ГАЗИРОВАННЫЙ ПРОТЕИНОВЫЙ НАПИТОК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
CARBONATED PROTEIN DRINK AND ITS MANUFACTURING METHOD

Эта заявка является родственной предварительной заявке №60/617146, поданной 7 октября 2004 и озаглавленной: «Газированный напиток, содержащий белки молочной сыворотки»; предварительной заявке №60/648914, поданной 31 января 2005 и озаглавленной: «Газированная вода, содержащая белок молочной сыворотки и способ ее получения»; предварительной заявке №60/648974, поданной 31 января 2005 и озаглавленной: «Сухой газированный напиток, содержащий белок молочной сыворотки, и способ его получения». Приоритет испрашивается по этим предварительным заявкам, и каждая из них включена здесь в качестве ссылки в полном объеме.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к газированному протеиновому напитку и к способам изготовления этого напитка.
Краткое описание уровня техники
Этот раздел описывает уровень техники, относящийся к вариантам осуществления настоящего изобретения. Обсуждаемый в этом разделе уровень техники явно или предположительно правомерно не является частью предшествующего уровня техники.
Газированные молочные напитки пользовались большим спросом, и было разработано несколько различных видов. Одним из наиболее серьезных препятствий, которое нужно преодолеть, является получение сильно газированного напитка (в котором насыщение углекислотой составляет, по меньшей мере, половину объема продукта) без отделения или выпадения в осадок молочного белка из жидкой части в процессе производства, погрузки, транспортировки и хранения. Помимо технологичности и срока годности на вкус газированного молочного продукта влияет тип белков, находящихся в комбинации с углекислотой.
Белок молочной сыворотки представляет собой белковую фракцию, полученную из коровьего молока. Молоко содержит две основные белковые фракции, включающие казеин, который составляет около 80% от общей массы белка, и белок молочной сыворотки, который составляет около 20% от общей массы белка. Белок молочной сыворотки включает несколько белковых фракций, в том числе, например, β-лактоглобулин, α-лактоглобулин, лактальбумин, иммуноглобулины (такие как IgG1, IgG2, IgA и IgM, например), лактоферрин, гликомакропептиды и лактопероксидазу. Белок молочной сыворотки является более растворимым, чем казеин, а также имеет бóльшую биологическую ценность и/или степень усвояемости входящих в состав белка аминокислот (PDCAAS). Белок молочной сыворотки является богатым источником разветвленных аминокислот (ВСАА), содержащий самые высокие известные уровни любого натурального продукта питания. ВСАА являются важными для спортсменов, поскольку в отличие от других незаменимых аминокислот они метаболизируются непосредственно в мышечную ткань и являются первыми аминокислотами, используемыми в периоды физических нагрузок и тренировок с сопротивлением. Лейцин является важным для спортсменов, поскольку играет ключевую роль в синтезе мышечного белка и поддержании и росте безжировой мышечной ткани. Исследование показало, что у лиц, соблюдающих диеты, богатые лейцином, больше безжировой мышечной ткани и меньше жировой ткани, чем у лиц, диета которых содержит меньшее количество лейцина. Изолят белка молочной сыворотки содержит приблизительно на 45% по массе больше лейцина, чем изолят соевого белка. Белок молочной сыворотки доступен в виде концентрата белка молочной сыворотки, который можно выбрать по содержанию белка молочной сыворотки в заданной концентрации, которая может составлять примерно от 20% по массе примерно до 85% по массе белка. Изолят белка молочной сыворотки содержит 90% или более по массе белка молочной сыворотки и немного, если есть, жирового холестерина или углеводов (например, лактозы).
Белок молочной сыворотки содержит все незаменимые аминокислоты и, следовательно, является высококачественным, полноценным источником белка, где под полноценным подразумевается, что этот белок молочной сыворотки содержит все незаменимые аминокислоты для роста тканей тела. Поскольку белок молочной сыворотки доступен в формах, содержащих немного жира и углеводов, он может быть особенно ценным источником питательных веществ для спортсменов и для лиц, с особыми медицинскими потребностями (например, лица с непереносимостью лактозы), и может быть ценным компонентом диетических программ. Кроме того, поскольку белок молочной сыворотки содержит биологически активные белки, такие как иммуноглобулины, лактопероксидаза и лактоферрин, он имеет преимущества перед другими источниками белка, такими как соевый белок. Белок молочной сыворотки также обладает свежим, нейтральным вкусом и, следовательно, может быть включен в другие продукты питания, не оказывая нежелательного влияниях на их вкус.
www.nextproteins.com
При наличии преимуществ белка молочной сыворотки он становится популярным источником питательных веществ в виде карамели с добавками белка молочной сыворотки и белков молочной сыворотки в виде порошка, доступных от фирмы Next Proteins International, Carlsbad CA; описание этих диетических продуктов можно получить на веб-сайте фирмы Next Proteins International .
Для улучшения доступности и использования белка молочной сыворотки были предприняты попытки включить напитки, содержащие белок молочной сыворотки, в число существующих в настоящее время молочных протеиновых напитков. В частности, были предприняты попытки включить белок молочной сыворотки в качестве источника белка в газированные напитки. К сожалению, обычно в результате процесса газирования происходит дестабилизация белка молочной сыворотки, что приводит к проблемам вспенивания и/или гелеобразования. В результате этого количество белка молочной сыворотки, которое было включено в газированные напитки, было весьма ограничено.
В статье V.H.Holsinger в Adv. Exp.Med. Biol. 1978; 105:735 - 47, озаглавленной «Fortification of soft drinks with protein from cottage cheese whey», описано получение концентратов белка творожной сыворотки, обладающих растворимостью, стабильностью и приятным вкусом, что делает их пригодными для обогащения безалкогольных напитков и родственных продуктов. Указывается, что газированные напитки, полученные с использованием обычных ингредиентов для приготовления напитков и содержащие до 1% от общей массы напитка добавленного белка молочной сыворотки, сохраняют прозрачность, цвет и приятный вкус в течение 203 дней хранения при комнатной температуре. Сообщается, что прозрачность 1% раствора белка при рН 2-3,4 не нарушается при нагревании в течение 6 часов при 80 градусах (без указания °С или °F), но было сказано, что произошли некоторые структурные изменения, поскольку приблизительно 37% белка преципитировало при сдвиге рН в сторону значения 4,7.
Замутняющие агенты или загустители, используемые для негазированных или газированных напитков, особенно кислых типов, описаны в патенте США 4790988, выданном на имя Marsha Schwartz 13 декабря 1988 и озаглавленном «Beverage Cloud Based On A Whey Protein-Stabilized Lipid». Описываемая композиция содержит липид стабилизированного белка молочной сыворотки, эмульгированный в кислом водном растворе. Указывается, что существенными признаками изобретения является включение равновесной липидной системы и использование белка молочной сыворотки при уровнях рН менее 4,5 для достижения стабильности эмульгирования в кислых средах. Сказано, что все ингредиенты являются натуральными, т.е. немодифицированными формами, обычно встречающимися в природе.
В патенте США №4804552 на имя Ahmed et al., выданном 14 февраля 1989, описывается способ насыщения углекислотой жидкого молочного продукта до уровня «по меньшей мере» 1,5 объема диоксида углерода, растворенного в 1,0 объеме жидкого молочного продукта, без дестабилизации жидкого молочного продукта. Жидкий молочный продукт нагревают до температуры, по меньшей мере, 160°F в течение времени, не превышающего 30 минут, с последующим охлаждением до температуры примерно менее 50°F. Охлажденную жидкость затем подвергают действию диоксида углерода под давлением для насыщения молочного продукта углекислым газом, для придания вкуса и ощущения во рту. Затем продукт упаковывают в закрытые контейнеры, способные значительно сохранять степень насыщения углекислотой. Газированный молочный напиток забуферен до рН, по меньшей мере, 4,0, и является сильногазированным и стабильным.
В патенте США №6403129 на имя Clark et al., выданном 11 июня 2002 и озаглавленном: «Carbonated Fortified Milk-Based Beverage And Method Of Making Carbonated Fortified Milk-Based Beverage For The Supplementation Of Essential Nutrients In The Human Diet», описаны обогащенные растворы газированных напитков на основе молока или без него, которые обеспечивают питательными веществами рацион человека. Сообщается, что описываемый напиток газируют для усиления вкуса, улучшения консистенции и ощущения во рту и для того, чтобы способствовать стабилизации молочного белка, такого как лактальбумин и казеин.
2
2
2
2
В опубликованной патентной заявке US 2002/0127317 A1, Hotchkiss et al., публикация от 12 сентября 2002, описаны способы ингибирования или уменьшения роста бактерий и других патогенов в жидкости путем добавления в эту жидкость диоксида углерода и термического инактивирования бактерий и других патогенов. Сообщается, что этот способ применим для широкого ряда жидкостей, растворов, полутвердых и твердых веществ. До или одновременно с термической инактивацией к этому продукту добавляют диоксид углерода (СО) путем барботирования, предпочтительно до получения уровней около 400-2000 ppm. При этом уровне СО количество микроорганизмов, погибших во время нагревания при нормальном процессе пастеризации (HTST), увеличивается на 10-90% по сравнению с термической инактивацией без добавления CO до стадии термической инактивации. После завершения процесса термической инактивации свободный CO удаляют.
В патенте США №6761920 на имя Jeffrey Kaplan, выданном 13 июля 2004 и озаглавленном «Process For Making Shelf-Stable Carbonated Milk Beverage», описывается насыщенный кислородом или газированный напиток, содержащий молочный продукт, полученный с использованием способа, включающего предварительное нагревание, ультратермическую обработку под давлением, последующее газирование газом или газами под давлением и упаковку в контейнер. Этот способ получения газированного молочного продукта длительного хранения включает введение под давлением углекислого газа или смесей газов в молочный продукт при низкой температуре менее 10 градусов Цельсия и высоком давлении от 50 кПа до 200 кПа. В обычном процессе молочный продукт подвергают предварительной термической обработке при температуре от 80°С до 138°С, за которой следует ультратепловая обработка примерно от 138°С примерно до 150°С в сборном резервуаре, где он содержится под давлением 700 кПа или соответствующим давлением. Насыщение углекислым газом может быть достигнуто непосредственным введением стерилизованного, очищенного углекислого газа в накопительном резервуаре, или его можно вводить на поточной линии. Предпочтительно процесс газирования проводят при 2°С ± 1°С. Затем насыщенную углекислым газом жидкость переносят в сборный резервуар, где ее содержат под давлением 450 кПа и температуре от 2°С до 6°С. Если по некоторым причинам степень насыщения углекислым газом предварительно нагретого, подвергнутого ультратепловой обработке, молочного продукта является недостаточной, этот продукт можно отвести, чтобы повторно пропустить через карбонатор в возвратной петле в сборный резервуар для повторной пастеризации в рамках этого описания. После насыщения углекислотой продукт подается на упаковочную станцию для упаковки в стерильные контейнеры. Во время процессов упаковки рН продукта предпочтительно поддерживают от 4,0 до 5,7 в зависимости от продукта. После упаковки молочного продукта в индивидуальные емкости молоко может быть дополнительно стерилизовано нетоксичным излучением или пастеризацией, однако достаточного описания осуществления этого процесса не представлено.
2
2
2
2
2
2
В патенте США №6866877 на имя Clark et al., выданном 15 марта 2005, озаглавленном: «Carbonated Fortified Milk-Based Beverage And Method For Suppressing Bacterial Growth In The Beverage», описываются обогащенные растворы напитков на основе молока или без него, которые обеспечивают питательными веществами рацион человека. Помимо описания состава напитка в патенте описан способ применения газирования для уменьшения количества бактерий и уменьшения разрушения необходимых питательных веществ в напитках на основе молока с использованием пастеризации или без нее. В одном варианте осуществления СО добавляют перед пастеризацией для элиминации или эффективного снижения роста колоний бактерий в напитке и уменьшения разрушения питательных веществ при использовании ультравысокотемпературной пастеризации. При добавлении СО перед пастеризацией сказано, что СО следует вводить повторно, поскольку пастеризация рассеивает наибольшее количество присутствующего СО. Это осуществляется путем добавления СО на поточной линии после снижения температуры напитка примерно с 185 - 215°F примерно до 40°F. Концентрация СО в конечном продукте предпочтительно составляет примерно от 500 ppm примерно до 3000 ppm. Указывается, что 1000 ppm составляет примерно 0,5 объемов углекислоты на объем жидкого раствора напитка, так что конечный продукт содержит примерно от 0,25 объемов примерно до 1,5 объемов диоксида углерода на объем жидкого раствора напитка.
Как показано выше, существует ряд различных факторов, которые необходимо учитывать при разработке газированного протеинового напитка. Сведения, представленные в некоторых ссылках, расходятся в отношении концентраций белка, которые могут быть использованы в газированном протеиновом напитке, степени насыщения углекислотой, которую можно использовать (и обеспечивать напитку длительное хранение), и рН, при котором различные газированные напитки, содержащие белки, являются пригодными для длительного хранения.
Кроме того, недостаточно подробно описаны стадии осуществления способа, чтобы специалист в данной области мог получить газированный протеиновый напиток после проведения минимальной экспериментальной работы, принимая во внимание описание изобретения. Инактивация микроорганизмов после насыщения напитка углекислотой представляется проблематичной, требуя последующей «повторной карбонизации» для обеспечения напитку соответствующего вкуса и ощущения во рту.
Состав газированного протеинового напитка по настоящему изобретению, полученного с использованием описанного ниже способа, обеспечивает высокое содержание белка (по сравнению с газированными напитками, описанными ранее), в котором степень насыщения углекислотой также является высокой. Кроме того, хотя газированный протеиновый напиток подвергали нагреванию для инактивации микроорганизмов, конечный продукт демонстрирует неожиданно длительный для такого продукта срок хранения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, ПРИВЕДЕННЫХ В КАЧЕСТВЕ ПРИМЕРА
В качестве вступления к подробному описанию следует указать, что используемые в этом описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают соответствующие формы множественного числа, если из контекста не следует иное.
Авторы изобретения разработали улучшенный газированный протеиновый напиток, который содержит высокую концентрацию белка по сравнению с концентрациями белка, ранее известными в этой отрасли. Обычная концентрация белка составляет примерно от 2% по массе примерно до 15% по массе, более характерно, концентрация белка составляет примерно от 3% по массе примерно до 10% по массе, с наиболее характерной концентрацией примерно от 5% по массе примерно до 8% по массе. Обычно белок является по существу свободным от казеината. Обычно белок представляет собой белок молочной сыворотки, природа которого описана здесь ранее. Степень насыщения углекислотой, достигаемая при сохранении стабильности газированного напитка, неожиданно выше, принимая во внимание количество присутствующего белка, со степенью насыщения примерно от 0,1 объема углекислого газа (на объем жидкости, присутствующей в напитке) примерно до 4 объемов углекислого газа. Более характерно, степень насыщения углекислотой находится в интервале примерно от 1,6 объемов примерно до 3,5 объемов, с наиболее характерной концентрацией примерно от 1,7 объемов примерно до 3,0 объемов.
Помимо высокой концентрации белка в комбинации с высоким содержанием углекислого газа газированный протеиновый напиток является по существу свободным от биологически активных микроорганизмов, таких как бактерии и другие патогенные микроорганизмы, обычно наблюдаемые в пищевой промышленности. Благодаря используемому способу инактивации биологически активных микроорганизмов газированный протеиновый напиток является по существу свободным от этих микроорганизмов в течение периода времени более одного года после упаковки газированного протеинового напитка в индивидуальные емкости или защитные покрытия и хранения в обычных условиях, которые являются стандартом в производстве неохлаждаемых напитков. Помимо отсутствия биологически активных микроорганизмов, по существу, отсутствует преципитация белка и помутнение. Вследствие этого сохраняются приятный вкус и цвет, вкусовые ощущения и ощущения во рту. В составах, которые должны быть прозрачного цвета, по существу, без мутности, этот протеиновый напиток является прозрачным после этого периода хранения. Композиция напитка сохраняет устойчивую растворимость во время хранения даже без охлаждения. Рекомендуемая температура хранения выше замораживания от около 0°С до около 24°С. Следует принять меры, чтобы избежать хранения газированного протеинового напитка при температурах, превышающих 38°С в течение периодов времени, длительностью более 5 месяцев.
В одном варианте осуществления газированный протеиновый напиток подвергают тепловой обработке для инактивации микроорганизмов в присутствии углекислого газа, который используют для придания напитку вкуса и ощущения во рту, поддерживая необходимую минимальную степень насыщения углекислотой для обеспечения такого вкуса и ощущения во рту. Обработка для инактивации микроорганизмов может включать в себя ионизирующее излучение, воздействие повышенной температурой или комбинацию и того, и другого. Обычно обработку для инактивации микроорганизмов проводят в индивидуальной защитной упаковке, используемой для хранения и погрузки газированного протеинового напитка. Тестирование показало, что для инактивации микроорганизмов, проводимой в индивидуальной защитной упаковке, количество микроорганизмов, определяемое посевом на чашках Петри, является ничтожно малым и обычно нулевым после периода хранения более одного года при температурах в диапазоне от около 1,6°С до около 24°С.
Газированный протеиновый напиток по изобретению дополнительно может содержать добавки, которые действуют, например, для увеличения питательной и/или вкусовой ценности напитка, или которые обеспечивают желаемый внешний вид напитка, при условии, что добавка является стабильной в этом напитке. Примеры добавок включают такие питательные вещества, как витамины, минералы, кальций или производное кальция, травяные добавки, аминокислоты, жирные кислоты и волокна. Примеры включают следующее: витамины, такие как витамин А, витамин С и витамин Е, только для примера, а не для ограничения; минералы, такие как цинк, хром, железо, кальций, магний и калий, для примера, а не для ограничения; травяные добавки, такие как женьшень, гинко билоба, пальма сереноа, зеленый чай и худия гордония, только для примера; аминокислоты, такие как L-глутамин, L-аргинин, таурин, N-ацетилцистеин, N-ацетилкарнитин, L-лейцин, L-изолейцин и L-валин, в качестве примера; жирные кислоты, такие как докозагексаеновая кислота (DHA), эйкозапентаеновая кислота (ЕРА), омега 3′ и омега 6′, в качестве примера; волокна, такие как олигофруктополисахариды, кукурузные волокна, овсяные волокна и льняные волокна, например. Вкусовая добавка или добавки могут придавать фруктовый вкус, вкус колы, ванильный вкус или шоколадный вкус, в качестве примера, а не для ограничения. Могут быть использованы подсластители, природный или искусственный сахар, такой как сукроза, сукралоза, аспартам и/или ацесульфам калия, полидекстроза, глицерин, сорбит и ксилит, в качестве примера, а не для ограничения. Могут быть добавлены красители. Для обеспечения кислотности могут быть добавлены такие агенты, как лимонная кислота, фумаровая кислота, адипиновая кислота, винная кислота и/или яблочная кислота.
Дополнительные ингредиенты в виде анальгетиков (например, аспирин), мягкие стимуляторы (например, кофеин) или релаксанты могут быть добавлены в продукты специального назначения.
Для обеспечения стабильности газированный протеиновый напиток обычно содержит противовспенивающее вещество, такое как диметилполисилоксан, и вещество, регулирующее рН, такое как фосфорная кислота, лимонная кислота, винная кислота, фумаровая кислота, адипиновая кислота, в некоторых случаях молочную кислоту. В качестве вещества, регулирующего рН, предпочтительной является фосфорная кислота, поскольку количество, необходимое для получения нужного значения рН, обычно невелико, и регуляция рН мало влияет на вкус. Установленное значение рН газированного протеинового напитка обычно находится в интервале примерно от 2,0 примерно до 5,5, более характерно примерно от 2,0 примерно до 3,4. Для обеспечения дополнительной стабильности газированный протеиновый напиток готовят таким образом, чтобы по существу исключить компонент, который содержит казеинат, который является нестабильным при рН газированного напитка, содержащего белок молочной сыворотки.
В приведенных ниже Примерах используемый белок представляет собой белок молочной сыворотки, поскольку этот белок обеспечивает наилучший вкус и дает другие питательные преимущества из разряда тех, которые рассматривались ранее. Однако специалисту в данной области будет понятно, что путем регуляции рН до более широких диапазонов и получения газированного протеинового напитка, в котором содержание белка находится на нижней границе описанной здесь концентрации, другие белки, такие как молочный белок и соевый белок, в качестве примера, а не для ограничения, также могут быть использованы для изготовления газированного протеинового напитка по настоящему изобретению.
Газированный протеиновый напиток может быть получен путем смешивания в воде противовспенивающего вещества, определенного количества агента, регулирующего рН, для обеспечения рН от около 2 до около 5,5 и количества белка, достаточного для обеспечения конечного содержания белка в напитке в интервале от около 2% по массе до около 15% по массе; нагревания смеси до температуры в интервале от около 60°С до около 87°С на протяжении периода времени, достаточного для инактивации микроорганизмов, которые могут присутствовать в этой смеси; охлаждения этой смеси до температуры примерно 4,5°С или ниже; и добавления диоксида углерода в смесь в количестве, достаточном для получения газированного напитка, в котором количество углекислоты, присутствующей в напитке в интервалах примерно от 0,1 объема примерно до 4 объемов жидкой смеси. В некоторых вариантах осуществления этого способа диоксид углерода добавляют в виде стерильной газированной воды. В других вариантах осуществления стерильный диоксид углерода барботируют через жидкую смесь до желаемого количества диоксида углерода. В каждом варианте осуществления конечное содержание белка в напитке составляет примерно от 2% по массе примерно до 15% по массе, а насыщение углекислотой составляет примерно от 0,1 объема примерно до 4 объемов.
Газированный протеиновый напиток также можно получить способом, сходным со способом, описанным выше, за исключением того, что нагревание смеси проводят после добавления углекислого газа, а не до добавления углекислого газа. Это необходимо для сохранения насыщенности углекислотой во время процессов нагревания и охлаждения. Авторы изобретения установили, что можно сохранить насыщенность углекислотой, если газированный протеиновый напиток упаковывают в емкости по индивидуальному размеру и эти емкости с напитком затем обрабатывают для инактивации микроорганизмов.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Газированный протеиновый напиток главным образом готовили следующим образом. Противовспенивающее вещество добавляют к количеству воды, составляющему примерно половину конечного объема получаемого напитка; обычно другие добавки из тех, которые описаны выше, также добавляют в воду в это время. рН воды с противовспенивающим веществом (и другими добавками, в зависимости от желаемого конечного продукта) устанавливали в интервале от около 2 до около 3,4, обычно с использованием фосфорной кислоты. Затем в воду/смесь добавок добавляли белок молочной сыворотки. Смесь нагревали до около 85°С в течение около 20 секунд для инактивации микроорганизмов, а затем охлаждали до около 4,5°С. Газированную воду, содержащую от 0,2 до 8 объемов газообразного диоксида углерода (на объем воды) добавляли к охлажденной смеси в количестве, таком, чтобы количество газообразного диоксида углерода в напитке достигало количества в интервале примерно от 0,1 объема примерно до 0,4 объемов на объем воды.
При необходимости конечное значение рН смеси можно установить до рН в интервале от 2 до 3,4 путем добавления фосфорной кислоты.
Пример 2
Газированный протеиновый напиток готовили следующим образом. Готовили смесь воды, противовспенивающего вещества, других добавок и белка молочной сыворотки и рН устанавливали в интервале примерно от 2 до 3,4. Объем смеси был таким, что при объединении с желаемым количеством диоксида углерода конечный объем газированной смеси был бы (насколько возможно близко) таким, который требуется для получения желаемого состава газированного протеинового напитка. Смесь нагревали для инактивации микроорганизмов с использованием известного в данной области способа. Газообразный диоксид углерода затем барботировали через эту смесь для насыщения углекислотой в интервале от 0,1 до 4 объемов газообразного диоксида углерода. Добавляли еще небольшое количество до достижения желаемой конечной концентрации воды в газированном протеиновом напитке, и снова устанавливали рН, используя фосфорную кислоту или другую биосовместимую кислоту из описанных ранее, в интервале от 2 до 3,4.
Белок молочной сыворотки, используемый для улучшения вкуса газированного напитка по изобретению, может быть в виде концентрата белка молочной сыворотки, где белок молочной сыворотки главным образом составляет примерно от 29 мас.% примерно до 85 мас.% концентрата белка молочной сыворотки. Используемый белок молочной сыворотки может представлять собой изолят белка молочной сыворотки, который содержит, по меньшей мере, 90% по массе белка молочной сыворотки. Однако конечная концентрация белка молочной сыворотки в газированном напитке по изобретению составляет примерно от 2% по массе примерно до 15% по массе конечного состава газированного протеинового напитка.
При добавлении подсластителя, в частности вкусовой добавки, такой как фруктовая вкусовая добавка, шоколадная или ванильная, например, или их комбинации, это делают до стадии газирования, как в случае с питательными и/или травяными добавками, например.
Что касается Примеров один и два, то могут быть добавлены дополнительные ингредиенты для получения специализированных продуктов, такие как анальгетики (например, аспирин), легкие стимуляторы (например, кофеин) или релаксанты. Эти ингредиенты обычно добавляют в смесь и перед тепловой обработкой, и перед стадией газирования, независимо от порядка, в котором эти стадии проводятся.
После того, как все ингредиенты находятся в смеси, в том числе углекислый газ, газированный протеиновый напиток обычно асептически разливают в большой контейнер для насыпных продуктов или в индивидуальные контейнеры, такие как стеклянная бутылка, пластиковая бутылка, тетра пак или банка.
Пример 3
Этот пример представляет способ получения 3917 граммов газированного протеинового напитка, содержащего белок молочной сыворотки. К 1799 граммам воды примешивали следующие компоненты: 315 граммов изолята белка молочной сыворотки (приблизительно 90% белка молочной сыворотки); 0,01 грамма белка молочной сыворотки Designer WheyTM, доступный от фирмы Next Proteins International of Carlsbad CA; 30 граммов таурина, доступного от фирмы Premium Ingredients, Franklin Park, Illinois; 0,37 грамма подсластителя ацесульфам-К; 0,46 грамма подсластителя сукралозы в виде порошка; 7,9 грамма лимонной кислоты; 2,95 грамма яблочной кислоты; 0,25 грамма противовспенивающего вещества FG-10ТМ, доступного от фирмы Dow Chemical Co.; 27 граммов фосфорной кислоты (75% по массе в воде); 2,95 грамма вкусовой добавки SunkistTM Spray Dried Orange Oil #61281165; 3,4 грамма вкусовой добавки Firmenich Passion Fruit 860.344/TD 11.90, доступной от фирмы Premium Ingredients, Franklin Park, Illinois; и 0,04 грамма красителя FD &C Yellow #6, доступного от фирмы Seltzer Chemicals, Carlsbad, California, добавляли в смесительный резервуар из нержавеющей стали объемом 200 галлон, в котором используется миксер с винтовым двигателем, который обычно работал примерно при 400 об/мин примерно до 600 об/мин в течение 15 минут. Порядок добавления ингредиентов в смесительный резервуар: вода, кислоты, красители, вкусовые добавки, подсластители, белок, кислоты, регулирующие рН и противовспенивающее вещество. Обычно максимальная температура, достигаемая во время перемешивания ингредиентов, составляла менее чем около 65,5°С.
Вышеописанную смесь нагревали примерно до 85°С в течение периода времени 20 секунд, а затем охлаждали примерно до 4,5°С. Во время нагревания и охлаждения смесь не перемешивали, а пропускали через поточные линии, обвитые нагревающими или охлаждающими катушками. 1700 граммов газированной воды (воды, содержащей 3 объема диоксида углерода на объем воды), 27 граммов фосфорной кислоты (75% по массе кислоты в воде) и 0,24 граммов противовспенивающей эмульсии FG 10 добавляли в этом порядке к полученному конечному газированному напитку, содержащему белок молочной сыворотки, который содержал приблизительно 7% по массе белка молочной сыворотки при конечном значении рН 2,7.
Пример 4
Это пример получения партии газированного протеинового напитка объемом 60 галлон. Смесительный бак и перемешивание описаны в Примере три. Смесительный бак и связанные с ним поточные линии дезинфицировали. Все фильтры на технологической установке были очищены или заменены.
27 галлонов воды добавляли в смесительный бак. Вода была очищенной и обработанной с использованием установки обратного осмоса способом, общепринятым в производстве напитков.
0,054 фунта ацесульфама калия добавляли в перемешивающую воду в смесительный бак за период времени 15 секунд.
0,08 фунта порошкообразной сукралозы добавляли в перемешивающую воду в смесительный бак за период времени 15 секунд.
0,005 фунта Yellow #6 и 0,003 фунта Red #40 добавляли в перемешивающую воду в смесительный бак за период времени 30 секунд.
Смесь в смесительном баке перемешивали при 400 об/мин в течение одной минуты.
0,34 фунта яблочной кислоты; 1,06 фунта лимонной кислоты; 4,6 фунта фосфорной кислоты; 0,26 фунта Red Punch 586323 СЕ, доступного от фирмы Premium Ingredients, Franklin Park, Illinois; 0,46 фунта Tropical Fruit 597540 С, доступного от фирмы Premium Ingredients, Franklin Park, Illinois; 0,46 фунтов Raspberry Flavor 01-EF956, доступного от фирм Western Flavors и Fragrances, Livermore, California; 3,96 фунтов таурина и 0,001 фунта Designer Whey NaturalTM добавляли за период времени 60 секунд. Затем объединенную смесь перемешивали в течение 2 минут.
После этого 0,06 фунта противовспенивающего вещества FG-10 и 37,6 фунтов изолята белка молочной сыворотки добавляли за период времени 60 секунд, а затем смесь перемешивали в течение периода времени, достаточного для получения гомогенной смеси (обычно около 15 минут при 400 об/мин).
Затем определяли рН смеси, а затем добавляли дополнительное количество фосфорной кислоты, примерно 3,5 фунтов (75% по массе в воде), со временем перемешивания между добавлениями, составляющим одну минуту, до получения рН около 2,5.
Затем определяли или описывали и документировали содержание сухих веществ по ареометру Брикса, цвет и помутнение.
Для вышеуказанного состава половину объема конечного продукта составляет газированная вода. Газированную воду добавляли в смесительный бак в объемном количестве, исходя из объема жидкости, присутствующей в смесительном баке от предыдущей композиции (газированная вода содержала 3 объема диоксида углерода на объем воды). Нет необходимости тщательно перемешивать объединенные объемы ингредиентов, поскольку насыщение углекислотой является самораспределяющимся. Кроме того, быстрое перемешивание могло бы привести в результате к вспениванию ряда ингредиентов.
После добавления газированной воды газированный протеиновый напиток обрабатывали для инактивации микроорганизмов, а затем упаковывали. Предпочтительно прошедшую обработку смесь газированного протеинового напитка непрерывно перемешивают с низкой скоростью вплоть до момента упаковки. В том случае, если полученную смесь держат дольше 30 минут до инактивации микроорганизмов и упаковки, полученную смесь повторно размешивали для обеспечения равномерного перемешивания и плотности, рН, цвета и определяли числа Брикса и во второй раз документировали, чтобы гарантировать удовлетворительное качество продукта перед инактивацией микроорганизмов и упаковкой.
Температура тепловой обработки, обычно используемая для инактивации микроорганизмов, составляет 87°С или ниже. Более характерно, максимальная температура тепловой обработки составляет около 65,5°С. В настоящем примере тепловую обработку проводили при 65,5°С, в течение периода времени 30 минут.
После инактивации микроорганизмов полученную смесь газированного протеинового напитка разливали в PET бутылки объемом 500 мл, доступные от фирмы Novapak, Eatontown, New Jersey. Бутылки закрывали бутылочными крышками Owens(R) 28 мм, доступными от фирмы Owens, Inc., Toledo, Ohio. Крышки закручивали в соответствии с инструкциями производителя. Заполненные бутылки проверяли на подтекание для подтверждения целостности упаковки.
Пример 5
Газированный протеиновый напиток готовили описанным в Примере два способом, за исключением того, что перед добавлением углекислого газа не проводили тепловую обработку и охлаждение. После стадии газирования (и конечного установления рН смеси в интервале примерно от 2 до 3,4) смесь упаковывали. Упаковку производили в пивные банки/банки с безалкогольным напитком, в которых может использоваться эпоксидный полимер на внутренней поверхности банки. Эпоксидное полимерное покрытие представляло собой диглицидиловый эфир бисфенола A (BADGE). Крышки, применяемые у банок, представляли собой 240 Stolle Loe cap, которые накладывали способом, обычно используемым в области консервной промышленности по производству напитков. Для упаковки банки использовали машинное оборудование, а крышки 240 Stolle Loe доступны от компании Stolle Machinery Company, LLC End and Metal Forming Division, Sidney Ohio. Газированный протеиновый напиток разливали в банки при температуре ниже 15,5°С и банки одновременно вакуумировали и герметично упаковывали автоматизированным способом.
Герметично упакованные банки нагревали с использованием туннельной пастеризации до максимальной температуры 65,5°С и удерживали при этой температуре в течение периода времени 20-25 минут. Затем банки охлаждали до комнатной температуры за период времени около 5 минут.
Банки с газированным протеиновым напитком брали на пробу и тестировали на наличие микроорганизмов. Допустимые пределы для продукта в этом тестировании были следующими.
Описание
Допустимый предел
Общее количество аэробных микроорганизмов, определенное посевом на чашки Петри
NMT 10000 КОЕ/г
Дрожжи и плесневые грибы
NMT 500 КОЕ/г
Колиформы
NMT 10 КОЕ/г
Escherichia Coli
Отрицательно в 25 г
Staphylococcus Aureus
NMT 10 КОЕ/г
Сальмонелла
Отрицательно в 100 г
Тестируемые чашки показали полное отсутствие каких-либо микроорганизмов из приведенного выше списка, сразу после упаковки и в течение периода времени 52 недели после этого, с тестированием, продолжающимся в настоящее время.
Описанные выше иллюстративные варианты осуществления не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения, поскольку специалист в данной области может, принимая во внимание настоящее описание, расширить такие варианты осуществления в соответствии с заявленным ниже объектом изобретения.