CN114747630A - 一种低致敏全乳粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低致敏全乳粉的制备方法,涉及乳制品加工技术领域。本发明采用生牛乳为原料,利用碱性蛋白酶酶解牛乳,既保障了牛乳的低致敏性又节约了原料成本与时间成本;本发明还采用冷冻干燥的方式制得的低致敏全乳粉不仅保持了牛乳中原有的特定鲜香风味和口感,而且在冻干过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,能保持原来的性状,使得牛乳营养保留更加全面,乳粉的颗粒更加均匀,不易结块,冲调性好。
Description
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全乳粉的制备方法。
背景技术
食物过敏是一种比较常见的过敏性疾病,它是由免疫机制调节的,全球范围内约2%~4%的成年人和5%~8%的儿童经受食物过敏的困扰,能够引起人类食物过敏物质的很多,最常见的致敏食物有八大类,分别是牛乳、鸡蛋、花生、坚果、甲壳类和贝类、鱼、小麦和大豆。
牛乳的营养十分丰富,它被人类认定为“最接近完美的食物”,牛乳除含有蛋白质、脂肪、乳糖、无机盐等营养物质外,还含有许多的生物活性物质,具有提升机体免疫力,抗菌、抗氧化、提高记忆力、防止动脉硬化、预防高血压、提高骨密度等功能。牛乳蛋白作为一种优质蛋白,是人类首选的补充蛋白的食物,牛乳及其乳制品是婴幼儿与儿童重要的食物蛋白来源,但牛乳作为过敏食物之一,非常容易引起人们的过敏反应,牛乳过敏严重危害了他们的健康,会引起皮肤、消化道、呼吸道等处的多种症状,如皮肤红斑、瘙痒、腹泻、呕吐、呼吸不畅甚至休克等。这引起了全球食品安全领域研究人员的广泛关注,是一项比较迫切希望解决的难题。
目前降低牛乳致敏性的方法有,物理法:热处理、加压、辐照、超声波处理等;化学法:糖基化、磷酸化、其他化学修饰等;生物法:酶水解、酶交联、发酵等。在这些方法中物理法依赖作用条件和研究体系,甚至会出现改性后抗原性增强的现象,化学法处理的产物复杂,副产物安全性需要评估。而生物法中利用酶水解的方法也可以显著降低牛乳的致敏性,而且酶水解的效率高,条件温和,工艺简单,操作性强,对营养成分破坏少,还可以有效的节约能源。Wróblewska采用双酶分步水解法水解酪蛋白,将水解物按照分子量大小进行分离,测定不同分子量片段的抗原性,结果发现分子量越小,抗原性越低。Antonio Guadix等人提出了一种利用细菌蛋白酶在连续搅拌罐膜反应器中稳定生产低致敏性水解物的方法,利用该方法得到了一种平均肽链长度约为4个氨基酸的水解液。该产物中的抗原乳清蛋白降低了99.97%,说明其可作为氮源加入婴儿配方奶粉。
目前,国内外对于牛乳致敏性的研究,主要集中在某一单一的牛乳蛋白上,对整个液体生牛乳的研究较少。市面中水解蛋白奶粉可以分为适度水解奶粉、深度水解奶粉、氨基酸奶粉三类,低致敏配方粉多以水解乳清蛋白为主,如荷兰Nutrilon深度水解蛋白奶粉、圣元优博深度水解奶粉、美赞臣安敏健深度水解蛋白配方奶粉、爱他美白金舒敏深度水解配方奶粉、雀巢超启能恩等。以水解全乳为原料生产低致敏乳粉还未见报道。现有的低致敏奶粉原料的生产加工过程繁琐,生产成本高,生产周期长,尚有很大的改进空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低致敏全乳粉的制备工艺,利用碱性蛋白酶水解牛乳,获得低致敏性牛乳原料—牛乳酶解液,并结合冷冻干燥技术,生产工艺简单,酶解时间较短,制得低致敏全乳粉,可以作为婴幼儿低敏配方乳粉的基料使用。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种低致敏全乳粉的制备方法,包括以下步骤:将生牛乳采用碱性蛋白酶酶解获得牛乳酶解液,对牛乳酶解液进行灭酶后,进行冷冻干燥处理即得;
所述酶解为在50~55℃水浴条件下预热10~30min后按照酶活与底物蛋白比300~600∶1的比例加入碱性蛋白酶,酶解50~90min。
本发明中,所述灭酶温度为90~95℃。
本发明中,所述牛乳酶解前对其进行除杂、巴氏杀菌、脱脂处理。
本发明中,所述除杂为将生牛乳利用80~120目的尼龙网过滤后,再利用离心净乳机进行净化。
本发明中,所述巴氏杀菌条件为温度72~75℃,时间10~15min。
本发明中,所述脱脂为采用离心机10000~12000rpm脱脂20~30min。
本发明中,所述灭酶后将牛乳酶解液预热至50~65℃,在15~30MPa下进行均质。
本发明中,所述冷冻干燥为将牛乳酶解液放入冻干机中升华干燥24~72h。
本发明中,所述冷冻干燥处理前将牛乳酶解液于-100~-60℃条件下进行预冻处理。
本发明还提供了一种由上述制备方法获得的低致敏全乳粉。
本发明具有如下有益效果:
1.本发明的加工方法科学合理、可操作性强、易于实现规模化生产,采用生牛乳为原料,利用碱性蛋白酶酶解牛乳,酶的添加量较少,酶解时间较短,酶解后牛乳稍有苦涩味,与其他深度水解乳粉比味道更容易被人们接受,而且牛乳的致敏性显著降低。采用这种方式既保障了牛乳的低致敏性又节约了原料成本与时间成本,有利于为企业创造更大的效益。
2.本发明利用碱性蛋白酶酶解牛乳,经过SDS-PAGE分析发现牛乳中的大分子蛋白质被水解为小分子的肽与氨基酸,不刺激肠胃,更加容易被人体消化吸收,而且具有提高免疫力,促进人体健康发育等功能。
3.本发明采用冷冻干燥的方式制得的低致敏全乳粉不仅保持了牛乳中原有的特定鲜香风味和口感,而且在冻干过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持原来的性状。在低温下干燥时,牛乳中的一些挥发性成分损失很小,营养保留更全面,本发明采用冷冻干燥的方式冻干的低致敏全乳粉可以排除牛乳中95%~99%以上的水分,干燥后的产品保质期长,而且不易结块,冲调性好。
4.本发明制得的低致敏全乳粉不仅可以直接冲调饮用,而且可以作为低致敏婴幼儿配方奶粉的基料使用,按照要求生产不同的配方乳粉,生产方式灵活,适合工业化生产。
附图说明
图1为SDS-PADE电泳图,从右到左的泳道依次代表未处理牛乳,酶解15分钟,30分钟,60分钟,90分钟,120分钟。
具体实施方式
本发明提供了一种低致敏全乳粉的制备方法,包括以下步骤:将生牛乳采用碱性蛋白酶酶解获得牛乳酶解液,对牛乳酶解液进行灭酶后,进行冷冻干燥处理即得;在本发明中,所述生牛乳要符合GB 19301的规定;所述碱性蛋白酶购自诺维信碱性蛋白酶。
所述酶解为在50~55℃水浴条件下预热10~30min后按照酶活与底物蛋白比300~600∶1的比例加入碱性蛋白酶,酶解15~120min。优选地,所述酶活与底物蛋白比为400~500:1;优选地,所述酶解时间为60~80min。
酶解时间是影响酶解作用的重要因素之一。本发明中通过控制酶解时间,使得牛乳蛋白中部分或全部表位发生变化或被破坏,将牛乳蛋白水解为分子量较小的多肽和游离氨基酸,降低牛乳的致敏性。
在本发明中,所述灭酶温度为90~95℃。优选地,灭酶温度为92~94℃。在本发明中,作为一种可以实施的方式,所述灭酶时间为5~15min。优选地所述灭酶时间为8~10min。
在本发明中,所述牛乳酶解前对其进行除杂、巴氏杀菌、脱脂处理。
在本发明中,所述除杂为将生牛乳利用80~120目的尼龙网过滤后,再利用离心净乳机进行净化。在本发明中,使用尼龙网对生牛乳进行过滤可过滤掉牛乳中微小的干草、饲料、毛发等机械杂质;利用离心净乳机对生牛乳进行净化可去除乳中的机械杂质并将乳中的乳腺体细胞和某些微生物去除,达到高度纯净的目的。
在本发明中,所述巴氏杀菌条件为温度72~75℃,时间10~15min。优选地,所述巴氏杀菌条件为温度73~74℃,时间12~14min。巴氏杀菌能够杀灭牛乳中的部分微生物。
在本发明中,所述脱脂为采用离心机10000~12000rpm脱脂20~30min。优选地,所述脱脂时间为22~28min。在本发明中,经脱脂后的生牛乳,脂肪含量降脂1%以下,获得易消化吸收的乳制品。
在本发明中,所述灭酶后将牛乳酶解液预热至50~65℃,在15~30MPa下进行均质。优选地,所述将牛乳酶解液预热至55~60℃,在18~25MPa下进行均质。均质后能够获得稳定的、液相均匀的牛乳酶解液。
在本发明中,作为一种可以实施的方式,所述均质后对牛乳酶解液进行高温杀菌,条件为85~95℃下杀菌15~20s。优选地,所述高温杀菌条件为88~92℃下杀菌16~18s。
在本发明中,所述冷冻干燥为将牛乳酶解液放入冻干机中升华干燥24~72h。本发明冷冻干燥处理可以排除牛乳中95%~99%以上的水分,干燥后的产品保质期长,而且不易结块,冲调性好。
在本发明中,所述冷冻干燥处理前将牛乳酶解液于-100~-60℃条件下进行预冻处理。本发明进行预冻处理能够减少牛乳中挥发性成分损失,保持物料原来的性状。
在本发明中,作为一种可以实施的方式,冷冻干燥处理后的牛乳酶解液粉碎过筛。优选地,采用40~50目筛进行过筛,使乳粉呈均匀的粉末状态。
本发明制备得到的低致敏全乳粉营养全面,冲调性好,可以直接冲调饮用,也可作为低致敏婴幼儿配方奶粉的基料使用,按照要求生产不同的配方乳粉。
在本发明中,SDS-PAGE分析时使用的Marker购自上海生工BBI蛋白非预染MarkerI,分子量范围为4.1-66kDa。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明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
一种低致敏全乳粉的制备方法,包括以下步骤:将验收合格的生牛乳利用100目的尼龙网筛进行过滤,利用离心净乳机进行净化;对生牛乳进行巴氏杀菌,杀菌条件为温度72℃,时间10min,杀菌冷却后4℃存储;将杀菌后的牛乳采用离心机12000rpm脱脂20min;经过杀菌脱脂后的生牛乳,在52.5℃水浴条件下预热20min,然后按照酶活与底物蛋白比(E/S)500∶1的比例加入碱性蛋白酶,并利用磁力搅拌器搅拌(500r/min),维持温度52.5℃,酶解时间60min;酶解后的牛乳酶解液在90℃,灭酶10min后冰水冷却。
将灭酶后的牛乳酶解液预热至55℃,在20MPa下进行均质;均质后于85℃下高温灭菌15s,灭菌后将温度迅速降低至室温;将牛乳酶解液于-80℃下冷冻2h;将冷冻后呈冻结状态的牛乳酶解液放入冻干机中升华干燥48h。冻干后的奶粉进行粉碎并过40目筛,包装后得到成品。
实施例2
一种低致敏全乳粉的制备方法,包括以下步骤:将验收合格的生牛乳利用80目的尼龙网筛进行过滤,利用离心净乳机进行净化;对生牛乳进行巴氏杀菌,杀菌条件为温度75℃,时间12min,杀菌冷却后4℃存储;将杀菌后的牛乳采用离心机10000rpm脱脂30min;经过杀菌脱脂后的生牛乳,在55℃水浴条件下预热10min,然后按照酶活与底物蛋白比(E/S)300∶1的比例加入碱性蛋白酶,并利用磁力搅拌器搅拌(500r/min),维持温度55℃,酶解时间50min;酶解后的牛乳酶解液在95℃,灭酶5min后冰水冷却。
将灭酶后的牛乳酶解液预热至50℃,在30MPa下进行均质;均质后于95℃下高温灭菌18s,灭菌后将温度迅速降低至室温;将牛乳酶解液于-60℃下冷冻4h;将冷冻后呈冻结状态的牛乳酶解液放入冻干机中升华干燥24h。冻干后的奶粉进行粉碎并过50目筛,包装后得到成品。
实施例3
一种低致敏全乳粉的制备方法,包括以下步骤:将验收合格的生牛乳利用120目的尼龙网筛进行过滤,利用离心净乳机进行净化;对生牛乳进行巴氏杀菌,杀菌条件为温度74℃,时间15min,杀菌冷却后6℃存储;将杀菌后的牛乳采用离心机11000rpm脱脂25min;经过杀菌脱脂后的生牛乳,在50℃水浴条件下预热20min,然后按照酶活与底物蛋白比(E/S)600∶1的比例加入碱性蛋白酶,并利用磁力搅拌器搅拌(500r/min),维持温度50℃,酶解时间90min;酶解后的牛乳酶解液在92℃,灭酶8min后冰水冷却。
将灭酶后的牛乳酶解液预热至65℃,在15MPa下进行均质;均质后于88℃下高温灭菌12s,灭菌后将温度迅速降低至室温;将牛乳酶解液于-120℃下冷冻1h;将冷冻后呈冻结状态的牛乳酶解液放入冻干机中升华干燥36h。冻干后的奶粉进行粉碎并过40目筛,包装后得到成品。
对比例1
将实施例1中的牛乳酶解步骤去除,其余制备条件不变。
对比例2
将实施例1中的牛乳酶解步骤中酶解时间改为15分钟,其余制备条件不变。
对比例3
将实施例1中的牛乳酶解步骤中酶解时间改为30分钟,其余制备条件不变。
对比例4
将实施例1中的牛乳酶解步骤中酶解时间改为90分钟,其余制备条件不变。
对比例5
将实施例1中的牛乳酶解步骤中酶解时间改为120分钟,其余制备条件不变。
实验例1
感官评定:
对实施例1与对比例1~5获得的全乳粉,组织受过感官评定的10人,对样品进行双盲法感官检验,取其平均值。方法如下:取适量试样于硫酸纸上,在自然光下观察奶粉的色泽和组织状态。通过下沉时间,小白点、挂壁和团块进行冲调性的评定。用鼻子闻复原乳的气味并清水漱口品尝其滋味。其中,分值分配如下:色泽20分,滋味气味30分、组织状态30分、冲调性20分。具体感官指标、评分标准、分值见表1。
表1感官评定指标
表2感官评定结果
感官指标 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
色泽20 | 19 | 20 | 19 | 17 | 16 | 15 |
滋味、气味30 | 25 | 30 | 28 | 27 | 24 | 20 |
组织状态30 | 28 | 30 | 27 | 28 | 26 | 24 |
冲调性20 | 19 | 17 | 16.5 | 16 | 16 | 16 |
总分 | 91 | 97 | 90.5 | 88 | 82 | 75 |
在乳粉的感官评定中,实施例1的乳粉的感官评定结果高于对比例2~5,乳粉的色泽、滋味、气味、组织状态、冲调性较好。
实验例2
致敏性检测:
采用间接竞争ELISA的方法分析牛乳蛋白的致敏性,具体包括如下步骤:(1)包被:96孔酶标板,每孔加入100μL的包被抗原(1.0μg/mL),4℃过夜;(2)洗涤:恢复至室温,倾去包被液,迅速甩干,每孔加PBST 280μL,洗涤三次,每次5min,扣干;(3)封阻:每孔加入250μL1%的明胶作为封阻液,37℃保温1h,恢复至室温,倾去封阻液,PBST 280μL洗涤三次,每次5min,扣干;(4)加待测血清:每孔加100μL以PBS倍比稀释(1:500)的血清(脱脂乳喂养的兔子血清),37℃保温1h后PBST 280μL洗涤三次,每次5min,扣干;(5)加酶标二抗:每孔加入100uL 1:5000稀释的HRP标记的羊抗兔IgG,37℃保温1h后PBST 280μL洗涤三次,每次5min,扣干;(6)显色:每孔加显色液100μL,37℃保温避光反应15min;(7)终止反应:每孔50μL2mol/L的H2SO4终止反应;(8)吸光值测定:酶标仪测定吸光度490nm。牛乳过敏蛋白降低率(%)越高代表降低致敏性能力越强,见表3。
牛乳过敏蛋白降低率=(B-B0)/B×100%
其中,B:未处理牛乳的吸光度值,B0:处理牛乳的吸光度。
表3牛乳过敏蛋白降低率
全乳蛋白 | 酪蛋白 | β-乳球蛋白 | |
实施例1 | 87.71% | 85.91% | 74.42% |
对比例2 | 82.31% | 84.04% | 57.73% |
对比例3 | 81.29% | 83.34% | 52.62% |
对比例4 | 81.04% | 79.56% | 78.24% |
对比例5 | 80.11% | 79.29% | 70.49% |
在乳粉的致敏性检测中发现,与未酶解处理的牛乳制成乳粉(对比例1)相比,酶解处理后的牛乳制成的乳粉致敏性显著降低,不同的酶解时间其降低牛乳过敏蛋白的程度不一,综合比较,实施例1的牛乳过敏蛋白降低效果最好。
试验例3
SDS-PAGE分析:具体包括如下步骤:
(1)制胶:试验采用三层胶,致密胶、夹层胶和浓缩胶的浓度分别为16.5%,10%,4%,制胶时从下至上依次为致密胶、夹层胶、浓缩胶,每制一层胶时需等待1小时,等胶凝固再制下一层胶;
(2)上样:将样品与上样缓冲液按比例混合后,同低分子量Marker一起在100℃下加热5分钟,冷却后上样;样品每孔上样20μL,Marker每孔上样5μL;
(3)电泳:上样完毕后,将电泳仪设置相应的参数,在浓缩胶与夹层胶阶段设置电压为80V,进入致密胶后设置电压为120V;
(4)染色:电泳结束后取出胶片,染色液染色40min;
(5)脱色:用脱色液脱色,直至胶片上条带清晰;
(6)成像:将胶片置于扫描仪中成像。
根据SDS-PAGE分析结果图1可以看出,处理过的牛乳其分子量分布发生了很明显的变化,小分子量的肽段有所增加,与未处理的牛乳相比,酶解处理后的牛乳其在35Kda附近的酪蛋白被酶解,在14.4Kda与18.3kda附近的α-乳白蛋白、β-乳球蛋白也有所减少,且不同酶解时间下,其酶解效果不同,由图可见,30分钟与60分钟时,三种过敏蛋白(α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、酪蛋白)酶解比较彻底,条带颜色较浅。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低致敏全乳粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将生牛乳采用碱性蛋白酶酶解获得牛乳酶解液,对牛乳酶解液进行灭酶后,进行冷冻干燥处理即得;
所述酶解为在50~55℃水浴条件下预热10~30min后按照酶活与底物蛋白比300~600∶1的比例加入碱性蛋白酶,酶解50~90min。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述灭酶温度为90~95℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述牛乳酶解前对其进行除杂、巴氏杀菌、脱脂处理。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述除杂为将生牛乳利用80~120目的尼龙网过滤后,再利用离心净乳机进行净化。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述巴氏杀菌条件为温度72~75℃,时间10~15min。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述脱脂为采用离心机10000~12000rpm脱脂20~30min。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述灭酶后将牛乳酶解液预热至50~65℃,在15~30MPa下进行均质。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述冷冻干燥为将牛乳酶解液放入冻干机中升华干燥24~72h。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述冷冻干燥处理前将牛乳酶解液于-100~-60℃条件下进行预冻处理。
10.由权利要求1~9任意一项所述制备方法获得的低致敏全乳粉。
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