Стабильные при хранении без охлаждения концентрированные жидкие молочные продукты и способы их получения

Стабильные при хранении без охлаждения концентрированные жидкие молочные продукты и способы их получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к концентрированным жидким молочным продуктам и способу их получения. А именно, настоящее изобретение относится к не образовавшим гель, не потемневшим, органолептически привлекательным концентрированным жидким молочным продуктам, таким как концентрированное молоко с пониженным содержанием сывороточных белков и лактозы.

Жидкие молочные продукты, такие как молоко, могут быть подвергнуты термической обработке с целью повышения их стабильности. К сожалению, часто в результате термической обработки молоко изменяет цвет и/или образует гель в процессе получения или при длительном хранении. Например, лактоза в молоке, нагретом до высокой температуры, взаимодействует с белками, что в результате ведет к появлению неприемлемого коричневого цвета. Это неприятное обстоятельство часто связано с потемнением или с реакцией потемнения Майара. С другой стороны, механизм образования геля до конца не ясен, но в литературе высказываются предположения, что гели могут образовываться при определенных условиях за счет образования сывороточными белками и казеином пространственной матричной белковой структуры. См., например, Datta et al., «Age Gelation of UHT Milk-A Rewiev», Trans. IChemE, Vol. 79, Part C, 197-210 (2001). И образование геля, и потемнение являются не желательными для молока, так как они придают неприемлемые органолептические свойства.

Часто концентрированное молоко является предпочтительной формой, так как позволяет хранить и транспортировать меньшие количества, тем самым уменьшая денежные расходы на хранение и транспортировку, и может позволить более эффективным образом расфасовывать и использовать молоко. Однако получение органолептически привлекательного, высококонцентрированного молока может быть затруднено, потому что процесс концентрирования молока вызывает даже большее количество проблем, чем те, которые были указаны выше, - образование геля и потемнение. Например, молоко, подвергшееся, по меньшей мере, трехкратному концентрированию (3Х), даже более подвержено образованию геля белками и потемнению в процессе термической обработки. Кроме того, такое концентрированное молоко более подвержено расслаиванию и образованию гелей с течением времени, таким образом ограничивая срок хранения. В результате концентрированное молоко, как правило, ограничено концентрацией ниже, чем около 25% общих сухих веществ, причем содержание белков составляет менее около 7%, а срок хранения составляет менее 6 месяцев.

Типичный способ получения концентрированного молока включает несколько стадий нагревания в комбинации с концентрированием молока. Например, один из обычных способов получения концентрированного молока включает сначала стандартизацию молока до требуемого соотношения содержания сухих веществ к жиру и затем предварительное нагревание молока для снижения риска коагуляции казеина молока в процессе последующей стерилизации. Также предварительное нагревание снижает риск коагуляции при хранении перед стерилизацией и может, кроме того, снизить исходное бактериальное загрязнение молока. Предварительно нагретое молоко затем подвергают концентрированию посредством выпаривания, ультрафильтрации или другими подходящими способами до требуемой концентрации. Молоко может быть подвергнуто гомогенизации, охлаждению, повторной стандартизации и расфасовано. Кроме того, может быть введена соль-стабилизатор для снижения риска коагуляции молока, которая может произойти при высоких значениях температур во время хранения. Перед или после расфасовки продукт подвергают стерилизации. Как правило, процесс стерилизации включает как относительно низкие значения температур при относительно длительном времени воздействия (например, от около 90°С до около 120°С в течение от около 5 до около 30 минут), так и относительно высокие значения температур при относительно коротком времени воздействия (например, около 135°С или выше в течение нескольких секунд).

Были документально описаны различные методы получения концентрированного молока с различной стабильностью. Например, в патенте США 2860057, Wilcox описывает способ получения концентрированного молока с использованием предварительного нагревания, пастеризации и высокотемпературной кратковременной стерилизации после концентрирования. Wilcox сообщает, что концентрирует молоко до содержания сухих веществ около 26 процентов с использованием предварительного нагревания при температуре около 115°C (240°F) в течение около 2 минут перед концентрированием, предварительного нагревания до температуры 93°C (200°F) в течение около 5 минут после концентрирования и стерилизации при температуре от около 127 до 132°C (от 261 до 270°F) в течение от 1 до 3 минут.

В патентной публикации США 2003/0054079 A1 (20 марта 2003 года) Reaves описывает способ получения концентрированного молока, подвергнутого обработке ультравысокой температурой, с содержанием сухих обезжиренных веществ молока, равным от 30 до 45 процентов. Reaves описывает предварительное нагревание молока в течение 10 минут при температуре 65°C (150°F) с получением прошедшей предварительное нагревание исходной молочной жидкости, которую затем пастеризуют при температуре 82°C (180°F) в течение от 16 до 22 секунд и сгущают при повышенной температуре пастеризации (то есть 10 минут при температуре 62°C (145°F) под вакуумом) с получением промежуточного концентрированного жидкого молока. В промежуточное молоко вводят сливки и стабилизатор, такой как гексаметафосфат натрия или каррагенан, затем молоко подвергают двухступенчатой ультрапастеризации, на первой стадии при температуре около 82°С (180°F) в течение от 30 до 36 секунд и на второй стадии при температуре 143°С (290°F) в течение 4 секунд. Срок хранения полученного в результате концентрированного молока составляет от 30 дней до 6 месяцев.

В патентной публикации США 2007/0172548 A1 (26 июля, 2007) Cale описывает способ получения термостабильного концентрированного молочного продукта, сначала предварительно нагревая жидкий молочный продукт при температуре, по меньшей мере, около 60°C в течение периода времени, достаточного для снижения содержания растворимого белка при pH 4,6. По Cale время предварительного нагревания при низкой температуре предварительного нагревания около 60°C составляет несколько часов. Согласно Cale, при использовании более высокой температуры время сокращают. Например, при использовании температуры предварительного нагревания от около 70°C до около 100°C время составляет от около 0,5 до около 20 минут. Дополнительно концентрирование далее проводят с использованием ультрафильтрации с или без диафильтрации с получением промежуточного жидкого молочного продукта с общим содержанием молочного белка, по меньшей мере, около 8,5 процентов. Затем перед стерилизацией в промежуточный жидкий молочный продукт добавляют усилители ощущения во рту при потреблении. Эта композиция устойчива к образованию геля и потемнению в процессе стерилизации и устойчива к образованию геля и потемнению, по меньшей мере, в течение около шести месяцев во время хранения при комнатной температуре.

В описываемом способе Cale вообще считается, что предварительное нагревание - необходимая стадия обработки для достижения длительного срока хранения концентрированных молочных продуктов. Cale описывает, что когда не прошедший обработку молочный продукт (содержащий как казеин, так и сывороточные белки) подвергают тепловой обработке, такой как предварительное нагревание, считается, что происходит перекрестное сшивание сывороточных белков с казеином (то есть с κ-казеином), присутствующим на внешней поверхности казеиновых мицелл молока. Cale объясняет, что такое перекрестное сшивание сопровождается, по меньшей мере, двумя эффектами. Во-первых, в результате взаимодействия происходит удаление большей части сывороточных белков из раствора, что важно, поскольку сывороточный белок может быть очень реакционно-способным при высокой температуре, такой как температура при стерилизации. Во-вторых, поскольку казеиновые мицеллы покрыты сывороткой или сывороточным белком, взаимодействие казеин-казеин может быть снижено или минимизировано, что описано, как снижение термически индуцированного гелеобразования в молоке.

Также известны другие технологии концентрирования молока, но каждая из них, как правило, имеет ограничения для получения стабильного при хранении или органолептически привлекательного концентрата. Например, Tziboula и другие, «Microfiltration of milk with ceramic membranes: Influence on casein composition and heat stability», Milchwissenschaft, 53(1):8-11, 1998, описывает материалы и способы, направленные на микрофильтрацию обезжиренного молока. Tziboula описывает, что микрофильтрация молока приводит к получению ретентата, содержащего как казеин, так и сывороточный белок, но также указывает, что содержание сывороточных белков в ретентате и пермеате остается тем же. Tziboula заключает, что, однако, полученные ретентаты, как правило, менее устойчивы к тепловой обработке по сравнению с пермеатом или исходным молоком. Согласно Tziboula лактозу не удаляют из ретентата.

Настоящее изобретение относится к способам получения концентрированных жидких молочных продуктов, таких как концентрированное молоко с казеином и пониженным содержанием сывороточного белка, лактозы и минеральных веществ. В одном аспекте настоящее изобретение относится к способам, в которых предварительное нагревание или другая тепловая обработка исходной молочной жидкости исключена, и/или температуру воздействия на исходные жидкие молочные продукты до и во время концентрирования, как правило, поддерживают ниже уровней, при которых происходит снижение степени перекрестного сшивания, и предпочтительно отсутствует перекрестное сшивание между казеином и сывороточным белком. В другом аспекте настоящее изобретение относится к технологиям концентрирования, при которых из концентрата удаляют как сывороточный белок, так и лактозу. В результате, удаляют достаточное количество сывороточного белка из концентрата перед конечной стадией стерилизации, что минимизирует и предпочтительно позволяет избежать перекрестного сшивания между любым оставшимся сывороточным белком и казеином в готовом напитке ввиду такого низкого содержания сывороточных белков, подвергаемых воздействию повышенной температуры стерилизации. Считается, что такое удаление сывороточных белков и лактозы и регулирование температуры перед концентрированием приводит к улучшению стабильности при хранении готового концентрированного напитка по сравнению с концентратами молочных продуктов из предшествующего уровня техники, по меньшей мере, до около 9 месяцев и предпочтительно, по меньшей мере, до около 12 месяцев или более.

Способы регулирования температуры перед концентрированием, скомбинированные с удалением сывороточных белков и лактозы по настоящему изобретению, обеспечивают преимущества по сравнению со способами концентрирования из предшествующего уровня техники, поскольку считается, что в то время, как при использовании способов из предшествующего уровня техники происходит перекрестное сшивание сывороточного белка и казеина, что обеспечивает начальную стабильность концентрату, это перекрестное сшивание со временем при определенных условиях ведет к деградации и со временем в результате приводит к тому, что концентраты становятся нестабильными после нескольких месяцев хранения. В настоящее время считается, например, что после длительного хранения перекрестное сшивание между сывороточным белком и κ-казеином в концентратах из предшествующего уровня техники, прошедших предварительное нагревание, может слабеть, и при определенных условиях структура сывороточный белок-казеиновая мицелла может ухудшаться. Не желая быть ограниченными какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения считают, что перекрестно сшитый сывороточный белок может отделяться от казеиновых мицелл и в то же самое время захватывать с собой молекулы κ-казеина из казеиновой мицеллы. Когда происходит такое разделение, то дополнительно считается, что κ-казеин более не присутствует или присутствует в уменьшенном количестве на внешней поверхности казеиновых мицелл, тогда повышается вероятность взаимодействия казеиновых мицелл с другими казеиновыми мицеллами, что в результате может привести к разделу фаз и/или образованию геля после длительного хранения.

В новых способах по настоящему изобретению стабильные концентрированные жидкие молочные продукты получают, обеспечивая сначала жидкую молочную основу, содержащую лактозу, казеиновые белки и сывороточные белки. Далее жидкую молочную основу концентрируют с использование таких способов, как микрофильтрация, которую проводят таким образом, что концентрируют казеиновый белок и удаляют сывороточные белки, лактозу и минеральные вещества из жидкой молочной основы с получением, как правило, ретентата концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой. Предпочтительно ретентат после стадии микрофильтрации имеет общее содержание белка в пределах, по меньшей мере, от около 13 до около 17 процентов и пониженное содержание лактозы и сывороточного белка относительно исходной молочной жидкости. Как правило, отсутствует предварительное нагревание или стадия другой тепловой обработки жидкой молочной основы перед концентрированием, и температуры и время воздействия во время и перед микрофильтрацией поддерживают ниже тех значений, при которых происходит перекрестное сшивание сывороточного белка и казеина. В одном варианте воплощения настоящего изобретения, например, температуру жидкой молочной основы до и во время микрофильтрации поддерживают ниже температуры около 90°C, предпочтительно ниже около 70°C и в некоторых случаях ниже около 55°C.

После микрофильтрации в ретентат концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой может быть добавлен стабилизатор и усилитель ощущения во рту при потреблении с получением промежуточного концентрированного жидкого молочного продукта. Затем промежуточный жидкий молочный продукт может быть подвергнут стерилизации в течение периода времени и при температуре, достаточных для получения стабильного концентрированного жидкого молочного продукта с показателем F_o, по меньшей мере, около 5. Поскольку регулируют температуру воздействия на промежуточный жидкий концентрированный молочный продукт перед удалением сывороточного белка и подвергают воздействию повышенной температуры только после удаления сывороточного белка, промежуточный жидкий концентрированный молочный продукт, как правило, устойчив к образованию геля во время стерилизации, и полученный в результате стабильный концентрированный жидкий молочный продукт устойчив к образованию геля, по меньшей мере, в течение около 9 месяцев (предпочтительно, по меньшей мере, около 12 месяцев) хранения при комнатной температуре.

Как правило, полученный в результате стабильный концентрированный жидкий молочный продукт имеет общее содержание сухих веществ от около 25 до около 30 процентов (предпочтительно от около 28 до около 30 процентов) и общее содержание белка от около 9 до около 13 процентов (предпочтительно концентрат имеет содержание от около 8 до около 12 процентов казеинового белка и около 1 процента или менее сывороточных белков) и, как правило, менее чем около 1 процента лактозы. Композиция общего белка в полученном в результате стабильном концентрированном жидком молочном продукте включает, по меньшей мере, около 90 процентов казеинового белка и менее чем около 10 процентов сывороточных белков (предпочтительно, по меньшей мере, около 95 процентов казеинового белка и менее чем около 5 процентов сывороточных белков). Другими словами, полученное в результате соотношение казеиновых белков к сывороточным белкам в готовых концентратах в некоторых случаях составляет, по меньшей мере, около 90:10 и в других случаях, по меньшей мере, около 95:5. Это соотношение контрастирует с соотношением казеина к сывороточным белкам около 80:20 в исходной молочной жидкости и концентратах из предшествующего уровня техники, из которых не удаляли сывороточные белки.

Стабильные концентрированные жидкие молочные продукты, полученные способами по настоящему изобретению, также могут включать другие компоненты, включая стабилизаторы и/или усилители ощущения во рту при потреблении. Например, стабильный концентрированный жидкий молочный продукт может включать от около 0,2 до около 0,4 процента стабилизатора (предпочтительно от около 0,25 до около 0,33 процента). Стабильный концентрированный жидкий молочный продукт также может содержать от около 0,4 до около 0,6 процента усилителя ощущения во рту при потреблении. Наконец, стабильный концентрированный жидкий молочный продукт также может содержать от около 4,5 до около 6 процентов подсластителя, такого как сахар.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения способы по настоящему изобретению также позволяют получить стабильные концентрированные жидкие молочные продукты, которые могут включать смесь ультрафильтрованного и прошедшего предварительное нагревание жидкого молочного продукта, скомбинированную с жидкими молочными продуктами, концентрированными с использованием указанных выше способов, при которых удаляют сывороточные белки и лактозу. Например, второй исходный молочный продукт может содержать казеиновый белок и сывороточные белки, пройти предварительное нагревание в течение периода времени и при температуре, достаточных для перекрестного сшивания сывороточных белков и казеина, и затем быть подвергнут концентрированию с использованием ультрафильтрации с получением ретентата второго концентрированного жидкого молочного продукта. Ретентат второго концентрированного жидкого молочного продукта может иметь повышенное содержание как казеинового белка, так и сывороточных белков относительно второй исходной молочной жидкости. В одном варианте воплощения настоящего изобретения белковая композиция второго концентрированного жидкого молочного продукта может иметь содержание казеинового белка от около 80 до около 83 процентов и от около 17 до около 20 процентов сывороточных белков и, по меньшей мере, 70 процентов сывороточных белков перекрестно сшиты с казеиновым белком. Затем ретентат второго концентрированного жидкого молочного продукта может быть смешан с указанным выше ретентатом концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой с получением концентратов с варьирующим содержанием сывороточных белков и казеинового белка и варьирующим содержанием перекрестно сшитых сывороточных белков и казеинового белка.

На чертежах:

фиг.1 - блок-схема способа концентрирования жидкого молочного продукта;

фиг.2 - блок-схема предпочтительного способа концентрирования жидкого молочного продукта; и

фиг.3 - блок-схема варианта выполнения способа получения концентрированных жидких молочных продуктов, которые представляют собой смеси микрофильтрованных и ультрафильтрованных жидких молочных продуктов.

Настоящее изобретение в целом относится к способам получения стабильных при хранении концентрированных жидких молочных продуктов с пониженным содержанием сывороточных белков и лактозы, полученных без использования предварительного нагревания или других видов тепловой обработки перед концентрированием. В одном аспекте способы сначала ограничивают температурное воздействие на исходную молочную жидкость до и во время концентрирования до температуры и времени воздействия ниже тех, при которых происходит перекрестное сшивание сывороточных белков с казеином. В другом аспекте в способах затем используют концентрирование, при котором удаляют сывороточные белки, лактозу и минеральные вещества перед воздействием повышенных температур на концентрированные жидкие молочные продукты. В результате первого регулирования температуры и/или времени воздействия, которому подвергается содержащий сывороточные белки жидкий молочный продукт до и во время концентрирования, считается, что перекрестное сшивание между сывороточными белками и казеином может быть снижено или в некоторых случаях отсутствует. Затем проводят концентрирование жидкостей, при котором удаляют сывороточные белки и лактозу перед воздействием на жидкости повышенной температуры и/или температуры стерилизации, что сильно снижает (если вообще позволяет) перекрестное сшивание сывороточных белков с казеином в готовом продукте при воздействии высокой температуры. Считается, что в результате комбинирования такого жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой с процедурами регулирования температуры перед концентрированием улучшается стабильность при хранении готового концентрированного напитка, по меньшей мере, до около 9 месяцев и наиболее предпочтительно до более чем 12 месяцев.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения в способе сначала ограничивают термическое воздействие на исходное жидкое молочное сырье до и во время концентрирования до температуры, ниже той, при которой происходит перекрестное сшивание сывороточных белков с белками κ-казеина в казеиновых мицеллах перед концентрированием. Как указано в предшествующем уровне техники, раньше считалось, что перекрестное сшивание необходимо для увеличения срока хранения концентрированных молочных напитков. Способы по настоящему изобретению позволяют избежать такого перекрестного сшивания и стадий нагревания. Например, в способах по настоящему изобретению, как правило, поддерживают температуру и время воздействия на исходную молочную жидкость до и во время концентрирования около 90°C или менее, в некоторых случаях ниже около 70°C или менее и в других случаях ниже около 55°C таким образом, что в жидком молочном продукте по существу не происходит перекрестного сшивания или происходит минимальное перекрестное сшивание между казеином и сывороточными белками перед удалением сывороточных белков во время концентрирования. Как описано более детально ниже, перекрестное сшивание между казеином и сывороточными белками может быть измерено содержанием в жидкости растворимого белка при pH 4,6. Для целей настоящего изобретения по существу отсутствие или минимальное перекрестное сшивание между казеином и сывороточными белками означает содержание, по меньшей мере, около 90 процентов или более растворимого белка при pH 4,6 в жидком молочном продукте перед концентрированием.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения жидкий молочный продукт затем концентрируют с использованием таких технологий, как микрофильтрация, для концентрирования казеинового белка и удаления сывороточных белков, лактозы и других минеральных веществ с использованием или без использования диафильтрации с получением ретентата концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой с соотношением казеина к сывороточным белкам, по меньшей мере, около 90:10 и предпочтительно, по меньшей мере, около 95:5. Далее, перед стерилизацией в ретентат концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой могут быть добавлены эффективные количества стабилизаторов и усилителей ощущения во рту при потреблении для получения промежуточного концентрированного жидкого молочного продукта с композицией, устойчивой к образованию геля и потемнению во время стерилизации. Затем промежуточный концентрированный жидкий молочный продукт стерилизуют с получением стабильного концентрированного жидкого молочного продукта с показателем F_o, по меньшей мере, около 5 (предпочтительно, по меньшей мере, около 6,5 и более предпочтительно, по меньшей мере, около 7,5). Полученный в результате стабильный концентрированный жидкий молочный продукт устойчив к образованию геля, по меньшей мере, в течение около 9 месяцев, предпочтительно, по меньшей мере, около 12 месяцев хранения при комнатной температуре.

В частности, стабильный и органолептически привлекательный жидкий молочный продукт получают при использовании многостадийного процесса для достижения заданного показателя стерилизации и продукта со стабильными характеристиками. Фиг.1 иллюстрирует приведенный в качестве примера основной способ получения стабильного концентрированного жидкого молочного продукта. Сначала исходную молочную жидкость или основу жидкого молочного продукта необязательно гомогенизируют. Затем исходную молочную жидкость концентрируют до требуемого уровня с получением ретентата концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой. Предпочтительно до и во время концентрирования не проводят предварительного нагревания или других видов термической обработки, которая по существу может привести к перекрестному сшиванию между казеином и сывороточными белками в исходном жидком молочном продукте. Как правило, концентрат (перед внесением добавок) имеет общее содержание сухих веществ от около 24 до около 25 процентов при использовании таких технологий, как только микрофильтрация, так и микрофильтрация в комбинации с диафильтрацией для удаления сывороточных белков, лактозы и минеральных веществ. В случае, когда микрофильтрацию комбинируют с диафильтраций, диафильтрацию следует проводить во время или после микрофильтрации. Затем после стадии концентрирования ретентат концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой гомогенизируют. Затем в гомогенизированный концентрированный жидкий молочный продукт могут быть добавлены эффективные количества добавок, таких как стабилизатор или усилитель ощущения во рту при потреблении. Готовый стабильный концентрированный жидкий молочный продукт, который предпочтительно имеет общее содержание белка более чем около 9 процентов (наиболее предпочтительно от около 12 до около 13 процентов белка), расфасовывают и стерилизуют до достижения показателя стерилизации F_o более чем 5 с получением стабильного концентрированного жидкого молочного продукта.

Фиг.2 иллюстрирует приведенный в качестве примера один из предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения с получением стабильного концентрированного жидкого молочного продукта. Сначала двухпроцентное молоко гомогенизируют и затем концентрируют с использованием микрофильтрации с диафильтрацией с получением ретентата концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой, имеющего целевую композицию (перед внесением добавок) с общим содержанием белка от около 16 до около 17 процентов, жира от около 13 до около 14 процентов, менее чем около 1 процента лактозы и с общим содержанием сухих веществ от около 24 до около 25 процентов. Ретентат концентрированного жидкого молочного продукта с удаленными сывороточными белками и лактозой также, как правило, содержит, по меньшей мере, около 90 процентов казеина (от около 93 до около 95 процентов казеина) от общего содержание белка и менее чем около 10 процентов сывороточных белков (менее чем от около 5 до около 7 процентов сывороточных белков) от общего содержание белка.

Перед концентрированием не проводят стадию предварительного нагревания или какой-либо тепловой обработки двухпроцентного молока, которая может привести к перекрестному сшиванию сывороточных белков и казеина. Как правило, поддерживают температуру 2% молока до и во время концентрирования около 90°C или ниже, предпочтительно около 70°C или ниже и наиболее предпочтительно около 55°C или ниже при времени воздействия, позволяющем минимизировать и предпочтительно предотвращать перекрестное сшивание.

Затем с ретентатом могут быть смешены добавки. В одном варианте воплощения настоящего изобретения добавки могут включать, по меньшей мере, один стабилизатор (например, от около 0,2 до около 0,4 процентов тринатрий цитрата или двунатрий фосфата), по меньшей мере, один усилитель ощущения во рту при потреблении (например, от около 0,2 до около 0,6 процента хлорида натрия) и необязательные добавки (например, от около 0,01 до около 0,02 процента ароматизатора и от около 4 до около 6 процентов подсластителя).

Затем полученный в результате продукт расфасовывают и стерилизуют (например, автоклавируют) до достижения показателя стерилизации F_o, по меньшей мере, 5 с получением в результате стабильного концентрированного жидкого молочного продукта. В одном варианте воплощения настоящего изобретения готовый или полученный в результате стабильный концентрированный жидкий молочный продукт имеет целевую композицию с общим содержанием белка от около 9 до около 13 процентов, из которых, по меньшей мере, около 90 процентов казеина (предпочтительно, от около 93 до около 95 процентов казеина) и менее чем около 10 процентов сывороточных белков (предпочтительно в пределах менее чем от около 5 до около 7 процентов сывороточных белков), от около 6 до около 8 процентов жира, менее чем около 1 процента лактозы и с общим содержанием сухих веществ от около 25 до около 30 процентов.

Степень стерилизации или показатель стерилизации (F_o) основывается на времени, в течение которого молочный продукт подвергался воздействию определенных температур и является высшей точкой всех термических обработок, которым подвергается продукт в процессе получения. Таким образом, требуемый показатель стерилизации может быть достигнут посредством различных условий обработки. Как правило, концентрированное молоко стерилизуют до F_o, равного, по меньшей мере, 5 и предпочтительно значительно более высокого (например, 15 или выше). К сожалению, как было описано выше, высокие значения температур или длительная выдержка при температурах, которые являются обычно необходимыми при традиционных способах стерилизации для достижения требуемых показателей стерилизации, также отрицательно сказываются на стабильности концентрированного молока, особенно концентрированного молока с уровнем содержания белков, приблизительно равным более 7%, вызывая образование геля или потемнение.

Показатель стерилизации для процесса стерилизации может быть измерен с использованием графического интегрирования параметров времени-температуры во время медленного нагревания пищевого продукта до точки кипения на графике процесса термической обработки. Это графическое интегрирование демонстрирует уровень общей летальности в продукте, подвергшемся обработке. Для определения времени обработки, требуемого для достижения заданного показателя стерилизации F_o, используется графический метод, для этого требуется график глубины прогревания (например, графическая диаграмма температуры в зависимости от времени) при медленном локальном нагревании пищевого продукта. Затем на диаграммы нагревания последовательно наносят деления в малых шагах приращения времени, высчитывают среднюю арифметическую величину значения температуры для каждого шага приращения времени, используя для определения показателя летальности (L) для каждой средней температуры формулу:

L=10^(Т-121)/z,

где

Т = среднеарифметическая температура для малого шага приращения времени в °С;

Z = нормированная величина для конкретных микроорганизмов; и

L = летальность конкретных микроорганизмов при температуре Т.

Далее показатель летальности высчитывают, как приведено выше, для каждого малого шага приращения времени и умножают на шаг приращения времени, и затем суммируют для получения показателя стерилизации (F_o), используя формулу:

F_o=(t_T1)(L₁)+(t_T2)(L₂)+(t_T3)(L₃)+…,

где

t_T1, t_T2, … = шаг приращения времени при температуре Т1, Т2,…;

L₁, L₂, … = показатель летальности для шага приращения времени 1, шага приращения времени 2, …; и

F_o = показатель стерилизации микроорганизмов при температуре 121°С.

Таким образом, как только кривая проникновения получена, показатель стерилизации F_o для процесса может быть высчитан конвертированием длительности времени обработки при любой температуре до эквивалентного времени обработки при оговоренной температуре, равной 121°С (250°F). Расчет показателя стерилизации в общем описан в Jay, «High Temperature Food Preservation and Characteristics of Thermophilic Microorganisms», in Modern Food Microbiology (D.R. Heldman, ed.), 1998, ch. 16, New York, Aspen Publishers, который введен здесь ссылкой в полном объеме.

Для цели настоящего изобретения следующие термины обозначают: «сывороточный белок» относится к белку, содержащемуся в плазме молока, иному, чем казеин (то есть сывороточный белок относится к белкам, содержащимся в сыворотке). Термин «плазма молока» обозначает часть сырого молока, остающуюся после удаления жира. Термин «казеин», как правило, обозначает казеин как таковой (например, кислотный казеин) или его водорастворимые соли, такие как казеинаты (например, казеинат кальция, натрия или калия и их смеси). Количество казеина и процентное содержание, описанные здесь, заявлены от общего количества казеина и казеината (за исключением его катионов металлов). Как правило, казеин относится к любому или всем фосфопротеинам молока и любым их смесям. Одной из важных характеристик казеина является то, что он образует мицеллы, встречающиеся в натуральном молоке. Были определены многие компоненты казеина, включая, но не ограничиваясь: α-казеин (включая α_s1-казеин и α_s2-казеин), β- казеин, γ-казеин, κ-казеин и их генетические модификации.

Термин «молоко с пониженным содержанием жира» означает, что содержание жира в молоке составляет около 2 процентов. Термин «молоко с низким содержанием жира» означает, что содержание жира в молоке составляет около 1 процента. Термин «обезжиренное молоко» или «снятое молоко» означает, что содержание жира в молоке составляет менее 0,2 процента. Термин «цельное молоко» означает, что содержание жира в молоке составляет около не менее 3,25 процента, оно может быть стандартизовано или не стандартизовано. Термин «пахта» обозначает остаточный продукт после того, как молоко или сливки были подвергнуты обработке в процессе получения масла, и содержание жира составляет не менее 3,25 процента. Термин «сырое молоко» означает, что молоко еще не подверглось термической обработке. Молоко или молочные продукты, использованные в способах по настоящему изобретению, могут быть стандартизованы или не стандартизованы. Предпочтительным является молоко, полученное от коров; однако если требуется, может быть использовано молоко других млекопитающих, употребляемое в пищу людьми.

Термин «срок хранения» или «длительно хранящийся» обозначает период времени, в течение которого молочный продукт может храниться при температуре от около 70°F до около 75°F без развития нежелательных органолептических показателей, таких как нежелательный аромат, внешний вид, вкус, консистенция или ощущение во рту при потреблении. Кроме того, органолептически приемлемый молочный продукт в течение данного срока хранения не приобретает посторонний аромат, привкус или не темнеет, не будет иметь агрегированной, вязкой или скользкой текстуры и без образования геля. Термин «стабильный» или «длительно хранящийся» означает, что молочный продукт в течение данного периода времени не будет иметь нежелательных органолептических показателей, таких как описано выше, и будет органолептически приемлем и не разделяется на множество фаз (то есть жир, сливки, сыворотку и/или осадок) и сохраняет внешний вид, аналогичный гомогенному молокоподобному жидкому продукта.

Термин «общее содержание сухих веществ молока» или «общее содержание сухих веществ» относится к общему содержанию жира и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО). Термин «СОМО» обозначает общую массу белков, лактозы, минеральных веществ, кислот, ферментов и витаминов.

По существу при осуществлении способа по настоящему изобретению может быть использован любой жидкий молочный продукт. Предпочтительно жидкий молочный продукт получают от любого животного, дающего молоко, употребляемое в пищу человеком. В число таких животных в качестве примера включаются без ограничения: коровы, буй