CN118141009A - 一组牛初乳蛋白及其制备方法和一种食品 - Google Patents

一组牛初乳蛋白及其制备方法和一种食品 Download PDF

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CN118141009A CN202211567079.7A CN202211567079A CN118141009A CN 118141009 A CN118141009 A CN 118141009A CN 202211567079 A CN202211567079 A CN 202211567079A CN 118141009 A CN118141009 A CN 118141009A
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高增丽
曹文慧
李洪亮
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胡鹏丽
郭燕
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Abstract

本发明涉及食品领域,尤其涉及一组牛初乳蛋白及其制备方法和一种食品。所述的牛初乳蛋白其中分子量为1‑30kDa的蛋白质的质量含量在60%以上。所述制备方法包括:将固形物含量在12‑18%的牛初乳依次经脱脂、膜过滤除菌后,进行复合酶水解使酪蛋白凝固,排出并收集乳清。本发明采用改进的制备方法从牛初乳中提取得到了纯度更高的一组低分子量的牛初乳蛋白,而且提取效率高,其能够很好地促进骨骼生长、促进钙质吸收和防止钙流失,有利于骨骼健康,可添加应用于各种食品。

Description

一组牛初乳蛋白及其制备方法和一种食品
技术领域
本发明涉及食品领域,尤其涉及一组牛初乳蛋白及其制备方法和一种食品。
背景技术
随着奶牛存栏数量不断增加,牛初乳产量也随之增加,除满足牛犊的生理需求外,每头母牛产犊后最初3天内平均剩余30kg初乳,而牛产犊后4-7天泌乳量逐渐增加,剩余初乳量也相应增加。由于牛初乳酸度高、黏度大,具有特殊的苦味和腥味,加热易变性凝固。现代牧场一般规定产犊后最初7天为初乳期,生产的初乳不能用做乳制品生产的原料乳供应,大多收集储存起来用于犊牛喂养,很多功能性蛋白在巴氏杀菌和贮存过程中受到破坏。对于一些小规模牧场而言,受空间、设备、能耗等因素的限制,初乳无法储存,造成严重的浪费现象。
牛初乳不仅含有丰富的乳营养成分,还含有多种生物活性成分,如免疫球蛋白(IgG)、乳铁蛋白(LF)、乳过氧化物酶(LP)、脯氨酸多肽(PRP)、胰岛素生长因子(IGF)、表皮生长因子(EGF)、转化生长因子(TGF)等,具有免疫调节、改善肠胃功能、促进生长发育、抑制多种病原微生物等一系列生理活性功能,被誉为“21世纪的健康食品”。随社会竞争加剧,饮食和生活改变,骨质疏松严重,骨骼健康备受关注。研究发现,牛初乳中分子量小于30kDa的蛋白质能够激活成骨细胞、促进骨骼生长,增加骨质密度、预防骨质疏松,同时可以促进骨对钙的吸收和保持。但如何高效地将分子量小于30kDa的蛋白质从牛初乳中提取出来一直困扰着业内研究人员。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一组牛初乳蛋白及其制备方法和一种食品。
本发明提供一组牛初乳蛋白,其中分子量为1-30kDa的蛋白质的质量含量在60%以上。
本发明提供的牛初乳蛋白分子量小,容易吸收,其中分子量为1-30kDa的蛋白质的质量含量高达60%以上,纯度高,能够很好地促进骨骼生长、促进钙质吸收和防止钙流失,有利于骨骼健康。
本发明还提供上述一组牛初乳蛋白的制备方法。
本发明提供的制备方法包括:将固形物含量在12-18%的牛初乳依次经脱脂、膜过滤除菌后,进行复合酶水解使酪蛋白凝固,排出并收集乳清。
从牛初乳中提取活性蛋白,第一步就是要分离乳清去除酪蛋白。现有技术分离乳清通常采用酸法沉淀酪蛋白,即用高浓度的盐酸滴定,调节体系pH值至4.6使酪蛋白沉淀,离心收集上层乳清,再加碱中和。但这样提取有明显的缺陷:如果酸的浓度过高,调酸过程中会导致局部蛋白质变性;如果酸的浓度较低,调酸过程中带入过多水分,增加后期膜过滤浓缩过程的能耗。体系pH值过低,使活性蛋白发生钝化,丧失活力。而且加碱中和的过程中,同样存在局部蛋白质受损变性的风险。
另外,牛初乳具有固形物含量高、体系粘稠、耐酸性强、热不稳定等特点,加热容易使蛋白质发生交联凝聚,形成弱凝胶。总之与常规牛乳组成差异很大,采用现有的分离技术,乳清排出率低,目标蛋白提取率低。
本发明研究发现,将牛初乳进行标准化,即稀释至固形物含量为12-18%,再经脱脂、膜过滤除菌后,进行复合酶水解使酪蛋白凝固,可以保证分离效果,提高乳清排出率。其中,相较于现有常采用的巴氏杀菌,即使是60-70℃的低温巴氏杀菌,本发明采用膜过滤除菌能有效避免热凝固和活性蛋白变质。
需要说明的是,本发明所述固形物含量为质量含量。其中,脱脂可采用本领域常见的牛乳脱脂方法,例如离心脱脂。膜过滤除菌采用的除菌膜,其孔径优选为0.2-0.45μm。
根据本发明提供的制备方法,所述固形物含量在12-18%的牛初乳由36h内的牛初乳和36-72h的牛初乳混合得到。
本发明的牛初乳稀释并不是采取加水的方式,而是分段收集36h内的牛初乳和36-72h的牛初乳,然后将它们按照合适比例混合,以保证固形物含量在12-18%。其中,36h内的牛初乳其固形物含量通常>20%,36-72h的牛初乳其固形物含量通常<16%。
需要说明的是,本发明的分段采集是基于很多奶牛综合调控,比如产犊第1天的奶牛和产犊第三天的奶牛同时挤奶,收集的初乳进行混合后直接用于提取,不需要长时间放置。这样比收集同一批奶牛的不同时段的牛奶更合理,因为牛奶放置时间过久,微生物增加,影响后续膜过滤除菌和凝乳等工序。
根据本发明提供的制备方法,所述复合酶包括微生物凝乳酶和木瓜蛋白酶,所述微生物凝乳酶的添加量为5000-10000U/L,所述木瓜蛋白酶的添加量为1000-10000U/L。
本发明采用复合酶水解使酪蛋白凝固,而非现有技术的酸沉法,使得乳清中的活性蛋白没有受到强酸刺激而破坏,也保护了副产物酪蛋白的性质。而且,本发明选用特定用量的微生物凝乳酶和木瓜蛋白酶的组合,也能实现预料不到的效果,不仅使凝乳更结实,缩短了凝乳时间,也提高了乳清排出率。微生物凝乳酶单独使用时,如果添加量少,凝乳时间长,乳清排出率低;如果添加量大,凝乳苦味重,影响副产物酪蛋白的加工利用。木瓜蛋白酶单独使用时,凝乳速度慢,凝乳结构松散,粘弹性差,乳清排出率低。两种酶复配作用,使凝乳结构稳定,便于切割,乳清排出率高,且不产生苦味。
需要说明的是,CN114277076A公开了一种复合酶定向适度水解牛初乳的方法,虽然该现有技术中也采用了复合酶水解技术,但水解的目的不同,其是将大分子的酪蛋白水解为小分子蛋白,使终产物中的15-20kDa蛋白越少越好。本发明酶水解的目的是使酪蛋白絮凝,以便通过离心的方法去除。两种处理后,终产物中15-20kDa蛋白,虽然分子量相同,但实则是不同的物质,本发明中1-30kDa蛋白,是去除酪蛋白以后乳清中的1-30kDa蛋白,这部分蛋白质有助于骨骼健康。
根据本发明提供的制备方法,所述水解的温度为25-40℃,pH为6.0-6.8,反应时间为30-60min。
水解的温度和时间也较为关键,温度过高或过低,反应时间过长或过短,都会对凝乳效果产生影响,对乳清排出率产生影响。
根据本发明提供的制备方法,所述乳清的排出率在73.3%以上。
根据本发明提供的制备方法,所述乳清经过两级膜过滤处理,第一级膜过滤采用30000Da超滤膜,收集透过液,第二级膜过滤采用1000Da超滤膜,收集截留液。
本发明将乳清经过两级膜过滤处理,第一级膜过滤为提取分离,收集乳清中分子量小于30000Da的物质,第二级膜过滤为纯化浓缩,去除小分子糖类和盐离子。本发明全过程采用物理方法分离,最大程度的保护了蛋白质的原生性质。所述截留液即为从牛初乳中提取的液态的牛初乳蛋白产品。若要获得固态产品,可进一步加工,例如采取常见的冷冻干燥。
根据本发明提供的制备方法,所述30000Da超滤膜和所述1000Da超滤膜均采用改性聚醚砜中空纤维超滤膜。
所述改性聚醚砜中空纤维超滤膜中,中空纤维是指膜的内部结构形式;改性是指膜材料性质为聚醚砜经过改性,使亲水性增强,减少膜表面与蛋白质的结合,使膜通量更稳定,且易清洗。
根据本发明提供的制备方法,所述第一级膜过滤的过滤压力为2-8bar,所述第二级膜过滤的过滤压力为2-4bar,温度均控制在10℃以下。
本发明采用的超滤膜为新型改性聚醚砜中空纤维超滤膜,与普通聚醚砜膜相比,该膜具有截留分子量小、耐压能力强、过滤速度快、易清洗且不易堵塞的优点。所述30000Da超滤膜,截留分子量为30000Da,过滤压力2-8bar,温度控制在10℃以下,全程开启冷凝水。采用浓水端循环过滤模式,为提高提取率,需酌情补液稀释浓水端。所述1000Da超滤膜,截留分子量为1000Da,过滤压力2-4bar,温度控制在10℃以下,全程开启冷凝水。采用错流过滤模式,运行能耗低,水通量高。
在本发明的一些具体实施方式中,所述制备方法包括以下步骤:
(1)收奶,净乳,原奶标准化,使原奶固形物含量在12%-18%。
(2)离心脱脂。离心条件为5000g,20-40min,取中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌。除菌膜孔径为0.2-0.45μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至25-40℃,加入复合酶搅拌混匀进行水解,保温静置凝乳。所述复合酶包括微生物凝乳酶和木瓜蛋白酶,所述微生物凝乳酶的添加量为5000-10000U/L,所述木瓜蛋白酶的添加量为1000-10000U/L。水解过程中pH为6.0-6.8,反应时间为30-60min。
(5)排乳清。将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体凝块,小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。进一步地,切成小凝块后,可缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速率低于1℃/15min。
(6)超滤分离和浓缩。乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜超滤分离,透过液再经过1000Da膜进行浓缩,去除小分子糖类和盐离子,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白样品。
本发明还提供一种包含上述一组牛初乳蛋白的食品。所述食品包括乳制品,如配方奶粉、酸奶等,也可包括市面上常见的食用品,如果冻、饼干等,还可广义理解为包括具有调理功能的功能性食品。
本发明提供了一组牛初乳蛋白及其制备方法和一种食品。本发明采用改进的制备方法从牛初乳中提取得到了纯度更高的一组低分子量的牛初乳蛋白,而且提取效率高,其能够很好地促进骨骼生长、促进钙质吸收和防止钙流失,有利于骨骼健康,可添加应用于各种食品。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中涉及的方法,若无特别说明,均可以采用本领域常规方法实现。
以下实施例中涉及的试剂和设备,若无特别说明,均可以通过市售购得。
实施例1
本实施例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)原奶标准化。分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为28%,第二段乳固形物含量为14.8%,混合比例为1:5,混合后总固形物含量为17%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心40min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.45μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至30℃,加入复合酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为2000U/L,反应温度为30℃,pH为6.0,反应时间为60min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)分离提纯。乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为2bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
实施例2
本实施例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)原奶标准化。分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为20%,第二段乳固形物含量为11%,混合比例为1:8,混合后总固形物含量为12%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心20min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.2μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至25℃,加入复合酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为5000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为3000U/L,反应温度为25℃,pH为6.8,反应时间为60min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)分离提纯。乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为2bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
实施例3
本实施例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)原奶标准化。分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为26%,第二段乳固形物含量为13%,混合比例为1:2,混合后总固形物含量为17.3%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.45μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至35℃,加入复合酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为10000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为1000U/L,反应温度为35℃,pH为6.4,反应时间为40min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)分离提纯。乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
实施例4
本实施例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)原奶标准化。分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为23%,第二段乳固形物含量为15%,混合比例为1:8,混合后总固形物含量为14%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.4μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至40℃,加入复合酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为10000U/L,反应温度为40℃,pH为6.6,反应时间为30min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)分离提纯。乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
实施例5
本实施例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)原奶标准化。分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为20%,第二段乳固形物含量为16%,混合比例为1:1,混合后总固形物含量为18%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.45μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至35℃,加入复合酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为2000U/L,反应温度为35℃,pH为6.4,反应时间为40min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)分离提纯。乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为8bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为4bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
对比例1
本对比例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为28%,第二段乳固形物含量为14.8%,混合比例为2:3,混合后总固形物含量为20%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.4μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至30℃,加入复合酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为2000U/L,反应温度为30℃,pH为6.3,反应时间为60min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
对比例2
本对比例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为26%,第二段乳固形物含量为13%,混合比例为1:2,混合后总固形物含量为17.3%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.45μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至35℃,加入微生物凝乳酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为11000U/L,反应温度为35℃,pH为6.6,反应时间为70min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
对比例3
本对比例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为26%,第二段乳固形物含量为13%,混合比例为1:2,混合后总固形物含量为17.3%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.45μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至35℃,加入木瓜蛋白酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中木瓜蛋白酶的添加量为11000U/L,反应温度为35℃,pH为6.4,反应时间为40min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
对比例4
本对比例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为23%,第二段乳固形物含量为14%,混合比例为1:8,混合后总固形物含量为15%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.4μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至20℃,加入复合凝乳酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为2000U/L,反应温度为20℃,pH为6.6,反应时间为80min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
对比例5
本对比例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为23%,第二段乳固形物含量为14%,混合比例为1:8,混合后总固形物含量为15%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.4μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至45℃,加入复合凝乳酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为2000U/L,反应温度为45℃,pH为6.6,反应时间为40min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
对比例6
本对比例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为23%,第二段乳固形物含量为14%,混合比例为1:8,混合后总固形物含量为15%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.4μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至35℃,加入复合凝乳酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为2000U/L,反应温度为35℃,pH为6.6,反应时间为20min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
对比例7
本对比例提供一组牛初乳蛋白,其制备方法如下:
(1)分时间段采集产犊72h内的初乳进行提取,产犊36h内的为第一段,产犊36h-72h内的为第二段。第一段乳固形物含量为23%,第二段乳固形物含量为14%,混合比例为1:8,混合后总固形物含量为15%。
(2)离心脱脂。初乳5000g离心30min,收集中间层脱脂乳。
(3)膜过滤除菌。脱脂乳经过膜过滤除菌装置除菌,除菌膜孔径为0.4μm,操作温度10℃。
(4)凝乳。除菌后的脱脂乳升温至35℃,加入复合凝乳酶搅拌混匀,保温静置,待乳凝固成型。其中微生物凝乳酶的添加量为8000U/L,木瓜蛋白酶的添加量为2000U/L,反应温度为35℃,pH为6.6,反应时间为90min。
(5)排乳清。凝乳成型后,将凝乳用模具切割成1×1cm的小立方体,同时缓慢升温5℃促进乳清析出,升温速度低于1℃/15min。小凝块间歇式进行旋转堆砌,使乳清排出,收集乳清。
(6)乳清经膜过滤设备,先经过30000Da膜过滤,采用浓水端循环过滤模式,过滤压力为3bar。透过液再经过1000Da膜进行浓缩,采用错流过滤模式,过滤压力为3bar,收集截留液。
(7)冷冻干燥蛋白质样品。
效果验证
对各实施例和对比例所得样品进行各项测试,结果如表1所示。其中,乳清排出率=收集乳清的质量/原奶的质量。
蛋白质含量检测方法:《GB 5009.5-2016食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》。
分子量1-30kDa的蛋白质含量检测方法:SDS-PAGE凝胶电泳法检测,具体为:
(1)制备样品溶液,5mg样品粉末溶解于1mL蒸馏水中。(2)配40μL体系:样品溶液20μL,上样缓冲液5μL,还原剂2μL,去离子水13μL。混匀后上样,上样量10μL。(3)电泳分离凝胶浓度为4-12%,电泳缓冲液为MES(x1)缓冲液。电压150V,电流90mA。考马斯亮蓝染色2h,去离子水脱色12-24h。(4)在扫描仪中扫描凝胶。在MyImageAnalysis v1.1软件中分析分子量1-30kDa的蛋白质含量。
表1
由以上结果可知,本发明实施例高效率地从牛初乳中提取得到了纯度更高(60%以上)的一组低分子量(1-30kDa)的牛初乳蛋白,蛋白质基本都保留原有性质,其能够很好地促进骨骼生长、促进钙质吸收和防止钙流失,有利于骨骼健康,可添加应用于各种食品。
对比例1与实施例1相比,固形物含量过高,凝乳不结实,乳清排出率低,提取率低。
对比例2与实施例3相比,只添加微生物凝乳酶,凝乳慢,凝乳不结实,乳清排出少,有苦味。
对比例3与实施例3相比,只添木瓜蛋白酶,凝乳慢,凝乳不结实,乳清排出少。
对比例4与实施例1和5相比,酶解温度过低,不能凝乳,乳清排出少。
对比例5与实施例1和5相比,酶解温度过高,凝乳不结实,乳清排出少。
对比例6与实施例5相比,酶解时间过短,凝乳不结实,乳清排出少。
对比例7与实施例5相比,酶解时间过长,乳清排出少,有苦味。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一组牛初乳蛋白,其特征在于,其中分子量为1-30kDa的蛋白质的质量含量在60%以上。
2.权利要求1所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,包括:将固形物含量在12-18%的牛初乳依次经脱脂、膜过滤除菌后,进行复合酶水解使酪蛋白凝固,排出并收集乳清。
3.根据权利要求2所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,所述固形物含量在12-18%的牛初乳由36h内的牛初乳和36-72h的牛初乳混合得到。
4.根据权利要求2所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,所述复合酶包括微生物凝乳酶和木瓜蛋白酶,所述微生物凝乳酶的添加量为5000-10000U/L,所述木瓜蛋白酶的添加量为1000-10000U/L。
5.根据权利要求4所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,所述水解的温度为25-40℃,pH为6.0-6.8,反应时间为30-60min。
6.根据权利要求5所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,所述乳清的排出率在73.3%以上。
7.根据权利要求2-6任一项所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,所述乳清经过两级膜过滤处理,第一级膜过滤采用30000Da超滤膜,收集透过液,第二级膜过滤采用1000Da超滤膜,收集截留液。
8.根据权利要求7所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,所述30000Da超滤膜和所述1000Da超滤膜均采用改性聚醚砜中空纤维超滤膜。
9.根据权利要求8所述的一组牛初乳蛋白的制备方法,其特征在于,所述第一级膜过滤的过滤压力为2-8bar,所述第二级膜过滤的过滤压力为2-4bar,温度均控制在10℃以下。
10.一种食品,其特征在于,包含权利要求1所述的一组牛初乳蛋白。
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