CN115316488B - 一种提高胶束态酪蛋白消化性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高胶束态酪蛋白消化性的方法，属于乳制品加工技术领域。本发明提高胶束态酪蛋白消化性的方法，包括如下步骤：在胶束态酪蛋白溶液中加入阳离子交换树脂进行脱钙处理或加入柠檬酸根离子，之后进行中强度热处理或低pH热处理。所述离子交换脱钙处理的脱钙率可根据不同人群的需求在18％‑60％范围内调整；所述加入柠檬酸根离子的浓度为15‑41mmol/100g酪蛋白；所述中强度热处理条件为80‑95℃、5‑10min；所述低pH热处理条件为pH 6.3‑6.6、90‑95℃、5‑10min。本发明中脱钙处理与中强度热处理之间、添加柠檬酸根离子与中强度热处理之间、脱钙处理与低pH热处理之间、以及添加柠檬酸根离子与低pH热处理之间密切相关具有协同促消化的作用。

Description

一种提高胶束态酪蛋白消化性的方法

技术领域

本发明涉及一种提高胶束态酪蛋白消化性的方法，属于乳制品加工技术领域。

背景技术

乳蛋白浓缩物(MPC)和酪蛋白胶束浓缩物(MCC)是脱脂乳分别经超滤和微滤制备的功能性乳蛋白配料，主要成分为胶束态酪蛋白，即酪蛋白以天然的胶束结构存在。MPC和MCC具有高蛋白、高钙、低脂肪、低乳糖含量的特点，可用于婴幼儿配方食品、运动健身食品、老年营养补充剂等产品的研发和生产。

胶束态酪蛋白配料中的酪蛋白主要分为α_S1、α_S2、β和κ四种亚型，以天然的胶束结构形式存在。其中，α_S1-、α_S2-、β-酪蛋白主要位于胶束内部，与胶体磷酸钙相互作用形成胶束的骨架结构；κ-酪蛋白则主要位于胶束表面，通过其亲水端的静电排斥和空间位阻效应来维持胶束的稳定。另外，人乳胶束态酪蛋白中的钙含量约为13mg/g酪蛋白，而在牛乳的胶束酪蛋白中则高达31mg/g酪蛋白。

不同于乳清蛋白，胶束态酪蛋白属于慢消化蛋白。在胃液中，酸性pH使得钙离子从胶束中溶出，酸性pH还使得胶束表面κ-酪蛋白亲水端所带净负电荷减少并发生坍塌，且胃蛋白酶还使得κ-酪蛋白亲水端被水解。因此，在酸性pH和胃蛋白酶水解两者的共同作用下，胶束表面κ-酪蛋白亲水端带来的静电排斥和空间位阻效应减弱，进而在钙离子的作用下，胶束之间发生聚集，形成致密的絮凝结构，使得胃排空时间延长、酪蛋白难以被消化吸收，进而引发吐奶、便秘、食欲下降、肠炎等胃肠道健康问题。

提高胶束态酪蛋白的消化性对于其在乳制品加工中的应用，具有重要促进意义。CN113057250A披露了通过在近中性条件下对胶束态酪蛋白进行超声处理，破坏胶束之间的聚集，较有限地改善了消化性，经模拟胃液消化60min后，相比未经超声处理的胶束态酪蛋白，其游离氨基含量仅提高不到15％。

发明内容

[技术问题]

在胃液中，胶束态酪蛋白经酸性pH和胃蛋白酶水解双重作用，使得胶束表面κ-酪蛋白亲水端带来的静电排斥和空间位阻效应减弱，进而在钙离子作用下，形成致密絮凝结构，导致酪蛋白难以被消化。现有超声处理方法，对胶束态酪蛋白消化性能的改善作用十分有限。

[技术方案]

为了解决上述问题，本发明针对胶束态酪蛋白配料，采用脱钙处理或添加柠檬酸根离子，同时结合中强度或低pH热处理的加工方式，一方面通过脱除钙来减少胶束之间由于钙桥连作用导致的蛋白聚集，使其在胃阶段形成细小且结构疏松的凝块；另一方面通过中强度热处理来增加乳清蛋白的变性，通过低pH热处理来增加变性乳清蛋白与酪蛋白的结合，提高整体胶束之间的空间位阻，使其在胃阶段形成的凝块更加细小且结构更加疏松，从而进一步提高其胃消化性。此外，两种工艺的结合还对提高浓缩乳蛋白的消化性表现出协同作用，且与组合工艺的设计密切相关。

本发明提供一种提高胶束态酪蛋白消化性的方法，所述胶束态酪蛋白消化性是指胶束态酪蛋白被消化酶降解为可被吸收的小肽和氨基酸的难易程度。所述方法是下列(a)、(b)、(c)和(d)方案中的任意一种：

(a)采用脱钙处理和中强度热处理相结合的方式

取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入阳离子交换树脂于室温下进行脱钙处理，四层纱布过滤除去树脂后，将脱钙溶液在一定温度下进行热处理后快速降温至25℃，将得到的溶液再进行喷雾干燥；或，

(b)采用添加柠檬酸根离子和中强度热处理相结合的方式

取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入柠檬酸根离子，之后将蛋白溶液在一定温度下进行热处理后快速降温至25℃，将得到的溶液再进行喷雾干燥；或，

(c)采用脱钙处理和低pH热处理相结合的方式

取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入阳离子交换树脂于室温下进行脱钙处理，四层纱布过滤除去树脂后，调整pH值并在一定温度下进行热处理后快速降温至25℃，将得到的溶液再进行喷雾干燥；或，

(d)采用添加柠檬酸根离子和低pH热处理相结合的方式

取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入柠檬酸根离子，调整pH值并在一定温度下进行热处理后快速降温至25℃，将得到的溶液再进行喷雾干燥；

在本发明的一种实施方式中，方案(a)、(b)、(c)、(d)中所述胶束态酪蛋白溶液的浓度为7％-15％。

在本发明的一种实施方式中，方案(a)、(b)、(c)、(d)中所述喷雾干燥的进口温度和出口温度分别为130-140℃和70-80℃。

在本发明的一种实施方式中，方案(a)、(c)中，阳离子交换树脂的添加量为15-68g/100g酪蛋白，控制酪蛋白的脱钙率为18％-49％；或树脂添加量为15-51g/100g酪蛋白，控制酪蛋白的脱钙率为18％-40％；或树脂添加量为15-89g/100g酪蛋白，控制酪蛋白的脱钙率为18％-60％。

在本发明的一种实施方式中，方案(b)、(d)中，柠檬酸根离子由柠檬酸钾和柠檬酸钠中的一种或两种带入，控制柠檬酸根离子的终浓度为15-41mmol/100g酪蛋白。

在本发明的一种实施方式中，方案(a)、(b)中，所述“在一定温度下进行热处理”是在80-95℃保持5-10min，控制乳清蛋白变性率为40％-88％。

在本发明的一种实施方式中，方案(c)、(d)中，所述“调整pH值并在一定温度下进行热处理”是调整pH为6.3-6.6，并在90-95℃保持5-10min，控制变性乳清蛋白和酪蛋白的结合率为70-95％。优选的，调整pH所用试剂可以是1-2M盐酸溶液。

在本发明的一种实施方式中，方案(a)中，优选的，所述“在一定温度下进行热处理”是在80-95℃保持5-10min、脱钙率30％-40％；或，在85-90℃保持5-10min、脱钙率18％-49％时，实现了脱钙与中强度热处理这两种工艺的协同促消化作用。

在本发明的一种实施方式中，方案(b)中，优选的，柠檬酸根离子浓度25-34mmol/100g酪蛋白、热处理温度80-95℃；或，柠檬酸根离子浓度15-41mmol/100g酪蛋白、热处理温度85-90℃时，实现了两种工艺的协同促消化作用。

在本发明的一种实施方式中，方案(c)中，优选的，脱钙率30％-40％、调节热处理pH6.3-6.6；或，脱钙率18％-49％、热处理pH 6.4-6.5时，实现了两种工艺的协同促消化作用。

在本发明的一种实施方式中，方案(d)中，优选的，柠檬酸根离子浓度25-34mmol/100g酪蛋白、调节热处理pH 6.3-6.6；或，柠檬酸根离子浓度15-41mmol/100g酪蛋白、调节热处理pH 6.4-6.5时，实现了两种工艺的协同促消化作用。

[有益效果]

本发明将脱钙处理、柠檬酸根离子处理分别与中强度热处理、低pH热处理相结合，对胶束态酪蛋白消化性的改善作用优于单一处理手段。一方面通过脱钙处理、柠檬酸根离子处理来减少胶束之间由于钙桥连作用导致的蛋白聚集，使得在胃消化阶段形成细小且结构疏松的凝块；另一方面通过中强度热处理增加乳清蛋白的变性，或通过低pH热处理增加变性乳清蛋白与酪蛋白的结合，提高整体胶束之间的空间位阻，使得在胃阶段形成的凝块更加细小且结构更加疏松，从而进一步提高其胃消化性。本发明还通过优化两种工艺的条件使得不同工艺之间表现出协同作用，释放更多游离氨基，进一步提高胶束态酪蛋白的消化性能，工艺优化后得到的MPC经胃消化60min时游离氨基形成量可达到未处理组的2.7倍。

本发明还对各工艺的先后顺序作了优化，以使胶束态酪蛋白在胃消化阶段形成的聚集体更小且结构更疏松，从而提高了蛋白的消化性。

附图说明

图1：不同脱钙率MPC经婴儿模拟胃消化0.5min时形成聚集体的外观照片及激光共聚焦显微镜(CLSM)图像。

图2：脱钙结合热处理工艺制备易消化胶束态酪蛋白配料的工艺流程图。

具体实施方式

1.胶束态酪蛋白的制备

生鲜牛乳经碟式离心机脱脂后，采用1.4μm孔径陶瓷膜进行除菌，得到除菌脱脂乳。接着采用10kDa有机膜进行超滤分离乳蛋白，其中浓缩倍数为3倍，补充2倍体积去离子水后洗滤3次，并控制超滤和洗滤温度为45℃，最后得到的截留液为MPC截留液。

2.钙含量的测定：

钙含量的测定参照国标5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》第一法，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定。不同脱钙MPC样品复溶成浓度为12mg/mL的蛋白溶液后，于室温下100,000×g超速离心60min，得到的上清液再用10kDa的超滤离心管于2000×g下离心60min，得到超滤透过液。分别测定蛋白溶液中的总钙含量和超滤透过液中的可溶性钙含量，两者的差值即为胶束钙含量。蛋白脱钙率的计算公式如下：

3.乳清蛋白变性率的测定

热处理后的MPC复溶液首先用2mol/L盐酸溶液调节pH至4.6，接着于10,000×g条件下离心15min得到上清液，之后采用Waters e2695高效液相色谱仪分析复溶液和上清液中的乳清蛋白含量，其中使用的色谱柱为XBridge BEH C18(250mm×4.6mm)，紫外检测波长为220nm。热处理后MPC复溶液与其上清液中乳清蛋白含量的差值即为该温度下变性乳清蛋白的含量。

4.乳清蛋白与酪蛋白胶束结合率的测定

热处理后的MPC复溶液经150,000×g条件离心60min得到上清液，同样采用高效液相色谱测定复溶液和上清液中的乳清蛋白含量，其中热处理后MPC复溶液与其上清液中乳清蛋白含量的差值即为该温度下与酪蛋白结合的变性乳清蛋白含量。

5.体外胃消化

实验中采用的体外模拟婴儿胃消化方案参考Ménard等人(2018)的方法进行。在胃消化阶段，MPC复溶液与模拟胃消化液的比例为63:37(v/v)，胃蛋白酶添加量为268U/mL，采用1M盐酸溶液调节整体溶液pH至5.3，于37℃恒温条件消化60min。

实验中采用的体外模拟成人胃消化方案参考Brodkorb等人(2019)的方法进行。在胃消化阶段，样品与模拟胃消化液的比例为1:1(v/v)，胃蛋白酶添加量为2000U/mL，采用1M盐酸溶液调节pH为3，于37℃恒温条件消化60min。

实验中采用的体外模拟老年胃消化方案参考Hernández-Olivas等人(2020)的方法并进行一定修改。样品与模拟胃消化液的比例为1:1(v/v)，胃蛋白酶添加量为1500U/mL，采用1M盐酸溶液调节pH为4，于37℃恒温条件消化60min。

6.游离氨基含量的测定

上述经60min胃消化后的食糜样品采用5％三氯乙酸溶液沉淀后，于10,000×g条件离心30min，接着取150μL上清液与3mL邻苯二甲醛溶液充分混合并避光准确反应15min，于340nm条件测定吸光值。实验以L-亮氨酸为标品绘制标准曲线，结果以μmol/mg蛋白表示。

7.絮凝物结构的观测

取胃阶段消化0.5min的食糜，加入胃蛋白酶抑制剂Pepstatin A后，立即置于透明小皿中用相机进行外观的拍摄，之后采用2μg/mL异硫氰酸荧光素染色30min，采用TCSSP8CLSM进行观察，其中激发波长为488nm，发射波长为498-532nm。

对比例1单独脱钙处理对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先添加水，将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度稀释为9％(w/v)作为稀释液，接着加入Amberlite SR1L Na强酸型阳离子交换树脂进行脱钙处理，其中，树脂添加量依次为0、0.6、1.1、2.4、3.7、4.9、6.4、7.7或15.4g/100g蛋白溶液，室温下脱钙4h后采用4层纱布滤去除树脂，25℃条件保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃，得到不同矿化程度的MPC配料。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，分别进行婴儿、成人和老年体外模拟胃消化，时间为60min。

如表1所示，对比例1中MPC样品的脱钙率依次为0％、9％、18％、30％、40％、49％、60％、69％和90％。MPC在胃阶段的絮凝主要由酪蛋白造成，而脱钙处理显著改善了酪蛋白的聚集行为及其消化速率。图1为不同脱钙率MPC配料在婴儿模型胃消化0.5min时的聚集情况。未脱钙MPC在胃消化阶段形成了大聚集体，且在消化过程中未出现明显的解离。当脱钙率仅为9％时，样品中形成的聚集体大小与未脱钙组较接近，而当脱钙率达到18％-30％时，脱钙处理明显减少了酪蛋白的聚集。当脱钙率在40％-60％范围时，随脱钙率的进一步增加，其形成的聚集体有所减小且结构更加疏松。当脱钙率达到69％和90％，MPC消化液更显浑浊，形成了细小疏松的颗粒。结合表1中游离氨基的形成量可得，经婴儿模型模拟胃消化60min后，9％脱钙处理组的游离氨基含量与未脱钙MPC组较接近(P>0.05)，而当脱钙率进一步增加至18-49％时，其游离氨基含量显著高于未脱钙组，且随着脱钙率的增加，游离氨基水平显著升高(P<0.05)。而在脱钙率49-90％范围内，样品中形成的游离氨基含量无明显差别(P>0.05)。针对成人模型而言，18％的脱钙率明显提高了游离氨基水平，这可能是脱钙后凝块的减小和成人模型中高胃蛋白酶酶活的共同作用。在脱钙率为18％-40％时，各脱钙组间仍存在显著差别(P<0.05)，但之后的进一步脱钙处理无明显效果(P>0.05)。最后对于老年模型而言，18％-60％的脱钙率显著增加了蛋白的水解和游离氨基的形成(P<0.05)，但之后的进一步脱钙处理无明显效果(P>0.05)。

总结来看，脱钙处理通过减少钙桥连作用明显降低了胶束态酪蛋白在胃阶段形成凝块的大小，且凝块结构也变得更加疏松，从而增加了胃蛋白酶的作用面积，加速了MPC整体的消化，这在三个不同年龄的消化模型中均得到了验证。因此综合考虑MPC的脱钙率针对婴儿人群可设定为18-49％，成人人群可设定为18-40％，老年人群可设定为18-60％，在该范围内MPC的胃消化性得到明显改善，这将有利于加快其之后的肠消化速率和氨基酸的吸收，减轻由于未消化蛋白的积累所引起的肠道损伤，且兼顾一定水平的钙摄入。

表1对比例1中MPC复溶液的胃消化性

注：同一列中不同小写字母表示对应数据之间存在显著性差异(P<0.05)。

对比例2单独添加柠檬酸根离子对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度稀释为9％(w/v)作为稀释液，接着加入不同量的柠檬酸钠，使得稀释液中的柠檬酸根离子的添加终浓度依次为0、5.4、10.9、18.1、24.2、29.6、47.2、66.7或106.1mmol/L，充分搅拌后，于25℃条件保持60min并进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，对各处理样品进行婴儿体外模拟胃消化，时间为60min。

如表2所示，当柠檬酸根的离子浓度达到15.1mmol/100g酪蛋白时，样品经胃消化后形成的游离氨基含量显著高于未处理组，且随添加量的继续增加，其游离氨基水平进一步显著提高(P<0.05)。当添加量>41.1mmol/100g酪蛋白时，增加柠檬酸根离子浓度对其游离氨基水平影响较小(P>0.05)。添加的柠檬酸根离子能够螯合酪蛋白胶束中的钙离子，从而促使胶束结构的解离并减少酪蛋白在胃消化阶段的聚集，最终提高了MPC的胃消化性质。

总结来看，为了改善MPC样品在婴儿胃阶段的消化性，可添加15.1-41.1mmol/100g酪蛋白的柠檬酸根离子。

表2对比例2中MPC复溶液的胃消化性

注：同一列中不同小写字母表示对应数据之间存在显著性差异(P<0.05)。

对比例3热处理中温度对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度调整为9％(w/v)作为稀释液，接着采用2M盐酸溶液微调pH至6.6，充分搅拌60min。之后将其置于温度分别为75、80、85、90、95或100℃的水浴中热处理5min，得到具有不同乳清蛋白变性率的MPC样品。快速降温至25℃并保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，对各样品进行婴儿体外模拟胃消化。

如表3所示，相比于未经热处理的MPC，当热处理温度为75℃时，MPC样品中的乳清蛋白变性率低且对蛋白胃消化性的影响较小。当温度进一步升高至80℃，变性乳清蛋白比例的显著提高明显增加了MPC胃消化后的游离氨基含量(P<0.05)，这是因为变性乳清蛋白可通过二硫键与酪蛋白胶束表面的κ-酪蛋白结合，增加了酪蛋白胶束之间的空间位阻，使得MPC在胃阶段形成的凝块结构更为疏松。另一方面，热变性的乳清蛋白结构展开，更易于被胃蛋白酶作用而进一步增加游离氨基的形成。随着热处理温度的继续升高，样品中乳清蛋白变性率和游离氨基含量均显著增加(P<0.05)。在95-100℃时，不同样品的乳清蛋白变性率和游离氨基形成量较接近。因此，为改善MPC的胃消化性，采用的中强度热处理温度可选择80-95℃，以达到40％-88％范围的乳清蛋白变性率。

表3对比例3中MPC复溶液的乳清蛋白变性率及胃消化性

注：同一列中不同小写字母表示对应数据之间存在显著性差异(P<0.05)；“-”代表未经热处理。

对比例4热处理中pH对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度调整为9％(w/v)作为稀释液，接着采用2M盐酸或氢氧化钠溶液分别调节溶液pH至6.2、6.3、6.4、6.5、6.6或6.7，充分搅拌60min后，于95℃条件热处理5min，得到具有不同变性乳清蛋白结合率的MPC样品。快速降温至25℃并保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，对各样品进行婴儿体外模拟胃消化。

如表4所示，当蛋白溶液的pH从6.7下降至6.2时，样品中变性乳清蛋白与酪蛋白的结合率显著提高，同时也显著增加了游离氨基的水平。比较来看，当pH从6.7下降至6.6时，MPC样品的游离氨基含量增加显著(P<0.05)。随着pH继续下降至6.3，其消化性仍显著提高，游离氨基含量达到了0.217μmol/mg蛋白，但之后进一步降低pH对蛋白结合率及胃消化性的影响较小。

综合来看，为进一步改善MPC的胃消化性，可在热处理前将MPC溶液的pH调整为6.3-6.6，以达到70％-95％范围的变性乳清蛋白结合率。

表4对比例4中MPC复溶液的变性乳清蛋白结合率及胃消化性

注：同一列中不同小写字母表示对应数据之间存在显著性差异(P<0.05)。

实施例1脱钙处理和中强度热处理相结合对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度调整为9％(w/v)作为稀释液，然后，如图2所示，在溶液中分别加入15.3、33.3、51.4或68.1g/100g酪蛋白的阳离子交换树脂，室温下脱钙4h，滤去树脂后得到脱钙率依次为18％、30％、40％或49％的MPC脱钙样品。接着采用2M盐酸溶液将样品的pH值调至6.6，分别在80、85、90或95℃条件下加热5min并快速降温至25℃，保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，测定其婴儿体外模拟胃消化性。

如表5所示，相比于单一处理方式，采用离子交换脱钙结合中强度热处理的组合工艺明显提高了MPC经胃消化后的游离氨基含量。脱钙处理使得MPC中的酪蛋白胶束结构逐渐解离且降低絮凝结构中的钙桥连作用，而热处理温度的升高则增加了乳清蛋白的变性率，变性乳清蛋白与酪蛋白的结合促使MPC在胃阶段消化时形成更加疏松和细小的聚集体，便于胃蛋白酶的充分作用。同时对比发现，当脱钙率为30％-40％时，其与80-95℃热处理的结合实现了协同促消化作用，即这些组合工艺实现的游离氨基增量，明显高于相应单独脱钙处理组和单独热处理组增加量的总和。另外，当热处理温度为85-90℃时，其与18％-49％脱钙处理的结合同样具有协同促消化的效果。

表5实施例1中MPC复溶液经胃消化后的游离氨基含量(μmol/mg蛋白)

对比例5先中强度热处理再脱钙处理相结合对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度调整为9％(w/v)作为稀释液，采用2M盐酸将溶液的pH值调至6.6，接着于90℃条件加热5min并快速降温至25℃。接着在溶液中加入51.4g/100g酪蛋白的阳离子交换树脂，室温下脱钙4h，得到脱钙率为40％的MPC样品，25℃保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，测定其婴儿体外模型胃消化性。

如表6所示，相比于对比例1中的单独脱钙处理，以及对比例3中的单独中强度热处理，实施例1和对比例5中的结合处理工艺对MPC胃消化性的改善效果均明显优于上述两种单一加工方式。另外，实施例1中先离子交换脱钙后中强度热处理的加工工艺实现了协同促消化的效果，但对比例5中先热处理后离子交换脱钙的方式则无此优势。这可能是因为对比例5中乳清蛋白变性结合在前、胶束结构部分解离在后，在解离产生的亚结构表面κ-酪蛋白分布不均匀；而实施例1中胶束结构部分解离在前、乳清蛋白变性结合在后，在解离产生的亚结构表面κ-酪蛋白分布较均匀，更能抑制胃消化过程中亚结构之间的聚集，形成更小且更疏松的絮凝结构，从而进一步提高了蛋白的消化性。

表6实施例1、对比例1、3和5中MPC复溶液的胃消化性

实施例2添加柠檬酸根离子和中强度热处理相结合对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度调整为9％(w/v)作为稀释液，如图2所示，然后在溶液中添加柠檬酸钠，使得体系中柠檬酸根离子的添加终浓度依次为15.1、25.1、33.6或41.1mmol/100g酪蛋白。充分搅拌后，采用2M盐酸溶液将样品的pH值调至6.6，分别在80、85、90或95℃条件下加热5min并快速降温至25℃，保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，测定其婴儿模拟胃消化性。

如表7所示，添加柠檬酸根离子与中强度热处理的结合对MPC胃消化性的改善作用显著。两种加工方式的结合大大减弱了酪蛋白分子间的聚集，同时通过增加变性乳清蛋白的比例提高酪蛋白与乳清蛋白间的相互作用，从而进一步加快MPC在婴儿模模拟胃消化阶段的消化速率。分析结果来看，当柠檬酸根离子的添加浓度为25.1-33.6mmol/100g酪蛋白时，其与80-95℃热处理的结合均实现了两者的协同促消化作用，即其游离氨基增量明显高于相应单独添加柠檬酸根离子组和单独中强度热处理组增加量的总和。另外，当热处理温度为85-90℃时，其与15.1-41.1mmol/100g酪蛋白的柠檬酸根离子添加量的结合同样实现了协同促消化的效果。然而，过低或过高的热处理温度/柠檬酸根离子浓度之间的组合处理则无此优势。

表7实施例2中MPC复溶液经胃消化后的游离氨基含量(μmol/mg蛋白)

实施例3脱钙处理和低pH热处理相结合对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度调整为9％(w/v)作为稀释液，如图2所示，然后在溶液中分别加入15.3、33.3、51.4或68.1g/100g酪蛋白的阳离子交换树脂，室温下脱钙4h，滤去树脂后得到脱钙率依次为18％、30％、40％和49％的MPC脱钙样品。接着采用2M盐酸溶液将样品的pH值分别调至6.3、6.4、6.5或6.6，95℃条件下加热5min并快速降温至25℃，保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，测定其婴儿模拟胃消化性。

如表8所示，相比于单一处理方式，采用离子交换脱钙结合低pH热处理的加工工艺同样提高了MPC在婴儿模型中的胃消化性。脱钙处理促使酪蛋白胶束解离并减少钙桥连作用，而低pH条件热处理进一步提高了变性乳清蛋白和酪蛋白的结合率，提高了整体胶束结构之间的空间位阻，减少了MPC在胃中的絮凝从而显著增加了消化后游离氨基的产生。对比发现，当脱钙率为30％-40％时，其与6.3-6.6低pH热处理的结合具有协同促消化的作用。在pH 6.4-6.5的热处理条件下，其与18％-49％脱钙处理的结合同样表现出协同效果。

表8实施例3中MPC复溶液经胃消化后的游离氨基含量(μmol/mg蛋白)

实施例4添加柠檬酸根离子和低pH热处理相结合对胶束态酪蛋白消化性的影响

首先将前述制备得到的MPC截留液的蛋白浓度调整为9％(w/v)作为稀释液，如图2所示，然后在溶液中添加柠檬酸钠，使得体系中柠檬酸根离子的终浓度依次为15.1、25.1、33.6或41.1mmol/100g酪蛋白。充分搅拌后，采用2M盐酸溶液将样品的pH值分别调至6.3、6.4、6.5和6.6，之后在95℃条件下加热5min并快速降温至25℃，保持60min后进行喷雾干燥，其中进口温度和出口温度分别为135℃和75℃。之后将其复溶成浓度为1.2％(w/v)的蛋白溶液得到MPC复溶液，测定其婴儿模拟胃消化性。

如表9所示，添加柠檬酸根离子与低pH热处理的结合同样实现了MPC胃消化性的改善。通过添加柠檬酸根离子螯合钙，通过低pH热处理，在较高的乳清蛋白变性率的前提下进一步提高变性乳清蛋白与酪蛋白的结合。分析来看，当柠檬酸根离子浓度为25.1-33.6mmol/100g酪蛋白时，其与6.3-6.6低pH热处理的结合具有协同促消化的作用。在pH6.4-6.5的热处理条件下，其与添加15.1-41.1mmol/100g酪蛋白的柠檬酸根离子浓度的结合同样表现出协同效果。

表9实施例4中MPC复溶液经胃消化后的游离氨基含量(μmol/mg蛋白)

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.提高胶束态酪蛋白消化性的方法，其特征在于，是下列(a)、(b)、(c)或(d)：

(a)取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入阳离子交换树脂于室温下进行脱钙处理，脱钙率40％，过滤除去树脂后，将脱钙溶液pH值调至6.6，在85-90℃进行热处理5min后快速降温至室温，将得到的溶液再进行喷雾干燥；或，

(b)取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入柠檬酸根离子，柠檬酸根离子的终浓度为33.6mmol/100g酪蛋白，之后将蛋白溶液pH值调至6.6，在85-90℃下进行热处理5min后快速降温至室温，将得到的溶液再进行喷雾干燥；或，

(c)取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入阳离子交换树脂于室温下进行脱钙处理，脱钙率30-40％，过滤除去树脂后，调整pH至6.4-6.5并在95℃下进行热处理5min后快速降温至室温，将得到的溶液再进行喷雾干燥；或，

(d)取胶束态酪蛋白溶液，接着，加入柠檬酸根离子，柠檬酸根离子的终浓度为25.1-33.6mmol/100g，调整pH至6.4-6.5并在95℃下进行热处理5min后快速降温至室温，将得到的溶液再进行喷雾干燥；

其中，(a)、(b)、(c)、(d)中所述胶束态酪蛋白溶液的浓度为7％-15％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(a)、(c)中，阳离子交换树脂的添加量为15-68g/100g酪蛋白。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(b)、(d)中，柠檬酸根离子由柠檬酸钾和柠檬酸钠中的一种或两种带入。