乳蛋白製備及其應用的製作方法
2023-06-21 04:50:11 2
專利名稱:乳蛋白製備及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及新蛋白成分的開發及其應用，特別是在乳酪生產中。
背景技術：
術語「奶蛋白濃縮物(MPC)」指奶蛋白製品，其超過55％、優選75％的非脂乳固體(SNF)是奶蛋白，且酪蛋白與乳清蛋白的比例在98∶2至50∶50之間，優選在90∶10至70∶30之間，最優選在90∶10至80∶20。這類濃縮物是本領域公知的。MPC通常以其乾物質中奶蛋白的百分數附加在「MPC」之後來表示。例如MPC70指70％的乾物質為奶蛋白的MPC。雖然MPC通常不使用非乳成分製備，其還可含有諸如非乳脂肪的添加劑，包括植物脂肪。
術語「奶蛋白分離物」(MPI)指酪蛋白與乳清蛋白的比例基本不變的奶蛋白成分，其中所述乾物質包括超過85％的奶蛋白。這類分離物是本領域公知的。
術語「全奶蛋白」(TMP)指由變性和/或沉澱的乳清和酪蛋白製備的奶蛋白組合物，其超過70％的SNF為奶蛋白。TMP中的乳清蛋白為變性狀態(美國專利第6,139,901號)。這類產物也是本領域公知的。
這些產物(MPC、MPI和TMP)與奶濃縮物的區別在於其蛋白含量較高而脂肪和乳糖含量較低。其與脫脂奶濃縮物的區別在於其蛋白含量較高而乳糖含量較低。
MPC和MPI的一種用途是用於乳酪生產。加入這些成分來增加乳酪生產中使用的奶中的蛋白濃度，可增加乳酪收率並使乳酪生產更加穩定和高效。
使用蒸發和乾燥，可得到乾燥的MPC和MPI。生產乾燥的高奶蛋白濃縮物的關鍵問題是這類產物通常在室溫和≤20℃的溫度下不溶。尤其當奶蛋白含量為85％或更高時問題更明顯。然而，即使當奶蛋白含量低至70％時這也可能有此問題。此外，在該粉末貯藏過程中，其低溫溶解度降低。
乾燥的MPC和MPI也受到以下缺陷的影響，即其與乳酪中「結塊(nugget)」的形成有關。結塊是乳酪中不同顏色的富含蛋白的細小凝膠。一直以來，當使用85％乾物質為奶蛋白的乾燥MPI時，結塊形成都是一個問題。當使用70％乾物質為奶蛋白的乾燥MPC時，某些但不是所有情況下會形成結塊。這些問題可通過將所述乾燥的MPC或MPI與奶混合物後升溫處理來克服。然而，這為乳酪生產工藝增加了額外的步驟和能量消耗。
總而言之，標準的MPC和MPI具有如下缺陷●在水或奶中溶解度較差(≤20℃)●粉末的溶解度在貯藏中降低●當用於乳酪生產時形成結塊的傾向較大在近期發明——公開號為WO 01/41578的國際專利申請的說明書中，公開了製備乾燥的奶蛋白製品(MPCMPI)的方法，其包括鈣處理步驟。所述鈣處理的程度為滿足生產基本無結塊的乳酪。相對於現有技術中對應的乾燥奶蛋白製品，該發明能生產具有如下品質的MPC或MPI，●在水或奶中的低溫(≤20℃)溶解度較高(＞95％)●在貯藏過程中溶解度降低的傾向降低●在乳酪生產中導致形成結塊的傾向降低術語「低溫溶解度」或低溫可溶指在20℃用水重組為5％w/v溶液後，在700×g下離心10分鐘所得沉積物少於5％產物的性能。溶解百分率為上清中的總固體除以離心前溶液中的總固體。
稱量反滲透水(190g)加入不鏽鋼燒杯(600mL)中，並將該燒杯置於20℃的水浴中。使用multristirrer的控制裝置來產生強烈的渦流，通過加入磁力攪拌子對燒杯內的水進行攪拌，並使之達到20℃。
在塑料稱重皿中稱重所述粉末(10g)，並轉移至所述混合的水中，確保所有的粉末都適當混合。將所述溶液混合30分鐘。
在攪拌30分鐘後，用廣口吸管將所述混合溶液的樣品(3-5mL)轉移至預先稱重的總固體皿中(經過預熱和冷卻)。再次稱重該皿。(注意總固體檢測進行兩次)。
將所述混合溶液的樣品(50mL)轉移至50mL離心管中，並在700g下離心10分鐘。
將所述離心管中的上清樣品(3-5ml)轉移至預先稱重的總固體皿中，並將該皿再次稱重。
將所述總固體皿在105℃乾燥5小時。然後將其在乾燥器中冷卻1小時並再次稱重。
如下計算所述粉末的溶解度(上清中的總固體％/溶液中的總固體％)×100。
在乳酪生產中使用MPC和MPI的不足使所述乳清蛋白處於天然狀態。在凝乳形成過程中，這些蛋白留在溶液中，因此與乳清一起被洗除了。這些蛋白佔所述MPC/MPI總奶蛋白的約20％。
使用TMP的優點是所述乳清蛋白處於變性狀態。在凝乳形成過程中，其成為所述乳酪的一部分，從而提高了收率。
TMP的生產如英國專利第1,151,879號的說明書所述。該說明書公開了一種方法，其包括將脫脂奶加熱至一定溫度，在該溫度下所述奶蛋白變性並聚集，其後通過加入酸/和或/氯化鈣使所述奶蛋白沉澱並凝結，最後將所得的共沉澱分離。所述共沉澱的蛋白含量為79-88％重量比，且乳糖含量為1％重量比。
在另一發明，美國專利第3,535,304號的說明書中公開了一類似的發明。該方法包括(a)在高於75℃的溫度下向脫脂奶中加入數量不足以引起沉澱的氯化鈣；(b)將所得混合物加熱至至少75℃、優選85-95℃，從而使乳清蛋白與酪蛋白之間發生相互作用；(c)將所述加熱的脫脂奶保持一段時間，使得可獲得所需的蛋白反應程度；(d)引入沉澱劑，並對所述混合物進行沉澱步驟；(e)在第二保持階段使所述共沉澱形成凝結物；及(f)從母液中分離出所述共沉澱。
類似領域的另一發明，美國專利的3,882,256號的說明書中公開了生產蛋白共沉澱的方法，包括在氯化鈣存在以及給定pH水平的條件下對乳清、乳清濃縮物和低脂肪奶製品進行加熱。然後將該共沉澱回收，用縮聚磷酸鹽溶液洗滌，並隨後乾燥。
上述每一發明均存在至少一種下列問題●對總固體產物量較低的液體(例如乳清和脫脂奶)進行熱處理，因此需對大量物質進行加熱；●因為包括許多步驟，因此所述過程效率不高；●由於蛋白濃度較低，所述加熱過程只能使至多60％的乳清蛋白變性；●共沉澱的形成依賴於向所述加熱的奶中加入鈣或其它沉澱劑；●所得產物(TMP)通常味道不佳。
近期，公開號為WO98/36647的國際專利申請公開了生產味道清淡的TMP的方法。該方法包括在脫脂奶的等電點以下對其進行酸化，其後進行≥90℃的熱處理，調節其pH值至4.6以形成蛋白凝結物，將其從母液中分離，隨後進一步用水對所述凝結物進行洗滌，並用氫氧化鈉使其分離和中和。同樣，該方法存在損失未變性乳清蛋白的缺陷，並因為包括許多步驟而顯得煩瑣。此外，該專利申請將本身限制為使用單價氫氧化物以要求保護高溶解度的所述TMP產物。
近期，另一發明，美國專利第6,139,901號公開了生產共沉澱的方法，其中對包括奶蛋白濃縮物和奶及加入的乳清的中性液態奶組合物用鹼處理以提高pH值、加熱、冷卻、酸化，然後超濾/滲濾。然後將所得濃縮物噴物乾燥得到TMP粉末。所述粉末據稱具有●更可口的味道●在冷水中的溶解度上升●鈣含量上升。
該發明通過選擇適當的工藝條件也可獲得至少一種富含α-乳清蛋白的滲透物。然而，該發明仍存在下列問題●對總固體量較低的液體進行熱處理●許多工藝步驟
●當對MPC滲餘物進行加工時難以操作 鹼處理使粘度上升增加了操作難度 MPC滲餘物的稀釋液的加工成本高本發明的目的是製備乾燥的奶蛋白濃縮物，和/或提供形成凝乳時具有高乳清蛋白保留量的乳酪製造方法，和/或向公眾提供可用的選擇，其中所述乾燥的奶蛋白濃縮物味道更佳且溶解性能良好，且其可形成包含高比例的乳清蛋白的凝乳。
發明內容
本發明包括對高蛋白奶體系進行處理以引起乳清蛋白最大程度的變性。然而，這類處理並不總能產生可溶於水或奶(尤其時在室溫下)的產物。例如，標準的奶蛋白濃縮物含85％的蛋白(MPC85)，當加熱至100℃或更高溫度數分鐘(3分鐘或更長)後，顯示出溶解度下降和/或收率降低，其原因是所述乳清蛋白被排出至乳清中。因為所述乳清蛋白流失到乳清中，因此即使公開號為WO01/24l578的國際專利申請的說明書中所述的低溫可溶性MPC(CS-MPC85)的收率也較低。當在120℃熱處理4分鐘或更長時間時，所述CS-MPC85顯示出大量乳清蛋白進入乳酪中以及良好的溶解性。在熱處理前向所述低溫可溶MPC中加入脂肪和/或乳清蛋白並不影響所述熱處理後的MPC的溶解度和凝乳酶作用能力。
一方面，本發明提供基本不含結塊的乳酪的生產方法，包括(a)將所含SNF中至少55％為奶蛋白的乾燥HY-MPC分散在奶或水或其它水溶液中；(b)用一種或多種凝結酶對所得混合物進行處理以生產凝乳；及(c)對所述凝乳進行加工以製成乳酪；其中，所述乾燥的HY-MPC是含有變性乳清蛋白的MPC或MPI，並且所述乾燥的HY-MPC是脫鈣的奶蛋白製品，其脫鈣程度足以使得能製造基本無結塊的乳酪，其中所述變性使得乳清蛋白結合入乳酪的量高於使用對應不含變性乳清蛋白的MPC或MPI時的量。例如，含85％蛋白的乾燥MPC通常具有2.2％的鈣含量。當該產物脫鈣50％時，乾燥至與所述原料的含水量相同後，所得產物的鈣含量為1.1％。
優選地，所述乾燥HY-MPC所含SNF的至少70％是奶蛋白。
通常，優選使用HY-MPC，其中脫鈣程度滿足提高所述MPC或MPI的低溫溶解度。優選至少40％的所述HY-MPC是可溶的。更優選地，至少80％的所述HY-MPC是可溶的。通過本發明方法製備的乳酪可進一步加工來製備加工乳酪或加工乳酪型製品。
「HY-MPC」或「HY-MPI」是含有變性乳清蛋白的MPC或MPI。當其用於乳酪生產或類似應用時，所述乳清蛋白結合入所述乳酪凝乳中使得與使用現有技術的對應MPC的收率相比其收率更高。用該奶蛋白製品凝結酶處理所得的乳酪的乳清蛋白含量優選佔原料MPC或MPI的總乳清蛋白的50-100％，更優選70-100％，最優選85-100％。這種變性可通過在＞100℃加熱4-15分鐘或任何其它方式實現。
根據所述HY-MPC的蛋白含量所需脫鈣的程度會變化。對所含乾物質的85％為奶蛋白的HY-MPC，需要脫鈣30-100％。相比之下，如果蛋白含量為乾物質的70-80％，則較低的脫鈣程度如脫鈣20％就足夠了。所述「脫鈣百分率」是與未經除鈣步驟(例如陽離子交換步驟、酸化和滲析步驟或用螯合劑處理)的對應MPC或HY-MPC相比鈣量降低的百分率。
另一方面，本發明提供生產乳酪的方法，其包括將脫鈣10-100％、優選30-100％、更優選40-100％的HY-MPC加入含脂肪的奶中或任何其它用作原料的水溶液中。特別地，本發明提供生產乳酪的方法，其包括(a)將所含SNF中至少70％為奶蛋白的乾燥HY-MPC分散在奶中；(b)將所得混合物用一種或多種凝結酶處理以產生凝乳；及(c)對所述凝乳進行加工以製成乳酪；其中，所述乾燥的HY-MPC脫鈣30-100％。
另一方面，本發明提供生產HY-MPC的方法，其與對應的現有TMP工藝(美國專利第6,139,901號)相比所包含的加工步驟更少。該步驟更少的方法不含現有技術中的pH值調節步驟，從而得到相對於現有技術的TMP產物味道基本改善的HY-MPC產物。因此，本發明提供製備乾燥的、溶解度增加的、味道更佳的、具有較高變性乳清蛋白含量的HY-MPC產物的方法，包括(a)提供超濾的脫脂奶或全脂奶，或酪乳，或任何其它蛋白水溶液，
其為水溶液/懸浮液形式，其所含的SNF至少70％為奶蛋白；(b)選用以下至少一種方法從中除去20-100％的鈣離子(i)在離子交換器上以鈉和/或鉀或氫形式進行陽離子交換；(ii)酸化至pH＜7，隨後進行滲析和/或超濾和/或滲濾，或(iii)通過加入螯合劑，和/或用螯合劑結合一部分鈣離子；(c)將所述溶液在優選＞65℃的溫度下加熱足夠長的時間，從而使乳清蛋白變性及與酪蛋白相互作用，所述時間優選＞4分鐘，(d)乾燥以製備乾燥的產物；其中，如果需要，在步驟(b)後及步驟(c)前對所述溶液的pH值進行調節，從而使得步驟(c)對pH值6.0-7.0，優選pH值6.5-7.0的溶液進行加熱。
在某些實施方案中，將步驟(b)的產物與其它奶或其它溶液混合，同時保持至少脫鈣30％。
優選地，在步驟(c)後將所述加熱的溶液濃縮，最優選通過蒸發濃縮。
優選地，所述高變性乳清含量指這樣的含量，即通過凝結酶處理所得的凝乳中的乳清蛋白含量佔來自MPC的總乳清蛋白的50-100％、更優選70-100％、最優選85-100％的含量。
優選地，通過離子交換法除鈣-上述(b)選項(1)，(公開號為WO01/41578的國際專利申請)。
另一方面，本發明提供味道比現有技術的TMP產物更佳的HY-MPC產物的生產方法。因此，本發明提供生產高變性乳清蛋白含量的奶蛋白製品的生產方法，包括(a)提供超濾的脫脂奶或全脂奶、酪乳或任何其它蛋白水溶液，其為水溶液/懸浮液形式，其所含的SNF中至少70％為奶蛋白；(b)除去至少30％的鈣含量；(c)使所述脫鈣產物中的乳清蛋白變性，(d)乾燥以製備乾燥的產物。
在某些實施方案中，將步驟(b)的產物與其它奶或其它蛋白水溶液混合，同時保持至少脫鈣30％。
優選地，在步驟(c)後將所得溶液通過蒸發濃縮。
所述產物是所含奶蛋白佔SNF的至少70％的HY-MPC。所述產物的乳清蛋白含量約相當於脫脂奶的含量。該乳清蛋白含量為變性狀態，因此當該產物用於乳酪生產時提供較高的收率。
可通過任一可引起乳清蛋白變性的處理方法或其組合來實現乳清蛋白的變性，所述處理方法包括直接蒸汽注入；使用板式熱交換器進行間接加熱；電阻加熱；微波加熱；超高壓處理；鹼處理隨後中和(參見，例如公開號為WO 01/52665的國際申請)。
加熱是優選方法，特別是在pH6.0-7.0(優選pH6.5-7.0)及優選＞65℃的溫度下將所述溶液加熱一段足夠使乳清蛋白變性的時間，優選＞4分鐘。
優選的加熱方法是間接加熱。
在本發明方法中，可使用綜合的除鈣方法。此外，在一些優選方法中，通過將脫鈣滲餘物與未經脫鈣的滲餘物混合得到所需的最低值或高於最低值的脫鈣百分率，從而得到所需的脫鈣百分率。
當用於乳酪生產時，脫鈣為本發明產物提供了較高的溶解度和無結塊特性。也沒有在粉末貯藏過程中出現溶解度降低的傾向。由於本發明方法與現有技術的對應TMP方法相比採用更少的步驟，因此不存在產物損失的風險。由於所述乳清蛋白為變性狀態，因此其在乳酪生產中的應用可得到更高的收率。相對於現有技術對應的TMP，其還具有更佳的味道。
除鈣的優選方法和條件如先前申請，公開號為WO 01/241578的國際申請中所述，本文將其引入作為參考。
在通過酸化然後滲析和/或超濾和/或滲濾除鈣的實施方案中，將pH值調節至4.6-6，優選至4.8-5.5。所選膜通常具有10,000道爾頓或更小的標稱截留分子量。優選的超濾膜是標稱截留分子量為10,000道爾頓的Koch S4 HFK 131型膜。可使用任意適合用於調節食物或飲料的pH值的酸來調節所述pH值，其中所述酸例如稀HCl、稀H2SO4、稀醋酸、稀檸檬酸，優選為稀檸檬酸。
當通過加入螯合劑來除鈣時，優選使用的螯合劑包括檸檬酸、EDTA、食用磷酸鹽/縮聚磷酸鹽、食用酸化劑、酒石酸、檸檬酸鹽和酒石酸鹽。優選食品許可的螯合劑。優選地，所述螯合劑與滲析和/或超濾和滲濾結合使用。
優選的陽離子交換器是以負載強酸基團的樹脂為基礎的。優選磺酸鹽基團。
在本發明這個和其它實施方案中所用的強酸陽離子交換樹脂優選為Rohm Haas生產的SRlL Na。該樹脂具有苯乙烯二乙烯基苯共聚物基質。所述官能團是磺酸基，其可為Na+形式，或可選擇地轉化為K+或H+形式。優選使用Na+和K+形式。
使用陽離子交換樹脂，通過控制所述pH值及對鈉或鉀或氫或其混合物形式的選擇，可改變所述產物的味道。
可通過包括熱降膜蒸發及噴霧乾燥在內的標準技術對步驟(c)完成時得到的液體產物進行乾燥。在乾燥前可進行脫水。
所述產物在高蛋白百分含量(例如85％)時的優點是其在冷的水、奶和其它水溶液中的溶解度相對較高。這使得其可以乾燥形式貯藏，而當需要以液態使用時可通過加水進行重組。所述重組材料貯藏後不會如高蛋白百分含量的未脫鈣的乾燥MPC或MPI那樣產生沉澱。
另一方面，本發明提供用本發明方法製備的產物生產乳酪的方法。在乳酪生產中具有可獲得較高蛋白濃度的優點，而避免了形成「結塊」的問題。
在所述陽離子交換器上使用的MPC或MPI優選pH值為5.6-7.0，更優選5.6-6.2。一旦所述MPC或MPI通過所述交換柱，其pH值上升。如果其上升至高於7.0，則通常將其調節至約6.5-7.0，以使其更加美味。
陽離子交換是優選的除鈣方法。
當所述MPC/MPI中超過80％的所含SNF是蛋白時，由於這些蛋白組合物的溶解度很差，因此本發明方法特別有利。
可通過包括降膜蒸發及噴霧乾燥在內的標準技術對本發明方法中待乾燥的液體產物進行乾燥。在乾燥前可進行脫水。
另一方面，本發明提供脫鈣20-100％的乾燥HY-MPC。優選地，脫鈣百分率為30-100％，特別是當所述HY-MPC中85％的所含SNF是奶蛋白。
附圖的簡要說明
圖1.簡化的生產全奶蛋白(TMP)的標準方法(Hiddink，1986)。
圖2.採用離子交換技術生產CS-MPC的流程圖。
圖3.生產HY-MPC的工藝流程圖。
圖4.對5％HY-MPC溶液用凝乳酶處理後所得乳清的SDS-(a)和還原SDS-PAGE(b)圖案。結果表明熱處理後，在所述乳清中僅保留有小部分的乳清蛋白。括號中的數字表明每種產物中的變性/凝聚乳清蛋白的百分比。
圖5.5％HY-MPC溶液及用凝乳酶處理後所得乳清的SDS-PAGE圖案。結果也表明對所述溶液進行熱處理後乳清中保留的乳清蛋白量顯著下降。括號中的數字表明每種產物中的變性/凝聚乳清蛋白的百分比。
圖6.通過低pH的UF方法生產HY-MPC的工藝流程圖。
圖7.從酸化和凝乳酶處理的5％HY-MPC溶液所得的乳清(a)和5％HY-MPC溶液(b)的SDS-PAGE圖案。
藉助以下實施例對本發明的優選實施方案進行了更具體的描述。
其是以說明方式提供的。
實施例以下實施例進一步說明了本發明的實施。
實施例1-MPC溶液的熱處理乳清蛋白的變性進行了實驗室規模的試驗，其中通過在35℃將適量的CS-MPC85粉末(使用公開號為WO 01/41578的國際申請中所述的方法生產)混合在軟化水中進行重組(pH6.9，15％，w/w)。如下條件對四個1L樣品中的每個進行間接加熱●對照-不加熱●85℃加熱7分鐘
●90℃加熱7分鐘●95℃加熱7分鐘將所述MPC樣品輸送通過加熱管，其中通過蒸汽加熱，並調節流速以實現所述時間-溫度的組合。然後將所述加熱後的樣品用5％硫酸酸化(pH 5.6,20℃，然後用凝乳酶處理，0.1％)形成凝乳。分析從每種樣品中獲取的乳清，並如Havea et al.(1998)所述使用SDS-PAGE定量測定變性乳清的量。
結果(圖4)顯示在85℃、90℃和95℃加熱的樣品中分別有62％、74％和83％的乳清蛋白變性/凝聚，並在酸化和凝乳酶處理後成為凝乳的一部分。結果表明在這些加熱條件下可獲得高水平的乳清蛋白變性。
在第二套加熱實驗中，樣品製備如實施例1所述，但加熱處理是在110℃(流程1)和120℃(流程2)進行。如上所述，對所述加熱的樣品進行酸和凝乳酶處理，並對所得乳清進行分析。
結果顯示在所有加熱樣品中＞90％的乳清蛋白變性/凝聚，並成為凝乳的一部分(圖5)。
實施例2-標準MPC85與CS-MPC85的低溫溶解度比較將標準的MPC85滲餘物在120℃熱處理4分鐘，蒸發，然後噴霧乾燥來製備高溫熱處理的(HHT-MPC85)。將CS-MPC85滲餘物(國際申請WO 01/41578)也在120℃熱處理4分鐘，之後蒸發並乾燥得到HY-MPC85。測定所述產物的溶解度並總結在下表中。如以上公開內容所述測定粉末的溶解度。當所述溫度為60℃時，所述方法修改為將水浴維持在60℃。
表1.在20℃和60℃的水中重組的各種熱處理MPC粉末的溶解度
實施例3-從低-pH超濾MPC85滲餘物或H+-離子處理的MPC5滲餘物生產HY-MPC從NZMP(前Anchor Products)Hautapu得到蛋白含量佔SNF的85％的脫脂奶超濾滲餘物。然後將該滲餘物分成兩股物流。一股物流用去離子水(～9℃)稀釋使總固體含量為2％。用1M的H2SO4將pH值調節至pH3.5。將該pH調節後的滲佘物分成兩股物流A和B。將物流A進一步超濾除鈣。將其稀釋(～8％TS)然後用10％的苛性鹼將pH值調節至6.9，並與未處理的原料物流混合。該MPC標記為UF-HY-MPC。
將物流B通過H+樹脂來除鈣。用10％的苛性鹼將物流B的pH值調節至6.9，並將其與未處理的原料物流混合。該MPC標記為H+-HY-MPC。
分析表明所述兩種物流的最終混合物的鈣含量約比原料MPC85滲餘物的鈣含量低35％。然後對該滲餘物進行熱處理，隨後噴霧乾燥得到UF-HY-MPC(參見圖6)和H+-HY-MPC。結果表明用低-pH超濾法、H+-離子交換法製備的HY-MPC粉末和用離子交換法製備的HY-MPC粉末(以上實施例2)具有類似的脫鈣水平，且在20℃和60℃均具有類似的溶解度水平。
表2.根據實施例2的方法在20℃和60℃的水中重組的各種熱處理MPC粉末的溶解度
粉末1來自以上實施例2。
實施例4-中試裝置實驗從NZMP(前Anchor Products)，Hautapu得到總固體為17％的脫脂奶超濾滲佘物。然後將該滲餘物分成兩股物流。對一股物流進行離子交換，然後與另一物流混合(合併物流中脫鈣～30％)，將其加熱至120℃4分鐘，然後蒸發(總固體～23％TS)，再噴霧乾燥。進行了三種流程●流程1.不經加熱對所述脫脂奶UF滲餘物進行脫鈣(～30％)、蒸發然後噴霧乾燥(對照)；●流程2.對所述脫脂奶UF滲餘物進行脫鈣(～30％)、加熱(120℃4分鐘)、蒸發然後噴霧乾燥；●流程3.對所述脫脂奶UF滲餘物進行脫鈣(～30％)、將pH值調節至6.5、加熱(120℃4分鐘)、然後噴霧乾燥。
離子交換過程所用方法的細節如國際申請WO 01/41578的實施例1中所述。
將所述粉末重組(5％TS)，將pH值調節至5.6，然後用凝乳酶處理，用SDS-PAGE對從這些樣品獲得的乳清進行分析。
這些樣品的定量SDS-PAGE圖案(圖7)顯示加熱流程(流程23)的粉末中＞90％的乳清蛋白屬於所述酪蛋白，即所述乳清蛋白是變性的。實施例5-貯藏後的水溶性能結果將20g量的實施例4試驗中所得的HY-MPC粉末樣品在40℃貯藏。在不同時間取出每種粉末的樣品，並用上述方法分析溶解度。
結果(表3)顯示，與標準的商業銷售的MPC85粉末相比，所述HY-MPC粉末的溶解度均保持良好。
表3.在40℃貯藏後的HY-MPC粉末在20℃的溶解度(％)
1中試裝置的標準MPC85
2標準的商業銷售的MPC85實施例6-用HY-MPC製備乳酪將實施例4試驗中所得的HY-MPC粉末(各含85％的奶蛋白)在乳酪製備中進行檢驗。
將新鮮的全奶標準化，使其蛋白對脂肪的比例為0.8，並將其用作粗原料。向所述乳酪奶中加入0.02％w/w的氯化鈣。向四份4L的奶中每份加入0.5％w/w的一種所述HY-MPC粉末，同時將所述奶在20℃緩緩攪拌30分鐘。然後將所述混合物加熱至32℃，並加入細菌起子。當所述乳酪奶的pH值降至約6.4時，加入凝乳酶。使所述混合物形成凝乳，同時保持溫度(32℃)。將該凝結物切割為2-cm的方塊，然後將溫度升至38℃並維持40分鐘，其中每10分鐘混合一次，然後除去乳清。在調節所述凝乳的pH值的同時，收集凝乳並輕輕地進行手動擠壓。當所述凝乳的pH值降至pH 5.6時，將所述凝乳加壓過夜。早晨將所述乳酪切開，並目測檢查乳酪結塊。
所有的HY-MPC粉末均良好地分散在奶中，不存在潤溼不夠並漂浮在奶上面的未溶解的結塊。所有重組奶的pH值均類似，在32.5℃檢測時在6.5-6.8之間。
通過標準的賽達酪(cheddar)方法製備乳酪。所用凝乳酶為AustralianDS。所有的乳酪均未顯示出含乳酪結塊。
實施例7-使用HY-MPC製備乳酪中試裝置試驗將以上實施例4試驗中所得的HY-MPC粉末用於中試規模的乳酪生產試驗。將蛋白/脂肪比例為0.8的標準化的奶分成三份，每份10kg。除對照外，向每份中加入67g的MPC85粉末，將該奶用於中試裝置的乳酪生產。用起子培養物和凝乳酶對樣品進行處理。所述份是●份1.對照1-不加MPC；●份2.對照2-將67g來自以上實施例3流程1的MPC85粉末加入所述奶中；●份3.將67g來自以上實施例4流程2的HY-MPC粉末加入所述原料奶中。
通過以下的標準賽達酪製備工藝由所述各份奶製備乳酪。測定在排放和擠壓步驟中從每份中收集的乳清重量。分析原料奶、合併的成分混合物、乳清和最終乳酪樣品的組分。通過質量守恆確定每份中從所述MPC組分回收的總蛋白量(％)。
結果(表4)顯示加入HY-MPC(份3)的乳酪樣品的乳酪收率高於對照組(份12)的收率。當使用HY-MPC時，由於加入MPC成分使蛋白回收率為97.9％。對份2，由於加入CS-MPC成分使蛋白回收率為85％。結果顯示這些HY-MPC粉末中的變性乳清蛋白結合入所述乳酪中，因此提高了收率。約90％的源自HY-MPC的乳清蛋白被結合，相比之下源自CS-MPC85的乳清蛋白僅約～30％結合。
表4.計算源自MPC成分的蛋白回收率
上述實施例示例性地說明了本發明的實施。本領域所屬技術人員應當理解，採用多種修改和變換仍可實施本發明。例如，進行脫鈣的材料可具有各種蛋白濃度和pH值，脫鈣方法可以改變，脫鈣百分率和乾燥方法可以變化，且熱處理時間和溫度也可改變。此外，變性百分率也可變化以獲得適當的經濟和功能的利益。
參考文獻Havea,P.,Singh,H.,Creamer,L.K. Campanella,O.H.(1998).Electrophoretic characterization of the protein products formed during heattreatment of whey protein concentrate solutions.Journal of Dairy Research,65,79-91.
Hiddink,J(1986)Isolation of total milk proteins.In Food Engineering and ProcessApplications.Vol.2.Unit Operation.Elsevier Applied Science PublishersBarking Series:International Congress on engineering and food.4,1985.Edmonton其它書參照1.公開號為WO 01/41578的國際申請2.英國專利第1,151,879號3.美國專利第3,535,304號4.美國專利第3,882,256號5.公開號為WO 98/36647的國際申請6.美國專利第6,139,901號7.公開號為WO 01/52665的國際申請
權利要求
1.生產基本無結塊的乳酪的方法，包括(a)將所含SNF中至少55％為奶蛋白的乾燥HY-MPC分散在奶或水或其它水溶液中；(b)將所得混合物用一種或多種凝結酶處理以產生凝乳；及(c)對所述凝乳進行加工以製成乳酪，其中，所述乾燥的HY-MPC是含有變性的乳清蛋白的MPC或MPI，並且所述乾燥的HY-MPC是脫鈣的奶蛋白製品，其脫鈣程度足以能製造基本無結塊的乳酪，其中所述變性使得乳清蛋白結合入乳酪的量高於使用對應不含變性乳清蛋白的MPC或MPI時的量。
2.如權利要求
1所述的方法，其中所述乾燥的HY-MPC所含SNF中至少70％為奶蛋白。
3.如權利要求
1或2所述的方法，其中所述HY-MPC產物的溶解度高於未脫鈣的MPC或MPI的溶解度。
4.如權利要求
3所述的方法，其中至少40％的所述HY-MPC是低溫可溶的。
5.如權利要求
1-4中任一權利要求
所述的方法，其中對所述乳酪進行進一步的加工以生產加工乳酪或加工乳酪製品。
6.如權利要求
1-5中任一權利要求
所述的方法，其中所述HY-MPC的乳清蛋白總量的50％-100％含在所述乳酪中。
7.如權利要求
1-6中任一權利要求
所述的方法，其中通過在超過100℃加熱4-15分鐘來製備所述HY-MPC。
8.如權利要求
1-7中任一權利要求
所述的方法，其中所述HY-MPC的85％的乾物質為奶蛋白，且脫鈣30％-100％。
9.如權利要求
1-7中任一權利要求
所述的方法，其中所述HY-MPC的70-80％的乾物質為奶蛋白，且脫鈣20％-100％。
10.生產乳酪的方法，包括將脫鈣10-100％的HY-MPC加入用作原料的含脂奶或任何其它水溶液中的步驟。
11.生產乳酪的方法，包括(a)將所含SNF中至少70％為奶蛋白的乾燥HY-MPC分散在奶中；(b)將所得混合物用一種或多種凝結酶處理以產生凝乳；及(c)對所述凝乳進行加工以製成乳酪；其中，所述乾燥的HY-MPC是含有變性的乳清蛋白的MPC或MPI，並且所述乾燥的HY-MPC是脫鈣的奶蛋白製品，其脫鈣程度為30-100％，其中所述變性使得乳清蛋白結合入乳酪的量高於使用對應不含變性乳清蛋白的MPC或MPI時的量。
12.製備乾燥的、溶解度增加的、具有高變性乳清蛋白含量的HY-MPC產物的方法，包括(a)提供超濾的脫脂奶或全脂奶，或酪乳，或任何其它蛋白水溶液，其為水溶液/懸浮液形式，其所含SNF中至少70％為奶蛋白；(b)選用至少一種以下的方法從中除去20-100％的鈣離子(i)在離子交換器上以鈉和/或鉀或氫形式進行陽離子交換；(ii)酸化至pH＜7，隨後進行滲析和/或超濾和/或滲濾，或(iii)通過加入螯合劑，和/或用螯合劑結合一部分鈣離子；(c)將所述溶液在一定溫度加熱足夠長的時間，從而使乳清蛋白變性及與酪蛋白相互作用，(d)乾燥以製備乾燥的產物；其中，如果需要，在步驟(b)後對所述溶液的pH值進行調節，從而使得步驟(c)對pH值為6.0-7.0的溶液進行加熱。
13.如權利要求
12所述的方法，其中，如果需要，在步驟(b)或(c)後對所述溶液的pH值進行調節，從而使得在步驟(d)對pH值為6.5-7.0的溶液進行加熱。
14.如權利要求
12或13所述的方法，其中所述高變性乳清蛋白含量是這樣的含量，即用凝結酶處理產生的凝乳的乳清蛋白含量為來自MPC的乳清蛋白的50-100％。
15.如權利要求
12-14中任一權利要求
所述的方法，其中步驟(b)通過在離子交換器上進行陽離子交換來實現。
16.如權利要求
12-15中任一權利要求
所述的方法，其中將步驟(b)的產物與另一種奶或其它蛋白水溶液混合，同時保持脫鈣至少30％。
17.如權利要求
12-16中任一權利要求
所述的方法，其中通過在步驟(d)前進行蒸發來對步驟(c)得到的加熱的溶液進行濃縮。
18.製備包含至少70％的奶蛋白並具有高變性乳清蛋白含量的奶蛋白製品的方法，包括(a)提供超濾的脫脂奶或全脂奶，酪乳或任何其它蛋白水溶液，其為水溶液/懸浮液形式，其所含的SNF中至少70％為奶蛋白；(b)除去至少30％含量的鈣；(c)通過將所述溶液在pH6.0-7.0以及一定溫度下加熱足夠長的時間使脫鈣產物中的乳清蛋白變性，或通過應用超高壓處理來使所述脫鈣產物中的乳清蛋白變性，(d)乾燥以製備乾燥的產物，其具有大約與脫脂奶的乳清蛋白含量相同的變性乳清蛋白含量。
19.如權利要求
18所述的方法，其中所述乳清蛋白的變性通過選自如下處理方法或其組合的方法來實現直接蒸汽注入；使用板式熱交換器進行間接加熱；電阻加熱；微波加熱；及超高壓處理；及鹼處理隨後中和。
20.如權利要求
18所述的方法，其中所述變性是通過加熱處理實現的。
21.如權利要求
20所述的方法，其中所述加熱處理通過將所述溶液在pH6.0-7.0以及一定溫度下加熱足夠長的時間來實現，其中所述時間長度足夠使乳清蛋白變性。
22.如權利要求
20或21所述的方法，其中所述加熱是間接加熱。
23.如權利要求
18-22中任一權利要求
所述的方法，其中將步驟(b)的產物與另一種奶或其它蛋白水溶液混合，同時保持脫鈣至少30％。
24.如權利要求
18-23中任一權利要求
所述的方法，其中通過在步驟(c)前進行蒸發來對步驟(c)得到的加熱的溶液進行濃縮。
25.脫鈣20-100％的乾燥HY-MPC。
26.如權利要求
24所述的乾燥HY-MPC，其中所述脫鈣百分比為30-100％。
專利摘要
本發明提供乾燥的具有高變性乳清蛋白含量的脫鈣奶蛋白濃縮物。本發明還提供了製備該產物的方法。該產物用於製備乳酪，尤其用於降低乳酪中結塊(不同顏色的富含蛋白的細小凝膠)的形成。在一個實施方案中，在乾燥之前降低奶蛋白濃縮物的鈣含量，並使用熱處理使乳清蛋白變性，從而得到所述產物。
文檔編號A23C19/05GKCN1731933SQ200380107564
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月22日
發明者加努加帕提·維賈雅·巴斯卡爾, 帕拉塔薩·哈維, 彼得·埃爾斯頓 申請人:方塔拉合作集團有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan