一種乳清蛋白為基質的脂肪替代品的製備方法
2023-05-01 22:36:21 1
專利名稱：一種乳清蛋白為基質的脂肪替代品的製備方法
技術領域：
一種乳清蛋白為基質的脂肪替代品的製備方法，屬於乳製品技術領域。
背景技術：
以蛋白質為基質的脂肪替代品模擬脂肪的原理解釋為當蛋白質和膠類物質混合時它們能夠形成凝膠，能夠提供類似脂肪的質構和功能特性；微粒化(Microparticulation)後的微細粒子，處於舌頭感官閾值之下，食用時產生類似脂肪的稠度和滑膩感。
乳清是生產乾酪時從牛乳中分離出來的液體部分。一般每生產1kg乾酪可得到10kg乳清。全世界每年生產乾酪所產生的乳清約為9000萬噸，可見其數量是相當大的。在90年代，由於膜分離技術和離子交換技術的進步以及對乳清蛋白認識的提高，人們逐漸認識到乳清蛋白不僅具有很高的營養價值，而且具有許多獨特的功能特性。
乳清蛋白中含有約48％的β-乳球蛋白、19％的α-乳白蛋白、8％的免疫球蛋白、5％的血清白蛋白和20％的蛋白腖等，還有少量的乳鐵蛋白和乳過氧化物酶等。乳清蛋白的營養價值很高，它含有組成蛋白質的全部20種胺基酸，與雞蛋蛋白質相似，屬於全價蛋白質，生物價為88。
乳清蛋白具有許多功能特性，其功能特性主要包括溶解性和分散性。乳清蛋白在沒有熱變性的條件下，在pH 2.0-7.0範圍內表現出良好的溶解性和分散性。
乳化性。乳清蛋白能在脂肪球和水滴之間形成一層界面膜，從而防止乳狀液分層及凝聚沉澱。
凝膠作用和持水性。在適當的熱處理條件下，乳清濃縮蛋白(WPC)溶液能形成熱變性不可逆凝膠。β-乳球蛋白和牛血清白蛋白是乳清中兩種主要凝膠蛋白。乳清蛋白開始形成凝膠的溫度和凝膠的特性取決於蛋白質濃度、pH值，溶液中其他組分及其工藝條件。
乳清濃縮蛋白(WPC)在乾燥狀態下含有25％～95％的可溶性乳清蛋白。乳清濃縮蛋白在生產過程中去除了大部分的乳糖和鹽分，脂肪的含量也較低，因此具有較好的乳化和凝膠特性，適合用來製作脂肪替代品。
脂肪替代品是一種具有脂肪某些令人期望的物理和感官性質，能被人體消化和吸收，但提供人體較低能量或對人體不提供能量的物質。脂肪替代品用於食品中不僅能使食品產生與高脂食品相似的感官性狀，而且以脂肪替代品替代部分或全部脂肪可以降低食品的熱量，從而減少人體因攝入過多高油高脂食品而引起的冠心病、高血壓等多種疾病的發病率。
發明內容
本發明的目的是提供一種乳清蛋白為基質的脂肪替代品的製備方法，使用流變儀和質構儀確定脂肪替代品的原料配方，採用熱處理和微粒化處理熱凝膠，用粒徑分布儀測定凝膠顆粒的粒徑大小，掃描電鏡觀察脂肪替代品的超微結構，微粒化處理後的蛋白質表面變得光滑、柔軟，可以用作脂肪替代品。
本發明的技術方案本發明所製備的脂肪替代品其50％的顆粒粒徑小於10μm，達到了模擬脂肪的要求。
製備方法為原料採用100g蛋白質含量為80％的乳清濃縮蛋白，3g CaCl2，5g黃原膠，加水定容至1L，55-60℃恆溫水浴並不斷攪拌配製混合溶液，調節溶液pH至7.0，熱處理，冷卻至室溫，微粒化處理，製得脂肪替代品，所述熱處理工藝條件為80℃，20min，微粒化處理時使用高速組織搗碎機，處理條件為10000rpm，處理15min，微粒化處理後產品中50％的顆粒粒徑小於10μm。
分析方法1.線性粘彈區的測定在常溫下配製100g/L的WPC-80溶液。固定頻率為1Hz，採用AR 1000型流變儀進行應力掃描，確定其線性粘彈區。
2.凝膠性能的測定方法採用AR1000型流變儀的平行板測定體系的粘彈性和膠凝溫度。在線性粘彈區，對其施加一個小振幅正弦振蕩的應力，固定頻率為1HZ，測定樣品的貯能模量、損耗模量和膠凝溫度。
流變測定時採用的夾具及參數設定如下夾具40mm平行板(使用油封)；平板間隙1mm；加樣量0.6ml；振蕩掃描程序升溫掃描，20℃-100℃，4℃/min；振蕩掃描參數角頻率1.0r/s；應力1.0Pa3.WPC-80溶液形成凝膠的濃度確定在常溫下配製濃度分別為50g/L、70g/L、80g/L、100g/L的WPC-80溶液，攪拌使蛋白質充分溶解，溶液的pH為7.0，測定其流變性質。
4.蛋白質含量對乳清蛋白溶液流變性質的影響在常溫下配製200g/L的WPI-90、WPC-80、WPC-34三種不同的乳清蛋白溶液，攪拌使蛋白質充分溶解，溶液的pH為7.0，測定其流變性質。
5.Ca2+濃度對WPC-80溶液流變性質的影響在常溫下配製100g/L的WPC-80溶液並攪拌，使蛋白質充分溶解，溶液的pH為7.0。添加CaCl2，使其濃度分別為0、3g/L、6g/L、10g/L、15g/L，測定其流變性質。
6.黃原膠含量對乳清蛋白溶液流變性質的影響配製3份100g/L的WPC-80溶液，分別加入不同量的黃原膠使其濃度分別為5g/L，10g/L，15g/L。磁力攪拌器攪拌1h，使蛋白質充分溶解，調整溶液的pH至7.0。然後將準確稱量的CaCl2分別放入溶液中使得CaCl2的濃度為3g/L，快速攪拌，使用AR1000流變儀，在線性粘彈區內測定貯能模量、損耗模量和膠凝溫度。
7.粒徑分布加入樣品，採用粒徑分布儀Mastersizer 2000進行測定。
8.掃描電鏡觀察脂肪替代品的超微結構凝膠在4℃下放置5天後用5％戊二醛固定，然後再依次進行磷酸緩衝液漂洗，1％鋨酸固定，乙醇梯度脫水，二氧化碳臨界點乾燥後用掃描電鏡觀察，加速電壓20KV。
工藝條件的確定1.脂肪替代品的配方選擇製備脂肪替代品的原料為WPC-80，WPC-80形成凝膠的臨界濃度為80g/L，實驗中發現當WPC-80的濃度超過100g/L時，形成的凝膠較緻密，不易破碎。因此，在製備脂肪替代品時選擇WPC-80的濃度為100g/L，當pH值大於7.0時，蛋白質溶液出現澀味，為了避免出現不良口感選擇pH值為7.0，為了得到乳清蛋白形成的凝膠，又不會產生不良的口味，選擇CaCl2的添加量為3g/L，黃原膠的添加量為5g/L。
2.熱處理工藝pH值為7.0時，乳清蛋白質的變性溫度為77℃，為了得到理想的蛋白質凝膠選擇熱處理溫度為80℃，處理時間為20min。
3.微粒化處理工藝乳清蛋白溶液中50％的顆粒粒徑小於133.2μm。熱處理後蛋白質形成凝膠，其顆粒明顯變大，50％的顆粒粒徑小於334.9μm，此時無法模擬脂肪的感官特性，必須進行微粒化處理。
採用高速組織搗碎機10000rpm下，當微粒化處理時間分別為5min、10min、15min時，50％的顆粒粒徑分布分別為20.62μm、16.56μm、7.8μm(見表1)。隨著微粒化處理時間的延長，粒徑分布的參數呈下降趨勢。當微粒化處理時間為10min時，顆粒較大，不能很好地模擬脂肪的特性。而當微粒化處理時間達到15min時，50％的顆粒粒徑小於10μm，可以作為脂肪替代品。因此，選擇微粒化處理條件為剪切速率為10000轉/分鐘，處理時間為15min(見圖1)。
表1 微粒化處理對粒徑分布的影響表
4.掃描電鏡觀察超微結構掃描電鏡觀察乳清蛋白溶液的超微結構，可以看到體系中乳清蛋白顆粒均勻分散，顆粒較小(圖2-a)。當熱處理後，蛋白質顆粒受熱膨脹，顆粒變大，並且蛋白質顆粒之間發生交聯，表明熱處理後蛋白質形成凝膠，但是顆粒表面較粗糙，無法模擬脂肪的滑膩感，此時蛋白質凝膠並不能作為脂肪替代品(圖2-b)。為了模擬脂肪的滑膩感必須進行微粒化處理，微粒化處理後的蛋白質凝膠表面變得光滑、柔軟，此時可以作為脂肪替代品(圖2-c)。
本發明的有益效果本發明使用流變儀和質構儀確定脂肪替代品的原料配方，採用熱處理和微粒化處理熱凝膠，粒徑分布儀測定凝膠顆粒的粒徑大小，掃描電鏡觀察脂肪替代品的超微結構，微粒化處理後的蛋白質表面變得光滑、柔軟，50％的顆粒粒徑小於10μm，可以用作脂肪替代品。
圖1微粒化處理對粒徑分布的影響(剪切速率為10000轉/分鐘，處理時間為15min)。
圖2脂肪替代品製備過程中超微結構的變化。樣品a)乳清蛋白溶液；b)熱處理後；c)微粒化處理後。
具體實施例方式
實施例1按照說明書上述工藝路線，其原料配方為WPC-80，濃度為100g/L，pH 7.0，CaCl2的濃度為3g/L，黃原膠的濃度為5g/L。在80℃下熱處理20min後自然冷卻，然後微粒化處理10000轉/分鐘，15min。控制熱處理溫度、時間和微粒化處理的剪切速率、時間。得到的脂肪替代品其50％的顆粒分布為7.8μm。
權利要求
1.一種乳清蛋白為基質的脂肪替代品的製備方法，其特徵是原料採用100g蛋白質含量為80％的乳清濃縮蛋白，3g CaCl2，5g黃原膠，加水定容至1L，55-60℃恆溫水浴並不斷攪拌配製混合溶液，調節溶液pH至7.0，熱處理，冷卻至室溫，微粒化處理，製得脂肪替代品，所述熱處理工藝條件為80℃，20分鐘，微粒化處理條件為10000轉/分鐘，處理15分鐘，微粒化處理後產品中50％的顆粒粒徑小於10μm。
全文摘要
一種乳清蛋白為基質的脂肪替代品的製備方法，屬於乳製品技術領域。本發明以乳清濃縮蛋白WPC－80為主要原料，按一定比例添加CaCl
文檔編號A23J3/22GK1911063SQ20061008626
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月28日 優先權日2006年8月28日
發明者盧蓉蓉, 許時嬰, 楊瑞金, 李玉美 申請人:江南大學