專利名稱：貯存穩(wěn)定的酸化的食品組合物及其制備方法
專利說明貯存穩(wěn)定的酸化的食品組合物及其制備方法 本申請要求享受2005年8月23日的美國專利申請?zhí)?1/208,738的優(yōu)先權，其摻入作為參考。本發(fā)明涉及貯存穩(wěn)定的食品組合物及其制備方法。尤其是，使用酸化的乳品蛋白、電滲析組合物和/或無機酸來制備食品組合物，其用量能有效地提供具有增強的貯存穩(wěn)定性以及可接受的口味和感官性質(zhì)的低pH值，高水分食品組合物。更特別地，本發(fā)明的食品組合物是高水分、貯存穩(wěn)定的產(chǎn)品，其實質(zhì)上在不存在有機酸時被酸化至極低的pH值，所述有機酸賦予不受歡迎的酸性刺激性(acidic bite)、異味和/或其它不受歡迎的感官性質(zhì)。
背景技術：
食品制造商生產(chǎn)成品食品，這些食品理想地其既具有使人愉快的感觀性質(zhì)又十分貯存穩(wěn)定。通常，過去一般通過例如直接酸化、熱處理、化學防腐劑、靜水處理(hydrostatic treatment)、冷凍和其組合進行食品保存。經(jīng)常面對的挑戰(zhàn)是增加貯存壽命而不減少食品的令人滿意的感官性質(zhì)以及商業(yè)價值。
食品加工經(jīng)常需要調(diào)整pH值以得到令人滿意的產(chǎn)品穩(wěn)定性。直接添加有機食品酸化劑(例如乙酸或乳酸)不可避免地導致上述酸化食品口味的顯著(經(jīng)常是負面的)改變，低pH值產(chǎn)品可能同時產(chǎn)生不受歡迎的沉淀物，所述沉淀物降低食品的感官品質(zhì)并使得額外加工更加困難。
一種向食品中添加有機食品酸化劑的替代方法是使用電解和/或電滲析產(chǎn)生的組合物。電滲析(ED)用于將溶解的鹽類或其它天然存在的雜質(zhì)從一種水溶液中分離至另一種水溶液。對溶解的鹽類或其它雜質(zhì)的分離源于在施加的電場影響下，通過半滲透、離子選擇性膜的離子遷移，在負電極(負電位電極)和正電極(正電位電極)之間建立所述電場。所述膜對于單價或多價離子可以是選擇性的，取決于是否希望在單價或多價陽離子和/或陰離子之間進行分離。分離過程產(chǎn)生鹽或雜質(zhì)的濃縮液流(即濃縮物或鹽水)和鹽或雜質(zhì)的耗盡液流(即稀釋物)。所述濃縮物和稀釋物液流流入電滲析裝置的溶液室，所述溶液室被置于正電極和負電極之間并被交互的陽離子和陰離子選擇性膜分離。鄰近正電極和負電極的最外室具有從其中流過的再循環(huán)電極清洗溶液，以保持負電極和正電極潔凈。
低成本、高質(zhì)量的乳制品大體上無法獲得貯存穩(wěn)定形式。殺菌處理或無菌包裝等過程已經(jīng)用于制備貯存穩(wěn)定的乳制品；然而這些方法非常昂貴。其他人使用主要依賴于使用保濕劑(例如甘油)和防腐劑(例如高鹽、山梨酸)的中度保濕技術(intermediate moisturepreservation technology)，所述保濕劑和防腐劑產(chǎn)生高固體的劣質(zhì)品(例如橡膠狀的或糖果狀的紋理、不受歡迎的口味)。用有機酸酸化以提供貯存穩(wěn)定的乳制品導致的問題包括(1)導致顆粒狀結(jié)構(gòu)、乳化劑分解等的酪蛋白等電沉淀和(2)最重要的是不能接受的酸味。
通常，低pH值(高酸性)食品的酸味強度或酸味刺激性使得他們對大量直接消費的吸引力更少(例如檸檬汁)。察覺到的酸味強度通常與用傳統(tǒng)酸化劑(例如，乙酸、乳酸、檸檬酸)酸化的酸性食品的pH值成反比。某些強酸性食品還大量加糖以對抗強烈的酸味(例如檸檬水)。其它用高脂肪成分和/或高鹽成分配制。有時，那些酸化產(chǎn)品僅僅在冷凍狀態(tài)下是穩(wěn)定的。例如，在極低pH值(例如＜3.5)下，基于更溫和口味或乳制品的色拉醬，例如鄉(xiāng)村沙拉醬(ranch)、奶油黃瓜(creamy cucumber)沙拉醬和酪乳風味沙拉醬等，由傳統(tǒng)乙酸防腐系統(tǒng)賦予的酸味形成感官立場上更不理想的產(chǎn)品，這是由于所賦予的刺激性酸味對許多消費者來說是令人討厭的。在降低卡路里的配方中，賦予基于清淡口味或乳制品的色拉醬的酸味變得更加關鍵，部分歸因于這些基于乳品的產(chǎn)品的高緩沖能力。
食品還被熱處理(例如，巴氏殺菌，或進行更極端的熱處理例如壓熱處理)以形成貯存穩(wěn)定性。熱處理可能使生產(chǎn)復雜化，降低營養(yǎng)價值并增加生產(chǎn)成本。此外，特別是熱敏食品不能承受巴氏滅菌法或其它用于穩(wěn)定食品組合物的熱處理而不犧牲其令人滿意的感官性質(zhì)，例如口味、口感、質(zhì)地、顏色、味道或無味等。例如，某些廣泛使用的含有乳品(例如，牛奶、乳酪、黃油、奶油、乳蛋白等)的無糖食品歸入此類，這是由于其顯著的熱處理導致的不受歡迎的或降低的令人滿意的香味和/或口感等，例如某些色拉醬、澆汁、涂醬、醬油。
需要新的和簡單的方法來制備不具有不受歡迎的酸味異味的貯存穩(wěn)定的、酸化的高水分食品組合物，不需要高溫處理和/或高速添加甜味劑、脂肪、鈉鹽或其它防腐劑。
發(fā)明概述 本發(fā)明廣泛地涉及酸化高水分食品組合物的方法，所述方法有效地增強食品組合物的貯存穩(wěn)定性，而不引入酸味或不利地影響食品組合物的感官性質(zhì)。酸化食品組合物受到添加無酸味的酸化劑的影響。這些可以選自電滲析組合物(ED)、可食用無機酸、可食用無機酸的金屬酸式鹽、高度酸化的食品成分例如酸化的乳蛋白、酸化的大豆蛋白、酸化的卵清蛋白、酸化的谷物蛋白或其組合。使用這些酸化劑中的一種或多種顯著地降低食品組合物的pH值以得到更貯存穩(wěn)定的形式，而不將酸味有機酸用于上述目的。
在一個實施方案中，提供一種生產(chǎn)具有減少的酸味的低pH值的、高水分的貯存穩(wěn)定的食品組合物的方法，通過將食品與一種低酸味的酸化劑混合，所述酸化劑在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化劑至少約0.005摩爾/升，其用量足以有效地提供一種食品組合物，所述食品組合物的水分活性(Aw)為約0.90或更高，最終pH值為5.0或更低，并且特別為4.6或更低且更特別為4.2或更低。在特定的實施方案中，低酸味的酸化劑在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化劑至少約0.01摩爾/升，更特別在pH值為4.0時為每克酸化劑至少約0.1摩爾/升，并且可以在pH值為4.0時為每克酸化劑約0.01～約0.5摩爾/升?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明的這個實施方案制備具有減少的酸味的低pH值、高水分、貯存穩(wěn)定的食品組合物的非限制性例子包括例如醬油、肉汁、涂醬、澆汁、調(diào)味品、色拉、蔬菜、淀粉、肉類、水產(chǎn)食品、谷物、烘烤制品、夾心、糕點表面裝飾、烘烤制品、糖果、飲料、餐后甜點、小吃及其混合物。
可以制備酸化的乳蛋白組分，例如酸化的乳清蛋白濃縮物，并將其用作食品酸化劑以降低高水分食品的pH值，而不賦予過度的酸味。在一個實施方案中，通過使用酸化的乳蛋白組分酸化乳制食品來制備酸化的高水分的食品組合物，并且特別是酸化的高水分的乳制品，所述酸化的乳蛋白組分是通過在水介質(zhì)中將乳清蛋白濃縮物與可食用的無機酸和/或其金屬酸式鹽混合以提供一種混合物，并且干燥所述混合物以提供酸化的乳清蛋白濃縮物顆粒而制備，其在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化劑至少約0.01摩爾/升，并且特別是在pH值為4.0時為每克酸化劑約0.1～約0.5摩爾/升。乳制食品可以包括牛奶、牛奶衍生物或其組合。牛奶可以是新鮮的(全脂)牛奶、奶粉、濃縮奶、脫脂奶、減脂奶和其混合物。牛奶衍生物可以選自由乳清、乳清蛋白濃縮物、干酪凝塊、酪蛋白酸鹽、酪乳、奶油、黃油、乳脂和其混合物組成的組。例如，乳品可以是加糖奶油夾心和奶油干酪。
或者，制備了口味純凈的、酸性的電滲析組合物并將其用于降低食品的pH值，而不賦予過度的酸味。在一個實施方案中，通過一種方法制備了酸性的電滲析組合物，該方法包括使總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更少的水溶液與膜電滲析系統(tǒng)接觸，其中膜電滲析系統(tǒng)是包括至少一個電滲析池的層疊結(jié)構(gòu)，所述電滲析池包括處于陽離子膜和陰離子膜之間的雙極性膜，其中所述至少一個池排列于正電極和負電極之間。在一個優(yōu)選實施例中，所速層疊結(jié)構(gòu)包括多個所述的池?？缭秸姌O和負電極施加一電位維持一段時間，該時間能有效地使水溶液的pH值變化至少2.0，并且提供一種電滲析組合物，其總陰離子或總陽離子濃度為1.0N或更低，單一陽離子或陰離子濃度1.0N或更低，并且游離氯的含量為1ppm或更低。在一個實施方案中，膜電滲析系統(tǒng)可以包括一個層疊結(jié)構(gòu)，其選自由負電極-(CAB)nC-正電極、負電極-C(ABC)n-正電極、負電極-A(BCA)n-正電極和負電極-(ABC)n-正電極組成的組，其中″C″表示陽離子膜，″A″表示陰離子膜，″B″表示雙極性膜，并且″n″是表示層疊結(jié)構(gòu)中池的數(shù)目的正整數(shù)。在一個優(yōu)選的實施方案中，提供了至少一個電滲析池，它按以下順序包括(i)負電極，(ii)至少一個電滲析池，該池依次包括陽離子膜、陰離子膜和雙極性膜，(iii)陽離子膜，和(iv)正電極。
在另一種替代方案中，可食用無機酸和/或其金屬酸式鹽可以被用作食品酸化劑，用于降低食品的pH值而不賦予過度的酸味。用于此方面的無機酸包括，例如鹽酸、硫酸、金屬酸式硫酸鹽及類似物。
然而，取決于同一食品組合物中酸味賦予組分的可能共存和濃度，使用一種或多種上述指出的非酸味食品酸化劑可能不一定除去或顯著地減少所得的低pH值食品的可察覺的酸味并提供合格產(chǎn)品。特別是，維持給定食品(例如被消耗的)中低濃度的總有機酸，特別是α-羥基有機酸，對提供可接受的酸化食品至關重要。對于某些配制食品，需要對有效成份進行選擇和配制以降低有機酸含量，以提供不具有通常與低pH值食品相關的酸味的貯存穩(wěn)定的食品組合物。在一個實施例中，酸化的食品組合物的總有機酸含量為每1000克食品組合物約0.22摩爾或更少，特別是總有機酸含量為每1000克食品組合物約0.12摩爾或更少，并且更特別是總有機酸含量為每1000克食品組合物0.06摩爾或更少?？刂圃谏鲜鲋亓糠秶鷥?nèi)的有機酸包括，例如乙酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、富馬酸、葡糖酸、己二酸和/或乳糖酸。對于制備的食品，這可以通過合適的成分選擇和/或改性來實現(xiàn)。在一個實施方案中，最終食品組合物不含或基本上不含賦予酸味的有機酸。然而，可以理解，pH值改變的食品組合物中可以包括在上述范圍內(nèi)的少量香味修飾量的酸味有機酸，以令人滿意的方式調(diào)節(jié)或改變香味分布特征，而不是賦予不受歡迎的酸味刺激性。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案用來降低pH值的膜電滲析系統(tǒng)的一個例子。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實施方案用來降低pH值的膜電滲析系統(tǒng)的另一個例子。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案用來降低pH值的膜電滲析系統(tǒng)的又一個例子。
附圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案用來降低pH值的膜電滲析系統(tǒng)的又一個例子。
發(fā)明詳述 本發(fā)明涉及一種使用非酸味的酸化劑來制備高品質(zhì)、高水分、貯存穩(wěn)定、酸化的食品組合物的方法，所述非酸味的酸化劑選自酸化的乳蛋白組分、電滲析組合物(ED)、可食用無機酸、可食用無機酸的金屬酸式鹽或其組合。更特別地，提供一種生產(chǎn)具有減少的酸味的低pH值的、高水分的貯存穩(wěn)定食品組合物的方法，通過將食品與一種低酸味的酸化劑混合，所述酸化劑在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化劑至少約0.005摩爾/升，其用量能有效地提供一種食品組合物，所述食品組合物的水分活性為約0.90或更高，最終pH值為5.0或更低，特別為4.6或更低，并且更特別為4.2或更低。在特定的實施方案中，低酸味的酸化劑在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化劑至少約0.01摩爾/升，更特別在pH值為4.0時為每克酸化劑至少約0.1摩爾/升，并且在pH值為4.0時可以為每克酸化劑約0.01～約0.5摩爾/升。
如此處所用的，″酸化劑″是指一種降低食品組合物pH值的pH值控制試劑?！逅峄芰Α迨侵傅味ㄖ两o定終點pH值時，相當于鹽酸溶液的可滴定酸度，并可以表示為每克酸化劑鹽酸溶液的當量摩爾濃度(即摩爾/升)。如此，酸化能力為每克0.1摩爾/升的酸化劑在滴定的特定終點pH值(例如4.0)時的可滴定酸度與1.0克0.1摩爾/升鹽酸溶液相同?！暹m于人消費″意味著不含有害的或未經(jīng)批準的化學品或雜質(zhì)、病原體和令人討厭的香味或口味?！遒A存穩(wěn)定的食品″通常是指在環(huán)境條件下貯藏的加工貯藏食品對于消費來說是安全的。通過安全性(防止病原體生長)或微生物穩(wěn)定性(防止微生物損害)確定貯存穩(wěn)定性。″貯存壽命″是指特定儲藏條件下的貨架壽命。通過感官或營養(yǎng)價值、安全性或微生物穩(wěn)定性來確定產(chǎn)品的貯存壽命。如果使用冷藏分銷和貯存系統(tǒng)可以延長″貯存壽命″和″產(chǎn)品穩(wěn)定性″。在一特定方面，貯存(環(huán)境)穩(wěn)定性產(chǎn)品具有約至少6個月或優(yōu)選9～12個月的貯存壽命。在另一方面，冷藏產(chǎn)品，即在室溫不貯存穩(wěn)定的產(chǎn)品的貯存壽命為約90天或特別是至少120天。
無酸味的酸化劑酸化的乳清蛋白。在一個特定實施例中，用于直接酸化食品組合物至極低pH值的無酸味的酸化劑是高度酸化的乳清蛋白。乳清蛋白對于人類具有高營養(yǎng)價值。乳清蛋白的分子范圍是約14,000～100,000。下表提供了乳清蛋白的標準分析
所有類型的乳清蛋白原料被認為是用于本發(fā)明并最終用于食品的潛在的乳清蛋白來源。由此，例如，合適的乳清蛋白原料包括從傳統(tǒng)干酪制造方法得到的乳清、乳清蛋白濃縮物、乳清蛋白分離物等。含有乳清蛋白的乳清蛋白原料可以是干燥的乳清粉或濃縮(即液體)的乳清制品的形式。本文術語″乳清蛋白″包括但不限于，乳清蛋白濃縮物(WPC)和乳清蛋白分離物(WPI)。一般地，WPC含有約35～約80％蛋白質(zhì)和大于約4％脂肪，并且WPI一般含有約90％或更多的蛋白質(zhì)和少于約2％的脂肪。通常，WPC源自乳清，其是乳酪或酪蛋白生產(chǎn)中來自牛奶的酸味(礦酸或lactic whey)或甜味乳蛋白凝結(jié)物(乳酪或凝乳乳清)的副產(chǎn)品。從酸味或甜味乳清生產(chǎn)WPC的標準方法為大家所熟知，并且在例如美國專利說明書US4,200,662中討論，其摻入此處作為參考。如本文所述如果易于酸化，還可以使用乳清蛋白水解產(chǎn)物。
乳清蛋白酸化方法。酸化的乳清蛋白通常是通過提供原料的水合形式，用無機酸和/或其金屬酸式鹽對其酸化，任選地加熱酸化的乳清蛋白以組織化，并且干燥以提供酸化的乳清蛋白顆粒而制備的。酸化乳清蛋白的一個特定方法包括以下步驟 (1)制備乳清蛋白原料的含水混合物。如果起始乳清蛋白原料是水溶液(例如，得自干酷制造過程的乳清)，可以按原樣使用原料，或依照要求額外添加水或除去水，以形成含水混合物。對于乳清粉原料(例如乳清蛋白分離物、乳清蛋白濃縮物等)，添加水以形成含水混合物。
(2)酸化乳清蛋白原料的含水混合物。添加無機酸和/或其金屬酸式鹽，其用量能有效地降低含水混合物的pH值至約2.5～約4，優(yōu)選約2.5～約3.2，以維持乳清蛋白的溶解性。適于上述目的的無機酸包括但不限于，例如鹽酸、硫酸等無機酸及其組合。優(yōu)選無酸味的無機酸用于該酸化過程。由于有機酸賦予酸味而特別不合要求。不通過滲濾、pH值調(diào)整等中和所得的酸化乳清蛋白的pH值。當維持酸性狀態(tài)時，可以任選地在至少約170，特別是在約175～約185熱處理含水乳清蛋白原料約20-30分鐘，足以改變(即，增加)原料粘度。可以控制熱處理以致含水的酸化的乳清蛋白原料可以形成乳液，而非凝膠。
將酸化的乳清蛋白脫水(例如蒸發(fā)性加熱、冷凍干燥、噴霧干燥等)至足以形成干燥的酸化的乳清蛋白原料。將干燥的蛋白制品微?；?粉末化)至有用的顆粒尺寸。例如，可以提供和使用平均粒度為1～100微米的酸化的乳清蛋白微粒。在使用噴霧干燥技術干燥的同時可以實現(xiàn)酸化的乳清蛋白的微?；?。進一步還可以使用通過機械工具的磨碎或磨細。在約25℃，pH值為約7時在水溶液中重新溶解時，酸化的乳清蛋白顆粒的溶解度通常為至少50％，并且更優(yōu)選至少為70％。
可以將上述干燥酸化乳清蛋白微粒與其它成分，例如乳化劑穩(wěn)定劑、抗結(jié)塊劑、抗粘結(jié)劑等混合。典型的穩(wěn)定劑是樹膠，包括例如得自樹木、種子、海藻和微生物的天然存在的植物多糖，包括阿拉伯膠、金合歡膠、黃蓍膠、卡拉牙膠、松膠、加貼膠、刺槐膠、瓜爾膠、瓊脂、褐藻膠、角叉菜膠、furacellaran、黃原膠、果膠，特定蛋白質(zhì)例如凝膠，和纖維素的某些化學衍生物。可以在與食品組合物混合步驟之前或期間，通過添加含水成分例如水和/或牛奶對本發(fā)明的干燥的酸化的乳清蛋白微粒進行復水(如此，可以以任何適合的順序?qū)⒏鞣N成分混合)。然后，取決于產(chǎn)品的特定類型，產(chǎn)品可以被冷凍、冷藏或烹調(diào)，并貯藏以進一步使用。
在一個特定的實施方案中，酸化的乳清蛋白是酸化的乳清蛋白濃縮物(″aWPC″)，其在pH值為4.0時的最小酸化能力為每克酸化劑至少約0.01摩爾/升，并且特別地在pH值為4.0時為每克酸化劑從約0.1～0.5摩爾/升。該所用的aWPC可以是漿液或粉末形式，主要用作pH值控制試劑并且其次作為組織調(diào)節(jié)劑。任選地，在制備酸化的食品組合物時，不必使用任何額外的pH值控制試劑例如電滲析組合物、無機酸、無機酸的金屬酸式鹽或其混合物。通常，強酸性食品組分或者aWPC被直接添加至完整的處方，通過簡單的摻合和攪拌進行混合。通過完整處方的緩沖能力和酸化食品組合物的目標最終pH值來確定強酸性食品組分或aWPC的量。上述使用WPC制備酸化食品或乳品組合物的方法還提供改進的質(zhì)地、起泡能力和產(chǎn)品整體外觀。乳品組合物可以主要得自牛奶(例如新鮮的(全脂)奶、濃縮奶、脫脂奶、減脂奶和其混合物)和牛奶衍生物(例如乳清、干酪凝塊、酪蛋白、奶油、酪乳、黃油、乳脂等)。任選地，其它食品組分或添加劑也可以被添加至酸化的乳品組合物中，這些組分或添加劑包括植物油、糖、鹽、乳化劑、水膠體、穩(wěn)定劑、香味素、著色劑、維生素、礦物質(zhì)、草本植物、香料和微粒。任選地可以最后使用巴氏滅菌步驟(例如熱裝罐)進一步增強貯存穩(wěn)定性。本發(fā)明的貯存穩(wěn)定的酸化的食品或乳品組合物可以以最終產(chǎn)品的形式被應用，包括但不限于奶油干酪、調(diào)味品、調(diào)味料、澆汁、涂醬、餐后甜點、小吃、飲料和糖果。它們還可以用作多相食品特別是小吃(例如夾心或糕點表面裝飾)的組分。
本發(fā)明的本實施方案將無酸味的酸化/保存技術延伸至進一步覆蓋在生產(chǎn)高品質(zhì)(例如低酸味)、高水分、低pH值、貯存穩(wěn)定的食品過程中，使用高度酸化的食品組分(例如aWPC)作為得到理想的產(chǎn)品pH值的工具。而且，使用上述組分，更具體地說aWPC，不僅允許減少酸味時保持微生物穩(wěn)定性，而且質(zhì)量得到改善(例如堅固程度、乳脂狀、起泡能力)和使方法簡單化(例如消除了酸處理和單獨的酸化步驟，增加了最終酸化食品組合物的pH值準確度)。照此，aWPC可以在生產(chǎn)高質(zhì)量的貯存穩(wěn)定的食品過程中用作雙功能組分。這特別適用于不可能進行昂貴方法(例如防腐方法)的高資本投資成本支出的市場和/或在冷藏或冷凍分銷系統(tǒng)受到限制或不存在時。
其它無酸味的酸化劑。酸化的乳清蛋白是用來實施本發(fā)明的一個特定的無酸味的酸化劑，其它來源的酸化蛋白也可以被用作無酸味的酸化劑，以制備很低pH值的高水分的貯存穩(wěn)定的食品組合物。這些包括，例如酸化的大豆蛋白、酸化的卵清蛋白和酸化的谷物蛋白。酸化的卵清蛋白可以包括，例如酸化的新鮮的、冷藏的、冷凍的或干燥的蛋白粉。酸化的谷物粉，例如酸化的全麥粉也可以被用作酸化的谷物蛋白來源。或者，酸化的大豆粉可以被用作酸化的大豆蛋白的來源。下面更詳細地描述其它有用的無酸味的酸化劑及其制備和使用方法。
可食用無機酸和其金屬酸式鹽?？梢杂糜诒景l(fā)明的可食用無機酸包括，例如鹽酸和硫酸及其混合物。可以用于本發(fā)明的無機酸金屬酸式鹽包括但不限于，可食用堿或堿土金屬酸式鹽，例如鈉、鉀、鈣或鎂的硫酸鹽和硫酸氫鹽。這些金屬酸式鹽包括，例如硫酸氫鈉(即硫酸氫鈉或酸式硫酸鈉)、硫酸氫鉀(即硫酸氫鉀)、硫酸氫鈣(即硫酸氫鈣、酸式硫酸鈣)、硫酸氫鎂(即硫酸氫鎂或酸式硫酸鎂)和其混合物。市場上可買到這些金屬酸式鹽的干燥粒狀結(jié)晶，其粒徑可以容易地以及均一地分散和溶解于基于水的乳品混合物或其它食品組合物?？梢再I到食品級亞硫酸氫鈉的干燥顆粒，例如pHaseTM(Jones-Hamilton Co.，Walbridge OH)。可以買到食品級酸式硫酸鈣的干燥顆粒，例如Safe2OTM(Mionix，Rocklin，CA)。
電滲析組合物以及加工。如下所述，水溶液用作被原料液流并且使用膜電滲析處理以形成電滲析組合物。電滲析組合物還可以用于配制和/或制備酸化的食品組合物。與預期的無機酸及其鹽一樣，此處使用的電滲析組合物適于人類消費。圖1-4舉例說明了三個不同的可以用于形成電滲析組合物的電滲析系統(tǒng)的非限制性實施例。因此，除非另外表明，下述的電滲析方法描述和原料應該被認為適用于圖1-4的任何系統(tǒng)。
用于電滲析過程的水溶液?？梢杂秒姖B析方法處理以生產(chǎn)酸性電滲析組合物的含水料液包括任何得自天然水源的富含礦物質(zhì)或離子的水溶液，所述天然水源例如是泉水、井水、城市用水、海水和/或無污染的和過度氯化的(例如大于約2ppm游離氯)人工富離子水。用于電滲析處理的含水料液的總陽離子或總陰離子濃度應該為約0.001N～約1.8N，其可以有效地提供約0.1～約200mS/cm的電導率。如此處所用的，″總陽離子濃度″或″單個的陽離子濃度″意指除氫離子濃度外任何陽離子(例如Na+、K+、Ca++、Mg++)的濃度，″總陰離子濃度″或″單個的陰離子濃度″意指除羥基離子濃度外任何陰離子(例如Cl-、F-、SO4-2、PO4-3)的濃度?？梢允褂帽绢I域已知的技術測定離子濃度，例如使用用于選定陽離子的電感偶合等離子原子發(fā)射光譜法和用于選定陰離子的離子色譜法。
在一個重要的方面，要使用電滲析處理的含水料液的總陽離子或總陰離子濃度為約0.002N～約1.0N，其可以有效地提供約0.005～約30mS/cm的電導率。例如，要用電滲析處理的水溶液包括下列組份中的至少一種陽離子濃度(N)鈣 0-0.2鎂 0-0.002鉀 0-0.01
鈉 0-1.7陰離子重碳酸根 0-0.07氯離子 0-1.7硫酸根 0-0.01 膜電滲析。如圖1-4所示，可以使用各種構(gòu)型的雙極性膜和陰離子和陽離子膜進行電滲析。將膜置于負電極(即負(-)電荷電極)和正電極(即正(+)電荷電極)之間，并置于電場中。膜形成單獨的隔室并且可以分別收集流過上述隔室的物質(zhì)。含有離子選擇性膜的電滲析裝置的一個例子是EUR6(可以從Eurodia Industrie，Wissous，F(xiàn)rance獲得)。存在合適的膜，例如來自Tokuyama(日本)。雙極性膜包括連在一起的陽離子膜和陰離子膜。
根據(jù)一方面，讓水溶液與離子選擇性膜接觸。可以使水溶液流過離子選擇性膜，以分批方式、半連續(xù)方式或連續(xù)方式處理水溶液?？缭秸姌O和負電極施加一電位維持一段時間，該時間能有效地提供具有所需pH值和離子濃度的電滲析溶液。分批方式的處理時間和半連續(xù)方式或連續(xù)方式的流量是所用離子選擇性膜和所施加電位數(shù)值的函數(shù)。因此，可以監(jiān)測并進一步處理所得的電滲析溶液，直至達到所需的pH值和離子濃度。通常，跨越每個池中兩個膜之間的每股液流提供約0.1～約10伏的電位。
如圖1-4所示，本發(fā)明的膜電滲析系統(tǒng)包括至少一個雙極性膜，它位于一對陽離子膜(附圖1)或一對陰離子膜(附圖2)或一個陽離子膜和一個陰離子膜(附圖3-4)之間。參照圖1-2的實施方案，可以通過將水溶液與多個雙極性膜接觸來調(diào)整水溶液的pH值至約0～約7的pH值范圍，每個雙極性膜位于兩個陽離子膜(附圖1)或兩個陰離子膜(附圖2)之間。參照圖3-4的實施方案，可以通過將水溶液與多個雙極性膜接觸來調(diào)整水溶液的pH值至約0～約7的pH值范圍，每個雙極性膜位于一個陽離子膜和一個陰離子膜(附圖3-4)之間。在圖1-4中，收集雙極性膜左側(cè)的隔室的物質(zhì)以供隨后使用。還可以收集雙極性膜右側(cè)的液流用于堿性產(chǎn)品。從雙極性膜右側(cè)的隔室收集的物質(zhì)可以被再循環(huán)反向通過膜或循環(huán)至另外的膜電滲析達到所需的許次數(shù)，以提供pH值為約0～約7，優(yōu)選為約1～約5的水溶液。從雙極性膜左側(cè)的隔室收集的物質(zhì)還可以被再循環(huán)反向通過膜。從鄰近正電極和負電極的隔室收集的物質(zhì)可以被再循環(huán)反向通過膜。
更詳細地參考圖3，在該實施方案中，存在一個多隔室電滲析系統(tǒng)，其中將總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低的水溶液與膜電滲析系統(tǒng)接觸，該系統(tǒng)按以下順序包括(i)負電極，(ii)至少一個電滲析池，該池依次包括陽離子膜、陰離子膜和雙極性膜，(iii)陽離子膜，和(iv)正電極?？缭截撾姌O和正電極施加一電位維持一段時間，該時間能有效地使水溶液的pH值變化至少2.0，并且提供一種電滲析組合物，其總陰離子或總陽離子濃度為1.0N或更低，單個的陽離子或陰離子濃度為0.9N或更低，并且游離氯的含量為2ppm或更低(優(yōu)選1ppm或更少)。在這些例證中，膜電滲析系統(tǒng)包括多個位于負電極和鄰近于正電極的陽離子膜之間的所述池。上述小室的數(shù)目，在本文別處表示為″n″，不是特別限制性的，并且可能是例如一個、兩個、三個或更多。
更特別地，在圖3中舉例說明的膜配置基本上具有層疊結(jié)構(gòu)(I) (1)負電極-(CAB)n C-正電極，其中″C″指陽離子膜，″A″指陰離子膜，″B″指雙極性膜，并且″n″指層疊中膜的數(shù)目。在舉例說明的系統(tǒng)中指出了電荷方向。包括四股液流。在″A″和″B″之間流動的原料″水″不需要添加電解質(zhì)(例如鹽)，并且在排放時變?yōu)樗嵝?。鹽/電解質(zhì)可以任選地用于加工用/原料液流作為處理液流。所得″堿性液流″在B和C之間流動。一種″鹽溶液″在C和A之間流動(該例證中B的左邊)?！咫姌O清洗液流″流過正電極-C之間和在C-負電極之間的兩邊。使用該膜結(jié)構(gòu)，有可能在相對溫和的電滲析條件下處理可飲用的(飲用)水，以生產(chǎn)沒有異味的酸化水(例如游離氯＜2ppm)。
參照圖4，它是圖3膜配置的一種替換形式，其中雙極性膜被置于陽離子和陰離子膜之間，如下使用了層疊結(jié)構(gòu)(II) (II)負電極-C(ABC)n-正電極，其中″A″、″B″、″C″和″n″與如上指出的含義相同。
作為圖3的其它備選方案，可以如下使用三個隔室的層疊結(jié)構(gòu)(III)或(IV) (III)負電極-A(BCA)n-正電極；或者 (IV)負電極-(ABC)n-正電極。在結(jié)構(gòu)(III)和(IV)中，將酸和堿液流脫鹽并且富集了鹽類液流。
參照層疊結(jié)構(gòu)(I)-(IV)，可以理解從左至右觀察，膜和電極的順序是任意的，其程度使其服從設備布局觀察者的視角。例如，為了達到本文的目的，層疊結(jié)構(gòu)(I)描述為負電極-(CAB)nC-正電極，不僅參考從左至右的順序(例如，從正面觀察)，而且參考從同一設備布局后面的反向觀察，其反轉(zhuǎn)層疊結(jié)構(gòu)從左至右觀察的順序為正電極-C(BAC)n-負電極。同樣地，為了達到本文的目的，上述指出的負電極-C(ABC)n-正電極的層疊結(jié)構(gòu)(II)還參照反向觀察(從后面)正電極-(CBA)nC-負電極的同樣層疊順序。
電滲析組合物。根據(jù)圖1-3中的任一系統(tǒng)，在用膜電滲析處理之后，pH值改變的電滲析組合物的總陽離子或陰離子濃度為低于約1.8N，任何單個的離子的濃度低于約1.0N并且游離氯含量低于2ppm。在一個優(yōu)選的實施方案中，電滲析組合物的總陽離子濃度或陰離子濃度為低于約0.5N，單個的陽離子或陰離子濃度低于0.3N，并且游離氯的含量低于1ppm。例如，電滲析組合物可以包括下列組分中的至少一種 濃度(N)陽離子鈣 0-0.1鎂 0-0.001鉀 0-0.005鈉 0-0.9陰離子重碳酸根 0-0.04氯離子 0-0.9硫酸根 0-0.005 還可能存在其它無毒的可食用的離子，其主要受單個的離子口味效果的限制。
在用膜電滲析處理之后，電滲析組合物的pH值為從約0.0～約5。處理過的溶液的游離氯的含量低于1ppm并且沒有令人討厭的口味和/或氣味。
制備貯存穩(wěn)定食品組合物?？梢酝ㄟ^本發(fā)明的方法使用上述描述的各種形式的無酸味的酸化劑來制備的食品組合物包括，例如調(diào)味料、肉汁、涂醬、澆汁、調(diào)味品、色拉、蔬菜、淀粉(大米、馬鈴薯、意大利面食、面條等)、肉類、水產(chǎn)食品、谷物、烘焙制品、夾心、糕點表面裝飾、烘焙制品、糖果、飲料、餐后甜點、小吃和其混合物。
無酸味的酸化劑可以以干燥狀態(tài)、液態(tài)或含水分散狀態(tài)被摻入食品組合物中。如果存在或提供液態(tài)無酸味的酸化劑，例如電滲析組合物，他們可以通過完全或部分地替代正常存在于配方中的水而被配制成食品。可以通過直接將一定數(shù)量的預先確定pH值的無酸味的酸化劑摻入食品配方來制備貯存穩(wěn)定的配制食品，以有效地得到酸化食品，其中該數(shù)量足以達到使最終產(chǎn)品的pH值低于約5.0，特別低于約4.6，并且更特別地低于約4.2。
通常，使用pH值為約1.0～約3.5的無酸味的酸化劑來制備貯存穩(wěn)定的食品組合物。無酸味的酸化劑可以被摻入食品制品本身或者可以被用于烹調(diào)食品組合物。如下文詳細所述，少量的傳統(tǒng)食品酸化劑例如醋仍可以主要用于風味和/或口味的目的。如下文詳細所述，對于通常期待是酸味的食品組合物(例如培養(yǎng)的發(fā)酵乳制品、果實加香產(chǎn)品)，在進一步酸化至pH值4.3或更低之后，通過使用此處所述無酸味的酸化劑完全或部分酸化食品組合物，這些食品組合物的酸味可以顯著地減少，只要最終食品組合物維持低的總有機酸含量。
為了提供微生物穩(wěn)定性，任選地，可以對酸化食品組合物進行熱處理例如巴氏殺菌，與酸化處理結(jié)合。例如，可以將酸化的食品組合物置于熱穩(wěn)定的、密封的容器中。密封所述容器，然后在密封容器中以一種溫度熱處理食品一段時間，以有效地對食品進行巴氏殺菌。可以通過簡單地將酸化食品熱裝罐入容器以完成所需的加熱殺菌步驟。通常令人滿意的是冷卻熱處理的食品，將溫度降低至約25℃。貯藏食品沒有通常與使用有機酸類食品酸化劑相關的令人討厭的酸味或異味，并且在環(huán)境條件下穩(wěn)定至少6個月，但通常是9～12個月(即有機酸類)。
由于鹽含量或鈉含量不再是確保低pH值(例如4.2或更低)和熱處理(例如巴氏殺菌)產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性的因素，可以以任何程度減少鈉含量(例如無鹽的，輕腌的)。這樣，本發(fā)明還可以用于提供營養(yǎng)改善的產(chǎn)品。
制備貯存穩(wěn)定的乳制品?？梢酝ㄟ^混合約2～約12重量百分比的乳清蛋白濃縮物粉末和無酸味的酸化劑來制備貯存穩(wěn)定的乳制品，所述無酸味的酸化劑的用量足以提供4.3或更低，優(yōu)選3.5或更低的pH值?？梢允褂萌魏卧醋蕴鹞度榍宓母稍锘蛞簯B(tài)的甜味乳清蛋白濃縮物(例如First District，MN的FDA53)。最優(yōu)選具有低有機酸含量的孔清蛋白濃縮物或分離物。市場上可以買到各種蛋白質(zhì)含量的干燥乳清蛋白濃縮物。當使用干燥的乳清蛋白粉時，首先溫和地攪動，使粉末與溫水輕輕地混合(約30～50℃)，以避免疏松，例如使用Groen壺。如果需要，進行額外的攪拌或剪切，以完全溶解乳清蛋白而形成乳清蛋白溶液。
如果最終產(chǎn)品含有液態(tài)油，可以將最終產(chǎn)品配方的油類部分添加至乳清蛋白漿液中以使泡沫最小化。任選地，可以使用選定的消泡劑(例如Trans-220K，Trans-Chemco，Inc，WI)，通過加熱至約180～205的溫度并維持約5～20分鐘來使乳清蛋白溶液組織化以達到一定稠度。在加熱期間形成濃稠的、膠狀的、達到一定稠度的組織化乳清蛋白漿液，并且可以直接使用或用作摻入食品的乳蛋白組分。這些達到一定稠度的組織化的乳清蛋白漿液在低pH值食品中是物理上穩(wěn)定的(無沉淀的危險)，并且可以容易地按原樣使用，或通過混合到未組織化的乳清蛋白和/或其它通常具有較高pH值的食品組分中以進一步中和至通常高于其原本pH值的目標pH值(例如pH值4.0)。在不太優(yōu)選的情況下，在隨后的制備低pH值的貯存穩(wěn)定的乳制品步驟之前，可以添加可食用堿(例如氫氧化鈉)以將pH值標準化。
雖然可以使用購買的乳清蛋白濃縮物(WPC)以與最終調(diào)味料中相等的蛋白質(zhì)含量代替乳清蛋白分離物(WPI)來制備相似的調(diào)味料，卻得到一種實質(zhì)上更酸并且更不易被接受的調(diào)味料。該現(xiàn)象顯然歸因于WPC中高濃度的有機酸(主要是檸檬酸鹽和磷酸鹽)。相比之下，在生產(chǎn)WPI期間通常除去上述有機酸。同樣地，在使用另一個添加了乳酸和磷酸的干酪香料時，所得調(diào)味料變得更酸并且更不易被接受。
制備奶油干酪。貯存穩(wěn)定的奶油干酪、奶油干酪產(chǎn)品或乳制品對于全球的新興市場是非常令人滿意的，所述市場缺乏或不存在冷藏分銷。典型的奶油干酪產(chǎn)品的pH值為4.7～5.0，其要求冷藏貯存以確保最少5個月的貯存壽命。通過發(fā)酵進一步降低pH值(例如低于4.6)更加導致由于乳酸形成而產(chǎn)生的可以察覺的酸味強度。對于奶油干酪，可以容忍某些程度的酸味，并且經(jīng)常需要作為上述產(chǎn)品的典型風味特征。然而，當產(chǎn)品的pH值降到低于約4.3時，產(chǎn)品口味變?yōu)闊o法接受的酸味。固此，具有減少的酸味的低pH值(4.3或更低)奶油干酪、奶油干酪樣產(chǎn)品或乳制品是理想的。雖然不存在真正貯存穩(wěn)定的純奶油干酪，但是現(xiàn)有技術試圖生產(chǎn)對環(huán)境穩(wěn)定的奶油干酪小吃產(chǎn)品的方法是主要通過維持產(chǎn)品的pH值低于4.6，并且通過使用防腐劑包括保濕劑(例如甘油)以控制水分活性低于約0.9。雖然這種方法可以增加產(chǎn)品對抗食品食源性病原體的安全性，但是他們經(jīng)常導致產(chǎn)品風味、口味貧乏(特別是令人討厭的酸味和多元醇的異味)、質(zhì)地和/或穩(wěn)定性不良。此外，這些方法通常需要使用以重量計占最終產(chǎn)品約50％的預先制造的奶油干酪作為原材料。這些需要額外的處理和加工步驟以制備最終的酸化產(chǎn)品，因此難以適合于現(xiàn)存的奶油干酪加工。通過選擇性地使用pH值降低試劑，特別是那些具有很少或沒有酸味影響的pH值降低試劑，本發(fā)明不僅顯著地減輕了酸味問題，還提供了一種普通奶油干酪加工制造的真正(環(huán)境)貯存穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)的純奶油干酪/乳品組合物。而且，本發(fā)明還描述了在環(huán)境貯存溫度下，通過調(diào)整穩(wěn)定劑系統(tǒng)，增加了奶油干酪的堅固性和物理穩(wěn)定性(對抗乳液分解、脫水收縮等)而不犧牲奶油狀口感或產(chǎn)生令人討厭的糊狀或膠狀質(zhì)地。與現(xiàn)有技術不同，本發(fā)明遵照奶油干酪的美國標準。
在一方面，提供優(yōu)質(zhì)的高水分(例如水分活性＞0.9)的貯存穩(wěn)定的奶油干酪或乳品組合物，包括但不限于，奶油干酪、乳品涂醬/澆汁、乳品餐后甜點和乳品飲料。例如，使用傳統(tǒng)的奶油干酪工藝來直接制備貯存穩(wěn)定奶油干酪或奶油干酪產(chǎn)品，其最終產(chǎn)品的pH值為5.0或更低，優(yōu)選4.3或更低，更優(yōu)選為約4.2或更低，而不導致通常與上述產(chǎn)品的低pH值相關的令人討厭的酸味。本發(fā)明的產(chǎn)品基本上不脫水收縮(例如在室溫下6個月后小于2％)，并且在室溫下乳脂狀組織的屈服應力為至少500帕，優(yōu)選1,000～2,000帕，并且在環(huán)境儲藏條件下對微生物穩(wěn)定，而不需要化學和/或生物防腐劑和/或降低水分活性的保濕劑(例如多元醇)?？梢允褂帽绢I域已知的各種生產(chǎn)工藝來制備本發(fā)明的產(chǎn)品。這些合適的工藝包括但不限于，傳統(tǒng)的凝乳工藝和未來狀態(tài)無乳清工藝。例如，前者包括首先發(fā)酵乳品混合物至pH值約4.6或更高，優(yōu)選4.9或高，以產(chǎn)生充足的奶油干酪或發(fā)酵過的乳品香味，繼之以使用一種或多種低酸味的酸化劑進行額外的和直接的酸化，以獲得低于4.3的最終產(chǎn)品pH值。如果不需要發(fā)酵過的乳品香味，可以省略發(fā)酵步驟并且直接進行酸化。可以包括最終的加熱/巴氏滅菌步驟以進一步增強貯存穩(wěn)定性。可以將任何無酸味的酸化劑和任何之前提到的降低pH值的試劑的組合用于本發(fā)明，只要其實現(xiàn)目標酸性pH值和令人滿意的酸味水平和香味分布。優(yōu)選將酸化的乳蛋白、酸性電滲析組合物、可食用無機酸、可食用的無機酸金屬酸式鹽、酸化的大豆蛋白、酸化的卵清蛋白、酸化的谷物蛋白或其混合物用作本發(fā)明主要的降低pH值的試劑。通過控制在最終保存的產(chǎn)品中，非酸味口味的降低pH值的試劑(例如酸化的乳清蛋白)和，如果存在的話，酸味口味的食品酸味劑(例如檸檬酸)的比例，來小心地獲得在目標產(chǎn)品pH值時的令人滿意的酸味。其它還可以用于本發(fā)明作為香味調(diào)節(jié)劑的可食用酸包括但不限于乙酸、己二酸、富馬酸、葡糖酸、乳酸、乳糖酸、蘋果酸、磷酸和酒石酸。通過使用非酸味口味的降低pH值的試劑進一步降低產(chǎn)品的pH值(例如低于4.6)，制造本發(fā)明產(chǎn)品的途徑和方法還可以用于延長冷藏乳品組合物的貯存壽命，例如奶油干酪(pH值約4.7～5.0)。本發(fā)明的產(chǎn)品的進一步特征為選擇性地使用穩(wěn)定劑系統(tǒng)、口味調(diào)節(jié)劑和天然和/或人造香料，以達到平衡的奶油干酪香味分布和可接受的堅固性-物理穩(wěn)定性。以0.1％或更高的總濃度使用至少一種(或多于一種的組合)陰離子穩(wěn)定劑膠。這些陰離子膠包括但不限于黃原膠、角叉菜膠、果膠和瓊脂。任選地，可以添加天然和/或人造香料和食品級抗氧化劑例如維生素E/EDTA，以改善整體香味分布和穩(wěn)定性。
基于牛奶和乳品的產(chǎn)品。由新鮮或純牛奶制成的食品被全世界的消費者高度評價?，F(xiàn)存的基于高乳含量的小吃一般便攜性低(例如三明治冰淇淋)和/或防腐劑含量高(例如鹽、蔗糖、保濕劑、抗霉物質(zhì))。貯存穩(wěn)定的高水分的基于牛奶或乳品的小吃對于全球的新興市場是非常令人滿意的，所述市場中缺乏或不存在冷藏和/或冷凍分銷?？赡艿?，高水分還使更高的產(chǎn)品品質(zhì)(例如乳脂狀組織)和降低配方成本成為可能。如果需要‘使用鮮奶制備’，則本發(fā)明特別合適。通過發(fā)酵降低pH值，新型酸化和其組合提供產(chǎn)品安全性，使其在大多數(shù)食品中，甚至pH值低于約5.0并且特別是低于4.3時，具有控制和釋放令人滿意的酸味強度的能力。本發(fā)明運用并擴展了新型的酸化和防腐技術，以制造貯存穩(wěn)定的小吃，特別是多相小吃，其主要的相是高水分的、乳脂狀的，基于牛奶/乳品的組分，其具有令人滿意的感官品質(zhì)和必要的處理/加工性能(例如對于成形和模制)。產(chǎn)品提供了令人滿意的性質(zhì)，包括很高水分的食品組合物(即水分活性＞約0.9，特別地水分活性＞約0.92，更特別地水分活性＞約0.95)。所提供的改善的貯存穩(wěn)定性適用于許多環(huán)境包括，例如環(huán)境儲藏條件。
某些實施方案中，提供了乳脂狀的、貯存穩(wěn)定的、高水分的基于牛奶或乳品的食品或小吃。所述小吃具有含牛奶或乳品的組分，其單獨存在或在多相產(chǎn)品中作為主要部分，被由谷類食品(例如小甜餅)、糖果(例如巧克力)等制成的次要部分圍繞，例如三明治等。所述牛奶/乳品組分的水分含量為至少約45重量百分比，水分活性至少為約0.90，pH值低于約4.6，優(yōu)選為約4.2或更低，并且主要包括牛奶(液態(tài)/干燥的、新鮮的/濃縮的等)和牛奶衍生物(乳清、乳清蛋白濃縮物、乳清蛋白分離物、酪蛋白酸鹽、干酪凝塊、黃油、酪乳、奶油、乳脂等)，使用無酸味的酸化劑例如酸性乳清蛋白、電滲析組合物、無機酸或其金屬酸式鹽或其混合物進行酸化。所述牛奶/乳品還可以含有至少一種水膠體穩(wěn)定劑(例如凝膠、角叉菜膠)，以提供令人滿意的加工性能(例如成形)。任選地，可以添加香味素、著色劑、礦物質(zhì)、營養(yǎng)素和/或其它功能性成分。通過混合、巴氏殺菌并均質(zhì)乳品混合物來制備所述牛奶/乳品組份，其后任選地進行發(fā)酵步驟以及酸化、加熱、均質(zhì)、通氣(任選的)并且冷卻后將其填充/成形入適合的模子/模型?？刂瞥喊b或防腐劑(例如山梨酸鉀)也可以用于控制霉菌和酵母。在多相產(chǎn)品中，使用次要部分，一般是脂類連續(xù)相涂層(例如巧克力)或烘烤谷物產(chǎn)品(例如小甜餅)，其任選地涂有含有涂層的脂類。次要組分的pH值應為約5.0或更低，并且更優(yōu)選與主要組分(例如牛奶或乳品夾心)的pH值匹配。所述小吃具有低酸味并且在至少約30天或更長時間(例如冷藏狀態(tài)下4個月)內(nèi)是安全的和穩(wěn)定的。
總有機酸含量。食品的總有機酸含量可能影響可察覺到的酸味強度。在加工貯藏食品中的″有機酸″主要來自所添加的可食用的食品酸化劑，包括但不限于乙酸、己二酸、檸檬酸、富馬酸、葡糖酸、乳酸、蘋果酸、磷酸和酒石酸。食品成分中天然存在的有機酸也可以促進可覺察的酸味。如此，″總有機酸含量″此后被定義為所有上述提及的食品酸化劑和所有天然存在的有機酸(包括那些上述沒有提及的例如草酸、琥珀酸、抗壞血酸、綠原酸等)的總和?？梢允褂煤线m的分析方法容易地獲得有機酸分布，例如S，Rantakokko，S.Mustonen，M.Yritys，and T.Vartiainen.Jon Chromatographic Method forDetermination of Selected Inorganic Anions and Organic Acids fromRaw arid Drinking Waters Using Suppressor Current Switching toReduce The Background Noise from Journal of Liquid Chromatographyand Related Technology(2004)；27，821～842?？梢詼y量并加和單一有機酸的量以給定″總有機酸含量″，其可以方便地用″摩爾/1000克最終食品組合物″表示。
然而，取決于同一食品組合物中酸味賦予組分的可能共存和濃度，使用一種或多種上述指出的非酸味的食品酸化劑可能不一定除去或顯著地減少所得低pH值食品的可察覺的酸味并提供合格產(chǎn)品。特別地，在給定食品(如所消耗的)中維持低濃度的總有機酸，特別是α-羥基有機酸，對提供可接受的酸化食品至關重要。對于某些配制食品，需要對有效成份進行選擇和配制以降低有機酸含量，以提供貯存穩(wěn)定的食品組合物，該組合物不具有通常與低pH值食品相關的酸味。在一個實施方案中，酸化食品組合物的總有機酸含量為每1000克食品組合物約0.22摩爾或更低，特別是總有機酸含量為每1000克食品組合物約0.12摩爾或更低，并且更特別是總有機酸含量為每1000克食品組合物0.06摩爾或更低。要被控制于上述重量范圍內(nèi)的有機酸包括，例如乙酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、富馬酸、葡糖酸、己二酸和/或乳糖酸。對于制備的食品，可以通過合適的成分選擇和/或改性來實現(xiàn)上述目的。在一個實施方案中，最終食品組合物不含或基本上不含賦予酸味的有機酸。然而，可以理解，pH值改變的食品組合物中可以包括在上述范圍內(nèi)的少量香味修飾量的酸味有機酸，從而以令人滿意的方式調(diào)整或改變香味的分布特征，而不是賦予不受歡迎的酸味刺激性。
除非另作說明，本文中所有的百分數(shù)均是重量百分數(shù)。提供下列實施例以舉例說明本發(fā)明而非對其進行限制。
實施例1作為酸化劑的強酸性卵清蛋白 將含有200g巴氏殺菌的干燥卵清(National Egg ProductsCo.，Social Circle，GA)，340g去離子水和34.5g6.25N食品級鹽酸的含水混合物在Champ HP3高性能攪拌器(Springfield，MO)中均質(zhì)，然后凍干以形成強酸性蛋白粉(aEWP)。所述aEWP粉在pH值為4.0時的酸化能力為每克0.46摩爾/升。
根據(jù)下列配方，使用aEWP粉作為替代調(diào)味品中醋的主要的酸化劑，以制備蛋黃醬調(diào)味品。通過在實驗室用混合機中混合水、蛋黃、蔗糖和鹽來制備調(diào)味品的水相。通過混合/剪切慢慢地向水相添加油類。最后加入對照樣品和醋。對于含aEWP的樣品，首先將aEWP溶于約配方一半量的水。在制備aEWP樣品過程中，用所得糊劑替換醋。aEWP樣品的最終pH值為3.68。
表1對照aEWP樣品
含aEWP的貯存穩(wěn)定調(diào)味品的感官評審顯示，與對照相比，其具有減少的酸味口味，并且在香味、質(zhì)地和乳化穩(wěn)定性方面表現(xiàn)卓越。
實施例2使用雙極性膜電滲析來生產(chǎn)酸性水的方法 使用裝備有陽離子單極-陰離子單極-雙極-陽離子單極膜結(jié)構(gòu)的如上述圖3所述的電滲析來制備酸性含水電滲析組合物。雙極性膜處于多個陽離子膜和/或多個陰離子膜之間。在與工藝用液流(即酸性和堿性水流)隔離的陽離子單極膜和陰離子單極膜之間使用鹽溶液(約12.5％NaCl)，并且在電滲析處理之后部分脫鹽。使用小于5V/池的電位，800A/m2的電流處理8升用于酸性給水流的軟化城市用水和8升用于堿性給水流的蒸餾水約60分鐘，直至酸性水流的pH值低于1.0。下列表2給出了供料水溶液(電滲析前的水)和處理過的酸性水溶液(電滲析后的水)的離子分布。通過添加去離子水將已處理的水標準化至最終pH值1.0。
表2
電滲析前的水的pH值為6.98并且電滲析后的水的pH值為1.08(通過滴定0.76)。已處理過的酸性水溶液沒有令人討厭的味道。當用去離子水稀釋至pH值3.25時，所得混合物實際上是無味的。
實施例3作為酸化劑的強酸性大豆粉 含有200g脫脂大豆粉(Archer-Daniels-Midland Co.，Decatur，IL)、800g去離子水和37.6g6.25N食品級鹽酸的含水混合物在Champ HP3高性能攪拌器(Springfield，MO)中均質(zhì)，然后凍干以形成強酸性的脫脂大豆粉(aDSF)。所述aDSF粉在pH值為4.0時的酸化能力為每克0.29摩爾/升。
根據(jù)表3的配方，使用DSF粉作為主要酸化劑來制備貯存穩(wěn)定的澆汁。同樣使用實施例2所述方法得到的電滲析組合物作為第二酸化劑，以實現(xiàn)4.2或更低的最終目標pH值。添加的電滲析組合物的量是13.1％。通過下述制備澆汁，首先在大約140下混合水、玉米糖漿固體、乳蛋白、淀粉和aDSF，繼之以添加預先熔化的油類和乳化劑以形成潮濕混合物，使用兩級均質(zhì)機以2000/500psi均質(zhì)所述潮濕混合物。向均質(zhì)的潮濕混合物中添加鹽、防腐劑、穩(wěn)定劑和實施例2的電滲析組合物之后，進一步混合所述混合物，并在裝入適合的容器(塑料罐)之前在186巴氏殺菌1分鐘。成品的pH值是4.2。
表3

*采用圖3中的膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電滲析組合物。
對貯存穩(wěn)定的澆汁的感官評價顯示，其沒有令人討厭的酸味并且在質(zhì)地和乳化穩(wěn)定性方面表現(xiàn)卓越。
實施例4酸性全麥粉 將含有323g全麥粉(Archer-Daniels-Midland Co.，Decatur，IL)、500g去離子水和9.78g6.25N食品級鹽酸的含水混合物在ChampHP3高性能攪拌器(Springfield，MO)中均質(zhì)，然后凍干以形成酸性全麥粉(aWWF)。所述全麥粉在pH值為4.0時的酸化能力為每克0.005摩爾/升。
根據(jù)下列配方，使用aWWF粉作為酸化劑來制備貯存穩(wěn)定的調(diào)味汁。通過混合表4標明的所有成分來制備調(diào)味汁，并且加熱至210-212。在約205-210加熱并再混合10分鐘，然后熱灌裝入合適的容器中，繼之以密封容器并在冷卻器中冷卻至室溫。成品的pH值是4.1。
表4
所得貯存穩(wěn)定的調(diào)味汁沒有令人討厭的酸味并且質(zhì)地優(yōu)良。
實施例5基于貯存穩(wěn)定的牛奶的夾心 通過以下方式，使用表5標明的成分用量來制備基于貯存穩(wěn)定牛奶的夾心。使用lightening混合機混合全脂牛奶和aWPC。通過下列方式制備所用的aWPC使用剪切裝置將約一份商品WPC(FDA，Minnesota)分散于3份水中，并且使用食品級鹽酸將漿液的pH值調(diào)整至約3.25～3.5。將漿液加熱至約200，并維持約12分鐘。在冷卻之后，將漿液噴霧干燥至干燥的顆粒形式。所用aWPC在pH值為4.0時的酸化能力為每克aWPC約0.22摩爾/升。將所得潮濕混合物加熱至150。熔化AMF并加熱至150。在lightening混合機中混合熔化的AMF和潮濕混合物，然后以3000rpm和500psi均質(zhì)。向均質(zhì)的潮濕混合物中添加預混合的膠和蔗糖。將所得混合物在熱混合器中加熱至190(約10-11分鐘)，然后維持2分鐘。以5000rpm和500psi均質(zhì)所得混合物。在碗中收集所得勻漿，并在冰箱(或者可以使用冰浴)中冷卻至低于50。將冷卻的產(chǎn)品在Hobart混合器中高速攪拌2分鐘。收集樣品并在冰箱中冷卻過夜。冷藏產(chǎn)品的pH值為4.1。所述食品組合物含有48.5％水分、17.5％脂肪、7.4％蛋白質(zhì)、17.0％蔗糖、6.2％乳糖、0.7％鹽和1.2％灰分。其呈乳脂狀并且具有松散的可縮減的質(zhì)地，并且不具有酸性口味或酸味刺激性。所述產(chǎn)品被用作餅干殼的夾心，提供了不具有酸性異味的穩(wěn)定的填充奶油的餅干產(chǎn)品。
表5
實施例6貯存穩(wěn)定的奶油干酪 根據(jù)下列方式，使用表6中標明的各自用量的配料來制備貯存穩(wěn)定的奶油干酪。在微波中將超濾的酸性乳清預熱至140。然后，將與先前實施例相同的aWPC與由熱超濾酸性乳清和WPC-53組成的漿液混合。向熱的AMP(140)中添加生育酚，然后將熔化的AMP添加入潮濕混合物。然后，將所述混合物在5000/500psi下通過均質(zhì)機(兩次)。然后將次要配料(即LBG/黃原膠/菊粉/山梨酸/鹽)添加入熱混合食品加工機。將漿液加熱至185并維持10分鐘。然后添加香料(天然乳品香料)。使用兩級均質(zhì)機以2500/500psi對樣品進行均質(zhì)。將樣品熱罐裝入8盎司容器中。使用70％超濾酸性乳清、23.5％無水乳脂肪、3.8％aWPC來制備全脂軟冰淇淋乳酪產(chǎn)品。最終食品組合物含有62％水分、25.6％脂肪、5.1％蛋白質(zhì)、4.9％乳糖。
表6
雖然已經(jīng)具體參考特定的方法和產(chǎn)品實施方案對本發(fā)明進行了詳細的描述，應該理解各種改變、改性和改進均基于當前公開的內(nèi)容，并且落在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)，如下列權利要求中所定義。
權利要求
1.一種制備具有減少的酸味的低pH值的、高水分的貯存穩(wěn)定的食品組合物的方法，包括使用低酸味的酸化劑制備所述食品組合物，所述酸化劑在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化劑至少約0.005摩爾/升，該酸化劑的用量為能有效地提供一種食品組合物，所述食品組合物的最終pH值為5.0或更低，水分活性為約0.90或更高。
2.權利要求1所述的方法，其中所述酸化劑選自由下列物質(zhì)組成的組高度酸化的食品成分、酸性的電滲析組合物、可食用無機酸、可食用的無機酸的金屬酸式鹽或其混合物。
3.權利要求1所述的方法，其中所述酸化劑包括一種高度酸化的食品成分，其選自由下列物質(zhì)組成的組高度酸化的卵蛋白、高度酸化的大豆蛋白、高度酸化的谷物蛋白和高度酸化的乳品蛋白。
4.權利要求1所述的方法，其中所述酸化劑包括干燥的酸化的乳清蛋白濃縮物，其在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化乳清蛋白濃縮物至少約0.01摩爾/升。
5.權利要求4所述的方法，通過在水介質(zhì)中混合乳清蛋白濃縮物和酸化劑來制備所述的酸化的乳清蛋白濃縮物，以提供一種混合物，并且干燥所述混合物以提供干燥微粒形式的酸化乳清蛋白濃縮物，所述酸化劑選自由酸性電滲析組合物、可食用的無機酸、無機酸的金屬酸式鹽或其混合物組成的組。
6.權利要求5所述的方法，其中將乳清蛋白濃縮物與無機酸和/或其鹽混合，無機酸和/或其鹽各自的量能有效地提供一種pH值為約4.2或更低的酸化的乳清蛋白濃縮物。
7.權利要求5所述的方法，其中在干燥之前將所述混合物加熱至高于170°的溫度。
8.權利要求1所述的方法，其中酸化劑含有通過一種方法制備的酸性電滲析組合物，該方法包括將總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更少的水溶液與膜電滲析系統(tǒng)接觸，所述膜電滲析系統(tǒng)包括至少一個電滲析池，所述電滲析池包括處于陽離子膜和陰離子膜之間的雙極性膜，其中所述至少一個池排列于正電極和負電極之間；并且跨越正電極和負電極施加一電位維持一段時間，該時間能有效地使水溶液的pH值變化至少2.0，并且提供一種電滲析組合物，該組合物的總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低，單個的陽離子或陰離子濃度為0.9N或更低，并且游離氯的含量為1ppm或更低。
9.權利要求8所述的方法，其中膜電滲析系統(tǒng)包括一個層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)選自由負電極-(CAB)nC-正電極、負電極-C(ABC)n-正電極、負電極-A(BCA)n-正電極和負電極-(ABC)n-正電極組成的組，其中C表示陽離子膜，A表示陰離子膜，B表示雙極性膜，并且n是表示層疊結(jié)構(gòu)中池的數(shù)目的正整數(shù)。
10.權利要求1所述的方法，其中酸化劑包括通過一種方法制備的酸性電滲析組合物，該方法包括將總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低的水溶液與膜電滲析系統(tǒng)接觸，所述膜電滲析系統(tǒng)按以下順序包括(i)負電極，(ii)至少一個電滲析池，該池依次包括陽離子膜、陰離子膜和雙極性膜，(iii)陽離子膜，和(iv)正電極；且跨越正電極和負電極施加一電位維持一段時間，該時間能有效地使水溶液的pH值變化至少2.0，并且提供一種電滲析組合物，該組合物的總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低，單個的陽離子或陰離子濃度為1.0N或更低，并且游離氯的含量為1ppm或更低。
11.權利要求1所述的方法，其中酸化劑是無機酸或其金屬酸式鹽，選自由鹽酸、硫酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、硫酸氫鈣、硫酸氫鎂和其混合物組成的組。
12.權利要求1所述的方法，其中食品組合物的最終pH值為4.6或更低。
13.權利要求1所述的方法，其中食品組合物的最終pH值為4.2或更低。
14.權利要求1所述的方法，其中所制備的食品組合物的總有機酸含量為每1000克食品組合物0.22摩爾或更低。
15.權利要求1所述的方法，其中所制備的食品組合物的總有機酸含量為每1000克食品組合物0.12摩爾或更低。
16.根據(jù)權利要求1所述方法制備的具有減少的酸味的低pH值的、高水分的貯存穩(wěn)定食品組合物。
17.根據(jù)權利要求4所述方法制備的具有減少的酸味的低pH值的、高水分的貯存穩(wěn)定食品組合物。
18.根據(jù)權利要求14所述方法制備的具有減少的酸味的低pH值的、高水分的貯存穩(wěn)定食品組合物。
19.通過下述方法制備的低pH值的、高水分的貯存穩(wěn)定乳制品，該方法包括將乳制食品與在pH值為4.0時酸化能力為每克酸化劑約0.01摩爾/升的高度酸化的乳清蛋白濃縮物混合，該酸化劑的用量為能有效地提供一種乳制品，所述乳制品的最終pH值為5.0或更低，水分活性為約0.90或更高，其中所述高度酸化的乳清蛋白濃縮物是作為在水介質(zhì)中將乳清蛋白濃縮物與酸性電滲析組合物、可食用無機酸和/或其金屬酸式鹽混合以提供一種混合物的產(chǎn)品而得到的，以及干燥所述混合物以提供酸化的乳清蛋白濃縮物微粒。
20.權利要求19所述的乳制品，包括約2～約12重量百分比的與乳制食品混合的高度酸化乳清蛋白濃縮物微粒。
21.權利要求19所述的乳制品，其中將乳清蛋白濃縮物微粒與乳制品以一定的量混合，該量能有效地提供pH值為4.2或更低的最終產(chǎn)品。
22.權利要求19所述的乳制品，其中所述乳制食品包括牛奶、牛奶衍生物或其組合；并且所述乳制品選自由奶油夾心和奶油干酪組成的組。
23.一種電滲析方法，包括將總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低的水溶液與膜電滲析系統(tǒng)接觸，所述膜電滲析系統(tǒng)包括至少一個電滲析池，所述電滲析池包括處于陽離子膜和陰離子膜之間的雙極性膜，其中所述至少一個池排列于正電極和負電極之間；并且跨越正電極和負電極施加一電位維持一段時間，該時間能有效地使水溶液的pH值變化至少2.0，并且提供一種電滲析組合物，該組合物的總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低，單個的陽離子或陰離子濃度1.0N或更低，并且游離氯的含量為2ppm或更低。
24.通過下述方法制備的適于人類消費的電滲析組合物，該方法包括將總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低的水溶液與膜電滲析系統(tǒng)接觸，所述膜電滲析系統(tǒng)按以下順序包括(i)負電極，(ii)至少一個電滲析池，該池依次包括陽離子膜、陰離子膜和雙極性膜，(iii)陽離子膜，和(iv)正電極；并且跨越正電極和負電極施加一電位維持一段時間，該時間能有效地使水溶液的pH值變化至少2.0，并提供一種電滲析組合物，該組合物的總陰離子或總陽離子濃度為1.8N或更低，單個的陽離子或陰離子濃度為1.0N或更低，并且游離氯的含量為2ppm或更低。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有減少的酸味的低pH值、高水分、貯存穩(wěn)定的食品組合物及其制備方法。使用低酸味的酸化劑酸化本食品組合物，所述酸化劑在pH值為4.0時的酸化能力為每克酸化劑至少約0.005摩爾/升，該酸化劑的用量為能有效地提供一種食品組合物，所述食品組合物的水分活性為約0.90或更高，最終pH值為5.0或更低，并且特別是4.2或更低。特別地，所述低pH值的食品組合物可以含有的總有機酸含量為每1，000克食品組合物0.22摩爾或更少，其有助于避免過度的酸味。本發(fā)明還提供新的或改進的具有減少的酸味的低pH值、高水分的貯存穩(wěn)定食品組合物和產(chǎn)品及其制備方法，在一個方面中包括一種制備用于食品生產(chǎn)的電滲析組合物的改進的電滲析方法和系統(tǒng)。
文檔編號A23L1/03GK1923034SQ20061012144
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月22日 優(yōu)先權日2005年8月23日
發(fā)明者A·S·查, J·P·羅, C·P·克勞利 申請人:卡夫食品集團公司