專利名稱：：經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料，其包含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和水。本飲料可以在炎熱環(huán)境下貯藏?cái)?shù)周而不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的跡象。特別是，本發(fā)明中的該營養(yǎng)飲料在抵抗油分離、絮凝、和乳油化(creaming)中表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。此外，本飲料可以采用超高溫(UHT)殺菌條件相對容易地制備。發(fā)明的
背景技術(shù)：
：包含蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料在本領(lǐng)域是已知的。在加工、運(yùn)輸和貯藏過程中，這些飲料的分散油相的不穩(wěn)定性會(huì)引起嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量問題。這些穩(wěn)定性問題與分散油滴的絮凝、乳油化和聚結(jié)特別相關(guān)。該動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象會(huì)影響飲料的外觀和感官特性。US6,475,539中描述了一種pH值約為3.0-4.6的保存穩(wěn)定(shelfstable)的液態(tài)腸道配方，其包括a)約45-95%重量的水；b)約1.0-15%重量的酪蛋白酸鹽；c)0.5-3.3%重量的高曱氧基果膠；d)約1-30%重量的碳水化合物；e)約0.5-10%重量的可食用油；f)作為唯一營養(yǎng)來源的足量的蛋白質(zhì)、碳水化合物和可食用油，體積在1000-2000ml的范圍，g)至少100。/o的成人RDI維生素和礦物質(zhì)，體積在1000-2000ml的范圍；以及h)而且所述的腸道配方具有至少一年的保存期。碳水化合物優(yōu)選自由葡萄糖、乳糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、玉米淀粉、水解玉米淀粉、麥芽糊精、葡萄糖聚合物、玉米糖漿固體、寡糖、高級糖、高果糖玉米糖漿、和果糖寡聚糖構(gòu)成的組。從該美國專利中可以看出，該發(fā)明的一方面的描述中涉及一種生產(chǎn)即使是在蒸餾殺菌、無菌包裝和熱填充處理后仍具有優(yōu)4秀的物理穩(wěn)定性的飲料的生產(chǎn)工藝。US2005/0214432中描述了在不外加乳化劑的情況下制造穩(wěn)定的、不糊化的、含淀粉的、水包油乳液而不形成油面糊的工藝，其包括將未糊化的面粉和/或淀粉、油和水性液體的混合物在低于50。C的溫度下進(jìn)行高度剪切。該美國申請中所描述的乳液包含，1-15重量％的面粉和/或淀粉，1-15重量％的油，和70-95重量％的水。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該乳液包含，2-70重量％的乳制品。從該美國申請中可以看出，各種面粉和/或淀粉均可以使用，但是那些天然的面粉和/或淀粉是優(yōu)選的。從熱力學(xué)上來講，水包油乳液是亞穩(wěn)定系統(tǒng)，其是指它們是用多余的能量(大多數(shù)情況下是機(jī)械的)制備的。經(jīng)過主要由制備方法和產(chǎn)品的組成所決定的一段時(shí)間后，該乳液最終相分離成兩相。相分離包括油滴的聚結(jié)，其作為時(shí)間函數(shù)而生長。這是一個(gè)不可逆的過程。除了聚結(jié)之外，水包油乳液還常常表現(xiàn)出其他類型的不穩(wěn)定，特別是絮凝和乳油化。絮凝類似于聚結(jié)，是一種涉及油滴聚合在一起的機(jī)制。但是，在絮凝的情況中看不到聚結(jié)，即油滴會(huì)形成從該本體分離出來的團(tuán)聚物。因?yàn)橛偷蔚拿芏鹊陀谄浞稚⑵渲械倪B續(xù)水相的密度，則在水包油乳液中發(fā)生乳油化。由于該密度差的存在，就產(chǎn)生將油滴逐漸移動(dòng)到產(chǎn)品的上表面的驅(qū)動(dòng)力。如上所述，顯然在水包油乳液，如目前的營養(yǎng)飲料中，完全防止聚結(jié)、絮凝和乳油化的發(fā)生是不可能的。然而，通過降低這些現(xiàn)象的發(fā)生率，可以獲得足夠的產(chǎn)品穩(wěn)定性，而確保產(chǎn)品在整個(gè)保存期內(nèi)均保持可接受的品質(zhì)。在水包油乳液中發(fā)生聚結(jié)、絮凝和乳油化的速度會(huì)隨溫度的升高而快速增大。促進(jìn)該不穩(wěn)定現(xiàn)象的另一個(gè)因素是水相中的高溶質(zhì)濃度。營養(yǎng)飲料通常由于蛋白質(zhì)和碳水化合物的大量存在，而含有具有高溶質(zhì)濃度的水相。因此，提供可以在炎熱條件下貯藏?cái)?shù)周而不產(chǎn)生嚴(yán)重的穩(wěn)定性缺陷的水包油乳液形式的營養(yǎng)飲料是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。為了提供在飲用之前可以在炎熱條件下貯藏?cái)?shù)周的營養(yǎng)飲料，其必須保證在該時(shí)間內(nèi)沒有微生物腐敗的發(fā)生。有效地，其意味著該產(chǎn)品必須經(jīng)過殺菌，并在無菌條件下進(jìn)行包裝。因?yàn)闅⒕臈l件會(huì)促成油滴的聚結(jié)，則該產(chǎn)品需要以如下的方式配制，即不僅是在炎熱條件下的貯藏和處理期間，而且在殺菌期間均會(huì)防止油滴的聚結(jié)。發(fā)明概述本發(fā)明人通過開發(fā)一種可以被用來生產(chǎn)具有優(yōu)異貯藏穩(wěn)定性的經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料的精心平衡的配方來實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。更特別的是，本發(fā)明人還提供了一種經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料，其包括*0.5-8重量％的蛋白質(zhì)；*1-6重量％的脂肪；*3-20重量％的碳水化合物；*至多5重量％的任選其他營養(yǎng)成分；和*70-85重量％的水；其中碳水化合物包括，以飲料總重計(jì)算0.2-2.0%的天然淀粉；和*2-10%,優(yōu)選3-10%的糖類，其選自由單糖、二糖、三糖以及它們的組合構(gòu)成的組。雖然發(fā)明人并不希望被理論所限制，但是據(jù)信蛋白質(zhì)和天然淀粉的組合在本營養(yǎng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性中扮演著關(guān)鍵的角色。本發(fā)明人令人驚訝地發(fā)現(xiàn)天然淀粉可以有利地用來穩(wěn)定本營養(yǎng)飲料。而通常的做法是在經(jīng)滅菌的飲料中使用特殊的改性淀粉。這些改性淀粉，如羥丙基化淀粉，可以承受非常高的溫度、非常高的剪切力以及極端的pH。這些改性淀粉已經(jīng)在UHT處理的乳制品中表現(xiàn)出其性能，在其處理過程中，淀粉抑制了糊化作用而產(chǎn)生一個(gè)較低的粘度來促使其流過設(shè)備。發(fā)明人不僅意外地發(fā)現(xiàn)天然淀粉能夠用于穩(wěn)定該經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料，而且事實(shí)上，發(fā)明人還通過比較研究發(fā)現(xiàn)，天然淀粉實(shí)際上比那些設(shè)計(jì)用于UHT殺菌產(chǎn)品的改性淀粉有更好效果。本發(fā)明還提供一種制備該經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料的方法，所述的方法包括*將蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、任選的其他營養(yǎng)成分和水合'并在預(yù)制乳液中；*均質(zhì)該預(yù)制乳液；*通過將均質(zhì)過的預(yù)制乳液加熱到超過130°C的溫度2-30秒而將其滅菌。發(fā)明詳述因此，本發(fā)明的一方面涉及一種經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料，其包括*0.5-8重量％的蛋白質(zhì)；1-6重量％的脂肪；*3-20重量％的碳水化合物；*至多5重量％的任選其他營養(yǎng)成分，和*70-85重量％的水；其中，碳水化合物包括，以飲料的總重計(jì)*0.2-2.0%的天然淀粉；和*3-10%的糖類，其選自由單糖、二糖、三糖和它們組合所構(gòu)成的組。本文中所用的術(shù)語"天然淀粉，，是指從天然植物來源中分離出來的、未通過如酯化作用或水解而改性的淀粉。因此，術(shù)語"天然淀粉"并不包括麥芽糊精。根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，飲料中含有至少0.5重量%的天然淀粉。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，天然淀粉的濃度不超過飲料重量的1.5%。如本文之前所述，本飲料優(yōu)異的穩(wěn)定性被認(rèn)為是與蛋白質(zhì)和天然淀粉以指定的濃度的組合使用有關(guān)。如果使用的蛋白質(zhì)是乳品蛋白，將會(huì)獲得特別好的結(jié)果。乳品蛋白的適宜來源的例子包括乳、乳清、脫脂乳、乳酪、凝乳、酪蛋白、酪蛋白酸鹽。優(yōu)選，該組合物包含選自由乳、乳清、脫脂乳、酪蛋白、酪蛋白酸鹽和它們的組合所構(gòu)成的組的乳品蛋白源。這些物質(zhì)可以以脫水或液態(tài)的形式加入到該飲料中，優(yōu)選以脫水，如粉末的形式加入。該飲料中的蛋白含量優(yōu)選為至少1重量％,更優(yōu)選至少2重量％,最優(yōu)選至少3重量％。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，營養(yǎng)飲料包括0.1-2重量%的酪蛋白酸鹽，如酪蛋白酸鈉。發(fā)現(xiàn)加入指定量的酪蛋白酸鹽可以在殺菌和貯藏期間有效穩(wěn)定飲料免于聚結(jié)。該飲料中包含的碳水化合物類物質(zhì)包括天然淀粉和糖類。糖類優(yōu)選自由單糖、二糖和它們的組合構(gòu)成的組。該飲料可以適宜地包含麥芽糊精，例如以飲料重量3-10%的量。特別適宜的是DE在2至20范圍的麥芽糊精。優(yōu)選，該飲料中使用的麥芽糊精的DE在10至20的范圍。如本文之前所述，加入大量的碳水化合物會(huì)使?fàn)I養(yǎng)飲料物理上不穩(wěn)定。不過我們卻發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明能夠制得穩(wěn)定的飲料，即使是這些飲料包含了至少6重量％或甚至至少9重量％的碳水化合物。在該營養(yǎng)飲料中使用的天然淀粉可以獲自本領(lǐng)域已知的各種植物來源，例如馬鈴薯、木薯、和玉米。優(yōu)選地，天然淀粉是天然玉米淀粉。最優(yōu)選地，天然淀粉是天然糯性玉米淀粉(waxymaizestarch)。本飲料的穩(wěn)定性可以通過加入0.05-0.5重量％的甘油一酯、甘油二酯或它們的組合而方便地進(jìn)一步提高。加入到營養(yǎng)飲料中能有利于防止聚結(jié)發(fā)生的另外一種成分是多糖角叉菜膠。優(yōu)選，角叉菜膠加入的濃度是0.005-0.2重量％。角叉菜膠是一種從紅色海藻中提取的復(fù)合碳水化合物，并通過與蛋白質(zhì)的相互作用，形成低濃度的非常弱的觸變膠體而給該營養(yǎng)飲料提供穩(wěn)定性。本發(fā)明中的營養(yǎng)飲料是一種可傾倒的產(chǎn)品。通常，該飲料具有的粘度(在20。C下)在10s"下為5-200mPa.s。更優(yōu)選地，該飲料在10s"下具有的粘度為10-100mPa.s,最優(yōu)選為10-50mPa.s,其意味著該產(chǎn)品是可以容易吞咽的稀薄(thin)液體。該飲料的粘度適宜于通過使用剪切率范圍在0.01至250s"(510s)的RheometerAR1000和錐角為2:0:38(deg:min:sec),錐體直徑40mm且截面(truncation)為54微米的錐板測量系統(tǒng)來測量。本發(fā)明的營養(yǎng)飲料有利地包含一種或多種礦物質(zhì)，尤其是過渡金屬元素，如鐵和鋅。這些金屬適宜以水溶性鹽的形式加入到飲料中。一般，該飲料包含至少10ppm的鐵和/或鋅陽離子。優(yōu)選，飲料包含至少10ppm的鐵陽離子，更優(yōu)選至少20ppm的鐵陽離子。鐵陽離子的含量通常不超過200ppm，優(yōu)選其不超過100ppm。除了礦物質(zhì)之外，還可以有利地加入到該飲料中的其他營養(yǎng)成分包括維生素、甾醇、類黃酮、類胡蘿卜素等。該飲料中包含的脂肪優(yōu)選是液態(tài)的非氫化油，其包含以所述油中含有的脂肪酸殘基總量的重量計(jì)，至少60%的不飽和脂肪酸殘基。適宜的液態(tài)油的例子包括植物油(向日葵油、大豆油、紅花油等)和魚油。如本文之前所述，該飲料是一種水包油乳液。脂肪優(yōu)選以平均直徑Dg,2為0.1-3pm,優(yōu)選0.3-2^im的分散液滴存在于飲料中。平均直徑D3,2(即表面加權(quán)平均直徑)可以適宜地通過激光衍射來測定，使用HelosTM激光衍射傳感器(購自SympatecGmbH)配合632.8nm的激光。測量是在20。C下使用購自SympatecGmbH的QUIXELTM濕式分散器(在10至20%間的光學(xué)濃度(opticalconcentration))進(jìn)行的。通常，該飲料優(yōu)異的貯藏穩(wěn)定性是通過將飲料在4(TC下貯藏一個(gè)月時(shí)的平均直徑D3,2的增加小于50%來證明的。在如此嚴(yán)苛的P&藏條件下，該營養(yǎng)飲料平均直徑D3,2的增加小于200%是很容易達(dá)到的。優(yōu)選在該條件下觀察到的D3,2的增加不超過100%，更優(yōu)選其不超過80%,最優(yōu)選其不超過60%。該營養(yǎng)飲料含有的熱量通常在0.4-1.7kcal/ml的范圍。最優(yōu)選熱量在0.7-1.3kcal/ml的范圍。在總熱量中，優(yōu)選不超過40%的熱量是由脂肪提供的。優(yōu)選，脂肪提供飲料總熱量25%至35%的熱量。一般來說，碳水化合物和蛋白質(zhì)分別提供飲料總熱量35-67%(優(yōu)選55-67%)和10-33%的熱量。本發(fā)明的另一方面涉及一種制備如本文之前所述的經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料的方法，其包括*將蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、任選其他營養(yǎng)成分和水組合在預(yù)制乳液中；*均質(zhì)該預(yù)制乳液；和*通過將均質(zhì)過的預(yù)制乳液加熱到超過130°C的溫度2-30秒而將其滅菌。上述的殺菌條件就是通常所述的超高溫(UHT)殺菌。UHT殺菌在本方法中可以適宜地通過直接加熱或間接加熱完成。重要的是，對預(yù)制乳液的均質(zhì)作用生產(chǎn)出了具有非常好的油滴的乳液。優(yōu)選，均質(zhì)過的預(yù)制乳液中的油滴表現(xiàn)出的平均直徑D3,2為0.1-3(im,優(yōu)選0.3-2pm。一般而言，本方法中的均質(zhì)是在至少8Mpa的壓力下完成的。優(yōu)選預(yù)制乳液是在10-30Mpa的壓力范圍下均質(zhì)的。本發(fā)明通過下述的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例實(shí)施例1根據(jù)下列配方制備一種營養(yǎng)飲料:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>將水稱重并加熱到8(TC。將脫脂奶粉與磷酸鉀和甘油單/二酯預(yù)混。將混合物在高速混合條件下分散至熱水中，并在適當(dāng)混合下水合15分^7。用大豆油和購自Nutrmova的基于海藻油的DHA濃縮物以97.8:2.2%的比例制成含0.95%DHA的油混合物。在高速混合條件下加入該油混合物，并通過適當(dāng)混合來預(yù)乳化15分鐘。然后，將麥芽糊精和天然淀粉分散到該預(yù)乳液中。將含有維生素C、鐵鹽、鋅鹽、和V/M預(yù)混料的混合物加入到該預(yù)乳液中，再加入糖。測定pH值，并當(dāng)其小于6.7時(shí)，用磷酸鹽緩沖液校正。將產(chǎn)品在175-250bar和65-70。C下均質(zhì)，然后140。CUHT處理4秒。然后將產(chǎn)品冷卻至25-3CTC,無菌灌入帶有螺旋蓋的PET瓶(250ml)。將這樣制得的乳液在40。C下貯藏4個(gè)月。該貯藏期之后，在這些樣品中可以觀察到輕微的乳油化。實(shí)施例2根據(jù)下列的配方，按照實(shí)施例1中所述同樣的方法制備營養(yǎng)飲料:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>我們還發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品在炎熱環(huán)境下貯藏時(shí)，也是十分穩(wěn)定的。比較例重復(fù)實(shí)施例1,不同之處在于用改性淀粉(ClearamCR2010,—種購自Roquette的改性糯性玉米淀粉)代替天然淀粉。該改性淀粉是為了在UHT殺菌產(chǎn)品中使用而特別開發(fā)的。這樣獲得的乳液在與實(shí)施例1中所述的乳液相同的條件下貯藏。貯藏4個(gè)月后，這些樣品表現(xiàn)出了顯著的脫水收縮和乳油化。實(shí)施例3根據(jù)下列配方，用實(shí)施例1中所述同樣的方法制備4份營養(yǎng)飲料<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>以下表中所述的濃度使用不同的淀粉組分(天然的和改性的)。將樣品貯藏在表中所述的溫度下，并在貯藏24天之后，由專家組對其進(jìn)行評估。由專家組評價(jià)的產(chǎn)品方面包括抑制乳油化和沉淀的穩(wěn)定性，傾倒時(shí)的光滑性和均一性，以及無脫水收縮性。專家組的綜合評級如下表所示(+表示好；+/-表示不足；-表示無法接受)。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在貯藏了24天之后，含有改性淀粉的樣品表現(xiàn)出顯著的相分離。而在含有天然糯性玉米淀粉或天然小麥淀粉的樣品中卻沒有觀察到這樣的相分離。權(quán)利要求1.一種經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料，其包含●0.5-8重量％的蛋白質(zhì)；●1-6重量％的脂肪；●3-20重量％的碳水化合物；●至多5重量％的任選的其他營養(yǎng)成分；和●70-85重量％的水；其中碳水化合物包括，以飲料總重計(jì)●0.2-2.0％的天然淀粉；●2-10％的糖類，其選自由單糖、二糖、三糖和它們的組合所構(gòu)成的組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的營養(yǎng)飲料，其中的蛋白質(zhì)是乳品蛋白。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的營養(yǎng)飲料，其含有0.1-2重量％的酪蛋白酸鹽。4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，其含有0.05-0.5重量％的甘油一酯、甘油二酯或它們的組合。5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，其含有0.005-0.2重量％的角叉菜膠。6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，所述飲料具有的粘度(在20°C)在10s"下為5-200mPa.s。7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，其中的天然淀粉是天然糯性玉米淀粉。8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，其含有0.005至0.5重量％,優(yōu)選0.01至0.3重量％的金屬鹽。9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，其中的脂肪是液態(tài)的非氫化油，含有以所迷油中含有的脂肪酸殘基的總重計(jì)至少60%的不飽和脂肪酸殘基。10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，其中的脂肪以直徑D3,2為0.1-3nm,優(yōu)選0.3-2pm的分散液滴的形式存在。11.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的營養(yǎng)飲料，其中所述的飲料表現(xiàn)出優(yōu)異的貯藏穩(wěn)定性，這可如此證明當(dāng)該飲料在40。C下貯藏一個(gè)月時(shí)，平均直徑D3,2的增加小于200%。12.—種制備前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料的方法，其包括*將蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、任選的其他營養(yǎng)成分和水組合在預(yù)制乳液中；*均質(zhì)該預(yù)制乳液；和*通過將均質(zhì)過的預(yù)制乳液加熱到超過130°C的溫度2-30秒而將其滅菌。全文摘要本發(fā)明的一方面涉及一種經(jīng)滅菌的營養(yǎng)飲料，其包含0.5-8重量％的蛋白質(zhì)；1-6重量％的脂肪；3-20重量％的碳水化合物；至多5重量％的任選其他營養(yǎng)成分；以及70-85重量％的水；其中碳水化合物包括，以飲料總重計(jì)0.2-2.0重量％的天然淀粉；2-10重量％的糖類，其選自由單糖、二糖、三糖和它們的組合所構(gòu)成的組。本飲料可以在炎熱環(huán)境下貯藏?cái)?shù)周而不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的跡象。本發(fā)明的另一方面涉及一種制備如上所述的經(jīng)滅菌的飲料的方法。文檔編號A23L2/38GK101309604SQ200680042320公開日2008年11月19日申請日期2006年10月25日優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日發(fā)明者H·T·K·M·班肯申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司