乳制品及方法

專利名稱：：乳制品及方法
技術領域：
：本發明涉及制備包含變性的乳清蛋白的乳清蛋白濃縮物(WPC)的方法。
背景技術：
：熱變性的乳清蛋白的凝集體(Aggregate)已經生產了多年。長期以來，乳白蛋白為通過將乳清加熱直至蛋白質凝聚并變得不溶進行制備的商業化產品。將不溶的物質過濾除掉、洗滌和干燥。已經發現乳白蛋白具有從儲備食品到提高面包和烘焙產品的蛋白質含量的許多用途。還可將耗盡由回收乳白蛋白產生的乳清流的蛋白質用作儲備食品，但另外其處理昂貴。、已經進行許多嘗試以生產更經濟和更具商業有用的變性的乳清蛋白。多數努力是直接針對于通過選擇性去除乳糖含量而提高乳清的蛋白質含量。通過諸如超濾、滲濾和離子交換的現有技術的應用實現使高蛋白質含量成為可能。由于蛋白質具有良好的營養價值，因此這些產品作為食品成分(foodingredients)是有用的。對于多種營養應用，乳清蛋白對最終產品的質感或流變學的影響是有用的。這些應用常依賴WPC具有形成熱誘導的凝膠的能力。在其它應用中，這些凝膠化性質是不期望的。熱變性的(或改性的)乳清蛋白產品已經成為市場中最新的產品種類。近年來，已經發明該種類的多種制造方法。當在合適的條件(>75°C，pH值為約6_8，>6gTS/100g)下加熱時，乳清蛋白質會形成凝膠(Havea,P.，Singh,H.，Creamer,LK.和Campanella,O.H.，乳清蛋白濃縮物溶液的熱處理過程中形成的蛋白質產品的電泳特性(Electrophoreticcharacterizationoftheproteinproductsformedduringheattreatmentoiwheyproteinconcentratesolutions)，JournalofDairyResearch，65，79-91，1998)。在US4，734，287(Singer等人)中有特別直接針對不溶的凝集體的產生以及與其相關的問題的熱變性乳清蛋白領域的綜述。教導了使用加熱和機械作用的組合制備微粒乳清蛋白凝集體的方法。該文獻以全文通過引用并入。W0/2001/005247[Hudson等人]公開了制備包含變性的顆粒的乳清蛋白質凝膠的方法。首先，使用酸或酶處理乳清蛋白以使其水解。在熱處理之后，產生的渾濁、圓錐形的凝膠由于凝集體散射光強而具有不透明的乳白色外觀。混合的凝膠、最終的小団體具有細鏈和微粒狀的物理和功能性質并由中間的鹽濃縮物產生(E.Foegeding等人，(1998))。將線性鏈凝結成較大的凝集體認為是混合凝膠形成的成因機制。可將膠化的物質干燥以產生Iμm至100μm的顆粒。除在80°C下將鋁制冷凍干燥器盤(13.5cmX13.5cm)中的分散體加熱45分鐘或3小時之外，Hudson等人沒有教導關于它們的加熱方法(包括國內產品)。Huss和Spiegel在US6，767，575中公開了在加熱之后使用相對稀釋的蛋白質流(<3%w/v蛋白質)制備微粒狀乳清蛋白的方法，并且與本領域技術人員已知的方法相比，不再進行剪切操作，就此而言在基本上非剪切的條件下進行本發明的方法。由于所提及的不可避免的泵送和攪拌操作，發生的剪切速度通常不大于2000(1至lOOOs—1，優選不大于500s-10成分的熱保持還能在完全沒有攪拌的情況下發生。W0/2007/039296Al[Thorsen和Koeningsfeldt]公開了當應用加熱時影響蛋白質溶液變性的專有機械設備。在EP0520581中，Oudeman教導了使用變性的乳清蛋白制備合成的乳產品的方法，其中將鈣離子加入至相對于固體具有25-50%的蛋白質含量的乳清蛋白濃縮物，且pH值為5.9-6.7，隨后使濃縮物進行熱處理和均質化，然后將產品任選地進行蒸發和干燥。US5，494，696[Hoist等人]公開了乳清蛋白變性方法，其中當通過蒸汽注入直接將其加熱時，通過均質器回收稀釋的乳清滲余物(10-20%的固體且65-95%的固體為蛋白質)。注意的是產品通過管道的流速必須保持足夠高以避免沉積在管壁上并確保假塑性液體的粘度足夠低。通常，當流速為至少2m/s時確保這樣。在熱處理之后立即干燥液體流。據記載產生的粉末的粒徑為約30μm至60μm。Hoist等人聲明令人驚奇的是具有優選為約80%的變性水平和優選為40μm至50μm的平均粒徑的新的、部分變性的乳清蛋白產品具有如此良好的感覺性質并且在品嘗后不含任何含沙感或砂礫感，而如已知的，具有相似粒徑的變性乳清蛋白由于其劣質的感覺性質特別是它們在口中的含沙感而不適合用作生產涼蛋黃醬的添加剤。US2006/0204643[Merrill等人]公開了乳清蛋白濃縮物的熱變性方法，其中將包含天然乳清蛋白的最初的漿料加熱至至少ー些蛋白質變性。如上所述，在約10至約60秒的時間內可將漿料加熱至約140°F至約300°F的溫度。可在至少一部分加熱時間的過程中將漿料混合以減少和/或防止變性的乳清蛋白在蒸煮器的加熱器件周圍凝聚。進行該操作的一種示例性設備是適用于蒸汽注入或具有加熱套管或二者的組合的單或雙螺旋槳混合器或雙螺旋槳擠壓機。當使用雙螺旋槳混合器或擠壓機進行加熱和混合吋，通常將螺旋槳(即螺旋輸送器)排列以使它們重疊從而確保完全混合。加熱過程中或加熱之后，使漿料處于高剪切條件，這使得當乳清蛋白變性時可能形成的凝聚體減少。本文使用的高剪切條件通常是指其中應用10，OOOs1至500，OOOs1的剪切的條件。在ー些方法中，通常在約90°F至300°F的溫度下，通過高剪切混合器或膠體研磨機將漿料剪切約O.01秒至O.5秒。在另一發明中，WO2008/063115Al[TetraLavalHoldings和FinanceSA]公開的方法為在壓力(40巴至80巴)下使用管狀加熱器加熱蛋白質溶液隨后通過在均質機中機械剪切以分解蛋白質凝集體從而形成細顆粒(直徑為3μm至10μm)。在另外兩個公開(EP0412590和EP0347237)[二者均轉讓給聯合利華]中公開了制備微粒乳清蛋白分散體的方法。這兩個公開中，很少使用或不使用剪切，但蛋白質濃度局限于相對稀的溶液(小于15%但優選為約7%的蛋白質)。WO2006057968(WoIfschoon-Pombo[ffolfschoon-Pompo]等人)公開了奶油干釀的制作法，其中使用湍流條件在管狀加熱器中熱處理11%至12%的蛋白質的乳清蛋白濃縮物流以產生90%(d90)小于95μπι且一半的顆粒(d50)小于12μπι的顆粒流。然后可使用另外的剪切(均質化)以實現d90<9μm的非常細的顆粒。在DD236449中，Borgwardt等人公開了能通過在瑞流條件下在85-95°C下加熱5分鐘至20分鐘處理具有8-11%的蛋白質含量、16-22%的固含量和4.2-5.2的pH值的乳清蛋白濃縮物溶液以產生熱穩定非聚集的膠體乳清蛋白懸浮液。通過瞬時冷卻來穩定懸浮液。可將蛋白質顆粒的懸浮液干燥。Borgwardt還教導盡管雷諾數必須超過2000,壁剪切應カ也必須超過12kg/ms2。本領域的技術教導熱處理的蛋白質漿料為剪切稀化的(假塑性液體)。因為沒有其流體的流動特性的更詳細的信息，流體力學的技術人員不清楚如何解釋(因此實施)Borgwardt等人的剪切應カ條件。本發明的目的是提供在高蛋白質濃度下制備變性的乳清蛋白的簡單方法，和/或提供不需要勻漿器或刮面式換熱器而在高濃度下制造變性的乳清蛋白產品的方法，和/或向公眾提供有用的選擇。發明的公開內容在ー個方面中，本發明提供了制備干燥的改性乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流條件下加熱所述溶液，優選在至少500的雷諾數的湍流條件下加熱所述溶液；(C)在熱處理結束時，將經熱處理的物質直接轉移至干燥器；以及(d)干燥經熱處理的WPC或WPI，其中除了在將液體轉化為液滴以促進干燥的情況之外，在干燥之前經熱處理的WPC或WPI不經歷機械剪切過程。在另外的方面中，本發明提供了制備經熱處理的乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流條件下加熱所述溶液，優選在至少500的雷諾數的湍流條件下時加熱所述溶液；優選地，在該方面中所述方法隨后是步驟(C)(C)在熱處理結束時，將經熱處理的物質直接轉移至干燥器以進行干燥或轉移至混合器以與其它成分混合；以及在步驟(c)之前經熱處理的WPC或WPI不發生粒徑減小。在另外的方面中，本發明提供了制備干燥的改性乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流條件下加熱所述溶液，優選在至少500的雷諾數的湍流的條件下加熱所述溶液；(C)在熱處理結束時，將經熱處理的物質迅速轉移至干燥器；以及(d)干燥經熱處理的WPC或WPI，其中除了在將液體轉化為液滴以促進干燥的情況之外，在干燥之前經熱處理的WPC或WPI不經歷機械剪切過程。在另一方面中，本發明提供了制備包含液體乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的混合物的方法，該方法包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流條件下加熱所述溶液，優選在至少500的雷諾數的湍流的條件下加熱所述溶液；以及(C)在熱處理結束時，將經熱處理的物質直接轉移至混合器以與至少ー種其它成分混合，所述成分包括乳、脫脂乳、脂肪、碳水化合物、乳滲余物或脫脂乳滲余物中的至少ー種。其中在與其它成分混合之前，經熱處理的WPC或WPI不經歷機械剪切過程。優選地，在加熱之前將WPC濃縮物的pH值調整為5.O至8.5，更優選為5.5至8.5且最優選為6.O至8.0，最優選為6.5-7.5。優選地，在加熱之前WPC濃縮物的蛋白質濃度為16-40%，更優選為17_30%。在加熱之前可調整WPC濃縮物的鈣濃度。鈣調整可包括通過任何方便的方法即離子交換來消耗鈣，或可為通過加入鈣鹽例如氯化鈣來提高鈣。加熱介質優選為水蒸汽或加熱的水。在本發明各個方面優選的實施方案中，當WPC或WPI溶液流經加熱的流程時，進行熱處理，該流路優選為內徑大于5mm且小于150mm的管。在優選的實施方案中，使用長管狀熱反應器。通常，熱反應器的長度基于其I秒至1000秒的標稱保持時間。反應器末端溶液的溫度可為45°C至150°C，優選為50°C至130°C且更優選為60°C至IlO0Co可使用額定壓カ為3巴至1000巴，優選為5巴至500巴且更優選為10巴至350巴的泵對熱反應器進行供給。可使用輔助泵以對高壓泵進行供給。在一些實施方案中，使用離開流路的產品作為制備食品的成分。在其它的實施方案中，流路供料給干燥器以將包含變性的乳清蛋白復合物的溶液轉化為干燥的產品。在另外的方面中，本發明提供了制備包含至少20%(w/w)的TS作為乳清蛋白的干燥的改性WPC或WPI的方法，優選為至少40%，更優選高于50%，且甚至更優選為50-95%的蛋白質，最優選為52-90%，其包括(a)在pH值為4.7-8.5，優選為5.5-8.5且更優選為6.0-8.0，最優選為6.5-7.5下，制備具有15-50%(w/v)，優選為16-40%，甚至更優選為17-30%且最優選為17-25%的乳清蛋白的水性WPC或WPI；(b)在壓カ為3巴至1000巴，優選為5巴至500巴，最優選為10巴至350巴下，使用高壓泵將蛋白質濃縮物供給至高壓加熱器，產品的流動以產生優選具有至少500的雷諾數的瑞流；(c)將獲得的溶液熱處理至50°C以上，優選大于60°C，更優選大于70°C且最優選大于80°C，直至使蛋白質發生變性；(d)在熱處理結束時，將經熱處理的物質迅速轉移至干燥器；以及(e)干燥經熱處理的WPC或WPI，其中在干燥之前，來自所述熱處理裝置(C)的經處理的WPC流不發生粒徑減小步驟。優選地，熱處理區直接與干燥器的入口聯接。“WPC”是乳清的一部分，從中至少部分去除乳糖以將蛋白質含量増加至至少20%(w/w)ο優選地，WPC具有至少40%,更優選為至少55%(w/w),甚至更優選為至少65%且最優選為至少75%的TS作為乳清蛋白。優選地，相對于從中獲得WPC的乳清的比例，乳清蛋白的比例基本上不變。優選地，WPC是蒸發的乳清蛋白滲余物。為了本說明書的目的，當上下文允許時，術語“WPC”包括WPI。“WPI”是具有至少90%的TS作為乳清蛋白的WPC。在本發明的另一方面中，本發明提供了本發明的各個方法的產品。在本說明書中，術語“滲余物”是指在將乳清或源或乳清、乳或脫脂乳超濾之后的保留部分。這樣的部分的總固體量具有比原料提高百分比的蛋白質和降低百分比的乳糖。在將物質直接轉移的上下文中的術語“直接地”是指將物質從加熱器轉移至下一個指定的步驟沒有任何中間過程。術語“迅速地”是指在2分鐘以內，優選小于I分鐘，更優選小于30秒，最優選小于10秒。本說明書中使用的術語“包括”是指“包含至少一部分”。當解釋本說明書中包括術語“包括”的各個表述時，還可存在除由所述術語引導的特征之外的特征。以相同的方式理解諸如“包含”和“含有”的相關術語。根據實驗的上下文能使用多種方法以評價改性水平)或確定變性的蛋白質(%)。對于不溶的乳清蛋白膠體顆粒的生產，最簡單的方法是在PH值=4.6下檢測被視為不溶物(以沉淀的形式析出)的初始蛋白質的比例。通過HPLC方法能獲得關于改性的更詳細的信息-參見以其整體內容通過引用并入本文的Huss和Spiegel的US6，767，575。在pH值為約4.0-6.4，優選pH值為4.0-6.2，更優選pH值為4.0-6.2且最優選pH值為4.6-6.O下，通過將粗乳清超濾可制備(a)中的WPC起始物質。使用超濾去除水、乳糖和礦物從而產生滲余物流。在超濾過程中可使用滲濾以進ー步降低可透析組分的水平。通常在10-50°C下進行超濾。可使用離子交換以控制蛋白質流的離子含量。在一些實施方案中通過離子交換并使用單價陽離子替換來控制鈣離子水平。在其它的實施方案中，通過加入可溶性食品準入的鈣鹽例如氯化鈣來增加鈣水平。優選通過蒸發進ー步増加WPC的蛋白質濃度。或者，起始物質可為由干燥的WPC或WPI制備的重組乳清蛋白。用于制備WPC的乳清優選為酸性乳清或奶酪乳清。酸性乳清的pH值為約4.6，而奶酪乳清的PH值為約5.6-6.4。加熱時的濃縮物的pH值能根據最終改性的乳清蛋白濃縮物或粉末的所需的功能性質而變化。本領域的技術人員知道在不同PH值下熱處理乳清蛋白將導致改變加熱系統中蛋白質-蛋白質相互作用，從而產生具有不同功能性質的最終產品(Hudson等人在W0/2001/005247中討論了控制關于它們的變性/膠化特性的乳清蛋白流的性質的ー些技術)。使用Kjeldahl氮分析方法并應用6.38的Kjeldahl因子確定用于本說明書目的的乳清或WPC的蛋白質濃度。使用高壓管狀加熱器作為流動管道是優選的，主要是因為其簡單性。加熱時間根據所使用的溫度而變化。在較高的溫度下例如100°c，可能僅需要幾秒。在70°C下，可能需要加熱較長的時間。另外重要的是注意加熱程度是改變最終粉末功能性質的方法。在不同的食品應用中，可能需要大量具有不同蛋白質變性水平的改性的WPC，且本發明提供了制備這些的簡單方法，僅通過改變蛋白質濃度、pH值、離子環境、加熱時間和/或加熱溫度。“高壓加熱器”是指殼狀和管狀加熱器，其中產品通過封裝在加熱室(売)中的管進料進行供給。當產品通過所述管進料時，將優選為水蒸汽或水的加熱介質供給至加熱室。優選地，使用高壓泵將WPC供給至加熱管。根據所需的加熱嚴重程度，可將加熱介質(例如水蒸汽)加壓以實現較高的加熱溫度。本領域的技術人員理解存在能使用的其它形式的加熱系統以實現相同的最終結果。其它的加熱方法可包括歐姆方法和微波方法等。直接的蒸汽注入是優選的加熱方法。噴霧干燥是目前優選的。優選地，為產生液滴流的目的，將熱處理區與裝備有噴嘴或一組噴嘴或旋轉噴霧器或超聲噴霧器的噴霧干燥器直接聯接。通常，將熱處理進行足夠長的時間以使大部分乳清蛋白變性成為不溶的凝集體。優選，熱處理為至少60°C且更優選為至少70°C。70°C_150°C是優選的范圍。最優選地，在75-90°C下加熱溶液。然而，可使用較低的溫度(例如，50-70°C且優選為60-70°C)。加熱時間不僅依據溫度而且依據蛋白質含量以及離子和乳糖含量而變化。通常，在70-80°C的溫度下的加熱時間為30秒至15分鐘，在80-90°C的溫度下的加熱時間為10秒至10分鐘，且在90-100°C的溫度下的加熱時間為I秒至5分鐘。在較高的溫度下，例如伴隨蒸汽注入，時間可降低至例如1-10秒。優選至少30%(w/w),更優選至少50%,甚至更優選至少70%,最優選至少80%的可變性的蛋白質發生變性。本說明書的上下文中的變性百分比是指相對于未加熱對照的峰面積由HPLC測定并計算的未變性乳清蛋白的峰面積的減小的百分比。在第6，767，575號美國專利中描述了該方法。本發明的特征是在湍流下加熱高總固體量(例如>20%)的乳清蛋白濃縮物。由于湍流，熱轉移系數非常高，從而導致快速的加熱。實際上，本發明的方法提供了制造微粒狀乳清蛋白產品的非常有效的方法。將湍流定義為在加熱管中具有足夠的質量流速以提供超過500、更優選超過1000、甚至更優選超過1500且最優選超過2000的雷諾數。這樣的雷諾數是湍流的特征并在流體力學領域中是已知的。雷諾數的測定依賴流體的質量速度及其粘度，其以標稱粘度來定義，根據在將其干燥之前，在均勻的溫度下，在已知的熱處理流體的流速下，沿著已知長度的已知均勻圓形橫截面的水平管的壓降的測定使用哈根-伯素葉方程(Hagen-Poiseuilleequation)來確定。為用于本發明，2，000-50，000的雷諾數是優選的，優選為5,000-30,OOO0術語“不經歷機械剪切過程”是指不使物質經過其中使用諸如勻漿器、膠體研磨機、高壓泵、刮面式換熱器、高剪切的混合器等的機械設備以在其中混合溶液或破碎顆粒的過程。本發明的產品具有廣泛的用途。能將本發明產品用于其中要求高蛋白質含量而不由于添加其的產品質感發生不期望的變化的應用。本發明的WPC適用于精制干酪、酸奶和乳清酥脆食品(W0/2006/019320)。將本發明的WPC用于其中可能需要加入高乳清蛋白水平而不發生最終產品質量的不期望的改變的應用。本WPC允許將乳清蛋白質混合進入零食和方便食品而不產生不期望的質感或味道。例如，WPC可用于向還包含碳水化合物源和脂肪的快餐食品成分添加蛋白質。可通過若需要熔化而熔化脂肪以及將脂肪或油與碳水化合物、和WPC混合然后使混合物凝固來制備這樣的快餐食品。本發明方法的優點是除了用于乳蛋白質流的標準加工方法之外，其僅具有簡單的加熱步驟。本領域的技術人員理解出于經濟原因，高度期望在高的TS下熱處理乳清蛋白的能力。本發明的ー種用途是用于制備高蛋白酸奶。所述方法包括通過將本發明干燥的WPC或WPI與包含酪蛋白的乳混合制備具有至少7%(w/v)，優選為8-20%(w/v)，更優選為10-16%(w/v)的蛋白質的高蛋白酸奶，以及將高蛋白酸奶酸化至pH值為3.8-5.5，優選為4.0-5.0，最優選為4.2-4.7。還包括的是用于制備高蛋白酸奶飲料的方法，其中酸奶具有I.5-15%(w/v)的蛋白質含量，但本發明的乳清蛋白的蛋白質含量為30-90%，優選為40-80%。酸奶可包含干型或液體型乳、乳滲余物、乳蛋白質濃縮物(MPC)、奶油或(若需要與水)混合的乳脂以形成復原奶或標準化的乳組合物。脫脂乳是優選的成分。根據當地規定的要求可將乳高溫殺菌。通常，在酸化之前，優選在70_100°C，更優選為80_90°C，最優選為85_95°C下熱處理高蛋白酸奶，優選為5-20分鐘。最優選通過使用嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilics)和德氏乳酸菌屬保加利亞亞種(Lactobacillusdelbrueckiisubsp.bulgaricus)的混合培養基的發酵進行酸化。嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilics)和任何乳酸菌(Lactobacillus)種的培養基也優選作為德氏乳酸菌保加利亞亞種(Lactobacillusdelbrueckiisubsp.bulgaricus)的培養基。在通過化學酸化進行酸化的情況下，加入葡萄糖酸內酯是優選的。“酸奶(酸乳)”是指從乳制品源以及有活力的微生物或化學酸化劑或二者進行制備的酸性或發酵食品或飲料產品。為了本發明的目的，酸奶還指可包含非乳制品衍生的脂質、調味劑和食品準入的穩定劑、酸和調質劑的酸奶似的產品。術語酸奶也包含經熱處理的酸奶和酸奶似的產品。術語“酸奶”包括酸奶(凝固型或攪拌型)、酸奶飲料和新鮮奶酪(PetitSuisse)。本發明的產品是用于制備具有顆粒含量最小以及分子量大于20kD的乳清蛋白水解產物的優質物質。因此，本發明提供了制備乳清蛋白水解產物的方法，其包括通過本發明的方法制備經熱處理的WPC或WPI以及使其與蛋白酶接觸。這樣的水解產物已經應用于包括嬰兒配方奶粉的營養組合物。還將通過本發明方法制備的WPC和WPI用于制備營養品，包括營養飲料和包括膳食替代產品的專業營養品。能制備專業營養品(有時稱為醫療食品和腸內食品)用于患者和老年人并以液體形式給予。在這類食品的制備中待克服的挑戰之ー是獲得足夠的熱量密度，即kcal/mL或kcal/go在所述領域中，這類食品的熱量密度能從低于0.5kcal/mL變化為至少3kcal/mL。本發明優選的實施方案包括在混合物中加入通過本發明方法制備的經熱處理的WPC或WPI或通過本發明方法制備的水解產物作為成分以形成還包含水和可溶性碳水化合物的營養品，優選還包含油或脂肪。優選地，混合物還包含鈉和鉀鹽以及脂質和維生素源。優選地，將在溫度70°C以上，優選100°C以上，更優選在至少商業化滅菌條件下加熱混合物。優選地，混合物還包含鎂鹽。商業化滅菌條件為使用熱或高壓的應用達到的條件以使產品能夠在配送和儲存過程中保持產品的非冷凍條件(高于10°c)下不含在產品中生長的微生物。發現本發明的成分在制備精制干酪和精制干酪食品以及精制干酪似的食品中具有出人意料的優點。制備精制干酪的方法包括，通過本發明的方法制備乳清蛋白成分，將所述成分與包括奶酪和水的其它成分混合，烹調以形成熔化的精制干酪以及使其冷卻。本發明由前述內容組成并還包括以下僅給出的實施例的部分。附圖簡述圖I示出乳清蛋白加熱器-反應器系統的示意圖。圖2顯示27%乳清蛋白成分的表觀粘度與保溫時間和處理溫度的組合之間的關系O圖3示出條狀物(bar)硬度(使用得自本發明方法的干燥成分的樣品制備的模型營養條狀樣品)和成分樣品的粒徑D[4，3](μπι)之間的關系。圖4示出如由D[4，3](μπι)表示的，模型營養條狀物硬度(如由穿透カ測定的)和干燥之前漿料流的粒徑分布之間的關系。圖5示出由穿透力與加熱溫度以及保溫管時間和以非正式感覺的形式感覺到的砂礫感(與氣泡大小成比例)表達的條狀物質感。圖6示出制備酸奶的流程圖。圖7示出高蛋白質飲用酸奶制造方法的示意圖。圖8示出加熱之前的改性WPC、加熱之后的改性WPC、加熱之前的對照WPC和加熱之后的對照WPC(從左至右)的cP@100S4形式的粘度。圖9示出加熱之前⑴或之后(II)的營養食品配方的照片。A=包含標準WPC的配方=包含改性的WPC的配方；H=加熱。圖10示出除管狀反應器以外制備的粒徑。圖11示出在不同的保溫時間下的改性百分比與出口溫度的點狀圖。實施例下列實驗進一歩例示本發明的實踐。實施例I使用標準商業化超濾/滲濾技術制備新鮮奶酪乳清以生產約20%總含量的滲余物，其中83%為蛋白質。然后，使用稀釋的NaOH將該濃縮物流調整至pH值為6.9，并使用降膜蒸發儀進ー步濃縮至約33%的固體以45°C的出口溫度下生產濃縮物。使用遞送壓カ為250-300巴的高壓泵將溫和的濃縮物(27%w/w蛋白質)以6.3m3/h的流速供給至兩個串聯的高壓蒸汽加熱的殼狀和管狀換熱器。濃縮物在70°C時離開第一高壓加熱器(長度為60m)并在80°C時離開第二高壓加熱器。換熱器具有120m的組合長度且內管直徑為18.85mm。供給至第一加熱器的水蒸汽壓カ為O.6巴(g)且第二加熱器的壓カ為O.96巴(g)。高壓管為額定標號80，316合金不銹鋼管。從第二加熱器出來之后，經熱處理的濃縮物通過24_直徑的管的實驗保溫時間為O秒(無管部分)、45秒(54.Sm)或90秒(107.3m)。在可變的持續保溫階段之后，將經熱處理的濃縮物運輸至噴霧干燥器上部的噴嘴組；管的該部分長度為約56m且內直徑為約24_并提供另外約23秒的停留時間。因此，高壓泵通過加熱器和保溫管(如果存在的話)將蛋白質濃縮物流遞送至干燥器而不需要另外加熱器-反應器系統之后以及噴霧干燥之前的機械剪切誘導設備。在噴霧干燥器下，將經熱處理的濃縮物遞送至8個噴嘴的組并在大于200巴的壓カ下霧化成為滴狀噴霧。使用210°C的進氣溫度和約83°C的室出口溫度。將粉末進ー步干燥，然后在物質的轉移和包裝之前在振動的流化床中冷卻以制備約3.5%濕度和體積密度為約O.57g/mL的粉末。圖I示出乳清蛋白加熱器-反應器系統的示意圖。示出了檢測系統壓カ的點(D1PUDP2和DP3)。使用標準技術測定濕流和干流(產品)粒徑以及粒徑分布(PSD)并使用激光衍射粒社分析儀(Mastersizer2000,MalvernInstrumentsLtd,Malvern,UnitedKingdom)進行。制備營養條狀樣品(l_2kg的批次)并使用模型配方評價硬度。配方包含37.3%的本發明經熱處理的WPC(或使用未變性的WPC392的對照，Fonterra)、34.4%的葡萄糖衆PenfordA2150、17.2%的甘油(Bronson和JacobsAustralia并由Bronson和JacobsNZ提供)、2.9%的麥芽糖糊精、MALTRINMl80、DE23-27(GPCGrainProcessingCo.USA并由SalkatNZ提供)、5·I%氫化的棕櫚仁油(優質植物油(馬來西亞)并由KauriNZ,Wellington提供)、0·5%的卵憐脂(CargillInternational并由Bronson和JacobsNZ提供)、2.6%的水(w/w)。將脂肪稱重放入蒸鍋中并在溫度<40°C下在電熱板上熔化。將葡萄糖漿、甘油、水和卵磷脂稱重放入鍋中并在加熱板上加熱至55°C。·將蛋白質粉末和玉米糖漿的固體稱重并干混在一起。·然后將液體和熔化的脂肪加入至粉末并使用BEAR混合器(Varimixer，17584BMS7BakerPerkinsNZ)在50rpm下混合I分鐘。將混合器停止并將碗的側面刮下來。將混合物再混合30秒直至充分混合。然后將形成的面團放置在覆蓋有塑料膜的桿架(尺寸為600mmX330mmX16mm)中并軋制成型以適合于該桿架。然后在環境溫度下使其凝固過夜。·將凝固的面團切割成約IOOmmX30mmX16mm的塊用于存儲試驗以產生總計66塊。在評價之前，將塊放置在金屬箔袋中、熱密封、貼標簽并在20°C下儲存一周。圖2顯示27%乳清蛋白成分的表觀粘度以及保溫時間和處理溫度的組合之間的關系。本領域已知的是通過一系列過程相繼由連續熱處理變性的乳清蛋白最終產生不溶的凝集體，如果允許所述凝集體達到數十微米的尺寸則在口中產生疏松的塊狀。圖2顯示當在非常高的蛋白質濃度)下進行熱變性時，將所述過程控制在65°C_80°C的溫度內并在約I分鐘或更少的時間內出乎意料地產生一系列新型的產品，并在超過80°C的溫度下以及小于約120秒的保溫時間內產生另外系列的新型產品。不受理論的束縛，當熱處理條件進一歩發展時，較高的溫度(第二)系列的產品可能與逐漸增加的尺寸的不溶凝集體或膠體顆粒的形成有關注意，在圖2中實驗保溫時間之后發生約23秒的另外的保溫時間以運送液體進入干燥器)。圖3示出條狀物硬度(使用來自本發明方法的干燥成分的樣品制備一周之后的模型營養條狀樣品)和成分樣品的體積重均粒徑D[4，3](μπι)之間的關系。作為單獨的變量，圖上標繪的點表示通過圓形尺寸給出的條狀樣品的感覺質感(粒狀核)。(使用1-9級別通過非正式感覺測定粒狀核，其中I-光滑，3-粉末狀，6-沙質和8-粒狀)。使用TA.HD加來自StableMicroSystems,Godalming,England的質感分析儀進行質感分析。通過壓縮進行質感檢測。對照設定距離來測定抵抗(mm)的力。以lmm/s的恒定速度將5mm不銹鋼圓柱形探針擠進塊中達到12mm的壓縮深度，然后以10mm/S的速度撤出。在可能的情況下，在各個條狀樣品的表面上進行三次壓縮。每種乳蛋白質粉末采用兩個條狀物進行評價。從20°C的儲存室中去除樣品并在室溫下進行質感檢測。出乎意料地，考慮使用均質化制備的大量產品的領域，圖3顯示存在一系列加工條件，其中在營養條狀物應用中能制備在ロ中無沙質感的例如>100μm的粗熱聚集的乳清蛋白顆粒而在熱處理之后或熱處理過程中以及干燥之前不均質化。然后，更嚴密地檢測制備該有益的成分所需的加工條件。圖4示出模型營養條狀物硬度(如由穿透力測定的)和如由D[4，3]表示的干燥之前漿料流的粒徑分布之間的關系。在圖4中標繪的第二變量為由圓形尺寸表示的條狀樣品的粒狀核。通常，圖4示出由較大的膠體顆粒產生的更軟的條狀物，通常期望其為由更大量的熱處理產生。然而，圖4表明存在一系列新型條件，其中如從相似尺寸的現有技術的乳清蛋白凝集體預期的，能從不導致口中的砂礫感的粗顆粒(干燥之后)制備成分。塊狀質感表達為穿透力與加熱溫度以及保溫管時間(S)并以非正式感覺的形式感覺到砂礫感(與氣泡大小成比例)。對照為使用未經熱處理的(天然的)乳清蛋白粉末，WPC392(對照392),FonterraCo-operativeGroupLimited,Auckland制備的條狀樣品。表Ia壓降的加工限制權利要求1.制備干燥的改性乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流的條件下時加熱所述溶液；(c)在所述熱處理結束時，將經熱處理的物質直接轉移至干燥器；以及(d)將經熱處理的WPC或WPI干燥，其中除了在將液體轉化為液滴以促進干燥的情況之外，在干燥之前經熱處理的WPC或WPI不經歷機械剪切過程。2.制備經熱處理的乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流條件下加熱所述溶液，優選在至少500的雷諾數的湍流條件下加熱所述溶液。3.如權利要求2所述的方法，其還包括(c)在熱處理結束時，將經熱處理的物質直接轉移至干燥器以進行干燥或轉移至混合器以與其它成分混合；以及(d)在步驟(c)之前經熱處理的WPC或WPI不發生粒徑減小。4.制備干燥的改性乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流的條件下時加熱所述溶液；(c)在熱處理結束時，將經熱處理的物質迅速轉移至干燥器；以及(d)干燥經熱處理的WPC或WPI，其中除了在將液體轉化為液滴以促進干燥的情況之外，在干燥之前經熱處理的WPC或WPI不經歷機械剪切過程。5.制備包含液體乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的混合物的方法，其包括(a)在pH值為4.7-8.5下，提供蛋白質濃度為15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至50°C以上，直至使蛋白質發生變性；所述熱處理包括在湍流的條件下時加熱所述溶液；以及(c)在熱處理結束時，將經熱處理的物質直接轉移至混合器以與至少一種其它成分混合，所述成分包括乳、脫脂乳、脂肪、碳水化合物、乳滲余物或脫脂乳滲余物中的至少一種。6.如權利要求1-5中任一權利要求所述的方法，其中在加熱之前將所述WPC濃縮物的pH值調整為5.0至8.5，更優選為5.5至8.5且最優選為6.0至8.0，最優選為6.5-7.5。7.如權利要求1-6中任一權利要求所述的方法，其中在加熱之前所述WPC濃縮物的蛋白質濃度為16-40%。8.如權利要求1-7中任一權利要求所述的方法，其中當所述WPC或WPI溶液流經內徑大于5mm且小于150mm的加熱的流程時,進行熱處理。9.如權利要求1-8中任一權利要求所述的方法，其中所述溶液流經管狀反應器并在.60°C至110°C的溫度下離開。10.如權利要求9所述的方法，其中使用額定壓力為5巴至500巴的泵對所述管狀反應器進行供料。11.如權利要求1-10中任一權利要求所述的方法，其中所述加熱為直接的蒸汽注入。12.制備乳清蛋白形式的總固體量為50-95%，最優選為52-90%的干燥的改性WPC或WPI的方法，其包括(a)制備具有15-50%(w/v)的乳清蛋白的水性WPC或WPI；(b)在3巴至1000巴、優選為5巴至500巴、最優選為10巴至350巴的壓力下使用高壓泵將蛋白質濃縮物供給至高壓加熱器中，產品的流動實現湍流，優選具有至少500的雷諾數的瑞流；(c)將獲得的溶液熱處理至70°C以上，直至使蛋白質發生變性；(d)在熱處理結束時，將經熱處理的物質迅速轉移至干燥器；以及(e)干燥經熱處理的WPC或WPI，其中在干燥之前，所述來自熱處理裝置(c)的經處理的WPC流不經歷粒徑減小步驟。13.如權利要求12所述的方法，其中熱處理區直接與所述干燥器的入口聯接。14.如權利要求13所述的方法，其中所述干燥為噴霧干燥。15.如權利要求1-14中任一權利要求所述的方法，其中所述湍流的雷諾數超過1000。16.如權利要求15所述的方法，其中所述雷諾數超過1500。17.如權利要求16所述的方法，其中所述雷諾數為2，000至50，000。18.通過權利要求1-17中任一權利要求所述的方法制備的WPC或WPI作為在制造選自精制干酪、酸奶和乳清酥脆食品的產品中的成分的用途。19.增加食品的蛋白質含量的方法，其通過使所述食品的成分包含權利要求1-17中任一權利要求所述的WPC或WPI。20.如權利要求19所述的方法，其中所述食品為快餐食品，制備所述快餐食品的方法包括若需要熔化則將脂肪熔化以及將脂肪或油與碳水化合物和WPC混合并使所述混合物凝固。21.制備酸奶的方法，其包括使所述酸奶含有通過權利要求I或4所述的方法制備的干燥的WPC或WPI作為成分。22.如權利要求21所述的方法，其包括通過將干燥的WPC或WPI與包含酪蛋白的乳混合來制備具有至少7%(w/v)的蛋白質的酸奶以及將所述酸奶酸化至pH值為3.8-5.5。23.如權利要求22所述的方法，其中所述酸奶的蛋白質濃度為8-20%(w/v)。24.如權利要求23所述的方法，其中所述酸奶的蛋白質濃度為10-16%(w/v)。25.如權利要求21-24中任一權利要求所述的方法，其中所述pH值為4.0-5.O。26.如權利要求21-24中任一權利要求所述的方法，其中使用嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)和乳酸菌屬(Lactobacillus)的混合培養基進行酸奶的酸化。27.如權利要求21-25中任一權利要求所述的方法，其中酸化通過化學酸化進行。28.制備包含1.5-15%(w/v)的蛋白質的酸奶飲料的方法，其包括將通過權利要求I或4所述的方法制備的干燥的WPC或WPI與包含酪蛋白的乳混合，以及酸化至pH值為3.8~5.5029.如權利要求21-28中任一權利要求所述的方法，其中所述包含酪蛋白的乳包括乳、乳滲余物或乳蛋白滲余物。30.如權利要求21-28中任一權利要求所述的方法，其中所述包含酪蛋白的乳包括脫脂乳。31.制備乳清蛋白水解產物的方法，其包括通過權利要求1-17中任一權利要求所述的方法制備經熱處理的WPC或WPI以及將經熱處理的WPC或WPI與蛋白酶接觸。32.制備營養品的方法，其包括將通過權利要求1-17中任一權利要求所述的方法制備的經熱處理的WPC或WPI或通過權利要求31所述的方法制備的水解產物作為成分加入至還包含水和可溶性碳水化合物的混合物中。33.如權利要求32所述的方法，其中所述混合物還包含鈉和鉀鹽以及脂質和維生素源。34.如權利要求33所述的方法，其中在70°C以上、優選100°C以上、更優選在至少商業化滅菌條件下加熱所述營養品。35.制備精制干酪的方法，其包括通過權利要求1-17中任一權利要求所述的方法制備乳清蛋白成分，將所述成分與包括奶酪和水的其它成分混合，烹調以形成熔化的精制干酪以及使其冷卻。全文摘要描述了改性的乳清蛋白濃縮物(WPC)或乳清蛋白分離物(WPI)的制備方法。其包括(a)在pH值為4.7-8.5下提供蛋白質濃度為15-50％(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)將所述溶液熱處理至大于50℃，直至使蛋白質發生變性的時間；所述熱處理包括在湍流的條件下時加熱所述溶液。在熱處理結束時，可將經熱處理的物質迅速轉移至干燥器或與其它成分混合。除了在將液體轉化為液滴以促進干燥的情況之外，在所述轉移之前經熱處理的WPC或WPI不經歷機械剪切過程。在期望高蛋白質含量而不期望質感發生變化的情況下，將改性的WPC用于制造食品和飲料。文檔編號A23C21/04GK102665430SQ201080021450公開日2012年9月12日申請日期2010年4月15日優先權日2009年4月15日發明者帕拉塔薩·哈維,彼得·伊爾貝特·懷爾,約翰·愛德華·格蘭特,許居偉申請人:方塔拉合作集團有限公司