一种通过脂肪酸结合或脱除酪蛋白胶束中的并提高浓缩蛋白粉溶解性的方法

申请号 CN201610055628.0 申请日 2016-01-27 公开(公告)号 CN105594867A 公开(公告)日 2016-05-25
申请人 江南大学; 发明人 周鹏; 胡锦华; 庄丰辰; 张洪超;
摘要 本 发明 涉及一种通过 脂肪酸 结合或者脱除 酪蛋白 胶束中 钙 的方法。在原料乳品中加入脂肪酸降低蛋白的pH值并结合或脱除酪蛋白胶束中的钙,经过 喷雾干燥 得到富含功能脂肪酸的浓缩 乳蛋白 粉;也可通过简单的离心操作分离脂肪酸钙和蛋白溶液,蛋白溶液经 过喷 雾干燥得到部分脱钙的浓缩乳蛋白粉。此方法优点在于,第一,生产工艺简便无污染;第二,功能乳粉富含有益脂肪酸,且部分脱钙后,蛋白溶解性较好、贮藏稳定较高;第三,脱钙浓缩乳蛋白粉,经过部分脱钙(10-30%),既保留了乳蛋白的营养价值与功能性,又提高了溶解性;此2种产品均可用于液态乳饮料、酸奶、乳酪、营养棒等高蛋白食品的生产;离心分离所得的脂肪酸钙能应用于 饲料 加工。
权利要求

1.一种通过脂肪酸脱除酪蛋白胶束中的方法,其特征在于,经过如下具体的工艺步骤:
(1)原料乳按照一定的固形物含量配置蛋白溶液,调节溶液的pH,恒温孵育。
(2)利用脂肪酸脱除酪蛋白胶束中的钙:按比例在乳蛋白浓缩液中加入不同量的脂肪酸,脱除溶液中的钙,同时也调节了蛋白溶液的pH。
(3)均质:将溶液高速预均质后再进行超高压均质。
(4)两相分离(选择性步骤):通过简单的离心操作可以将皂化后的脂肪酸钙层和脱除不同程度钙的乳液层进行两相分离。
(5)喷雾干燥:乳液层通过喷雾干燥制得蛋白粉。
(6)将该类蛋白粉加入到产品中可以提高产品的相关性能。
2.根据权利要求1所述的酪蛋白胶束包括奶、牛奶、牦牛奶、山羊奶、绵羊奶、奶、驴奶、骆驼奶等各种奶源中的酪蛋白胶束。
3.根据权利要求1所述的原料乳包括鲜奶,液态成品奶,乳蛋白浓缩液,奶粉,或者乳蛋白浓缩粉等各种含有酪蛋白胶束的乳制品。
4.如权利要求1所述的溶液总固形物含量为5%~30%。
5.根据权利要求1所述的将溶液pH值调整为对应蛋白适宜溶解的pH。
6.根据权利要求1所述的恒温孵育的加热温度为40℃~70℃,孵育时间为0.5h~3.5h,孵育期间溶液可搅拌或振荡,孵育的目的是促进蛋白质的充分溶解。
7.如权利要求1所述的脂肪酸包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、蓖麻油酸、α-亚麻酸、二十五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、亚油酸、二高-γ-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳三烯酸等不同碳原子数和双键数目的饱和或者不饱和脂肪酸,以及富含脂肪酸的植物或者动物油,如橄榄油、芦荟油、红花籽油、蓖麻油和鱼油等。并且,各种脂肪酸、植物油和动物油可按比例混合后进行添加。
8.如权利要求1所述的蛋白质与脂肪酸或脂肪酸酯的质量比例为1:1~30:1。
9.如权利要求1所述的pH为5.0-6.6。
10.如权利要求1所述的脱钙程度为5%-40%。
11.如权利要求1所述的预均质为在分散机下高速分散1min~5min;超高压均质为在
28Mpa~40Mpa下连续均质3次~5次。
12.如权利要求1所述的喷雾干燥的条件为:进口温度在100℃~130℃,进口温度与出口温度的温度差为30℃~50℃,出口温度根据速和喷雾气体流量调节。
13.根据权利要求1所述的产品蛋白粉可用于生产乳酪、高蛋白酸奶和各类蛋白营养品

说明书全文

一种通过脂肪酸结合或脱除酪蛋白胶束中的并提高浓缩蛋

白粉溶解性的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种通过脂肪酸结合或者脱除酪蛋白胶束中的钙并提高浓缩乳蛋白粉溶解稳定性的方法,属于乳粉加工领域。

背景技术

[0002] 乳蛋白因具有良好的营养和功能特性,而在食品加工业中被广泛用作为一种重要的蛋白配料。随着食品加工技术的发展,乳蛋白制品的种类不断增加,其中浓缩乳蛋白是一类相对新型的蛋白配料,是脱脂奶经超滤和洗滤后再通过蒸发浓缩和喷雾干燥所得到的一类高蛋白粉。浓缩乳蛋白的干基蛋白质含量介于50-85%之间,而且其蛋白组成与乳几乎完全相同,尤其适用于乳酪的生产。此外,浓缩乳蛋白还可代替脱脂粉、干酪素或浓缩乳清蛋白等而被应用到营养食品中。
[0003] 浓缩乳蛋白的溶解度指数(Solubility Index,SI)很低,复性较差,这也使得浓缩乳蛋白的广泛应用受到一定限制。目前,大量的工作研究了浓缩乳蛋白在复水过程变化、贮藏条件对浓缩乳蛋白溶解性的影响以及浓缩乳蛋白不溶性机理等方面。研究表明由于浓缩乳蛋白的蛋白含量较高,在贮藏过程中溶解性降低较快,因此其储藏稳定较性差。另外较低的溶解性还影响到了浓缩乳蛋白的其它功能性质,例如浓缩乳蛋白作为蛋白强化剂应用到高蛋白乳制品的生产时,受其复溶程度的影响会形成结,影响产品的品质。因此浓缩乳蛋白在室温下能够快速、完全的溶解.是其在食品工业中应用的基础。深入的研究也指出,控制酪蛋白胶束的稳定性对于浓缩乳蛋白的溶解性和储藏稳定性十分重要,结合或者脱除乳中的游离钙,降低αs-酪蛋白和β-酪蛋白的钙敏性以及形成水化层阻止蛋白颗粒间的相互靠近等手段,对于保护酪蛋白胶束,提高浓缩乳蛋白的溶解稳定性十分重要,已经报道的方法包括加入钙离子螯合盐、亲水胶体和利用离子交换柱脱钙等。

发明内容

[0004] 针对MPC溶解度指数较低和复水性较差的问题,本发明提供一种利用脂肪酸结合或脱除钙来提高浓缩乳蛋白溶解性的方法。该方法通过脂肪酸和钙离子以及其与浓缩乳蛋白之间的相互作用,结合或者脱除浓缩乳蛋白溶液中的游离钙和酪蛋白胶束中的钙,来提高浓缩乳蛋白的溶解性,保留其高蛋白的营养价值,扩大浓缩乳蛋白在食品工业中的应用。本专利工艺简便,效率很高,非常适合工业化生产。
[0005] 为达到上述目的,本发明采取的技术方案是:以蛋白溶液为基础,调节溶液的固形物含量与pH值,之后将溶液与脂肪酸在恒温条件下孵育,按一定比例混合脂肪酸与溶液,调节最终溶液的总固形物含量,将溶液在高速分散机下预均质后改为超高压均质机均质,直接进行喷雾干燥或者通过简单的离心分离脂肪酸钙后再进行喷雾干燥制备得到蛋白粉。具体工艺如下:
[0006] 1、配方:溶液的总固形物含量为5%~30%,蛋白质:脂肪酸类物质=1:1~50:1(w/w)。
[0007] 2、复水:若以商业蛋白粉为原料则执行此步骤。按比例计算商业蛋白粉使用量(需去除蛋白粉中自带的水分),于烧杯中准确称取商业蛋白粉,加入超纯水搅拌均匀。
[0008] 3、调节pH:用1moL/L的氢化钠溶液调节溶液的pH至对应蛋白适宜溶解的pH。
[0009] 4、恒温孵育:将溶液、脂肪酸与超纯水分别放置在恒温环境中孵育一定的时间。
[0010] 5、混合:向溶液中加入脂肪酸,补充超纯水达到喷雾干燥用溶液的总质量,搅拌均匀,利用脂肪酸与钙的皂化反应,以及脂肪酸和蛋白之间的相互作用,脱除蛋白溶液和酪蛋白胶束中的钙。
[0011] 6、均质:将溶液在高速分散机下预均质1min~5min,之后在超高压均质机中连续均质3~5次,压为28Mpa~40Mpa。
[0012] 7、两相分离(选择性步骤):通过简单的离心操作分离皂化后的脂肪酸钙层和脱除不同程度钙的乳液层。
[0013] 8、喷雾干燥:喷雾干燥的进口温度在100℃~130℃,进口温度与出口温度的温度差为30℃~50℃,出口温度根据速和喷雾气体流量调节。
[0014] 9、将该类蛋白粉加入到产品中可以提高产品的相关性能。
[0015] 所述的蛋白质溶液包括鲜奶,液态成品奶,乳蛋白浓缩液,奶粉,或者乳蛋白浓缩粉等各种含有酪蛋白胶束的乳制品。
[0016] 所述的酪蛋白胶束包括牛奶、水牛奶、牦牛奶、山羊奶、绵羊奶、奶、驴奶、骆驼奶等各种奶源中的酪蛋白胶束。
[0017] 所述的脂肪酸包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、蓖麻油酸、α-亚麻酸、二十五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、亚油酸、二高-γ-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳三烯酸等不同碳原子数和双键数目的饱和或者不饱和脂肪酸;以及富含脂肪酸的植物或者动物油,如橄榄油、芦荟油、红花籽油、蓖麻油和鱼油等。并且,各种脂肪酸、植物油和动物油可按比例混合后进行添加。
[0018] 采用上述工艺方案的有益效果在于:在适宜于商业浓缩蛋白粉生产的比例范围(固形物含量5%~30%)下对蛋白溶液中的游离钙和酪蛋白胶束中的钙进行不同程度的脱除,最大程度地保持乳蛋白原有的结构、性质和蛋白质含量,整个工艺操作十分绿色简便,适宜食品工业中应用。通过控制脂肪酸和蛋白的比例即可控制结合或者脱除钙的程度,所得到的脂肪酸钙还可以直接用于饲料的生产,所得的主要产物——结合了脂肪酸的蛋白溶液或者是脱除部分钙的蛋白溶液经过喷雾干燥能够制备得到球形度高、流动性好的粉末,易于保存,这种结合了脂肪酸的蛋白产品或者是脱除部分钙的蛋白产品溶解性大大提高,功能性(如凝胶性、乳化性、起泡性等)也得到了最大程度的保持,有益的不饱和脂肪酸成分的结合还能进一步提高蛋白粉的功能营养价值。当该类蛋白粉作为配料应用于产品时,也能相应改善产品的储藏稳定性和质构等性能。附图说明
[0019] 图1为实施例1中MPC与添加蓖麻油酸的乳粉的激光共聚焦图,蛋白和脂肪酸分别用FITC和尼罗红染色
[0020] 图2为实施例1中蓖麻油酸对MPC中钙的影响。
[0021] 图3为实施例1中结合蓖麻油酸后MPC在储藏过程中的溶解稳定性变化(35℃储藏60天)。

具体实施方式

[0022] 以下通过实施例对本发明进行具体说明。
[0023] 实施案例1
[0024] 一种以MPC485为原料,利用蓖麻油酸结合钙提高MPC485溶解性的方法,其具体工艺步骤如下:
[0025] 实施案例1:取500g商业浓缩乳蛋白MPC485复水,调节溶液pH为7.0,50℃下恒温振荡水浴1h后加入78.7g蓖麻油酸与超纯水至总质量为3.6kg,搅拌均匀,预均质2min后于超高压均质机中连续均质4次,均质压力为28Mpa,在最后在105℃/65℃下喷雾干燥。此外,以未添加蓖麻油酸的溶液制备MPC485作为对照组。为了保证工艺的可重复性,每种类别的溶液各有一次平行,得到的两种乳粉的微观结构用激光共聚焦图表征(图1),其中脂肪酸用尼罗红染色,蛋白用FITC染色。从微观结构上看,添加蓖麻油酸的乳粉与浓缩乳蛋白的微观结构没有明显的区别,脂肪酸和蛋白双染色后的激光共聚焦图则表明脂肪酸与蛋白发生了分子间作用紧密结合在一起形成新的共价化合物。图2为蓖麻油酸对MPC485中钙的影响,将MPC在35℃下做加速储藏实验,其溶解度的变化见图3。根据图2与图3可以看出蓖麻油酸结合了MPC485中20%左右的钙,结合蓖麻油酸后的MPC在35℃下储藏60天后稳定性依然很好。
[0026] 实施案例2
[0027] 一种以新鲜牛乳为原料,利用油酸脱钙提高乳粉溶解性的方法,其具体工艺步骤如下:
[0028] 取市售1L新鲜牛乳为原料,调节溶液pH为7.0,50℃下恒温振荡水浴1h后加入5.8g油酸,搅拌均匀,预均质2min后于超高压均质机中连续均质4次,均质压力为28Mpa,在最后在105℃/65℃下喷雾干燥。此外,以未添加油酸的溶液新鲜作为对照组,脱钙率达24.4%。
[0029] 实施案例3
[0030] 一种以市售全脂乳为原料,利用亚油酸脱钙提高乳粉溶解性的方法,其具体工艺步骤如下:
[0031] 取1L市售新鲜全脂为原料,调节溶液pH为7.0,50℃下恒温振荡水浴1h后加入35g亚油酸,搅拌均匀,预均质2min后于超高压均质机中连续均质4次,均质压力为28Mpa,在最后在105℃/65℃下喷雾干燥。此外,以未添加亚油酸的溶液新鲜作为对照组,脱钙率达30%。
QQ群二维码
意见反馈