澄清乳饮料及其制备方法 本发明涉及一种澄清乳饮料和这种饮料的制备方法。
在食品和饮料工业，存在一种生产较有益健康的产品的趋势。然而，另一方面，特别是较年轻的消费者偏爱具有更时髦并有活力的图象的产品。健康产品通常不能满足这些要求。
乳制品，例如牛奶，通常认为是一种健康饮料。然而较年轻的消费者经常偏爱澄清的软饮料。
因此本发明的目的是提供一种以牛奶为基础的澄清饮料。
在澄清牛奶饮料的研究中，出人意料地发现，将任选包含果胶的酸奶饮料的pH调整至接近中性获得一种澄清乳饮料。
因此根据本发明由一种澄清乳饮料实现了上述目的，该澄清乳饮料包含牛奶产品作为主要组分并在大于400-800nm的范围内在具有1cm的光程长度的石英管内测定具有小于1地消光。在该纳米范围内的消光优选小于0.8，更优选小于0.6，甚至更优选小于0.4，最优选小于0.2。发现654nm对测定消光特别有用。
在本领域知道一种澄清乳清蛋白-基饮料的制备(例如US5,641,531)。然而，它涉及一种酸饮料，使用的是脱脂乳清蛋白分离物。而且，它没有提及使用带负电的多糖，诸如果胶。
本发明的澄清乳饮料可以通过包括如下步骤的方法获得：
a)提供一种酸性pH的牛奶产品；
b)任选使该产品经受温度处理和/或一种任选的均质处理，和
d)将该产品的pH调整至约中性。
酸性pH的牛奶产品例如可以是牛奶、酪乳或酸奶，其pH在3.8-4.2的范围内，并且优选4，或者是天然pH(酸奶或酪乳)的产品或者调整至所需值(牛奶)。
该牛奶产品任选还可以包含一种带负电的多糖，诸如果胶。带负电的多糖和酸性pH的牛奶产品的混合物的提供例如是通过将果胶和牛奶混合并将该混合物的pH调整至约3.8-4.2，优选至约4实现的。
或者，带负电的多糖和酸性pH的牛奶产品的混合物的提供是通过将果胶和酪乳或酸奶混合实现的。这里所用的牛奶产品已经具有约4的酸性pH。
本申请所用的“牛奶产品”是指包括低脂牛奶、脱脂牛奶、酪乳和酸奶。优选使用具有小于0.5％脂肪的牛奶。
出人意料地发现，当使用UHT-处理过的牛奶时可以获得特别好的结果。
带负电的多糖，如果有的话，选自果胶、藻酸盐、羧甲基纤维素和聚乙二醇藻酸酯，并优选果胶。
果胶经常按照其酯化度(DE)分类。有两种主要类型，即低(甲基)酯(LM)果胶，具有小于50％的DE；和高(甲基)酯(HM)果胶，具有大于50％的DE。根据本发明，在加工期间使用果胶来稳定酸化蛋白质。为此功能，两种果胶类型都合适。
除了牛奶产品和任选的带负电的多糖如果胶之外，该混合物还可以包含一种或多种选自如下的组分：糖、果汁、水果混合物(一种捣碎水果的澄清混合物，其中仍然可以由一些细胞物质)、风味剂、食品级酸(诸如乳酸、苹果酸、柠檬酸或其混合物)、稳定剂、着色剂、无热量的甜味剂、麦芽糖糊精、不能消化的纤维、营养组分等。可以使用糖调整其味道，但是也可以用作果胶的分散助剂。加入果汁和/或水果混合物以获得所需味道。
本发明的主要组分是上面定义的牛奶产品。牛奶产品和其它组分之间的比例可以是80∶20，优选65∶35，更优选60∶40。在低蛋白质含量的乳饮料中，该比例可以从40∶60到35∶65到20∶80变化。
HM果胶(如果有的话)的量，以澄清乳饮料的量为基础在0.10-0.55％(w/w)之间，优选在0.35-0.45％(w/w)之间，并且最优选为约0.40％(w/w)。LM果胶(如果有的话)的量，以澄清乳饮料的量为基础在0.01-0.15％(w/w)之间，优选为约0.05％(w/w)。
调整饮料使其透明的约中性的pH是pH在约6-7.5之间，优选约6.5-7之间，更优选为约6.75。优选使用食品级方式将其pH调整回至中性。
出人意料地发现，产品最终的透明度随所用的酸化剂而变化。用链长为3-6个碳原子的有机羧酸获得最佳透明度。具有3个碳原子的酸有乳酸和丙二酸。具有4个碳原子的酸有琥珀酸和苹果酸。戊二酸具有5个碳原子，而柠檬酸和己二酸各自具有6个碳原子。当使用中性酸调整其pH时所得澄清乳饮料在654nm的消光低于1。
发现在将其pH调整至酸性值之后，可以任选向该饮料中加入能量。能量可以剪切的形式给予。可以通过均质处理的方式给予该饮料高剪切。可以在将饮料的pH调整至大致中性之前或者之后进行附加的均质。优选，均质步骤的温度是约55℃。该均质处理在150-250bar，优选250bar下进行。这两种均质处理各自也可以进行不只一次。
为了保证饮料的卫生条件，可以任选经过热处理，例如巴氏杀菌。这种巴氏杀菌是在85-95℃，优选90℃下处理10-20，优选15秒钟。或者，可以使用0.2μm过滤器将饮料经过微孔过滤以澄清细菌。该过滤步骤的其它益处还在于使得饮料的消光进一步降低。
出人意料地发现，在低于10℃，优选低于8℃，任选在5℃的低温下在约4天的一定贮藏时间进一步增加饮料的透明度。加热之后该饮料再次变成乳白色。通过冷却可以使这种效果反过来。因此，冷却引起的透明度是可逆的。
本发明的饮料也可以用作特定营养领域如运动或膳食饮料的基础。然后可以在制备澄清饮料的过程中加入的组分例如有富含特定氨基酸的肽制品。仅使用那些不会降低产品的澄清度的营养组分。例如，澄清的谷氨酰胺肽WGE80GPA(得自DMV International，theNetherlands)可以加入到这种饮料中。
而且可以加入乳酸菌或益生菌。这些应在巴氏杀菌或微孔过滤处理之后以不使饮料再次混浊的量加入。
根据本发明的一个非常可行的实施方式，提供了一种粉状的澄清乳饮料。在将一种酸奶产品干燥之后，根据本发明其pH回到中性(例如pH6.75)，获得一种粉末，它用水重组时再次得到在654nm下消光小于1的澄清乳饮料。该干燥可以通过喷雾干燥、减压干燥或者借助微波干燥进行，并且优选冷冻干燥。
以下面的实施例进一步描述本发明，当将果胶用于这些实施例时，它是6HM果胶(JM 150型；Hercules-Copenhagen(丹麦))，除非另有说明。
实施例
实施例1
有果胶的澄清牛奶饮料的常规配方
1kg本发明的牛奶饮料的配方如下。
将4g果胶和20g糖以干燥形式混合。在80℃下将由此获得的混合物旋涡分散于267g水中并在相同温度下水合2小时。
将605g脱脂UHT-牛奶冷却至4℃并加入24g糖。将该牛奶/糖溶液和果胶/糖溶液混合使得温度为20-25℃。将由此获得的溶液在冰水中快速冷却至4℃。
加入附加量的或者80g水果浓缩物或者水。加入20％(W/w)柠檬酸直到pH达到4。
在90℃下巴氏杀菌处理15秒钟之后，将溶液冷却至约55℃。接着，将溶液均质，之后用8％氢氧化钠或其它食品级碱调整其pH。将该pH调整至约中性，获得本发明的澄清乳饮料。PH调整至中性之后，可以对饮料进行任选的附加均质处理。
由此获得的饮料的透明度可以通过在654nm下测定消光来确定。
实施例2
最佳pH的确定
在该一系列试验中所用的混合物含有水代替水果浓缩物。均质之后调整其pH。在4℃下贮藏4天后样品5经受一次或两次额外的均质步骤。
结果示于表1。
表1样品 pH 654nm下的消光 (新鲜样品) 654nm下的消光 (4℃下贮藏4天之后) 混浊度 (肉眼) 1 3.8 3.350 n.d. 乳白色 2 5.0 3.350 n.d. 乳白色 3 6.0 2.753 2.549 不透明 4 6.5 0.916 0.730 透明 5 6.75 0.736 0.590 透明 5a 6.75* n.d. 0.196 澄清 5b 6.75** n.d. 0.189 澄清 6 7.0 0.939 0.785 透明
*在250bar下附加一次均质步骤
**在250bar下附加两次均质步骤
从该表得出，在pH为6-6.5的范围内饮料的外观发生显著变化。在小于6的pH下饮料仍然为乳白色，而在pH6.5或更高下变得透明。这段最佳pH是6.75。发现额外均质步骤进一步提高了其透明度。
在从400到800nm变化的波长范围内测定样品5b的消光。结果示于表2。
表2 波长 (nm) 消光 400 1.0157 425 0.833 450 0.6947 475 0.5741 500 0.4661 525 0.3923 550 0.3373 575 0.2916 600 0.2546 626 0.2237 650 0.1981 675 0.176 700 0.175 725 0.1402 750 0.1264 775 0.1146 800 0.1144
从该表得出，在大于400直到800nm的波长下该饮料的消光小于1。
将本实施例的样品5a在0.2μm过滤器上经过微孔过滤。该饮料的消光从0.196降到0.087。
实施例3
饮料的温度对透明度的影响
1kg本发明的牛奶饮料的配方如下。
将4g果胶和20g糖以干燥形式混合。在80℃下将由此获得的混合物旋涡分散于267g水中并在相同温度下水合2小时。
将605g脱脂UHT-牛奶冷却至4℃并加入24g糖。将该牛奶/糖溶液和果胶/糖溶液混合使得温度为20-25℃。将由此获得的溶液在冰水中快速冷却至4℃。
加入附加量的或者80g水果浓缩物或者水。加入20％(W/w)柠檬酸直到pH达到4。
在90℃下巴氏杀菌处理15秒钟之后，将溶液冷却至约55℃。接着，在200bar和55℃下使用Rannie实验室均质机将溶液均质2次。冷却至5℃之后，用8％氢氧化钠将其pH调整至6.75。
在100bar下将由此获得的饮料再均质1次。24小时之后该溶液的消光是0.162。将该饮料用于下面的试验。
将10ml饮料填充到试管中，并在35、45和55℃下加热7和20分钟。该热处理之后即刻将这些试管在冰中冷却，并肉眼分析。24小时之后测定654nm下的消光。结果示于表3。
表3 样品号 加热 混浊度(肉眼) 654nm下的消光 t(分钟) T(℃) 加热之后 即刻 4℃下24小 时之后 24小时之后 1(参照) ＜2 透明 透明 0.137 2 7 35 透明 透明 0.127 3 20 35 透明 透明 0.188 4 7 45 乳白色 透明 0.155 5 20 45 乳白色 透明 0.359 6 7 55 乳白色 透明 0.186 7 20 55 乳白色 透明 0.349
从上表得出，加热样品使得样品混浊，而将样品在电冰箱中贮藏时可逆转这种混浊。
实施例4
原料牛奶对澄清牛奶最终透明度的影响
本实施例显示了原料牛奶的类型对澄清牛奶饮料的最终透明度的影响。由不同来源的牛奶类型制备饮料，并且都是脱脂牛奶(脂肪＜0.06％)。试验以下牛奶类型：
1.脱脂未加工的牛奶(得自DMV-international，Veghel，TheNetherlands)
2.70℃下巴氏杀菌3分钟的1类牛奶
3.90℃下巴氏杀菌3分钟的1类牛奶
4.杀菌脱脂牛奶(工业；无标签)
5.UHT-处理过的脱脂牛奶(Stassano-Campina Belgium，Aalter；Belgium)
6.UHT-处理过的脱脂牛奶(Eifel-Perle Hillesheim B3；Germany)
组分(1kg饮料)：
0.5g果胶(JM 15o；Herculus-Copenhagen(丹麦)
44g糖(Kristalsuiker；CSM)
605g牛奶
350.5g水(生产用水)
柠檬酸(Merck)(20％(w/w)溶液)
8％氢氧化钠溶液
如下制备饮料。首先将果胶与20g糖混合。将该果胶/糖混合物分散于270g的80℃的水中，使其水合2小时。将24g糖溶解在该冷却牛奶(4℃)中。将该果胶溶液和牛奶溶液混合并通过逆流冷却器冷却至4℃，并加入80g冷水。用20％柠檬酸将整个混合物的pH调整至4。之后直接加入8％氢氧化钠将其pH调整至6.0、6.25、6.5、6.75或7。
然后将这些饮料贮藏在4℃下并在24小时之后于654nm下测定饮料的消光。该消光示于表4。
表4 最终pH 654nm的消光 1 2 3 4 5 6 6.00 0.471 0.477 0.506 0.352 0.077 0.370 6.25 0.469 0.476 0.499 0.355 0.074 0.364 6.50 0.465 0.483 0.486 0.352 0.071 0.361 6.75 0.458 0.463 0.482 0.349 0.070 0.361 7.00 0.451 0.460 0.473 0.343 0.072 0.368
这些结果显示了牛奶类型对最终透明度影响较大。
实施例5
没有果胶的澄清牛奶饮料的常规配方
本发明的澄清乳饮料也可以在不加果胶的情况下制得。本实施例显示了获得更好的消光值。
组分(1kg饮料)：
44g糖(Kristalsuiker；CSM)
605g牛奶
350.5g水(生产用水)
柠檬酸(Merck)(20％(w/w)溶液)
8％氢氧化钠溶液
如下制备饮料。将20g分散于270g的80℃的水中，使其水合2小时。将24g糖溶解在该冷却牛奶(4℃)中。将该糖溶液和牛奶溶液混合并通过逆流冷却器冷却至4℃，并加入80g冷水。用20％柠檬酸将整个混合物的pH调整至4。之后直接加入8％氢氧化钠将其pH调整至6.0、6.25、6.5、6.75、7或7.25。
然后将这些饮料贮藏在4℃下并在24小时之后于654nm下测定饮料的消光。该消光示于表5。
表5 样品 pH 消光(654nm) 不加热 加热(2分钟，142℃) 1 6.0 0.074 沉淀 2 6.25 0.063 0.785 3 6.5 0.065 0.142 4 6.75 0.066 0.096 5 7.0 0.088 0.156 6 7.25 0.119 沉淀
实施例6
酸性pH和最终饮料pH对澄清乳饮料的透明度的影响
本实施例显示酸性pH和最终饮料pH对澄清乳饮料的透明度的影响。
组分(1kg饮料)：
606g UHT-处理过的脱脂牛奶(Stassano，Campina Belgium，Aalter-Belgium)
370g水(生产用水)
24g糖(Kristalsuiker；CSM)
柠檬酸(Merck)(20％(w/w溶液))
8％氢氧化钠溶液
将牛奶、水和糖混合并加入柠檬酸使其pH至pH4.0或3.5。到达最终pH之后，使用氢氧化钠溶液以0.25的梯度使溶液的pH达到5-8的最终饮料pH。在4℃下贮藏48小时之后，在654nm下测定饮料的消光(表6)。
表6 pH饮料 饮料消光 酸性pH＝4 饮料消光 酸性pH＝3.5 5 沉淀 沉淀 5.25 3.601 3.19 5.5 0.1617 0.1213 5.75 0.1103 0.1033 6 0.1002 0.0998 6.25 0.1035 0.0974 6.5 0.0984 0.096 6.75 0.0972 0.0956 7 0.0957 0.094 7.25 0.0945 0.0932 7.5 0.0931 0.0928 7.75 0.0931 0.092 8 0.0906 0.0918
表6中的数据显示在5.5和更高的pH-值下可以获得良好的透明度。
实施例7
不同酸化剂对澄清乳饮料的最终透明度的影响
本实施例显示不同酸化剂对澄清乳饮料的最终透明度的影响。前面的试验已显示当使用属于羧酸类的(有机)酸如柠檬酸和苹果酸时获得良好的透明度。
试验的酸示于下表。将它们以20％(w/w)溶解在水中，或者对于溶解度低的酸来说，以其最大溶解度溶解于水中。
组分(1kg饮料)：
606g UHT-处理过的脱脂牛奶(Stassano，Campina Belgium，Aalter-Belgium)
370g水(生产用水)
24g糖(Kristalsuiker；CSM)
8％氢氧化钠溶液
将牛奶、水和糖混合，并加入20％酸溶液使其pH达到pH4.0。达到最终pH之后，使用氢氧化钠溶液使溶液的pH达到最终饮料pH6.75。在80℃下将部分饮料加热10分钟。在4℃下贮藏48小时之后，测定加热和未加热的饮料在654nm下的消光(表7)。
表7 结构式 常规名称 消光 CH3-COOH 乙酸 1.2 COOH-COOH 草酸 3.0 CH3-CHOH-COOH 乳酸 0.9 COOH-CH2-COOH 丙二酸 0.2 COOH-CH2-CH2-COOH 琥珀酸 0.3 COOH-(CH2)4-COOH 己二酸 0.9 COOH-CHOH-CH2-COOH 苹果酸 0.1 COOH-(CH2)3-COOH 戊二酸 0.6 COOH-CH2(C(OH)COOH)-CH2-COOH 柠檬酸 0.1 盐酸 2.4 硼酸 2.8 磷酸 2.2
这些消光值显示用柠檬酸、丙二酸、琥珀酸和戊二酸获得最好结果。这些都是具有3个以上碳原子的二羧酸。
实施例8
使用再均质的澄清乳饮料的标准配方
组分(1kg饮料)：
4g果胶(JM 150；Hercules-Copenhagen(丹麦))
44g糖(Kristalsuiker；CSM)
605g牛奶(UHT-脱脂牛奶；Stabilac)
80g水果浓缩物(Red-fruit浓缩物；Dohler Euro Citrus；Belgium)
柠檬酸(Merck)(20％(w/w)溶液)
8％氢氧化钠溶液
267g水(生产用水)
首先将果胶与20g糖混合。将该果胶/糖混合物分散于267g的80℃的水中，使其水合2小时。将24g糖溶解在该冷却UHT-牛奶(4℃)中。将该果胶溶液和牛奶溶液混合并使用逆流冷却器冷却至4℃。然后向该冷却混合物中加入水果浓缩物。用20％(w/w)柠檬酸将整个混合物的pH调整至4。
将该酸化混合物于85℃下经过蒸汽巴氏杀菌10秒钟，并使用逆流冷却器立即冷却至55℃。接着在250bar、55℃下使用Ranny均质机(APV)将该混合物均质并将其冷却至7℃。加入8％氢氧化钠使其pH增加至6.75，并在250bar、室温下将该中性饮料均质。
实施例9
澄清乳营养饮料的标准配方
例如通过向实施例3的配方中加入谷氨酰胺肽制品(例如WGE80GPA，DMV International，Veghel，NL)，可以获得一种营养饮料。
实施例10
在不同波长下本发明的澄清乳饮料的消光
为了确定本发明的饮料的消光是否依赖于消光测定所用的波长，在不同波长下测定pH6.5、6.75和7.0的三个饮料。
结果汇总于表8。
表8 波长(nm) pH＝6.5 pH＝6.75 pH＝7.0 700 0.2138 0.1864 0.3027 705 0.2099 0.1834 0.2977 710 0.2061 0.1802 0.2928 715 0.2024 0.1771 0.288 720 0.1988 0.1738 0.2834 725 0.1951 0.1708 0.2787 730 0.1915 0.1679 0.2743 735 0.1878 0.1648 0.2697 740 0.1845 0.162 0.2655 745 0.1816 0.1594 0.262 750 0.1787 0.1565 0.2586 755 0.1755 0.1535 0.2551 760 0.1727 0.1509 0.2519 765 0.1701 0.1486 0.2486 770 0.1676 0.1465 0.2454 775 0.1651 0.1445 0.2423 780 0.1624 0.1423 0.239 785 0.1599 0.1403 0.2358 790 0.1577 0.1382 0.2325 795 0.1554 0.1362 0.229 800 0.1532 0.134 0.2262
实施例11
使用LM型果胶制备澄清乳饮料
代替一直使用的HM果胶，测定LM果胶的影响。
制备两种饮料，每升饮料各自具有0.5和1g LM果胶。
将果胶(LM果胶，GENU LM 106 AS-YA型；Hercules，Copenhagen(丹麦)和20g糖以干燥形式混合。将所得混合物旋涡分散于267g的80℃的水中，并在相同温度下水合2小时。
将605g脱脂UHT牛奶冷却至4℃并加入24g糖。将该牛奶/糖溶液和果胶/糖溶液混合使得温度为20-25℃。将所得溶液在冰水中快速冷却至4℃。加入另外80g水，然后加入20％(w/w)柠檬酸直到达到pH4(温度仍然是4℃)。接着使用8％NaOH使其pH再次升高至6.75。
在下表9中，列出了所得饮料的消光。
表9饮料中的LM果胶浓度(w/w％)pH6.75下的外观消光0.05澄清0.0990.1澄清0.098
从这些结果可以得出结论，LM果胶也是一种适合制备本发明的澄清乳饮料的果胶类型。
还可以得出结论，在该方法中可以省去均质步骤。
实施例12
澄清牛奶饮料粉的制备
本实施例显示了可以制备一种澄清牛奶饮料粉，将该澄清牛奶饮料粉重组于水中之后获得一种澄清牛奶饮料。
组分(1kg饮料)：
24g糖(Kristalsuiker；CSM)
605g牛奶(UHT Stassano；Campina Belgium，Aalter，Belgium)
371g水(生产用水)
柠檬酸(Merck)(20％(w/w)溶液)
8％氢氧化钠溶液
将牛奶、水和糖混合并通过加入柠檬酸溶液使其pH达到pH4.0。在达到pH4.0之后，使用氢氧化钠溶液使该溶液的pH达到最终饮料pH6.75。将该溶液在7℃下贮藏24小时，获得一种澄清牛奶饮料。
用Christ-LOC beta 1-16冷冻干燥机(Osterode，Germany)在温度为-20℃且压力为1.2mbar下将该澄清牛奶饮料冷冻干燥24小时。
将该冷冻干燥的粉末以浓度7.4％(w/w)水合于软化水中。这相当于液体形式的澄清牛奶饮料中的固体量。表10显示了在冷冻干燥和重组之前和之后的消光值。
表10 样品 消光 澄清牛奶饮料 0.123 1小时之后的重组饮料 0.121 2小时之后的重组饮料 0.111 72小时之后的重组饮料 0.097
这些消光值显示了可以将澄清牛奶饮料转变成粉末，该粉末在水中重组之后，获得透明度良好的澄清牛奶饮料。