几世纪以来，乳和调味(flavoured)乳已被消费者广泛认同。 这些认同大多与人们对该饮料中有价值的营养成分的认识有关。
尽管其营养成分不很丰富，软饮料，尤其是碳酸软饮料主要基 于其香料、外观和充碳酸气还是已经得到了广泛的认同。
美国专利4,676,988公开了一种方法，其中乳与酸性强阳离子 交换树脂接触足够长的时间，以使乳的pH降至1.5和3.2之间。在 该方法中，乳阳离子与氢离子发生交换。该去阳离子化的乳与碱性 强阴离子交换树脂接触足够长的时间，以使乳的pH升至约3.5-4.5。 将该原料与去阳离子化的、去阴离子化的果汁混合制成饮料。该方 法的缺点是它由许多步骤组成并涉及将乳的pH调节至发生蛋白变性 的pH。
本发明的目的是提供一种适于制造更类似软饮料的乳饮料的改 进的乳饮料基料(base)；和/或源自该基料的类似软饮料的乳饮料； 和/或制备该基料和该类似软饮料的乳饮料的方法和/或给公众提供一 种有益的和有营养的选择。
本发明概述
一方面，本发明提供了一种制备半透明乳饮料的方法，包括：
(a)提供一种pH范围在5.6-8.0、优选5.6-7.0、更优选5.7-6.5 的不透明的乳起始物；
(b)将至少一部分该起始物与阳离子交换剂接触，直至该物质 的透射百分比(当与交换剂分开时)按本文所描述的方法进行测定 时上升至至少5％、优选至少25％、更优选至少40％；
(c)将该半透明乳样品可选择地与另一种乳样品混合，同时保 持其透射百分比为至少5％、优选至少25％、更优选至少40％。
乳的半透明度以Turbiscan MA 2000宏观分析仪 (Formulaction，图卢兹，法国)用近红外(NIR)脉冲光源(λ＝850 nm)发射进行测量。该样品被放在特殊的样品室内，NIR穿过样品， 透射检测器接收到穿过该样品的光。透射检测器得到以样品高度(65 mm)为函数的透射光通量(以百分比表示)。我们取样品室高度从 20mm到50mm的透射平均值，定义为半透明度。光程为1cm。
第二方面，本发明提供了一种制备半透明乳饮料的方法，包括：
(a)提供一种pH范围在5.6到8.0、优选5.6-7.0、更优选5.7-6.5 的不透明的乳起始物；
(b)在阳离子交换剂上通过阳离子交换除去其中至少50- 100％、优选60-100％、更优选80-100％的钙；
(c)任选地，将该去钙乳样品与另一种乳样品混合，而保持其 去钙百分比在50-100％、优选60-100％、更优选80-100％范围内。
在本发明优选实施方案中，不透明乳起始物选自脱脂乳、乳蛋 白浓缩物(MPC)或乳蛋白分离物(MPI)
带有强酸基团、优选磺酸基团的树脂为优选的阳离子交换剂。
第三方面，广义地说，本发明包括通过本发明第一或第二方面 的方法制备的半透明乳饮料。
第四方面，广义地说，本发明包括pH范围在5.6到8.0、优选 5.6到7.0、更优选5.7-6.5的半透明乳饮料。
第五方面，本发明提供了一种营养型乳饮料，其中其基料是本 发明第三或第四方面的半透明乳，其也包括调味、上色和充碳酸气 的一种或多种过程。在优选实施方案中，调味、上色和充碳酸气全 都有。
在本发明的每一方面中，半透明乳制品优选含有多于0.8％ (w/v)、优选多于2％(w/v)的乳蛋白。
术语“不透明乳起始物”是指5-60％的蛋白是乳清蛋白的乳、 脱脂乳或含有酪蛋白和乳清蛋白的乳衍生物。该起始物优选与乳基 本上具有相同比例的酪蛋白和乳清蛋白。脂肪含量优选少于蛋白含 量的10％(w/w)。如果使用全乳，在测定半透明度之前需要有一个除 去脂肪的步骤(如通过离心)。
术语“脱脂乳”是指分离自哺乳动物全乳的、进行了巴斯德灭 菌(任选)的脱脂乳，并包括稀释的、超滤的或浓缩的部分脱矿化 的脱脂乳，其中已对碳水化合物的水平进行了调节以一直保持酪蛋 白对乳清蛋白的百分比基本不变。
术语“乳蛋白浓缩物”(MPC)是指其干物质的55％以上、优 选70％以上、更优选75％以上是乳蛋白的乳蛋白制品。酪蛋白对乳 清蛋白之比与乳中的接近。
术语“乳蛋白分离物”(MPI)是指含有比例基本不变的酪蛋 白与乳清蛋白的乳蛋白组合物，其中干物质由多于85％的乳蛋白组 成。
MPC和MPI可以通过脱脂乳的超滤来制备，其中超滤膜的分 子量截断值为10,000或更低。也可以使用透滤。
如果使用MPC或MPI，有可能得到有10-12％(w/v)蛋白的仍 然是半透明的溶液。
所选的pH范围相当有利。在pH 5.6以下，溶液易于凝结。在 pH 8.0以上，味道不好而且不适于充碳酸气。pH值在7.0以下为优 选。如果阳离子交换作用使得产物的pH大于7.0，则优选降低该pH， 例如通过添加柠檬酸溶液。
在本发明中使用的优选的强酸阳离子交换树脂是IMAC HP 111 E，由Rohm&Haas生产。该树脂具有苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基 质。其功能性基团是磺酸基团，可以以Na+形式得到或者被转换成K+ 形式。以Na+和/或K+形式的离子交换树脂为优选。
通过pH控制和阳离子选择，有可能改变所生产的半透明乳的 口味。某些情况下，提供除纳或钾以外的微量营养素阳离子是有益 的。与钠和或钾一起使用的优选阳离子为镁。
优选使用强酸性阳离子交换剂，因为使用弱酸性阳离子交换剂 磷酸盐也会被除去从而使得营养价值降低和产生非半透明的产物。
该方法优选在4℃到12℃的低温下进行，但也可以在高至50℃ 的温度下进行。
本发明的半透明乳可以通过加入少量的其它组份(尤其是色素 和香料)转换成类似软饮料的乳饮料。代表性地，要加入各0.1到3％ 的维生素、香料、防腐剂、增稠剂和香料增强剂等等。适于执行饮 料中这些功能的物质是已知的。
为方便起见，可以由半透明乳制备干制品。干燥可通过标准技 术进行。该制品可在水中复水以制备半透明乳。其甚至在4℃到12℃ 的冷水中保持良好的悬浮性。在干制品中可以有色素和调味料或可 随后添加。
除了饮料以外，该半透明乳制品可用来制备营养性凝胶和果 冻。这些产品可使用常规的胶凝剂来制备。
特别优选碳酸饮料。充碳酸气可通过本领域已知的熟练技术进 行。实施例5于此对使用干冰的充碳酸气过程进行了例证。其它选 择包括使用市售的充碳酸气系统。
附图简述
图1表明了不同去钙百分比脱脂乳的透射百分比及与姜汁啤酒 和鲜榨果汁的比较。
图2是制备去钙MPC粉末过程的示意图。
实施例
下列实施例进一步对本发明的实用性进行了例证。
实施例1-半透明度测定
半透明度测定
以Turbiscan使用近红外(NIR)脉冲光源(λ＝850nm)的发 射测量乳的半透明度。该样品被放在特殊的样品室内，NIR穿过样 品，透射检测器接收到穿过该样品的光。透射检测器得到以样品高 度(65mm)为函数的透射光通量(以百分比表示)。我们取样品室 高度从20mm到50mm的透射平均值，以定义为半透明度。光程为 1cm。
图1表示了各种去钙脱脂乳和两种市售产品的半透明度。姜汁 啤酒为“Bunderburg”姜汁啤酒，鲜榨果汁为“Freshup”橘子汁。Freshup 的透射值为7％，而姜汁啤酒的透射值为40％。图1给出的透射值表 明，对于“姜汁啤酒”型的半透明度，约需除去60％的钙，而对于 “Fresh-up”型的半透明度，约需除去40％的钙。
实施例2-由脱脂乳制备半透明乳
使用3.3％的柠檬酸将具有表1给出的组成的脱脂乳的pH调至 5.8。15分钟以后，测定脱脂乳的pH。由于乳的缓冲作用，该酸化 乳的pH增加了0.1到0.15个单位。再用3.3％的柠檬酸将其pH调至 5.8。
为从钙含量约为33mM/kg的脱脂乳中除去80％的钙，使用的 脱脂乳与树脂的比例约为12。例如200ml pH 5.83的脱脂乳与17g 树脂在500ml烧杯中接触，并以磁力搅拌器不断搅拌。该树脂为IMAC HP 111E，强阳离子交换树脂，总交换树脂的总交换容量为2req/L 钠。该树脂由Rohm&Haas制造并具有磺酸功能基团。
搅拌速度被调至所有树脂都在脱脂乳中悬浮的水平，并对其pH 进行监测。该混合物的pH随时间而增加，例如5分钟时为6.15，15 分钟时为6.32，而在25分钟之后其pH达到终值6.47。此时从混合 物中分离出树脂并测定其钙含量。表2给出了在不同的脱脂乳与树 脂的比率的情况下，脱脂乳的典型pH和钙含量，及其半透明度透射 值。
表1-乳组成
  成分   脱脂乳(％)   灰分   0.76   乳糖   5.17   脂肪   0.06   酪蛋白   2.88   乳清蛋白   0.58   总蛋白   3.67
表2去钙脱脂乳的组成
 脱脂乳(ml)   200   200   200   200  脱脂乳pH   5.83   5.83   5.83   5.83  树脂重量(g)   0   10   14   17  最终钙含量   32.7   16.9   12.4   6.7  最终pH   5.83   6.24   6.4   6.5  去钙百分比   0   48   62   80  透射值(％)   0   17.8   45.2   55.7
实施例3去钙乳粉的生产
使用稀柠檬酸(如3.3％)将1000L脱脂乳的pH调至5.8。将 100L实施例2中描述的强阳离子交换树脂填充到直径约40cm、高 100cm或总体积为140L的不锈钢管中。100升的树脂床高80cm。 然后将此1000L脱脂乳以一小时4个床体积或每小时400L脱脂乳 的速度通过该树脂。所得脱脂乳的初始钙含量约为10％。为生产去 钙脱脂乳粉，将该脱脂乳蒸发并干燥，表3给出了其成分(无水)。
表3去钙乳粉的组成
  成分   蛋白   乳糖   灰分   钙   ％   37.5   51   10   0.1
该去钙乳粉被复水到固体含量为6％，其半透明度约为60％。
实施例4复水乳粉的UHT处理
实施例2的复水样品以间接UHT装置在140℃ UHT处理4s。 所得的UHT样品比复水样品的半透明性更好。其透射值约为64％。
实施例5UHT处理的复水脱脂乳粉充碳酸气
向从前例中获得的UHT处理的复水脱脂乳粉中加入粉末状干 冰(冷冻二氧化碳)对其充碳酸气。在半透明乳中，典型的充碳酸 气标准约为3.5体积本生瓶。该充碳酸气标准与市售的碳酸产品相 当，即苏打水-4.5体积本生瓶，可乐-4.2体积本生瓶，稍起泡(lightly sparkling)-3.0体积本生瓶。
除了充碳酸气以外，加入香料如柠檬/酸橙、葡萄和橙子及恰当 的色素以生产类似市售的软饮料或运动饮料的产品。
实施例6来自MPC的半透明乳
如图2所例证的那样，将脱脂乳在超滤(或微量过滤)膜(Koch S4 HFK 131型膜，标定分子量截断值为10,000道尔顿)上进行浓缩 以生产MPC保留物。根据所使用的浓缩倍数的不同，该MPC保留 物将会有乳蛋白占干物质的42-85％的蛋白含量。
例如，当1000kg表1给出的脱脂乳浓缩物被浓缩25倍后，可 以获得400kg的MPC56保留物和600kg的透过物。
用3.3％的柠檬酸将276kg pH 6.8的MPC56保留物的一部分还 原至pH 5.9。将该酸在10℃下加到此保留物中，并不停搅拌。例如， 为生产75％的去钙MPC56，将200kg保留物的pH调至5.9。15分 钟以后，再次测量此保留物的pH。由于保留物缓冲容量的不同，进 行过pH调节的保留物的pH增加了0.1到0.15个单位。再用3.3％的 柠檬酸将pH调至5.9。
该200kg MPC56保留物含有0.26％的钙或总钙含量为530g。 为除去所有这些钙，使用了将近70L的钠离子形式的强阳离子交换 树脂。该树脂为IMAC HP 111 E，强酸性阳离子交换树脂，总交换 容量为2eq/L钠。该树脂由Rohm&Haas生产，并具有磺酸功能基 团。
将该树脂装入直径约为40cm、高110cm或总体积140L的不 锈钢管中。70升的树脂床高55cm。然后将200kg保留物以1小时 2个床体积或140L/h的速度通过该树脂。200kg的保留物花了约一 个半小时的时间。所得保留物的钙含量约为0.005％，pH约为7.1。 将该去钙MPC56与未经处理的剩下的67kg MPC56混合以生产含 0.4％钙的保留物。然后将此保留物蒸发并干燥以生产含0.4％钙的 MPC56粉末。表4的A列为该粉末的组成。
如果使用MPC70或MPC85保留物代替MPC56保留物作为进 料流的话，就可以生产去钙MPC70和MPC85，它们的组成分别在 下面表4的B列和C列中给出。MPC70和MPC85保留物在通过离 子交换柱之前被稀释。
表4-乳蛋白浓缩物的组成
  MPC   A   B   C   总蛋白   56   70   85   灰分   7-9   7-9   6-8   乳糖   28-30   14-16   ＜5   脂肪   0.9-1.1   1.5-1.6   ＞1.7   钙   0.4   0.45   0.55   钠(％)   2.4   2.6   3.0
这些MPC可被复水成各种蛋白浓度以生产半透明乳。例如， 为得到含2％蛋白的半透明乳，可在100ml水中溶解2.5g去钙 MPC85。该复水的MPC85溶液看上去呈半透明状，可对其进行UHT 处理、充碳酸气及添加香料以生产实施例3、4和5中描述的半透明 产品。
实施例7-调味饮料
在搅拌混合容器中，将水(55℃)(92.23份)、蔗糖(6份) 与按实施例3或实施例6制备的干半透明乳的乳块(1.5份)混合。 水合10分钟。边搅拌边逐渐加入20％的柠檬酸溶液(0.15份)。加 入蜜露香料(Givaudan Roure 55482AA，0.05份)、硬皮甜瓜香料 (Givaudan Roure 55480AA，0.05份)和绿色色素(1:100，Bush Boake Allen，0.02份)，并混合均匀。
将产物预热至75℃。在137℃处理3秒钟。无菌装瓶。
上述实施例对本发明的实用性进行了例证。本发明可以通过本 领域熟悉的方法以各种修饰和变化进行。例如，用于阳离子交换的 材料可以是各种各样的，离子交换介质可以是各种各样的，去钙百 分比和乳蛋白浓度也可以是各种各样的。