技术领域
本发明涉及冷冻糖食产品。本发明特别地涉及蛋白含量在0.050-1.25％w/w范围内并且食用脂肪含量至少5％w/w的低蛋白冷冻糖食产品。
背景技术
由于缺乏，近年来乳蛋白的价格大幅升高，存在产生滚雪球效应而影响到由乳蛋白作为主要成分的多种食物和食品的风险。冷冻糖食工厂和其他食物制造企业正承受压力，因为没有其价格会下降的迹象。
为减少生产成本并以此来保持甚至降低市场价格，可以设法降低冷冻糖食产品的蛋白含量。但是，这会导致低质量的乳脂性(creaminess)、感官和/或融化性质。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供可解决或者缓解上述问题的冷冻糖食产品。
更具体地，本发明的目的是提供具有低蛋白含量的冷冻糖食产品。所述冷冻糖食产品应优选地与具有普通水平蛋白含量的相应冷冻糖食产品类似，特别是在感官和/或融化性质方面。
因此，本发明一方面涉及生产蛋白含量在0.050-1.25％w/w范围内并且食用脂肪含量至少5％w/w的低蛋白冷冻糖食产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供基础组合物，包括：
i.原料混合物，包括：
1.变性程度范围为5-80％的微粒化乳清蛋白材料，以及
2.钙螯合剂
ii.食用脂肪源
iii.乳化剂
iv.水，
b)将所述基础组合物混合获得乳化的混合物，以及
c)将所述乳化的混合物冷冻获得低蛋白冷冻糖食产品。
本发明另一方面涉及蛋白含量在0.050-1.25％w/w范围内并且食用脂肪含量至少5％w/w的低蛋白冷冻糖食产品，所述冷冻糖食产品包括：
i.原料混合物，包括：
1.变性程度范围为5-80％的微粒化乳清蛋白材料，以及
2.柠檬酸钙螯合剂
ii.一种或多种食用脂肪源
iii.一种或多种乳化剂，以及
iv.水。
本发明的另一方面是提供原料混合物，包括：
i)变性程度范围为5-80％的微粒化乳清蛋白材料；
ii)柠檬酸三钠；
iii)蛋白以外的非脂乳固形物；以及
iv)任选地，水；
其中所述钙螯合剂和微粒化乳清蛋白材料之间的重量比在1:10到1:1范围内，并且其中所述钙螯合剂和所述蛋白以外的非脂乳固形物之间的重量比在1:89到1:9范围内。
附图说明
图1显示用于本发明的微粒化乳清蛋白的颗粒大小分布的一个实例，以及
图2显示用于本发明的微粒化乳清蛋白的颗粒大小分布的另一个实例。
以下将对本发明进行更为详细的描述。
具体实施方式
定义：
更详细讨论本发明之前，首先对以下术语和惯用语进行定义。
在本发明的上下文中，术语“重量比”涉及所提及组分的重量之间的比例。例如，含有2g钙螯合剂和6g微粒化乳清蛋白材料的混合物中钙螯合剂和微粒化乳清蛋白材料之间的重量比为2:6，其等于1:3或0.333(即1除以3)。类似地，含有2g钙螯合剂和4g微粒化乳清蛋白的混合物中钙螯合剂和微粒化乳清蛋白之间的重量比为2:4，其等于1:2或0.5(即1除以2)。
在本发明的上下文中，除非另有说明，所述百分数是重量/重量(w/w)百分数。
本文中用于“X和/或Y”中的“和/或”应被理解为“X”或“Y”或者“X和Y”。
本文中所用的数值范围倾向于包括所述范围内包含的每一个数字和数字子集，无论是否具体公开。此外，这些数值范围应被解释为对针对所述范围中任意数字或数字子集的权利要求提供支持。例如，公开从1到10应被解释为支持从1到8、从3到7、从4到9、从3.6到4.6、从3.5到9.9等范围。
本发明所有对单数特征或限定的提及应包括相应的复数特征或限定，并且反之亦然，除非所提及的上下文另有说明或者清楚地提示相反。
除非另有定义，本文中所用的所有技术和科学术语具有与本领域(例如冷冻糖食产品制造业)普通技术人员通常理解的相同的含义。用于冷冻糖食产品制造的多种术语以及术语和技术的定义和描述见Ice Cream,6th edition,Robert T Marshall,H.Douglas Goff and Richard W Hartel(2003),Kluwer Academic/Plenum Publishers。
本文中，术语“冷冻糖食产品”具体地包括冰淇淋、冰糕(sorbet)、果子露(sherbet)、水冰、冷冻酸奶、冷冻乳制品、软冰、mellorine、蛋奶冻(frozen custard)、非乳制冷冻甜食、乳冰、棒冰、雪泥、gelato、冷冻果冻、冷冻饮品和冷冻甜点。此外，冷冻糖食包括多种产品形式例如散装产品、小礼品，即条状和棒状物品，硬包装冰淇淋(hard pack)和软冰淇淋(soft serve)，模制的、装饰物品及切片(molded,decorated items and slices)，甜点，袖珍产品(miniatures)，杯状产品(cups)，锥形产品(cones)，及其任意组合。冷冻糖食产品还可包含任选的原料例如水果、坚果、巧克力等。
此外，术语“冷冻糖食产品”应被理解为覆盖食物产品，其中所述产品可被储存在环境温度(例如室温)并且随后可被冷冻例如由消费者在家中冷冻或者在销售点于食用之前冷冻。因此，本发明工艺中的冷冻步骤可以由例如最终用户实施。当然也应理解所述产品可以在递送到商店时处于冷冻状态或者可以冷冻状态在商店出售。
本发明的一个目的是提供低蛋白冷冻糖食产品，其在主体(body)、质地和耐融化方面与相应的具有正常蛋白含量的冷冻糖食产品类似。根据本发明的低蛋白冷冻糖食产品的蛋白含量在0.050-1.25％w/w范围内并且食用脂肪含量至少5％w/w。此外，本发明的一个目的是提供生产所述冷冻糖食产品的方法。除非另有说明，否则本文中重量/重量百分比(％w/w)是指所述冷冻糖食产品的基础组合物。
本发明冷冻糖食产品具体地可以是以冷冻状态食用的食物产品，并且其包含以下原料：脂肪(可以是动物和/或植物来源)、MSNF(非脂乳固形物；即蛋白质、乳糖、矿物质、盐和/或维生素)。所述冷冻糖食产品典型地还包含甜味剂(例如糖)和乳化剂。
在一个优选的实施方案中，所述冷冻糖食产品是充气的冷冻糖食产品。
不计其味道，冷冻糖食产品的质量是通过其主体、质地和耐融化评价的。术语“主体”是指所述冷冻糖食产品的整体质量(其硬度/耐性)，而术语“质地”是指所述冷冻糖食产品的细颗粒。
蛋白质含量尤其影响所述冷冻糖食产品的主体。在乳中发现酪蛋白和清蛋白以钙和镁的酪蛋白盐和清蛋白盐的形式存在。如此，它们通过吸收水分溶胀。含有很少的蛋白时所述主体具有很小的耐性，含有很多蛋白时其水合作用产生一种非常湿润、湿透的冷冻糖食产品。
令人意外地，发明人发现当与钙螯合试剂结合时非常低浓度的蛋白质可被用于所述基础组合物。
本发明的一个方面涉及蛋白含量在0.05到1.25％w/w范围内并且食用脂肪含量至少5％w/w的低蛋白冷冻糖食产品，所述冷冻糖食产品包括：
i.原料混合物，包括：
1.变性程度范围为5-80％的微粒化乳清蛋白材料，以及
2.柠檬酸钙螯合剂；
ii.一种或多种食用脂肪源；
iii.一种或多种乳化剂，以及
iv.水。
本发明另一方面涉及用于生产蛋白含量在0.050-1.25％w/w范围内并且食用脂肪含量至少5％w/w的低蛋白冷冻糖食产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供基础组合物，包括：
i.原料混合物，包括：
1.变性程度范围为5-80％的微粒化乳清蛋白材料，以及
2.钙螯合剂
ii.食用脂肪源
iii.乳化剂，以及
iv.水；
b)将所述基础组合物混合获得乳化的混合物，以及；
c)将所述乳化的混合物冷冻获得低蛋白冷冻糖食产品。
在本发明的上下文中，术语“钙螯合剂”是指可结合到钙金属离子的螯合剂。所述钙螯合剂可以是盐(离子)或者分子。依据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)，螯合剂是在多齿(多重键)配体和单个中心原子之间形成或存在两个或者更多独立的配位键。通常，这些配体是有机化合物，其可被称作“螯合剂(chelating agent)”、螯合剂(chelant)、螯合剂(chelator)或者螯合剂(sequestering agent)。因此，螯合剂是这样的化学物质，其可与某些金属离子形成可溶的络合分子并钝化所述离子，使其不能与其他元素或离子正常反应产生沉淀或固形物(scale)。钙螯合剂是可与钙离子形成络合分子的化学物质。以此可将钙离子失活使其不能与其他元素或者离子发生反应。
根据本发明的所述钙螯合剂是可食用钙螯合剂。
本发明的一个实施方案中，所述钙螯合剂是柠檬酸或者无水乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)的任意盐。优选地，所述钙螯合剂是柠檬酸一钠、柠檬酸二钠或者柠檬酸三钠。
在一个优选的实施方案中，所述钙螯合剂是柠檬酸三钠。
所述钙螯合剂可以是例如柠檬酸的锂盐、钠盐或钾盐或者EDTA二钠钙。优选地，所述钙螯合剂是柠檬酸三钠。
本发明的一个实施方案中，所述基础组合物包括钙螯合剂，优选为柠檬酸三钠，其含量为至少0.01％w/w，例如在0.01-25％w/w范围内，例如在0.02-20％w/w范围内，例如在0.03-19％w/w范围内，例如在0.035-18％w/w范围内，例如在0.045-17％w/w范围内，例如在0.09-10％w/w范围内，例如在0.10-5％w/w范围内，例如在0.135-4％w/w范围内，例如在0.180-3％w/w范围内，例如在0.225-2％w/w范围内，例如在0.270-1％w/w范围内，例如在0.315-0.950％w/w范围内，例如在0.360-0.900％w/w范围内，例如在0.4-0.8％w/w范围内，例如在0.45-0.75％w/w范围内，例如在0.5-0.7％w/w范围内。优选地，所述基础组合物包括钙螯合剂，优选为柠檬酸三钠，其含量在0.045-0.18％w/w范围内。所述钙螯合剂，优选为柠檬酸三钠盐，其可以使用不同的水合形式。
本发明的另一个实施方案中，所述钙螯合剂和微粒化乳清蛋白材料之间的重量比在1:10到1:1范围内，例如在1:9至1:2范围内，例如在1:9至1:3范围内，例如在1:8至1:3范围内，例如在1:7至1:4范围内，例如在1:6至1:5范围内。
本发明的另一个实施方案中，所述原料混合物中还包括蛋白以外的非脂乳固形物(MSNF)。
本发明的另一个实施方案中，所述钙螯合剂和所述蛋白以外的非脂乳固形物(MSNF)之间的重量比在1:89到1:9范围内，例如在1:80到1:10范围内，例如在1:70到1:15范围内，例如在1:60到1:20范围内，例如在1:50到1:25范围内，例如在1:40到1:30范围内。
脂肪
根据本发明的所述食用脂肪可以是动物和/或植物来源。动物脂肪优选地来自乳脂、黄油脂或者奶油。
脂肪提供冷冻糖食产品的香味、主体和质地。冷冻糖食产品中脂肪的类型和含量被用于依据某些规则将每种产品分类，但是这些规则在国与国之间是不同的。
最广泛使用的植物脂肪类型是椰子油、棕榈油和棕榈仁油或其组合。
在另一个实施方案中，冷冻糖食产品的脂肪含量在所述冷冻糖食产品的5-25％(w/w)范围内，例如在所述冷冻糖食产品的6-20％(w/w)范围内，优选地在所述冷冻糖食产品的7-15％(w/w)范围内，例如在所述冷冻糖食产品的8-14％(w/w)范围内，更优选地在9-13％(w/w)范围内。
本发明的另一个实施方案中，所述冷冻糖食产品的脂肪含量在5-24％w/w范围内，例如在6-23％w/w范围内，例如7-21％w/w，例如在8-20％w/w范围内，例如9-19％w/w，例如在10-18％w/w范围内，例如11-17％w/w，例如在12-16％w/w范围内，例如13-15％w/w。
依据产品的类型，脂肪含量可不同。可食用脂肪组分包括乳脂、黄油脂、奶油和植物脂肪。适用于本发明的植物脂肪包括但不限于椰子油、大豆油、玉米油、橄榄油、红花油、高油酸红花油、海藻油、MCT油(中链甘油三酯)、葵花油、高油酸葵花油、棕榈油和棕榈仁油、棕榈油精、芥花油、海产品油、棉籽油，及其组合。优选地，使用植物油例如可可脂、菜籽油、葵花油或棕榈油，优选未氢化的。
非脂乳固形物
非脂乳固形物包括蛋白质(乳清和酪蛋白)、乳糖、维生素和矿物质。蛋白质有助于所述冷冻糖食产品的结构，并且在加工过程中掺入空气。乳糖有助于甜味并且矿物质来自在生产中使用的乳或者奶油。
本发明的一个实施方案中，所述冷冻糖食产品的蛋白含量在0.050-1.25％w/w范围内，例如在0.10-1.22％w/w范围内，例如0.2-1.20％w/w，例如在0.5-1.18％w/w范围内，例如在0.6-1.15％w/w范围内，例如0.65-1.10％w/w，例如在0.7-1.05％w/w范围内，例如0.75-1.00％w/w，例如在0.8-0.95％w/w范围内。
本发明的一个实施方案中，所述糖食产品的蛋白含量在0.50-1.25％w/w范围内。
本发明的另一个实施方案中，所述冷冻糖食产品的蛋白含量在0.55-0.99％w/w范围内，例如在0.60-0.95％w/w范围内，例如0.65-0.90％w/w，例如在0.70-0.89％w/w范围内，例如0.70-0.85％w/w，例如在0.75-0.80％w/w范围内。
本发明的另一个实施方案中，所述冷冻糖食产品的蛋白含量在0.70-1.10％w/w范围内，并且所述冷冻糖食产品的脂肪含量在5-18％w/w范围内。优选地，所述冷冻糖食产品的蛋白含量在0.80-1.10％w/w范围内，并且所述冷冻糖食产品的脂肪含量在7-15％w/w范围内。
本发明的另一个实施方案中，所述冷冻糖食产品的蛋白含量在0.60-0.99％w/w范围内，例如0.65-0.95％w/w，并且所述冷冻糖食产品的脂肪含量在5-19％w/w范围内，例如9-15％w/w。更优选地，所述冷冻糖食产品的蛋白含量在0.75-0.95％w/w范围内，并且所述冷冻糖食产品的脂肪含量在8-15％w/w范围内。
在许多食物产品中乳清蛋白用作功能原料，不仅是因为它们的营养性质，还因为它们的功能和技术性质。“乳清蛋白”是可从液态乳清中分离的球蛋白的总称。其典型地是β-乳球蛋白(～65％)、α-乳清蛋白(～25％)和血清白蛋白(～8％)的混合物，它们天然存在的形式是可溶的，这不依赖于pH。乳清蛋白的功能性质可涉及以下方面：
(a)水合性质，其对可湿性、溶胀性、粘着性、分散性、溶解性、粘性、吸水性和保水性具有重要影响；
(b)界面性质，其包括乳化特性和发泡特性；
(c)聚集性质和胶凝性质，其与蛋白质—蛋白质相互作用有关。
可通过热处理或者压力处理影响这些功能性。
本发明的一个实施方案中，所述冷冻糖食产品中相当数量的蛋白质是微粒化乳清蛋白材料，例如所述冷冻糖食产品中至少50％的蛋白质是微粒化乳清蛋白材料，例如所述冷冻糖食产品中50-100％的蛋白质，例如60-99％，例如65-98％，例如70-97％，例如75-96％，例如80-95％的蛋白质是微粒化乳清蛋白材料。
所有类型的乳清蛋白材料都可考虑作为微粒化乳清蛋白材料的可能来源用于本发明。因此，例如，适合的乳清蛋白材料包括从常规的乳酪制作过程中获得的乳清，例如“酸乳清”或者“甜乳清”，乳清蛋白分离物，乳清蛋白浓缩物，乳清蛋白分馏物(fraction)等。此类材料理所当然地应当经过微粒化工艺。因此，含有微粒化乳清蛋白的乳清蛋白材料可在含水混合物中提供或者将其合并入含水混合物中，所述含水混合物通常为乳清蛋白固体的浆体。所述微粒化乳清蛋白材料可作为乳清粉末使用。
在本发明的上下文中，术语“微粒化的乳清”是指乳清蛋白产品，例如乳清蛋白浓缩物，其已经过微粒化工艺使得蛋白聚集。微粒化是一种热处理或者机械处理以使乳清蛋白变性并产生类似于乳中的脂肪球大小的理想的颗粒，优选为20-80μm。例如可通过高热处理与控制剪力相结合来实现微粒化。
微粒化乳清蛋白(MWP)可在主要包括同时加热和剪力的工艺中由乳清蛋白浓缩物制成(EP0250623)。也可使用其他可选的工艺，例如在酸性pH下挤压蒸煮(Queguiner,Dumay,Saloucavalier,&Cheftel,1992)或者动态高压剪切即微射流(Dissanayake&Vasiljevic,2009)。得到的是乳清蛋白聚集体，其粒度通常介于0.1到10μm之间的范围(Spiegel&Huss,2002)。这些微粒在冷冻糖食产品体系中是作为活性填料还是惰性填料尚未阐明。
本发明的一个实施方案中，至少80％的微粒化乳清蛋白具有0.001-10μm范围内的粒度分布，例如至少85％，例如90％，例如至少95％的微粒化乳清蛋白材料具有0.001-10μm范围内的粒度分布。本发明所用的微粒化乳清蛋白的粒度分布的一个实例可见于图1-2。图1中，小于1μm颗粒的百分比为0％，小于5μm颗粒的百分比为87.83％，以及小于10μm颗粒的百分比为98.68％。图2中，小于1μm颗粒的百分比为63.45％，小于5μm颗粒的百分比为90.61％，小于10μm颗粒的百分比为94.97％。
本发明的另一个实施方案中，如D(v，0.5)所示，所述微粒化乳清蛋白材料的粒度最大是5μm,例如在1-4.5μm范围内，例如约4μm，例如在1.2-3.8μm范围内，例如约3.6μm，例如在1.4-3.4μm范围内，例如约3.2μm，例如在1.6-3.0μm范围内，例如约2.8μm，例如在1.8-2.6μm范围内，例如约2.4μm。体积中位直径D(v，0.5)是指50％分布在其之上，50％分布在其之下的直径。粒度分布是通过静态光散射测定的(Malvern Mastersizer Micro Particle Sizer,Malvern Instruments Ltd.,Worcestershire,UK)(见实施例2)。
本发明的另一个实施方案中，如D(v，0.1)所示，所述微粒化乳清蛋白材料的粒度最大是3μm，例如在0.01-2.5μm范围内，例如约2μm，例如在0.1-1.8μm范围内，例如约1.7μm，例如在0.2-1.6μm范围内，例如约1.5μm，例如在0.3-1.4μm范围内，例如约1.3μm，例如在0.4-1.3μm范围内，例如约1.2μm。D(v，0.1)表示10％的体积分布低于该值。
本发明的另一个实施方案中，如D(v，0.9)所示，所述微粒化乳清蛋白材料的粒度最大是15μm，例如在1-14.5μm范围内，例如约13μm，例如在2-12.5范围内，例如约11μm，例如在3-10.5μm范围内，例如约9μm，例如在3-8.5μm范围内，例如约7μm，例如在4-6.5μm范围内，例如约5μm。D(v，0.9)表示90％的体积分布低于该值。
乳清蛋白例如微粒化乳清蛋白的变性来自复杂的机制，α-乳球蛋白的变性占主要部分，这已由Simmons等(2007)和Schokker等(2000)阐明，其是通过两部工艺。第一步是吸热性的，其包括蛋白质解折叠和蛋白质二聚体与天然的和非天然的单体之间平衡的改变，这与可逆的或者不可逆的分子内重排作用(即氢键断裂)相关。第二步相当于聚集，主要来自分子间–SH到S–S的交换，并且较小程度地来自非共价相互作用。聚集起始于非天然二聚体和低聚体的形成，所述非天然二聚体和低聚体作为化学环境和温度的函数，主要地通过掺入单体和更小的聚集体而迅速增长。MWP粉末中存在的蛋白的变性程度是通过尺寸排阻高效液相色谱(SE-HPLC)分析的(见实施例2)。
在本发明的上下文中，微粒化乳清蛋白材料的变性程度在5-80％范围内。本发明的一个实施方案中，微粒化乳清蛋白材料的变性程度在10-80％范围内，例如20-80％，例如40-80％，例如在45-75％范围内，例如在50-70％范围内，例如在55-70％范围内，例如在60-65％范围内。
本发明的一个实施方案中，微粒化乳清蛋白材料的变性程度在40-80％范围内。
在另一个实施方案中，根据本发明的冷冻糖食产品包含非脂乳固形物，其含量在5-20％(w/w)范围内，优选地在5-15％(w/w)范围内，更优选地在5-10％(w/w)范围内。
“乳清”或“液态乳清”是集合性术语，其是指从乳中移除或凝结或沉淀酪蛋白分子后保留的乳的浆液或水性部分(例如生产乳酪)。所述乳可以来自于一种或多种家养的反刍动物，例如母牛、绵羊、山羊、牦牛、水牛、马或者骆驼。
本文中，术语“酸乳清”(也称为发酵乳清(sour whey))是指在生产酸型乳酪例如白色松软干奶酪和夸克奶酪过程或者从生产酪蛋白/酪蛋白盐过程中得到的乳清。酸乳清的pH值范围介于3.8和4.6之间。
“甜乳清”是指从生产凝乳型硬乳酪例如切达乳酪或瑞士奶酪的过程中获得的乳清。甜乳清的pH值范围可介于5.2和6.7之间。
术语“乳清粉末”是指通过干燥液态乳清获得的产物。
本文中，“乳清蛋白浓缩物(WPC)”是指通过从乳清中移除足够量的非蛋白成分获得的液态乳清的干燥部分，使得干燥产物含有不少于25％的蛋白质。
低蛋白饮食是其中蛋白摄入下降的任意饮食。被诊断有肾脏或肝脏疾病的人可被规定低蛋白饮食。
蛋白质是人体健康必需的。当蛋白质被肝脏代谢并消化后，产生尿素作为废物。如果肝脏产生疾病，那么食物代谢减弱。如果负责尿素排泄的肾脏不能正常行使功能(肾衰竭)，或者如果饮食中持续存在高水平蛋白质，那么尿素在血流中积累引起食欲下降和疲劳。低蛋白饮食会降低这些器官的负荷。
饮食中蛋白质降低还意味着卡路里减少。为代偿以保持健康体重，需要通过以富含卡路里的某些原料例如糖和/或脂肪代替或添加上述原料以增加卡路里。因此，存在对含有低蛋白和高糖和/或高脂肪的食物产品的需要。此类食物产品优选地应与普通食物产品类似，特别是其感官性质方面。
苯丙氨酸是人和动物的必需氨基酸。在有机体中，该氨基酸被用作合成蛋白质包括结构蛋白、酶和激素的组分。患有苯丙氨酸羟化酶(PAH)功能受损的患者体内(包括血液中)积累苯丙氨酸(高苯丙氨酸血症)。此外，所述患者尿中排泄苯丙酮酸，即苯丙酮尿症(PKU)，这是PAH功能损伤引起的代谢紊乱通常的临床指征。如果PKU不治疗，病况最终会导致精神发育迟缓。
及时治疗新生PKU儿童包括限制苯丙氨酸饮食预防精神发育迟缓。PKU患者必须一生遵循精确的限制苯丙氨酸饮食以避免脑功能受影响。
西方国家的儿童进入青少年后，他们就开始怀疑是否需要保持精确的饮食。这种怀疑主要是受到希望像健康的青少年一样过正常生活可以食用具有高含量苯丙氨酸的食物的驱动。因此，他们的减少苯丙氨酸的饮食可能会被妥协，这通常会伴随脑功能损伤。
为获得体内需要的营养成分，患PKU的人必须全天喝合成的不含苯丙氨酸的蛋白质饮料。配方食物和特殊食物是非常昂贵的并且通常是口味差的。因此，存在对于可由患有PKU的人特别是刚开始需要调节的儿童食用的低成本食物产品的需要。所述食物产品优选地应类似于普通食物产品。
本发明的一个实施方案中，所述微粒化乳清蛋白材料是酪蛋白糖巨肽(CGMP)。
本文中，术语“酪蛋白糖巨肽”缩写为“CGMP”。酪蛋白糖巨肽也可称为酪蛋白糖巨肽(caseino-glycomacropeptide)或酪蛋白糖巨肽(casein-glycomacropeptide)。本文中，CGMP是指酪蛋白糖巨肽和/或其亚组分和/或其生物活性的水解产物。可商购的CGMP产品包括来自阿拉食品原料公司的LACPRODAN CGMP-10(CGMP-10)和LACPRODAN CGMP-20(CGMP-20)。CGMP-10和CGMP-20是蛋白结合的唾液酸的丰富来源。CGMP-20包含非常低水平的苯丙氨酸，因此使得CGMP-20对于患有苯丙酮尿症(PKU)的人来说是一种有用的蛋白来源。酪蛋白糖巨肽(CGMP)可以任意适合的形式使用，包括例如钙盐、钠盐或钾盐形式。
CGMP可通过离子交换处理含CGMP的液态乳原料获得。适合的乳来源的起始材料可包括例如：a)通过使用无机酸或酸化酵素酸性沉淀脱脂乳获得的天然酪蛋白的凝乳酶水解产物，可任选地加入钙离子；b)酪蛋白盐的凝乳酶水解产物；c)分离凝乳酶凝结的酪蛋白后获得的甜乳清；d)甜乳清或例如通过电渗析和/或离子交换和/或反渗透脱盐的乳清；e)甜乳清浓缩物；f)通过甜乳清超滤或者渗滤获得的乳清蛋白浓缩物；g)乳糖从甜乳清中结晶的母液；h)甜乳清超滤的渗透物。一种用于制备CGMP的方法描述于WO 98/53702中，并且其在于将所述液态原料去阳离子，使得pH值为1到4.5，使所述液态原料接触主要为碱性形式的疏水基质弱阴离子树脂直到稳定的pH，然后分离树脂和液态产物并回收所述液态产物，并且将CGMP从所述树脂解吸附。
另一个实施方案中，根据本发明的冷冻糖食产品包含非脂乳固形物，其含量在5-20％(w/w)范围内，优选地在5-15％(w/w)范围内，更优选地在5-10％(w/w)范围内。另外，依据产品的类型，所述非脂乳固形物(MSNF)的含量可以不同。
在一个实施方案中，根据本发明的冷冻糖食产品包含膳食补充原料以补充饮食。所述“膳食补充原料”的非限制性实例包括维生素、矿物质、草药(herb)或其他植物性药材(botanical)、氨基酸和物质例如酶、器官组织、腺体和代谢物。
适合用于本文的维生素及类似的其他原料包括但不限于维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、硫胺素、核黄素、吡哆醇、维生素B12、尼克酸、叶酸、泛酸、生物素、维生素C、胆碱、肌醇、其盐和衍生物，及其组合。
适合用于本文的矿物质包括但不限于钙、磷、镁、铁、锌、锰、铜、铬、碘、钠、钾、氯，及其组合。
甜味剂
本发明的一个实施方案中，在所述低蛋白冷冻糖果产品中包含甜味剂，因此甜味剂包含在所述基础组合物中并且包含在生产低蛋白糖食产品的方法中。
加入甜味剂(例如糖)以提供甜味并改善质地。通常使用甜味剂(蔗糖、葡萄糖、果糖等)的组合以获得终产品需要的甜味。糖类作为甜味剂控制冷冻糖食产品中的结冰水量，并因此控制终产品的柔软度。冷冻糖食产品优选地含有一些加入的甜味剂。也可以使用无糖甜味剂。
另一个实施方案中，所述甜味剂选自：
I.天然甜味剂例如罗汉果(罗汉果甙IV或V)、博士茶(Rooibos)提取物、蜜树茶(Honeybush)提取物、甜叶菊(Stevia)、莱苞迪甙A(Rebaudioside A)、索马甜(thaumatin)、布拉齐因(Brazzein)、甘草酸和其盐、仙茅甜蛋白(Curculin)、莫内林(Monellin)、叶甜素(Phylloducin)、悬钩子甙(Rubusoside)、马槟榔甜味蛋白(Mabinlin)、杜尔可甙A(dulcoside A)、杜尔可甙B(dulcoside B)、赛门苷、莫纳甜(monatin)及其盐(莫纳甜SS,RR,RS,SR)、索马甜、甜舌草素(hernandulcin)、甘茶叶素(phyllodulcin)、菝葜苷(glycyphyllin)、根皮苷(phloridzin)、三叶甙(trilobatin)、白元参甙(baiyunoside)、水龙骨甜素(osladin)、聚宝多苷A(polypodoside A)、皮提罗苷A(pterocaryoside A)、皮提罗苷B(pterocaryoside B)、无患子苷(mukurozioside)、糙苏甙I(phlomisoside I)、巴西甘草甜素I(periandrin I)、阿布鲁索苷A(abrusoside A)、青钱柳甙I(cyclocarioside I)、赤藓糖醇(erythritol)，和/或其他天然的多元醇例如麦芽糖醇、甘露醇、乳糖醇、山梨醇、肌醇、异麦芽酮糖醇、木糖醇、丙三醇、丙二醇、苏糖醇、半乳糖醇、还原异麦芽低聚糖、帕拉金糖、还原低聚木糖、还原龙胆低聚糖、还原麦芽糖浆、还原葡萄糖浆、单糖、二糖、低聚糖，或其混合物；
II.人工甜味剂例如阿司帕坦、甜蜜素、三氯蔗糖、安赛蜜K、纽甜、糖精、新橙皮苷二氢查耳酮，或其混合物；
III.糖，例如蔗糖、葡萄糖、半乳糖、右旋糖、果糖，或其混合物；
IV.水果来源，例如果汁、水果浓缩物或者果泥(fruit puré)或者
V.I)、II、III)和IV)中所列任意甜味剂的组合。
另一个实施方案中，所述冷冻糖食产品包含至少一种非蔗糖的糖，其中所述非蔗糖的糖是单糖和/或二糖和/或低聚糖。另一个实施方案中，所述单糖是葡萄糖、半乳糖、右旋糖、果糖，或其任意组合。另一个实施方案中，所述二糖是麦芽糖、乳糖，或其任意组合。
在一个实施方案中，所述冷冻糖食产品包含至少一种不同于蔗糖的糖类，其中所述不同于蔗糖的糖类为单糖和/或二糖和/或寡糖。在一个实施方案中，所述单糖为葡萄糖、半乳糖、右旋糖、果糖或其任意的组合。在另一个实施方案中，所述二糖为麦芽糖、乳糖或其任意的组合。
在一个实施方案中，本发明涉及冷冻糖食产品，其中甜味剂的含量在所述冷冻糖食产品重量的10-30％(w/w)范围内，优选地在所述冷冻糖食产品重量的15-20％(w/w)范围内。
调味剂和着色剂
可将调味剂和着色剂加入到冷冻糖食产品中以增强产品的表观和味道。优选地，大多数这些调味剂和着色剂是天然的。
乳化剂和稳定剂
乳化剂在加工过程中帮助结合所有原料并且在混合过程中改善蓬松度。
可向冷冻糖食产品中加入稳定剂以改善空气掺入。此外，稳定剂还可能对冷冻糖食产品的主体和质地有正面影响，有助于终产品的乳脂性和融化性质。
另一个实施方案中，所述冷冻糖食产品包含0.01-3％(w/w)范围内的稳定剂和/或乳化剂。另一个实施方案中，乳化剂组分的含量在所述冷冻糖食产品的0.1到0.5％(w/w)范围内。
可用的适合的乳化剂有甘油单酯、甘油二酯、聚山梨酯或者脂肪酸的多元醇酯例如脂肪酸的丙二醇单酯，以及天然乳化剂例如蛋黄、酸奶、原阿拉伯胶、米糠提取物，或其混合物。
可用于本发明的适合的稳定剂包括刺槐豆胶、瓜尔胶、藻酸盐、纤维素、黄原胶、羧甲基纤维素、微晶纤维素、藻酸盐、卡拉胶、果胶，及其混合物。
其他原料
可加入其他原料例如水果或巧克力(依据风味需要)用于提供另外的味道并增强表观。
单个基础组分例如脂肪球、蛋白质、碳水化合物、盐和水在冷冻工艺中起重要作用。在冷冻装置中，通过搅拌掺入空气而将所述基础组合物转化为粘性泡沫。同时混合物中存在的水被低温转化为冰晶。通过将稳定剂(例如亲水胶体)粘附至气泡表面而使气室稳定。在搅动的起始阶段，主要通过含有少量脂肪的乳蛋白来使气泡稳定。随着搅拌继续，脂肪球越来越透明，并且他们中的一些融合并形成支撑所述泡沫的网络。在冷冻状态下，冰淇淋中只有约50％的水被冻结。因此，冷冻糖食产品(以及冰淇淋)是脂肪球、气泡、冰晶和含有可溶组分的浓缩浆液相(即水+水溶性组分)的四相体系。
冰淇淋及其相关产品通常是充气的，并以冰冻泡沫为特征。稳定剂的一个作用是增加冰淇淋体积，通过增加粘度和保持气泡实现。冷冻糖食产品中的空气含量是重要的，因为其影响品质和收益。此外，已证明气室结构为影响融化速率、融化过程中的形状保持，以及融化状态的流变性质的主要因素之一，所述融化状态的流变性质与乳脂性相关。较小的气室改善与这三个指标相关的产品质量。本文中，术语“膨胀度(overrun)”是指冷冻糖食产品体积比用于生产所述冷冻糖食产品的基础组合物体积增加的百分比(％)。基本上，术语“膨胀度”适用于冷冻糖食产品所含空气的量。膨胀度的百分比范围从0(不含空气)到200(充满空气时的理论值)。在美国，冰淇淋膨胀度的法定限度是百分之百(100％)，其含有一半空气量。
对冷冻糖食产品(就冰淇淋来说)的原料或对所述基础组合物自身的增加粘度的任意处理可影响冰淇淋的主体和质地。巴氏消毒、均化和陈化都可影响粘度。虽然冷冻糖食产品的质地与其主体类似受所用原料及其比例的影响，但是其比主体更大程度地受冷冻工艺的影响。冷冻糖食产品的质地主要取决于晶体的尺寸以及冷冻过程中掺入空气的量。
本发明的一个实施方案中，所述低蛋白冷冻糖食产品是充气的并且其膨胀度在10-190％范围内，例如在20-170％范围内，例如在30-150％范围内，例如在40-130％范围内，例如在50-120％范围内，例如在60-110％范围内。
本发明的冷冻糖食产品在冷冻装置中被预冻(陈化)、充气和部分冻结。冰生产通常使用两种类型的冷冻装置，间歇式和连续式。两种类型都具有热交换桶和具有刮刀片的旋转搅拌器。
所述间歇式冷冻装置预冻一定量的产品，在大气压下充气，并持续预冻直至30–35％的水冻结。连续式冷冻装置在3.5–5大气压下掺入空气，并预冻所述产品至35–55％的水冻结。这些方法可在本发明中方便地使用。因此，本发明的陈化时间可不同，这依赖于具体的基础组合物和/或所用的装置。
冷冻糖食产品的凝固点在生产合意的产品中是关键的。冷冻糖食产品必须具有足够高的凝固点以形成足够并且小的冰晶。如果凝固点太低，较低百分含量的水被冻结，这增加了储存过程中温度波动时的热激效应。任何溶液的凝固点依赖于溶液的纯度，并且增加溶质的量将降低凝固点。
对于冷冻糖食产品，术语“冷冻(freezing)”包括结晶基础组合物中的部分水，并将空气掺入到所述基础组合物中。冷冻将所述基础组合物的温度从“冷藏或陈化温度”(4-6℃)降低到凝固点。进入冷冻装置的基础组合物的温度随着显热被移除而非常迅速地下降。当达到凝固点时，液态水变为冰晶。这增加了基础组合物中糖类和其他溶质的浓度。增加的浓度会进一步降低凝固点，因此必须降低温度以形成更多冰晶。当所述浓度变得很高时，冰晶产生停止，即使长期放在硬化室后，仍剩余部分水(10–15％)不冻结。
本发明的另一方面涉及原料混合物，包括：
1.变性程度在5-80％范围内，优选40-80％范围内的微粒化乳清蛋白材料；
2.钙螯合剂，例如柠檬酸三钠钙；
3.蛋白以外的非脂乳固形物(MSNF)；以及
4.任选地，水；
其中所述钙螯合剂和微粒化乳清蛋白材料的重量比在1:10到1:1范围内，并且其中所述钙螯合剂和蛋白以外的非脂乳固形物(MSNF)的重量比在1:89到1:9范围内。
本发明的一个实施方案中，所述原料混合物包含钙螯合剂的量为至少0.1％w/w，例如在0.2-20％w/w范围内，例如在0.3-19％w/w范围内，例如在0.5-18％w/w范围内，例如在0.75-10％w/w范围内，例如在1-9％w/w范围内，例如在1.5-8％w/w范围内，例如在2-7％w/w范围内，例如在2.5-6.5％w/w范围内，例如在3-6％w/w范围内，例如在3.5-5.5％w/w范围内，例如在3.75-5％w/w范围内，例如在4-4.75％w/w范围内。优选地，所述原料混合物包含钙螯合剂例如柠檬酸三钠的量在0.5-2.5％w/w范围内。所述钙螯合剂例如柠檬酸三钠盐可使用不同的水合形式。
本发明的另一个实施方案中，所述原料混合物包含钙螯合剂的量为至少1％w/w，优选地在2-3％w/w范围内。
所述钙螯合剂优选为柠檬酸、柠檬酸单钠、柠檬酸二钠、柠檬酸三钠或者EDTA二钠的任意盐。
本发明的另一个实施方案中，所述钙螯合剂与蛋白以外的MSNF之间的重量比在1:89到1:9范围内，例如在1:80到1:10范围内，例如在1:70到1:15范围内，例如在1:60到1:20范围内，例如在1:50到1:25范围内，例如在1:40到1:30范围内。
本发明的另一个实施方案中，柠檬酸钠钙和微粒化乳清蛋白材料之间的重量比在1:10到1:1范围内，例如在1:9到1:2范围内，例如在1:9到1:3范围内，例如在1:8到1:3范围内，例如在1:7到1:4范围内，例如在1:6到1:5范围内。
本发明的一个实施方案中，所述原料混合物中至少80％的微粒化乳清蛋白材料的粒度分布在0.001-10μm范围内，例如至少85％，例如至少90％，例如至少95％的微粒化乳清蛋白材料的粒度分布在0.001-10μm范围内。
本发明的另一个实施方案中，如D(v,0.5)所示，所述原料混合物中微粒化乳清蛋白材料的粒度最大是5μm，例如在1-4.5μm范围内，例如约4μm，例如在1.2-3.8μm范围内，例如约3.6μm，例如在1.4-3.4μm范围内，例如约3.2μm，例如在1.6-3.0μm范围内，例如约2.8μm，例如在1.8-2.6μm范围内，例如约2.4μm。体积中位直径D(v，0.5)是指50％分布在其之上，50％分布在其之下的直径。
本发明的另一个实施方案中，如D(v,0.1)所示，所述原料混合物中微粒化乳清蛋白材料的粒度最大是3μm，例如在0.01-2.5μm范围内，例如约2μm，例如在0.1-1.8μm范围内，例如约1.7μm，例如在0.2-1.6μm范围内，例如约1.5μm，例如在0.3-1.4μm范围内，例如约1.3μm，例如在0.4-1.3μm范围内，例如约1.2μm。D(v,0.1)意指10％的体积分布低于该值。
本发明的另一个实施方案中，如D(v,0.9)所示，所述原料混合物中微粒化乳清蛋白材料的粒度最大是15μm，例如在1-14.5μm范围内，例如约13μm，例如在2-12.5μm范围内，例如约11μm，例如在3-10.5μm范围内，例如约9μm，例如在3-8.5μm范围内，例如约7μm，例如在4-6.5μm范围内，例如约5μm。D(v,0.9)意指90％的体积分布低于该值。
本发明的另一个实施方案中，所述原料混合物中还含有水，其含量为最多4％w/w，例如在0.1-4％w/w范围内，例如约0.2％w/w，例如在0.3-3.9％w/w范围内，例如约0.5％w/w，例如在0.7-3.5％w/w范围内，例如约0.9％w/w，例如在1.0-3.0％w/w范围内，例如约1.5％w/w，例如在2.0-3.0％w/w范围内，例如约2.5％w/w。
本发明另一方面涉及原料混合物，其组成如下：
1.变性程度在5-80％范围内的微粒化乳清蛋白材料；
2.钙螯合剂；
3.蛋白以外的MSNF；以及
4.任选地，水；
其中所述钙螯合剂和微粒化乳清蛋白材料之间的重量比在1:10到1:1范围内，并且其中柠檬酸三钠和蛋白以外的MSNF之间的重量比在1:89到1:9范围内。
应注意，本发明的方面之一中所描述的实施方案和特征也适用于本发明的其他方面。
本申请中引用的所有专利和非专利参考文献以引用方式全文纳入本文。
以下非限制性实施例将对本发明进行更加详细的描述。
实施例
通过以下实施例对本发明进一步说明，其不应被理解为以任何方式限定本发明的范围。相反地，阅读其中的说明书后，本领域技术人员应清楚地理解技术手段可能在不同的实施方案中需要变化、修饰和等效物，而不偏离本发明的精神和/或所附权利要求书的范围。除非另有说明，否则％是重量百分比。
由于含乳清蛋白的冷冻糖食产品价格的增加，本发明的目的是通过降低冷冻糖食产品中的蛋白含量来减少生产成本，同时保持其感官和/或融化性质。用水简单置换部分蛋白质是不令人满意的。因此，设置试验来发现具有适合性质的佐剂。
实施例1 冷冻糖食产品的制备
下表揭示了含乳清蛋白和佐剂的冷冻糖食产品的一般处方：
原料 重量％(％w/w) 脂肪 5-25％w/w 乳清蛋白材料 0.050-1.25％w/w 佐剂 0.05-1.25％w/w 蛋白以外的MSNF(非脂乳固形物) 2-10％w/w 甜味剂 8-20％w/w
乳化剂+稳定剂 0.01-2.0％w/w 水 50-70％w/w 加入原料总量 100％w/w
可按如下进行所述工艺：
–混合。进行混合以适当溶解原料；
–均化。其目的是1)在乳液中获得均一的并且小的脂肪球粒度，2)获得结合蛋白质和乳化剂的新的脂肪球膜，以及3)提供具有更平滑的结构、乳脂性增强以及更好的融化耐性的冷冻糖食产品；
–巴氏消毒。其目的是1)破坏病原菌，和2)增加蛋白质和稳定剂的水结合能力。
常规巴氏消毒方法是：
·间歇式巴氏杀菌器；69℃/30min。
·板式热交换器；85-88℃/30-40sec。
–陈化。陈化在约5℃的温度下进行最少4小时。其目的是1)将乳蛋白和稳定剂水合，2)将蛋白质从所述脂肪球膜解吸附，以及3)使液态脂肪结晶。
–冷冻。其目的是1)制冷和冰晶形成，2)掺入空气，以及3)脂肪的部分凝聚。
–填充/包装。
–硬化。其目的是冷冻80-90％剩余的水，其在-30℃到-40℃进行12-24小时。
–储存。
实施例2 乳清蛋白材料的制备
微粒化的乳清蛋白
进行微粒化以达到希望的粒度。例如太多的小颗粒会导致产品具有非常稀的稠度，与冷的味觉。已发现至少90％的微粒化乳清蛋白材料应具有0.001-10μm范围内的粒度分布。
阿拉食品原料公司(Nr.Vium,Denmark)生产了微粒化乳清蛋白(MWP)。为获得具有不同乳清蛋白粒度和变性程度的最终特性的蛋白溶液或者喷雾干燥的MWP粉末，所应用的加工方法可以不同。
微粒化乳清蛋白的粒度分布
将粉末重新溶解于水中(10％,w/v)。室温水合1h后，通过静态光散射测量所得溶液的粒度分布(Malvern Mastersizer Micro Particle Sizer,Malvern Instruments Ltd.,Worcestershire,UK)。使用粒子折射率1.52(实部)、0.1(虚部)和分散剂折射率1.33。使用米氏散射模型将数据拟合(残差<2％)。每个样品测量3次。得出百分位数D(v,0.1)、D(v,0.5)和D(v,0.9)，并用于进一步数据分析。
微粒化乳清蛋白(MWP)的变性程度
为获得恰当的终产品结构，发现5-80％的蛋白质变性程度是优选的。太高的变性程度导致冷冻糖食具有太坚固的结构而感觉坚硬和紧密以及香味释放缓慢。
太低的变性会负面地影响粒度，即无法产生具有恰当粒度的蛋白质。
通过尺寸排阻高效液相色谱(SE-HPLC)分析MWP粉末中存在的蛋白质的变性程度。使用Waters 600 E多溶剂递送体系、Waters 700卫星WISP样品注射器和Waters H90可编程多波长检测器(Waters,Milford,MA,USA)。洗脱缓冲液由0.15M Na2SO4、0.09M KH2PO4和0.01M K2HPO4组成。流速为0.8mL min-1，温度为20℃。
分析之前24小时，使用磷酸钠缓冲液(0.02M)制备MWP溶液以获得最终蛋白含量0.1％(w/v)。此外，制备1mg mL-1浓度的α-乳清蛋白(Sigma-Aldrich Chemie GmbH,Steinheim,Germany)和β-乳球蛋白(Sigma-Aldrich Chemie GmbH)标准溶液。注入之前，将所得溶液搅拌并过滤(0.22mm)。注入25mL样品。记录210nm和280nm的吸光度。对于所有的MWP样品和标准品，通过IDF标准20B凯氏定氮法(IDF,1993)测定总蛋白含量。
通过比较对应的标准品蛋白与那些MWP溶液的峰面积进行天然乳清蛋白含量的定量分析。然后，通过考虑样品中的蛋白含量及其量化的天然蛋白计算所述MWP中变性乳清蛋白的含量。这两种百分比之间的比率称为天然乳清蛋白与变性乳清蛋白之比(N/D)。
实施例3 佐剂试验
第一轮试验：
测试不同的盐作为佐剂以检测其影响。以相同的基本试验处方进行13种不同的代码组，所述基本试验处方组成为：
原料 重量％(％w/w) 棕榈仁油Polawar E31 9.00％w/w 乳清蛋白材料(WPM) 0.86-0.89％w/w 佐剂 0.09-0.45％w/w 蛋白以外的MSNF(非脂乳固形物) 7.69-8.02％w/w 蔗糖+葡萄糖 17.35％w/w Cremodan SE 709 VEG 0.50％w/w 水 64.15％w/w 加入原料总量 100％w/w
代码组1-3
1:KCl＝0.09％w/w；WPM＝0.89％w/w；蛋白以外的MSNF＝8.02％w/w
2:KCl＝0.27％w/w；WPM＝0.87％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.86％w/w
3:KCl＝0.45％w/w；WPM＝0.85％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.70％w/w
代码组4-6
4:NaCl＝0.09％w/w；WPM＝0.89％w/w；蛋白以外的MSNF＝8.02％w/w
5:NaCl＝0.22％w/w；WPM＝0.88％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.90％w/w
6:NaCl＝0.36％w/w；WPM＝0.86％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.78％w/w
代码组7-9
7:CaCl2＝0.09％w/w；WPM＝0.89％w/w；蛋白以外的MSNF＝8.02％w/w
8:CaCl2＝0.18％w/w；WPM＝0.88％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.94％w/w
9:CaCl2＝0.27％w/w；WPM＝0.87％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.86％w/w
代码组10-12
10:柠檬酸三钠0.09％w/w；WPM＝0.89％w/w；蛋白以外的MSNF＝8.02％w/w
11:柠檬酸三钠0.18％w/w；WPM＝0.88％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.94％w/w
12:柠檬酸三钠0.27％w/w；WPM＝0.87％w/w；蛋白以外的MSNF＝7.86％w/w
代码组13
参照组：
佐剂试验结果(得分：1-7—得分越高越好)
代码组 2小时后融化 口感 乳脂性 冷-暖 1 65％ 2 2 2 2 68％ 2 2 2 3 63％ 2 2 2 4 57％ 1 2 1
5 59％ 2 1 1 6 65％ 2 1 1 7 81％ 2 2 2 8 81％ 2 2 2 9 84％ 3 2 2 10 16％ 4 3 3 11 15％ 4 4 4 12 13％ 4 4 4 13 60％ 4 4 4
参照组冷冻糖食产品(代码组13)显示出2小时后融化60％，并且口感、乳脂性和冷-暖测试的得分均为4，满分为7。与之相比，代码组10-12显示出2小时后融化约15％-显著改善。此外，代码组10-12在其他三个测试中得分与参照组非常接近或相等。因此，与其他测试的佐剂相比，使用柠檬酸三钠作为佐剂令人意外地好。
冷冻糖食产品—融化测试
如果冷冻糖食产品易融化，表明其味道淡并且低乳脂性。低融化程度由于更多的游离脂肪而产生更高的乳脂性。游离脂肪保护冷冻糖食产品中的气泡。
冷冻糖食产品的融化是通过在2小时时段中每20分钟称量融化的冷冻糖食产品来确定的。
步骤
1.测量前一天，将冷冻糖食产品从应用冷冻装置转移到实验室冷冻装置(-18℃)中调节1天。
2.测量之前，校准其重量并记录冷冻装置及室温。
3.将容器编号并记录容器重量(容器重)。
4.当所述冷冻糖食产品从所述实验室冷冻装置移出时，开始计时。
5.拆除样品包装并将其置于柏油钢丝网上。其重量记作冷冻糖食产品的重量(总重量)。
6.将带有冷冻糖食产品样品的所述钢丝网置于编号的容器顶部。
7.每20分钟测量容器重量。记作x分钟后融化的冷冻糖食产品的重量(x分钟之后的重量)。
结果
融化的冷冻糖食产品按下式计算：
计算0、20、40、60、80、100和120分钟的结果。
材料
为完成所述步骤，需要如下材料：
·温度计
·专门的砝码(technical weight)
·钢丝网(孔径5×5mm)
·尺寸为98mm(高)×178mm(长)×98mm(宽)；1100ml(体积)的容器
·包装尺寸为44mm(高)×94mm(长)×64mm(宽)的冰淇淋样品。
粘度测试
在具有bob/cup系统的流变仪(Haake rheostress)上测量液态产品(即所述基础组合物)的粘度。
在5℃进行测量，因为粘度是温度依赖的。
步骤
1.样品准备
加工过程中将每种样品填充到瓶子中，并置于实验室冷藏装置(5℃)中调节1天。
2.设置
在Haake rheostress上设置产品测量程序，见方法设置。
安装bob/cup系统。检查HAAKE rheostress的水浴温度是否设定为5℃,如果不是则调整温度。
3.测量
只将要测定的样品从所述冷藏装置中取出，如果储存过程中出现相分离，则将所述样品瓶轻轻地翻转3次以均化所述样品。将40ml样品加入杯中并启动数据采样程序。进行2次重复。
4.清洗
分析结束后，卸下所述bob/cup系统并用水和肥皂清洗，然后在下个测量前用冷水清洗以调节系统。擦拭所述bob/cup系统并重新安装用于下一个样品。
结果
将粘度转换为cP值。cP值与粘度成比例。基于90s后读出的cP-值(t(seq))，计算两次重复的平均值。cP值越高则粘度越高。
材料
为完成所述步骤，需要如下材料：
·Haake rheostress 1流变仪
·Bob:Z34 DIN 53019系列
·Cup:Z34 DIN53018系列探针
·水浴Haake K20/Haake DC50
方法设置
程序参数如下：
步骤1：测量位置
步骤2：控制压力1.00Pa、30sec、5.00℃。频率1.000Hz。收集2个数据点。
步骤3：控制速率50.00l/s、120sec、5.00℃。收集30个数据点。
步骤4：提升分离。
佐剂试验结果–粘度
代码组 粘度(cP) 1 81 2 83 3 87 4 92 5 98 6 104 7 80 8 81 9 82 10 85 11 100 12 110 13 80
粘度50-200厘泊(cP)被认为是好的。所有试验结果(代码组1-13)都在该范围内。
基础组合物—粘度
当所述基础组合物的粘度是中等到高时，冷冻糖食产品中可获得高膨胀度。如果粘度太高，所述混合物在加工(即抽送)过程中很难操作。
基础组合物的高粘度还指示较少的游离水，使产生耐热冲击的稳定的冷冻糖食产品。
第二轮试验：
从第一轮试验中，可观察并得出结论，柠檬酸三钠的效应是显著的。
在下一轮试验中，目标是找到柠檬酸三钠的最佳水平。
进行了以下试验：
代码组14-17
14:柠檬酸三钠0.09％w/w
15:柠檬酸三钠0.045％w/w
16:柠檬酸三钠0.112％w/w
17:柠檬酸三钠0.135％w/w
代码组 14 15 16 17 粘度(cP) 85 80 90 92 2小时后融化 17％ 15.7％ 14.6％ 15％
感官上，发现代码组16只比代码组14略好，并且进一步增加柠檬酸三钠的剂量(代码组17)未能产生实质上更好的结果。
第三轮试验：
进行第三轮试验以测试柠檬酸盐是否具有希望的性质，是否为柠檬酸盐与反荷离子或质子化程度的组合具有希望的性质。
进行了以下试验：
代码组18-21
18:柠檬酸二钠0.135％w/w
19:柠檬酸三钠0.135％w/w
20:柠檬酸三钾0.135％w/w
21:无佐剂
令人意外地，发现柠檬酸三钠(代码组19)在感官测试中取得最佳效果。
第四轮试验：
最后的试验用于确定柠檬酸三钠是否对含标准乳清蛋白(即尚未经过微粒化步骤的乳清蛋白)的冷冻糖食产品具有相同的效应，依然在相同的基本配方中测试的。
代码组22：标准乳清粉末，无柠檬酸三钠
代码组23：标准乳清粉末，柠檬酸三钠0.112％w/w
代码组24：微粒化乳清蛋白(MIA10,Arla)，无柠檬酸三钠
代码组25：微粒化乳清蛋白(MIA10,Arla)，柠檬酸三钠0.112％w/w
代码组 22 23 24 25 粘度(cP) 80 81 90 88 2小时后融化 87％ 78％ 71％ 15％
令人意外地，只有微粒化乳清蛋白与柠檬酸三钠组合(代码组25)产生希望的效应/性质。
参考文献
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