CN108617788B - 酶解豆乳的应用及乳凝块的制备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乳蛋白凝块的制备领域，具体涉及酶解豆乳的应用及乳凝块的制备的方法。应用包括：提高由牛乳和豆乳的混合物制备的乳凝块的弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性；制备酶解豆乳的豆乳原料的脂肪含量为1.1‑1.3重量％，蛋白质含量为3.2‑3.4重量％；牛乳的脂肪含量不高于0.15重量％，蛋白质含量为3.1‑3.3重量％。乳凝块制备方法包括：将牛乳与酶解豆乳的混合物与凝乳酶接触，以对混合物进行凝乳，得到乳凝块。相比于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块弹性模量提高、乳凝块中的孔洞结构的有序性和致密性提高。

Description

酶解豆乳的应用及乳凝块的制备的方法
技术领域
本发明涉及乳蛋白凝块的制备领域，具体涉及酶解豆乳的应用及乳凝块的制备的方法。
背景技术
近年来，随着消费水平的提高、饮食需求的增加以及对健康的考虑，人们对豆制品及利用其生产的新型高附加值食品越来越感兴趣。大豆蛋白和酪蛋白作为植物蛋白和动物蛋白主要代表，其混合后制作的产品被人们越来越多关注，使用大豆蛋白可以减少脂肪、胆固醇的含量，降低心脏病等疾病的发病风险。有很多研究集中在混合豆浆和牛奶凝胶上，有助于实现两种制品的保健作用。
牛乳中酪蛋白凝胶的发生通常有以下两种方式：一种是在酸化条件下，酪蛋白胶束中胶体磷酸钙溶解并从酪蛋白胶束内部释放出来，蛋白质的溶解度下降，酪蛋白在其等电点附近形成自支撑网络；另一种是使用凝乳酶特异性水解κ-酪蛋白中的Phe105-Met106键，导致酪蛋白胶束的稳定性降低发生聚集。豆乳的凝固通常先经过加热使蛋白质变性，再加入MgCl2等离子盐、葡萄糖酸-δ-内酯诱导其凝胶化。
目前，对于牛乳豆乳混合物凝胶性能的研究逐渐变多。有研究表明在酸化条件下诱导大豆牛乳混合物的聚集，可以通过改变大豆蛋白和脱脂乳粉的比例改善凝胶的微观结构和粘弹性特性；单独向豆乳和脱脂牛乳混合体系中加入凝乳酶只有乳制品成分会受到酶作用的影响；有研究指出在向大豆牛乳混合体系中加入葡萄糖酸-δ-内酯酸化的过程中再加入凝乳酶，可以诱导大豆和牛奶蛋白同时聚集，混合凝胶结构中大豆蛋白和乳蛋白分布的更加均匀。对于大部分干酪而言，酶凝过程是影响干酪品质的关键工艺，酶凝作用的强度会显著性影响干酪的产量、水分含量和干酪质地。
大豆蛋白水解物已经应用在专门的成人营养配方中。许多研究证明，大豆蛋白经过酶水解后功能特性会得到显著性改善，例如溶解度、乳化性和发泡性。在《添加限制性酶解豆乳制作模拟Mozzarella干酪优化工艺的研究》(高允盛等，2010)的研究中，研究者通过对豆乳的酶解过程进行优化后，选择最优的酶解豆乳与全脂牛乳混合制作Mozzarella干酪，发现Mozzarella干酪的拉伸性、弹性、硬度都得到了一定程度的改善。
然而，目前还没有针对酶解豆乳对脱脂牛乳所形成的乳蛋白凝块的影响的研究。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的如上问题，提供一种酶解豆乳在使用脱脂牛乳制备乳蛋白凝块中的应用以及一种脱脂乳凝块的制备的方法。相对于由脱脂牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由脱脂牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块具有提高的弹性模量，并且乳凝块孔洞结构的有序性和致密性得到提高。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种酶解豆乳的应用，所述应用包括：提高由牛乳和豆乳的混合物制备的乳凝块的弹性模量以及乳凝块孔洞结构的有序性和致密性；
其中，所述提高是指相对于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块的弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性提高；
其中，用于制备酶解豆乳的豆乳原料的脂肪含量为1.1-1.3重量％，蛋白质含量为3.2-3.4重量％；
其中，牛乳的脂肪含量不高于0.15重量％，蛋白质含量为3.1-3.3重量％。
本发明第二方面提供一种乳凝块的制备的方法，该方法包括：将牛乳与酶解豆乳的混合物与凝乳酶接触，以对所述混合物进行凝乳，得到乳凝块；
其中，用于制备酶解豆乳的豆乳原料的脂肪含量为1.1-1.3重量％，蛋白质含量为3.2-3.4重量％；
其中，牛乳的脂肪含量不高于0.15重量％，蛋白质含量为3.1-3.3重量％。
本发明可以获得如下的有益效果：
(1)相比于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块弹性模量提高；
(2)相比于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块中的孔洞结构的有序性和致密性提高；
(3)在优选的酶解条件以及酶解豆乳加入量的条件下，相比于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块的产量还有所提高。
附图说明
图1是未添加豆乳的对照乳凝块于扫描电子显微镜于20kV下的微观结构。
图2是添加未酶解的豆乳的实施例3-3中乳凝块于扫描电子显微镜于20kV下的微观结构。
图3是添加酶解豆乳(L)的实施例3-3中乳凝块于扫描电子显微镜于20kV下的微观结构。
图4是添加酶解豆乳(H)的实施例3-3中乳凝块于扫描电子显微镜于20kV下的微观结构。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
根据本发明的第一方面提供酶解豆乳的应用，所述应用包括：提高由牛乳和豆乳的混合物制备的乳凝块的弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性；
其中，所述提高是指相对于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块的弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性提高；
其中，用于制备酶解豆乳的豆乳原料的脂肪含量为1.1-1.3重量％，蛋白质含量为3.2-3.4重量％；
其中，牛乳的脂肪含量不高于0.15重量％，蛋白质含量为3.1-3.3重量％。
本发明在此需要说明的是，不管由牛乳和未酶解的豆乳制备的乳凝块，还是由牛乳和酶解的豆乳制备的乳凝块，相对于由牛乳直接制备的乳凝块来讲，他们的弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性均是有所降低的。而本发明的发明人发现，相对于由牛乳和未酶解的豆乳制备的乳凝块，由牛乳和酶解的豆乳制备的乳凝块能够削弱在弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性上的降低。
本发明中，在没有相反指示的情况下，所述“牛乳”指代的为脱脂牛乳，也即，以100mL原料乳为基准，脂肪含量不高于0.15g，并优选为0.08-0.12g的原料乳，蛋白质含量为3.2-3.4g。
本发明中，所述豆乳原料的制备方法可以采用本领域公知的各种方法进行，根据本发明一种具体的实施方式，用于制备豆乳原料的大豆的脂肪含量可以为12-20重量％，蛋白质含量可以为32-40重量％，具体制备过程可以包括：大豆在去离子水中浸泡过夜进行水合，然后将水合的大豆在室温下与定量的去离子水混合以获得所需的蛋白质含量。随后，将样品通过打浆机磨制成豆乳。磨制而成的豆乳通过过滤器(例如，Fisher Scientific，Whitby，ON，加拿大)过滤，然后再两次通过粗棉布(例如，21S×21S 110cm×100cm，AORUIKANG，中国)以除去豆渣。将豆乳在80-120℃下加热5-15分钟并在冰水中冷却至室温。
本发明中，所述酶解所用的酶可以为本领域公知的能够对大豆蛋白进行酶解的蛋白酶，例如，木瓜蛋白酶、风味蛋白酶等。但本发明的发明人发现，当使用风味蛋白酶对豆乳原料进行酶解时，由此制备的乳凝块的弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性能够显著提高。
本发明中，所述蛋白酶的用量没有特别的限定，可以在较宽的范围内进行改进，优选的，相对于100ml的豆乳原料，酶解所用酶的用量为0.2-0.4g，更优选为0.25-0.35g。
本发明的发明人在研究的过程中发现，通过控制酶解的条件，优选使得豆乳原料中的蛋白水解度达到5.5-10％，优选为5.9-9.9％时，能够进一步抵消乳凝块在弹性模量以及孔洞结构的有序性和致密性上的降低。具体的，所述酶解时间可以为1.5-4.5小时，优选2-4小时，温度可以为35-55℃，优选为40-50℃。
其中，酶解结束后，可以通过提高温度来结束酶解，例如，将温度提高至所加入的蛋白酶足以失活的程度，例如，80-100℃。
其中，所述蛋白水解度(简称DH)是指蛋白质水解过程中被裂解的肽键数与给定蛋白质的总肽键数之比。该水解度的测定可以采用本领域公知的各种方法，例如，可以采用茚三酮方法进行测定。
尽管只要在牛乳中添加酶解的豆乳即可以改善由于添加未酶解的豆乳所造成的乳蛋白凝块的弹性模量和孔洞结构的有序性和致密性的降低，但本发明的发明人发现，当相对于100重量份的所述混合物，所述牛乳的含量为75-95重量份时，所述酶解豆乳的含量为5-25重量份时，所述改善的程度能够得到进一步提高。
此外，本发明的发明人还惊奇的发现，当相对于100重量份的所述混合物，所述牛乳的含量为75-85重量份，所述酶解豆乳的含量为15-25重量份时，不仅所述改善的程度能够进一步提高，并且相对于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块的产量还得到了提高。
根据本发明，所述乳凝块的制备方法可以采用本领域公知的各种方法，例如，将牛乳和酶解豆乳按照预定的比例混合后，加入凝乳酶进行凝乳，得到乳凝块。
其中，所述凝乳酶可以为本领域常规使用的能够对乳制品进行凝乳的凝乳酶，例如，小牛皱胃酶(EC 3.4.23.1)和牛胃蛋白酶(EC 3.4.23.4)，或者购买于科汉森(北京，中国)公司，凝乳强度约为2235IMCU/g的凝乳酶(CHY-MAX powder Extra NB)，本文优选后者。
本发明中，所述牛乳的来源不受特别的限制，例如，可以从牧场中直接接取新鲜的奶液，也可以在乳制品公司，例如，北京三元食品股份有限公司通过商购获得。
其中，所述凝乳的时间可以为40-80min，优选为50-70min，温度可以为28-36℃，优选为30-34℃。
本发明中，所述乳凝块的制备方法还包括将凝乳酶诱导的凝胶切成均匀的小块(约1×1×1cm3)，然后放置3-8分钟以促进脱水收缩。随后将凝块在室温下以3000×g至5000×g离心10-20分钟。排除上层乳清，收集下层沉淀(凝乳)并称重。
根据本发明的第二方面，还公开了一种乳凝块的制备的方法，该方法包括：将牛乳与酶解豆乳的混合物与凝乳酶接触，以对所述混合物进行凝乳，得到乳凝块；
其中，用于制备酶解豆乳的豆乳原料的脂肪含量为1.1-1.3重量％，蛋白质含量为3.2-3.4重量％；
其中，牛乳的脂肪含量不高于0.15重量％，蛋白质含量为3.1-3.3重量％。
其中，所述乳凝块的制备方法以及酶解豆乳及其制备方法和牛乳等均在以上第一方面进行了详细的描述，此处不再重复赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例或对比例中，
全脂牛乳来自北京三元食品股份有限公司富春牧场；
凝乳酶(CHY-MAX powder Extra NB)购买于科汉森(北京，中国)公司，凝乳强度约为2235IMCU/g。
按照Assoc.of Official Analytical Chemists(Official methods ofanalysis，17th ed.Gaither sburg,Md.2000)中公开的方法测定原料中脂肪的含量。
通过凯氏定氮法(AOAC 2003)测定原料中的蛋白质含量。
通过茚三酮法(AOAC 1980)测定豆乳的酶解度。
离心机购自Thermo Scientific，美国，型号LYNX 2000。
玻璃纤维过滤器购自Fisher Scientific，加拿大
乳凝块的水分含量通过烘干法(参照International Dairy Federation.Cheeseand processed cheese.Determination of the total solids content 4A.Brussels：International Dairy Federation，1982)进行测定。
风味蛋白酶购自诺维信(中国)投资有限公司，货号HP202474。
流变仪购自TA Instruments Inc.，美国，型号AR2000。
扫描电子显微镜购自Hitachi，日本，型号SU8010。
制备例1
脱脂牛乳的制备
将新鲜全脂牛奶在离心机中于4℃、4000×g下离心，然后通过Whatman玻璃纤维过滤器过滤去除脂肪。离心的时间以及过滤的次数使得分别获得脂肪含量为0.08重量％、0.10重量％、0.12重量％和0.15重量％的脱脂牛乳，蛋白质含量为3.21重量％，在63℃下巴氏灭菌30分钟，冷却至室温备用。
制备例2
豆乳的制备
将大豆(蛋白质含量36重量％、脂肪含量16重量％)在去离子水中浸泡过夜进行水合。然后将水合的大豆在室温下与定量的去离子水混合。随后，将样品通过家用豆浆机(RM-125，瑞美)磨制成豆乳，其中，相对于100g大豆，浸泡和打浆的用水总量为750ml。磨制而成的豆乳通过玻璃纤维过滤器，然后再两次通过粗棉布(21S×21S 110cm×100cm，AORUIKANG，中国)以除去豆渣。将豆乳在100℃下加热10分钟并在冰水中冷却至室温。经测定蛋白质含量为3.32重量％，脂肪含量为1.19重量％。
实施例或对比例
(1)向制备例2中制备豆乳中添加风味蛋白酶(0.28重量％)并分别在45℃下反应2小时和4小时。通过茚三酮法测得的豆乳的水解度分别为5.92％和9.88％。L和H用来表示水解度的低和高。将酶解豆乳在85℃下反应15分钟使酶失活，并冷却至室温。
(2)按照表1中的比例将牛乳和酶解豆乳或未酶解豆乳混合作为实验组，并使用未添加豆乳的牛乳作为对照组，搅拌均匀后，将各组物料的pH调节至6.7，然后加入凝乳酶(0.01体积％)在32℃下反应60min进行凝乳，并使用流变仪测定60min时凝乳的弹性模量，结果见表2。将凝乳酶诱导的凝胶手工切成均匀的小块(1×1×1cm3)，然后放置5分钟以促进脱水收缩。随后将凝块在室温下以4000×g离心15分钟。排除上层乳清，收集下层沉淀(凝乳)并称重(记录为W2)。凝乳产率参考公式(1)，结果见表3。
Y＝W2/W1×100％ (1)
并使用扫描电子显微镜于20kV下观察凝乳的微观结构，未添加豆乳的乳凝块的电子显微镜图片如图1所示，添加未酶解的豆乳的实施例3-3中乳凝块的电子显微镜图片如图2所示，添加酶解豆乳(L)的实施例3-3中乳凝块的电子显微镜图片如图3所示，添加酶解豆乳(H)的实施例3-3中乳凝块的电子显微镜图片如图4所示。
表1
Figure BDA0001655041250000091
Figure BDA0001655041250000101
注：第二列中的比例为牛乳和豆乳的混合重量比表2
Figure BDA0001655041250000102
Figure BDA0001655041250000111
表3
Figure BDA0001655041250000112
Figure BDA0001655041250000121
由表2和表3、图1-4可以看出，相比于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块弹性模量提高、乳凝块中的孔洞结构的有序性和致密性提高(添加低酶解度豆乳改善效果更佳)、在酶解豆乳的添加量优选为15-25重量份时，乳凝块的产量还有所提高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.酶解豆乳的应用，所述应用包括：提高由牛乳和豆乳的混合物制备的乳凝块的弹性模量、孔洞结构的有序性和致密性以及产量；
其中，所述提高是指相对于由牛乳和未酶解的豆乳的混合物制备的乳凝块，由牛乳和酶解豆乳的混合物制备的乳凝块的弹性模量、孔洞结构的有序性和致密性以及产量提高；
其中，用于制备酶解豆乳的豆乳原料的脂肪含量为1.1-1.3重量％，蛋白质含量为3.2-3.4重量％；
其中，牛乳的脂肪含量不高于0.15重量％，蛋白质含量为3.1-3.3重量％；
其中，相对于100重量份的所述混合物，所述牛乳的含量为75-85重量份，所述酶解豆乳的含量为15-25重量份。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述酶解豆乳为使用风味蛋白酶对豆乳原料进行酶解的酶解豆乳。
3.根据权利要求2所述的应用，其中，相对于100ml的豆乳原料，酶解所用酶的用量为0.2-0.4g。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的应用，其中，酶解的条件包括使得豆乳原料的蛋白水解度为5.5-10％。
5.一种乳凝块的制备的方法，该方法包括：将牛乳与酶解豆乳的混合物与凝乳酶接触，以对所述混合物进行凝乳，得到乳凝块；
其中，用于制备酶解豆乳的豆乳原料的脂肪含量为1.1-1.3重量％，蛋白质含量为3.2-3.4重量％；
其中，牛乳的脂肪含量不高于0.15重量％，蛋白质含量为3.1-3.3重量％；
其中，相对于100重量份的所述混合物，所述牛乳的含量为75-85重量份，所述酶解豆乳的含量为15-25重量份。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述酶解豆乳为使用风味蛋白酶对豆乳原料进行酶解得到的酶解豆乳。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于100g的豆乳原料，酶解所用酶的用量为0.2-0.4g。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，酶解的条件包括：时间为1.5-4.5小时，温度为35-50℃。
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