一個(gè)單位的白度指數(shù)的差異。在30℃儲(chǔ)存所述組分顏色是穩(wěn)定的，但在40℃儲(chǔ)存不穩(wěn)定。所有的過(guò)氧化物值(PV)低于敏感檢測(cè)的閾值，說(shuō)明所述組分中的脂肪品質(zhì)良好。此實(shí)驗(yàn)表明，可將該組分儲(chǔ)存并從所述奶供應(yīng)源及時(shí)運(yùn)達(dá)市場(chǎng)，并在方便的時(shí)間與地點(diǎn)制備乳酪。
表1粉的組成

注礦物質(zhì)濃度以mg/kg產(chǎn)物基計(jì)實(shí)施例6再水合和凝膠的形成方法1.將330g的高脂肪、低鈣、粗制凝乳酶化的組分(實(shí)施例1，表1)放入食品處理機(jī)中，并加入242g沸水，在高速下攪拌。驚奇地是，快速地形成了良好的乳酪樣乳化而沒(méi)有脂肪的分離，其與加工的乳酪熔體(melt)相似。
2.一分鐘后，將該混合物傾倒模具中并使其靜置。一旦冷卻至室溫，就能夠?qū)λ鋈槔覙幽z進(jìn)行精細(xì)切割，并在加熱時(shí)與Mozzarella乳酪類似，可熔化延伸。
這意想不到地表明，通過(guò)簡(jiǎn)單地只加入水并加熱就可從低鈣的粗制凝乳酶化的奶蛋白組分制備有用的乳酪產(chǎn)品。
實(shí)施例7用無(wú)脂肪、中等鈣、粗制凝乳酶化的、熱處理組分在食品處理器型混合器中制備的比較產(chǎn)品實(shí)施例(無(wú)鈣的加入)
方法1.將152g無(wú)脂肪、中等鈣、粗制凝乳酶化的、熱處理組分(實(shí)施例4，表1)與178g AMF置于食品處理機(jī)中并扎碎直到形成糊狀2.加入242g開(kāi)水，并在高速下攪拌。此時(shí)脂肪分離，并不易形成乳化。
3.在高能量設(shè)置下，將該混合物放入微波爐中加熱1分鐘。
4.將該混合物返回至所述食品處理機(jī)中，并在高速下攪拌直至乳化形成。
5.將該混合物傾倒入模具中并靜置。
一旦冷卻至室溫，所述乳酪樣產(chǎn)品具有易碎的質(zhì)地，當(dāng)加熱時(shí)不能伸展。
除該乳酪塊的質(zhì)地差異外，該乳酪顯示不同的烤炙特性。與用所述無(wú)脂肪、中等鈣、粗制凝乳酶化的、熱處理組分制備的乳酪(實(shí)施例7)比較，用高脂肪、低鈣、粗制凝乳酶化組分制備的乳酪(實(shí)施例6)具有不同的熔化、伸展和起泡特性。
實(shí)施例6與7顯示，在產(chǎn)品形成階段無(wú)需加入鈣即可生產(chǎn)具有不同質(zhì)地和熔化特性的乳酪樣產(chǎn)品。
實(shí)施例8加工的乳酪切片的制備向低剪切，雙螺桿Blentech CC45混合器/烹調(diào)機(jī)(BlentechCorporation，Rohnert Park，CA)中加入碾碎的、高固體的嫩切達(dá)乳酪(cheddar)(4500g)，碾碎的切達(dá)乳酪40％FDM(1350g)，碾碎的成熟切達(dá)乳酪(800g)，含鹽黃油(810g)，高脂肪粗制凝乳酶化的低鈣粉(實(shí)施例1，表1)(2350g)，鹽(67g)，檸檬酸三鈉(334g)，磷酸氫二鈉(83g)，水(1596g)和山梨酸(11g)。在不加熱的情況下，以130rpm將該混合物混合5分鐘，隨后加入檸檬酸(48g)。將該混合物再混合1分鐘，然后7分鐘內(nèi)用直接蒸氣注入加熱至87℃。一旦目標(biāo)溫度達(dá)到后，將該熱的產(chǎn)品混合1分鐘，隨后將該熔化的物質(zhì)在冷卻臺(tái)上鑄成切片。該冷卻的產(chǎn)品具有處理的乳酪切片的典型的組成與質(zhì)地(pH5.77，水分39.9％)。
驚奇的是，所述除鈣的、粗制凝乳酶化的、含脂肪的組分(實(shí)施例1)快速水合，并分散入乳化液，而并不形成團(tuán)塊和不溶解的顆粒。相反，傳統(tǒng)的奶蛋白濃縮物粉(滲余物粉)當(dāng)用于加工的乳酪熔體時(shí)會(huì)表現(xiàn)出水合緩慢或不良，不易分散的性質(zhì)，并傾向產(chǎn)生含有團(tuán)塊和小的不結(jié)合顆粒的產(chǎn)品。
實(shí)施例9軟乳酪質(zhì)地檢測(cè)利用本發(fā)明的組分制備的加工的軟乳酪的質(zhì)地，并與利用標(biāo)準(zhǔn)MPC70組分和除鈣的MPC70組分制備的對(duì)照比較。通過(guò)檢測(cè)所得產(chǎn)品樣品的彈性系數(shù)G’來(lái)評(píng)價(jià)質(zhì)地。利用Lee S.K.&Klostermeyer H.，Lebensm.-Wiss.U-Technol.，34，288-292(2001)(彈性系數(shù)的詳細(xì)描述參見(jiàn)Ferry(Ferry，J.D.，(Ed.)，聚合物的粘彈性(Viscoelastic Properties ofPolymers)，第三版，New York.John Wiley & Sons.1980))所述方法，使用質(zhì)地分析儀TA AR2000流變儀(TA Instruments-Waters LLC，NewCastle，USA)在20℃獲得的彈性系數(shù)為0.1Hz。對(duì)來(lái)自相同批次產(chǎn)品的不同樣品(不同罐)進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)得到凝膠堅(jiān)固性觀測(cè)值。
軟乳酪樣品制劑從不含添加脂肪的脫脂奶中制備所述的蛋白濃縮物粉。
對(duì)照1利用標(biāo)準(zhǔn)的70％奶蛋白濃縮物(ALAPRO 4700)制備，對(duì)照2利用除鈣的70％奶蛋白濃縮物制備，組分1為根據(jù)實(shí)施例1制備的奶蛋白鹽，其中所述蛋白含量為70％，除組分2進(jìn)行實(shí)施例4的熱處理外，組分2與組分1類似。
蛋白組分組成所用蛋白組分具有如表2所示的組成。
表2.組分組成

利用表3所示的制劑來(lái)制備軟乳酪樣品。
表3.軟乳酪制劑

TSC＝檸檬酸三鈉CA＝檸檬酸軟乳酪的制備利用2L容量的Vorwerk Thermomix TM 21混合烹調(diào)機(jī)(VorwerkAustralia Pty.Ltd.，Granville，N.S.W.，澳大利亞)制備所述的軟乳酪。
將所述的蛋白組分，例如MPC70(70％蛋白(干基)奶蛋白濃縮物粉(ALAPRO 4700，方塔拉合作基團(tuán)有限公司，奧克蘭))，在鹽溶液(13.28g檸檬酸三鈉(Jungbunzlauer GmbH，Perhofen，澳大利亞)，3.35g檸檬酸(Jungbunzlauer GmbH，Perhofen，澳大利亞)，6.0g氯化鈉(PacificSalt，Christchurch，新西蘭)和200g水)中水合。該混合物在4℃水合過(guò)夜。
溫度設(shè)置為100、速度設(shè)置為1的條件下將豆油(AMCO，GoodmanFielder，奧克蘭，新西蘭)加熱1分鐘(這將該油的溫度加熱至60℃)。
將水合的MPC70、乳糖和殘余的水(97.6g)加入到該豆油中。在溫度設(shè)置為85℃、速度設(shè)置為4(2000rpm)的條件下烹調(diào)該混合物7分鐘。在每一分鐘結(jié)束時(shí)將速度設(shè)置為“加速”(12,000rpm)、3秒來(lái)充分混合該乳化液，以及防止燃燒和該乳化液粘到該烹調(diào)機(jī)的壁上。將該熱的乳化液傾注如塑料旋蓋罐中，顛倒，隨后在4℃存放。該軟乳酪最終pH為5.75±0.05。
利用質(zhì)地分析儀TA AR2000(TA Instruments-Waters LLC，NewCastle，美國(guó))檢測(cè)1周時(shí)間的該存放的乳化液的質(zhì)地。小張力振動(dòng)的彈性系數(shù)條件(G’檢測(cè))為20℃，0.1Hz和0.005的張力。
乳化液組合物所述軟乳酪具有額定的組成51.0％水分，31.4％脂肪，10.0％蛋白，5.9％乳糖和其它剩余物1.7％。
質(zhì)地所述軟乳酪的質(zhì)地G’如表4所示。
表4.軟乳酪質(zhì)地的比較

與未處理的對(duì)照比較，本發(fā)明的組分具有增強(qiáng)的軟乳酪質(zhì)地(堅(jiān)固性)。
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權(quán)利要求
1.制備濃縮奶蛋白組分的方法，其包括步驟提供含奶蛋白的κ-酪蛋白的溶液，所述奶蛋白為膜過(guò)濾滲余物，將所述蛋白溶液的二價(jià)離子含量調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)水平，在該預(yù)設(shè)水平用奶凝結(jié)酶處理后基本沒(méi)有凝膠形成，在適合將所述κ-酪蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)κ-酪蛋白的反應(yīng)條件下加入食品級(jí)奶凝結(jié)酶，同時(shí)維持溶液狀態(tài)，失活和去除所述酶來(lái)終止所述轉(zhuǎn)變，及濃縮所述溶液。
2.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中向所述奶蛋白溶液中加入其它蛋白，或所述奶蛋白溶液中存在其它蛋白。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述其它蛋白在調(diào)節(jié)所述二價(jià)離子含量前加入到所述奶蛋白溶液中。
4.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述二價(jià)離子為鈣離子。
5.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述二價(jià)離子含量是用食品級(jí)的陽(yáng)離子交換劑通過(guò)陽(yáng)離子交換來(lái)調(diào)節(jié)的。
6.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述二價(jià)離子含量通過(guò)添加食品級(jí)的單價(jià)陽(yáng)離子源來(lái)調(diào)節(jié)的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述單價(jià)陽(yáng)離子為鉀、鈉或氫。
8.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述食品級(jí)酶為粗制凝乳酶。
9.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述二價(jià)離子含量與其在脫脂奶中的含量相比降低至少25％。
10.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述二價(jià)離子含量與其在脫脂奶中的含量相比降低至少30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％或100％。
11.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述κ-酪蛋白在pH 4.5-7.5，溫度0-70℃的條件下轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)κ-酪蛋白。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)變?cè)?0，20，30，40，50或60℃溫度下進(jìn)行。
13.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中將脂肪或食用油加入到所述奶蛋白溶液中。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述的脂肪為奶油。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述的脂肪為奶脂肪。
16.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述奶蛋白由全奶制備。
17.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，以分批過(guò)程的形式進(jìn)行。
18.如權(quán)利要求1-16中任一權(quán)利要求所述的方法，以連續(xù)過(guò)程的形式進(jìn)行。
19.如權(quán)利要求1-16中任一權(quán)利要求所述的方法，以分批過(guò)程和連續(xù)過(guò)程組合的形式進(jìn)行。
20.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，包括加熱所述濃縮的溶液來(lái)形成加工的乳酪的附加步驟。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其包括在所述加熱步驟前或所述加熱過(guò)程中將所述濃縮溶液與乳酪制備用組分組合的步驟。
22.如權(quán)利要求1-19中任一權(quán)利要求所述的方法，包括干燥所述濃縮奶蛋白溶液的附加步驟。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，包括用熱水再水合所述干燥的溶液并混合形成乳酪的步驟。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中在混合之前加熱所述水。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中在混合過(guò)程中或混合后加熱所述水。
26.如權(quán)利要求23-25中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述水被加熱至30℃-100℃。
27.如權(quán)利要求23-26中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述的再水合用水中含有鈣。
28.權(quán)利要求1-19、22和23中任一權(quán)利要求所述的方法制備的組分。
29.由權(quán)利要求28所述的組分制備的乳酪。
30.如權(quán)利要求29所述的乳酪，其為加工的乳酪。
31.如權(quán)利要求29所述的加工的乳酪，其為軟乳酪。
32.如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，包括將奶進(jìn)行膜過(guò)濾并回收由此形成的奶蛋白滲余物的預(yù)備步驟。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述膜過(guò)濾為超濾。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述超濾包括滲濾。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了制備濃縮奶蛋白組分的方法，其包括步驟提供含κ－酪蛋白奶蛋白的膜過(guò)濾滲余物溶液，將所述蛋白溶液的二價(jià)離子含量調(diào)節(jié)到預(yù)定水平，在該水平時(shí)用奶凝結(jié)酶處理后基本沒(méi)有凝膠形成，在κ－酪蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)κ－酪蛋白但仍保持在溶液中的條件下加入食品級(jí)奶凝結(jié)酶，通過(guò)失活或去除所述酶來(lái)終止所述轉(zhuǎn)變并濃縮所述溶液。所產(chǎn)生的奶蛋白濃縮物組分可用于乳酪的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)A23J1/22GK1835684SQ200480021432
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2004年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者阿利斯泰爾·詹姆斯·卡爾, 克里斯蒂娜·瓊·科克爾, 布賴恩·阿什利·凱爾斯, 彼得·達(dá)德利·埃爾斯頓, 麗麗安·德巴羅斯·費(fèi)雷拉 申請(qǐng)人:方塔拉合作集團(tuán)有限公司