CN102349656A - 一种酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于乳制品技术领域的一种酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的制备方法及应用。以乳清蛋白为原料，经过碱性蛋白酶限制性酶解，灭酶后冷冻干燥制得酶解乳清蛋白，通过添加黄原胶，搅拌均匀得到酶解乳清蛋白/黄原胶复合物，在一定条件下热成胶，制得具有类似脂肪的质构和口感的酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶，应用于低脂干酪、低脂酸奶和低脂冰淇淋的生产。

Description

一种酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的制备方法及应用

技术领域

本发明属于乳制品技术领域，具体涉及一种用于低脂食品生产的酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的制备方法及其在低脂干酪、低脂酸奶和低脂冰淇淋中的应用。

背景技术

脂肪替代品是具有类似脂肪的物理和感官特质，能被人体消化吸收，但提供人体较低能量或对人体不提供能量的一类物质，主要有以碳水化合物为基质的脂肪替代品、人工合成脂肪为基质的脂肪替代品和以蛋白质为基质的脂肪替代品。以淀粉、纤维素和果胶等碳水化合物为基质的脂肪替代品在低脂产品开发方面已有大量报道，而以蛋白质为基质的脂肪替代品研究相对较少，主要有大豆蛋白、鸡蛋蛋白和乳清蛋白。以乳清蛋白为基质的脂肪替代品的制备方法主要有两种，一种是采用热变性使乳清蛋白成胶，再通过微粒化或者物理挤压的方法制成类似油脂状的胶体用作脂肪替代品(美国专利4828369；中国专利200580032763.3和200610086266.8)，如商业化的Simpless经加热和微粒化处理形成具有类似奶油特性的胶体，并能较好的应用于低脂冰淇淋等产品的生产，但是采用微粒化和物理挤压的方法需要较高的剪切力，对设备的配置要求较高，且设备消耗也很大；另一种方法是在经加热变性的乳清蛋白中加入蛋白酶，利用酶诱导凝胶的方法制备具有类似奶油质构特性的蛋白凝胶(中国专利200910078033.7)，并能较好的应用于低脂再制干酪的生产，但酶诱导方法制备的乳清蛋白凝胶存在保存不方便的特点。

脂肪替代品用于食品中不仅能使食品具有与高脂食品相似的感官性状，而且以脂肪替代品替代部分或全部脂肪可以降低食品的热量，从而减少人体因摄入过多的高油高脂食品而引起的冠心病、高血压等多种疾病的发病率。目前，在低脂再制干酪和低脂酸奶中应用的脂肪替代品主要有经微粒化的乳清蛋白凝胶，以及淀粉、改性淀粉和果胶等以碳水化物为基质的脂肪替代品等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的制备方法。

本发明的目的还在于提供上述酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶用于制备低脂干酪、低脂酸奶和低脂冰淇淋的用途。

本发明利用碱性蛋白酶限制性酶解乳清蛋白，当水解度在5～12％时，其中大部分的α-乳白蛋白和少量的β-乳球蛋白及少量的牛血清蛋白被酶解，从而改变了乳清蛋白形成凝胶过程中的作用方式，凝胶的粒径相对较小，同时在加热过程中适当搅拌也降低了粒径值，通过添加黄原胶和氯化钙进一步使酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的平均粒径值下降至10μm以下，形成具有类似脂肪结构的复合凝胶。

一种酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)配制质量浓度为10-30％的乳清蛋白溶液，室温下以200～400r/min搅拌20～40min，使其充分水化；

(2)将步骤(1)得到的乳清蛋白溶液pH值调至6.5-8.5，加入碱性蛋白酶，加入的碱性蛋白酶与乳清蛋白溶液的质量比为1∶(5-30)，在45～60℃下酶解30～90min，水解度为5～12％；

(3)将步骤(2)得到的酶解乳清蛋白溶液在70-85℃水浴中灭酶5～20min，快速冷却后在-20～-80℃冰箱中冷冻，经冷冻干燥得到酶解乳清蛋白粉末；

(4)将步骤(3)得到的酶解乳清蛋白粉末、黄原胶和氯化钙分别配成溶液，混合，配制成乳清蛋白质量浓度为12～25％，黄原胶质量浓度为0.05～0.5％，氯化钙质量浓度为1～10g/L的混合溶液，在室温下搅拌15～40min，转速为200～400r/min，制得酶解乳清蛋白/黄原胶混合溶液；

(5)将步骤(4)得到的酶解乳清蛋白/黄原胶混合溶液pH值调至5.5～8.0，在75～90℃条件下搅拌加热10～30min，搅拌速度为150～300r/min，冷却至室温制成酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶。

所述酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶用于制备低脂干酪、低脂酸奶和低脂冰淇淋。

制备低脂再制干酪，原料配比为45～55份重量的原干酪、0～10份重量的黄油、0～10份重量的酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶、5～15份重量的脱脂奶粉、2.5～7.5份量重的乳化盐、17.5～27.5份量中的水；将原料混合后放入熔融锅，加热5～20min，同时不断搅拌，趁热包装后，放在4℃冰箱中快速冷却，冷却后真空封口。

用酶解乳清蛋白/黄原胶复合物替代酸奶中的脂肪制备低脂酸奶。

用酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶替代冰淇淋中的脂肪制备低脂冰淇淋。

本发明的有益效果：所获得的酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶具有类似脂肪的质构和口感，其中硬度为0.4～0.6N，内聚性为0.4～0.6，黏附性为1.0～2.1N.sec，凝胶颗粒平均粒径值小于10μm，本制备过程不需要较高的设备投入，制作成本低，操作简单易行。酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶可以替代干酪中75％的脂肪，在酸奶中酶解乳清蛋白/黄原胶复合物可以替代酸奶中50％的脂肪，酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶替代冰淇淋中50％的脂肪，具有很好的替代效果。

附图说明

图1为酶解乳清蛋白/黄原胶复合物对低脂酸奶发酵速率的影响。

图2为WPC/黄原胶复合物对低脂酸奶发酵速率的影响。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明做进一步说明。

以下实施例采用TMS-Pro(美国食品技术公司)质构仪分析凝胶的硬度、内聚性和黏附性等。采用直径为25mm的平底柱形探头，测定程序为：探头下压速度60mm/min，下压时间为10s，上升速度为-60mm/min，中间停留5s，重复一次。测定三次，取平均值。

采用粒径分布仪测定凝胶的粒径分布，测定前先将样品配制成2％的溶液，在200r/min下搅拌1小时。

采用的标准奶油的质构值范围为：硬度0.3～0.8N，内聚性0.3～0.6，黏附性0.9～3.0N.sec，平均粒径在20μm以下。

实施例1

(1)将乳清蛋白固体、黄原胶和氯化钙分别配成溶液，将三者混合配制成乳清蛋白质量浓度为20％，黄原胶质量浓度为0.05％，氯化钙浓度为2g/L的混合溶液，在室温下搅拌20min，转速为300r/min；

(2)将步骤(1)得到的混合溶液pH值调至7.0，在80℃条件下搅拌加热20min，搅拌速度为200r/min，室温下冷却。

通过此方法制得的乳清蛋白/黄原胶复合凝胶硬度为2.84N，内聚性为0.41，黏附性为0.85N.sec，平均粒径值为630μm，硬度值超出标准奶油质构值范围很多，平均粒径是标准奶油的30倍以上，且表面粗糙，不具备模拟脂肪的特性。

实施例2

(1)将乳清蛋白固体、黄原胶和氯化钙分别配成溶液，将三者混合配制成乳清蛋白质量浓度为17％，黄原胶质量浓度为0.3％，氯化钙浓度为3g/L的混合溶液，在室温下搅拌20min，转速为300r/min；

(2)将步骤(1)得到的混合溶液pH值调至7.0，在80℃条件下搅拌加热25min，搅拌速度为200r/min，室温下冷却。

通过此方法得到乳清蛋白/黄原胶复合凝胶硬度为1.84N，内聚性为0.21，黏附性为0.75N.sec，平均粒径值为530μm，硬度值超出标准奶油硬度值范围很多，平均粒径是标准奶油粒径值的25倍以上，且表面粗糙，不具备模拟脂肪的特性。

从实施例1和实施例2可以看出乳清蛋白/黄原胶复合凝胶不经过微粒化处理，不具备模拟脂肪的特性。

实施例3

(1)配制底物质量浓度为20％的乳清蛋白溶液，室温下以250r/min搅拌30min，使其充分水化；

(2)将步骤(1)的到的乳清蛋白溶液pH值至7.0，加入碱性蛋白酶，加入的碱性蛋白酶与乳清蛋白溶液的质量比为1∶10，在50℃条件下酶解50min，水解度为6.5％；

(3)将步骤(2)得到的酶解乳清蛋白溶液在70℃水浴中灭酶10min，快速冷却后在-20～-80℃冰箱中冷冻，冷冻干燥得到酶解乳清蛋白粉末；

(4)将步骤(3)得到的酶解乳清蛋白粉末、黄原胶和氯化钙分别配成溶液，将三者混合配制成乳清蛋白质量浓度20％，黄原胶质量浓度为0.05％，氯化钙浓度为2g/L的混合溶液，在室温下搅拌25min，转速为300r/min；

(5)将步骤(4)得到的混合溶液pH值调至5.5，在80℃条件下搅拌加热20min，搅拌速度为200r/min，室温下冷却。

通过此方法得到酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶硬度为0.56N，内聚性为0.48，黏附性为1.04N.sec，平均粒径值为9.16μm，在标准奶油质构值和平均粒径范围之内，表面滑腻，能够很好的模拟脂肪特性。

实施例4

(1)配制质量浓度为20％的乳清蛋白溶液，室温下以250r/min搅拌30min，使其充分水化；

(2)将步骤(1)得到的乳清蛋白溶液pH值至8.0，加入碱性蛋白酶，加入的碱性蛋白酶与乳清蛋白溶液的质量比为1∶5，在50℃条件下酶解70min，水解度为7.2％；

(3)将步骤(2)得到的酶解乳清蛋白溶液在80℃水浴中灭酶15min，快速冷却后在-20～-80℃冰箱中冷冻，冷冻干燥得到酶解乳清蛋白粉末；

(4)将步骤(3)得到的酶解乳清蛋白粉末、黄原胶和氯化钙分别配成溶液，将三者混合配制成乳清蛋白质量浓度为20％，黄原胶浓度为0.1％，氯化钙浓度为1.5g/L的混合溶液，在室温下搅拌250min，转速为250r/min；

(5)将步骤(4)得到的混合溶液pH值调至6.5，在80℃条件下搅拌加热20min，搅拌速度为200r/min，室温下冷却。

通过此方法得到酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶硬度为0.50N，内聚性为0.52，黏附性为1.13N.sec，平均粒径值为8.51μm，在标准奶油质构值和平均粒径范围之内，表面滑腻，能够很好的模拟脂肪特性。

实施例5

(1)配制质量浓度为20％的乳清蛋白溶液，室温下以250r/min搅拌30min，使其充分水化；

(2)将步骤(1)的到的乳清蛋白溶液pH值至6.5，加入碱性蛋白酶，加入的碱性蛋白酶与乳清蛋白溶液的质量比为1∶30，在50℃条件下酶解90min，水解度为7.7％；

(3)将步骤(2)得到的酶解乳清蛋白溶液在70℃水浴中灭酶15min，快速冷却后在-20～-80℃冰箱中冷冻，冷冻干燥得到酶解乳清蛋白固体粉末；

(4)将步骤(3)得到的酶解乳清蛋白固体、黄原胶和氯化钙分别配成溶液，将三者混合配制成蛋白浓度为15％，黄原胶浓度为0.2％，氯化钙浓度为2g/L的混合溶液，在室温下搅拌30min，转速为200r/min；

(5)将步骤(4)得到的混合溶液pH值调至7.0，在85℃条件下搅拌加热25min，搅拌速度为200r/min，室温下冷却。

通过此方法得到酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶硬度为0.52N，内聚性为0.63，黏附性为1.28N.sec，平均粒径值为8.61μm，在标准奶油质构值和平均粒径范围之内，且表面滑腻，能够很好的模拟脂肪特性。

实施例6

将实施例4中制得的酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶以0％、25％、50％、75％和100％替代比替代再制干酪中添加的黄油，用于低脂再制干酪的生产，其成分如表1所示。

通过质构仪对全脂干酪和不同替代比的低脂再制干酪的全质构进行分析，结果表明：不同替代比的低脂再制干酪和全脂再制干酪在内聚性和弹性上没有显著性差异，硬度值和黏附性随着替代比的提高均有所降低，但在替代比为25％和50％时与全脂再制干酪均没有显著性差异。本次干酪感官评价针对5种再制干酪进行4个指标的评价。由经过训练的10名感官评定员对样品的颜色、质地、风味、口感方面进行打分评定，各指标满分为10分，最差为1分，各指标的评价标准以及对应的分值如表2所示。各感官值评价结果如表3所示，从表3中可以看出不同替代比的低脂再制干酪和全脂再制干酪在颜色和风味上没有显著性差异；不同替代比的低脂再制干酪和全脂干酪在质地上随着替代比的提高质地变差，替代比为75％时与全脂存在显著性差异，但是此时的口感接受度与全脂再制干酪没有显著差异，因而可以接受，当替代比为100％时，其口感接受度与全脂再制干酪存在显著差异。

表1不同脂肪替代比的再制干酪配方表

表2再制干酪的感官评价标准

表3不同脂肪替代比的再制干酪的感官评价结果

综合上述的结果表明，实施例4制备的酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶可以替代再制干酪中75％的脂肪制备低脂再制干酪。

实施例7

将实施例5中制得的酶解乳清蛋白/黄原胶复合物按替代比为0、25％、50％、75％和100％替代酸奶中的乳脂肪制备低脂酸奶，同时以脱脂酸奶和WPC/黄原胶复合物作为对照。

不同脂肪替代比酸奶发酵速率结果如图1和图2所示，其中图1为酶解乳清蛋白/黄原胶复合物对低脂酸奶发酵速率的影响，图2为WPC/黄原胶复合物对低脂酸奶发酵速率的影响。从图1可以看出随着酶解乳清蛋白/黄原胶复合物替代酸奶中脂肪比例的升高，酸奶的发酵速度加快；从图2可以看出WPC/黄原胶复合物对酸奶发酵速率的影响与酶解乳清蛋白/黄原胶复合物的趋势相一致；通过对比两图中的相同替代比的酸奶发酵速率发现添加酶解乳清蛋白/黄原胶复合物的低脂酸奶发酵速率比添加WPC/黄原胶复合物的酸奶发酵速率快。

对不同脂肪替代比的酸奶进行感官评价，由12名经过培训的感官评定员组成评定小组，按照感官评定表对酸奶样品的色泽、滋味和气味、组织状态进行评价打分，酸奶的感官评分规则如表4和表5所示。

表4酸奶感官评定分表

表5酸奶感官评价项目权重分配表

不同脂肪替代比的酸奶的感官评价结果如表6所示，从表6可以看出不同脂肪替代比的酸奶在色泽上没有显著性差异；滋味和气味则随着替代比提高而下降，在相同替代比的条件下酶解乳清蛋白/黄原胶复合物替代组优于WPC/黄原胶复合物替代组，但都高于脱脂酸奶，低于全脂酸奶；组织状态和综合评分的结果与滋味和气味趋势相一致；另外从综合评分结果中可以看出当酶解乳清蛋白/黄原胶复合物替代比为25％和50％时所得酸奶与全脂酸奶没有显著性差异，说明酶解乳清蛋白/黄原胶复合物可以替代酸奶中50％的脂肪用于低脂酸奶的制备。

表6不同脂肪替代比酸奶感官评定结果

注：表中数值为样品三个平行的平均值±标准偏差，同一列中不同的字母表示差异性显著(P＜0.05)。

实施例8

将实施例6中制得的酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶以替代比为0％、25％、50％、75％和100％替代冰淇淋中奶油，用于低脂冰淇淋生产。

对不同替代比的低脂冰淇淋的膨化率和抗融化特性进行测定，其结果如表7所示，从表7中可以看出随着随着替代比的提高，膨胀率不断提高，而融化率先下降后上升，在替代比为50％时最小，说明此时抗融化性最好。

表7脂肪替代比对冰淇淋膨胀率和抗融化率的影响

注：表中数值为样品三个平行的平均值±标准偏差，同一列中不同的字母表示差异性显著(P＜0.05)

对不同脂肪替代比的冰淇淋进行感官评价，由15名经过培训的感官评定员组成评定小组，按照感官评定表8对冰淇淋样品的颜色和表观、质构、风味和气味和整体接受度进行评价打分。

不同脂肪替代比的低脂冰淇淋感官评价结果如表9所示，从表9中可以看出不同替代比的冰淇淋颜色和表观没有显著性差异，质构值、风味和气味随着替代比的提高先升高后降低，整体接受度随着脂肪替代比的提高先升高后降低，在替代比为50％时整体接受度最好。

表8冰淇淋感官评价评分表

表9脂肪替代比对冰淇淋感官评价的影响

注：表中数值为样品三个平行的平均值±标准偏差，同一列中不同的字母表示差异性显著(P＜0.05)

Claims (2)

1.一种酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

(1)配制质量浓度为10-30％的乳清蛋白溶液，室温下以200～400r/min搅拌20～40min，使其充分水化；

(2)将步骤(1)得到的乳清蛋白溶液pH值调至6.5-8.5，加入碱性蛋白酶，加入的碱性蛋白酶与乳清蛋白溶液的质量比为1∶(5-30)，在45～60℃下酶解30～90min，水解度为5～12％；

(3)将步骤(2)得到的酶解乳清蛋白溶液在70-85℃水浴中灭酶5～20min，快速冷却后在-20～-80℃冰箱中冷冻，经冷冻干燥得到酶解乳清蛋白粉末；

(4)将步骤(3)得到的酶解乳清蛋白粉末、黄原胶和氯化钙分别配成溶液，混合，配制成乳清蛋白质量浓度为12～25％，黄原胶质量浓度为0.05～0.5％，氯化钙质量浓度为1～10g/L的混合溶液，在室温下搅拌15～40min，转速为200～400r/min，制得酶解乳清蛋白/黄原胶混合溶液；

(5)将步骤(4)得到的酶解乳清蛋白/黄原胶混合溶液pH值调至5.5～8.0，在75～90℃条件下搅拌加热10～30min，搅拌速度为150～300r/min，冷却至室温制成酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶。

2.权利要求1所述酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶的应用，其特征在于，用于制备低脂干酪、低脂酸奶和低脂冰淇淋。

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