CN109045278B - 一种稳定的乳蛋白质液态体系及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种稳定的乳蛋白质液态体系及其应用，所述液态体系含有乳蛋白质、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子；其中，乳蛋白质的质量分数为0.01％‑20％，Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值≤10mmol/L，并且所述液态体系的pH值为7.0‑10.0；本发明液态体系中乳蛋白质稳定性高，在受热、剪切等工艺条件下，能够避免乳蛋白质发生沉淀和凝胶，提高了乳蛋白质的应用范围；并且改善了所制备产品的口感和冲调性。

Description

一种稳定的乳蛋白质液态体系及其应用
技术领域
本发明涉及食品和药品加工领域，具体而言，涉及一种稳定的乳蛋白质液态体系及其应用。
背景技术
乳液中乳蛋白包括乳清蛋白、酪蛋白、酪蛋白酸盐、浓缩乳蛋白以及一些特定用途的特殊蛋白混合物等。蛋白结构、带电基团和电荷分布等都会因为蛋白种类的不同而产生差异。例如，酪蛋白是无规则的线性、松散的结构，而乳清蛋白则是紧实的球体结构。
乳蛋白质是人体所需蛋白质的重要来源，含有人体所需的必需氨基酸，营养丰富，是目前特殊医学用途配方食品、婴幼儿配方食品、保健食品、肠内营养制剂等食品和药品中蛋白质的重要来源，但是，乳蛋白质在受热、剪切等工艺条件下，自身性状不稳定，容易发生沉淀和凝胶现象，给食品的口感、货架期、冲调性等性状带来负面影响，这使得乳蛋白质在食品中的应用受到了局限。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种稳定的乳蛋白质液态体系，所述液态体系中乳蛋白质稳定性高，在受热、剪切等工艺条件下，能够避免乳蛋白质发生沉淀和凝胶，提高了乳蛋白质的应用范围。
本发明的第二目的在于提供一种上述液态体系的应用，该应用能够使食品或药品中乳蛋白质不发生沉淀和絮凝，产品组织状态均一，并具有优良的口感和冲调性。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明的第一方面提供一种稳定的乳蛋白质液态体系，所述液态体系含有乳蛋白质、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子；其中，乳蛋白质的质量分数为0.01％-20％，Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值≤10mmol/L(即Ca2++Mg2+-citrate-≤10mmol/L)，并且所述液态体系的pH值为7.0-10.0；
优选地，所述Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为0.5-10mmol/L。
通过对上述乳蛋白质含量、Ca2+和Mg2+与柠檬酸根浓度关系以及pH值的特定选择，在其共同作用下，提高了乳蛋白质的稳定性，使得乳蛋白质液态体系在受热、剪切等条件下，能够避免乳蛋白质发生沉淀和凝胶，利于在各产品中应用，提高了使用范围。
在本发明中对乳蛋白质的来源不作严格限制，优选地，所述乳蛋白质选自生牛乳、全脂奶粉、脱脂奶粉、酪蛋白粉、α-酪蛋白粉、β-酪蛋白粉、酪蛋白酸钠粉、酪蛋白酸钾粉、酪蛋白酸钙粉、酪蛋白酸镁粉、水解酪蛋白粉、乳清蛋白粉、α-乳清蛋白粉、β-乳球蛋白粉、浓缩乳清蛋白粉、分离乳清蛋白粉、甜乳清粉、水解乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、牛奶蛋白粉、浓缩牛奶蛋白粉、分离牛奶蛋白粉、水解牛奶蛋白粉中的任意一种或多种。
本发明液态体系能够提高上述任意一种或多种不同来源的乳蛋白质的稳定性，使其在受热、剪切等条件下，能够避免乳蛋白质发生沉淀和凝胶现象，拓展了应用范围。
在本发明中对Ca2+的来源不做严格限制，优选地，所述Ca2+可以来自化合物乳矿物盐、碳酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、L-乳酸钙、磷酸氢钙、氯化钙、磷酸三钙、甘油磷酸钙、氧化钙、硫酸钙和氢氧化钙中的任意一种或多种。
在本发明中对Mg2+来源不做严格限制，优选地，所述Mg2+可以来自化合物硫酸镁、氯化镁、氧化镁、碳酸镁、磷酸氢镁、葡萄糖酸镁、柠檬酸镁和氢氧化镁中的任意一种或多种。
在本发明中对柠檬酸根离子的来源不做严格限制，优选地，所述柠檬酸根离子可以来自化合物柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铜、柠檬酸铁、柠檬酸钙、柠檬酸镁、柠檬酸铁铵、柠檬酸锌和柠檬酸锰中的任意一种或多种。
本发明中对pH的调节剂不作严格限制，优选地，所述pH值采用盐酸、醋酸钠、苹果酸钠、苹果酸、醋酸、柠檬酸、柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸一钠、乳酸、葡萄糖酸钠、乳酸钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、磷酸、酒石酸、富马酸、富马酸一钠、己二酸、硫酸钙、偏酒石酸、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁中的任意一种或多种进行调节。
通过上述Ca2+、Mg2+、柠檬酸根离子以及pH调节剂的的具体限定，能够为液态体系提供上述的特定离子，并且避免引入其他与乳蛋白质反应发生沉降或凝胶的物质，能够保证乳蛋白质在液态体系中的稳定性，以及在受热、剪切等条件下避免了乳蛋白质产生沉淀和凝胶。
本发明的第二方面提供一种上述液态体系在食品或药品中的应用；
在本发明中对食品的类型不做严格限制，优选地，所述食品包括膳食食品、乳制品、婴幼儿配方食品、保健食品、固体冲调饮料和肠内营养制剂；
通过将上述液态体系应用到食品中，使得食品中乳蛋白质不会发生沉降和絮凝，提高食品的口感和货架期，并且能够提高冲调产品的冲调性，冲调后的溶液中无蛋白质沉淀团块和絮状物。
在本发明中对药物的种类不做严格限制，优选地，所述药品包括蛋白药物制剂。
本发明第三方面还提供一种乳蛋白质产品的制备方法，该方法由上述液态体系经乳化、均质、杀菌和浓缩得到；其中，所述杀菌的温度为80-100℃。
本发明中通过采用上述制备方法，能够提高液态体系中乳蛋白质的分散程度，使得液态体系组织状态均一，并且液态体系中蛋白质不会发生沉淀和絮凝现象；此外，通过杀菌处理能够提高乳蛋白质的营养成分以及保质期。
本发明中对上述制备方法的控制条件不做严格限制，优选地，所述乳化为剪切乳化，所述乳化温度为20-65℃，时间为0.5-2h；
优选地，所述均质采用高压均质机进行，所述均质的绝对压力为2-70MPa，温度为30-70℃；
优选地，所述杀菌时间为1-60s；
优选地，所述浓缩温度为50-80℃，时间为10-40min。
在本发明中通过对上述参数的控制，能够提高液态体系中乳蛋白质的稳定性，避免蛋白质在受热或剪切过程中产生沉淀和絮凝，使得所制备产品组织状态均一，口感良好。
本发明中对上述制备方法不作严格限制，优选地，所述制备方法还可以包括，对浓缩后的液态体系进行干燥；更优选地，所述干燥为喷雾干燥，所述干燥温度为140-180℃。
本发明中通过干燥处理，能够制备得到固体产品，并且通过特定温度的限定，能够使得固体产品在冲调后的溶液状态均一，无沉降团块和絮凝现象。
本发明第四方面还提供一种乳蛋白质产品，所述乳蛋白质产品由上述制备方法制备得到。
上述乳蛋白质产品能够提高乳蛋白质的稳定性，使其产品组织状态均一，避免蛋白质产生沉淀团块和絮凝，改善了产品口感。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明液态体系中乳蛋白质稳定性高，在受热、剪切等工艺条件下，能够避免乳蛋白质发生沉淀和凝胶，提高了乳蛋白质的应用范围。
(2)本发明的食品或药品中乳蛋白质不发生沉淀和絮凝，产品组织状态均一，并具有优良的口感和冲调性。
(3)本发明中通过特定参数的选择，能够避免蛋白质在受热、剪切、杀菌或干燥过程中产生沉淀和絮凝，使得所制备产品组织状态均一，口感良好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购买获得的常规制品。
各实施例中采用的原料如下：
浓缩乳清蛋白质：来源为市售；
分离乳清蛋白：来源为市售；
浓缩牛奶蛋白：来源为市售；
乳矿物盐：其主要组成为钙含量23.0％-28.0％，磷含量10.0％-14.0％；来源为市售。
实施例1
1、液态体系
上述液态体系含有酪蛋白质、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子；并采用氢氧化钠调节pH值至7.0；其中，酪蛋白质的质量分数为0.01％，该液态体系中含有柠檬酸钠、柠檬酸钾、氯化镁和乳矿物盐，并且液态体系中Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为0.5mmol/L。
2、乳蛋白质产品制备方法
上述乳蛋白质产品制备方法包括如下步骤：
将上述液态体系在20℃下，剪切乳化2h；
将乳化后的液态体系在高压均质机中进行均质，控制绝对压力为700bar，温度为30℃；
将均质后的液态体系在80℃下，杀菌60s；
再将杀菌后的液态体系在50℃下，浓缩40min；
对浓缩后的液态体系进行喷雾干燥，控制干燥温度为140℃。
对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液分别进行取样，并将样品置于白色背景下，借散射光线进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物；冲调后的溶液观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物。
实施例2
1、液态体系
上述液态体系含有浓缩乳清蛋白质、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子，并用氢氧化钙调节pH值至10.0；其中，浓缩乳清蛋白质的质量分数为10％，该液态体系中含有硫酸镁、氧化钙、柠檬酸锌、柠檬酸铜和柠檬酸锰，并且液态体系中Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为10mmol/L。
2、乳蛋白质产品制备方法
上述乳蛋白质产品制备方法包括如下步骤：
将上述液态体系在30℃下，剪切乳化1h；
将乳化后的液态体系在高压均质机中进行均质，控制绝对压力为20bar，温度为70℃；
将均质后的液态体系在100℃下，杀菌1s；
再将杀菌后的液态体系在80℃下，浓缩10min；
对浓缩后的液态体系进行喷雾干燥，控制干燥温度为180℃。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物；冲调后的溶液观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物。
实施例3
1、液态体系
上述液态体系含有酪蛋白酸钠、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子，并用氢氧化镁调节pH值至9.0；其中，酪蛋白酸钠的质量分数为5％，该液态体系中含有氧化镁、氯化钙、柠檬酸锌、柠檬酸铜、柠檬酸锰和柠檬酸铁铵，并且液态体系中Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为8mmol/L。
2、乳蛋白质产品制备方法
上述乳蛋白质产品制备方法包括如下步骤：
将上述液态体系在40℃下，剪切乳化1.5h；
将乳化后的液态体系在高压均质机中进行均质，控制绝对压力为500bar，温度为70℃；
将均质后的液态体系在90℃下，杀菌30s；
再将杀菌后的液态体系在60℃下，浓缩20min；
对浓缩后的液态体系进行喷雾干燥，控制干燥温度为170℃。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物；冲调后的溶液观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物。
实施例4
1、液态体系
上述液态体系含有分离乳清蛋白质、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子，并用柠檬酸钾调节pH值至7.5；其中，分离乳清蛋白质的质量分数为20％，该液态体系中含有磷酸镁、葡萄糖酸钙和柠檬酸钠，并且液态体系中Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为2mmol/L。
2、乳蛋白质产品制备方法
上述乳蛋白质产品制备方法包括如下步骤：
将上述液态体系在50℃下，剪切乳化0.5h；
将乳化后的液态体系在高压均质机中进行均质，控制绝对压力为400bar，温度为50℃；
将均质后的液态体系在85℃下，杀菌20s；
再将杀菌后的液态体系在70℃下，浓缩30min；
对浓缩后的液态体系进行喷雾干燥，控制干燥温度为160℃。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物；冲调后的溶液观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物。
实施例5
1、液态体系
上述液态体系含有浓缩牛奶蛋白、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子，并用柠檬酸钠调节pH值至7.5；其中，浓缩牛奶蛋白的质量分数为1％，该液态体系中含有葡萄糖酸镁、柠檬酸钙和柠檬酸钠，并且液态体系中Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为1mmol/L。
2、乳蛋白质产品制备方法
上述乳蛋白质产品制备方法包括如下步骤：
将上述液态体系在25℃下，剪切乳化1h；
将乳化后的液态体系在高压均质机中进行均质，控制绝对压力为100bar，温度为60℃；
将均质后的液态体系在95℃下，杀菌40s；
再将杀菌后的液态体系在60℃下，浓缩20min；
对浓缩后的液态体系进行喷雾干燥，控制干燥温度为150℃。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物；冲调后的溶液观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物。
实施例6
1、液态体系
上述液态体系含有牛奶蛋白、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子，并用柠檬酸钠和柠檬酸钾调节pH值至7.3；其中，牛奶蛋白的质量分数为4％，该液态体系中含有氯化镁和乳矿物盐，并且液态体系中Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为1mmol/L。
2、乳蛋白质产品制备方法
上述乳蛋白质产品制备方法包括如下步骤：
将上述液态体系在50℃下，剪切乳化1.5h；
将乳化后的液态体系在高压均质机中进行均质，控制绝对压力为340bar，温度为55℃；
将均质后的液态体系在100℃下，杀菌5s；
再将杀菌后的液态体系在60℃下，浓缩15min；
对浓缩后的液态体系进行喷雾干燥，控制干燥温度为170℃。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物；冲调后的溶液观察结果为组织状态均一，无蛋白质沉淀团块和絮状物。
对照例1
1、液态体系
上述液态体系与实施例6的液态体系基本相同，区别仅在于液态体系中Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为12mmol/L。
2、乳蛋白质产品的制备方法
上述乳蛋白质产品的制备方法与实施例6的制备方法相同。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为液态体系中出现沉淀团块和片状絮状物，并且该浓缩后的液态体系无法进行喷粉干燥。
对照例2
1、液态体系
上述液态体系与实施例5的液态体系基本相同，区别仅在于液态体系中包含浓缩牛奶蛋白含量25％。
2、乳蛋白质产品的制备方法
上述乳蛋白质产品的制备方法与实施例5的制备方法相同。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，进行观察，其中浓缩后的液态体系观察结果为液态体系中出现沉淀团块和片状絮状物，并且该浓缩后的液态体系无法进行喷粉干燥。
对照例3
1、液态体系
上述液态体系与实施例4的液态体系基本相同，区别仅在于液态体系的pH为6.0。
2、乳蛋白质产品的制备方法
上述乳蛋白质产品的制备方法与实施例4的制备方法相同。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液进行观察，其中浓缩后的液态体系中出现沉淀团块和片状絮状物；冲调后的溶液观察结果为出现沉淀团块和片状絮状物。
对照例4
本对照例为乳蛋白质产品的制备方法，该制备方法与实施例3的制备方法基本相同，区别仅在于喷雾干燥温度为200℃。
采用实施例1的方法对上述制备方法制备得到的浓缩后的液态体系，以及喷雾干燥得到的产品进行冲调后的溶液进行观察，其中浓缩后的液态体系组织状态均一，没有蛋白质沉淀团块和絮状物；冲调后的溶液观察结果为出现沉淀团块和片状絮状物。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种稳定的乳蛋白质液态体系，其特征在于，液态体系含有乳蛋白质、Ca2+、Mg2+和柠檬酸根离子；其中，乳蛋白质的质量分数为1％-20％，Ca2+和Mg2+的总摩尔浓度与柠檬酸根离子的摩尔浓度的差值为1-10mmol/L，并且所述液态体系的pH值为7.5-10.0；
所述液态体系经乳化、均质、杀菌和浓缩得到稳定的乳蛋白液态体系；
其中，所述乳化为剪切乳化，所述乳化温度为20-65℃，时间为0.5-2h；
所述均质采用高压均质机进行，所述均质的绝对压力为2-70MPa，温度为30-70℃；
所述杀菌的温度为80-100℃，所述杀菌时间为1-60s；
所述浓缩温度为50-80℃，时间为10-40min。
2.根据权利要求1所述的液态体系，其特征在于，所述乳蛋白质选自生牛乳、全脂奶粉、脱脂奶粉、α-酪蛋白粉、β-酪蛋白粉、酪蛋白酸钠粉、酪蛋白酸钾粉、酪蛋白酸钙粉、酪蛋白酸镁粉、水解酪蛋白粉、α-乳清蛋白粉、β-乳球蛋白粉、浓缩乳清蛋白粉、分离乳清蛋白粉、甜乳清粉、水解乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、浓缩牛奶蛋白粉、分离牛奶蛋白粉、水解牛奶蛋白粉中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的液态体系，其特征在于，所述Ca2+来自化合物乳矿物盐、碳酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、L-乳酸钙、磷酸氢钙、氯化钙、磷酸三钙、甘油磷酸钙、氧化钙、硫酸钙和氢氧化钙中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的液态体系，其特征在于，所述Mg2+来自化合物硫酸镁、氯化镁、氧化镁、碳酸镁、磷酸氢镁、葡萄糖酸镁、柠檬酸镁和氢氧化镁中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的液态体系，其特征在于，所述柠檬酸根离子来自化合物柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铜、柠檬酸铁、柠檬酸钙、柠檬酸镁、柠檬酸铁铵、柠檬酸锌和柠檬酸锰中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的液态体系，其特征在于，所述pH值采用盐酸、醋酸钠、苹果酸钠、苹果酸、醋酸、柠檬酸、柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸一钠、乳酸、葡萄糖酸钠、乳酸钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、磷酸、酒石酸、富马酸、富马酸一钠、己二酸、硫酸钙、偏酒石酸、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁中的任意一种或多种进行调节。
7.权利要求1-6任一项所述的液态体系在制备食品或药品中的应用；
所述食品包括膳食食品、乳制品、婴幼儿配方食品、保健食品、固体冲调饮料和肠内营养制剂；
所述药品包括蛋白药物制剂。
8.一种乳蛋白质产品的制备方法，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的稳定的乳蛋白质液态体系经干燥得到；
所述干燥为喷雾干燥，所述干燥温度为140-180℃。
9.一种乳蛋白质产品，其特征在于，由权利要求8所述的制备方法制备得到。
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