专利名称：：乳制品及方法
技术领域：
：本发明涉及制备包含变性的乳清蛋白的乳清蛋白浓缩物(WPC)的方法。
背景技术：
：热变性的乳清蛋白的凝集体(Aggregate)已经生产了多年。长期以来，乳白蛋白为通过将乳清加热直至蛋白质凝聚并变得不溶进行制备的商业化产品。将不溶的物质过滤除掉、洗涤和干燥。已经发现乳白蛋白具有从储备食品到提高面包和烘焙产品的蛋白质含量的许多用途。还可将耗尽由回收乳白蛋白产生的乳清流的蛋白质用作储备食品，但另外其处理昂贵。、已经进行许多尝试以生产更经济和更具商业有用的变性的乳清蛋白。多数努力是直接针对于通过选择性去除乳糖含量而提高乳清的蛋白质含量。通过诸如超滤、渗滤和离子交换的现有技术的应用实现使高蛋白质含量成为可能。由于蛋白质具有良好的营养价值，因此这些产品作为食品成分(foodingredients)是有用的。对于多种营养应用，乳清蛋白对最终产品的质感或流变学的影响是有用的。这些应用常依赖WPC具有形成热诱导的凝胶的能力。在其它应用中，这些凝胶化性质是不期望的。热变性的(或改性的)乳清蛋白产品已经成为市场中最新的产品种类。近年来，已经发明该种类的多种制造方法。当在合适的条件(>75°C，pH值为约6_8，>6gTS/100g)下加热时，乳清蛋白质会形成凝胶(Havea,P.，Singh,H.，Creamer,LK.和Campanella,O.H.，乳清蛋白浓缩物溶液的热处理过程中形成的蛋白质产品的电泳特性(Electrophoreticcharacterizationoftheproteinproductsformedduringheattreatmentoiwheyproteinconcentratesolutions)，JournalofDairyResearch，65，79-91，1998)。在US4，734，287(Singer等人)中有特别直接针对不溶的凝集体的产生以及与其相关的问题的热变性乳清蛋白领域的综述。教导了使用加热和机械作用的组合制备微粒乳清蛋白凝集体的方法。该文献以全文通过引用并入。W0/2001/005247[Hudson等人]公开了制备包含变性的颗粒的乳清蛋白质凝胶的方法。首先，使用酸或酶处理乳清蛋白以使其水解。在热处理之后，产生的浑浊、圆锥形的凝胶由于凝集体散射光强而具有不透明的乳白色外观。混合的凝胶、最終的小団体具有细链和微粒状的物理和功能性质并由中间的盐浓缩物产生(E.Foegeding等人，(1998))。将线性链凝结成较大的凝集体认为是混合凝胶形成的成因机制。可将胶化的物质干燥以产生Iμm至100μm的颗粒。除在80°C下将铝制冷冻干燥器盘(13.5cmX13.5cm)中的分散体加热45分钟或3小时之外，Hudson等人没有教导关于它们的加热方法(包括国内产品)。Huss和Spiegel在US6，767，575中公开了在加热之后使用相对稀释的蛋白质流(<3%w/v蛋白质)制备微粒状乳清蛋白的方法，并且与本领域技术人员已知的方法相比，不再进行剪切操作，就此而言在基本上非剪切的条件下进行本发明的方法。由于所提及的不可避免的泵送和搅拌操作，发生的剪切速度通常不大于2000(1至lOOOs—1，优选不大于500s-10成分的热保持还能在完全没有搅拌的情况下发生。W0/2007/039296Al[Thorsen和Koeningsfeldt]公开了当应用加热时影响蛋白质溶液变性的专有机械设备。在EP0520581中，Oudeman教导了使用变性的乳清蛋白制备合成的乳产品的方法，其中将钙离子加入至相对于固体具有25-50%的蛋白质含量的乳清蛋白浓缩物，且pH值为5.9-6.7，随后使浓缩物进行热处理和均质化，然后将产品任选地进行蒸发和干燥。US5，494，696[Hoist等人]公开了乳清蛋白变性方法，其中当通过蒸汽注入直接将其加热时，通过均质器回收稀释的乳清渗余物(10-20%的固体且65-95%的固体为蛋白质)。注意的是产品通过管道的流速必须保持足够高以避免沉积在管壁上并确保假塑性液体的粘度足够低。通常，当流速为至少2m/s时确保这样。在热处理之后立即干燥液体流。据记载产生的粉末的粒径为约30μm至60μm。Hoist等人声明令人惊奇的是具有优选为约80%的变性水平和优选为40μm至50μm的平均粒径的新的、部分变性的乳清蛋白产品具有如此良好的感觉性质并且在品尝后不含任何含沙感或砂砾感，而如已知的，具有相似粒径的变性乳清蛋白由于其劣质的感觉性质特别是它们在口中的含沙感而不适合用作生产凉蛋黄酱的添加剤。US2006/0204643[Merrill等人]公开了乳清蛋白浓缩物的热变性方法，其中将包含天然乳清蛋白的最初的浆料加热至至少ー些蛋白质变性。如上所述，在约10至约60秒的时间内可将浆料加热至约140°F至约300°F的温度。可在至少一部分加热时间的过程中将浆料混合以减少和/或防止变性的乳清蛋白在蒸煮器的加热器件周围凝聚。进行该操作的一种示例性设备是适用于蒸汽注入或具有加热套管或二者的组合的单或双螺旋桨混合器或双螺旋桨挤压机。当使用双螺旋桨混合器或挤压机进行加热和混合吋，通常将螺旋桨(即螺旋输送器)排列以使它们重叠从而确保完全混合。加热过程中或加热之后，使浆料处于高剪切条件，这使得当乳清蛋白变性时可能形成的凝聚体減少。本文使用的高剪切条件通常是指其中应用10，OOOs1至500，OOOs1的剪切的条件。在ー些方法中，通常在约90°F至300°F的温度下，通过高剪切混合器或胶体研磨机将浆料剪切约O.01秒至O.5秒。在另一发明中，WO2008/063115Al[TetraLavalHoldings和FinanceSA]公开的方法为在压力(40巴至80巴)下使用管状加热器加热蛋白质溶液随后通过在均质机中机械剪切以分解蛋白质凝集体从而形成细颗粒(直径为3μm至10μm)。在另外两个公开(EP0412590和EP0347237)[二者均转让给联合利华]中公开了制备微粒乳清蛋白分散体的方法。这两个公开中，很少使用或不使用剪切，但蛋白质浓度局限于相对稀的溶液(小于15%但优选为约7%的蛋白质)。WO2006057968(WoIfschoon-Pombo[ffolfschoon-Pompo]等人)公开了奶油干酿的制作法，其中使用湍流条件在管状加热器中热处理11%至12%的蛋白质的乳清蛋白浓缩物流以产生90%(d90)小于95μπι且一半的颗粒(d50)小于12μπι的颗粒流。然后可使用另外的剪切(均质化)以实现d90<9μm的非常细的颗粒。在DD236449中，Borgwardt等人公开了能通过在瑞流条件下在85-95°C下加热5分钟至20分钟处理具有8-11%的蛋白质含量、16-22%的固含量和4.2-5.2的pH值的乳清蛋白浓缩物溶液以产生热稳定非聚集的胶体乳清蛋白悬浮液。通过瞬时冷却来稳定悬浮液。可将蛋白质颗粒的悬浮液干燥。Borgwardt还教导尽管雷诺数必须超过2000,壁剪切应カ也必须超过12kg/ms2。本领域的技术教导热处理的蛋白质浆料为剪切稀化的(假塑性液体)。因为没有其流体的流动特性的更详细的信息，流体力学的技术人员不清楚如何解释(因此实施)Borgwardt等人的剪切应カ条件。本发明的目的是提供在高蛋白质浓度下制备变性的乳清蛋白的简单方法，和/或提供不需要匀浆器或刮面式换热器而在高浓度下制造变性的乳清蛋白产品的方法，和/或向公众提供有用的选择。发明的公开内容在ー个方面中，本发明提供了制备干燥的改性乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流条件下加热所述溶液，优选在至少500的雷诺数的湍流条件下加热所述溶液；(C)在热处理结束时，将经热处理的物质直接转移至干燥器；以及(d)干燥经热处理的WPC或WPI，其中除了在将液体转化为液滴以促进干燥的情况之外，在干燥之前经热处理的WPC或WPI不经历机械剪切过程。在另外的方面中，本发明提供了制备经热处理的乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流条件下加热所述溶液，优选在至少500的雷诺数的湍流条件下时加热所述溶液；优选地，在该方面中所述方法随后是步骤(C)(C)在热处理结束时，将经热处理的物质直接转移至干燥器以进行干燥或转移至混合器以与其它成分混合；以及在步骤(c)之前经热处理的WPC或WPI不发生粒径减小。在另外的方面中，本发明提供了制备干燥的改性乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流条件下加热所述溶液，优选在至少500的雷诺数的湍流的条件下加热所述溶液；(C)在热处理结束时，将经热处理的物质迅速转移至干燥器；以及(d)干燥经热处理的WPC或WPI，其中除了在将液体转化为液滴以促进干燥的情况之外，在干燥之前经热处理的WPC或WPI不经历机械剪切过程。在另一方面中，本发明提供了制备包含液体乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的混合物的方法，该方法包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流条件下加热所述溶液，优选在至少500的雷诺数的湍流的条件下加热所述溶液；以及(C)在热处理结束时，将经热处理的物质直接转移至混合器以与至少ー种其它成分混合，所述成分包括乳、脱脂乳、脂肪、碳水化合物、乳渗余物或脱脂乳渗余物中的至少ー种。其中在与其它成分混合之前，经热处理的WPC或WPI不经历机械剪切过程。优选地，在加热之前将WPC浓缩物的pH值调整为5.O至8.5，更优选为5.5至8.5且最优选为6.O至8.0，最优选为6.5-7.5。优选地，在加热之前WPC浓缩物的蛋白质浓度为16-40%，更优选为17_30%。在加热之前可调整WPC浓缩物的钙浓度。钙调整可包括通过任何方便的方法即离子交換来消耗钙，或可为通过加入钙盐例如氯化钙来提高钙。加热介质优选为水蒸汽或加热的水。在本发明各个方面优选的实施方案中，当WPC或WPI溶液流经加热的流程时，进行热处理，该流路优选为内径大于5mm且小于150mm的管。在优选的实施方案中，使用长管状热反应器。通常，热反应器的长度基于其I秒至1000秒的标称保持时间。反应器末端溶液的温度可为45°C至150°C，优选为50°C至130°C且更优选为60°C至IlO0Co可使用额定压カ为3巴至1000巴，优选为5巴至500巴且更优选为10巴至350巴的泵对热反应器进行供给。可使用辅助泵以对高压泵进行供给。在一些实施方案中，使用离开流路的产品作为制备食品的成分。在其它的实施方案中，流路供料给干燥器以将包含变性的乳清蛋白复合物的溶液转化为干燥的产品。在另外的方面中，本发明提供了制备包含至少20%(w/w)的TS作为乳清蛋白的干燥的改性WPC或WPI的方法，优选为至少40%，更优选高于50%，且甚至更优选为50-95%的蛋白质，最优选为52-90%，其包括(a)在pH值为4.7-8.5，优选为5.5-8.5且更优选为6.0-8.0，最优选为6.5-7.5下，制备具有15-50%(w/v)，优选为16-40%，甚至更优选为17-30%且最优选为17-25%的乳清蛋白的水性WPC或WPI；(b)在压カ为3巴至1000巴，优选为5巴至500巴，最优选为10巴至350巴下，使用高压泵将蛋白质浓缩物供给至高压加热器，产品的流动以产生优选具有至少500的雷诺数的瑞流；(c)将获得的溶液热处理至50°C以上，优选大于60°C，更优选大于70°C且最优选大于80°C，直至使蛋白质发生变性；(d)在热处理结束时，将经热处理的物质迅速转移至干燥器；以及(e)干燥经热处理的WPC或WPI，其中在干燥之前，来自所述热处理装置(C)的经处理的WPC流不发生粒径减小步骤。优选地，热处理区直接与干燥器的入口联接。“WPC”是乳清的一部分，从中至少部分去除乳糖以将蛋白质含量増加至至少20%(w/w)ο优选地，WPC具有至少40%,更优选为至少55%(w/w),甚至更优选为至少65%且最优选为至少75%的TS作为乳清蛋白。优选地，相对于从中获得WPC的乳清的比例，乳清蛋白的比例基本上不变。优选地，WPC是蒸发的乳清蛋白渗余物。为了本说明书的目的，当上下文允许时，术语“WPC”包括WPI。“WPI”是具有至少90%的TS作为乳清蛋白的WPC。在本发明的另一方面中，本发明提供了本发明的各个方法的产品。在本说明书中，术语“渗余物”是指在将乳清或源或乳清、乳或脱脂乳超滤之后的保留部分。这样的部分的总固体量具有比原料提高百分比的蛋白质和降低百分比的乳糖。在将物质直接转移的上下文中的术语“直接地”是指将物质从加热器转移至下一个指定的步骤没有任何中间过程。术语“迅速地”是指在2分钟以内，优选小于I分钟，更优选小于30秒，最优选小于10秒。本说明书中使用的术语“包括”是指“包含至少一部分”。当解释本说明书中包括术语“包括”的各个表述时，还可存在除由所述术语引导的特征之外的特征。以相同的方式理解诸如“包含”和“含有”的相关术语。根据实验的上下文能使用多种方法以评价改性水平)或确定变性的蛋白质(%)。对于不溶的乳清蛋白胶体颗粒的生产，最简单的方法是在PH值=4.6下检测被视为不溶物(以沉淀的形式析出)的初始蛋白质的比例。通过HPLC方法能获得关于改性的更详细的信息-參见以其整体内容通过引用并入本文的Huss和Spiegel的US6，767，575。在pH值为约4.0-6.4，优选pH值为4.0-6.2，更优选pH值为4.0-6.2且最优选pH值为4.6-6.O下，通过将粗乳清超滤可制备(a)中的WPC起始物质。使用超滤去除水、乳糖和矿物从而产生渗余物流。在超滤过程中可使用渗滤以进ー步降低可透析组分的水平。通常在10-50°C下进行超滤。可使用离子交换以控制蛋白质流的离子含量。在一些实施方案中通过离子交换并使用单价阳离子替换来控制钙离子水平。在其它的实施方案中，通过加入可溶性食品准入的钙盐例如氯化钙来增加钙水平。优选通过蒸发进ー步増加WPC的蛋白质浓度。或者，起始物质可为由干燥的WPC或WPI制备的重组乳清蛋白。用于制备WPC的乳清优选为酸性乳清或奶酪乳清。酸性乳清的pH值为约4.6，而奶酪乳清的PH值为约5.6-6.4。加热时的浓缩物的pH值能根据最终改性的乳清蛋白浓缩物或粉末的所需的功能性质而变化。本领域的技术人员知道在不同PH值下热处理乳清蛋白将导致改变加热系统中蛋白质-蛋白质相互作用，从而产生具有不同功能性质的最终产品(Hudson等人在W0/2001/005247中讨论了控制关于它们的变性/胶化特性的乳清蛋白流的性质的ー些技术)。使用Kjeldahl氮分析方法并应用6.38的Kjeldahl因子确定用于本说明书目的的乳清或WPC的蛋白质浓度。使用高压管状加热器作为流动管道是优选的，主要是因为其简单性。加热时间根据所使用的温度而变化。在较高的温度下例如100°c，可能仅需要几秒。在70°C下，可能需要加热较长的时间。另外重要的是注意加热程度是改变最終粉末功能性质的方法。在不同的食品应用中，可能需要大量具有不同蛋白质变性水平的改性的WPC，且本发明提供了制备这些的简单方法，仅通过改变蛋白质浓度、pH值、离子环境、加热时间和/或加热温度。“高压加热器”是指壳状和管状加热器，其中产品通过封装在加热室(売)中的管进料进行供给。当产品通过所述管进料时，将优选为水蒸汽或水的加热介质供给至加热室。优选地，使用高压泵将WPC供给至加热管。根据所需的加热严重程度，可将加热介质(例如水蒸汽)加压以实现较高的加热温度。本领域的技术人员理解存在能使用的其它形式的加热系统以实现相同的最終結果。其它的加热方法可包括欧姆方法和微波方法等。直接的蒸汽注入是优选的加热方法。喷雾干燥是目前优选的。优选地，为产生液滴流的目的，将热处理区与装备有喷嘴或一组喷嘴或旋转喷雾器或超声喷雾器的喷雾干燥器直接联接。通常，将热处理进行足够长的时间以使大部分乳清蛋白变性成为不溶的凝集体。优选，热处理为至少60°C且更优选为至少70°C。70°C_150°C是优选的范围。最优选地，在75-90°C下加热溶液。然而，可使用较低的温度(例如，50-70°C且优选为60-70°C)。加热时间不仅依据温度而且依据蛋白质含量以及离子和乳糖含量而变化。通常，在70-80°C的温度下的加热时间为30秒至15分钟，在80-90°C的温度下的加热时间为10秒至10分钟，且在90-100°C的温度下的加热时间为I秒至5分钟。在较高的温度下，例如伴随蒸汽注入，时间可降低至例如1-10秒。优选至少30%(w/w),更优选至少50%,甚至更优选至少70%,最优选至少80%的可变性的蛋白质发生变性。本说明书的上下文中的变性百分比是指相对于未加热对照的峰面积由HPLC测定并计算的未变性乳清蛋白的峰面积的减小的百分比。在第6，767，575号美国专利中描述了该方法。本发明的特征是在湍流下加热高总固体量(例如>20%)的乳清蛋白浓缩物。由于湍流，热转移系数非常高，从而导致快速的加热。实际上，本发明的方法提供了制造微粒状乳清蛋白产品的非常有效的方法。将湍流定义为在加热管中具有足够的质量流速以提供超过500、更优选超过1000、甚至更优选超过1500且最优选超过2000的雷诺数。这样的雷诺数是湍流的特征并在流体力学领域中是已知的。雷诺数的測定依赖流体的质量速度及其粘度，其以标称粘度来定义，根据在将其干燥之前，在均匀的温度下，在已知的热处理流体的流速下，沿着已知长度的已知均匀圆形横截面的水平管的压降的測定使用哈根-伯素叶方程(Hagen-Poiseuilleequation)来确定。为用于本发明，2，000-50，000的雷诺数是优选的，优选为5,000-30,OOO0术语“不经历机械剪切过程”是指不使物质经过其中使用诸如匀浆器、胶体研磨机、高压泵、刮面式换热器、高剪切的混合器等的机械设备以在其中混合溶液或破碎颗粒的过程。本发明的产品具有广泛的用途。能将本发明产品用于其中要求高蛋白质含量而不由于添加其的产品质感发生不期望的变化的应用。本发明的WPC适用于精制干酪、酸奶和乳清酥脆食品(W0/2006/019320)。将本发明的WPC用于其中可能需要加入高乳清蛋白水平而不发生最終产品质量的不期望的改变的应用。本WPC允许将乳清蛋白质混合进入零食和方便食品而不产生不期望的质感或味道。例如，WPC可用于向还包含碳水化合物源和脂肪的快餐食品成分添加蛋白质。可通过若需要熔化而熔化脂肪以及将脂肪或油与碳水化合物、和WPC混合然后使混合物凝固来制备这样的快餐食品。本发明方法的优点是除了用于乳蛋白质流的标准加工方法之外，其仅具有简单的加热步骤。本领域的技术人员理解出于经济原因，高度期望在高的TS下热处理乳清蛋白的能力。本发明的ー种用途是用于制备高蛋白酸奶。所述方法包括通过将本发明干燥的WPC或WPI与包含酪蛋白的乳混合制备具有至少7%(w/v)，优选为8-20%(w/v)，更优选为10-16%(w/v)的蛋白质的高蛋白酸奶，以及将高蛋白酸奶酸化至pH值为3.8-5.5，优选为4.0-5.0，最优选为4.2-4.7。还包括的是用于制备高蛋白酸奶饮料的方法，其中酸奶具有I.5-15%(w/v)的蛋白质含量，但本发明的乳清蛋白的蛋白质含量为30-90%，优选为40-80%。酸奶可包含干型或液体型乳、乳渗余物、乳蛋白质浓缩物(MPC)、奶油或(若需要与水)混合的乳脂以形成复原奶或标准化的乳组合物。脱脂乳是优选的成分。根据当地规定的要求可将乳高温杀菌。通常，在酸化之前，优选在70_100°C，更优选为80_90°C，最优选为85_95°C下热处理高蛋白酸奶，优选为5-20分钟。最优选通过使用嗜热链球菌(Streptococcusthermophilics)和德氏乳酸菌属保加利亚亚种(Lactobacillusdelbrueckiisubsp.bulgaricus)的混合培养基的发酵进行酸化。嗜热链球菌(Streptococcusthermophilics)和任何乳酸菌(Lactobacillus)种的培养基也优选作为德氏乳酸菌保加利亚亚种(Lactobacillusdelbrueckiisubsp.bulgaricus)的培养基。在通过化学酸化进行酸化的情况下，加入葡萄糖酸内酯是优选的。“酸奶(酸乳)”是指从乳制品源以及有活力的微生物或化学酸化剂或二者进行制备的酸性或发酵食品或饮料产品。为了本发明的目的，酸奶还指可包含非乳制品衍生的脂质、调味剂和食品准入的稳定剂、酸和调质剂的酸奶似的产品。术语酸奶也包含经热处理的酸奶和酸奶似的产品。术语“酸奶”包括酸奶(凝固型或搅拌型)、酸奶饮料和新鲜奶酪(PetitSuisse)。本发明的产品是用于制备具有颗粒含量最小以及分子量大于20kD的乳清蛋白水解产物的优质物质。因此，本发明提供了制备乳清蛋白水解产物的方法，其包括通过本发明的方法制备经热处理的WPC或WPI以及使其与蛋白酶接触。这样的水解产物已经应用于包括婴儿配方奶粉的营养组合物。还将通过本发明方法制备的WPC和WPI用于制备营养品，包括营养饮料和包括膳食替代产品的专业营养品。能制备专业营养品(有时称为医疗食品和肠内食品)用于患者和老年人并以液体形式给予。在这类食品的制备中待克服的挑战之ー是获得足够的热量密度，即kcal/mL或kcal/go在所述领域中，这类食品的热量密度能从低于0.5kcal/mL变化为至少3kcal/mL。本发明优选的实施方案包括在混合物中加入通过本发明方法制备的经热处理的WPC或WPI或通过本发明方法制备的水解产物作为成分以形成还包含水和可溶性碳水化合物的营养品，优选还包含油或脂肪。优选地，混合物还包含钠和钾盐以及脂质和维生素源。优选地，将在温度70°C以上，优选100°C以上，更优选在至少商业化灭菌条件下加热混合物。优选地，混合物还包含镁盐。商业化灭菌条件为使用热或高压的应用达到的条件以使产品能够在配送和储存过程中保持产品的非冷冻条件(高于10°c)下不含在产品中生长的微生物。发现本发明的成分在制备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优点。制备精制干酪的方法包括，通过本发明的方法制备乳清蛋白成分，将所述成分与包括奶酪和水的其它成分混合，烹调以形成熔化的精制干酪以及使其冷却。本发明由前述内容组成并还包括以下仅给出的实施例的部分。附图简述图I示出乳清蛋白加热器-反应器系统的示意图。图2显示27%乳清蛋白成分的表观粘度与保温时间和处理温度的组合之间的关系O图3示出条状物(bar)硬度(使用得自本发明方法的干燥成分的样品制备的模型营养条状样品)和成分样品的粒径D[4，3](μπι)之间的关系。图4示出如由D[4，3](μπι)表示的，模型营养条状物硬度(如由穿透カ测定的)和干燥之前浆料流的粒径分布之间的关系。图5示出由穿透力与加热温度以及保温管时间和以非正式感觉的形式感觉到的砂砾感(与气泡大小成比例)表达的条状物质感。图6示出制备酸奶的流程图。图7示出高蛋白质饮用酸奶制造方法的示意图。图8示出加热之前的改性WPC、加热之后的改性WPC、加热之前的对照WPC和加热之后的对照WPC(从左至右)的cP@100S4形式的粘度。图9示出加热之前⑴或之后(II)的营养食品配方的照片。A=包含标准WPC的配方=包含改性的WPC的配方；H=加热。图10示出除管状反应器以外制备的粒径。图11示出在不同的保温时间下的改性百分比与出口温度的点状图。实施例下列实验进一歩例示本发明的实践。实施例I使用标准商业化超滤/渗滤技术制备新鲜奶酪乳清以生产约20%总含量的渗余物，其中83%为蛋白质。然后，使用稀释的NaOH将该浓缩物流调整至pH值为6.9，并使用降膜蒸发仪进ー步浓缩至约33%的固体以45°C的出口温度下生产浓缩物。使用递送压カ为250-300巴的高压泵将温和的浓缩物(27%w/w蛋白质)以6.3m3/h的流速供给至两个串联的高压蒸汽加热的壳状和管状换热器。浓缩物在70°C时离开第一高压加热器(长度为60m)并在80°C时离开第二高压加热器。换热器具有120m的组合长度且内管直径为18.85mm。供给至第一加热器的水蒸汽压カ为O.6巴(g)且第二加热器的压カ为O.96巴(g)。高压管为额定标号80，316合金不锈钢管。从第二加热器出来之后，经热处理的浓缩物通过24_直径的管的实验保温时间为O秒(无管部分)、45秒(54.Sm)或90秒(107.3m)。在可变的持续保温阶段之后，将经热处理的浓缩物运输至喷雾干燥器上部的喷嘴组；管的该部分长度为约56m且内直径为约24_并提供另外约23秒的停留时间。因此，高压泵通过加热器和保温管(如果存在的话)将蛋白质浓缩物流递送至干燥器而不需要另外加热器-反应器系统之后以及喷雾干燥之前的机械剪切诱导设备。在喷雾干燥器下，将经热处理的浓缩物递送至8个喷嘴的组并在大于200巴的压カ下雾化成为滴状喷雾。使用210°C的进气温度和约83°C的室出口温度。将粉末进ー步干燥，然后在物质的转移和包装之前在振动的流化床中冷却以制备约3.5%湿度和体积密度为约O.57g/mL的粉末。图I示出乳清蛋白加热器-反应器系统的示意图。示出了检测系统压カ的点(D1PUDP2和DP3)。使用标准技术测定湿流和干流(产品)粒径以及粒径分布(PSD)并使用激光衍射粒社分析仪(Mastersizer2000,MalvernInstrumentsLtd,Malvern,UnitedKingdom)进行。制备营养条状样品(l_2kg的批次)并使用模型配方评价硬度。配方包含37.3%的本发明经热处理的WPC(或使用未变性的WPC392的对照，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%的麦芽糖糊精、MALTRINMl80、DE23-27(GPCGrainProcessingCo.USA并由SalkatNZ提供)、5·I%氢化的棕榈仁油(优质植物油(马来西亚)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)。将脂肪称重放入蒸锅中并在温度<40°C下在电热板上熔化。将葡萄糖浆、甘油、水和卵磷脂称重放入锅中并在加热板上加热至55°C。·将蛋白质粉末和玉米糖浆的固体称重并干混在一起。·然后将液体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分钟。将混合器停止并将碗的侧面刮下来。将混合物再混合30秒直至充分混合。然后将形成的面团放置在覆盖有塑料膜的杆架(尺寸为600mmX330mmX16mm)中并轧制成型以适合于该杆架。然后在环境温度下使其凝固过夜。·将凝固的面团切割成约IOOmmX30mmX16mm的块用于存储试验以产生总计66块。在评价之前，将块放置在金属箔袋中、热密封、贴标签并在20°C下储存一周。图2显示27%乳清蛋白成分的表观粘度以及保温时间和处理温度的组合之间的关系。本领域已知的是通过一系列过程相继由连续热处理变性的乳清蛋白最終产生不溶的凝集体，如果允许所述凝集体达到数十微米的尺寸则在口中产生疏松的块状。图2显示当在非常高的蛋白质浓度)下进行热变性时，将所述过程控制在65°C_80°C的温度内并在约I分钟或更少的时间内出乎意料地产生一系列新型的产品，并在超过80°C的温度下以及小于约120秒的保温时间内产生另外系列的新型产品。不受理论的束缚，当热处理条件进一歩发展时，较高的温度(第二)系列的产品可能与逐渐增加的尺寸的不溶凝集体或胶体颗粒的形成有关注意，在图2中实验保温时间之后发生约23秒的另外的保温时间以运送液体进入干燥器)。图3示出条状物硬度(使用来自本发明方法的干燥成分的样品制备一周之后的模型营养条状样品)和成分样品的体积重均粒径D[4，3](μπι)之间的关系。作为单独的变量，图上标绘的点表示通过圆形尺寸给出的条状样品的感觉质感(粒状核)。(使用1-9级别通过非正式感觉測定粒状核，其中I-光滑，3-粉末状，6-沙质和8-粒状)。使用TA.HD加来自StableMicroSystems,Godalming,England的质感分析仪进行质感分析。通过压缩进行质感检测。对照设定距离来测定抵抗(mm)的力。以lmm/s的恒定速度将5mm不锈钢圆柱形探针挤进块中达到12mm的压缩深度，然后以10mm/S的速度撤出。在可能的情况下，在各个条状样品的表面上进行三次压缩。每种乳蛋白质粉末采用两个条状物进行评价。从20°C的储存室中去除样品并在室温下进行质感检測。出乎意料地，考虑使用均质化制备的大量产品的领域，图3显示存在一系列加工条件，其中在营养条状物应用中能制备在ロ中无沙质感的例如>100μm的粗热聚集的乳清蛋白颗粒而在热处理之后或热处理过程中以及干燥之前不均质化。然后，更严密地检测制备该有益的成分所需的加工条件。图4示出模型营养条状物硬度(如由穿透力測定的)和如由D[4，3]表示的干燥之前浆料流的粒径分布之间的关系。在图4中标绘的第二变量为由圆形尺寸表示的条状样品的粒状核。通常，图4示出由较大的胶体颗粒产生的更软的条状物，通常期望其为由更大量的热处理产生。然而，图4表明存在一系列新型条件，其中如从相似尺寸的现有技术的乳清蛋白凝集体预期的，能从不导致口中的砂砾感的粗颗粒(干燥之后)制备成分。块状质感表达为穿透力与加热温度以及保温管时间(S)并以非正式感觉的形式感觉到砂砾感(与气泡大小成比例)。对照为使用未经热处理的(天然的)乳清蛋白粉末，WPC392(对照392),FonterraCo-operativeGroupLimited,Auckland制备的条状样品。表Ia压降的加工限制权利要求1.制备干燥的改性乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流的条件下时加热所述溶液；(c)在所述热处理结束时，将经热处理的物质直接转移至干燥器；以及(d)将经热处理的WPC或WPI干燥，其中除了在将液体转化为液滴以促进干燥的情况之外，在干燥之前经热处理的WPC或WPI不经历机械剪切过程。2.制备经热处理的乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流条件下加热所述溶液，优选在至少500的雷诺数的湍流条件下加热所述溶液。3.如权利要求2所述的方法，其还包括(c)在热处理结束时，将经热处理的物质直接转移至干燥器以进行干燥或转移至混合器以与其它成分混合；以及(d)在步骤(c)之前经热处理的WPC或WPI不发生粒径减小。4.制备干燥的改性乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的方法，其包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流的条件下时加热所述溶液；(c)在热处理结束时，将经热处理的物质迅速转移至干燥器；以及(d)干燥经热处理的WPC或WPI，其中除了在将液体转化为液滴以促进干燥的情况之外，在干燥之前经热处理的WPC或WPI不经历机械剪切过程。5.制备包含液体乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的混合物的方法，其包括(a)在pH值为4.7-8.5下，提供蛋白质浓度为15-50%(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至50°C以上，直至使蛋白质发生变性；所述热处理包括在湍流的条件下时加热所述溶液；以及(c)在热处理结束时，将经热处理的物质直接转移至混合器以与至少一种其它成分混合，所述成分包括乳、脱脂乳、脂肪、碳水化合物、乳渗余物或脱脂乳渗余物中的至少一种。6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其中在加热之前将所述WPC浓缩物的pH值调整为5.0至8.5，更优选为5.5至8.5且最优选为6.0至8.0，最优选为6.5-7.5。7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其中在加热之前所述WPC浓缩物的蛋白质浓度为16-40%。8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法，其中当所述WPC或WPI溶液流经内径大于5mm且小于150mm的加热的流程时,进行热处理。9.如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法，其中所述溶液流经管状反应器并在.60°C至110°C的温度下离开。10.如权利要求9所述的方法，其中使用额定压力为5巴至500巴的泵对所述管状反应器进行供料。11.如权利要求1-10中任一权利要求所述的方法，其中所述加热为直接的蒸汽注入。12.制备乳清蛋白形式的总固体量为50-95%，最优选为52-90%的干燥的改性WPC或WPI的方法，其包括(a)制备具有15-50%(w/v)的乳清蛋白的水性WPC或WPI；(b)在3巴至1000巴、优选为5巴至500巴、最优选为10巴至350巴的压力下使用高压泵将蛋白质浓缩物供给至高压加热器中，产品的流动实现湍流，优选具有至少500的雷诺数的瑞流；(c)将获得的溶液热处理至70°C以上，直至使蛋白质发生变性；(d)在热处理结束时，将经热处理的物质迅速转移至干燥器；以及(e)干燥经热处理的WPC或WPI，其中在干燥之前，所述来自热处理装置(c)的经处理的WPC流不经历粒径减小步骤。13.如权利要求12所述的方法，其中热处理区直接与所述干燥器的入口联接。14.如权利要求13所述的方法，其中所述干燥为喷雾干燥。15.如权利要求1-14中任一权利要求所述的方法，其中所述湍流的雷诺数超过1000。16.如权利要求15所述的方法，其中所述雷诺数超过1500。17.如权利要求16所述的方法，其中所述雷诺数为2，000至50，000。18.通过权利要求1-17中任一权利要求所述的方法制备的WPC或WPI作为在制造选自精制干酪、酸奶和乳清酥脆食品的产品中的成分的用途。19.增加食品的蛋白质含量的方法，其通过使所述食品的成分包含权利要求1-17中任一权利要求所述的WPC或WPI。20.如权利要求19所述的方法，其中所述食品为快餐食品，制备所述快餐食品的方法包括若需要熔化则将脂肪熔化以及将脂肪或油与碳水化合物和WPC混合并使所述混合物凝固。21.制备酸奶的方法，其包括使所述酸奶含有通过权利要求I或4所述的方法制备的干燥的WPC或WPI作为成分。22.如权利要求21所述的方法，其包括通过将干燥的WPC或WPI与包含酪蛋白的乳混合来制备具有至少7%(w/v)的蛋白质的酸奶以及将所述酸奶酸化至pH值为3.8-5.5。23.如权利要求22所述的方法，其中所述酸奶的蛋白质浓度为8-20%(w/v)。24.如权利要求23所述的方法，其中所述酸奶的蛋白质浓度为10-16%(w/v)。25.如权利要求21-24中任一权利要求所述的方法，其中所述pH值为4.0-5.O。26.如权利要求21-24中任一权利要求所述的方法，其中使用嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)和乳酸菌属(Lactobacillus)的混合培养基进行酸奶的酸化。27.如权利要求21-25中任一权利要求所述的方法，其中酸化通过化学酸化进行。28.制备包含1.5-15%(w/v)的蛋白质的酸奶饮料的方法，其包括将通过权利要求I或4所述的方法制备的干燥的WPC或WPI与包含酪蛋白的乳混合，以及酸化至pH值为3.8~5.5029.如权利要求21-28中任一权利要求所述的方法，其中所述包含酪蛋白的乳包括乳、乳渗余物或乳蛋白渗余物。30.如权利要求21-28中任一权利要求所述的方法，其中所述包含酪蛋白的乳包括脱脂乳。31.制备乳清蛋白水解产物的方法，其包括通过权利要求1-17中任一权利要求所述的方法制备经热处理的WPC或WPI以及将经热处理的WPC或WPI与蛋白酶接触。32.制备营养品的方法，其包括将通过权利要求1-17中任一权利要求所述的方法制备的经热处理的WPC或WPI或通过权利要求31所述的方法制备的水解产物作为成分加入至还包含水和可溶性碳水化合物的混合物中。33.如权利要求32所述的方法，其中所述混合物还包含钠和钾盐以及脂质和维生素源。34.如权利要求33所述的方法，其中在70°C以上、优选100°C以上、更优选在至少商业化灭菌条件下加热所述营养品。35.制备精制干酪的方法，其包括通过权利要求1-17中任一权利要求所述的方法制备乳清蛋白成分，将所述成分与包括奶酪和水的其它成分混合，烹调以形成熔化的精制干酪以及使其冷却。全文摘要描述了改性的乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)的制备方法。其包括(a)在pH值为4.7-8.5下提供蛋白质浓度为15-50％(w/v)的水性WPC或WPI溶液；(b)将所述溶液热处理至大于50℃，直至使蛋白质发生变性的时间；所述热处理包括在湍流的条件下时加热所述溶液。在热处理结束时，可将经热处理的物质迅速转移至干燥器或与其它成分混合。除了在将液体转化为液滴以促进干燥的情况之外，在所述转移之前经热处理的WPC或WPI不经历机械剪切过程。在期望高蛋白质含量而不期望质感发生变化的情况下，将改性的WPC用于制造食品和饮料。文档编号A23C21/04GK102665430SQ201080021450公开日2012年9月12日申请日期2010年4月15日优先权日2009年4月15日发明者帕拉塔萨·哈维,彼得·伊尔贝特·怀尔,约翰·爱德华·格兰特,许居伟申请人:方塔拉合作集团有限公司