CN103329992A - 一种脱脂多肽牛乳的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种脱脂多肽牛乳的制备方法。通过酶解脱脂乳，制作一种富含乳蛋白肽的高品质功能性液态乳制品。本发明直接用关键酶系水解乳蛋白，确定了脱脂多肽牛乳的最佳酶解条件：即是用加酶量为750U/g蛋白的木瓜蛋白酶与中性蛋白酶以1U:1U比例复合，在55℃水解脱脂乳25min，将使乳蛋白的水解度达到最高（44～45%），本发明所述方法在产生乳肽的同时保持乳的胶体特性，改善乳中蛋白营养状态，提高产品品质，使之更易被肠道吸收，具有恢复体力，促进肌肉快速补充能量的功效。功能性多肽牛乳适于各种消费人群，包括康复病人、消化功能衰退的老年人和胃肠功能较弱的婴幼儿等饮用。
Description
技术领域
本发明属于功能性液态乳制品深加工领域。具体涉及一种多肽牛乳的制作方法及应用。
背景技术
牛乳是一种天然的营养食品。其钙含量高，钙磷比例适当，含免疫球蛋白等抗病因子，是人类改善营养、增强体质不可缺少的理想食品。世界卫生组织把人均乳消费量列为衡量一个国家人民生活水平高低的重要指标之一。美国政府曾广泛推行“三杯奶”运动；日本提出“一杯牛奶强壮一个民族”口号。液态乳能很好地保持鲜乳的全价营养，且方便饮用而倍受青睐，消费量迅速增长。功能性液态乳堪称乳品的“升级版”。随着人们生活质量的提高与健康意识的增强，消费者对液态乳的需求，已由过去的饮用型逐渐向功能型转变。
牛乳中含有人体所需的结构蛋白和功能蛋白，但人体吸收蛋白质的过程，不像以前我们认为的那样，通过氨基酸的方式吸收，更主要的是以低肽的方式直接吸收，且二肽和三肽的吸收速度也比组成相同的氨基酸吸收快。而且由蛋白质分解生成的一些生物活性肽能为人体提供生长发育所需要的营养物质，同时也具有抑制肿瘤、抗骨质疏松、治疗免疫缺陷、抗菌、防止血栓形成以及抗高血压等重要的生理功能。
目前国外乳品市场高端功能性乳品占10%以上份额，相形之下国内才刚刚起步。市场上仅局限于高钙奶、强化锌和维生素奶、免疫乳、发酵乳等液态乳。功能性液态乳的品种较少，低乳糖乳等高端制品也存在成本高、消费量低等问题。
本发明用现代生物技术手段生产更具保健功效的功能性液态乳—脱脂多肽牛乳，以增加功能性液态奶的品种，丰富国内乳品市场，提高乳制品营养价值，降低产品成本，增加产品附加值，市场前景广阔。
发明内容
本发明的目标是生产一种以脱脂牛乳为原料的功能性多肽牛乳，产品含脂率低，较全脂牛乳具有更好稳定性和营养价值；直接用蛋白酶水解牛乳蛋白，优选出乳蛋白水解率高、稳定性好的关键酶系，在多肽牛乳生产的适宜酶解条件，产生乳肽的同时继续保持牛乳的胶体稳定性、充分水解乳蛋白为多肽物质，利于进行规模生产；充分发挥牛乳蛋白活性肽的功能特性，生产出多肽营养乳，在满足人们营养需求的同时也满足保健需求，特别是对吸收力弱的人群更有显著的效果。
本发明的技术方案是：用木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶等关键酶系混合水解牛乳蛋白，以提高乳蛋白的利用率及液态乳的功能特性。
本发明的一方面在于：公开一种脱脂多肽牛乳的制备方法，其包括以下操作步骤，
①热处理：对含脂率不超过0.05-0.10%的脱脂牛乳在75℃条件下热处理5min，进行预杀菌并使乳蛋白适度变性，以保证乳蛋白最大限度的酶解。
②酶解：用复合酶水解步骤①所得产物，加酶量为500～750U/g蛋白，于45～70℃水解脱脂乳5～30min；其中，所述复合酶选自：木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶中的一种，或者由木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶中的任意两种酶按1U:1U比例组成的双酶系，或者由木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶按1U:1U:1U比例组成的三酶系；使得乳蛋白水解度（TCA法）最高可以达到44～45%，且稳定性较好；
③灭酶与杀（灭）菌：步骤②所得产物，经LTLT、HTST或UHT杀（灭）菌灭酶处理后迅速冷却。
对于上文所述脱脂多肽牛乳制备方法的技术方案中，优选条件下，所述的复合酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶以1U:1U比例混合。
对于上文所述脱脂多肽牛乳制备方法的技术方案中，优选条件下，所述的水解脱脂乳的加酶量为750U/g蛋白。
对于上文所述脱脂多肽牛乳制备方法的技术方案中，优选条件下，所述的水解脱脂乳的酶解温度为55℃。
对于上文所述脱脂多肽牛乳制备方法的技术方案中，优选条件下，所述的水解脱脂乳的酶解时间为25min。
本发明的另一方面在于公开一种利用上文所述的方法制备的脱脂多肽牛乳。
本发明创新点在于直接用蛋白酶适度水解乳蛋白，控制水解度，在产生乳肽的同时保持乳的胶体特性，水解度高，稳定性好。在保持乳胶体体系同时，将大分子乳蛋白，尤其是不易消化的酪蛋白水解成分子量较小的乳短肽，改善乳蛋白营养状态，提高其消化率和生物效价，使牛乳在其原营养价值的基础上更加有利于人体的消化吸收（已有资料报道，蛋白多肽的吸收速度比组成相同蛋白质和氨基酸快）。同时蛋白酶解产生的生物活性肽能为人体提供生长发育所需要的营养物质，同时也具有抑制肿瘤、抗骨质疏松、治疗免疫缺陷、抗菌、防止血栓形成以及抗高血压等重要的生理功能。虽已有将牛乳酶解分离制备多肽报道，但没有直接用酶水解牛乳生产多肽的乳制品；也有关于牛乳中外加蛋白多肽的调制乳报道，并未对牛乳自身直接酶解，其营养吸收率当然不及本发明。功能性多肽牛乳适于各种消费人群，包括康复病人、消化功能衰退的老年人和胃肠功能较弱的婴幼儿等饮用，是老少皆宜的营养健脑的理想饮品。
附图说明
图1：不同蛋白酶对多肽牛乳酶解效果的影响，其中：1：木瓜蛋白酶；2：风味蛋白酶；3：中性蛋白酶；4：木瓜蛋白酶:风味蛋白酶为1:1；5：木瓜蛋白酶:中性蛋白酶为1:1；6：风味蛋白酶:中性蛋白酶为1:1；7：木瓜蛋白酶:风味蛋白酶:中性蛋白酶为1:1:1；
图2：不同加酶量对牛乳酶解效果的影响；
图3：不同温度对牛乳酶解效果的影响；
图4：不同水解时间对牛乳酶解效果的影响。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶购于广西南宁庞博生物工程有限公司。
蛋白水解度（DH%）测定：采用TCA法（参考文献：余勃,陆兆新．微生物发酵法产大豆多肽液水解度的测定[J].食品科学，2005(4):104-107.）
稳定性评价：采用离心比色法（参考文献：李延辉，郑凤荣，牛长鑫.榛子乳饮料加工工艺及其稳定性研究[J].食品研究与开发,2009,30(7):103-105.）
实施例1脱脂多肽牛乳关键蛋白酶系的筛选
1．热处理：对含脂率为0.1%的脱脂牛乳在75℃条件下热处理5min，进行预杀菌并使乳蛋白适度变性，以保证乳蛋白最大限度的酶解。
2．酶解：步骤1的产物用复合酶水解脱脂乳，加酶量为750U/g蛋白，50℃水解脱脂乳15min，所述的复合酶分别为木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶组成的单酶系、双酶系（1U:1U）和三酶系（1U:1U:1U）。
3．灭酶与杀菌：步骤2的产物再经65℃进行灭酶杀菌处理30min（即LTLT法），然后迅速冷却。测定酶解乳的水解度和稳定性（结果如图1）。
由图1来看，在相同酶解条件下（即相同的加酶量、水解温度和时间），单酶、双酶、三酶的酶解效果相比，其中木瓜蛋白酶和中性蛋白酶以1U:1U比例复合的双酶水解，其水解度相对较高（为41.4%），稳定性最好（为0.45）。因此确定脱脂多肽牛乳的关键蛋白酶系为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶以1U:1U比例复合。
实施例2不同加酶量对脱脂多肽牛乳酶解效果的影响
1．热处理：对含脂率为0.1%的脱脂牛乳在75℃条件下热处理5min。
2．酶解：步骤1的产物用复合酶水解脱脂乳，所述的复合酶为木瓜蛋白酶:中性蛋白酶以1U:1U组合，按酶与蛋白比分别为500U/g蛋白、550U/g蛋白、600U/g蛋白、650U/g蛋白、700U/g蛋白、750U/g蛋白的总加酶量水解脱脂乳，50℃酶解15min。
3．灭酶与杀菌：步骤2的产物再经65℃进行灭酶处理30min（即LTLT法），测定酶解乳的水解度和稳定性，结果如图2。
图2表明，随着加酶量增大，牛乳蛋白水解度基本呈上升趋势。而稳定系数越大说明稳定性越好，加酶量为600U/g蛋白、700U/g蛋白、750U/g蛋白的稳定系数均在0.4左右，综合水解度和稳定性的两个指标，最终选定加酶量为750U/g蛋白。
实施例3不同温度对脱脂多肽牛乳酶解效果的影响
1.对含脂率为0.1%的脱脂乳在75℃条件下热处理5min。
2．酶解：步骤1的产物用复合酶水解脱脂乳，所述的复合酶为木瓜蛋白酶:中性蛋白酶以相同酶量组合，总加酶量为750U/g蛋白，分别在45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃下水解脱脂乳15min。
3．灭酶：步骤2的产物再经65℃进行灭酶处理30min（即LTLT法），测其水解度和稳定性，结果如图3。
由图3看出，酶解温度50℃时，牛乳稳定系数最高即稳定性最好；水解度虽在55℃最高，但其稳定性却明显低于50℃。综合考虑，确定酶法生产多肽牛乳的适宜水解温度为50℃，其稳定性最高，虽然其水解度略低于55℃。本发明目的是在保证牛乳稳定体系的同时，控制水解度，适度水解牛乳中乳蛋白，因此确定脱脂多肽牛乳适宜的水解时间为30min。
实施例4不同水解时间对脱脂多肽牛乳酶解效果的影响
1.对含脂率为0.1%的脱脂乳在75℃，5min条件下热处理。
2．酶解：向步骤1的产物中加入关键酶系，即木瓜蛋白酶和中性蛋白酶以相同酶量组合，总加酶量为750U/g蛋白，50℃条件下，分别酶解脱脂乳0min、5min、10min、15min、20min、25min、30min等不同时间。
3．灭酶与杀菌：步骤2的产物再经65℃进行灭酶杀菌处理30min（即LTLT法），测定酶解乳的水解度和稳定性，结果如图4。
牛乳自身是由悬浮液、乳浊液和真溶液组成的胶体稳定体系。由图4可知，蛋白酶未水解（0min），乳的组织结构未被打破，其稳定系数最高。当蛋白酶水解乳蛋白时，随着时间的延长，蛋白水解度逐渐增高，牛乳蛋白产生大量的活性肽，其稳定性开始发生变化。但水解30min时，其稳定性相对较好，而且此时其水解度也是最高的，说明其产生乳肽最多。确定酶法制备脱脂多肽牛乳的适宜水解时间为30min。
实施例5脱脂多肽牛乳最佳酶解条件的确定
设计正交表以水解度为指标，考察蛋白酶的水解温度、加酶量、水解时间三因素（以A、B、C表示，见表1）对酶解脱脂牛乳效果的影响。
表1制备脱脂多肽牛乳的正交试验表
根据水解度及稳定性的方差分析得试验的最优水平组合为A3B3C2。即脱脂多肽牛乳的最佳酶解条件是用加酶量为750U/g蛋白的木瓜蛋白酶与中性蛋白酶以1U:1U比例复合，在55℃水解脱脂乳25min，将使乳蛋白的水解度达到最高，为44～45%。
Claims (6)
1.一种脱脂多肽牛乳的制备方法，其特征在于：包括以下操作步骤，
①对含脂率0.05-0.10%的脱脂牛乳在75℃条件下热处理5min；
②用复合酶水解步骤①所得产物，加酶量为500～750U/g蛋白，于45～70℃水解脱脂乳5～30min；其中，所述复合酶选自：木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶中的一种，或者由木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶中的任意两种酶按1U:1U比例组成的双酶系，或者由木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶按1U:1U:1U比例组成的三酶系；
③将步骤②所得产物，再经LTLT、HTST或UHT处理后迅速冷却。
2.根据权利要求1所述的脱脂多肽牛乳的制备方法，所述的复合酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶以1U:1U比例混合。
3.根据权利要求1所述的脱脂多肽牛乳的制备方法，所述的水解脱脂乳的加酶量为750U/g蛋白。
4.根据权利要求1所述的脱脂多肽牛乳的制备方法，所述的水解脱脂乳的酶解温度为55℃。
5.根据权利要求1所述的脱脂多肽牛乳的制备方法，所述的水解脱脂乳的酶解时间为25min。
6.一种利用权利要求1所述的方法制备的脱脂多肽牛乳。
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