CN114052260B - 一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然食品蛋白质加工技术领域，且公开了一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，包括以下操作步骤：S1、分别制备乳清分离蛋白和大豆分离蛋白水溶液，所述溶液中蛋白质含量为6％～12％w/v；S2、分别制备果胶和羧甲基纤维素水溶液，所述溶液中多糖浓度为2％w/v，并调节其pH值为4.5；S3、将上述蛋白质溶液和多糖溶液按质量比7.5:1～15:1混合，然后将混合液pH值调节至4.5～5.0形成复合物，该复合物经90～100℃加热30～60min后，可形成常温货架期6个月以上的均匀可流动的高蛋白流体食品；本发明中，利用天然多糖与蛋白质之间的静电引力形成新的复合物，具有操作步骤简单、抑制效果显著、成本低、所选多糖均为国家食品添加剂使用标准中规定无限量、无限范围的溶解性膳食纤维。
Description
技术领域
本发明涉及天然食品蛋白质加工技术领域，具体为一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法。
背景技术
乳清分离蛋白在牛奶中含量仅次于酪蛋白，约占牛奶蛋白总质量的18～20％，主要包含β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、牛血清蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白等；其中β-乳球蛋白和α-乳白蛋白分别占乳清蛋白总含量的50％和20％，对乳清分离蛋白的功能特性起主导作用。由于乳清蛋白氨基酸组成平衡性优异、溶解性好、生物效价突出，因而是特定人群(如健身爱好者和吞咽困难人群)膳食蛋白补充的首选以及蛋白基饮料和发酵食品的重要配料。
此外，大量研究表明相较于固态和半固态蛋白基食品，液态蛋白基食品更易于被人体消化和吸收。然而，乳清蛋白水溶液在蛋白含量大于4％时加热处理就会形成类“固形”凝胶态，使得当前高蛋白流体食品都是“现冲现用”型，鲜见常温储藏长货架期商品化产品。另一方面，高浓度乳清蛋白发酵食品的加工需要在接种益生菌前将体系内的非益生菌灭活，传统热灭菌工艺同样也会导致蛋白质凝胶化，从而不利于接种后益生菌的分散和后续发酵的均匀性。同样的问题对于大豆分离蛋白也存在，高温加热其蛋白浓度高于6％的水溶液也会形成凝胶。尽管一些“冷灭菌”方式(如高密度二氧化碳、高静压、高压脉冲电场等)处理具有一定效果，但这些技术由于投资成本高、成熟度还不够，目前尚未形成规模化应用。因此，如何高效抑制诸如乳清蛋白、大豆蛋白在高温加热灭菌过程中的凝胶化是开发高浓度蛋白基流体食品及其衍生产品的前提。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，包括以下操作步骤：
S1、分别制备乳清分离蛋白和大豆分离蛋白水溶液，所述溶液中蛋白质含量为6％～12％w/v；
S2、分别制备果胶和羧甲基纤维素水溶液，所述溶液中多糖浓度为2％w/v，并调节其pH值为4.5；
S3、将上述蛋白质溶液和多糖溶液按质量比7.5:1～15:1混合，然后将混合液pH值调节至4.5～5.0形成复合物，该复合物经90～100℃加热30～60min后，可形成常温货架期6个月以上的均匀可流动的高蛋白流体食品。
优选的，所述步骤S1中，蛋白水溶液中乳清分离蛋白含量为6％～8％，抑制乳清分离蛋白热致凝胶的条件为：果胶或羧甲基纤维素0.6％～0.8％，pH4.6～4.8，加热时间90℃、30min。
优选的，所述步骤S1中，蛋白水溶液中乳清分离蛋白含量为8％～11.5％，抑制乳清分离蛋白热致凝胶的条件为：果胶或羧甲基纤维素0.75％～1％，pH4.6～4.8，加热时间90℃、30min。
优选的，所述步骤S1中，蛋白水溶液中大豆分离蛋白含量为6.25％～10％，抑制大豆分离蛋白热致凝胶的条件为：果胶或羧甲基纤维素1％～2％，pH4.4～5.2，加热时间95℃、40min。
优选的，制备蛋白质溶液包括如下步骤：将称取的蛋白粉末缓缓加入搅拌中的蒸馏水中，搅拌速度为600转/分，于室温约20～25℃持续搅拌4小时以保证蛋白质充分水化。
优选的，制备多糖溶液包括如下步骤：将称取的多糖粉末缓缓加入搅拌中的蒸馏水中，搅拌速度为1000转/分，于室温约20～25℃持续搅拌4小时以保证多糖充分水化，并调节多糖水溶液pH值为4.5。
优选的，所述乳清分离蛋白来源于商品化乳清粉，大豆分离蛋白来源于低温大豆粕。
优选的，所述果胶为商品化的低甲氧基果胶和高甲氧基果胶，羧甲基纤维素的取代度为0.7～1.2。
(三)有益效果
本发明提供了一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，具备以下有益效果：
本发明中，利用天然多糖与蛋白质之间的静电引力形成新的复合物，具有操作步骤简单、抑制效果显著、成本低、所选多糖均为国家食品添加剂使用标准中规定无限量、无限范围的溶解性膳食纤维，非常有利于规模化应用。具体来讲：
(1)、高浓度蛋白水溶液经高温加热处理后会形成凝胶态是开发高蛋白含量流体食品的瓶颈问题，尤其在蛋白等电点附近由于分子间的静电排斥力弱，热诱导凝胶形成的蛋白质浓度更低。本发明利用阴离子多糖与蛋白质在其等电点周围的较弱静电吸引力构建新的复合物，通过调控两者之间的静电结合强度一步实现粘度低、流动性好、均匀程度高的高浓度蛋白流体食品开发，操作步骤简单、高效、实用。
(2)、所选多糖均为国家标准规定按需使用的溶解性膳食纤维，无任何安全隐患，切无任何其他添加，配料简单。
(3)、与其他“冷灭菌”方式相比，无需新的设备投资，成本低。
(4)、高蛋白-多糖复合体系经高温处理后，可长时间常温储藏，无需添加任何防腐剂。
附图说明
图1为本发明实施例1高温热处理后样品形态从左至右对照图；
图2为本发明实施例2高温热处理后样品形态从左至右对照图；
图3为本发明实施例3高温热处理后样品形态从左至右对照图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，图1为高温热处理后样品形态：从左至右依次为对照组(纯乳清分离蛋白)、果胶添加组和羧甲基纤维素添加组。
本发明提供一种技术方案：将乳清分离蛋白粉末于600转/分搅拌速度下分散于蒸馏水中，并持续搅拌4小时得8％乳清分离蛋白水溶液；果胶和羧甲基纤维素分别于1000转/分搅拌速度下分散于蒸馏水中，并持续搅拌4小时得2％多糖储备液，将该储备液pH调节至4.5备用。然后，按质量比8:1将上述乳清分离蛋白水溶液(8％)和多糖混合，并将该混合物pH调节至pH4.6～4.7。该混合物于90℃加热处理30min即可得均匀、易流动、低粘度高蛋白流体(如图1所示)，密封常温货架期可达6个月以上。
实施例2
如图2所示，图2为高温热处理后样品形态：从左至右依次为对照组(纯乳清分离蛋白)、果胶添加组和羧甲基纤维素添加组。
将乳清分离蛋白粉末于600转/分搅拌速度下分散于蒸馏水中，并持续搅拌4小时得12％乳清分离蛋白水溶液；果胶和羧甲基纤维素分别于1000转/分搅拌速度下分散于蒸馏水中，并持续搅拌4小时得2％多糖储备液，将该储备液pH调节至4.5备用。然后，将上述乳清分离蛋白水溶液(12％)按质量比12:1与果胶或按质量比16:1与羧甲基纤维素混合，并将该混合物pH调节至pH4.6。该混合物于90℃加热处理30min即可得均匀、易流动、低粘度高蛋白流体(如图2所示)，密封常温货架期可达6个月以上。
实施例3
如图3所示，图3为高温热处理后样品形态：从左至右依次为对照组(纯大豆分离蛋白)和果胶添加组。
将大豆分离蛋白粉末于600转/分搅拌速度下分散于蒸馏水中，并持续搅拌4小时得7％大豆分离蛋白水溶液；果胶于1000转/分搅拌速度下分散于蒸馏水中，并持续搅拌4小时得2％多糖储备液，将该储备液pH调节至4.5备用。然后，将上述大豆分离蛋白水溶液(7％)按质量比7:1和果胶混合，并将该混合物pH调节至pH4.4～4.6。该混合物于90℃加热处理30min即可的均匀、易流动、低粘度高蛋白流体(如图3所示)，密封常温货架期可达6个月以上。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：S1、分别制备乳清分离蛋白和大豆分离蛋白水溶液，所述溶液中蛋白质含量为6％~12％w/v；
S2、制备果胶或羧甲基纤维素水溶液，所述溶液中多糖浓度为2％w/v，并调节其pH值为4 .5；
S3、将上述蛋白质溶液和多糖溶液按质量比7.5:1~15:1混合，然后将混合液pH值调节至4 .5~5 .0形成复合物，该复合物经90~100℃加热30~60min后，可形成常温货架期6个月以上的均匀可流动的高蛋白流体食品；
所述蛋白质溶液的制备过程：包括如下步骤：将称取的蛋白粉末缓缓加入搅拌中的蒸馏水中，搅拌速度为600转/分，于室温约20~25℃持续搅拌4小时以保证蛋白质充分水化；
所述多糖溶液的制备过程：包括如下步骤：将称取的多糖粉末缓缓加入搅拌中的蒸馏水中，搅拌速度为1000转/分，于室温约20~25℃持续搅拌4小时以保证多糖充分水化，并调节多糖水溶液pH值为4 .5；
所述果胶为商品化的低甲氧基果胶和高甲氧基果胶，羧甲基纤维素的取代度为0 .7~1.2。
2. 根据权利要求1所述的一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，其特征在于，所述步骤S1中，蛋白水溶液中乳清分离蛋白含量为6％~8％，抑制乳清分离蛋白热致凝胶的条件为：果胶或羧甲基纤维素0 .6％~0 .8％，pH4 .6~4 .8，加热时间90℃、30min。
3. 根据权利要求1所述的一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，其特征在于，所述步骤S1中，蛋白水溶液中乳清分离蛋白含量为8％~11 .5％，抑制乳清分离蛋白热致凝胶的条件为：果胶或羧甲基纤维素0 .75％~1％，pH4 .6~4 .8，加热时间90℃、30min。
4. 根据权利要求1所述的一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，其特征在于，所述步骤S1中，蛋白水溶液中大豆分离蛋白含量为6 .25％~10％，抑制大豆分离蛋白热致凝胶的条件为：果胶或羧甲基纤维素1％~2％，pH4 .4~5 .2，加热时间95℃、40min。
5.根据权利要求1所述的一种抑制高浓度蛋白热致凝胶的方法，其特征在于，所述乳清分离蛋白来源于商品化乳清粉，大豆分离蛋白来源于低温大豆粕。
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