無脂肪乳脂干酪制品及其生產方法

專利名稱：無脂肪乳脂干酪制品及其生產方法
技術領域：
本發明涉及到無脂肪乳酯干酪制品以及它的生產方法。概括地說，本方法包括將濃縮的脫脂乳源同微晶纖維素混合以及對混合物進行微流化處理等步驟。在一系列的步驟里，將處理過的混合物同脫脂乳凝乳和各種樹膠混合，從而生產出一種在組織結構、味道和口感方面均類似于降低了脂肪的或全脂乳脂干酪的無脂肪乳酯干酪制品。
乳脂干酪是由乳油或乳油和牛奶的混合物制得的、軟的、微酸性凝固的、未固化的干酪。乳酯干酪通常在冷凍條件下貯存，而且乳脂干酪體是光滑的，類似于黃油。在冷凍溫度下，乳脂干酪體及其組織結構是這樣的乳脂干酪能切成片并能涂開。在制作乳脂干酪時，將新鮮全脂牛乳和/或脫脂牛乳以及新鮮乳油按預先確定的比例進行混合，形成一種乳脂干酪混合物。這種乳脂干酪混合物通常含有約10-14%的乳脂。經處理之后，成品乳脂干酪大約含有33-35%(重量)的乳酯。
對乳脂干酪混合物進行巴氏滅菌和均化處理，此后，使其冷卻-通常冷卻至62-92°F，然后接種乳酸種菌。可以用粗制凝乳酶來幫助混合物的凝結。將混合物保持在接種溫度下，直到它成熟并形成凝固物。凝固物的酸度大約為0.6-0.9%(以等量乳酸百分率計算出來的)。
當達到所希望的酸度之后，將凝乳與乳清分離，隨后進行包裝。一種制作乳脂干酪并將乳脂干酪與凝乳同乳清分離的公知方法包括一個凝乳的機械分離步驟。這一方法公開在Link的美國專利US-2，387，276中。根據Link的專利所介紹的方法，當混合物成熟形成凝固物之后，要將凝固物加熱至高溫，以便破壞混合物的粘度。此后，將加熱過的混合物在這一高溫下離心分離，以便將凝乳從乳清中分離出來。
為了提供一種具有乳脂干酪的組織結構、光滑性和感官性能，但降低了脂肪含量的乳脂干酪型制品，已經有了多種嘗試。隨著消費者認識的提高，焦點是降低脂肪和熱量消耗。外現和味道類似于全脂、高熱量食品的、低熱量食品是消費者所渴望的。食品工業的研究人員已經致力于開發那些富有營養的、可口的、含有顯著地降低了熱量和脂肪的成分的量的食品。在乳制品工業領域更是如此，低熱量、低脂肪產品比如脫脂乳、酸奶以及降低了脂肪的冰淇淋等已成功地市。
在某些乳制品中，比如具有至少約33%的脂肪含量的乳脂干酪，高脂肪含量被認為是保持理想的乳油狀口感和避免粒狀結構所必須的，在以前生產低脂乳脂干酪制品的嘗試中，總伴生粒狀結構。
為了開發具有降低了的脂肪含量的仿乳脂干酪產品，已經進行了，很多嘗試。這些嘗試的例子公開在Lundstedt等人的美國專利US-2，161，159和Hynes等人的美國專利US-3，929，892中。但是，用這些專利的方法所生產出的乳脂干酪制品的脂肪量仍然超過10%。理想的是將脂肪含量降低到大大低于10%。特別是，更希望提供一種無脂肪的乳脂干酪制品。
最近，用來制作具有低的熱量含量的，乳脂含量很低的、供注意飲食的消費者食用的仿乳脂干酪制品的方法已經得到了發展。Baker的美國專利US-4，244，983和US-4，379，175公開了具有低于5%，特別是低于2%的乳脂含量、且每一份具有約60卡熱量的仿乳脂干酪制品及其生產方法。但是，正如這些專利的發明人在Baker的美國專利US-4，724，152中所承認的那樣，盡管這些制品的非常低的乳脂含量是理想的，但是，這些制品不能準確重現全脂乳脂干酪的奶油狀和高粘稠的粘性。
Baker的美國專利US-4，724，152描述了一種用以生產低脂肪乳脂干酪制品的方法。該方法包括將牛奶、含脂肪載體和無脂肪干牛奶固體混合，形成一種修飾混合物(dressing mixture)的步驟。對修飾混合物進行巴氏滅菌和均化處理，然后，在均恒攪拌的同時將其加熱到約145°F-195°F的溫度，特別是加熱到165°F-190°F的溫度。將一種穩定劑添加到混合物中。此后，在將混合物的溫度維持在150-175°F的同時，將軟的、未成熟的發酵過的制干酪凝塊比如酪農干酪或Baker′s制干酪凝塊添加到含有穩定劑的修飾混合物中。將混合物泵進一臺均化器中，在這里使混合物在500-5000磅/吋2特別是1500-3000磅/吋2的常規高壓條件下均化。均化之后，緊接著將仿乳脂干酪制品在至少40°F的溫度下包裝進合適的包裝中。
盡管Baker的US-4，724，152專利提供了一種降低了脂肪含量即脂肪含量在2-9%(重量)范圍內的乳脂干酪制品，然而，Baker的專利沒有提供無脂肪的乳脂干酪制品。
因此，本發明的主要目的是提供一種具有含脂肪的乳脂干酪所具有的外觀、味道、粘度和組織結構的無脂肪乳脂干酪型制品。
本發明的另一個目的是提供一種生產這種基本上沒有脂肪的仿乳脂干酪制品的且適合于大規模商業應用的方法。
本發明的這些目的和其它的目的從下面的詳細說明中將變得更明顯。


圖1是在本發明的無脂肪乳脂干酪的生產過程的各個階段，粘度和固體的曲線圖。
本發明的生產無脂肪乳脂干酪制品的方法，是將微晶纖維素同濃縮的脫脂乳源摻混并予以混合，形成一種漿。對該漿進行高壓、高剪切均化處理，以便使漿的成份微流化，從而形成一種具有高粘度的微網狀的微晶纖維素分散體。然后，通過將脫脂乳凝乳添加進微流化的漿里并添加包括香料、調料、淀粉和樹膠等剩余成分的方式制備最終的乳脂干酪組合物，從而生產出本發明的無脂肪乳脂干酪產品。
雖然本發明的乳脂干酪產品被稱作是無脂肪產品，然而，從實際角度來看，在常規的工業化乳油分離技術中，要想除去牛乳中的所有乳脂是不可能的。通常，在用最有效的分離器從牛乳中分離乳油之后，仍有百分之零點幾的乳脂殘留在脫脂乳中，即脫脂乳中通常含有約0.05-0.3%的脂肪。當脫脂乳進一步濃縮時，比如通過制成滯留物，脫脂乳或者干的酪農干酪凝乳，乳脂的含量會隨著濃縮的程度成比例的增加。因此，本發明的無脂肪乳脂干酪最后的產品中具有約0.05-1.5%的乳脂。
一般來說，根據本發明，要首先提供一個濃縮的脫脂乳源。該濃縮的脫脂乳最好含有約20-30%的無脂肪牛乳固體。本文所用的所有百分率均為重量百分率，折干計算，以最終的無脂肪乳脂干酪制品的重量為基礎，所有的溫度均為°F，除非另有說明。所說的濃縮脫脂乳源可以來自各種各樣的處理。可以通過蒸發處理、超濾處理提供一種脫脂乳滯留物和重建干燥后的脫脂乳的辦法生產濃縮脫脂乳。
可以對用來形成濃縮脫脂乳源的脫脂乳進行公知條件的熱處理，以便在干的酪農干酪凝乳的制備期間，使血清蛋白同酪蛋白共同沉淀。所說的熱處理條件公開于Vakaleris的美國專利US-3，039，879中。
本發明旨在提供一種準確地模仿了具有較高脂肪含量的乳脂干酪的、具有類似于脂肪的感官特性的無脂肪乳脂干酪型產品，正如將要更詳細地描述的那樣，本發明的無脂肪乳脂干酪食品使用了微晶纖維素、微晶纖維素被分散于濃縮的脫脂乳中，而分散晶纖維素的濃縮脫脂乳又被微流化，從而形成一種具有特定粘度、粒子大小和微網組織特性的微網狀的微晶纖維素脫脂乳分散體。由水分散體產生的微網狀的微晶纖維素在1989年8月18日提交的申請號為395，800的美國專利申請中有描述，這份專利申請的技術本文引作參考。
一般來說，本發明的乳脂干酪制品將含有約2-6%(重量)的分散了的、多孔的、顆粒狀的微網狀的微晶纖維素，約10-16%(重量)的濃縮脫脂乳，約32-42%(重量)的由濃縮脫脂乳提供的無脂肪的牛乳固體，約32-42%(重量)的脫脂乳凝乳，以及不足1.5%(重量)的脂肪。
脫脂乳凝乳比如干的發酵過的酪農干酪凝乳是公知的乳制品，它是通過給脫脂乳接種種菌并使產物凝結的辦法制得的一種瀝干的、未乳化的脫脂乳干酪凝乳。當凝塊形成之后，把凝塊分割，形成凝乳和乳清，把乳清排放掉就形成了干的酪農干酪凝乳。干的酪農干酪凝乳通常同一種乳化混合物混合，形成一種供商業銷售的乳化的酪農干酪。干的酪農干酪凝乳也可以用直接酸化法制得。一般來說，干的酪農干酪凝乳中含有約15-25%(重量)的無脂肪牛乳固體和約75-85%(重量)的水。當使用于本發明時，術語“干的酪農干酪凝乳”或“脫脂乳凝乳”是指一種軟的制干酪凝塊，比如，具有上述固體和水分特點的酪農干酪凝乳產品或者Baker′s制干酪凝塊產品。
正如所指明的那樣，所說的微網狀的微晶纖維素是顆粒狀的，而且，具有這樣的粒子大小分布-即基本上所有的(至少約75%(重量))微網狀的微晶纖維素粒子是多孔的，就這一點而言，空隙體積至少為顆粒體積的25%，最好是至少為顆粒體積的50%。高粘度水分散體的微網狀微晶纖維素粒子被認為是一種微裂解的微晶纖維素的密切相連的產物，所說微裂解的微晶纖維素在受控制的條件下重新聚結在一起，形成微晶粒子碎片的穩定的、多孔的粒子形態，所說粒子碎片能通過結晶結合力，以在接觸區相互留下空間的方式連結在一起的。水分散的、微網狀的微晶纖維素粒子當中，至少50%(重量)的粒子的最大晶邊長度處在2-25微米、特別是約5-20微米的范圍內。
用高度結晶的微晶纖維素制備微網狀的纖維素是十分重要的。微晶纖維素是由木漿通過纖維素纖維的酸解常規制得的，酸解削弱了混亂的次晶區。隨后的剪切析出了不溶性的、高度結晶的纖維素束。[Thomas，W.R.，“微晶纖維素(MCC或纖維素凝膠)”，Food Hydrocolloids，第3卷(Ed.，M.Glickman)，P9-42(1986)，CRC Press，Inc.，Boca Raton，Florida;“Avicel微晶纖維素-產品說明”，技術通報G-34，FMC公司，食品和藥品分公司，費城，(1985)]纖維素是一種β1-4連接的D葡萄糖單元的線性聚合物。由于纖維素的線性特性，使得相鄰的鏈能夠密切接觸以及許多供在鏈之間氫鍵鍵合用的羥基，纖維素很容易形成分子束，而分子束又會進一步地相互作用，形成微纖維。盡管在自然界中發現的大多數纖維素排列在緊密組合的結晶區域，但它們當中夾雜有不太緊密組合的非晶區，該非晶區稱作次晶區。在典型的生產微晶纖維素的例子中，是利用酸解來破壞次晶區，接著進行的是研磨處理(高剪切力處理)，以便打開微晶區。由于它們的高度結晶特性，在使它們分開之后，微晶纖維素粒子具有很強的再結晶趨勢。
在形成微網狀微晶纖維素材料時，據信，通常固體的微晶纖維素晶粒是經過一個受控制的微裂解和再聚結過程而逐步轉化成具有特定粒子大小分布的多孔的微網狀粒子的。
本發明的微網狀的微晶纖維素分散體是通過先形成一種微晶纖維素的漿的辦法生產出來的，所說漿中含有約占懸浮液重量的88-96%的濃縮脫脂乳和約4-12%的微晶纖維素，而更理想則是含有約6-10%的微晶纖維素。濃縮的脫脂乳應當含有約15-30%的無脂肪牛乳固體。
使微晶纖維素漿反復通過一個超高壓、高剪切區，以便使微晶纖維素碎裂成最大尺寸尚小于1微米的結晶碎片，而且，在高剪切條件下，以一個非常小的湍流度使得亞微型結晶碎片重新聚結，從而生產出具有理想的粒子大小分布的、多孔的微網狀的微晶纖維素粒子。所謂“超高壓高剪切區域”是指以至少12000磅/吋2的驅動壓降運行的剪切區域，該壓力降被粘滯地耗散轉化成熱。可以使漿通過超高壓高剪切區一次以上。就這上點而言，對漿進行處理時，理想的是使漿至少兩次通過高剪切區域，最理想的是使漿至少3次通過高剪切區。
最好是微晶纖維素漿以每立方厘米的剪切區至少8.5×105爾格的特定湍流能量消耗率穿過一個具有至少5×108/秒(如1×107/秒)的剪切速率的高剪切區而對其進行處理。理想的是，使所有的微晶纖維素漿連續穿過超高壓高速度高剪切碎裂區，以便將所有經過了一個處理階段的材料傳送到一個處理階段。但是，處理也可以在一個攪拌槽反應器中循環進行，然而，這種處理方式的效率不高。在伴隨著連續的高剪切處理的流通系統中，特定的能量要求(產品流的每單位通過量的能量消耗率)最好是至少1×108爾格/克。理想的是，每一次通過高剪切、高粘度區，具有至少4×1011爾格/磅水分散體的湍流能量消耗率。動力和剪切力被消耗并粘滯地轉化成熱和微晶纖維素的碎裂，并且，在分散體穿過超高壓微碎裂區時，由于熱傳導，分散體的溫度至少會升高30℃。
超高壓高剪切區最好具有至少1×107/秒的剪切速率和足以將懸浮液的溫度至少升高30℃的湍流能量消耗率，所說的溫升是通過輸入的能量粘滯地耗散成熱而實現的。
正象所指明的那樣，可以通過以非常高的驅動壓力對微晶纖維素的濃縮脫脂乳漿或者懸浮液進行強烈的剪切，從而達到微碎裂和微孔再聚結的辦法制備微網狀的微晶纖維素分散體。已經用一臺Rannie均化器(A.P.V.Rannie，哥本哈根)以至少12，000磅/吋2的入口壓力，特別是至少13，000磅/吋2的入口壓力取得了顯著的效果，得到了最大尺寸的平均粒子大小在5-15微米范圍內的微孔再聚結的微小碎片，所說Rannie均化器使用了一個在緊密環繞的沖擊環內的刀口均化部件。
將濃縮的脫脂乳從一個貯存罐中取出來并倒進混合器中。將微晶纖維素，比如由FMC公司生產的AvicelTMFD-305添加到混合器中。將濃縮的脫脂乳在混合器中攪拌，形成一種含在脫脂乳內的微晶纖維素漿。
然后，將該漿在一臺合適的高剪切均化器、比如Rannie均化器內以至少12，000磅/吋2的壓力微流化。經過高剪切均化處理之后，脫脂乳漿的粘度顯著地增加。如圖1所示，經過常規的低壓(2，000磅/吋2)均化處理之后(圖中示為階段3)，粘度僅稍稍有所增加。而經過高剪切均化之后(階段4)，粘度提高3個數量級，從而生產出一種在外觀和組織結構方面類似于乳脂干酪凝乳的產品。雖然不希望被任何的理論束縛，然而，據信在高壓下進行的高剪切均化導致了在脫脂乳的蛋白與剪切均化過程中所產生的微網狀的微晶纖維素之間發生了不可逆轉的物理反應。
在高剪切均化期間，脫脂乳漿的溫度升高約20-30°F。當使用一組三個這樣的高剪切均化器時，這種溫升可以用來將脫脂乳漿的溫度升高到約160°F-175°F的范圍內。這樣能將溫度升高到指出的范圍內的現象可以被用來對脫脂乳漿進行巴氏滅菌，無需其它的外部熱源。當脫脂乳漿經過了第3個高剪切均化器之后，將脫脂乳漿轉移到一臺合適的混合器比如Pfaudler混合器中，以便同脫脂乳凝乳混合。
將脫脂乳凝乳如干的酪農干酪凝乳在一臺單獨的混合器中同水摻和，以便干的酪農干酪凝乳具有可用泵抽出的流體粘度。以干的酪農干酪凝乳的重量為基礎計算，大約10-20%的水即足以達到這一目的。然后，將干的酪農干酪凝乳泵進盛有處理過的脫脂乳漿的混合器中。
然后將剩余的成分包括淀粉、樹膠、鹽、顏料、防腐劑、香料、調料、維生素和礦物質等添加進去。最后加淀粉和樹膠。當使用一組三個高剪切均化器或反復通過一臺高剪切均化器時，可在使脫脂乳漿通過第3臺高剪切均化器之前至少將一部分樹膠添加到脫脂乳漿中。當淀粉和樹膠加入之后，繼續混合約5-10分鐘，以便使淀粉膠化。當然，如果用的是預先膠化過的淀粉，則當加入淀粉之后，保溫時間就可以大大地縮短。然后，將混合物轉移進一臺具有約1000-3000磅/吋2壓力的低壓均化器中，以幫助樹膠水合和淀粉水解。
樹膠的加入量約為0.1-2.0%。本方法中所添加的樹膠最好是 噸膠和角叉膠的混合物，而且，每種樹膠的添加量約為0.05-1.0%。用于本方法的樹膠或樹膠組合物，可以從許多大批量供應的乳制品樹膠中的任意一種選擇典型實用的樹膠是親水膠體，比如 噸膠、角叉膠、瓜耳樹膠、角豆樹膠、藻酸及其鈉鹽和鈣鹽、阿拉伯樹膠、黃蓍樹膠、羧甲基纖維素以及果膠。
淀粉可以是任何食用淀粉，比如，玉米淀粉、土豆淀粉、大米淀粉或者木薯淀粉。用于本發明的配方的淀粉最好是改性的木薯淀粉、天然的或預先膠化的玉米淀粉。淀粉最好是預先膠化的，以便進一步方便本發明的乳脂干酪的制備，盡管也可以使用天然的未膠化的淀粉。“改性淀粉”是食品技術領域公知的一個術語。一些改性淀粉公開在21CFR§172.892中。對于本領域的熟練技術人員來說，“改性淀粉”一詞是很容易理解的，改性淀粉適用于本發明。
本發明的無脂肪乳脂干酪制品一般具有下列指定的用量范圍的成分
成分 用量濃縮脫脂乳(20-30%的無脂肪牛乳固體) 35-60%微晶纖維素 0.25-4%干的酪農干酪凝乳(脫脂乳凝乳) 32-42%淀粉 0.5-3%樹膠 0.5-1.5%調料、顏料、香料、防腐劑 0.5-1.50%蛋白質(來自濃縮脫脂乳和干的酪農干酪凝乳) 8-15%水 適量下面的實例進一步說明了本發明的各個特點，但并不象附加的權利要求所限定的那樣要對本發明的范圍進行任何意義上的限定。
例1準備一種具有30%的無脂肪牛乳固體的脫脂煉乳。將脫脂乳放進一臺混合器中，并同水和微晶纖維素(由FMC公司生產的AvicelTMFD-305)一起混合，形成一種含有8%的微晶纖維素和27.2%的無脂肪牛乳固體的漿。將該漿加熱至60°F的溫度，并通過使其穿過一組兩臺Rannie均化器的辦法使其微流化，工作條件為壓力13，500磅/吋2，生產速率2415磅/小時。所說漿在150磅/吋2的壓力條件下進入第一臺均化器，每通過一臺均化器漿的溫度都升高40°F。當通過第二臺均化器后，所得到的漿明顯變稠(30，000厘泊)，并且有類似于煮過的麥片粥的粘性。將增稠了的漿收集進一個中間槽中，并通過適當調整漿在中間槽中的保留時間的辦法將溫度調整到140°F。然后，使漿以2722磅/小時的速度通過第三臺Rannie均化器。在把漿放進第三臺Rannie均化器之前，把
噸膠以18.7磅/小時的速率添加進漿中。
通過以2740磅/小時的速度把變稠了的漿泵進一臺Pfaudler混合器中，并把混有15%水的干的酪農干酪凝乳也加進該混合器與漿進行混合的辦法制備最后的無脂肪乳油干酪配方。將香料、調料、顏料、防腐劑、玉米糖漿固體、麥芽糖糊精、木薯淀粉和樹膠也添加進去，滿足表1所列出的配方。當淀粉和樹膠被加進去之后，繼續攪拌5-10分鐘。
表1成份 重量百分比(%)Avicel/樹膠漿 44.15g酪農干酪漿 44.700玉米糖漿固體(24DE) 2.000豆油 1.000改性木薯淀粉 0.500麥芽糖糊精 0.500鹽 0.500TiO20.500乳酸 0.280Iota角叉膠 0.210kappa角叉膠 0.210調料 0.201
山梨酸 0.100磷酸氫二鈉 0.100維生素A棕櫚酸酯 0.040總 計 100.000該混合物然后在2000磅/英寸2的壓力下通過一臺Gaulin均化器，并真空脫氣得到無脂乳脂干酪產品。
所得到的無脂肪乳脂干酪產品在外觀上為光滑的乳脂狀。在包裝和冷卻之后，該產品具有大于30%的乳脂含量的乳脂干酪的外觀、味道和感官性質。
權利要求
1.一種生產無脂肪乳脂干酪制品的方法，包括(a)將一種濃縮脫脂乳源同微晶纖維素進行混合，形成一種微晶纖維素在脫脂乳中的漿；(b)在一個具有至少12，000磅/時2的壓降的高剪切區內對漿進行剪切，以便使微晶纖維素裂解成亞微型的微晶纖維素碎片，并在高剪切條件下使結晶纖維素碎片重新聚結，形成一種多孔的、微網狀微晶纖維素粒子的水分散體；(c)將上述增稠了的漿同脫脂乳凝乳混合，形成一種預混合物；以及(d)將加熱過的上述預混合物同淀粉和樹膠混合，形成所說的無脂肪乳脂干酪制品。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過使漿穿過一組三臺高剪切均化器的辦法實現漿的剪切。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在把漿引入上述一組均化器中的最后一臺之前，至少將一部分樹膠添加到漿中。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所說樹膠是從親水膠體，比如 噸膠、角叉膠、瓜耳膠、角豆樹膠、藻酸及其鈉鹽及鈣鹽、阿位伯樹膠、黃蓍樹膠、羧甲基纖維素和果膠中選擇的。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所說淀粉選自玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、大米淀粉和木薯淀粉。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，樹膠在無脂肪乳脂干酪制品中的含量約為0.1-1.5%。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，淀粉在無脂肪乳脂干酪制品中的含量約為0.5-3%。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，微晶纖維素在無脂肪乳脂干酪產品中的含量約為0.25-4%。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所說的濃縮脫脂乳源含有約20-30%的無脂肪的牛乳固體，而且，濃縮脫脂乳源在無脂肪乳脂干酪制品中的含量約為35-60%。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所說脫脂乳凝乳在無脂肪乳脂干酪制品中的含量約為32-42%。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所說無脂肪乳脂干酪制品中約含有8-15%的蛋白質。
全文摘要
在本發明的用以生產無脂肪乳脂干酪制品的方法中，將微晶纖維素同濃縮脫脂乳源摻混并混合，形成一種漿。對漿進行高壓、高剪切均化處理，以便使漿的成分微流化，并形成一種具有高粘度的微網狀微晶纖維素分散體。然后，通過把脫脂乳凝乳添加到微流化的漿中并添加包括香料、調料、淀粉和樹膠在內的剩余成分的辦法制備最后的乳脂干酪組合物，從而生產出本發明的無脂肪乳脂干酪制品。
文檔編號A23L1/0534GK1065776SQ9210158
公開日1992年11月4日 申請日期1992年2月18日 優先權日1991年2月19日
發明者D·A·史密夫, K·M·克拉克, M·F·菲拉里 申請人:卡夫通用食品有限公司