Кофейно-молочные текучие концентраты - RU2422033C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к концентратам напитков, а именно - к текучим, стабильным при хранении, смешанным кофейно-молочным концентратам.

Быстрорастворимые кофейные продукты, содержащие кофейно-молочные смеси, обычно представлены в одной из трех форм: в форме сухой порошкообразной смеси, готового к употреблению напитка (RTD) или текучего концентрата. Однако при смешивании ингредиентов кофе и молочного продукта в один продукт нестабильность этих двух компонентов может вызвать трудности при получении органолептически привлекательного, стабильного при хранении продукта. Каждая конкретная форма продукта имеет свои недостатки, которые или вызывают трудности при получении стабильной формы, или полученный в результате готовый продукт менее органолептически привлекателен с точки зрения потребителя.

Сухие порошкообразные смеси из двух компонентов - сухих веществ кофе и сухих сливок доступны под различными торговыми марками. Эти порошкообразные смеси восстанавливают в напиток путем добавления подходящего количества жидкости с получением кофейно-молочного напитка. Однако обычно сухие порошкообразные смеси не приемлемы для некоторых потребителей, ввиду их слабого сенсорного ощущения свежести за счет использования сухих сливок. Также порошкообразные смеси могут плохо растворяться в холодной воде, что в результате ограничивает количество сухих веществ кофе или сухих сливок, которые могут быть в смеси. Часто более высокое содержание сухих веществ кофе приводит к повышению кислотности полученного готового напитка, что может явиться причиной флокуляции или осаждения частиц молочного продукта из раствора при восстановлении.

RTD кофейно-молочные напитки также коммерчески доступны, но из-за веса и объема воды в каждой порции эти напитки объемные и требуют больших затрат при транспортировке. Кроме того, также традиционно RTD напитки для повышения стабильности при нагревании и минимизации образования хлопьев на поверхности горячего кофейного напитка (такое, как нестойкие хлопьеподобные образования на поверхности напитка) включают большие количества буферных солей (например, фосфаты натрия и калия, цитраты и тому подобное) или агенты наполнители (например, сахара, соли, камеди и тому подобное). Такие дополнительные ингредиенты, включая ароматизаторы, часто добавляют в рецептурные составы ГУП напитков для получения продукта, который сохраняет стабильность. Однако эти ГУП напитки не всегда выглядят, как аутентичные кофейные напитки, из-за их органолептических характеристик.

Концентрированные жидкости представляют собой другой вариант возможности получения быстрорастворимого кофейно-молочного продукта. В этой форме кофейно-молочные ингредиенты присутствуют в виде концентрированной жидкости, которую потребители разводят или восстанавливают с получением желаемого готового напитка. Текучие кофейно-молочные концентраты уровня техники также имеют проблемы, связанные со стабильностью, которые в результате приводят к желатинизации и/или агломерации белка при стерилизации или во время хранения. Дополнительно, высокие уровни лактозы в результате могут привести к реакции Майара, что может вызвать потемнение. В итоге обычно в некоторых случаях концентраты кофе и молочного продукта имеют ограничение по содержанию сухих веществ молочного продукта и/или кофе для минимизации этих проблем, или производитель просто предупреждает, что срок годности концентрата ограничен таким сроком, как три месяца или менее.

В текучих кофейно-молочных концентратах уровня техники обычно в качестве молочного ингредиента используют сливки, цельное молоко или обезжиренное молоко в концентрированной или сгущенной форме. Применение концентрированного или сгущенного молока в концентратах уровня техники также имеет недостатки. Концентрированные или сгущенные молочные продукты получают простым концентрированием молочного сырья и, следовательно, оно включает все компоненты в тех же относительных количествах, что и в исходном молочном сырье. Следовательно, концентрированное или сгущенное молоко включает большое количество лактозы и различные минеральные вещества, содержащиеся в молоке. Как указано выше, лактоза и минеральные вещества могут образовывать в молочных концентратах нестабильные формы. Дополнительно известно, что процесс концентрирования или сгущения приводит к появлению нежелательных органолептических нот, таких как привкус кипяченого молока.

Как указано выше, в концентрированных и сгущенных ингредиентах уровня техники большая часть сухих веществ молока включает лактозу, другие минеральные вещества в том же соотношении, что и в молочном сырье. Например, концентраты уровня техники с использованием сгущенного или концентрированного молока обычно имеют содержание белка около 26 процентов от общего веса сухих веществ молока и около 40 процентов лактозы от общего веса сухих веществ молока. В случае, когда желательно, чтобы в концентрате с использованием сгущенного или концентрированного молока был высокий уровень молочного белка, концентрированный молочный компонент также обеспечивает соответствующие высокие уровни лактозы и минеральных веществ (поскольку концентрированное и сгущенное молоко содержит эти ингредиенты в том же относительном количестве, что и в источнике молока), которые, как указано выше, могут вызвать проблемы, связанные и с нестабильностью концентрата.

Попытки улучшения стабильности кофейно-молочных концентратов с использованием концентрированного или сгущенного молока включают добавление дополнительных компонентов в концентраты. В некоторых случаях в попытке улучшения стабильности продукта, содержащего кофе и молочный продукт, в концентрат добавляют глицерин, моно- и диглицериды, каррагенан, пектин или ингредиенты аромата кофе. Однако применение больших количеств этих добавок приводит к сложностям в процессе получения, дополнительно удорожая рецептурный состав, и в результате могут привести к появлению нежелательных органолептических характеристик и текстур в готовом напитке. В других случаях сухие вещества кофе и молочных компонентов могут продаваться в отдельных пакетиках, и позднее при использовании их комбинируют. Однако такое разделение необходимых компонентов при упаковке и продаже их, как двух отдельных компонентов, вызывает необходимость смешивания их вместе потребителем.

Для минимизации объема и веса концентрата необходимо обеспечить высокий уровень концентрации за счет повышения уровня сухих веществ в продукте. Однако простое увеличение сухих веществ кофе и/или молочного продукта в существующих рецептурных составах вызывает не только указанные выше органолептические проблемы и проблемы в процессе получения, но и также обычно ведет к появлению гелеобразной или пудингообразной консистенции готового продукта. Такая текстура не приемлема для потребителей, поскольку они ожидают, что напиток по своей текстуре является жидкостью.

Поэтому рецептуры кофейно-молочных концентратов уровня техники обычно имеют ограничения по количеству молочного белка и/или сухих веществ кофе, которые могут быть преобразованы с получением стабильного жидкого концентрата. Например, концентраты кофе и молочного продукта уровня техники обычно ограничены содержанием сухих веществ кофе около 15 процентов или менее, а также менее чем 28 процентов сухих обезжиренных веществ молока. Однако, поскольку концентраты рассчитаны на применение сгущенного или концентрированного молока (которое имеет содержание молочного белка, лактозы и минеральных веществ в тех же относительных процентных соотношениях, что и в молочном сырье), эти концентраты также ограничены по содержанию молочного белка, который может входить в состав стабильного при длительном хранении жидкого молочного концентрата напитка обычно из-за нежелательного содержания высокого уровня лактозы в этих напитках. Например, сухие обезжиренные вещества молока составляют обычно около 37 процентов, лактозы 54 процента и 8 процентов других минеральных веществ, обычно эти концентраты уровня техники имеют ограничение в рецептурном составе по содержанию молочного белка 10 процентов или менее, лактозы 15 процентов или менее и до около 3 процентов других минеральных веществ одновременно. Другими словами, концентраты уровня техники содержат около 37 процентов белка от сухих обезжиренных веществ молока и около 54 процентов лактозы от сухих обезжиренных веществ молока. Как указано выше, эти уровни лактозы и минеральных веществ в результате могут привести к нежелательным проблемам в высококонцентрированных продуктах или для сохранения стабильности требуется добавление нежелательных ингредиентов.

Настоящее изобретение относится к смешанным жидким концентратам и способам их получения, причем смешанный жидкий концентрат может быть восстановлен с получением быстрорастворимого кофейного напитка с молочным продуктом с использованием как горячей, так и холодной жидкости. Смешанные жидкие концентраты могут включать смесь, по меньшей мере, жидкого молочного компонента, кофейного компонента, стабилизирующего или забуферивающего компонента и необязательно усилителей ощущения во рту при потреблении в качестве стабильной при нагревании и стабильной при длительном хранении текучей жидкости с приемлемым ощущением во рту при потреблении.

В одном аспекте жидкий молочный компонент предпочтительно получают из ультрафильтрованного, наиболее предпочтительно ультрафильтрованного и диафильтрованного жидкого молочного источника для концентрирования сухих веществ молока и удаления лактозы и других минеральных веществ. При восстановлении получают жидкий молочный компонент, полученный из жидкого молочного источника, который не подвергался концентрированию или сгущению, полученный в результате смешанный жидкий концентрат демонстрирует свежие, молочные и/или сливочные ноты, аналогичные традиционным кофейным продуктам с добавлением свежего молока или сливок. Дополнительно, поскольку жидкий молочный компонент предпочтительно ультрафильтрован или диафильтрован для удаления лактозы и других минеральных веществ, смешанный жидкий концентрат может включать повышенное содержание молочного белка и сухих веществ кофе и все еще остается стабильным во время тепловой обработки и в течение всего срока хранения, поскольку повышенное содержание белка не приводит к соответствующему повышению содержания лактозы и минеральных веществ как в сгущенных, так и в концентрированных продуктах из предшествующего уровня техники.

По сравнению с концентратами из предшествующего уровня техники смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению получают с использованием ультрафильтрованных молочных компонентов, имеющих повышенное содержание молочного белка от сухих обезжиренных веществ молока и более низкое содержание молочных сахаров и минеральных веществ от сухих обезжиренных веществ молока. В тоже самое время смешанные жидкие концентраты также имеют повышенное содержание кофейного компонента, но даже с таким повышенным содержанием белка и кофе смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению все еще остаются стабильными и текучими, несмотря на проведение тепловой обработки, используемой в процессе получения, наряду со стабильностью в течение всего срока хранения продукта.

В другом аспекте стабилизирующий компонент смешанного жидкого концентрата эффективен как для поддержания pH, так и для поддержания смешанного жидкого концентрата с высоким содержанием молочного белка в текучей жидкой форме. В одном варианте воплощения настоящего изобретения предпочтительные стабилизирующие компоненты представляют собой фосфатные соли (и наиболее предпочтительно двунатрий фосфат), которые считаются более эффективными для уменьшения понижения pH, которое обычно происходит во время стерилизации.

Было установлено, что относительно узкие пределы стабилизирующего компонента относительно сухих веществ кофе эффективны для получения концентратов, которые остаются жидкими в течение всего срока хранения при повышенном содержании белка, когда в качестве исходного сырья используют ультрафильтрованный источник молока. С другой стороны, слишком малое или слишком большое содержание стабилизирующего компонента относительно сухих веществ кофе приводит в результате к получению не текучего или гелеобразного концентрата. Также было установлено, что эффективные пределы стабилизирующего компонента относительно сухих веществ кофе неожиданно сужаются, при повышении процента кофе в концентрате.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения смешанный кофейно-молочный концентрат имеет общее содержание сухих веществ около 30 процентов или выше, включает концентрированный жидкий молочный компонент и от около 2 до около 6 процентов сухих веществ кофе. Концентрированный жидкий молочный компонент может содержать от около 12 до около 20 процентов общих сухих веществ молока, включая сухие обезжиренные вещества молока с содержанием молочного белка и лактозы. Жидкий концентрированный молочный компонент также содержит, по меньшей мере, около 90 процентов молочного белка от сухих обезжиренных веществ молока и менее чем около 9 процентов лактозы от сухих обезжиренных веществ молока. В одном варианте воплощения настоящего изобретения жидкий концентрированный молочный компонент может быть получен из ультрафильтрованного жидкого молока. Как указано выше, концентраты по настоящему изобретению также включают эффективное количество стабилизирующей соли таким образом, что смешанный кофейно-молочный концентрат остается текучей жидкостью после проведения тепловой обработки смешанного кофейно-молочного концентрата. Эффективные пределы соотношения сухих веществ кофе к стабилизирующей соли варьируют в узких пределах, обозначенных границами от около 5,8:1 до около 3,3:1 при около 2 процентах кофе, от около 5,4:1 до около 3,4:1 при около 3 процентах кофе, от около 5,0:1 до около 3,5:1 при около 4 процентах кофе, от около 4,4:1 до около 3,6:1 при около 5 процентах кофе и от около 4,8:1 до около 4,3:1 при около 6 процентах кофе и всех соотношениях внутри этих пределов.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения смешанный жидкий концентрат может включать от около 12 до около 20 процентов ультрафильтрованных сухих веществ молока (предпочтительно от около 17 до около 19 процентов), от около 2 до около 6 процентов кофейного компонента и от около 0,2 до около менее чем 1,5 процента стабилизирующего компонента (предпочтительно от около 0,6 до около 1,4 процентов). Такие концентраты остаются текучими и стабильными жидкостями при тепловой обработке и в течение всего срока хранения. В такой форме смешанный жидкий концентрат обычно имеет содержание молочного белка от около 7 до около 11 процентов (предпочтительно от около 10 до около 11 процентов молочного белка) и менее чем около 1 процента лактозы. От сухих обезжиренных веществ молока смешанный жидкий концентрат может включать, по меньшей мере, 90 процентов белка (предпочтительно, по меньшей мере, около 94 процента белка) и менее чем около 9 процентов лактозы (предпочтительно менее чем около 5 процентов лактозы). Таким образом, смешанные концентраты могут иметь общее содержание сухих веществ, по меньшей мере, около 30 процентов и предпочтительно от около 32 до около 40 процентов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - график процентного содержания сухих веществ молока по отношению к процентному содержанию сухих веществ кофе в жидких кофейно-молочных концентратах,

Фиг.2 - график процентного содержания сухих веществ молока по отношению к процентному содержанию сухих веществ кофе в жидких кофейно-молочных концентратах, и

Фиг.3 - график процентного содержания стабилизирующего компонента по отношению к процентному содержанию сухих веществ кофе в жидких кофейно-молочных концентратах.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к смешанным жидким концентратам и способам их получения, причем смешанный жидкий концентрат может быть восстановлен с получением быстрорастворимого кофейного напитка с молочным продуктом с использованием как горячей, так и холодной жидкости. Смешанные жидкие концентраты могут включать смесь, по меньшей мере, жидкого молочного компонента, кофейного компонента, стабилизирующего/забуферивающего компонента и необязательно усилителей ощущения во рту при потреблении в количестве, эффективном для получения стабильной при обработке и стабильной при хранении текучей жидкости.

В одном аспекте смешанные жидкие концентраты имеют повышенное содержание молочного белка относительно сухих обезжиренных веществ молока и более низкое содержание молочных сахаров и минеральных веществ относительно сухих обезжиренных веществ молока по сравнению с концентратами из предшествующего уровня техники. Также обычно смешанные жидкие концентраты имеют повышенное содержание кофейного компонента относительно содержания белка, но даже при таких повышенных содержаниях белка и кофе смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению все еще остаются стабильными и текучими после тепловой обработки стерилизацией и в течения всего срока хранения продукта.

В другом аспекте жидкий молочный компонент может быть получен из ультрафильтрованного и предпочтительно ультрафильтрованного и диафильтрованного молока. Стабилизирующий компонент может быть добавлен в количестве, эффективном для поддержания pH и поддержания смешанного жидкого концентрата в текучей и жидкой форме. Было установлено, что относительно узкие пределы содержания стабилизирующего компонента относительно сухих веществ кофе эффективно поддерживают напиток в жидком состоянии. Слишком малое или слишком большое содержание стабилизирующего компонента относительно сухих веществ кофе приводит в результате к получению не текучего или гелеобразного концентрата. Также было установлено, что эффективные пределы стабилизирующего компонента относительно сухих веществ кофе неожиданно сужаются, при повышении процента кофе в концентрате. В результате смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению обычно имеют относительно низкое содержание стабилизирующих агентов и агентов наполнителей по сравнению с существующими концентратами и также они могут быть по существу свободны от других агентов или содержат только незначительные количества других агентов, усиливающих текучесть обычно используемых в концентратах из предшествующего уровня техники, таких как концентраты аромата кофе, камеди, эмульгаторы и тому подобное. Следовательно, смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению позволяют получить концентрированный кофейно-молочный напиток, который значительно ближе к традиционному кофейному продукту, содержащему свежий молочный компонент.

Как указано выше, жидкий молочный компонент предпочтительно получают из ультрафильтрованного и наиболее предпочтительно получают из ультрафильтрованного и диафильтрованного жидкого молочного продукта, такого как молоко. Один из подходящих способов получения жидкого молочного компонента описан в патентной заявке США серийный номер 11/186543, введенной здесь ссылкой в полном объеме. Другой подходящий способ получения жидкого молочного компонента описан в патентной заявке США серийный номер 12/203051, который также введен здесь ссылкой в полном объеме. Однако при необходимости также могут быть использованы другие способы ультрафильтрации и диафильтрации.

При восстановлении смешанного жидкого концентрата, полученного при использовании ультрафильтрованного молока, поскольку жидкий молочный компонент получают из жидкого молока, которое не подвергалось концентрированию или выпариванию, полученный в результате кофейно-молочный напиток демонстрирует свежие, молочные и/или сливочные ноты, аналогичные традиционным кофейным продуктам с добавлением свежего молока или сливок. Дополнительно, поскольку жидкий молочный компонент ультрафильтрован и диафильтрован для удаления лактозы и других минеральных веществ, смешанный жидкий концентрат может включать повышенное содержание молочного белка относительно сухих веществ кофе и сухих обезжиренных веществ молока, и все еще остается стабильным в высококонцентрированной форме во время тепловой обработки и в течение всего срока хранения. Смешанные жидкие концентраты с пониженным содержанием лактозы по настоящему изобретению обычно не подверглись покоричневению и другим нежелательным изменениям, обнаруживаемым в концентратах с высоким содержанием лактозы из предшествующего уровня техники.

Предпочтительно смешанный жидкий концентрат может включать от около 12 до около 20 процентов ультрафильтрованных сухих веществ молока (наиболее предпочтительно от около 17 до около 19 процентов), от около 1,6 до около 6 процентов кофейного компонента (наиболее предпочтительно от около 2 до около 6 процентов), и менее чем около 1,5 процентов стабилизирующего компонента (предпочтительно от около 0,2 до около 1,4 процента и наиболее предпочтительно от около 0,6 до около 1,4 процентов). Также жидкие концентраты могут включать другие необязательные компоненты, такие как жиры, подсластители, ароматизаторы, наполнители и/или другие ингредиенты, если необходимо для конкретного продукта. Например, жидкий концентрат также может включать от около 0 до около 16 процентов жира, от около 0,3 до около 10 процентов хлорида натрия, от около 3 до около 23 процентов сахарозы и/или от около 0 до около 0,1 ароматизатора. Однако следует учесть, что такие количества могут варьировать в зависимости от конкретного применения и используемого исходного сырья.

Смешанные жидкие концентраты остаются стабильными в течение всего срока хранения в виде текучей жидкости и могут быть стерилизованы, как единый смешанный концентрат, а не по отдельности, как молочный компонент и как кофейный компонент. Например, смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению остаются стабильными в виде текучей жидкости в течение, по меньшей мере, около 5 месяцев, предпочтительно, по меньшей мере, около 9 месяцев, по меньшей мере, от около 12 до около 18 месяцев. Используемый здесь термин «стабильный» относится к периоду времени, в течение которого смешанный жидкий концентрат может храниться при температуре от около 70 до около 75°F и остается в виде смешанной текучей жидкости без появления неприемлемых органолептических характеристик, таких как неприемлемый аромат, внешний вид, вкус, консистенция или ощущение во рту при потреблении. Дополнительно стабильный смешанный жидкий концентрат при указанном сроке хранения по существу свободен от сильного изменения цвета, желирования, агрегации и/или флокуляции частиц во время тепловой обработки и/или в течение срока хранения.

Используемый здесь термин общие сухие вещества молока относится ко всему содержащемуся молочному жиру и сухим обезжиренным веществам молока жидкого молочного компонента. Содержание сухих обезжиренных веществ молока включает, по меньшей мере, молочный белок, лактозу, минеральные вещества (то есть, соли натрия, соли кальция и тому подобное), кислоты, ферменты и/или витамины и тому подобное. Молочный белок обычно может включать казеин и/или сывороточный белок, который может включать любой или все из фосфопротеинов жидкого молока наряду с их смесями. Казеин, например, может включать α-казеин (включая α_S1-казеин и α_S2-казеин), β-казеин, γ-казеин, κ-казеин и/или генетические варианты и тому подобное.

Жидкий молочный компонент может быть получен из любого жидкого молока, содержащего лактозу, жир, белки, минеральные вещества и воду. Также жидкий молочный компонент может включать кислоты, ферменты, газы и витамины. Жидкий молочный компонент получают из коровьего молока, такого как цельное молоко, молоко с пониженным содержанием жира, молоко с низким содержанием жира или обезжиренное молоко. Используемый здесь термин цельное молоко относится к молоку, содержащему не менее чем около 3,25 процента молочного жира, молоко с пониженным содержанием жира относится к молоку с содержанием молочного жира около 2 процентов, молоко с низким содержанием жира относится к молоку с содержанием молочного жира около 1 процента, свободное от жира или обезжиренное молоко относится к молоку с содержанием молочного жира менее чем около 0,2 процента. Предпочтительно жидкий молочный компонент получают из молока с пониженным содержанием жира. В одном аспекте жидкий молочный компонент получают из молока с пониженным содержанием жира 2 процента, ультрафильтрованного и диафильтрованного до жидкого концентрата с общим содержанием сухих веществ, по меньшей мере, около 30 процентов и в некоторых случаях с общим содержанием сухих веществ от около 32 до около 40 процентов, который содержит менее чем около 1 процента лактозы. Низкое содержание лактозы противопоставляется концентратам из предшествующего уровня техники, которые содержат более чем около 50 процентов лактозы (относительно сухих обезжиренных веществ молока).

Прошедший ультрафильтрацию и диафильтрацию жидкий молочный компонент по настоящему изобретению имеет повышенное содержание молочных белков, таких как казеин и сывороточные белки, и пониженное содержание других нежирных компонентов молока, таких как сахара (лактоза), минеральные вещества и тому подобное, относительно сухих обезжиренных веществ молока в концентрате. В результате смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению могут иметь высокое содержание молочного белка (относительно сухих веществ кофе и сухих обезжиренных веществ молока) без соответствующего повышения содержания лактозы и других молочных сахаров, что свойственно концентрированным быстрорастворимым напиткам из предшествующего уровня техники, полученных с использованием концентрированного или сгущенного молока. При повышении содержания молочного белка и снижении содержания других сухих обезжиренных веществ молока может быть получен стабильный при тепловой обработке или хранении в течение всего срока хранения продукт с более высокой степенью концентрации. Не желая быть ограниченными какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения считают, что некоторые минеральные вещества и сахара в сухих веществах молока могут вызывать агломерацию белков молока во время стерилизации. Дополнительно, поскольку смешанные жидкие концентраты обычно ограничены по общему содержанию сухих веществ, которые могут быть целенаправленно добавлены в него, и все еще остаются жидкими (в некоторых случаях, до около 40 процентов общих сухих веществ), смешанные жидкие концентраты по настоящему изобретению имеют более высокое содержание сухих веществ белка относительно общего содержания сухих веществ в концентратах, которые обеспечивают больше желательных ингредиентов (то есть, белков) и пониженное содержание нежелательных ингредиентов (то есть, сахаров) в концентрированной жидкой форме.

В частности, в одном из предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения в процессе ультрафильтрации и диафильтрации используют 2 процентное молоко в качестве исходного молочного сырья и концентратов, таким образом, в результате сухие вещества молока в концентрате обычно составляют от около 7 до около 11 процентов молочного белка (предпочтительно от около 10 до около 11 процентов молочного белка). Полученный в результате смешанный жидкий концентрат, содержащий молочный компонент, полученный с использованием ультрафильтрации, может включать, по меньшей мере, 50 процентов белка (предпочтительно около 55 процентов белка) относительно общего содержания сухих веществ молока. Такие ультрафильтрованные концентраты также могут включать, по меньшей мере, около 90 процентов белка (предпочтительно около 94 процентов белка) относительно сухих обезжиренных веществ молока. С другой стороны, концентраты из предшествующего уровня техники обычно включают только около 26 процентов белка относительно общего содержания сухих веществ молока или около 37 процентов белка относительно сухих обезжиренных веществ молока.

Также жидкий молочный компонент имеет пониженное содержание других сухих обезжиренных компонентов молока, таких как сахара, минеральные вещества и тому подобное. В частности, в одном из предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения в процессе ультрафильтрации и диафильтрации используют 2 процентное молоко в качестве исходного источника молочного сырья для концентратов, включая пониженное содержание лактозы, кальция, натрия и тому подобного. Например, в одном варианте воплощения настоящего изобретения смешанный жидкий концентрат содержит менее чем около 1 процента лактозы (предпочтительно менее чем около 0,8 процентов лактозы). Следовательно, молочный компонент может включать менее чем около 5 процентов лактозы от общего веса сухих веществ молока или от общего веса сухих обезжиренных веществ молока, менее чем около 8,5 процентов лактозы (предпочтительно менее чем около 5 процентов лактозы). Дополнительно, содержание натрия может быть снижено на около 50 процентов, и содержание калия может быть снижено на около 70 процентов; однако снижение содержания минеральных веществ может варьировать в зависимости от параметров обработки и конкретного применения. С другой стороны, концентраты из предшествующего уровня техники обычно включают только около 40 процентов лактозы от общего веса сухих веществ молока и более чем около 50 процентов лактозы относительно сухих обезжиренных веществ молока. Как указанно выше, в предшествующем уровне техники повышение содержания белка в концентратах из предшествующего уровня техники также по существу ведет к повышению содержания лактозы. В концентратах по настоящему изобретению с таким низким содержанием лактозы повышенное содержание белка не приводит к повышению содержания лактозы.

Как указано выше, предпочтительно жидкий молочный компонент получают из ультрафильтрованного жидкого молока, более предпочтительно из ультрафильтрованного и диафильтрованного жидкого молока. Один из способов получения концентрированного жидкого молока описан в находящейся на одновременном рассмотрении патентной заявке США серийный номер 11/186543, введенной здесь ссылкой в полном объеме. В этом способе на стадии ультрафильтрации жидкий молочный продукт концентрируют до заданной степени и на последующей стадии диафильтрации удаляют сахара, минеральные вещества и другие компоненты, которые могут привести к агломерации молочного белка во время стерилизации. Однако в зависимости от конкретного рецептурного состава и применения могут быть использованы другие способы ультрафильтрации и диафильтрации.

В частности, один из способов получения молочного компонента включает сначала предварительное нагревание жидкого молока, такого как коровье молоко, при температуре, по меньшей мере, около 60°C в течение периода времени, достаточного (как правило, около 30 секунд или более) для получения прошедшего предварительное нагревание жидкого молока с пониженным содержанием, по меньшей мере, около 25 процентов растворимого белка при pH 4,6. В одном конкретном применении предварительное нагревание проводят при температуре от около 60°C (140°F) до около 90°C (194°F) в течение от около 30 секунд до около 300 секунд. Далее прошедшее предварительное нагревание жидкое молоко концентрируют с получением первого промежуточного жидкого молока, содержащего, по меньшей мере, около 8,5 процентов общего белка. Концентрирование проводят с использованием ультрафильтрации с диафильтрацией или без диафильтрации. Затем в первый промежуточный жидкий молочный продукт добавляют кофейный компонент, стабилизаторы и/или усилители ощущения во рту при потреблении с получением второго промежуточного жидкого молочного продукта. Второй промежуточный жидкий молочный продукт затем стерилизуют, как единый смешанный кофейно-молочный концентрат при температуре и в течение периода времени, достаточных для получения стабильного смешанного концентрата, причем смешанный жидкий концентрат имеет показатель F_o (показатель стерилизации), по меньшей мере, около 5. В одном способе стерилизацию проводят, во-первых, нагреванием второго промежуточного жидкого молочного продукта при температуре от около 118°C (244°F) до около 145°C (293°F) в течение от около 1 секунды до около 30 минут и, во-вторых, выдержкой нагретого второго промежуточного жидкого молочного продукта при температуре от около 118°C (244°F) до около 145°C (293°F) в течение от около 1,5 секунд до около 15 минут. Однако в зависимости от конкретного рецептурного состава и применения могут быть использованы другие способы тепловой обработки стерилизацией.

При необходимости концентрированный жидкий молочный продукт может быть гомогенизирован перед дополнительной обработкой. Также при необходимости второй промежуточный молочный продукт может быть стандартизован перед стадией стерилизации. Такая стадия стандартизации позволяет в меньшей степени контролировать стадию ультрафильтрации (с или без диафильтрации), поскольку стандартизация второго промежуточного жидкого молочного продукта может скорректировать отклонения уровня концентрирования первого промежуточного жидкого молочного продукта со стадии ультрафильтрации.

При использовании ультрафильтрации с или без диафильтрации при получении концентрата обычно получают общее содержание сухих веществ от около 12 до около 40 процентов. При использовании таких способов концентрирования значительное количество лактозы и минеральных веществ удаляют на стадии концентрирования. Концентрированные жидкие молочные продукты по настоящему изобретению предпочтительно содержат, по меньшей мере, около 7 процентов белка и наиболее предпочтительно от около 7 до около 11 процентов белка наряду с около 1 процентом или менее лактозы.

После ультрафильтрации и диафильтрации жидкого молочного компонента его смешивают с кофейным компонентом. В одном способе кофейный компонент представляет собой сухие вещества кофе или жидкий концентрат кофе. Предпочтительно сухие вещества кофе могут быть смешаны с молочным компонентом с использованием смешивания, достаточного для однородного диспергирования сухих веществ кофе в жидком молочном компоненте. Предпочтительно смешивание не ведет к вспениванию молочного компонента. В одном способе смешивание кофейного компонента и молочного компонента может быть проведено при температуре от около 21°C (70°F) до около 60°C (140°F).

Предпочтительно кофейный компонент представляет собой растворимый экстракт обжаренного и измельченного кофе и наиболее предпочтительно растворимые сухие вещества кофе, при этом смешанный жидкий концентрат содержит от около 2 до около 6 процентов сухих веществ кофе. Растворимый кофе может быть получен любым традиционным термическим способом получения такого растворимого кофе. Например, подходящий растворимый кофе может быть получен сначала измельчением бобов кофе, экстрагированием растворимых компонентов измельченных бобов, отделением растворимого кофе с последующей сушкой отделенного продукта с получением порошка тонкого помола. В одном способе сухие вещества растворимого кофе обычно получают грубым помолом обжаренных бобов кофе с последующей экстракцией компонентов растворимого кофе при высокой температуре и высоком давлении. Конечно, также могут быть использованы другие способы получения растворимого кофе. В качестве альтернативы кофейный компонент или сухие вещества кофе также могут быть получены из жидкого концентрированного экстракта кофе.

Также смешанный жидкий концентрат может включать стабилизирующий компонент, который предпочтительно представляет собой стабилизирующую или забуферивающую соль в количестве, эффективном для поддержания желаемого уровня pH и поддержания смешанного жидкого концентрата в жидкой текучей форме. В одном способе стабилизирующий компонент может быть добавлен в молочный компонент после ультрафильтрации и перед смешиванием с сухими веществами кофе. Однако все сухие ингредиенты (стабилизирующая соль, усилитель ощущения во рту при потреблении и/или сухие вещества) также могут быть предварительно смешаны и смесь добавлена в ультрафильтрованный молочный компонент. В одном способе стабилизирующий компонент добавляют в таком количестве, чтобы смешанный жидкий концентрат сохранял pH от около 6,4 до около 6,5 и сохранял текучую форму с вязкостью от около 70 до около 2200 сантипуазов (шпиндель 27 и около 100 оборотов в минуту после около 2 минут сдвига). Однако pH и вязкость стабильной текучей жидкости может варьировать в зависимости от композиции и степени концентрации для конкретного применения.

Как указано выше, было установлено, что узкие пределы содержания стабилизирующего компонента относительно сухих веществ кофе эффективно поддерживают продукт стабильным при нагревании и в течение срока хранения. Слишком высокое или слишком низкое содержание стабилизирующего компонента относительно содержания кофе в результате ведет к получению не текучего концентрата, представляющего собой кремообразный или гелеобразный продукт. Дополнительно, также было установлено, что эффективные пределы стабилизирующего компонента относительно кофейного компонента обычно сужаются, при повышении процента кофе в концентрате.

В одном способе эффективное количество стабилизирующего компонента в смешанном жидком концентрате обычно составляет менее чем около 1,5 процента, предпочтительно от около 0,2 до около 1,4 процента и наиболее предпочтительно от около 0,6 до около 1,4 процента. Не желая быть ограниченными какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения считают, что относительно узкие пределы содержания стабилизирующего компонента помогают поддерживать жидкий концентрат в присутствии кислого кофейного компонента, балансируя кислый pH кофе и забуферивая от снижения pH во время стерилизации. Считается, что недостаточное количество стабилизатора позволяет сухим веществам кофе снизить pH и вызвать флокуляцию или осаждение частиц молочного продукта из раствора. С другой стороны, считается, что слишком большое количество стабилизатора может разрушить взаимодействие минеральные вещества-белки, приводя в результате к получению вязкой жидкости.

Также было установлено, что эффективное количество стабилизирующего компонента обычно зависит от общего количества кофейного компонента в смешанном жидком концентрате. Предпочтительно для сохранения текучего жидкого концентрата по настоящему изобретению концентрат содержит менее чем около 1,5 процентов стабилизатора, как указано выше, и также соотношение кофейного компонента к стабилизирующему компоненту составляет в узком пределе от около 5,8:1 до около 3,3:1, поскольку содержание сухих веществ кофе увеличивается. Например, соотношение сухих веществ кофе к стабилизирующему компоненту предпочтительно входит в узкие пределы от около 5,8:1 до около 3,3:1 при около 2 процентах кофе, от около 5,4:1 до около 3,4:1 при около 3 процентах кофе, от около 5,0:1 до около 3,5:1 при около 4 процентах кофе, от около 4,4:1 до около 3,6:1 при около 5 процентах кофе и от около 4,8:1 до около 4,3:1 при около 6 процентах кофе, включая все соотношения внутри этих пределов. Эти предпочтительные узкие пределы иллюстрированы на Фиг.3. Соотношения за этими пределами обычно приводят к получению в результате густого, кремообразного или гелеобразного концентрата. Как правило, такая текстура нежелательна для концентрата, из которого получают быстрорастворимый напиток, поскольку потребитель ожидает жидкий продукт, а густые кремы и гели ассоциируются с продуктом сомнительного качества.

Подходящие стабилизирующие компоненты включают забуферивающие соли, такие как двунатрий фосфат, тринатрий фосфат, двукалий фосфат, трикалий фосфат и дву- и тринатрия и калия соли цитрата. Наиболее предпочтительно стабилизирующий компонент представляет собой двунатрий фосфат, поскольку он более эффективно уменьшает снижение pH, которое традиционно происходит в концентратах во время стерилизации.

Также смешанный жидкий концентрат включает ингредиенты, необходимые для достижения желаемого вкуса, аромата, текстуры, ощущения во рту при потреблении и другие органолептические свойства. Например, смешанный жидкий концентрат может содержать небольшие количества хлорида натрия, необходимые для достижения желаемого ощущения во рту при потреблении жидкого молочного компонента. В некоторых случаях без хлорида натрия жидкий молочный компонент может иметь тенденцию к излишней водянистости из-за удаления из источника молока минеральных веществ. В одном способе смешанный жидкий концентрат также содержит от около 0,3 до около 1,0 процента хлорида натрия. Также для обеспечения желаемой сладости могут быть добавлены подсластители, такие как сахароза, ввиду удаления лактозы в процессе концентрирования. Например, смешанный жидкий концентрат также может содержать от около 3 до около 23 процентов сахарозы, которое все еще по существу меньше чем содержание лактозы, присущее концентратам из предшествующего уровня техники, полученным с использованием в качестве молочного компонента сгущенного или концентрированного молока. При необходимости также могут быть использованы альтернативные подсластители, такие как искусственные подсластители, кукурузные сиропы, сахарные спирты и тому подобное.

Далее при помощи примеров проиллюстрированы преимущества и варианты воплощения концентратов по настоящему изобретению; однако конкретные условия, технологические схемы, материалы и количества, приведенные в этих примерах, наряду с другими условиями и деталями не ограничивают объем притязаний настоящего изобретения. Если не указано другое, все проценты являются весовыми.

ПРИМЕРЫ

ПРИМЕР 1

Для определения общего содержания сухих веществ молока, общего содержания молочного белка и общего содержания сухих веществ кофе, которые смешивают с получением жидкого кофейно-молочного концентрата, сохраняющего жидкое состояние после тепловой обработки. Тестируемые образцы приведены в Таблице 1 ниже, результаты сравнения приведены на графиках Фиг.1 и Фиг.2. Фиг.1 представляет график общего процентного содержания сухих веществ молока по отношению к процентному содержанию сухих веществ кофе в концентратах, сохраняющих жидкое состояние, и Фиг.2 представляет график процентного содержания молочного белка по отношению к процентному содержанию сухих веществ кофе в концентратах, сохраняющих жидкое состояние. Данные, приведенные на графиках Фиг.1 и Фиг.2 и в Таблице 1 ниже, иллюстрируют образцы по настоящему изобретению и сравнительным примерам, сохраняющие жидкое состояние после тепловой обработки в течение около 11 минут при температуре 123°C (253°F) и давлении около 30-33 мПа.

Образцы по настоящему изобретению 1-6 включают УФ/Диафильтрованное молоко, полученное сначала предварительным нагреванием 2 процентного молока при температуре 194°F в течение 300 секунд с последующей ультрафильтрацией и диафильтрацией до содержания сухих веществ около 25 процентов с содержанием лактозы менее чем 1 процент и конечной гомогенизацией концентрата при 2000 фунтов на квадратный дюйм. Затем образцы смешанных концентратов молочный продукт/кофе Образцы 1-6 получают, сначала комбинируя концентрированное молоко с сахаром, хлоридом натрия и двунатрий фосфатом, и затем смешивают до полного растворения всех сухих веществ. Затем добавляют сухие вещества кофе и смешивают до полного растворения. Также эти образцы имеют общее содержание сухих веществ более чем около 30 процентов, содержание сахарозы от около 3,3 до около 14,5 процентов, содержание двунатрий фосфата (DSP) составляет от около 0,2 до около 1,375 процента, содержание хлорида натрия составляет от около 0,3 до около 0,9 процентов, и содержание ароматизатора составляет до около 0,15 процентов. Содержание сахарозы и хлорида натрия варьирует для регулирования ощущения во рту при потреблении и сладости.

Сравнительные образцы 1-3 включают молочный компонент, состоящий из обезжиренного сухого молока (NFDM) и сливок, получаемый комбинированием воды, сливок, NFDM и сахара при температуре 140°F до полного растворения всех сухих веществ. Затем смесь гомогенизируют при 1500 фунтов на квадратный дюйм. Затем получают концентраты Сравнительных образцов 1-3, смешивая DSP и сухие вещества кофе до полного растворения. Также эти образцы имеют содержание сахарозы от около 16 до около 23 процентов, содержание двунатрий фосфата от около 0,74 до около 0,97 процентов и содержание ароматизатора до около 0,1 процента.

Сравнительные образцы 4 и 5 включают молочный компонент, состоящий из цельного молока, NFDM и сливок, получаемый комбинированием воды, сливок, цельного молока, сахара и DSP до полного растворения всех сухих веществ. Затем добавляют сухие вещества кофе и смешивают до полного растворения. Наконец, смесь гомогенизируют при 1500 фунтов на квадратный дюйм. Также эти образцы имеют содержание сахарозы около 14,6 процентов, содержание двунатрий фосфата от около 0,75 до около 1 процента. Также Сравнительные образцы 4 и 5 имеют ограниченный срок хранения, поскольку после только около 3 месяцев хранения частицы агломерируют.

Как видно из Таблицы 1 и Фиг.1, все Сравнительные образцы имеют более высокое содержание сухих веществ молока по сравнению с Образцами по настоящему изобретению, но сухие вещества молока в Сравнительных образцах, главным образом, представляют собой лактозу, которая главным образом удалена из Образцов по настоящему изобретению при ультрафильтрации и диафильтрации. Также, как видно из Таблицы 1 и Фиг.2, Образцы по настоящему изобретению имеют как высокое процентное содержание молочного белка (с более низким уровнем лактозы), так и более высокое содержание сухих веществ кофе по сравнению с жидким концентратом, полученным по Сравнительным примерам (с более высоким содержанием лактозы). В результате Образцы концентратов по настоящему изобретению с более высоким содержанием кофе и молочного белка позволяют получить концентраты с более высокой степенью концентрирования без добавления ароматизатора, придающего вкус и аромат молочных сливок и ощущение во рту при потреблении или вкус и аромат разведенного кофе.

ПРИМЕР 2

Проводят анализ для определения воздействия варьирующего содержания быстрорастворимого кофе и двунатрий фосфата на текстуру готового стерилизованного концентрата после тепловой обработки образцов в течение 11 минут при температуре 123°C (253°F) и давлении 30-33 мПа. Все концентраты по этому Примеру содержат ультрафильтрованное и диафильтрованное молоко, полученное предварительным нагреванием молока при температуре 194°F в течение 300 секунд с последующей ультрафильтрацией и диафильтрацией до содержания сухих веществ около 25 процентов с содержанием лактозы менее чем 1 процент и конечной гомогенизацией концентрата при 2000 фунтов на квадратный дюйм. Дополнительно, концентраты по этому Примеру содержат около 7 процентов жира, около 11 процентов молочного белка, около 0,6 процентов лактозы, около 0,9 процентов хлорида натрия и около 10 процентов сахарозы. Общее содержание сухих веществ в образцах составляет около 18 процентов, таким образом, концентрат имеет содержание молочного белка около 58 процентов и содержание лактозы около 3 процентов от общего веса сухих веществ молока или около 94 процентов молочного белка и около 5 процентов лактозы от общего веса сухих обезжиренных веществ молока. Каждый смешанный кофейно-молочный концентрат получают сначала комбинированием концентрированного молока, сахара, хлорида натрия и DSP и смешиванием до полного растворения всех сухих веществ. Затем добавляют сухие вещества кофе и смешивают до полного растворения.

График процентного содержания сухих веществ кофе по отношению к процентному содержанию двунатрий фосфата приведен на Фиг.3. Как видно на Фиг.3 и в Таблицах 2-5 ниже, в зависимости от содержания сухих веществ кофе, содержание двунатрий фосфата оказывает негативное воздействие на текстуру готового стерилизованного продукта. Как правило, при использовании менее чем около 1,5 процентов двунатрий фосфата и сухих веществ кофе от около 3 до около 6 процентов, соотношение кофе к двунатрий фосфату составляет от около 5,8:1 до около 3,3:1 с получением в результате после стерилизации жидкого концентрата. Также было установлено, что пределы приемлемых соотношений сужаются, при повышении процента кофе в концентрате. Соотношение вне этих пределов приводит в результате к получению не жидких концентратов.

Некоторые Сравнительные образцы по этим Примерам демонстрируют после автоклавирования вязкость, аналогичную вязкости Образцов по настоящему изобретению. Однако эти Сравнительные образцы демонстрируют истончение сдвига, которое обычно неприемлемо. Сравнительные густые образцы демонстрируют густой начальный внешний вид, который обычно неприемлем.

ПРИМЕР 3

Для определения пределов соотношений кофе к стабилизатору, которые определяют, каким должен быть уровень стабилизатора для получения жидкого концентрата без сухих веществ кофе, проводят дополнительные сравнительные исследования. Концентраты получают аналогично Примеру 2, но без сухих веществ кофе. Содержание двунатрий фосфата (DSP) составляет от 0,25 до 0,5 процентов в полученном жидком концентрате без сухих веществ кофе, при этом содержание DSP в полученном концентрате составляет в пределах 0,75; 0,875 и 1,0 процент, при этом концентрат слишком густой. Также эти результаты показаны на Фиг.3. Как результат, ожидается, что тенденция к понижению соотношений кофе к стабилизатору, как показано на Фиг.3, будет применима к содержанию кофе менее 3 процентов, тестируемому в Примере 2, таким образом, что при около 2 процентов сухих веществ кофе ожидается эффективное соотношение от около 5,8:1 до около 3,3:1 в жидком концентрате.

ПРИМЕР 4

Проводят исследование длительности срока хранения Образца 1 по настоящему изобретению по Примеру 2. После около 18 месяцев хранения при комнатной температуре (то есть, в пределах температуры от около 70 до около 75°F) этот образец все еще сохраняет жидкое состояние.

ПРИМЕР 5

Кофейно-молочные концентраты, полученные с использованием способов по настоящему изобретению, сравнивают с кофейно-молочными концентратами, полученными с использованием NFDM и сливок. Каждый концентрат разводят 4-кратно горячей водой (85°C) и тестируют при участии квалифицированной дегустационной комиссии. Оценки дегустационной комиссии приведены ниже в Таблице 6.

Как видно из Таблицы выше, восстановленный кофейно-молочный концентрат, полученный с использованием УФ молока способом по настоящему изобретению, демонстрирует более лучший баланс, более сливочное ощущение во рту при потреблении и отсутствие карамельных нот (которые считаются присущими реакциям с лактозой, вызванным при автоклавировании Сравнительных образцов).

ПРИМЕР 6

Сравнительные образцы получены с использованием концентрированного/сгущенного молока. Эти образцы не содержат каких-либо стабилизирующих камедей, масел кофе и/или составляющих кофейного аромата. Один образец содержит коммерческое подслащенное концентрированное молоко (Nestle) и 0,6 процентов двунатрий фосфата без кофе. Этот образец желируется после стерилизации в течение 11 минут при температуре 123°C (253°F) и при давлении 30-33 мПа. Другой образец содержит подслащенное концентрированное молоко (Borden's) и 0,56 процентов двунатрий фосфата и около 5,6 процентов кофе. Этот образец также желировался после стерилизации. Каждый образец также содержит около 7,7 процентов жира, 7,7 процентов белка и около 59 процентов сахаров (около 12 процентов сахаров составляет лактоза, остальное добавляют в процессе получения подслащенного концентрированного молока). Следовательно, при таком же содержании двунатрий фосфата, как в смешанных жидких концентратах, когда начинают с ультрафильтрации жидкого молока, эти сравнительные концентраты, в которых используют концентрированное молоко, приводят к получению не стабильных и не жидких напитков.

Следует понимать, что различные изменения в деталях, материалах и устройствах, используемых в процессе, рецептурных составах и их ингредиентах, которые указаны выше, для объяснения и иллюстрации природы способа и полученного в результате концентрата могут быть сделаны специалистом в области техники, к которой относится настоящее изобретение, и не выходят за рамки настоящего изобретения, как приведено в формуле изобретения.

Реферат

Группа изобретений относится к смешанным текучим концентратам, которые могут быть восстановлены с получением быстрорастворимого кофейно-молочного напитка с использованием горячих или холодных жидкостей, и способу получения. Смешанный кофейно-молочный концентрат для приготовления напитка содержит концентрированный текучий молочный компонент с содержанием от около 12 до около 20% сухих веществ молока, включающий сухие обезжиренные вещества молока, содержащий молочный белок и лактозу, при этом концентрированный текучий молочный компонент содержит, по меньшей мере, около 90% молочного белка от сухих обезжиренных веществ молока и менее чем около 9% лактозы от сухих обезжиренных веществ молока; от около 2 до около 6% сухих веществ кофе; эффективное количество стабилизирующей соли, так что смешанный кофейно-молочный концентрат представляет собой текучий материал после его тепловой обработки, и соотношение сухих веществ кофе к стабилизирующей соли находится в узких пределах от около 5,8:1 до около 3,3:1 при около 2% кофе, от около 5,4:1 до около 3,4:1 при около 3% кофе, от около 5,0:1 до около 3,5:1 при около 4% кофе, от около 4,4:1 до около 3,6:1 при около 5% кофе и от около 4,8:1 до около 4,3:1 при около 6% кофе, причем концентрат имеет общее содержание сухих веществ около 30% или более. Смешанный кофейно-молочный жидкий концентрат для приготовления напитка содержит ультрафильтрованные молочные компоненты с общим содержанием сухих веществ молока от около 12 до около 20%, молочного белка от около 7 до около 11% и менее чем около 1% лактозы; от около 2 до около 6% сухих веществ кофе, эффективное количество стабилизирующей соли, чтобы смешанный кофейно-молоч

Формула