CN111084388A - 一种低致敏乳蛋白粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低致敏乳蛋白粉及其制备方法，该制备方法包括：将乳蛋白粉分散于纯水中，搅拌至充分溶解，以便得到第一乳蛋白溶液；向所述第一乳蛋白溶液中加入花青素提取物，于室温暗处搅拌，以便得到第二乳蛋白溶液；将所述第二乳蛋白溶液经超滤膜浓缩后干燥，制得低致敏乳蛋白粉。由此，通过花青素与蛋白的非共价交互作用改变乳蛋白空间构象，从而降低其抗原性；并且，该制备方法简单，易实现产业化生产，不会产生苦味肽，也不会造成蛋白质加工功能特性的损失；同时花青素具有良好的生理活性，可赋予乳制品较高的营养价值和良好的感官品质。

Description

一种低致敏乳蛋白粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及乳制品加工技术领域，具体涉及一种低致敏乳蛋白粉及其制备方法。
背景技术
乳制品营养丰富，优质蛋白含量高，近年来消费量不断增加，但是对乳制品过敏的人群数量也在不断攀升，据统计，目前婴幼儿乳蛋白过敏发病率约为2-6％，成年人发病率约为0.1-0.5％(Crittenden R G and Bennett L E，2005)。牛乳过敏的常见临床症状有皮疹、鼻炎、哮喘、腹泻和呕吐等，这严重影响了牛乳敏感人群的生活质量。因此，降低乳制品的致敏性具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
目前，降低牛乳致敏性的方法有生物加工、化学和物理方法等。其中，生物加工是利用基因工程技术改变目标蛋白质氨基酸序列，但新编码蛋白质的安全性和致敏性有待考量。化学方法则是采用酶解、糖基化等反应改变蛋白质线性/构象表位，从而降低其抗原性。其中，酶解是常用的降低乳蛋白致敏性的方法，但酶解易产生苦味肽，也易造成蛋白质加工功能特性的损失；而糖基化反应较难控制，生成的晚期糖基化产物存在潜在致病风险。物理加工又可分为热加工和非热加工，相比热加工易引起蛋白质变性和营养流失的缺点，非热加工则是利用各种物理场的作用，诱导蛋白质发生构象变化，进而影响其免疫原性。目前常被报道的非热物理加工方式有超声、高压、脉冲电场、辐射等。但是，上述方法均存在一定的局限性：由于物理场-蛋白构象互作机制尚未明晰，产物致敏性的结果高低不一，且易受处理条件、仪器设备等多种因素影响。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种低致敏乳蛋白粉的制备方法。该方法可降低乳蛋白抗原性的同时提升其生理活性功能，保持其良好感官。
本发明的第二个目的在于提供一种低致敏乳蛋白粉。
为此，在本发明的一方面，本发明提出了一种低致敏乳蛋白粉的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将乳蛋白粉分散于纯水中，搅拌至充分溶解，以便得到第一乳蛋白溶液；
(2)向所述第一乳蛋白溶液中加入花青素提取物，于室温暗处搅拌，以便得到第二乳蛋白溶液；
(3)将所述第二乳蛋白溶液经超滤膜浓缩后干燥，制得低致敏乳蛋白粉。
根据本发明的一种低致敏乳蛋白粉的制备方法，其通过花青素与蛋白的非共价交互作用改变乳蛋白空间构象，从而降低其抗原性；经过本发明方法制备的乳蛋白粉致敏性下降了32.8～52.9％。该制备方法简单，易实现产业化生产，不会产生苦味肽，也不会造成蛋白质加工功能特性的损失；同时花青素具有良好的生理活性，可赋予乳制品较高的营养价值和良好的感官品质。
另外，根据本发明上述实施例提出的一种低致敏乳蛋白粉的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，步骤(2)中，所述花青素提取物中花青素与所述第一乳蛋白溶液中乳蛋白的质量比为0.5～5:100。
根据本发明的实施例，所述花青素提取物的制备包括：
将蓝莓果皮粉与含0.01％盐酸的纯水以料液比1:6混合，置于室温提取3h，再将混合液抽滤，收集滤液，重复两次，以便得到花青素提取液；
将所述花青素提取液置于-40～-50℃下预冻4～6h，再冷冻干燥24～36h，制得花青素提取物。
根据本发明的实施例，步骤(1)中，搅拌的条件为：室温下搅拌2h。
根据本发明的实施例，步骤(2)中，搅拌时间为2h。
根据本发明的实施例，步骤(3)中，所述第二乳蛋白溶液经超滤膜浓缩至固形物含量为35～45％时再进行干燥。
根据本发明的实施例，步骤(3)中，干燥的方式为喷雾干燥，喷雾干燥的条件为：进风温度160～180℃，进料流量为12～15mL/min，出风温度为80℃。
根据本发明的实施例，所述乳蛋白粉为牛乳蛋白粉。
本发明在另一方面提出了一种低致敏乳蛋白粉，其采用上述的低致敏乳蛋白粉的制备方法制备。
根据本发明的一种低致敏乳蛋白粉，其通过上述方法可制备出低致敏性、具有良好生理活性功能和良好感官的乳蛋白粉。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的牛乳蛋白IgE结合能力；
图2为根据本发明实施例的牛乳蛋白的内源性荧光光谱；
图3为根据本发明实施例的牛乳蛋白的DPPH自由基清除能力；
图4为根据本发明实施例的牛乳蛋白对LPS诱导的小鼠巨噬细胞的抗炎能力。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得，其中，牛乳蛋白粉购自于安佳(产地：新西兰)。
本发明的室温均为25℃。
根据本发明的实施例，本发明提出了一种低致敏乳蛋白粉的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将乳蛋白粉分散于纯水中，搅拌至充分溶解，以便得到第一乳蛋白溶液。根据本发明的具体实施例，乳蛋白粉分散于纯水中，于室温搅拌2h，使得乳蛋白粉充分溶解，以便得到均匀的第一乳蛋白溶液。根据本发明的优选示例，乳蛋白粉可以是牛乳蛋白粉。
(2)向所述第一乳蛋白溶液中加入花青素提取物，于室温暗处搅拌，以便得到第二乳蛋白溶液。根据本发明的具体实施例，所述花青素提取物中花青素与所述第一乳蛋白溶液中乳蛋白的质量比为0.5～5:100。根据本发明的具体实施例，所述花青素提取物的制备包括：将蓝莓果皮粉与含0.01％盐酸的纯水以料液比1:6混合，置于室温提取3h，再将混合液抽滤，收集滤液，重复两次，以便得到花青素提取液；将所述花青素提取液置于-40～-50℃下预冻4～6h，再冷冻干燥24～36h，制得花青素提取物。其中，蓝莓果皮粉是由蓝莓果实脱皮后，将蓝莓果皮粉碎获得。根据本发明的具体实施例，第一乳蛋白溶液加入花青素提取物后，于室温暗处搅拌2小时，得到低抗原性的第二乳蛋白溶液。
(3)将所述第二乳蛋白溶液经超滤膜浓缩后干燥，制得低致敏乳蛋白粉。根据本发明的具体实施例，将所述第二乳蛋白溶液经超滤膜浓缩至固形物含量为35～45％时再进行干燥。其中，干燥可采用喷雾干燥，喷雾干燥的条件为：进风温度160～180℃，进料流量为12～15mL/min，出风温度为80℃。
由此，通过花青素与蛋白的非共价交互作用改变乳蛋白空间构象，从而降低乳蛋白粉的抗原性；经过本发明方法制备的乳蛋白粉致敏性下降了32.8～52.9％。该制备方法简单，易实现产业化生产，不会产生苦味肽，也不会造成蛋白质加工功能特性的损失；同时花青素具有良好的生理活性，可赋予乳制品较高的营养价值和良好的感官品质。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
低致敏牛乳蛋白粉的制备：
(1)取牛乳蛋白粉1000mg，加纯水50mL，于室温下搅拌2h，获得浓度为20mg/mL的第一牛乳蛋白溶液。
(2)向所述第一牛乳蛋白溶液中加入蛋白质干基含量0.5％花青素提取物(5mg)，于室温暗处搅拌2h，获得低抗原性的第二牛乳蛋白溶液。
(3)将所述第二牛乳蛋白溶液经截留分子量为10K的超滤膜浓缩至固形物含量40％；再将浓缩物进行喷雾干燥，进风温度为170℃，进料流量为12mL/min，出风温度为80℃，制得低致敏牛乳蛋白粉。
实施例2
低致敏牛乳蛋白粉的制备：
(1)取牛乳蛋白粉1000mg，加纯水100mL，于室温下搅拌2h，获得浓度为10mg/mL的第一牛乳蛋白溶液。
(2)向所述第一牛乳蛋白溶液中加入蛋白质干基含量2.5％花青素提取物(25mg)，于室温暗处搅拌2h，获得低抗原性的第二牛乳蛋白溶液。
(3)将所述第二牛乳蛋白溶液经截留分子量为10K的超滤膜浓缩至固形物含量45％；再将浓缩物进行喷雾干燥，进风温度为160℃，进料流量为15mL/min，出风温度为80℃，制得低致敏牛乳蛋白粉。
实施例3
低致敏牛乳蛋白粉的制备：
(1)取牛乳蛋白粉1000mg，加纯水66.7mL，于室温下搅拌2h，获得浓度为15mg/mL的第一牛乳蛋白溶液。
(2)向所述第一牛乳蛋白溶液中加入蛋白质干基含量5.0％花青素提取物(50mg)，于室温暗处搅拌2h，获得低抗原性的第二牛乳蛋白溶液。
(3)将所述第二牛乳蛋白溶液经截留分子量为10K的超滤膜浓缩至固形物含量35％；再将浓缩物进行喷雾干燥，进风温度为180℃，进料流量为14mL/min，出风温度为80℃，制得低致敏牛乳蛋白粉。
试验例
以实施例1～3制备得到的低致敏牛乳蛋白粉为试验对象，进行牛乳蛋白的性能测试。
1、牛乳蛋白致敏性检测
通过间接ELISA法检测牛乳蛋白的IgE的结合能力以反映牛乳蛋白致敏性变化：
分别将浓度为60ug/mL的实施例1～3获得的低致敏牛乳蛋白溶液加到酶标板上，每孔加10μL，以未处理的牛乳蛋白溶液作为对照。4℃过夜。洗涤液洗板5次，每次5min，拍干。每孔加200μL含3％的明胶封闭，于37℃孵育2h，洗板5次；加入1:30稀释的牛乳过敏患者混合血清100μL/孔，于37℃孵育1h，反应结束后，洗板5次；加入1:5000稀释的生物素标记羊抗人IgE 200μL/孔，37℃孵育2h，洗板5次；加入TMB 100μL/孔，于37℃避光显色30min；显色后加入2M H2SO4 50μL/孔终止反应，并于波长450nm处测定其吸光值(OD值)。
IgE结合能力(％)＝(1-OD样品/OD对照)×100％，其中，OD样品和OD对照分别为样品组和对照组的OD值。
结果如图1所示，实施例1的低致敏牛乳蛋白的致敏性较未处理的牛乳蛋白下降了32.8％。实施例2的致敏牛乳蛋白的致敏性较未处理的牛乳蛋白下降了41.6％。实施例3的致敏牛乳蛋白的致敏性较未处理的牛乳蛋白下降了52.9％。
2、牛乳蛋白的空间构象变化
通过内源性荧光光谱分析牛乳蛋白的空间构象变化：
分别将浓度为0.1mg/mL的实施例1～3获得的低致敏牛乳蛋白溶液加到比色皿中，在激发波长280nm，发射波长320～420nm范围内进行扫描，以未处理的牛乳蛋白溶液作为对照。
结果如图2所示，实施例1的低致敏牛乳蛋白的内源性荧光强度较对照组显著降低，说明色氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸残基的疏水微环境发生了变化，即蛋白质空间构象发生了改变。实施例2的低致敏牛乳蛋白的内源性荧光强度较对照组和实施例1均显著降低，即花青素含量的升高进一步诱导蛋白质空间构象发生了改变。实施例3的低致敏牛乳蛋白的内源性荧光强度较对照组、实施例1和实施例2均显著降低，即花青素含量的升高进一步诱导蛋白中关键氨基酸残基的疏水微环境发生了改变。
3、牛乳蛋白抗氧化能力
通过DPPH自由基清除能力实验测定低致敏牛乳蛋白的抗氧化活性：
分别将100μL浓度为0.5mg/mL的实施例1～3获得的低致敏牛乳蛋白溶液加到酶标板上，以纯水作为对照，每孔加100μL 0.1mM DPPH溶液，于室温下暗处反应30min，并于波长517nm处测定其吸光值(OD值)。
DPPH自由基清除能力(％)＝(1-OD样品/OD对照)×100％，其中，OD样品和OD对照分别为样品组和对照组的OD值。
结果如图3所示，实施例1的低致敏牛乳蛋白的DPPH自由基清除能力为47.2％。实施例2的低致敏牛乳蛋白的DPPH自由基清除能力为58.1％。实施例3的低致敏牛乳蛋白的DPPH自由基清除能力为75.5％。
4、牛乳蛋白抗炎能力
通过LPS诱导的小鼠巨噬细胞中NO的分泌量测试牛乳蛋白的抗炎能力：
将小鼠巨噬细胞RAW264.7以3×104细胞/孔的浓度接种到96孔酶标板上，于37℃，5％CO2环境下培养24小时。吸除培养基，分别加入100μL含0.5mg/mL的实施例1～3获得的低致敏牛乳蛋白的培养基，以含0.5mg/mL未处理的牛乳蛋白的培养基作为对照；于37℃，5％CO2下继续孵育4小时。吸除培养基，每孔加入100μL含1μg/mL LPS的培养基刺激细胞24小时。刺激结束后，取100μL细胞培养基与100μL格里斯试剂混合，室温下反应15min，并于波长540nm处测定其吸光值(OD值)。以亚硝酸钠为标准物，测定培养基中NO的含量(μM)。
抑制NO生成能力(％)＝(1-NO样品/NO对照)×100％，其中，NO样品和NO对照分别为样品组和对照组生成的NO含量。
结果如图4所示，实施例1的低致敏牛乳蛋白的抑制NO生成的能力为34.2％。实施例2的低致敏牛乳蛋白的抑制NO生成的能力为42.9％。实施例3的低致敏牛乳蛋白的抑制NO生成的能力为64.8％。
5、牛乳蛋白感官评价
将实施例1～3获得的低致敏牛乳蛋白配制为1％浓度的溶液，以未处理的牛乳蛋白作为对照，组织具有感官评定资质的10人小组，对样品进行双盲法感官检验，整合评定分数(1-10)，取其平均值。
结果显示，与未处理的牛乳蛋白(综合评分为5.0)相比，实施例1的低致敏牛乳蛋白感官评分为5.3。实施例2的低致敏牛乳蛋白感官评分为5.7。实施例3的低致敏牛乳蛋白感官评分为5.8。整体上，花青素未对牛乳蛋白感官特性产生不良影响，且有一定增香效果。
综上，本发明利用花青素与乳蛋白间的非共价交互作用，改变乳蛋白构象表位，从而降低其抗原性。经本发明方法处理的乳蛋白致敏性下降了32.8～52.9％，同时具有较好的抗氧化能力和抗炎能力。本发明操作简便、安全性好、设备投资低，且可赋予乳制品较高的生理活性功能和良好的感官品质。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乳蛋白粉分散于纯水中，搅拌至充分溶解，以便得到第一乳蛋白溶液；
(2)向所述第一乳蛋白溶液中加入花青素提取物，于室温暗处搅拌，以便得到第二乳蛋白溶液；
(3)将所述第二乳蛋白溶液经超滤膜浓缩后干燥，制得低致敏乳蛋白粉。
2.如权利要求1所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述花青素提取物中花青素与所述第一乳蛋白溶液中乳蛋白的质量比为0.5～5:100。
3.如权利要求1或2所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述花青素提取物的制备包括：
将蓝莓果皮粉与含0.01％盐酸的纯水以料液比1:6混合，置于室温提取3h，再将混合液抽滤，收集滤液，重复两次，以便得到花青素提取液；
将所述花青素提取液置于-40～-50℃下预冻4～6h，再冷冻干燥24～36h，制得花青素提取物。
4.如权利要求1所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌的条件为：室温下搅拌2h。
5.如权利要求1所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌时间为2h。
6.如权利要求1所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述第二乳蛋白溶液经超滤膜浓缩至固形物含量为35～45％时再进行干燥。
7.如权利要求1或6所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，干燥的方式为喷雾干燥，喷雾干燥的条件为：进风温度160～180℃，进料流量为12～15mL/min，出风温度为80℃。
8.如权利要求1所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述乳蛋白粉为牛乳蛋白粉。
9.一种低致敏乳蛋白粉，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一项所述的低致敏乳蛋白粉的制备方法制备。
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