绕过欧式奶酪制作中的凝乳洗涤的制作方法

1.本发明涉及允许绕过欧式奶酪(continental cheese)制作中的凝乳洗涤步骤的新型乳酸菌培养物组合物。


背景技术：

2.在用于制作欧式奶酪的典型奶酪制造工艺中，乳经历多个连续步骤，包括：
3.1)热处理：72℃/15sec，冷却至31-33℃
4.2)培养物添加和预成熟：15-45min
5.3)用皱胃酶凝乳(renneting)：添加皱胃酶(rennet)，31-33℃，25-40min
6.4)切割和搅拌：切成5-10ml的立方体。搅拌1-25min
7.5)洗涤：去除相当于初始乳体积35-40％的乳清体积。添加25-30％的初始乳量作为热水。
8.6)预压制：2-4巴(bar)下20min。
9.7)成型和压制：在0-6巴下的压制时间为30-90min。
10.8)加盐：例如通过盐渍。
11.9)储存/成熟。
12.如本领域技术人员所知，可以在上文给出的温度、压力、时间和体积区间之外对该工艺进行修改和调整。
13.欧式奶酪的一个重要参数是奶酪的最终ph值。加盐(或盐渍)后，奶酪的ph值必须高于5.15，并且在成熟阶段和储存期间不得降低。
14.为了控制最终ph，并且由于欧式奶酪生产配方使用嗜温培养物，传统工艺需要上文的洗涤步骤(步骤5)，以在酸化前降低凝乳中的乳糖含量。通过这种方式，当所有乳糖被消耗掉时，酸化停止，并且最终ph值不会下降到期望值以下。
15.步骤5)中概述的洗涤步骤通常包括：
[0016]-去除规定体积的乳清(10-50％)
[0017]-添加规定体积的水(10-50％)
[0018]
数量可能取决于奶酪的类型，以及乳中可能会随着季节、奶牛种类等而变化的乳糖含量。
[0019]
作为洗涤步骤的一部分，去除乳清和添加热水用来实现所需的结果，但也会导致几个不期望的因素，所述不期望的因素涉及水、能量和时间消耗以及例如，由于去除干物质而导致的产量损失。此外，洗涤步骤需要乳长时间停留在奶酪桶中，从而限制了奶酪生产线的生产能力。
[0020]
由于与洗涤步骤相关的显著成本和缺点，奶酪制造商已试图通过各种方式去除这一步骤。
[0021]
然而，在生产工艺中去除清洗步骤会带来许多与以下相关的风险：
[0022]-后酸化
[0023]-不良的味道/风味发展
[0024]-不期望的质地发展
[0025]-蛋白水解
[0026]-货架期缩短。
[0027]
尝试绕过欧式奶酪洗涤步骤最常用的方法是，仅使用嗜热培养物。使用嗜热培养物的基本原理是，根据奶酪制造工艺的温度分布，通过降低温度来停止嗜热培养的生长这一机会。然而，使用嗜热培养物只会导致不令人满意的蛋白水解、不理想的风味和缩短的货架期。


技术实现要素：

[0028]
本发明要解决的问题是，提供允许在所谓的非洗涤工艺中生产欧式奶酪的组合物，即在该工艺中排除或最小化洗涤(上文的步骤5)。
[0029]
如本文所公开的，本发明人已经发现，通过使用由以下的混合物组成的培养物：
[0030]-具有低后酸化的乳酸乳球菌(lactococcus lactis)，
[0031]-乳糖阴性乳酸乳球菌，和
[0032]-具有低后酸化的敏感嗜热链球菌(streptococcus thermophilus)，可以在提高产量和资源的同时，实现所需的风味和质地特征。
[0033]
由乳酸乳球菌、乳糖阴性乳酸乳球菌和具有低后酸化的敏感嗜热链球菌以及任选的化学加强剂的混合物组成的培养物，在本文中称为“nwc培养物”。
[0034]
nwc培养物可以任选地与其他组分例如特定促凝剂酶组合，以允许在获得所生产的奶酪的所需酸化、质地和味道的同时绕过或最小化洗涤步骤。
具体实施方式
[0035]
如本文所公开的，通过省去洗涤步骤并通过使用特殊培养物组合物，我们能够将产量提高2-3％(水分调节)。
[0036]
更具体而言，结果表明，当在两种不同的工艺中使用相同的参考培养物时，与参考工艺相比nwc工艺的产量增加提供更高的产量。当nwc工艺与本文请求保护的新的特殊nwc培养物组合时，产量增加甚至更高。
[0037]
术语非洗涤凝乳(non washed curd,nwc)工艺用于省去或最小化洗涤步骤并使用特殊培养物的工艺。在图1中可以看到，在洗涤或不洗涤的情况下生产欧式奶酪的流程图。
[0038]
当特殊的nwc培养物用于具有洗涤的正常gouda(高达奶酪)工艺时，产量似乎有所下降。
[0039]
因此，省去洗涤步骤和使用特殊nwc培养物的组合导致产量增加最高。
[0040]
当用使用常规高达奶酪培养物的nwc工艺替换参考工艺时，显示出产量的大幅增加。然而，该解决方案并不合适，这是因为奶酪的后酸化/低ph，这可以在本文的图3中观察到。
[0041]
总之，本文呈现的结果表明，常规培养物，例如高达奶酪培养物，不能用于nwc工艺，因为它由于后酸化而在奶酪中产生太低的ph。因此需要使用特殊的nwc培养物。
[0042]
培养物结构能够控制后酸化，因为嗜热链球菌和乳酸乳球菌的后酸化低。奶酪中
风味的贡献主要是由于乳糖阴性乳酸乳球菌所致。
[0043]
本文所用培养物组合物的非限制性实例包括(除非另有说明，否则％是％w/w：
[0044]-nwc1)6％的低后酸化乳酸乳球菌、25％的低后酸化嗜热链球菌、63％的乳糖阴性乳酸乳球菌和6％的含甲酸盐的化学加强剂，
[0045]-nwc2)37％的低后酸化乳酸乳球菌、26％的低后酸化嗜热链球菌、31％的乳糖阴性乳酸乳球菌和6％的含甲酸盐的化学加强剂，
[0046]-nwc3)42.5％的低后酸化乳酸乳球菌、16％的低后酸化嗜热链球菌、33.5％的乳糖阴性乳酸乳球菌和8％的化学加强剂。
[0047]
因此，本发明的培养物或组合物可以包含2％-60％的低后酸化乳酸乳球菌、5％-75％的低后酸化嗜热链球菌和15％-80％的乳糖阴性乳酸乳球菌以及1-20％的化学加强剂。
[0048]
更具体地说，本发明涉及用于制作欧式奶酪的乳酸菌组合物，该组合物包含以下的共混物：低后酸化乳酸乳球菌、乳糖阴性乳酸乳球菌、低后酸化敏感嗜热链球菌以及任选的化学加强剂。
[0049]
在相关方面，本发明涉及一种组合物，该组合物包含2％-60％的低后酸化乳酸乳球菌、5％-75％的低后酸化敏感嗜热链球菌和15％-80％的乳糖阴性乳酸乳球菌以及任选的1％-20％的化学加强剂。
[0050]
该组合物可以作为冷冻颗粒提供，例如作为直投式起子(direct vat set)培养物。
[0051]
低后酸化乳酸乳球菌可以包含具有相同表型的不同乳酸乳球菌菌株的混合物。
[0052]
低后酸化嗜热链球菌可以包含具有相同表型的不同嗜热链球菌菌株的混合物。
[0053]
乳糖阴性乳酸乳球菌可以作为具有相同表型的不同乳糖阴性乳酸乳球菌的混合物来提供。
[0054]
在优选的方面，低后酸化乳酸乳球菌的特征是，当以0.01％(w/w)接种于乳中时，在35℃下孵育时将具有3.5％蛋白质的乳酸化0.8-1.2个ph单位，在37℃下孵育时酸化0.9-1.4个ph单位，在40℃下孵育时酸化1.1-1.8个ph单位。在相关方面，低后酸化嗜热链球菌的特征是，当以0.01％(w/w)接种于乳中时，在35℃下孵育时将具有3.5％蛋白质的乳酸化0.8-1.2个ph单位，在37℃下孵育时酸化0.9-1.4个ph单位，在40℃下孵育时酸化1.1-1.8个ph单位。
[0055]
本发明的组合物可用于制造几种奶酪类型，包括但不限于选自由以下组成的列表中的欧式奶酪类型：高达奶酪(gouda)、红波奶酪(edam)、马斯丹奶酪(maasdamer)、哈瓦蒂奶酪(havarti)、丹博奶酪(danbo)和提尔西特奶酪(tilsiter)。
[0056]
在某些方面，欧式奶酪不包括曼彻格(manchego)和哥瑞纳(grana)型奶酪。
[0057]
在优选的方面，欧式奶酪是在非洗涤(nwc)工艺中生产的。
[0058]
如本文所概述，本发明还涉及生产欧式奶酪的方法，该方法包括：
[0059]
a)将本发明的组合物添加到乳组合物中
[0060]
b)任选的预成熟
[0061]
c)用皱胃酶凝乳
[0062]
d)切割和搅拌
[0063]
e)洗涤乳组合物
[0064]
f)任选地预压制乳组合物
[0065]
g)成型和压制
[0066]
h)加盐：例如通过盐渍，
[0067]
其中，在洗涤步骤e)期间添加的水小于初始乳体积的10％。
[0068]
在步骤a)之前可以是，将乳加热至约72℃持续5-60sec和/或将乳冷却至31-35℃。
[0069]
在步骤c)中应用的皱胃酶可优选为具有低非特异性蛋白水解的凝乳酶(chymosin)，例如骆驼凝乳酶或其变体或牛凝乳酶或其变体。
[0070]
本发明的方法可以进一步在步骤d)和f)之间包括干燥步骤，其中在成型之前干燥凝乳，以减少湿物质并控制奶酪的水分含量。
[0071]
如本领域技术人员所知，可以在上文给出的温度、压力、时间和体积区间之外对该方法进行修改和调整。
[0072]
因此，在一个方面，本发明涉及一种组合物，该组合物包含低后酸化乳酸乳球菌、乳糖阴性乳酸乳球菌、低后酸化敏感嗜热链球菌以及任选的化学加强剂。
[0073]
定义
[0074]
所有相关术语的定义都依照技术人员对本文相关技术背景的理解。
[0075]
术语“凝乳酶”涉及ec 3.4.23.4类的酶。凝乳酶具有高的特异性，主要通过切割酪蛋白κ链上的的单个105-ser-phe-|-met-ala-108键来凝结乳。作为副活性，凝乳酶还主要在leu192和tyr193之间切割β-酪蛋白。由此产生的肽β(193-209)会被蛋白酶进一步降解为尝起来苦的短疏水肽。本领域所用的凝乳酶的另一个名称是皱胃酶(rennin)。
[0076]
术语“凝乳酶活性”涉及本背景下技术人员理解的凝乳酶的凝乳酶活性。
[0077]
所述技术人员知道如何测定本文相关的凝乳酶活性。
[0078]
如本领域所知-本文相关的所谓c/p比是通过用比凝结活性(c)除以蛋白水解活性(p)来确定的。
[0079]
如本领域所知，较高的c/p比通常意味着，在例如奶酪制造工艺中由于非特异性蛋白质降解而导致的蛋白质损失降低，即提高奶酪的产量。
[0080]
本发明方法中的“发酵”是指，通过微生物的作用将碳水化合物转化为醇或酸。本发明方法中的发酵优选地包括将乳糖转化为乳酸。
[0081]
用于生产发酵乳制品的发酵工艺是众所周知的，本领域的技术人员将知道如何选择合适的工艺条件，例如温度、氧、微生物的量和特性以及工艺时间。显然，选择发酵条件是为了支持本发明的实现，即获得固体或液体形式的乳制品(发酵乳制品)。
[0082]
术语“初始乳体积”是指，在开始本发明的方法之前最初获得的乳体积，例如，在本文所述方法的步骤1之前，奶酪桶中的总乳体积。
[0083]
术语“乳”应理解为通过对任何哺乳动物，例如奶牛、绵羊、山羊、水牛或骆驼挤奶而获得的乳分泌物。在优选的实施方案中，乳是奶牛的乳。
[0084]
术语“乳基质”可以是能够根据本发明的方法进行发酵的任何未经加工和/或经过加工的乳原料。因此，有用的乳基质包括但不限于包含蛋白质的任何乳或乳类产品的溶液/悬浮液，例如全脂乳或低脂乳、脱脂乳、酪乳、复原乳粉、炼乳、干乳、乳清、乳清渗透物、乳糖、来自乳糖结晶的母液、浓缩乳清蛋白或奶油。显然，乳基质可以来自任何哺乳动物，例
如，基本上是纯的哺乳动物乳，或复原乳粉。
[0085]
术语“成熟多肽”是指翻译和任何翻译后修饰例如n端加工、c端截短、糖基化、磷酸化等后，最终形式的多肽。在本发明的上下文中，本文相关的成熟凝乳酶多肽可以视为活性凝乳酶多肽序列
‑‑
即没有前部分序列和/或原部分序列。
[0086]
术语“非洗涤工艺”是指制作欧式奶酪的工艺，其中省去或最小化了洗涤步骤，例如，在奶酪制作工艺中的洗涤步骤(例如本文所述工艺中的步骤5)中，以小于初始乳体积的10％，例如7％、5％、3％、1％或0％的体积添加水。
[0087]
术语“母本”或“母本多肽”是指对其进行改变而产生本发明的酶变体的多肽。母本可以是天然存在的(野生型)多肽或其变体。
[0088]
术语“嗜热培养物”是指这样的培养物，其最典型地可以承受高达50℃的温度，因此通常在不将凝乳加热到该温度以上时使用，例如在制作瑞士奶酪或较硬的意大利奶酪时。
[0089]
术语“变体”是指具有凝乳酶活性，在一个或多个(若干)位置包含改变，即取代、插入和/或缺失的肽。取代是指用不同的氨基酸替换占据一个位置的氨基酸；缺失是指去除占据一个位置的氨基酸；插入是指在占据一个位置的氨基酸附近添加1-3个氨基酸。
[0090]
氨基酸可以是天然或非天然氨基酸-例如，用例如d-丙氨酸的特别是d-异构体(或d-形式)来取代，在理论上是可能的。
[0091]
术语“野生型”凝乳酶肽是指由天然存在的生物体表达的凝乳酶，所述生物体例如在自然界中发现的哺乳动物(例如骆驼或牛)。
[0092]
在优选的方面，低后酸化乳酸乳球菌的特征是，当以0.01％(w/w)接种于乳中时，在35℃下孵育时将具有3.5％的蛋白质的乳酸化0.8-1.2个ph单位，在37℃下孵育时酸化0.9-1.4个ph单位，在40℃下孵育时酸化1.1-1.8个ph单位。在相关方面，低后酸化嗜热链球菌的特征是，当以0.01％(w/w)接种于乳中时，在35℃下孵育时将具有3.5％的蛋白质的乳酸化0.8-1.2个ph值单位，在37℃下孵育时酸化0.9-1.4个ph值单位，在40℃下孵育时酸化1.1-1.8个ph值单位。
[0093]
术语“低后酸化乳酸乳球菌”定义为，当以0.01％w/w的比率接种时，在37℃下6小时后，不会将含有3.5％蛋白质的乳酸化到低于ph 5.5的乳酸乳球菌。
[0094]
术语“低后酸化敏感嗜热链球菌”定义为，当在起始ph为7的情况下以0.01％(w/w)接种于乳中时，在35℃下孵育时将具有3.5％蛋白质的乳酸化0.8-1.2个ph单位，在37℃下孵育时酸化0.9-1.4个ph单位，在40℃下孵育时酸化1.1-1.8个ph单位的嗜热链球菌。用其他术语来说，在这种情况下，低后酸化敏感嗜热链球菌由下述特征点或功能特性来定义：
[0095][0096]
因此，本发明的嗜热链球菌菌可以视为对温度敏感。
[0097]
术语“乳糖阴性乳酸乳球菌”是指不能利用乳糖和能源的天然存在的乳酸乳球菌表型。
[0098]
术语“化学加强剂”是指加速细菌培养物的生长或性能的化合物或化合物共混物。化学加强剂的实例包括：甲酸、甲酸盐、肌苷酸(imp)、丝氨酸和参与核酸生物合成的化合
60sec和/或将乳冷却到31-35℃。
[0122]
14.根据第12或13项中任一项所述的方法，其中乳酸菌共混物包含2％-60％的低后酸化乳酸乳球菌。
[0123]
15.根据第12-14项中任一项所述的方法，其中第1-11项中任一项所述的组合物包含5％-75％的低后酸化嗜热链球菌。
[0124]
16.根据第12-15项中任一项所述的方法，其中第1-11项中任一项所述的组合物包含15％-80％的乳糖阴性乳酸乳球菌。
[0125]
17.根据第12-16项中任一项所述的方法，其中在步骤c)中应用的皱胃酶是具有低非特异性蛋白水解的凝乳酶，例如，骆驼凝乳酶或其变体或牛凝乳酶或其变体。
[0126]
18.根据第12-17项中任一项所述的方法，在步骤d)和f)之间进一步包括干燥步骤，其中在成型前干燥凝乳，以减少湿物质并控制奶酪的水分含量。
[0127]
19.根据第12-18项中任一项所述的方法，其中欧式奶酪是红波奶酪、高达奶酪、欧式加工奶酪和/或马斯丹奶酪。
[0128]
此外，本发明涉及第1-11项中任一项所述的组合物在制作欧式奶酪的工艺中的用途，其中该工艺包括少于：
[0129]
a)将根据第1-11项中任一项的组合物添加到乳组合物中
[0130]
b)任选地预成熟乳组合物
[0131]
c)用皱胃酶凝结乳组合物
[0132]
d)切割和搅拌乳组合物
[0133]
e)洗涤乳组合物
[0134]
f)任选地预压制乳组合物
[0135]
g)使乳组合物成型并压制
[0136]
h)加盐：例如，通过盐渍，
[0137]
其中，在洗涤步骤e)期间添加的水小于初始乳体积的10％，例如，初始乳体积的0-10％。
附图说明
[0138]
图1：在洗涤和不洗涤的情况下制作欧式奶酪的奶酪制造工艺的示意实例。
[0139]
图2.显示了两种不同工艺的质量、脂肪和蛋白质的质量平衡概述。工艺中的输入显示为蓝色圆圈和乳。输出显示为黄色(奶酪)、棕色(乳清)和红色(样品)圆圈。
[0140]
图3.在1天、14天、6周和12周时的奶酪ph变化。
[0141]
实施例
[0142]
实施例1
[0143]
为了证明产量增加，在根据下文陈述的工艺生产奶酪的过程中，追踪水、脂肪和蛋白质的质量平衡。
[0144]
目标奶酪的组成是44％的水分、40％的干物质形式的脂肪和1.7％的总盐。使用传统工艺的奶酪的ph值在盐渍前为5.85，渍盐渍后为5.30，经过75天成熟和储存后高于5.65。
[0145]
a)传统欧式奶酪制作工艺
[0146]
1：乳处理(脂肪-蛋白质-ph标准化，巴氏杀菌，冷却)
[0147]
2：添加培养物(预成熟5-60分钟)
[0148]
3：用皱胃酶凝乳(温度30-至35℃，总凝结：12-40分钟)
[0149]
4：切割(凝乳颗粒大小27-343mm3)
[0150]
5：搅拌(10-25分钟)
[0151]
6：去除乳清(总体积的20％-50％)
[0152]
7：添加水(总体积的10-50％，35-50℃)
[0153]
8：搅拌 烫制(20-60分钟，最终温度为36-43℃)
[0154]
9：去除乳清(任意的)
[0155]
10：沥水 成型
[0156]-沥水 预压制20分钟 凝乳切割 成型
[0157]-在有孔管中沥水 切割 成型
[0158]
11：压制-酸化(40-120分钟)
[0159]
12：脱模
[0160]
13：盐渍(取决于奶酪的大小)
[0161]
14：储存-成熟(6-20℃，5-52周)
[0162]
b)无凝乳洗涤的欧式奶酪制作工艺
[0163]
1：乳处理(脂肪-蛋白质-ph标准化，巴氏杀菌，冷却)
[0164]
2：添加培养物(预成熟5-60分钟)
[0165]
3:用皱胃酶凝乳(温度30-35℃，总凝结：12-40分钟)
[0166]
4：切割(凝乳颗粒大小8-125或343mm3)。
[0167]
5:搅拌(10分钟)
[0168]
6：去除乳清(总体积的20-30％)
[0169]
7：搅拌 烫制(40-60分钟，最终温度36-43℃)。
[0170]
8：去除乳清(任意的)
[0171]
9：沥水 成型
[0172]-沥水 预压制20分钟 凝乳切割 成型
[0173]-在有孔管中沥水 切割 成型
[0174]
10：压制-酸化(40-120分钟)
[0175]
11：脱模
[0176]
12：盐渍(取决于奶酪的大小)
[0177]
13：储存-成熟(6-20℃，5-52周)
[0178]
图2提供了两种不同工艺的质量、脂肪和蛋白质的质量平衡概况。工艺中的输入显示为蓝色圆圈和乳。输出显示为黄色(奶酪)、棕色(乳清)和红色(样品)圆圈。
[0179]
从图2可以看出，使用非洗涤凝乳工艺时的奶酪产量超过了通过常规工艺获得的产量。
[0180]
实施例2
[0181]
为了测试产量的增加是由于工程改变还是培养物的改变所致，在150升的桶中进行了以下测试，并追踪质量平衡：
[0182]
a)参考(具有洗涤和使用常规高达奶酪培养物(c950)的高达奶酪生产)
[0183]
b)无洗涤的参考(无洗涤，但使用常规高达奶酪培养物(c950)的高达奶酪生产)
[0184]
c)具有洗涤的非洗涤凝乳(具有洗涤，但使用特殊nwc培养物进行的高达奶酪生产)
[0185]
d)非洗涤凝乳(无洗涤，使用特殊nwc培养物的高达奶酪生产)。
[0186]
用于生产奶酪的工艺参数概述如表1所示。
[0187]
高达奶酪45 的生产
[0188][0189][0190]
表1.工艺参数
[0191]
试验的结果如表2所示。从表2可以证实，培养物的培养物组成对产量的影响最大。
[0192][0193]
表2.显示了不同工艺和不同培养物的100kg乳的水分调整后的奶酪产量。
[0194]
图3显示了奶酪在1天、14天、6周和12周时的ph变化。
[0195]
总的来说，结果表明，当在两种不同的工艺中使用相同的参考培养物时，与参考工艺相比，nwc工艺的产量增加确实导致更高的产量(1.9％)。当将nwc工艺与本文要求包含的新的特殊nwc培养物组合时，产量的增加甚至更高(2.7％)。
[0196]
当特殊的nwc培养物用于具有洗涤的普通高达奶酪工艺时，产量似乎有所下降。
[0197]
因此，省去清洗步骤和使用特殊的nwc培养物的组合，导致产量增加最高。
[0198]
当从使用普通高达奶酪培养物的参考工艺转到nwc工艺时，产量显示大的提高。这种解决方案并不适合，这是由于奶酪的后酸化/低ph，这可以从图3中看出。图3显示了在使用不同工艺和不同培养物的奶酪成熟过程中的ph变化。这些结果表明，普通的高达奶酪培养物不能用于nwc工艺，由于后酸化，它使奶酪的ph过低。因此，需要使用特殊的nwc培养物。
[0199]
实施例3
[0200]
实施例2中应用的nwc工艺和nwc培养物组成引起的产量增加，在商业规模的现场试验中得到确认。在这个试验中，生产了2个参考桶(具有洗涤和普通高达奶酪培养物的对照桶)和2个nwc桶(无洗涤，且使用特殊nwc培养物的工艺)。桶的大小为17.000升乳。试验的结果可以在表3中看到。
[0201][0202]
表3.显示了在每个桶中用17.000升进行的现场试验的结果。测试和比较了2个参考桶(对照)和2个nwc桶。
[0203]
这些结果证实，在商业规模上使用nwc工艺和特殊的nwc培养物，产量增加2-3％是可能的。