CN104920784A - 一种提高浓缩蛋白粉出粉率及性能的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高浓缩蛋白粉出粉率及性能的方法，属于乳粉加工领域。以蛋白质溶液为基础，调节溶液的pH值，之后将溶液与脂肪酸或脂肪酸酯在恒温条件下分别孵育，按一定比例在溶液中加入脂肪酸或脂肪酸酯，调节溶液的总固形物含量，将溶液预均质后改为超高压均质，最后经过喷雾干燥制备蛋白粉。优点在于，添加脂肪酸或脂肪酸酯后，蛋白粉的出粉率和溶解性等性能得到了提高；包含该类蛋白粉的产品的相关性能也能得到改善。

Description

一种提高浓缩蛋白粉出粉率及性能的方法

技术领域

本发明涉及一种高性能浓缩蛋白粉的制备方法，属于乳粉加工领域。

背景技术

浓缩蛋白粉通常是指采用不同的方法制备粗蛋白，再经浓缩和喷雾干燥制备的蛋白质含量在30％～100％的高蛋白粉末，常见的有乳清浓缩蛋白、大豆浓缩蛋白和浓缩乳蛋白等。由于蛋白质含量比较高，浓缩蛋白粉被广泛的应用在营养品、鲜奶油、酸奶制品、模拟奶酪、冰淇淋、焙烤食品、汤类食品和咖啡等食品中。浓缩蛋白容易受加工工艺及储藏条件的影响而性能不稳定，这一劣势在一定程度上限制了浓缩蛋白粉的应用。因此提高浓缩蛋白粉的性能稳定性有助于进一步提高浓缩蛋白粉的应用价值。

喷雾干燥技术是将液态蛋白转化为蛋白粉的主要方法之一，但干燥工艺对蛋白粉的性能有着重要的影响。不同蛋白质由于自身的组成及结构不同，其耐热程度也不同。在喷雾干燥的工艺过程中，除了采用的进口温度会影响蛋白质的稳定性外，不同的干燥温度也会影响着干粉表面不同蛋白质组分的分布，进而影响到干粉的储藏稳定性。此外，工业上通常还会采用升高干燥温度的方式来增加出粉率，这种工艺手段不仅会引发蛋白质的变性，也会增大能耗，导致浓缩蛋白粉的生产成本的增加；另一方面，虽然可以通过降低干燥温度降低热敏性蛋白在喷雾干燥过程中的不良影响，但是低温下乳液粘壁严重，这就会降低最终产品的出粉率，也会影响产品的含水量等性能。因此，在较低温度下进行蛋白粉的喷雾干燥并同时保持蛋白粉的出粉率等性质十分重要。

脂肪酸及脂肪酸酯是食品中重要的组成部分，它们既可以增加食品的营养及风味，又可以在一定程度上改善食品的质构等性能。但是，不饱和脂肪酸容易氧化的劣势会影响食品的储藏稳定性。另外，传统的观点认为，脂类物质对蛋白粉复水会有负面的影响，因为疏水性的脂不利于蛋白在水中的溶解。然而，研究表明，脂肪酸及脂肪酸酯对蛋白粉的影响与它们在食品中的含量有关，也与脂的种类有关，脂对蛋白粉的影响并不都是负面的。因此，合理利用脂肪酸及脂肪酸酯不仅能够改善蛋白粉的性能，而且功能性脂肪酸或脂肪酸酯的加入还会提高浓缩蛋白粉及相关产品的营养价值。

发明内容

针对上述工艺问题，本发明的目的是提供一种生产高性能浓缩蛋白粉的方法。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：以蛋白质溶液为基础，调节溶液的固形物含量与pH值，之后将溶液与脂肪酸或脂肪酸酯在恒温条件下孵育，按一定比例混合脂肪酸或脂肪酸酯与溶液，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，最后进行喷雾干燥制备得到蛋白粉。具体工艺如下：

配方：溶液的总固形物含量为5％～30％，蛋白质:脂肪酸类物质＝3:1～15:1(w/w)。

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。

调节pH：用1moL/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH至对应蛋白适宜溶解的pH。

恒温孵育：将溶液、脂与超纯水分别放置在恒温环境中孵育一定的时间。

混合：向溶液中加入脂，补充超纯水达到喷雾干燥用溶液的总质量，搅拌均匀。

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，压力为28Mpa～40Mpa。

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℃，出口温度根据泵速和喷雾气体流量调节。

采用上述工艺方案的有益效果在于：固形物含量5％～30％是适宜于商业浓缩蛋白粉生产的比例范围，由于固形物含量会影响最终产物中的蛋白质含量，因此进一步增加固形物含量会导致最终干粉内易交联的蛋白组分含量的增加，从而使干粉的溶解性能变差，而减小固形物含量则会导致最终产品中的蛋白质含量偏低。溶液pH值的调节可以使得蛋白质最大程度的溶解；在合适温度下进行恒温孵育则是在保证蛋白不会轻易变性的条件下进一步促进蛋白质的溶解。脂肪酸或脂肪酸酯或脂肪酸/脂肪酸酯混合物的加入会提高低温喷雾干燥制备的浓缩蛋白粉的出粉率，制备的蛋白粉球形度高，流动性好；不饱和脂肪酸的加入会促进蛋白粉的溶解，还会延长蛋白粉维持较高溶解度的储藏时间；功能性脂肪酸及脂肪酸酯的加入会增加浓缩蛋白粉的营养价值。相应的，添加这种高性能蛋白粉后产品的储藏稳定性和质构等性能也会得到一定程度的改善。

附图说明

图1为本发明中实施案例1的两种新鲜浓缩蛋白粉的微观结构图。

图2为本发明中实施案例1的两种浓缩蛋白粉在35℃下储藏期内溶解度的变化图。

具体实施方式

以下的实施案例可以详细的说明本发明。

实施案例1：取136g商业浓缩乳蛋白(Milk protein concentrate,MPC)复水，调节溶液pH为7.0，50℃下恒温振荡水浴1h后加入21.4g蓖麻油酸(Ricinoleic acid,ROA)与超纯水至总质量为1kg，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，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MPC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，得到的两种乳粉的指标见表1，微观结构见图1。结果表明，按照工艺所述，添加了蓖麻油酸后MPC 的出粉率增加了3倍多；而且加脂乳粉的流动性明显强于单纯的MPC；粒径大于MPC的结果则是减少了比表面积，降低了颗粒聚集的机率；两种乳粉的平均水分活度均较低，而且二者没有明显的差别。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。

表1 浓缩乳蛋白基本指标

注：出粉率＝乳粉质量/溶液质量×100％，此处溶液质量为1kg。

乳粉的储藏：分别取10g乳粉密封在铝箔袋中，在35℃培养箱中加速储藏60天，利用考马斯亮蓝法检测两种乳粉在储藏期内的溶解性能(图2所示)。由图2可见，35℃下储藏了21后，MPC的溶解度下降，而添加了蓖麻油酸的样品中蛋白质溶解度没有明显的变化；储藏60天后，MPC的溶解度仅有不高于40％的残留，而添加蓖麻油酸的样品中，蛋白质仍保留着70％左右的溶解度。试验结果表明，蓖麻油酸的加入增加了MPC的溶解性能。此外，蓖麻油酸不易氧化，储藏过程中并未发现异味及氧化指标的明显波动。

实施案例2：分别取67.8g商业浓缩乳蛋白MPC复水，调节溶液pH为7.0，50℃下恒温振荡水浴45min后分别加入10.7g的月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯和蓖麻油酸甲酯与超纯水至500g，搅拌均匀，预均质2.5min后于超高压均质机中连续均质4次，均质压力为30Mpa，最后在105℃/65℃下喷雾干燥。此外，以未添加脂肪酸甲酯的溶液制备MPC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，得到的几种乳粉的指标见表2。结果表明，与单纯的MPC相比，不同的脂肪酸甲酯将乳粉的出粉率提高了2倍左右；粒径无明显差别；加入脂肪酸甲酯后干粉中水分含量稍有增加，但均处在一个较低的水平。

表2 浓缩乳蛋白基本指标

以上所述案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种提高浓缩蛋白粉出粉率及性能的方法，其特征在于，按照一定的固形物含量配置蛋白质溶液，调节溶液的pH，经恒温孵育后，按比例在蛋白质溶液中加入脂肪酸或脂肪酸酯类物质，调节溶液的总固形物含量，将溶液高速预均质后再进行超高压均质，最后经喷雾干燥得到性能优良的蛋白粉；将该类蛋白粉加入到产品中可以提高产品的相关性能。

2.如权利要求1所述的蛋白粉包括乳清蛋白粉、酪蛋白粉、浓缩乳蛋白粉及其他可以通过喷雾干燥工艺制备得到的蛋白粉。

3.如权利要求1所述的溶液既包括以原始物料制备的溶液，也包括利用商业蛋白粉复水制备的溶液。

4.如权利要求1所述的溶液总固形物含量为5％～30％。

5.如权利要求1所述的将溶液pH值调整为对应蛋白适宜溶解的pH。

6.如权利要求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所述的脂肪酸包括饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸，脂肪酸酯包括脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯等酯类物质，并且，脂肪酸和脂肪酸酯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3:1～15:1。

9.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。

10.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℃，出口温度根据泵速和喷雾气体流量调节。

11.如权利要求1所述的产品包括食品、饮料、药品和化妆品等。