無過敏原的食品組合物的制作方法
【專利摘要】本發明提供了無過敏原的食品組合物,其能通過如下步驟獲得:(a)以本身已知的方式加熱原料乳,從中去除固體并脫去乳脂,(b)將這樣獲得的脫脂乳進行微濾,(c)將作為第一滲透物得到的細乳清進行超濾,(d)蒸發所獲得的第二滯留物至干物質的重量百分比為30-50%,(e)將得到的乳清蛋白濃縮物在至少一種蛋白水解酶的存在下進行至少一個水解步驟,(f)將得到的水解產物進行熱處理,以及最后(g)將最終產品脫水。
【專利說明】無過敏原的食品組合物
【技術領域】
[0001]本發明屬于乳制品領域,涉及基于乳蛋白水解產物的無過敏原食品組合物及其生產工藝。
【背景技術】
[0002]對專門適合于嬰幼兒的需求的牛奶和乳制品二者的過敏基本上是由于源自乳漿或乳清的蛋白質不同于母乳中的蛋白質這樣的事實,且可因此構成過敏原。其中,要提到的主要過敏原是α-乳白蛋白(aLA)、β -乳白蛋白(bLG)、且在較小程度上,還有免疫球蛋白(特別是IgG)以及血清白蛋白(BSA)。
[0003]本【技術領域】的技術狀態提供了用于生產低過敏原的乳制品的許多工藝。一般來說,甜乳清是通過添加粗制凝乳酶(rennet)后的凝固而從奶酪乳或還原乳(vat milk)獲得的起始產物(starting product)。接著通過超濾,甜乳清轉變為乳清蛋白濃縮物,然后,使用肽鏈內切酶(優選地,胰蛋白酶)水解乳清蛋白濃縮物,如例如EP0226221B1中所描述的。提供作為最終步驟的超濾的用于生產乳清蛋白水解產物的工藝也可從例如出版物GB2043651A 或 W01987003785A1 (Samuelsson)獲知。
[0004]水解也可在多個步驟中進行,其中所述步驟通過熱處理步驟彼此分離以便使仍然存在的蛋白質變性并使它們更容易被水解。這樣的工藝例如在EP0322589B1 (Nestle)中有所記載。
[0005]EP0353122A1提出了使用胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的酶混合物以生產不包含任何具有超過5,000道爾頓的分子量的肽的乳清蛋白水解產物。在這種情況下,水解之后也是超濾或透濾。
[0006]國際專利申請W01993004593A1 (TEAGASC)公開了一種用于生產低變應原的乳清蛋白水解產物的方法,其中,用蛋白水解酶對基質進行水解,隨后所述酶被熱滅活,并通過微濾從得到的產物中去除可具有過敏效應的任何未降解的宏肽(macropepti de )。
[0007]此外涉及俄羅斯專利RU2311039C2,該專利也公開了適用于嬰幼兒營養品的產品。所述產品含有牛奶蛋白和牛奶蛋白水解產物,其生產的方法也涉及超濾步驟。
[0008]然而,通過現有技術專門描述的甜乳清的使用無論是對于仍存的引起對最終產品的過敏的可能性而言還是對于氨基酸的組合物而言都顯示出相當大的缺點一因下列原因,這通常不符合飲食要求。奶酪乳含有膠團,在其中,酪蛋白通過鈣離子橋接。該膠團帶有很強的正電荷,彼此排斥,從而防止酪蛋白凝結。因此,為了允許凝結,酶粗制凝乳酶被添加到奶酪乳。所述酶分離膠團,從而減少了它們的表面電荷使得酪蛋白能夠凝結和分離以用于生產奶酪或凝乳。剩下的就是甜乳清,其現在含有粗制凝乳酶,特別是para kappa酪蛋白(PKC)。當這樣做時,它的氨基酸成為源自乳清蛋白的氨基酸混合物的一部分。然而,PKC蛋白包括比乳清蛋白少得多的必需氨基酸,以不希望的方式減少了該重要參數。
[0009]給奶酪乳添加粗制凝乳酶進一步導致乳清蛋白的一部分的分解。所述分解是非特定的和不可控的,這使得難以在使用甜乳清時使氨基酸的分布標準化。[0010]另一個問題是用于生產特定類型的奶酪的還原乳在其脂肪含量和其蛋白質含量兩個方面都進行了調整。在凝乳的生產過程中,當切割奶酪桶中的凝乳時,脂肪可能會在切割區域泄漏。所述部分脂肪轉移到乳清中。大部分的這種脂肪由游離脂肪酸構成,其甚至通過下游脫脂離心分離(downstream skimming centrifuge)也不能被去除,因為它們是游離脂肪酸。出于飲食原因,這是不可取的。
[0011]從現有技術可知的另一個問題是水解產物的口感品質差。它與水解的程度和由此而來的肽中的氨基酸的分布密切相關。特別是,具有大部分疏水性氨基酸(如?化、?1'0、¥&1、Trp、LeU或者lie)的肽引起苦味。在較低程度的水解,味覺受體因這些肽的折疊而不能感知這些肽。此外,在較高程度的水解,可能發生所述肽展開且然后可與所述受體相互作用。
[0012]因此,為了避免苦味,需要根據反復試驗的原則選擇合適的酶和工藝條件使得結果可以避免苦味。然而,這需要很大的實驗努力。例如,可能是以技術上較簡單的方式在較低的溫度執行工藝,但在反應甚至能夠開始之前,首先,必須找到新的酶系統,這將需要太多的精力。顯然,對于在這方面允許較大靈活性的工藝有需求。
[0013]因此,本發明的第一個目的是提供基于乳清蛋白水解產物的食品,特別是用于提供嬰幼兒食品,但其同時是無過敏原的,具有有關飲食營養的改進的氨基酸組合物,而且還是無脂肪的。此外,該工藝應被設計使得無苦味的氨基酸的分布在很大程度上獨立于所使用的蛋白水解酶的性質而獲得,從而使得改變單個工藝條件的過程中(特別是在水解過程中)的技術努力簡單得多。
【發明內容】
[0014]本發明的主題是 無過敏原的食品組合物,該組合物具有改進的氨基酸組合物,能通過如下步驟獲得:
[0015](a)以本身已知的方式加熱原料乳,去除固體并脫去乳脂,
[0016](b)將這樣獲得的脫脂乳進行微濾
[0017](c)將作為第一滲透物得到的細乳清進行超濾,
[0018](d)蒸發所得的第二滯留物至干物質的重量百分比為25-50%,
[0019](e)將得到的乳清蛋白濃縮物在至少一種蛋白水解酶的存在下進行至少一個水解步驟,
[0020](f)將得到的水解產物進行熱處理,以及作為最終步驟,
[0021](g)將最終廣品脫水。
[0022]本發明的第二個主題涉及用于生產具有改進的氨基酸組合物的無過敏原的食品組合物的方法,其中
[0023](a)將原料乳以本身已知的方式加熱,將固體去除且將乳脂脫去,
[0024](b)對這樣獲得的脫脂乳進行微濾,
[0025](C)對作為第一滲透物得到的細乳清進行超濾,
[0026](d)將所得的第二滯留物蒸發至干物質的重量百分比為30-50%,
[0027](e)在至少一種蛋白水解酶的存在下對得到的乳清蛋白濃縮物進行至少一個水解步驟,
[0028](f)對得到的水解產物進行熱處理,以及在最終步驟中,[0029]( g)將最終產品脫水。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1示出了傳統工藝(右分支)與本發明的工藝的對比流程圖。
【具體實施方式】
[0031]令人驚訝的是,已經發現,本發明的目標可通過使用細乳清替代甜乳清而完全實現。甜乳清利用酸化培養物和粗制凝乳酶凝結還原乳來進行生產,而正是這些工藝步驟,在
使用細乳清時不再需要執行。特別是,防止含糖宏蛋白質(glycomacroproteins)-不然
其通過粗制凝乳酶與酪蛋白分離——被轉化為乳清,從而不利地改變該氨基酸組合物。事實上,平均而言,使用細乳清產出具有高于使用甜乳清時獲得的值約3-8% (重量)的必需氨基酸的含量的食品組合物。作為微濾步驟的結果,產品是完全無脂肪的。還有一個優點在于這一事實:氨基酸組合物的味道是舒適的,從而使蛋白水解酶的性質只是次要的因素。
[0032]脫脂乳的生產
[0033]要生產脫脂乳,首先,執行固體(“奶酪細粒”)的分離和將約4%的脂肪含量從原料乳脫去。這通常在特定的部件(優選地,分離器)內進行。從現有技術中可充分了解所述部件。GEA Westfalia Separator GmbH公司的分離器被廣泛應用在乳制品工業中,其允許兩個步驟的聯合使用或單獨使用(http: //www.westfalia-separator.com/de/anwendungen/molkereitechnik/milch-molke.html)。相應的部件也已被公開,例如,在 DE10036085C1(Westfalia)中,且為本領域技術人員所熟知。因此,不需要說明如何執行這些工藝步驟,因為它們被理解為是一般專業知識的一部分。
[0034]原料乳的熱處理優選地在熱交換器中執行,其中特別是板式熱交換器已被證明是特別適合的。在熱交換器有溫度梯度,然而,該熱交換器被選擇使得原料乳被加熱到溫度為從約70°C至80°C,且更特別地從約72V至74°C,持續最少20秒、最多60秒、優選地約30秒的停留時間。
[0035]微濾和超濾
[0036]微濾是用于物質去除的工藝。微濾和超濾之間的本質區別在于不同的孔徑和不同的膜結構,以及在于涉及的材料和過濾器材料。通過具有〈0.1 μ m的孔徑的膜的過濾通常被稱為超濾,而使用>0.1 μ m的孔徑的過濾通常被稱為微濾。在這兩種情況下,就應用機械尺寸排阻的原理的純物理的(即,機械式的)膜分離方法而言:流體中比膜孔大的所有顆粒被膜截留。這兩種分離方法中的驅動力是過濾區域的入口和出口之間的壓差,該壓差在0.1巴至10巴之間。根據應用的領域,過濾區域的材料可以由不銹鋼、合成材料、陶瓷或織物組成。過濾器元件以不同的形式出現:燭式過濾器、平板膜、螺旋線圈膜、袋式過濾器和中空纖維模塊,在本發明的含義內這些都基本適用。微濾優選地使用具有從約0.1 μ m至約1.4 μ m且更特別地從約0.Ιμπι至0.2μπι的孔徑的膜來執行。利用該孔徑,在從約50°C至55°C的范圍內的暖過濾過程中,能夠實現酪蛋白(滯留物)和乳清蛋白(滲透物)的完全分離。該孔徑防止嗜熱細菌通過該膜生長。
[0037]根據本發明,作為微濾過程中的滲透物而獲得的細乳清接著進行超濾以蒸發其中所含的蛋白質并分離乳糖。大體上,這按上述方式執行,特別地,在從約10°C至約55°C、優選從約10°c至20°C的范圍內的溫度下,但是,其中所述膜優選地具有從約1,OOO道爾頓至約50,000道爾頓且更特別地從約5,000道爾頓至約25,000道爾頓的范圍內的孔徑。特別合適的是由聚砜制成的所謂的螺旋線圈膜或板-框模塊、或者聚乙烯膜。
[0038]水解和熱處理
[0039]在超濾過程中獲得的滯留物被使用或者被丟棄,而滲透物首先被緩慢蒸發至干物質為約30%至約50% (重量),優選地約40% (重量),且隨后進行涉及至少一種蛋白水解酶的酶水解。所述酶可存在于摻和劑(admixture)中,被凈化,并在堿性和中性值域中具有其峰值活性。具體而言,它們可以是肽鏈內切酶,如胰蛋白酶,胰凝乳蛋白酶或胰腺蛋白酶。然而,木瓜蛋白酶類型的酶也是合適的。
[0040]優選的酶混合物是例如產品“Pancreatic Trypsin (胰腺胰蛋白酶)”,其在市場上可從Novo Industrie A/S獲得。所述酶混合物是有優點的,因為它使得能達到希望的水解程度以及導致肽的有利的分子量分布。關于分子量分布,實際上,有利的是,使用約8%至約15% (重量)的在從5,000道爾頓至50,000道爾頓的區域中的整個肽部分,因為這提高了最終產品中的乳劑穩定性。
[0041]優選地,在從約6至8的pH值,在從約50°C至約90°C的溫度下執行水解,且持續從約10分鐘至約24小時、更優選從約16分鐘至60分鐘的時間段。作為化學中的慣例,反應時間和溫度通過反應時間和所施加的溫度的關系互相聯系起來,即,較高的溫度允許較短的水解時間,反之亦然。
[0042]合適的反應容器是例如攪拌槽反應器或管式反應器。
[0043]為了避免乳清蛋白濃縮物的凝固,可加入絡合劑,例如,檸檬酸鈣或檸檬酸鎂,如例如在US4748034中所提出的。
[0044]水解之后是熱處理,其主要用于使酶失活。同時也使未水解的肽變性,其結果是使它們在下面的水解步驟中更容易降解,這作為一種選擇是可能的。熱處理可以在同樣的反應容器中進行或者與其局部分離。例如,已證明的是,在特別適合執行水解和熱處理二者的工業熱交換器中,從約80°C至約100°C的溫度和從約2分鐘至約10分鐘的停留時間足以實際上定量地影響變性。
[0045]脫水
[0046]在用蛋白水解酶處理含水水解產物后,它被轉化成干燥粉末。適當的工藝是帶式干燥、冷凍干燥、且特別是噴霧干燥。該粉末通常具有從1%到5%、優選為2%到3% (重量)的殘留水分,其中,脂肪以包合物的形式大致均勻地分布在無脂肪的干物(即蛋白質、糖和鹽)中。
[0047]工藝流程
[0048]本發明通過下面借助流程圖示出工藝的圖1被更詳細地說明。
[0049]圖中的右側分支示出了乳清蛋白水解產物粉末的傳統生產。在該工藝中,原料乳首先經過短時加熱,然后,當它處于加熱條件下時,在分離器中將它與黏質物(slime)分離。同時,執行脫脂。現在使用一定量的乳脂將得到的脫脂乳調整到定義的脂肪含量(“標準化”),并隨后進行巴氏滅菌,即,它被加熱至從72°C至74°C的溫度持續約30秒。接著,為了分離兩個加熱步驟期間形成的孢子,在離心除菌機(bactofuge)中執行進一步的機械分離。去除細菌濃縮物且巴氏滅菌奶(其現在被稱為奶酪乳或還原乳)通過添加粗制凝乳酶而凝結。在乳凝之后,將奶酪或凝乳(quark)去除,而將液相(其被稱為甜乳清)進一步處理。在第一步驟中,蛋白水解酶被加入甜乳清,且在約90°C和pH為6的情況下水解約10分鐘的時間。其后,將該混合物進行熱處理,其中,溫度升高到100°C持續若干秒以便使酶失活。加入酶、水解和熱處理的工藝步驟可以重復幾次。之后,對該產品進行超濾和噴霧干燥。然而,超濾優選地在加入酶之前執行以獲得更好的酶-基質比。
[0050]圖中的左側分支示出了根據本發明的工藝。如上,原料乳首先經過短時加熱,然后,當它處于加熱條件下時,在分離器中將它與黏質物分離。同時,執行脫脂。將這樣得到的脫脂乳首先進行微濾以生產作為滲透物的細乳清,細乳清隨后進行超濾。酶被加入到這樣獲得的滯留物——如上所述,如有必要,再重復——然后進行水解,進行熱處理,并最終噴霧干燥。
[0051]工業應用
[0052]本發明的進一步的主題涉及細乳清用于生產無過敏原的食品組合物(例如,特別是嬰幼兒食品)的用途,具體應用本發明上述的方法。
【權利要求】
1.無過敏原的食品組合物,其能通過如下步驟獲得: (a)以本身已知的方式加熱原料乳,從中去除固體并脫去乳脂, (b)將這樣獲得的脫脂乳進行微濾, (C)將作為第一滲透物得到的細乳清進行超濾, Cd)蒸發所獲得的第二滯留物至干物質的重量百分比為30-50%, (e)將得到的乳清蛋白濃縮物在至少一種蛋白水解酶的存在下進行至少一個水解步驟, Cf)將得到的水解產物進行熱處理,以及最后, (g)將最終產品脫水。
2.如權利要求1所述的組合物,所述食品組合物是無過敏原的嬰幼兒食品組合物。
3.用于生產無過敏原的食品組合物的方法,其中 (a)將原料乳用本身已知的方式進行加熱,將固體去除且將乳脂脫去, (b)對這樣獲得的脫脂乳進行微濾, (C)對作為第一滲透物得到的細乳清進行超濾, Cd)將所得的第二滯留物蒸發至干物質的重量百分比為30-50%, (e)在至少一種蛋白水解酶的存在下對得到的乳清蛋白濃縮物進行至少一個水解步驟, Cf)對得到的水解產物進行熱處理,以及最后, (g)最終產品被脫水。
4.如權利要求3所述的方法,其中所述脫脂乳的微濾通過具有0.1_0.2μπι的孔徑的膜來執行。
5.如權利要求3所述的方法,其中所述細乳清的超濾在10-55°C的溫度下進行。
6.如權利要求3所述的方法,其中所述細乳清的超濾通過具有1,000-50,000道爾頓的孔徑的膜來執行。
7.如權利要求6所述的方法,其中使用聚合物膜。
8.如權利要求3所述的方法,其中利用選自由胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胰腺蛋白酶、木瓜蛋白酶或其混合物組成的群組中的蛋白水解酶來執行水解。
9.如權利要求3所述的方法,其中水解在50-90°C的溫度下進行。
10.如權利要求3所述的方法,其中水解被執行從10分鐘至24小時的時間段。
11.如權利要求3-10中任一項所述的方法,其特征在于水解在6-8的pH值下進行。
12.如權利要求3所述的方法,其中熱處理在80-100°C的溫度下進行。
13.如權利要求3所述的方法,其中熱處理被執行2-10分鐘的時間段。
14.如權利要求3所述的方法,其中所述組合物通過帶式干燥、冷凍干燥或者噴霧干燥進行脫水。
【文檔編號】A23C21/06GK103798413SQ201310566944
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2012年11月13日
【發明者】斯文-雷納·多林 申請人:Dmk德意志牛奶股份有限公司