CN112890210A - 一种蛋白粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蛋白粉,由以下重量份原料组成:花生蛋白粉30‑40份、玉米蛋白粉10‑20份、豌豆蛋白粉15‑25份、功能化核桃肽粉45‑55份、三氯蔗糖0.005‑0.015份、甜菊糖0.005‑0.015份。本发明的蛋白粉营养价值高,溶解性好,口感饱满醇厚。

Description

一种蛋白粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域,具体涉及一种蛋白粉及其制备方法。
背景技术
蛋白质是人体健康最重要的营养素之一,不仅与机体组织如肌肉生长等有关,还参与合成激素、维持免疫功能等。蛋白粉作为补充机体蛋白质的营养品,相对于食物补充蛋白,可以更全面均衡的补充日常所需蛋白质。蛋白质按来源不同,分为动物蛋白和植物蛋白。目前市场上蛋白粉主要是动物蛋白,长期摄入会使得胆固醇含量提高,造成肾脏的负担。现有的植物蛋白粉组分单一,饮用口感不佳。此外,蛋白质属于有机大分子化合物,在水中以胶体态存在;一些蛋白质如酪蛋白、大豆蛋白等在水中的分散性差,溶解时间长,放置一段时间后会出现分层现象。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足,本发明提供了一种蛋白粉及其制备方法。
本发明采用的技术方案是:
一种蛋白粉,包括以下原料:花生蛋白粉、玉米蛋白粉、豌豆蛋白粉、三氯蔗糖、甜菊糖。
一种蛋白粉,由以下重量份原料组成:花生蛋白粉30-40份、玉米蛋白粉10-20份、豌豆蛋白粉15-25份、功能化核桃肽粉45-55份、三氯蔗糖0.005-0.015份、甜菊糖0.005-0.015份。
所述功能化核桃肽粉由以下方法制备而成:
S1、选料:挑选饱满的、无霉变、无虫蛀、不溢油的核桃,除去核桃壳及其杂质,得核桃仁;
S2、去皮:在上述核桃仁中加入核桃仁重量2-3倍的碱液浸泡5-10min,浸泡温度为60-80℃,用核桃仁重量3-5倍的纯净水清洗,将核桃仁放入烘箱内烘烤,烘烤温度为80-100℃,时间为40-60min,烘烤后去皮,得去皮核桃仁;所述碱液为含有CaCl2和NaOH的混合水溶液;其中,所述CaCl2的质量分数为0.02-0.1%,NaOH的质量分数为0.5-3%;
S3、磨浆:将S2中的核桃仁和核桃仁质量2-5倍的纯净水混合,放入粉碎机粉碎打浆,粉粹机转速为1000-1200转/分,打浆时间为3-5min,过400目筛,得浆液;
S4、酶解:向浆液中加入浆液重量0.2-1%的蛋白酶,用浓度为1-3mol/L的碳酸钠调节PH=7-8,在超高压300-500MPa,温度为45-60℃下超高压酶解30-60min,得酶解液;
S5、灭酶:将上述酶解液煮沸5-10min进行灭酶,冷却,以转速为3000-5500rpm进行离心15-30min,弃沉淀,取上清液;
S6、均质:将上清液:稳定剂:乳化剂按质量比为(80-90):(1.5-5):(5-10)混合,在压力为15-25MPa、均质温度为25-35℃下第一次均质15-30min,在再压力为40-60MPa、均质温度为25-35℃下第二次均质5-15min,得到均质液;
S7、真空浓缩:将上述均质液在浓缩温度60-80℃,真空度0.05-0.08MPa,浓缩速度3.5-5L/h进行浓缩,使浓缩液为浓缩前体积的20-40%,既得浓缩液;
S8、喷雾干燥:在进口温度180℃±20℃,出口温度为80℃±20℃,热风风速为3-5m3/min,供料速度为20-30mL/min,雾化机转速为250-450转/分条件下进行喷雾干燥,得功能化核桃肽粉。
本发明在酶解过程中加超高压协同酶解,提高酶解的效率,同时又不会破坏酶和底物的物质结构,其原因是超高压处理酶,可以影响蛋白质的结构和性质,也会影响蛋白质的酶解过程,蛋白质经过超高压处理后,结构会发生伸展,变得松散,暴露出更多的蛋白酶结合位点,使酶和底物的接触几率变大,有利于酶解反应的进行,同时提高酶效率并获得更具活性的肽物质,有利于提高植物肽粉分散性,进而提高溶解性。其次,因为压力的存在能够促进蛋白与酶的结合,同时促进了酶与产物复合物的分离。经过高压处理后的核桃蛋白分离物,疏水基团和SH基团暴露出来,在压力释放后,它们又参与新的疏水作用形成新的二硫键,使蛋白重新发生聚合。因此,适当的超高压可以促进蛋白酶和底物的结合,并提高酶水解的效率,进一步提高植物肽粉分散性,进而提高溶解性。
所述蛋白酶为胰蛋白酶、风味蛋白酶中至少一种;优选的,所述蛋白酶由胰蛋白酶和风味蛋白酶按质量比(1-3):(1-5)混合而成。
所述的稳定剂为瓜尔豆胶、黄原胶、海藻酸钠中的一种或两种以上混合物;优选的,所述稳定剂为黄原胶。
所述乳化剂为大豆磷脂或改性大豆磷脂。
优选的,所述乳化剂为改性大豆磷脂;所述改性大豆磷脂由以下方法制备而成:将4-8重量份大豆卵磷脂、0.5-2重量份质量分数60-80%的乙酸、4-8重量份质量分数20-30%的双氧水均匀混合,在室温下搅拌3-10min,置于200-300W的超声波清洗器中,常温下反应20-50min,反应结束后,加入0.5-4mol/L的KOH进行直至溶液显中性,在旋转温度为50-70℃、旋转速度80-120rpm的旋转蒸发仪中脱水1-5h,在45-70℃下干燥0.5-3h,得到改性大豆磷脂。
本发明的乳化剂采用特定方法制备的改性大豆磷脂,以乙酸、双氧水、大豆磷脂为主要原料,在超声的情况下,乙酸和双氧水反应生成过氧乙酸,过氧乙酸再与大豆磷脂发生环氧化反应,得到环化大豆磷脂,由于环化大豆磷脂分子内存在三元环,因此,分子的张力很大,化学性质活泼,在加入碱作为催化剂的情况下,加热很容易与聚乙二醇发生开环反应,得到具有羟基化乙氧基化双重改性大豆磷脂。由于聚乙二醇也是易溶于水的乳化剂,二者协同效应,因此所制备得到的双重改性大豆磷脂的分散性、乳化性得到显著提高,从而提高复合肽粉的稳定性和溶解性。另外,由于风味蛋白酶能够不同程度地脱除低水解度产物---苦味蛋白水解液的苦味,增进和改善水解液的风味。因此在多酶水解的基础上加入风味蛋白酶不仅能发挥其中内肽酶的作用,还能利用端解酶来改善水解液的苦味。稳定剂采用黄原胶,因其亲水性高,易溶于水,黄原胶是具有良好的悬浮、乳化、稳定性于一体,可进一步提高蛋白粉稳定性和溶解性。
进一步优选的,所述改性大豆磷脂由以下方法制备而成:
S1、将4-8重量份大豆卵磷脂、0.5-2重量份质量分数60-80%的乙酸、4-8重量份质量分数20-30%的双氧水均匀混合,在室温下搅拌3-10min,置于200-300W的超声波清洗器中,常温下反应20-50min,反应结束后,加入0.5-4mol/L的KOH进行直至溶液显中性,在旋转温度为50-70℃、旋转速度80-120rpm的旋转蒸发仪中脱水1-5h,在45-70℃下干燥0.5-3h,得到固体粉末;
S2、将上述固体粉末、聚乙二醇-400、0.5-4mol/L的KOH于水浴温度60-90℃下反应3-6h,冷却至室温,加入与固体粉末质量相同的无水碳酸钠,搅拌1-3h,反应结束后,得混合液,加入混合液质量1-3倍的无水乙醇,在转速为7000-9000rpm下离心20-50min,在50-70℃下干燥20-30h,得到改性大豆磷脂;所述固体粉末、聚乙二醇-400、0.5-4mol/L的KOH的质量比为(1-2):(1-2):(0.01-0.1)。
所述蛋白粉的制备方法如下:按配方将花生蛋白粉、玉米蛋白粉、豌豆蛋白粉、功能化核桃肽粉、三氯蔗糖与甜菊糖混合均匀,即得。
本发明的有益效果:本发明的蛋白粉营养价值高,溶解性好,口感饱满醇厚。本发明采用的功能化核桃肽粉,不仅具有丰富的营养价值,可以提高记忆力、改善消化系统促进吸收、改善睡眠、辅助治疗心脑血管疾病,还有利于促进蛋白粉体系的稳定,更易溶解,感官性能更佳。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述,但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍:
实施例中核桃购于大姚广益发展有限公司,产品标准号:GB/T 22165。
实施例中市售核桃肽粉购于北京太爱肽生物工程技术有限公司,食品级,货号:YF020006-4。
实施例中的纯净水购于乐开怀食品专营店,商品编号:43537195716。
实施例中大豆磷脂购于河南开济贸易有限公司,食品级,货号:04。
实施例中胰蛋白酶采购于南宁东恒华道生物科技有限责任公司,酶活力为4000U/g的食品级胰蛋白酶,有效物质含量:95%,型号:A003,货号:4-10。
实施例中风味蛋白酶购于陕西晨明生物科技有限公司,酶活力为30000U/g的食品级风味蛋白酶,酶活力保存率:99%,有效物质含量:99%,货号:sdxaw。
实施例中聚乙二醇-400购于苏州源泰润化工有限公司,货号:VK001,食品级,含量:99%。
实施例中玉米蛋白粉购于山东朴正生物科技有限公司,货号:YYQHJ001,食品级,蛋白含量:60%。
实施例中花生蛋白粉购于山东聚鑫隆生物科技有限公司,货号:00285,食品级,蛋白含量:99%。
实施例中豌豆蛋白粉购于西安贤泽生物科技有限公司,货号:XZ-272,食品级,蛋白含量:99%。
实施例中甜菊糖购于南通添香生物工程有限公司,CAS:57817-89-7,食品级,纯度:99%。
实施例中三氯蔗糖购于南通添香生物工程有限公司,CAS:56038-13-2,食品级,纯度:99%。
实施例1
一种蛋白粉,由以下重量份原料组成:花生蛋白粉35份、玉米蛋白粉15份、豌豆蛋白粉20份、功能化核桃肽粉50份、三氯蔗糖0.01份、甜菊糖0.01份。
所述功能化核桃肽粉由以下方法制备而成:
S1、选料:挑选饱满的、无霉变、无虫蛀、不溢油的核桃,除去核桃壳及其杂质,得核桃仁;
S2、去皮:在上述核桃仁中加入核桃仁重量2倍的碱液浸泡8min,浸泡温度为65℃,用核桃仁重量4倍的纯净水清洗,将核桃仁放入烘箱内烘烤,烘烤温度为85℃,时间为45min,烘烤后去皮,得去皮核桃仁;所述碱液为含有CaCl2和NaOH的混合水溶液;其中,所述CaCl2的质量分数为0.05%,NaOH的质量分数为1%;
S3、磨浆:将S2中的核桃仁和核桃仁质量3倍的纯净水混合,放入粉碎机粉碎打浆,粉粹机转速为1100转/分,打浆时间为4min,过400目筛,得浆液;
S4、酶解:向浆液中加入浆液重量0.5%的蛋白酶,用浓度为2mol/L的碳酸钠调节PH=7.4,在温度为50℃下酶解50min,得酶解液;所述蛋白酶为胰蛋白酶;
S5、灭酶:将上述酶解液煮沸8min进行灭酶,冷却,以转速为4000rpm进行离心20min,弃沉淀,取上清液;
S6、将上清液:稳定剂:乳化剂按质量比为90:2:8混合,在压力为20MPa、均质温度为30℃下第一次均质30min,再在压力为50MPa、均质温度为30℃下第二次均质10min,得到均质液,所述乳化剂为大豆磷脂,所述稳定剂为黄原胶;
S7、真空浓缩:将上述均质液在浓缩温度70℃,真空度0.06MPa,浓缩速度4.5L/h进行浓缩,使浓缩液为浓缩前体积的20%,既得浓缩液;
S8、喷雾干燥:在进口温度180℃,出口温度为80℃,热风风速为4m3/min,供料速度为25mL/min,雾化机转速为300转/分条件下进行喷雾干燥,得功能化核桃肽粉。
所述蛋白粉的制备方法如下:按配方将花生蛋白粉、玉米蛋白粉、豌豆蛋白粉、功能化核桃肽粉、三氯蔗糖与甜菊糖混合均匀,即得。
实施例2
与实施例1基本相同,其区别在于S4的酶解过程不同;
S4、酶解:向浆液中加入浆液重量0.5%的蛋白酶,用浓度为2mol/L的碳酸钠调节PH=7.4,在超高压力为400MPa,温度为50℃下超高压酶解50min,得酶解液;所述蛋白酶为胰蛋白酶。
实施例3
与实施例2基本相同,其区别在于S4的酶解过程不同;
S4、酶解:向浆液中加入浆液重量0.5%的蛋白酶,用浓度为2mol/L的碳酸钠调节PH=7.4,在超高压力为400MPa,温度为50℃下超高压酶解50min,得酶解液;所述蛋白酶为风味蛋白酶。
实施例4
与实施例2基本相同,其区别在于S4的酶解过程不同;
S4、酶解:向浆液中加入浆液重量0.5%的蛋白酶,用浓度为2mol/L的碳酸钠调节PH=7.4,在超高压力为400MPa,温度为50℃下超高压酶解50min,得酶解液;所述蛋白酶由胰蛋白酶、风味蛋白酶按质量比1:2组成的混合物。
实施例5
与实施例4基本相同,其区别在于所述乳化剂为改性大豆磷脂;
所述改性大豆磷脂由以下方法制备而成:S1、将5重量份大豆卵磷脂、1重量份质量分数75%的乙酸、6重量份质量分数25%的双氧水均匀混合,在室温下搅拌3min,置于250W的超声波清洗器中,常温下反应30min,反应结束后,加入2mol/L的KOH进行直至溶液显中性,在旋转温度为60℃、旋转速度100rpm的旋转蒸发仪中脱水2h,在60℃下干燥1h,得到固体粉末;
S2、将上述固体粉末、聚乙二醇-400、2mol/L的KOH于水浴温度80℃下反应3.5h,冷却至室温,加入与固体粉末质量相同的无水碳酸钠,搅拌1h,反应结束后,得混合液,加入混合液质量2倍的无水乙醇,在转速为8000rpm下离心30min,在60℃下干燥24h,得到改性大豆磷脂;所述固体粉末、聚乙二醇-400、2mol/L的KOH的质量比为1:1.2:0.01。
对比例1
与实施例5基本相同,其区别在于所述改性大豆磷脂的制备方法不同;
所述改性大豆磷脂由以下方法制备而成:S1、将5重量份大豆卵磷脂、1重量份质量分数75%的乙酸、6重量份质量分数25%的双氧水均匀混合,在室温下搅拌3min,置于250W的超声波清洗器中,常温下反应30min,反应结束后,加入2mol/L的KOH进行直至溶液显中性,在旋转温度为60℃、旋转速度100rpm的旋转蒸发仪中脱水2h,在60℃下干燥1h,得到改性大豆磷脂。
对比例2
一种蛋白粉,由以下重量份原料组成:花生蛋白粉35份、玉米蛋白粉15份、豌豆蛋白粉20份、核桃肽粉50份、三氯蔗糖0.01份、甜菊糖0.01份。
所述核桃肽粉为市售核桃肽粉。
所述蛋白粉的制备方法如下:按配方将花生蛋白粉、玉米蛋白粉、豌豆蛋白粉、核桃肽粉、三氯蔗糖与甜菊糖混合均匀,即得。
测试例1
稳定性测试:将实施例及对比例制得的蛋白粉置于温度为25±1℃、相对湿度为60±5%的环境下密封保存6个月后进行测试。参考河南工业大学学报(自然科学版)《大豆分离蛋白和浓缩蛋白乳液体系稳定性的比较》中的1.2.3.1乳状液稳定系数进行测试:在2mL圆底离心管中准确加入2mL乳状液,以400rpm离心30min,在距离心管底部1cm处取样,采用浊度法测定吸光度(A500)。乳状液稳定性系数(%)=At/A0×100,式中:A0为离心前乳状液吸光度;At为离心后乳状液吸光度,平行测试5组,取平均值。
表1蛋白粉的稳定性
稳定系数(%)
实施例1 67.5
实施例2 80.0
实施例3 78.8
实施例4 83.2
实施例5 91.3
对比例1 84.6
对比例2 58.1
测试例2
溶解度测试:将实施例及对比例制得的蛋白粉置于温度为25±1℃、相对湿度为60±5%的环境下密封保存6个月后进行测试。蛋白粉溶解度的测定按以下方法进行:称取1g喷雾干燥后的蛋白粉,加入50mL水,在室温25℃下搅拌1h,取部分上清液于10000×g下离心15min,再参考GB/T 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的第一法凯氏定氮法进行测试,蛋白的溶解度计算公式为:(上清液蛋白浓度/全溶液中蛋白浓度)×100%,平行测试5组,取平均值。
表2蛋白粉的溶解性
溶解度(%)
实施例1 71.5
实施例2 80.2
实施例3 81.5
实施例4 83.4
实施例5 92.0
对比例1 85.3
对比例2 59.7
比较实施例1-2和对比例2可知,采用市售的核桃肽粉的溶解性和稳定性明显低于本发明制备的功能化核桃肽粉;同时发现酶解过程中加超高压协同酶解,提高酶解的效率,其原因是超高压处理酶,可以影响蛋白质的结构和性质,也会影响蛋白质的酶解过程,蛋白质经过超高压处理后,结构会发生伸展,变得松散,暴露出更多的蛋白酶结合位点,使酶和底物的接触几率变大,有利于酶解反应的进行,同时提高酶效率并获得更具活性的肽物质,有利于提高植物肽粉分散性,进而提高溶解性。比较实施例2-4可知,加入复合酶能够进一步提高植物肽粉的溶解性和稳定性能,因为压力的存在能够促进蛋白与酶的结合,同时促进了酶与产物复合物的分离。经过高压处理后的核桃蛋白分离物,疏水基团和SH基团暴露出来,在压力释放后,它们又参与新的疏水作用形成新的二硫键,使蛋白重新发生聚合。因此,适当的超高压可以促进蛋白酶和底物的结合,并提高酶水解的效率,进一步提高植物肽粉分散性,进而提高溶解性。
进一步比较实施例4-5和对比例1,加入改性大豆磷脂的溶解性和稳定性显著提高,其原因是聚乙二醇和大豆磷脂均是易溶于水的乳化剂,二者协同效应,因此所制备得到的双重改性大豆磷脂的分散性、乳化性得到显著提高,从而提高复合肽粉的稳定性和溶解性。稳定剂采用黄原胶,因其亲水性高,易溶于水,黄原胶是具有良好的悬浮、乳化、稳定性于一体,可进一步提高蛋白粉稳定性和溶解性。
测试例3
将实施例及对比例制得的蛋白粉置于温度为25±1℃、相对湿度为60±5%的环境下密封保存6个月后进行测试。参照国标GB/T 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》测定保存前后蛋白粉中蛋白质含量,平行5组,取平均值。蛋白损失率%=(保存前蛋白质含量-保存后蛋白质含量)/保存前蛋白质含量×100。
表3蛋白粉的蛋白损失率
蛋白损失率(%)
实施例2 1.19
实施例3 1.21
实施例4 1.06
实施例5 0.52
对比例1 0.89
对比例2 1.27
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种蛋白粉,其特征在于,包括以下原料:花生蛋白粉、玉米蛋白粉、豌豆蛋白粉、三氯蔗糖、甜菊糖。
2.如权利要求1所述蛋白粉,其特征在于,由以下重量份原料组成:花生蛋白粉30-40份、玉米蛋白粉10-20份、豌豆蛋白粉15-25份、功能化核桃肽粉45-55份、三氯蔗糖0.005-0.015份、甜菊糖0.005-0.015份。
3.如权利要求2所述蛋白粉,其特征在于,所述功能化核桃肽粉由以下方法制备而成:
S1、选料:挑选饱满的、无霉变、无虫蛀、不溢油的核桃,除去核桃壳及其杂质,得核桃仁;
S2、去皮:在上述核桃仁中加入核桃仁重量2-3倍的碱液浸泡5-10min,浸泡温度为60-80℃,用核桃仁重量3-5倍的纯净水清洗,将核桃仁放入烘箱内烘烤,烘烤温度为80-100℃,时间为40-60min,烘烤后去皮,得去皮核桃仁;所述碱液为含有CaCl2和NaOH的混合水溶液;其中,所述CaCl2的质量分数为0.02-0.1%,NaOH的质量分数为0.5-3%;
S3、磨浆:将S2中的核桃仁和核桃仁质量2-5倍的纯净水混合,放入粉碎机粉碎打浆,粉粹机转速为1000-1200转/分,打浆时间为3-5min,过100-500目筛,得浆液;
S4、酶解:向浆液中加入浆液重量0.2-1%的蛋白酶,用浓度为1-3mol/L的碳酸钠调节PH=7-8,在超高压300-500MPa,温度为45-60℃下超高压酶解30-60min,得酶解液;
S5、灭酶:将上述酶解液煮沸5-10min进行灭酶,冷却,以转速为3000-5500rpm进行离心15-30min,弃沉淀,取上清液;
S6、将上清液:稳定剂:乳化剂按质量比为(80-90):(1.5-5):(5-10)混合,在压力为15-25MPa、均质温度为25-35℃下第一次均质15-30min,将压力为40-60MPa、均质温度为25-35℃下第二次均质5-15min,得到均质液;
S7、真空浓缩:将上述均质液在浓缩温度60-80℃,真空度0.05-0.08MPa,浓缩速度3.5-5L/h进行浓缩,使浓缩液为浓缩前体积的20-40%,既得浓缩液;
S8、喷雾干燥:在进口温度180℃±20℃,出口温度为80℃±20℃,热风风速为3-5m3/min,供料速度为20-30mL/min,雾化机转速为250-450转/分条件下进行喷雾干燥,即得。
4.如权利要求3所述蛋白粉,其特征在于,所述蛋白酶由胰蛋白酶和风味蛋白酶中至少一种。
5.如权利要求3所述蛋白粉,其特征在于,所述乳化剂为大豆磷脂或改性大豆磷脂。
6.如权利要求5所述蛋白粉,其特征在于,所述改性大豆磷脂由以下方法制备而成:
S1、将4-8重量份大豆卵磷脂、0.5-2重量份质量分数60-80%的乙酸、4-8重量份质量分数20-30%的双氧水均匀混合,在室温下搅拌3-10min,置于200-300W的超声波清洗器中,常温下反应20-50min,反应结束后,加入0.5-4mol/L的KOH进行直至溶液显中性,在旋转温度为50-70℃、旋转速度80-120rpm的旋转蒸发仪中脱水1-5h,在45-70℃下干燥0.5-3h,得到改性大豆磷脂。
7.如权利要求3所述蛋白粉,其特征在于,所述的稳定剂为瓜尔豆胶、黄原胶、海藻酸钠中的一种或两种以上混合物。
8.如权利要求1-7任一项所述蛋白粉的制备方法,其特征在于,所述蛋白粉的制备方法如下:按配方将花生蛋白粉、玉米蛋白粉、豌豆蛋白粉、功能化核桃肽粉、三氯蔗糖与甜菊糖混合均匀,即得。
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