專利名稱：一種乳清蛋白為基質(zhì)的脂肪替代品的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種乳清蛋白為基質(zhì)的脂肪替代品的制備方法，屬于乳制品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的脂肪替代品模擬脂肪的原理解釋為當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)和膠類物質(zhì)混合時(shí)它們能夠形成凝膠，能夠提供類似脂肪的質(zhì)構(gòu)和功能特性；微?；?Microparticulation)后的微細(xì)粒子，處于舌頭感官閾值之下，食用時(shí)產(chǎn)生類似脂肪的稠度和滑膩感。
乳清是生產(chǎn)干酪時(shí)從牛乳中分離出來的液體部分。一般每生產(chǎn)1kg干酪可得到10kg乳清。全世界每年生產(chǎn)干酪所產(chǎn)生的乳清約為9000萬噸，可見其數(shù)量是相當(dāng)大的。在90年代，由于膜分離技術(shù)和離子交換技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)乳清蛋白認(rèn)識(shí)的提高，人們逐漸認(rèn)識(shí)到乳清蛋白不僅具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且具有許多獨(dú)特的功能特性。
乳清蛋白中含有約48％的β-乳球蛋白、19％的α-乳白蛋白、8％的免疫球蛋白、5％的血清白蛋白和20％的蛋白胨等，還有少量的乳鐵蛋白和乳過氧化物酶等。乳清蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，它含有組成蛋白質(zhì)的全部20種氨基酸，與雞蛋蛋白質(zhì)相似，屬于全價(jià)蛋白質(zhì)，生物價(jià)為88。
乳清蛋白具有許多功能特性，其功能特性主要包括溶解性和分散性。乳清蛋白在沒有熱變性的條件下，在pH 2.0-7.0范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的溶解性和分散性。
乳化性。乳清蛋白能在脂肪球和水滴之間形成一層界面膜，從而防止乳狀液分層及凝聚沉淀。
凝膠作用和持水性。在適當(dāng)?shù)臒崽幚項(xiàng)l件下，乳清濃縮蛋白(WPC)溶液能形成熱變性不可逆凝膠。β-乳球蛋白和牛血清白蛋白是乳清中兩種主要凝膠蛋白。乳清蛋白開始形成凝膠的溫度和凝膠的特性取決于蛋白質(zhì)濃度、pH值，溶液中其他組分及其工藝條件。
乳清濃縮蛋白(WPC)在干燥狀態(tài)下含有25％～95％的可溶性乳清蛋白。乳清濃縮蛋白在生產(chǎn)過程中去除了大部分的乳糖和鹽分，脂肪的含量也較低，因此具有較好的乳化和凝膠特性，適合用來制作脂肪替代品。
脂肪替代品是一種具有脂肪某些令人期望的物理和感官性質(zhì)，能被人體消化和吸收，但提供人體較低能量或?qū)θ梭w不提供能量的物質(zhì)。脂肪替代品用于食品中不僅能使食品產(chǎn)生與高脂食品相似的感官性狀，而且以脂肪替代品替代部分或全部脂肪可以降低食品的熱量，從而減少人體因攝入過多高油高脂食品而引起的冠心病、高血壓等多種疾病的發(fā)病率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種乳清蛋白為基質(zhì)的脂肪替代品的制備方法，使用流變儀和質(zhì)構(gòu)儀確定脂肪替代品的原料配方，采用熱處理和微粒化處理熱凝膠，用粒徑分布儀測(cè)定凝膠顆粒的粒徑大小，掃描電鏡觀察脂肪替代品的超微結(jié)構(gòu)，微?；幚砗蟮牡鞍踪|(zhì)表面變得光滑、柔軟，可以用作脂肪替代品。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明所制備的脂肪替代品其50％的顆粒粒徑小于10μm，達(dá)到了模擬脂肪的要求。
制備方法為原料采用100g蛋白質(zhì)含量為80％的乳清濃縮蛋白，3g CaCl2，5g黃原膠，加水定容至1L，55-60℃恒溫水浴并不斷攪拌配制混合溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至7.0，熱處理，冷卻至室溫，微?；幚?，制得脂肪替代品，所述熱處理工藝條件為80℃，20min，微?；幚頃r(shí)使用高速組織搗碎機(jī)，處理?xiàng)l件為10000rpm，處理15min，微?；幚砗螽a(chǎn)品中50％的顆粒粒徑小于10μm。
分析方法1.線性粘彈區(qū)的測(cè)定在常溫下配制100g/L的WPC-80溶液。固定頻率為1Hz，采用AR 1000型流變儀進(jìn)行應(yīng)力掃描，確定其線性粘彈區(qū)。
2.凝膠性能的測(cè)定方法采用AR1000型流變儀的平行板測(cè)定體系的粘彈性和膠凝溫度。在線性粘彈區(qū)，對(duì)其施加一個(gè)小振幅正弦振蕩的應(yīng)力，固定頻率為1HZ，測(cè)定樣品的貯能模量、損耗模量和膠凝溫度。
流變測(cè)定時(shí)采用的夾具及參數(shù)設(shè)定如下夾具40mm平行板(使用油封)；平板間隙1mm；加樣量0.6ml；振蕩掃描程序升溫掃描，20℃-100℃，4℃/min；振蕩掃描參數(shù)角頻率1.0r/s；應(yīng)力1.0Pa3.WPC-80溶液形成凝膠的濃度確定在常溫下配制濃度分別為50g/L、70g/L、80g/L、100g/L的WPC-80溶液，攪拌使蛋白質(zhì)充分溶解，溶液的pH為7.0，測(cè)定其流變性質(zhì)。
4.蛋白質(zhì)含量對(duì)乳清蛋白溶液流變性質(zhì)的影響在常溫下配制200g/L的WPI-90、WPC-80、WPC-34三種不同的乳清蛋白溶液，攪拌使蛋白質(zhì)充分溶解，溶液的pH為7.0，測(cè)定其流變性質(zhì)。
5.Ca2+濃度對(duì)WPC-80溶液流變性質(zhì)的影響在常溫下配制100g/L的WPC-80溶液并攪拌，使蛋白質(zhì)充分溶解，溶液的pH為7.0。添加CaCl2，使其濃度分別為0、3g/L、6g/L、10g/L、15g/L，測(cè)定其流變性質(zhì)。
6.黃原膠含量對(duì)乳清蛋白溶液流變性質(zhì)的影響配制3份100g/L的WPC-80溶液，分別加入不同量的黃原膠使其濃度分別為5g/L，10g/L，15g/L。磁力攪拌器攪拌1h，使蛋白質(zhì)充分溶解，調(diào)整溶液的pH至7.0。然后將準(zhǔn)確稱量的CaCl2分別放入溶液中使得CaCl2的濃度為3g/L，快速攪拌，使用AR1000流變儀，在線性粘彈區(qū)內(nèi)測(cè)定貯能模量、損耗模量和膠凝溫度。
7.粒徑分布加入樣品，采用粒徑分布儀Mastersizer 2000進(jìn)行測(cè)定。
8.掃描電鏡觀察脂肪替代品的超微結(jié)構(gòu)凝膠在4℃下放置5天后用5％戊二醛固定，然后再依次進(jìn)行磷酸緩沖液漂洗，1％鋨酸固定，乙醇梯度脫水，二氧化碳臨界點(diǎn)干燥后用掃描電鏡觀察，加速電壓20KV。
工藝條件的確定1.脂肪替代品的配方選擇制備脂肪替代品的原料為WPC-80，WPC-80形成凝膠的臨界濃度為80g/L，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)WPC-80的濃度超過100g/L時(shí)，形成的凝膠較致密，不易破碎。因此，在制備脂肪替代品時(shí)選擇WPC-80的濃度為100g/L，當(dāng)pH值大于7.0時(shí)，蛋白質(zhì)溶液出現(xiàn)澀味，為了避免出現(xiàn)不良口感選擇pH值為7.0，為了得到乳清蛋白形成的凝膠，又不會(huì)產(chǎn)生不良的口味，選擇CaCl2的添加量為3g/L，黃原膠的添加量為5g/L。
2.熱處理工藝pH值為7.0時(shí)，乳清蛋白質(zhì)的變性溫度為77℃，為了得到理想的蛋白質(zhì)凝膠選擇熱處理溫度為80℃，處理時(shí)間為20min。
3.微粒化處理工藝乳清蛋白溶液中50％的顆粒粒徑小于133.2μm。熱處理后蛋白質(zhì)形成凝膠，其顆粒明顯變大，50％的顆粒粒徑小于334.9μm，此時(shí)無法模擬脂肪的感官特性，必須進(jìn)行微?；幚怼?br> 采用高速組織搗碎機(jī)10000rpm下，當(dāng)微粒化處理時(shí)間分別為5min、10min、15min時(shí)，50％的顆粒粒徑分布分別為20.62μm、16.56μm、7.8μm(見表1)。隨著微粒化處理時(shí)間的延長(zhǎng)，粒徑分布的參數(shù)呈下降趨勢(shì)。當(dāng)微?；幚頃r(shí)間為10min時(shí)，顆粒較大，不能很好地模擬脂肪的特性。而當(dāng)微?；幚頃r(shí)間達(dá)到15min時(shí)，50％的顆粒粒徑小于10μm，可以作為脂肪替代品。因此，選擇微粒化處理?xiàng)l件為剪切速率為10000轉(zhuǎn)/分鐘，處理時(shí)間為15min(見圖1)。
表1 微粒化處理對(duì)粒徑分布的影響表

4.掃描電鏡觀察超微結(jié)構(gòu)掃描電鏡觀察乳清蛋白溶液的超微結(jié)構(gòu)，可以看到體系中乳清蛋白顆粒均勻分散，顆粒較小(圖2-a)。當(dāng)熱處理后，蛋白質(zhì)顆粒受熱膨脹，顆粒變大，并且蛋白質(zhì)顆粒之間發(fā)生交聯(lián)，表明熱處理后蛋白質(zhì)形成凝膠，但是顆粒表面較粗糙，無法模擬脂肪的滑膩感，此時(shí)蛋白質(zhì)凝膠并不能作為脂肪替代品(圖2-b)。為了模擬脂肪的滑膩感必須進(jìn)行微粒化處理，微粒化處理后的蛋白質(zhì)凝膠表面變得光滑、柔軟，此時(shí)可以作為脂肪替代品(圖2-c)。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明使用流變儀和質(zhì)構(gòu)儀確定脂肪替代品的原料配方，采用熱處理和微?；幚頍崮z，粒徑分布儀測(cè)定凝膠顆粒的粒徑大小，掃描電鏡觀察脂肪替代品的超微結(jié)構(gòu)，微?；幚砗蟮牡鞍踪|(zhì)表面變得光滑、柔軟，50％的顆粒粒徑小于10μm，可以用作脂肪替代品。


圖1微?；幚韺?duì)粒徑分布的影響(剪切速率為10000轉(zhuǎn)/分鐘，處理時(shí)間為15min)。
圖2脂肪替代品制備過程中超微結(jié)構(gòu)的變化。樣品a)乳清蛋白溶液；b)熱處理后；c)微粒化處理后。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1按照說明書上述工藝路線，其原料配方為WPC-80，濃度為100g/L，pH 7.0，CaCl2的濃度為3g/L，黃原膠的濃度為5g/L。在80℃下熱處理20min后自然冷卻，然后微粒化處理10000轉(zhuǎn)/分鐘，15min?？刂茻崽幚頊囟取r(shí)間和微?；幚淼募羟兴俾?、時(shí)間。得到的脂肪替代品其50％的顆粒分布為7.8μm。
權(quán)利要求
1.一種乳清蛋白為基質(zhì)的脂肪替代品的制備方法，其特征是原料采用100g蛋白質(zhì)含量為80％的乳清濃縮蛋白，3g CaCl2，5g黃原膠，加水定容至1L，55-60℃恒溫水浴并不斷攪拌配制混合溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至7.0，熱處理，冷卻至室溫，微?；幚?，制得脂肪替代品，所述熱處理工藝條件為80℃，20分鐘，微?；幚?xiàng)l件為10000轉(zhuǎn)/分鐘，處理15分鐘，微粒化處理后產(chǎn)品中50％的顆粒粒徑小于10μm。
全文摘要
一種乳清蛋白為基質(zhì)的脂肪替代品的制備方法，屬于乳制品技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以乳清濃縮蛋白WPC－80為主要原料，按一定比例添加CaCl
文檔編號(hào)A23J3/22GK1911063SQ20061008626
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
發(fā)明者盧蓉蓉, 許時(shí)嬰, 楊瑞金, 李玉美 申請(qǐng)人:江南大學(xué)