生產含乳蛋白酸化飲料的方法
2023-05-21 02:00:21
專利名稱：生產含乳蛋白酸化飲料的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產含乳蛋白酸化飲料的方法，更具體地說，本發明涉及一種用於生產呈乳白顏色半具有很好的外觀及質量的含乳蛋白酸化飲料的方法，在生產過程中，將pH值調至酸性範圍(pH3.0-4.5)後，進行加熱巴氏滅菌處理，以此來抑制主要是由於乳蛋白的增溶作用而引起的乳白顏色的減退和抑制乳蛋白的凝結沉澱。
當生產含乳蛋白的酸化飲料時，通常要進行加熱巴氏殺菌處理。眾所周知，乳白色的減退主要是由於在低於蛋白質等電點的酸性pH範圍內進行高溫加熱巴氏滅菌處理時蛋白質的增溶造成的。這種現象在100℃或更高溫度的超高溫下進行熱巴氏殺菌處理時特別明顯(見JP-B-56-1891，JP-B-56-9895(此處所用的術語「JP-B」指「已審查的日本專利公開文本」))。乳白色的減退也是引起含乳蛋白酸化飲料風味差和外觀不佳的一個因素。也就是說，當懸浮和分散的乳蛋白顆粒由於增溶而減少時，飲用時舌頭所感覺到的柔軟口感和舒適性就降低，質地、飲料的稠度和口味的濃度變得不足，因此會出現一種如辛辣味的異常味道，從而使飲料的風味降低，產品外觀也變得如同半透明肥皂液。在通常的熱包裝條件下(如在95℃下幾秒鐘)和在100℃或100℃以上的超高溫度下加熱時就會出現上述現象。鑑於此原因，生產含乳蛋白的酸化飲料的常規方法是不在100℃或100℃以上超高溫條件下，而是在約80℃下進行熱處理。
然而，含乳組分的飲料往往被微生物利用作為它們的營養源。因此，當強化熱巴氏殺菌處理作為防範措施來防止微生物汙染時，卻難以把溫度和時間控制在這樣的水平，即，含乳蛋白的酸化飲料的經濟價值不被破壞。除巴氏殺菌措施外，還有人建議用添加表面活性劑或各種抗菌劑來防止微生物汙染，但是由於食品添加劑的用量標準及它們對產品風味的影響，這些措施並未產生令人滿意的效果。因此，人們已開始將注意力轉向尋找一種可以有效地控制微生物的措施，這種措施不需添加食品添加劑，而又可以保證產品質量，也就是說保持含乳蛋白酸化飲料的乳白顏色，同時不造成乳蛋白的凝結沉澱。
研究人員已嘗試過用轉穀氨醯胺酶(下面用TGase表示)處理各種蛋白質以改善蛋白質。例如，眾所周知在酸性條件下當許多蛋白質和/或肽的混合物用TGase處理後，蛋白質的溶解性也會有所提高，其結果是因加熱而凝結的蛋白質變為可溶解並且甚至在加熱條件下也能保持穩定性(見JP-A-4-91750(此外所用術語「JP-A」指「未審查的已公開的日本專利申請」))。
然而，當應用通過提高溶解度而使許多蛋白質混合物和其他組分穩定的技術時，可以抑制含乳蛋白的酸化飲料中蛋白質的凝結沉澱，但很難抑制乳白色的減退。換句話說，實際上人們並不知道在酸性條件下，含乳蛋白酸化飲料的熱巴氏殺菌處理中TGase對於防止乳白色的減退和乳蛋白凝結沉澱所起的作用。
本發明的目的是提供一種生產經充分熱巴氏殺菌的含乳蛋白酸化飲料的方法，這種方法在調節pH值後進行熱巴氏殺菌處理時可防止飲料乳白色的減退和乳蛋白的凝結沉澱。
發明人發現在生產含乳蛋白酸化飲料時，在調節pH之前用TGase處理含乳蛋白的溶液，可以在熱巴氏殺菌時提高所含乳蛋白的耐熱性和抑制在酸性條件中乳蛋白的乳白色減退和乳蛋白的沉澱，這樣便完成了本發明。
也就是說，本發明的另外的目的是通過一種生產含乳蛋白酸化飲料的方法達到的，這種方法包括用TGase處理含乳蛋白的溶液而得到經轉穀氨醯胺酶處理的溶液(下面用「經TGase處理的溶液」表示)；酸化所得到的經TGase處理的溶液；將調節了pH值的經TGase處理的溶液熱巴氏殺菌處理而得到含乳蛋白的酸化飲料。
此外，本發明該目的和其它目的是通過用上述方法製得的含乳蛋白的酸化飲料而達到。
根據本發明所述方法，在熱巴氏殺菌處理中通過防止乳蛋白的增溶來抑制含乳蛋白酸化飲料乳白色的減退，並抑制乳蛋白的凝結沉澱，便可得到具有乳白色外觀的含乳蛋白酸化飲料。
在本發明用於生產含乳蛋酸化飲料的方法中，首先要製備含乳蛋白的溶液。
含乳蛋白的溶液並不局限於乳蛋白以溶解或懸浮和分散狀態存在的液體樣物質。也可是含溶液的物質，例如乳蛋白粉或含乳蛋白的物質與水、緩衝溶液或鹽溶液混合捏和而成的物質，只要其中含有乳蛋白並且乳蛋白能與TGase反應即可。
含有乳蛋白的溶液中的乳蛋白的來源並不受特別限制，可從任何動、植物源中得到。含乳蛋白的乳品包括動物乳(如牛奶、羊奶、馬奶)和植物乳(如豆乳)。乳品可以是各種類型的，選自全脂乳、脫脂乳、乳清、由奶粉或濃縮奶製得的再造乳。
在本發明的方法中，調節含乳蛋白酸化飲料中脫脂乳的固體含量至0.1-5.0％wt(乳蛋白含量0.03-1.7％wt)較好，優選0.6-3.0％wt(乳蛋白含量0.20-1.0％wt)。如果固體含量低於0.1％wt，便得不到含乳蛋白酸化飲料的獨特風味。如果固體含量因於5.0％wt，便得不到高粘度增加而產生的誘人風味，並且很難抑制乳蛋白的凝結沉澱。
在本發明的方法中，經TGase處理的溶液是用TGase處理的含乳蛋白的溶液製備的。
TGase是一種酶，它是當肽鏈中ε位的賴氨酸殘基作為醯基受體時在諸如乳蛋白這樣的蛋白質分子上或蛋白質分子之間形成ε(γ-穀氨酸)賴氨酸交聯鍵的一種酶。TGase可不受任何限制地從各種來源獲得，例如從微生物源(如那些屬於鏈輪絲菌枝屬的微生物)，動物來源(如魚、哺乳動物)，或從由生物技術方法製備的物質得到。TGase的例子包括那些在JP-A-1-27471，JP-B-1-50382和JP-A-6-225775中介紹過的。
通過用TGase處理含乳蛋白溶液來製備經TGase處理過的溶液可採用一個公知的方法來實現，如將TGase與含乳蛋白的溶液接觸，在控制反應溫度和時間下進行酶反應。
反應中使用TGase的酶促量為每g乳蛋白0.1-100units，優選1-50units，如果TGase酶促量低於0.1units，在後面介紹的熱巴氏殺菌處理時便得不到令人滿意的效果。如果TGase的酶促量大於100units，則很難控制酶反應。酶反應優選在pH值為4-9，更優選5-8，反應溫度為4-80℃，更優選10-60℃，反應時間為5分鐘-48小時，更優選10分鐘-24小時條件下進行。反應完成後，如必要，可通過加熱使TGase失活。
在本發明的方法中，可將甜味劑，如糖和彩糖加入經TGase處理過的溶液中。這些添加的甜味劑包括單糖(如，葡萄糖、半乳糖、果糖)，雙糖(如蔗糖、麥芽糖、乳糖)，三糖(如棉子糖)，四糖(如水蘇糖)，糖醇(如山梨糖醇、甘露糖醇、赤蘚糖)和高強度甜味劑(如天冬甜素精，甜葉菊提取物，甘草苷、雙氧噁噻嗪K)。當使用高強度甜味劑時，最好將其與糖或糖醇混合後添加。為了得到好的風味和誘人的味道，在經TGase處理過的溶液中甜味劑含量為20％wt或更低，優選15％wt或更低。
本發明的方法中，為了使最終得到的含乳蛋白酸化飲料獲得額外的特別風味，必須通過調節pH值至3.0-4.5來酸化經TGase處理過的溶液，pH值優選3.2-4.0。酸化可通過下述方法進行添加有機酸、無機酸、果汁或其混合物；利用乳酸菌或其它微生物發酵生成有機酸；或將以上方法結合進行酸化。添加的有機酸包括乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、葡萄糖酸、琥珀酸和延胡索酸。添加的無機酸包括磷酸。當含甜味劑時，對pH的調節優選在添加甜味劑之後進行。
在本發明的方法中，為防止微生物汙染，在將調節了pH值的經TGase處理的溶液包裝入符合要求的容器之前、包裝過程中或包裝之後，須經熱巴氏殺菌處理。由於這種熱巴氏殺菌處理可在比常規條件更嚴酷的條件下進行，本發明中充分的熱巴氏殺菌可防止微生物汙染，常規條件，即包裝入容器後在不高於85℃加熱10min進行，如在現有技術中生產含乳蛋白酸化飲料的條件。例如，為了通過巴氏殺菌消除耐熱性的，可形成胞子的微生物，熱巴氏殺菌可在產品裝入容器後進行，優選85℃或更高溫度、更優選90℃或更高溫度條件下加熱10min或更多時間。熱巴氏殺菌也可在97℃下加熱幾秒鐘。經處理的溶液也可以利用片式巴氏殺菌裝置約110℃超高溫巴氏殺菌，然後在約95℃下裝入容器。
在本發明的方法中，甚至在上述的巴氏殺菌條件下分散的蛋白質顆粒的平均粒度可保持在1μm或更小，優選0.5μm或更小。因此在熱巴氏殺菌時乳蛋白的凝結沉澱可被抑制，也能防止飲料乳白色的減退。用調節pH值後經加熱巴氏殺菌防止乳白色減退的辦法，可使所得含乳蛋白酸化飲料具有良好的外觀並能改善飲料的風味。乳白色隨著經TGase處理的溶液中蛋白質含量的不同而有微小變化，但乳白色可通過用顏色測試儀測試的L值進行判定。儘管L值測試一般用於色差測試，但由於L值和乳白色是相互關聯的，所以可作為乳白色的標準。用顏色測試儀(如色差儀，SC-2-SCH型，Suga Test Instruments製造)測得的乳白色的值優選40或更大，更優選45或更大，最優選50或更大。
根據本發明的方法，如上所得的含乳蛋白酸化飲料中可含有用於飲料的作為風味物質和色素的添加劑。這些添加劑的添加時間並不受特別限定，但優選在調節pH值之後進行。
由本發明方法所製得的含乳蛋白酸化飲料甚至在裝入容器內常溫貯存3-12個月，也可以保持乳白色不改變和抑制乳蛋白沉澱的良好穩定性。除了室溫貯存，在約10℃冷存貯存或約55℃條件下貯存時，與現有技術中在將乳蛋白的凝結沉澱和乳白色的減退控制在最小程度內的低熱巴氏殺菌下製得的飲料相比，乳蛋白的貯存穩定性在熱巴氏殺菌處理中能保持相近或更高的水平。
由於本發明的方法中採用了以特定比例的TGase處理乳蛋白得到的經TGase處理過的乳蛋白溶液，可充分進行熱巴氏殺菌處理而不會破壞乳蛋白的營養價值，在熱巴氏殺菌處理時可抑制乳白色的減退和乳蛋白凝結沉澱。因此即使進行了充分的熱巴氏殺菌也很容易得到具有良好外觀和可口性以及良好保藏穩定性的含乳蛋白酸化飲料。
本發明將以如下實施例作更為詳細的介紹，但對本發明並不局限於此。實施例1將45g脫脂乳溶入455g水中製備再造乳。將再造乳加熱至90℃巴氏殺菌，冷卻至50℃然後與0.15g(約10units/g蛋白質)TGase製品(商品名「ActivaTG」，由Ajinomoto Co.Inc.製造；效力1,000units/g)混合。在輕微攪動下，混合物在pH6.8、50℃條件下反應1小時，加熱至80℃然後冷卻至室溫來製備經TGase處理的溶液。也可不添加TGase而重複上述方法製備未經TGase處理的溶液。
將顆粒狀的糖(490g)攪拌溶入500g如上製得的經TGase處理的溶液，通過添加45.6g 20％的結晶檸檬酸溶液將所得到的溶液pH值調至3.5。然後加入5g香草香精和3.96kg水而得到5kg酸化了的經TGase處理的溶液。將這樣製得的酸化了的經TGase處理的溶液裝入罐中(容量為350ml)，將每個裝好的罐密封，然後在95℃下對裝入的溶液進行巴氏殺菌10分鐘。將溶液冷卻便得到了經TGase處理的含乳蛋白的酸化飲料。另一方面，利用未經TGase處理的溶液重複上述相同的方法可得到未經TGase處理的含乳蛋白的酸化飲料。在實施例中，所用的水為離子交換水。如上得到的每種經TGase處理的含乳蛋的酸化飲料和未經TGase處理的含乳蛋白的酸化飲料中的脫脂乳固體的含量為0.9％wt(乳蛋白含量0.31％wt)。
在熱巴氏殺菌後即測定如上所得的每種飲料的白利糖度、酸度、pH值和乳蛋白的平均粒度並在室溫條件下貯存3個月後對它們的表現進行了測定。測定結果如表1所示。就這種情況而論，乳蛋白的平均粒度用一種雷射衍射粒度分析儀(商品名，「SALD-1100」；由Shimadzu Corp.製造)。表現測試是這樣進行的將所得的每種飲料裝入550ml的瓶子內，將瓶子豎放，然後依據如下評判標準肉眼觀察飲料的外觀。
-無沉澱±輕微沉澱+明顯沉澱++明顯沉澱，液體上部澄清由於如上得到的經TGase處理的含乳蛋白的酸化飲料在加熱之後表現出平均粒度微小、L值大的良好表觀特性(乳白色)，很明顯，在熱巴氏殺菌中乳蛋白的凝結沉澱和乳白色的減退被抑制。
此外，當如上所得的每種飲料進行感官測試時，30名品嘗員中的23名明顯傾向於經TGase處理的飲料(顯著水平1％)，這表明飲料的可口性有了改善。表1TGase BrixAcidpH Size L值 OD500 表觀經處理的11.20.173.5 0.26 55.0 0.571±未經處理的 11.20.173.5 0.26 39.5 0.469++(附註)Brix白利糖度(R.Brix)Acid酸度(W/W％)Size平均粒度(μm)L值利用色差計(Model SC-2-SCH，由Suga Test Instruments製造)測得的值(亮度)
OD500將每種飲料用純水稀釋5倍後用分光光度計(Model「150-20」，由Hitachi Ltd.生產)測得的值。
表觀室溫貯存3個月後形成的沉澱量。實施例2如與實施例1所述方法相同的方法獲得酸化的經TGase處理的飲料和酸化的未經TGase處理的飲料各5kg。如上處理的每種溶液用平板加熱器(「NBO2SS-094-6-HHWWW」型，Izumi Food Machinery製造)在110℃下熱巴氏殺菌30秒，在95℃或更高溫度下裝入罐(容積為350ml)中，然後冷卻至室溫。這樣，便得到了熱裝罐的經TGase處理的含乳蛋白酸化飲料和未經TGase處理的含乳蛋白酸化飲料。
利用實施例1中的同樣方法測試所得每種飲料的品質。結果如表2所示。由於如上得到的經TGase處理的含乳蛋白酸化飲料在加熱和熱包裝之後表現出平均粒度微小、L值大的良好表觀特性(乳白色)，很明顯，在熱巴氏殺菌中乳蛋白的凝結沉澱和乳白色的減退被抑制。表2TGase BrixAcidpH SizeL值OD500 表觀經處理的11.20.173.50.2551.3 0.525±未經處理的 11.20.173.51.2432.9 0.447++
權利要求
1.一種生產含乳蛋白的酸化飲料的方法，其中包括用轉穀氨醯胺酶處理含乳蛋白的溶液而得到經轉穀氨醯胺酶處理的溶液，酸化所得到的經轉穀氨醯胺酶處理的溶液，加熱酸化了的經轉穀氨醯胺酶處理的溶液來熱巴氏殺菌處理而得到所述的含乳蛋白的酸化飲料。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述含乳蛋白的酸化飲料具有乳白色外觀，在熱巴氏殺菌處理中可通過防止所述的乳蛋白的增溶來抑制所述含乳蛋白的酸化飲料乳白色的減退並可以抑制所述乳蛋白的凝結沉澱。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述的轉穀氨醯胺酶的用量為每g所述乳蛋白0.1-100units。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述的經轉穀氨醯胺酶處理的溶液被酸化至pH3.0-4.5。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述熱巴氏殺菌處理是在85℃或更高溫度下進行。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述的含乳蛋白的酸化飲料中的乳蛋白含量為0.03-1.7％wt。
7.一種如權利要求1-6中任一權利要求所述方法製得的含乳蛋白的酸化飲料。
全文摘要
本發明公開了一種生產含乳蛋白的酸化飲料的方法，該方法包括用轉穀氨醯胺酶處理含乳蛋白的溶液而得到經轉穀氨醯胺酶處理的溶液；酸化所得到的經轉穀氨醯胺酶處理的溶液；用熱巴氏殺菌處理加熱酸化了的經轉穀氨醯胺酶處理的溶液而得到含乳蛋白的酸化飲料。本發明還公開了一種如上述方法製得的含乳蛋白的酸化飲料。
文檔編號A23C9/152GK1159287SQ96113340
公開日1997年9月17日 申請日期1996年8月29日 優先權日1995年8月29日
發明者渡邊久仁光, 清水潤子, 岡本正文, 添田孝彥 申請人:可爾必思食品工業株式會社, 味之素株式會社