СЛИВОЧНО-СЫРНЫЙ ПРОДУКТ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖИРА И ВЫСОКИМ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕМ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
CREAM-AND-CHEESE PRODUCT WITH LOW-FAT AND HIGH MOISTURE CONTENT AND ITS PRODUCTION METHOD (VERSIONS)

Настоящее изобретение касается продукта типа сливочного сыра и способа его получения. В частности, изобретение обеспечивает усовершенствованный высоковлажный сливочно-сырный продукт с улучшенным низким содержанием жира и повышенным содержанием сыворотки, имеющий низкое соотношение казеина к молочной сыворотке, и т.п. Изобретение обеспечивает способ улучшения текстуры таких сливочно-сырных продуктов, эффективный, с получением такой же плотности и намазываемости, как у традиционного сливочного сыра с высоким содержанием казеина. Настоящее изобретение также обеспечивает питательный, недорогой молочный намазываемый продукт с приятными органолептическими свойствами и великолепной намазываемостью.
Натуральный сыр производится обычно с помощью добавления микроорганизма к молоку, который способен вызвать метаболизм лактозы для получения молочной кислоты. Обычно молоко створаживают коагулирующим агентом или развитием кислотности до изоэлектрической точки белка. Коагулирующий агент может включать створаживающий фермент, кислоту, подходящую культуру бактерий или их композицию. Полученный коагулят или сгусток включает главным образом белковый казеин (который был соответственно изменен процессом створаживания), жиры (включая натуральный молочный жир) и ароматические вещества, возникшие во время обработки (особенно когда в качестве коагулирующего агента используют бактериальную культуру). Сгусток затем разрезают, чтобы отделить его от сыворотки. Сгусток можно прессовать с получением сырного блока, в котором обычно происходит созревание за некоторый период времени в регулируемых условиях.
После того как сгусток отделяют от сыворотки (например, используя центробежный сепаратор, такой как описан в патенте США 2387276), можно добавить стабилизаторы, соль и другие ингредиенты. В итоге продукт упаковывают и охлаждают. Много различных модификаций этого способа было предложено за длительный период времени (см., например, патенты США 5656320; 5079024; 5180604; 6419975; 6406736; 6558716; 6416797; 4597971).
Сливочный сыр, в частности, представляет собой мягкий, неострый, коагулированный кислотой неконсервированный сыр, приготовленный из смеси молока и сливок. Сливочный сыр имеет однородное тело, похожее на сливочное масло, и хранится в режиме охлаждения. Текстура и тело сливочного сыра в режиме охлаждения являются такими, что сливочный сыр можно нарезать тонкими ломтиками и намазать. В традиционном способе получения сливочного сыра несквашенное цельное молоко и/или обезжиренное молоко и сладкие сливки перемешивают в заданных пропорциях с получением сливочно-сырной смеси. Обычно содержание жира масла в сливочно-сырной смеси находится от около 10 до около 20 вес.%. После переработки содержание молочного жира в конечном сливочном сыре составляет от около 33 до около 35 вес.%. Сливочно-сырную смесь пастеризуют и гомогенизируют, после чего охлаждают обычно до температуры в пределах 62-92°F и затем инокулируют молочно-кислыми бактериями. Смесь выдерживают при температуре инокуляции до тех пор, пока не созреет и не сформируется коагулянт. В отдельных случаях коагуляции может способствовать добавление небольшого количества сычуга. Кислотность коагулята находится в пределах от около 0,6 до около 0,9 вес.% (вычисленная как процентный эквивалент молочной кислоты). После достижения желаемой кислотности сгусток отделяют от сыворотки и упаковывают.
Одно время казеин считали обязательным белковым компонентом для получения сырных продуктов, в том числе сливочного сыра. В действительности функциональность казеина и казеинатов, таких как казеинат натрия, делает казеин одним из наиболее широко используемых источников белка в ряде пищевых продуктов, таких как сыр, сырные продукты и взбитые кондитерские изделия, традиционно казеинаты были относительно дорогими, что вызвало повышенный интерес к альтернативам белка. Например, использование растительных белков, таких как соевый белок, стало все более популярным при получении недорогих сырных аналогов.
Тогда как спрос и стоимость казеина и казеинатов высоки, белки молочной сыворотки относительно недорогие и часто даже выбрасываются как побочный продукт в сыроварении. Такое неполное использование белка молочной сыворотки привело к возросшему интересу к способам получения сырных продуктов, использующих концентраты или изоляты белка молочной сыворотки. Например, патент США 6419975 раскрывает способ получения сливочно-сырных продуктов, не содержащих казеин, в котором используют неказеиновые белки, такие как белок молочной сыворотки. В добавление к вышеупомянутым преимуществам введения белка молочной сыворотки в пищевые продукты этот способ имеет преимущество, заключающееся в том, что не требуются стадии коагуляции или ферментации, поскольку процесс начинается с белка молочной сыворотки, а не с образования сгустка из молока. Следовательно, процесс можно выполнить за более короткий промежуток времени. Другие предшествующие патенты в этой области также сфокусированы на использовании неказеиновых белков, таких как соя или другие растительные белки, при получении сырных продуктов.
Дополнительным преимуществом введения значительных количеств белка молочной сыворотки в пищевые продукты является то, что они обладают высокой питательной ценностью. В действительности аминокислотная композиция белка молочной сыворотки близка к профилю идеальной композиции в рационе питания. Также подразумевается, что белки молочной сыворотки обладают превосходящей эмульгирующей способностью по сравнению с казеином. Без желания быть связанным с теоретическими основами ожидается, что введение белка молочной сыворотки уменьшит недостатки, такие как, например, фазовая сепарация в течение обработки. Дополнительно такие белки молочной сыворотки обеспечат низкую стоимость молочных продуктов, которые при введении в сырные продукты значительно повысят общую эффективность и экономичность сыроварения.
Обычный опыт показал, что уменьшение уровня казеина в рецептурах сливочного сыра намного осложняет достижение и сохранение желаемой конечной текстуры пищевого продукта с точки зрения плотности, однородности, намазываемости и других. Следовательно, было бы желательно обеспечить непрерывность процесса приготовления сливочно-сырных продуктов, в частности высоковлажных сливочно-сырных продуктов с низким содержанием жира, используя рецептуры и смеси, в которых казеин отсутствует или его содержание незначительно, чтобы все же достичь и сохранить приемлемую текстуру и другие органолептические характеристики.
По действующим стандартам подлинности необходимо, чтобы сливочный сыр содержал по меньшей мере 33 вес.% жира и не более 55 вес.% воды. Обычно сливочные сыры с пониженным содержанием жира имеют соответственно повышенное влагосодержание из-за уменьшения содержания жира. Например, инструкции министерства сельского хозяйства США для легких сливочных сыров и сливочных сыров с пониженным содержанием жира допускают влажность до 70 вес.%. Однако повышенное влагосодержание в сливочном сыре приведет к сливочно-сырному продукту, который будет слишком мягким и не будет обладать желаемой плотностью традиционного сливочного сыра с повышенным содержанием жира. Поэтому традиционно добавляли камедь к сливочному сыру с низким содержанием жира, чтобы придать его текстуре большую плотность. К сожалению, добавление камеди и подобных веществ также приводит к формированию более гелеобразной структуры, которая менее желательна, чем однородная кремообразная структура традиционного сливочного сыра, и не намазывается так же хорошо, как традиционный сливочный сыр. Следовательно, остается потребность в сливочном сыре и сливочно-сырном продукте с низким содержанием жира и высоким влагосодержанием, который имеет плотность и намазываемость, подобные традиционному сливочному сыру, и имеет повышенный предел текучести и уменьшенную деформацию (уменьшенная гелеобразная текстура) по сравнению с традиционным сливочным сыром с низким содержанием жира и высоким влагосодержанием. Также сохраняется потребность в сливочном сыре и сливочно-сырном продукте с низким содержанием жира, высоким влагосодержанием и низким содержанием казеина, который имеет плотную и мажущуюся текстуру, подобную текстуре традиционного сливочного сыра, и увеличенный предел текучести и уменьшенную деформацию по сравнению с традиционным высоковлажным сливочным сыром с низким содержанием жира и низким содержанием казеина. Также желательно обеспечить непрерывный процесс, используя неказеиновый белок (например, альтернативный белок), чтобы произвести сливочно-сырный продукт с текстурой и плотностью, как у традиционного сливочного сыра. Также желательно обеспечить сливочный сыр с низким содержанием жира, пониженным содержанием казеина и повышенным содержанием белка молочной сыворотки, который обладает текстурой и мажущими характеристиками, сходными или идентичными с таковыми у традиционного сливочного сыра с повышенным содержанием жира. Настоящее изобретение предоставляет такой сливочный сыр с высоким влагосодержанием, имеющим желаемую текстуру и характеристики намазываемости так же, как и другие преимущества, описанные далее в этой патентной заявке.
В целом ряде предшествующих патентов известного уровня техники были предприняты попытки получить сыры с низким содержанием жира со значительным количеством белка молочной сыворотки. Например, патент США 5356639 (Jameson) раскрывает способ получения ферментированного концентрата из различных молочных продуктов (например, цельного молока, обезжиренного молока или молока с добавленными молочными компонентами). Способ включает стадии (1) избирательного концентрирования молока; (2) увеличения ионной силы концентрата для сохранения молока в жидкой фазе и, следовательно, предотвращения образования коагулята как во время, так и после ферментации; (3) ферментирования концентрата производящими молочную кислоту бактериями и (4) удаления воды из ферментированного жидкого концентрата. По существу конечный продукт включает все белки молочной сыворотки, изначально присутствующие в молоке. Однако в патенте, представленном Джемесоном, соотношение казеина к сыворотке все еще составляет около 80:20, и требуется значительно больший промежуток времени для получения конечного сыроподобного продукта, так как необходима стадия ферментации.
Guinee и др. (Int.Dairy Journal 5:543-568 (1995)) рассмотрели существующий уровень техники, касающийся включения белка молочной сыворотки в сыр или сырные продукты. Высокотемпературная термообработка молока ухудшает сычужную коагуляцию, синерезис сгустка, структуру и текстуру сгустка, а также функциональные свойства, такие как способность полученных сыров к плавлению и растягиванию. Термообработка молока после того, как оно было створожено с образованием полутвердых сыров, действительно делает возможным получение сыров, имеющих более высокие содержания белка молочной сыворотки. К сожалению, такие сыры также демонстрируют плохое сплавление сырного зерна и более низкий предел текучести (ломкость) при созревании. Такие сыры также обладают более высоким влагосодержанием, часто приводящим к гелеобразной структуре, и без преимущества, которое дает настоящее изобретение, такие сыры не обладают желаемой текстурой традиционного сливочного сыра.
В патенте США 6558716 (Kent) описаны способы увеличения белка молочной сыворотки в сыре путем обеспечения «функционально усиленного» белка молочной сыворотки. В этом способе требуется объединить сырный сгусток и композицию белка молочной сыворотки с получением сывороточной смеси белково-сырного сгустка и затем подвергнуть сывороточную смесь белково-сырного сгустка большому усилию сдвига и повышенной температуре в течение времени, достаточного, чтобы обеспечить стабильный сырный продукт, дополненный белком молочной сыворотки. Термообработка эффективно трансформирует белок молочной сыворотки для получения «функционально усиленного» белка молочной сыворотки, который делает возможным формирование стабильного сырного продукта, содержащего функционально усиленный белок молочной сыворотки. Предпочтительно смесь гомогенизируют под давлением от около 1000 до около 8000 psi (фунт/кв.дюйм) и обрабатывают при температуре от около 175 до около 215°F. В этом патенте раскрыт способ включения белка молочной сыворотки в сырные продукты, но не описан способ прямого замещения казеина белком молочной сыворотки. В этом известном способе также требуется стадия ферментации для получения стабильного сыра, имеющего значительный уровень сырного белка.
В патентах США 6419975 и 6406736 (Han) описано получение сыра, не содержащего казеин. В соответствии с этими способами неказеиновый белок смешивают с горячей водой и расплавленным жиром с получением эмульсии. Эмульсию затем подвергают гомогенизации и нагреванию. рН полученного материала регулируют до уровня от около 4 до около 6 и затем подвергают вторичной гомогенизации с образованием сливочно-сырного продукта.
В патенте США 6303160 (Laye) сделана попытка решить проблемы с текстурой в предшествующем уровне техники путем приготовления сливочного сыра с высоким влагосодержанием с повышенной плотностью путем поддержания влагосодержания при производстве на уровнях ниже конечного заданного влагосодержания готового сливочно-сырного продукта; влагосодержание конечной композиции затем регулируют до конечного заданного влагосодержания с помощью добавления воды. Было показано, что манипулирование влагосодержанием в сливочном сыре таким способом приводит к повышенному уровню плотности в конечном сливочно-сырном продукте. Однако этот способ требует стадии ферментации и, следовательно, более продолжительного времени производства.
Канадский патент 2442387 (Wolfschoon) описывает способ включения белка молочной сыворотки в пищевые продукты с получением соотношения казеина к белку вплоть до 20:80 путем подкисления водного раствора одного или нескольких белков молочной сыворотки, перемешивания с жиром для создания подкисленной сывороточной белково-жировой эмульсии и перемешивания эмульсии с пищевыми продуктами. Не описан сливочно-сырный продукт с желаемым пределом текучести и деформацией по изобретению.
В опубликованной заявке США 2004/0219273 A1 (Cha) раскрыто использование кислой сыворотки (рН 3,5-5,5, предпочтительно 4,6-5,2) для производства сливочно-сырных продуктов. Чтобы увеличить предел текучести таких материалов, можно добавить различные виды камеди. Однако Cha не раскрывает, начиная с сывороточного материала со значительной кислотностью, получение желаемой плотности и текстуры по изобретению. Также Cha не удалось открыть сливочно-сырный продукт с низким содержанием жира с уровнями воды такими же высокими, как и в настоящем изобретении, при этом сохранив желаемую плотность и текстуру. Стадии и условия настоящего изобретения специально разработаны для использования высококислотных рН обработок, термообработок и гомогенизации, чтобы значительно увеличить предел текучести и уменьшить деформацию сливочно-сырных продуктов с низким содержанием жира свыше того, что уже было изложено в способах известного уровня техники.
В патенте США 6261624 (Hudson) раскрыт гидролиз препарата белка молочной сыворотки в кислоту и нагревание с образованием слабого геля, который высушивают и размалывают в порошок, который можно использовать как загуститель в пищевых продуктах. Hudson не описывает производство сливочного сыра с высоким влагосодержанием и низким содержанием жира с повышенной плотностью и свойствами текстуры.
Настоящее изобретение предусматривает улучшенную плотность и намазываемость у сливочно-сырных продуктов с высоким влагосодержанием и низким содержанием жира, с низкими соотношениями казеина к белку молочной сыворотки. Сливочно-сырные продукты, приготовленные с большим количеством белка молочной сыворотки, обычно имеют более гелеобразную структуру, что менее желательно, и не намазываются так же хорошо, как обычный сливочный сыр. Настоящее изобретение увеличивает плотность таких продуктов, придавая признаки текстуры, сходные или превышающие традиционный казеинсодержащий сливочный сыр. В соответствии с настоящим изобретением в одном варианте осуществления источник белка молочной сыворотки в водной среде обрабатывают одной или несколькими кислотами для снижения его уровня рН ниже чем около 4,0 и, в частности, ниже 3,5 и затем значительно нагревают с получением подкисленного белка молочной сыворотки, который, в свою очередь, смешивают с источником жира; и уровень рН конечной смеси регулируют до рН в пределах от около 4,5 до около 5,1 для приготовления сливочно-сырной смеси. Альтернативно такое рН регулирование можно выполнить до смешивания с источником жира. Сливочно-сырную смесь гомогенизируют для получения молочной эмульсии в форме сливочного сыра с низким содержанием казеина, имеющей плотную, однородную и мажущуюся текстуру и умеренный молочный аромат. Альтернативно стадию регулирования рН до уровня от около 4,5 до около 5,1 можно выполнить после гомогенизации. Натуральные молочные ароматизаторы по желанию можно включить в сливочно-сырный продукт.
Сливочно-сырный продукт, произведенный обработкой в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, содержит по меньшей мере около 69 вес.% воды, менее чем около 10 вес.% жира, и имеет соотношение казеина к сыворотке в пределах от около 40:60 до около 0:100 соответственно, и имеет предел текучести по меньшей мере около 1200 Па и значение деформации менее 0,4. Производственную обработку сливочного сыра в соответствии с вариантами осуществления данного изобретения можно завершить за 24 часа без использования трудоемкой стадии(ий) ферментации, чтобы получить сырный продукт, который текстурирует белок молочной сыворотки до характеристик, имитирующих свойства казеинового белка в системе сливочного сыра. В действительности в непрерывной системе сливочно-сырный продукт с высоким влагосодержанием и низким содержанием жира можно получить за 45 минут. Полученный сливочно-сырный продукт с высоким влагосодержанием и низким содержанием жира и казеина имеет текстурные признаки, сравнимые или даже лучше, чем общеизвестные промышленные сливочные сыры. Так как требования по уровню казеина и жира уменьшаются, можно сэкономить на затратах на материалы, в то же время уровень влагосодержания можно увеличить без ущерба для качества продукта.
В более частном варианте осуществления существует способ производства сливочно-сырного продукта, в котором источник белка молочной сыворотки обрабатывают пищевой безопасной органической или минеральной кислотой для снижения уровня рН ниже чем около 4,0 и предпочтительно ниже чем около 3,5, обрабатывают на первой стадии нагревания, смешивают со сливками с получением сливочно-сырной смеси, регулируют до более высокого уровня рН (предпочтительно от около 4,5 до около 5,1), обрабатывают на первой стадии гомогенизации, обрабатывают на второй стадии нагревания, по желанию смешивают с солью и камедью и обрабатывают на третьей стадии нагревания, следующей за второй стадией гомогенизации. Эти стадии можно модифицировать без отклонения от настоящего изобретения, пока источник белка молочной сыворотки первоначально регулируют до рН ниже чем около 4,0 и, в частности, ниже чем около 3,5 и затем нагревают в течение времени и при температуре, достаточных для денатурирования белка молочной сыворотки (например, около 180°F по меньшей мере за 6 минут). Полученный конечный сливочно-сырный продукт характеризуется повышенным пределом текучести (плотность) и пониженной деформацией (более сливочной и лучше мажущейся текстурой) по сравнению с другими сливочно-сырными продуктами с таким же влагосодержанием, содержанием жира и белка молочной сыворотки.
На чертежах:
Фиг.1 - схематичный график последовательности технологических операций для одного примера способа производства сливочно-сырного продукта с высоким влагосодержанием и низким содержанием казеина и жира в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг.2 - график, показывающий корреляцию между измеренным значением деформации и органолептической оценкой гелеобразной текстуры сливочно-сырных продуктов.
Настоящее изобретение предусматривает производство сливочно-сырных продуктов с высоким влагосодержанием и низким содержанием жира, с текстурой и намазываемостью, сходной со сливочными сырами с более высоким содержанием жира и более низким влагосодержанием. Желаемой текстуры можно достичь в намазываемых продуктах типа сливочного сыра с даже более высоким влагосодержанием, чем те, что в настоящее время общедоступны. Настоящее изобретение включает, без ограничения этим, улучшение текстуры и намазываемости сливочно-сырных продуктов с низким содержанием казеина или без казеина, имеющих значительное содержание неказеиновых белков и более высокое, чем традиционное, влагосодержание, например выше чем около 69 вес.% и, в частности, 73-75 вес.% воды, и низким содержанием жира, например менее чем около 10 вес.% и, в частности, 7-9 вес.% жира. Настоящее изобретение неожиданно текстурирует белок молочной сыворотки до характеристик, имитирующих казеиновый белок в сливочно-сырном продукте, создавая сырную систему с высоким влагосодержанием и низким содержанием казеина и жира, которая несмотря на свою композицию с высоким влагосодержанием и низким содержанием жира имеет такие же признаки текстуры, как и общеизвестный промышленный легкий мягкий сливочный сыр с более низким влагосодержанием и более высоким содержанием казеина и жира (например, легкий сливочный сыр с соотношением казеина к сыворотке приблизительно 85:15, влагосодержанием около 55-70% и содержанием жира около 16,5%).
В то время как сливочно-сырные продукты со значительным количеством неказеинового белка, такого как белок молочной сыворотки или концентрат белка молочной сыворотки, часто не обладают такой же текстурой, как сливочные сыры, произведенные с казеином, настоящее изобретение делает возможным получение сливочно-сырных продуктов со значительным количеством белка молочной сыворотки, которые имеют предел текучести и значения деформации, более близкие к значениям традиционного сливочного сыра, которые уже были достигнуты иным способом в сливочно-сырных продуктах со значительным количеством неказеиновых белков. Хотя предположили, что сливочно-сырным продуктам, содержащим значительные уровни белка молочной сыворотки, можно задать повышенную плотность путем увеличения нагревания, большинство этих продуктов уже обрабатываются при относительно высоких температурах так, что дополнительным нагреванием можно коагулировать продукт или придавать привкус. Настоящее изобретение, с одной стороны, дает сливочно-сырный продукт с желаемой плотностью, близкой к той, что имеет традиционный сливочный сыр, который является однородным и имеет высокую намазываемость и не имеет такого недостатка, как гелеобразная текстура других сливочно-сырных продуктов, произведенных со значительным количеством неказеиновых белков. Как количественные, так и качественные измерения, проведенные в рамках данного изобретения, указали на более плотную, однородную и более легко намазываемую текстуру.
Настоящее изобретение особенно подходит для получения сливочных сыров с низким соотношением казеина к сыворотке обычно от около 40:60 до около 0:100 и, в частности, от около 15:85 до около 0:100 соответственно. В одном варианте осуществления настоящего изобретения сливочный сыр с низким содержанием жира и высоким влагосодержанием получают из воды, источника белка молочной сыворотки (например, концентрата белка молочной сыворотки, изолята белка молочной сыворотки, сладкой сыворотки, кислой сыворотки или их комбинации) и источника жира (например, сливок, сливочного масла, безводного молочного жира, растительного жира или их комбинации). Источник белка молочной сыворотки можно доставить в сухой или жидкой форме. Предпочтительно, чтобы источник белка молочной сыворотки состоял из по меньшей мере около 30-85% белка молочной сыворотки, в частности около 50-80% по сухому веществу. Источник белка молочной сыворотки обрабатывают одной или несколькими органической или минеральной кислотами, разрешенными для использования в пищевой промышленности. Пригодная пищевая кислота может быть выбрана из группы, состоящей из лимонной кислоты, уксусной кислоты, молочной кислоты, яблочной кислоты, фумаровой кислоты, виннокаменной кислоты, соляной кислоты, серной кислоты и фосфорной кислоты или их комбинации. Обработку по окислению белка молочной сыворотки главным образом проводят в водной среде. Соответственные количества сыворотки, кислоты и воды выбирают для осуществления желаемого понижающего регулирования рН водной смеси до уровня ниже чем около 4,0, в частности ниже чем около 3,5. рН источника белка молочной сыворотки снижают до около 4,0 или ниже. Важным аспектом настоящего изобретения является снижение рН до около 4,0 или ниже, поскольку обнаружено, что, когда рН источника белка молочной сыворотки значительно выше 4,0, конечный продукт не имеет желаемой плотной текстуры и намазываемости. Подкисленный белок молочной сыворотки затем нагревают в условиях, эффективных для денатурирования белка молочной сыворотки и образования подкисленного белка молочной сыворотки, например при температуре по меньшей мере около 180°F в течение по меньшей мере около 6 минут.
Не желая быть связанными с теорией, авторы полагают, что подкисление и термообработка обеспечивают денатурацию белков молочной сыворотки с образованием материала, который позволяет повысить предел текучести и уменьшить деформируемость конечного продукта. Снижение рН и термообработка обеспечивают раскрытие цепей белка молочной сыворотки и образование отдельных цепочек, способных образовывать вещества, которые имеют высокий потенциал связывания свободной воды в системе сливочного сыра. Таким образом, третичная структура белка молочной сыворотки модифицируется так, чтобы способствовать повышенному химическому взаимодействию между отдельными белковыми цепочками, что, в свою очередь, также меняет четвертичную структуру белков и образует матрицу, которая может обеспечивать более высокие влагосодержания, приводящие к повышению вязкости и предела текучести конечного продукта. Эта кислота и термообработка не гидролизуют белки молочной сыворотки в значительной степени, но денатурируют белки и изменяют их третичную и четвертичную структуры. Гелевый электрофорез показал, что кислота и термообработка по изобретению оставляют белки молочной сыворотки по существу неповрежденными.
Подкисленный белок молочной сыворотки затем подвергают дальнейшей обработке до образования сливочно-сырного продукта с низким содержанием казеина. Для получения хорошо намазываемого сливочно-сырного продукта из подкисленного белка молочной сыворотки можно использовать целый ряд обработок. Например, без намерения ограничить сущность настоящего изобретения способ, описанный следующим образом, можно использовать для создания конечного сливочно-сырного продукта в соответствии с настоящим изобретением. В одном варианте осуществления источник жира, такой как безводный молочный жир, концентрированный молочный жир (сливки), сливочное масло или другой молочный жир, можно добавить к подкисленному белку молочной сыворотки после первоначальной термообработки. По желанию пищевой растительный жир можно использовать в качестве источника жира вместо молочного жира. Подходящими растительными маслами в этом случае являются, например: пальмовое масло, косточковое пальмовое масло, масло канолы, гидрированное соевое масло и другие, а также их смесь. Жир можно добавить непосредственно к подкисленному белку молочной сыворотки смешиванием жира и белка молочной сыворотки, чтобы сформировать белково-жировую смесь или сливочно-сырную смесь. Альтернативно подкисленный белок молочной сыворотки можно хранить в условиях охлаждения в течение одной недели или больше, прежде чем перемешивать со сливками для формирования сливочно-сырной смеси. Затем можно выполнить стадию второй регулировки рН, на которой рН сливочно-сырной смеси регулируют до традиционного уровня, желательного в конечном продукте, предпочтительно от около 4,5 до около 5,1. Альтернативно можно выполнить стадию второй регулировки рН до добавления сливок с образованием сливочно-сырной смеси или после стадий, которые следуют. Возможно, другие источники белка, включающие, без ограничения этим, сухую порошкообразную молочную сыворотку, концентрат белка молочной сыворотки, концентрат молочного белка, свежее молоко и обезжиренное сухое молоко, можно добавлять вместе с источником жира.
Эту вторую регулировку рН выполняют, чтобы гарантировать, что конечный продукт не имеет кислотного или кислого вкуса. Без такой щелочной рН регулировки конечный продукт все равно имел бы желаемую текстуру с повышенной плотностью и намазываемостью, но мог обладать нежелательным привкусом. Однако предполагается, что специалист в данной области способен самостоятельно осуществить рН регулировку для придания желаемого вкуса конечному продукту.
Затем сливочно-сырную смесь с отрегулированным уровнем рН или белково-жировую смесь можно гомогенизировать на первой стадии гомогенизации. Предпочтительно, первую стадию гомогенизации можно выполнить при 3000/500 до 5000/500 psi (фунтов/кв.дюйм) в точке плавления или рядом с точкой плавления источника жира (например, при температуре около 100°F). Этот пример относится к двухстадийной гомогенизирующей обработке с 3000-5000 фунтов/кв.дюйм, примененных на первой стадии, и 500 фунтов/кв.дюйм на второй стадии. Альтернативно можно использовать одностадийную гомогенизацию. Затем смесь можно подвергнуть второй стадии нагревания, предпочтительно в интервале от 180 до 200°F в течение 5-30 минут. Затем смесь можно перемешать с эмульгирующими и/или стабилизирующими солями, камедями и другими общеизвестными добавками и подвергнуть третьей стадии нагревания, предпочтительно при 170 до 185°F в течение 5-30 минут. Окончательно смесь можно гомогенизировать на второй стадии гомогенизации, предпочтительно от 1000/500 до 5000/500 фунтов/кв.дюйм. Вновь альтернативно можно использовать одностадийную гомогенизацию.
Полученный сливочно-сырный продукт можно упаковать с помощью множества способов, включая заполнение в горячем виде. Охлажденный хотя бы один раз, сливочный сыр имеет плотную, однородную и легконамазываемую текстуру с приятным, мягким молочным запахом. Натуральные молочные запахи или другие ароматизаторы можно по желанию добавить в объем настоящего изобретения. По желанию можно добавить другие добавки, такие как кальций, витамины или другие добавки, предпочтительно до гомогенизации, без отклонения от сущности или объема изобретения. Для тех кто компетентен в данной области техники, известен ряд уникальных методов добавления ароматизаторов к сливочному сыру, данные методы можно легко объединить с настоящим изобретением.
Фиг.1 предоставляет схематический график последовательности технологических операций, показывающий способ получения сливочного сыра с высоким влагосодержанием и низким содержанием казеина и жира в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения. Стадии в способе можно модифицировать без отклонения от изобретения до тех пор, пока начальная рН регулировка снижает рН до уровня ниже чем около 4,0, предпочтительно ниже чем около 3,5, и первую стадию нагревания выполняют при температуре и за время, эффективное для денатурирования белка молочной сыворотки.
Сливочно-сырный продукт по изобретению имеет неожиданно плотную текстуру и намазываемость для продукта с таким низким содержанием казеина, высоким влагосодержанием и низким содержанием жира. Параметры текстуры продуктов, сделанных в соответствии с настоящим изобретением, можно описать на основе предела текучести и деформации. Также можно получить качественные измерения, используя стандартное органолептическое исследование. Было показано, что органолептические тесты имеют высокую корреляцию с количественными данными, показывающими, что настоящее изобретение приводит как к продуктам с более плотной текстурой, так и к лучшей намазываемости, которая возможна в сливочно-сырных продуктах с высоким влагосодержанием и низким содержанием казеина и жира.
Для целей данного изобретения предел текучести материала определяют как напряжение при сдвиге, которое должно быть преодолено, чтобы вызвать значительный поток, и относится к силе сетки из молекул. В любой точке ниже данного предела текучести материала материал будет эластичным, в то время как напряжения выше, чем предел текучести, вызывают невосстанавливаемое растяжение и приводят к «разрыву». Можно использовать ряд способов для измерения предела текучести. Одним таким способом, которым получили широкую аттестацию, является «лопастной способ», в котором предопределенное число лопастей (тонких, плоских, жестких пластин, смонтированных радиально вокруг оси) опускают в образец и поворачивают до тех пор, пока образец не разорвется. Лопастной способ использовали для исследования образцов, выполненных в соответствии со способом данного изобретения. Лопасти имели диаметр 1,613 см и высоту 0,611 см и вращались со скоростью 0,1 об/мин. Максимальный крутящий момент и время на разрыв измерили, чтобы вычислить предел текучести. Все измерения были проведены с помощью Haake вискозиметра (Thermo Haake, Paramus, N.J.), прикрепленного к лопастям. Предел текучести вычисляют в соответствии со следующим уравнением:
f
-1
3
Предел текучести (Па)=[2·M·(H/D+1/6)]/(πD),
f
где «D» представляет диаметр лопасти (в данном случае 1,613 см), «H» представляет высоту лопасти (в данном случае 0,611 см) и «M» представляет максимальный крутящий момент, достигнутый при разломе.
Деформацию также определяли, используя лопастной способ. Для целей данного изобретения деформация является измерением того, как далеко лопасть можно провернуть (в радианах) перед тем, как появится разрыв, и является надежным индикатором намазываемости с низкими деформационными значениями, представляющими более однородную, лучше намазываемую и менее гелеобразную текстуру, все они являются желаемыми характеристиками сливочного сыра. Деформацию можно вычислить в соответствии со следующим уравнением:
f
f
Деформация=T · угловая скорость=T · (2 · об/мин · π)/60,
f
где «T»представляет время на разрыв и «об/мин» представляет скорость, с которой лопасть поворачивают (в данном случае 0,1). Фиг.2 показывает, что существует сильная корреляция между значениями деформации и органолептическим исследованием качества. Опытные дегустаторы оценили 14 образцов сливочных сыров и оценили текстуру по шкале от 1 (совсем не гелеобразный) до 9 (очень гелеобразный). Как только значения деформации увеличивались, органолептические баллы также возрастали. Высокие значения деформации показывают, что продукт является более когезивным ("связным") и не намазывается так же гладко, как продукты с более низкими значениями деформации.
Следующие примеры описывают и иллюстрируют определенные способы и продукты по изобретению. Эти примеры предназначены, чтобы просто проиллюстрировать настоящее изобретение, и не ограничивают его ни в объеме, ни по существу. Для тех кто компетентен в данной области техники, будет очевидна возможность использования различных материалов, условий и способов, описанных в этих примерах. Если не указано другое, то проценты являются весовыми.
Пример 1
Получение сливочного сыра, включающего белки молочной сыворотки.
Сливочно-сырный продукт приготовили, следуя схематическому графику последовательности технологических операций, представленному на фиг.1. Образец по изобретению получали, в частности, следующим образом: 67,04 фунтов концентрата белка молочной сыворотки (WCP50, First District Association, Litchfield, MN) смешали с 7,36 фунтов сухой молочной сыворотки и 325,6 фунтов воды. Эту сывороточную смесь подкислили до рН 3,35 5N соляной кислотой, нагретой до 200°F, и выдержали в течение 6 минут. После нагревания 57,02 фунтов сывороточной смеси смешали с 19,39 фунтов сливок и отрегулировали рН до 4,9 для получения сливочно-сырной смеси. Смесь нагрели до 140°F и гомогенизировали при 5000/500 фунтов/кв.дюйм (двухстадийная обработка). Далее 47,76 фунтов гомогенизированной смеси нагрели до 200°F и выдержали при 200°F в течение 10 минут. Затем добавили следующие ингредиенты: 0,025 фунтов сорбиновой кислоты, 0,035 фунтов ксантановой камеди, 0,190 фунтов камеди из плодов рожкового дерева, 1,049 фунтов мальтодекстрина, 0,450 фунтов трикальцийфосфата и 0,491 фунтов соли. Влажность сыра регулировали до 73% добавлением небольшого количества воды. Затем смесь выдерживали при температуре около 180°F в течение 10 минут. Конечную сливочно-сырную смесь гомогенизировали при 5000/500 фунтов/кв.дюйм и упаковали. Конечный сырный продукт был плотным, однородным и хорошо намазывался.
В целях сравнения контрольный образец, обозначенный в описании данного патента как контрольный образец 1, произвели в соответствии со следующим способом: 9,55 фунтов белка молочной сыворотки (WCP50) смешали с 1,05 фунтов сухой сыворотки, 16,41 фунтов воды и 19,39 фунтов сливок. Смесь регулировали до рН 4,9 с помощью молочной кислоты, гомогенизировали при 5000/500 фунтов/кв.дюйм, нагревали до 200°F и выдерживали в течение 10 минут. Соли и камеди добавляли, как описано выше в описании изобретения (0,025 фунтов сорбиновой кислоты, 0,035 фунтов ксантановой камеди, 0,190 фунтов камеди из плодов рожкового дерева, 1,049 фунтов мальтодекстрина, 0,450 фунтов трикальцийфосфата и 0,491 фунтов соли). Влажность сыра регулировали до 73% и выдерживали при температуре около 180°F в течение 10 минут. Конечную сливочно-сырную смесь гомогенизировали при 5000/500 фунтов/кв.дюйм и упаковали. Текстура конечного сырного продукта была очень мягкой, когезивной и гелеобразной.
После месяца хранения измерили предел текучести и деформацию образца изобретения и контрольного образца, результаты отражены в таблице 1.
Таблица 1
Образец по изобретению 1
Контрольный образец 1
Предел текучести (Па)
2051
526
Деформация
0,238
0,555
Образец по изобретению 1 обладал около четырехкратно увеличенным пределом текучести по сравнению с контрольным продуктом, сделанным в соответствии со способом сливочного сыра, не содержащего сыворотку уровня техники. Слепое органолептическое исследование опытными дегустаторами сливочного сыра оценило образец по изобретению как «более когезивный» и имеющий «более когезивную массу» посредством количественно-описательного анализа образцов.
Пример 2
Способ, сходный со способом из примера 1, применяющий предпочтительно фосфорную кислоту, а не соляную кислоту для начальной регулировки рН, использовали для получения сливочно-сырного продукта, обозначенного в описании патентной заявки как образец по изобретению 2, следующим образом. Образец по изобретению 2 сравнили с контрольным продуктом, обозначенным в данной патентной заявке как контрольный образец 2, который получили аналогично контрольному образцу 1 из примера 1. При приготовлении образца изобретения 2 67,04 фунтов концентрата белка молочной сыворотки (WCP50) смешали с 7,36 фунтов сухой сыворотки и 325,6 фунтов воды. Сывороточную смесь подкислили до рН 3,35 фосфорной кислотой с концентрацией 18%, нагрели до 200°F и выдержали в течение 6 минут. После нагревания 57,02 фунтов сывороточной смеси смешали с 19,39 фунтов сливок и отрегулировали рН до 4,9 для получения сливочно-сырной смеси. Смесь нагрели до 140°F и гомогенизировали при 5000/500 фунтов/кв.дюйм. Далее 47,76 фунтов гомогенизированной смеси нагрели до 200°F и выдержали при 200°F в течение 10 минут. Затем добавили следующие ингредиенты: 0,025 фунтов сорбиновой кислоты, 0,035 фунтов ксантановой камеди, 0,190 фунтов камеди из плодов рожкового дерева, 1,049 фунтов мальтодекстрина, 0,450 фунтов трикальцийфосфата и 0,491 фунтов соли. Влажность сыра регулировали до 73% добавлением небольшого количества воды. Затем смесь выдерживали при температуре около 180°F в течение 10 минут. Конечную сливочно-сырную смесь гомогенизировали при 5000/500 фунтов/кв.дюйм и упаковали. Конечный сырный продукт был плотным, однородным и хорошо намазывался.
Контрольный образец 2 приготовили в соответствии с тем же способом, что использовали для контрольного образца 1 из примера 1. Текстура конечного сырного продукта, то есть контрольного образца 2, была очень мягкой, когезивной и гелеобразной.
Измерили предел текучести и деформацию образца изобретения 2 и контрольного образца 2, результаты показаны в таблице 2. Очевидно, что образец по изобретению 2 обладал превосходящими показателями в этих измерениях текстурной плотности.
Таблица 2
Образец по изобретению 2
Контрольный образец 2
Предел текучести (Па)
1795
526
Деформация
0,347
0,555
Группа опытных дегустаторов сливочного сыра, работавшая вслепую, представила количественно-описательный анализ обоих образцов по органолептическому критерию и оценила образец по изобретению 2 как требующий большего усилия намазывания, имеющий «более плотную» консистенцию, «более когезивный», «более плотный», «более адгезивный», имеющий «более когезивную массу» и «менее вяжущий» по сравнению с контрольным образцом 2.
Пример 3
Изучили дополнительные сливочные сыры, приготовленные следующими способами. Как образец по изобретению, так и контрольные сыры, приготовленные для этого примера, содержали WPC 80 (Leprino сыр) в качестве основного источника белка, и все имели 73% воды, 9% жира и 7% белка.
Сливочно-сырный продукт, представляющий настоящее изобретение, обозначенный как образец по изобретению 3, приготовили следующим образом. 41,12 фунтов WPC80 смешали с 35,28 фунтов сухой сыворотки и 323,60 фунтов воды. Сывороточную смесь подкислили до рН 3,35 5N соляной кислотой, нагрели до 200°F и выдержали в течение 6 минут. После нагревания 57,25 фунтов сывороточной смеси смешали с 19,27 фунтов сливок и отрегулировали рН до 4,9, чтобы получить сливочно-сырную смесь. Затем смесь переработали в сливочный сыр таким же образом, как описано для образца по изобретению 1 в примере 1. После хранения в холодильнике конечный сырный продукт был плотным, однородным и хорошо намазывался.
Контрольный образец, обозначенный в описании патентной заявки как контрольный образец 3, приготовили в соответствии со следующим способом: 5,89 фунтов WPC80 смешали с 5,05 фунтов сухой сыворотки, 46,32 фунтов воды и 19,47 фунтов сливок. Затем смесь переработали в сливочный сыр таким же образом, как описано для контрольных образцов по примерам 1 и 2. После хранения в холодильнике текстура конечного сыра была очень мягкой, когезивной и гелеобразной по сравнению с образцом изобретения. Предел текучести и деформацию измерили как для образца по изобретению 3, так и для контрольного образца 3, и результаты показаны в таблице 3.
Таблица 3
Образец по изобретению 3
Контрольный образец 3
Предел текучести (Па)
1880
387
Деформация
0,278
0,762
Группа опытных дегустаторов сливочного сыра вслепую оценила оба образца по органолептическому критерию, используя количественно-описательный анализ, и оценила образец по изобретению 3 как требующий большего усилия намазывания, имеющий «более плотную» консистенцию, «более когезивный», «более плотный», «более адгезивный», имеющий «более когезивную массу» и «менее вяжущий», чем контрольный образец 3.
Пример 4
Сливочно-сырный продукт, обозначенный как образец по изобретению 4, приготовили по примеру 3 получения образца по изобретению за исключением того, что для регулирования рН до 3,35 использовали фосфорную кислоту с 18% концентрацией, а не соляную кислоту. После хранения в холодильнике конечный сыр был плотным, однородным и хорошо намазывался. Провели сравнение сливочно-сырного продукта, обозначенного в данной патентной заявке как контрольный образец 4, который произвели в соответствии со способом получения контрольного образца, описанным в примере 3. Результаты показаны в таблице 4.
Таблица 4
Образец по изобретению 4
Контрольный образец 4
Предел текучести (Па)
1924
387
Деформация
0,216
0,762
Группа опытных дегустаторов сливочного сыра оценила вслепую оба образца по органолептическому критерию, используя количественно-описательный анализ, и оценила образец по изобретению 4 как требующий большего усилия для намазывания, имеющий «более плотную» консистенцию, «более когезивный», «более адгезивный», имеющий «более когезивную массу», «менее вяжущий» и с меньшим "привкусом термообработки", чем контрольный образец 4.
Пример 5
Два сливочных сыра (один полученный по описанию изобретения и один контрольный) имеют WPC50 (First District Association) в качестве основного источника протеина, и все имели 75% воды, 7% жира и 7% белка. Образец по изобретению, обозначенный в описании данной патентной заявки как образец по изобретению 5, приготовили в соответствии со следующим способом: 59,5 фунтов WPC50 смешали с 10,40 фунтов сухой сыворотки и 330,10 фунтов воды. Сывороточную смесь подкислили до рН 3,35 18% фосфорной кислотой, нагрели до 200°F и выдержали в течение 6 минут. После нагревания 62,28 фунтов сывороточной смеси смешали с 11,11 фунтов сливок и отрегулировали рН до 4,9, чтобы получить сливочно-сырную смесь. Затем смесь переработали в сливочный сыр таким же образом, как описано для образца по изобретению 1 в примере 1. После добавления соли и камеди 2,0 фунта натурального ароматизатора добавили к 48,0 фунтам сливочно-сырной смеси перед конечной стадией гомогенизации. Конечный сливочный сыр был плотным, однородным и хорошо намазывался.
Образец по изобретению сравнили с контрольным образцом, обозначенным в описании данной патентной заявки как контрольный образец 5, который приготовили в соответствии со следующим способом: 9,78 фунтов WPC50 смешали с 1,46 фунтов сухой сыворотки и 53,01 фунтов воды и 12,35 фунтов сливок. Затем смесь переработали в сливочный сыр таким же образом, как описано для контрольных образцов в примерах 1 и 2, за исключением того, что конечный сыр имел 75% воды и 7% жира. После хранения в холодильнике текстура конечного сыра была очень мягкой, когезивной и гелеобразной. После хранения в холодных условиях в течение одного месяца измерили предел текучести и деформацию, результаты показаны в таблице 5.
Таблица 5
Образец по изобретению 5
Контрольный образец 5
Предел текучести (Па)
1210
275
Деформация
0,217
0,889
Группа опытных дегустаторов сливочного сыра оценила оба образца по органолептическому критерию, используя количественно-описательный анализ. Группа обнаружила, что образец по изобретению 5 требовал "большего усилия для намазывания", был «более твердым», «более когезивным», «более плотным», «более адгезивным» и имел «более когезивную массу», чем контрольный образец 5.