本發(fā)明涉及食品原料加工
技術(shù)領(lǐng)域：
。更具體地，涉及一種部分水解乳清蛋白粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
：牛乳是母乳特別重要的替代品，也是新生兒最早接觸到的過(guò)敏原之一，因而牛乳過(guò)敏在嬰幼兒中最常見(jiàn)。牛奶蛋白過(guò)敏(cmpa)的嬰兒通常會(huì)出現(xiàn)嘔吐、慢性腹瀉、吸收不良和生長(zhǎng)發(fā)育遲緩等癥狀。據(jù)調(diào)查表明，2％-3％的嬰幼兒對(duì)牛乳過(guò)敏，他們當(dāng)中大約85％的過(guò)敏患者隨著年齡的增長(zhǎng)到青年時(shí)期會(huì)產(chǎn)生免疫耐受，而另外15％的患者為終身過(guò)敏。牛乳中包含20多種蛋白，這些牛乳蛋白都具有潛在的致敏性，但目前普遍認(rèn)為β-乳球蛋白(beta—lactoglobulin，β-lg)是主要的過(guò)敏原。因此降低嬰幼兒配方粉中β-乳球蛋白含量是改善并促進(jìn)cmpa患兒的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵措施?，F(xiàn)今，為了滿足配方奶粉喂養(yǎng)嬰兒的營(yíng)養(yǎng)需求，母乳化的嬰幼兒配方粉已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，生產(chǎn)嬰幼兒配方粉時(shí)應(yīng)該盡量選擇β-乳球蛋白含量低的原料為宜，降低β-乳球蛋白含量的方法有熱處理、糖基化作用等物理法以及生物酶解技術(shù)等。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)cn102940126a公開(kāi)了一種生物復(fù)合蛋白酶解降低濃縮乳清蛋白粉中β乳球蛋白的方法，是采用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和中性蛋白酶組成的復(fù)合蛋白酶對(duì)乳清濃縮蛋白進(jìn)行酶解，然后對(duì)水解液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥即得該發(fā)明乳清蛋白水解物。該方法使用胰蛋白酶會(huì)引起劇烈水解反應(yīng)，從而使產(chǎn)物風(fēng)味受到影響。此外，該方法采用蒸發(fā)濃縮的方式來(lái)提高料液固含量，溫度一般控制在60-70℃，濃縮時(shí)間大約在1-2小時(shí)左右，受蒸發(fā)器性能影響濃縮時(shí)間甚至更長(zhǎng)。以上工藝只適合用來(lái)制備蛋白含量較低的乳清水解蛋白，例如以脫鹽乳清粉、wpc34為原料制備水解蛋白的工藝中，但是，對(duì)于蛋白質(zhì)含量為80％以上的原料，采用上述工藝則無(wú)法滿足實(shí)際需求，主要原因是蒸發(fā)濃縮是采用加熱汽化并移除蒸汽的過(guò)程來(lái)達(dá)到提高溶液中溶質(zhì)濃度的目的，而蛋白質(zhì)含量較高的原料經(jīng)過(guò)酶解工藝以后，在蒸發(fā)濃縮過(guò)程中會(huì)使水解產(chǎn)物的粘度大幅度增加，其粘度增加幅度較酶解前相同濃度的料液大很多，高粘度的料液在蒸發(fā)器內(nèi)流動(dòng)性明顯降低，這樣會(huì)導(dǎo)致料液在蒸發(fā)器 內(nèi)受熱變性成膜、阻礙溶液汽化、降低蒸發(fā)效率，其直接后果有兩種：一是為了縮短濃縮時(shí)間而降低最終的料液固含量，降低料液濃縮固含量會(huì)直接影響噴霧干燥的效果，最終影響產(chǎn)品的感官狀態(tài)；二是為了達(dá)到預(yù)定的料液固含量也舍棄大量的變性蛋白料液，這將直接導(dǎo)致最終產(chǎn)品得率的降低。另外，通過(guò)大量事實(shí)證明采用蒸發(fā)濃縮制備的產(chǎn)物感官和功能特性會(huì)受到較大的影響，且產(chǎn)品指標(biāo)較難控制。此外，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)cn101297674a公開(kāi)了一種低敏性的乳清蛋白水解物及其制備方法，該方法是首先采用高溫使蛋白質(zhì)變性，然后采用堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶組成的復(fù)合蛋白酶對(duì)濃縮乳清蛋白進(jìn)行酶解，再將水解液進(jìn)行脫鹽、干燥即得該發(fā)明乳清蛋白水解物。該方法中采用的堿性蛋白酶會(huì)引起劇烈水解反應(yīng)，一方面使終產(chǎn)品中引入了大量的鹽，所以在工藝中要增加脫鹽處理環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，能耗增加；另一方面劇烈的水解反應(yīng)也會(huì)使產(chǎn)物風(fēng)味受到影響。此外，該申請(qǐng)中僅提到β-乳球蛋白和α-乳白蛋白的抑制率，并沒(méi)有說(shuō)明該方法獲得的水解乳清蛋白粉的關(guān)鍵理化及感官指標(biāo)，無(wú)法全面的評(píng)價(jià)這種方法是否適合用于乳清蛋白水解物的制備。針對(duì)上述方法的不足，研發(fā)出一種致敏成分較低，小肽和游離氨基酸比例合理，風(fēng)味、沖調(diào)性以及外觀性狀好的部分水解乳清蛋白，將具有重要的社會(huì)價(jià)值。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種部分水解乳清蛋白粉，該部分水解乳清蛋白粉β-乳球蛋白的含量有效降低，同時(shí)苦味和游離氨基酸含量明顯低于市售同類(lèi)產(chǎn)品。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種部分水解乳清蛋白粉的制備方法。本發(fā)明還要求保護(hù)上述部分水解乳清蛋白粉在制備食品尤其是制備嬰幼兒奶粉中的應(yīng)用。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種部分水解乳清蛋白粉，該蛋白粉中含有至少65％的分子量分布在2000da以下的組分，游離氨基酸組分所占的比例低于5％，β-乳球蛋白水解率達(dá)到60％以上，水解度采用opa法測(cè)定結(jié)果為8％-10％，與市售同類(lèi)產(chǎn)品相比該水解產(chǎn)物苦味更低，沖調(diào)性和外觀狀態(tài)較好，其通過(guò)以下方法制備：(1)將濃縮乳清蛋白配制成乳清蛋白水溶液，并進(jìn)行熱處理使蛋白變性，然后將該水溶液冷卻至適合于酶水解的溫度；(2)向冷卻后的乳清蛋白水溶液中加入復(fù)合蛋白酶，在50℃-55℃條件下水解2-4小時(shí)，然后調(diào)節(jié)溶液ph值至6.7-6.9，熱滅活蛋白酶終止水解反應(yīng)，其中，所述復(fù)合蛋白酶是由中性蛋白酶f和中性蛋白酶g，或由中性蛋白酶f和中性蛋白酶p，按照質(zhì)量比為3-8:1的比例混合而成，復(fù)合蛋白酶與所述水溶液中乳清蛋白的質(zhì)量比為0.4-0.9:100；該方法首次采用復(fù)合中性蛋白酶對(duì)濃縮乳清蛋白水解，在適度水解條件下最大限度的降低了濃縮乳清蛋白中β-乳球蛋白的含量。而在以往的發(fā)明專(zhuān)利中，為了獲取β-乳球蛋白含量較低的產(chǎn)品，會(huì)通過(guò)增加蛋白酶的投入量或延長(zhǎng)水解時(shí)間來(lái)提高β-乳球蛋白的水解率，這樣就會(huì)使最終產(chǎn)品的苦味增大、工藝時(shí)間延長(zhǎng)、能耗增加。本發(fā)明中所指的部分水解是指將底物水解度控制在8％-10％(opa法測(cè)定)，大量研究證明，嬰兒的腸道中有一定的蛋白酶，如，胃中有胃蛋白酶，小腸中有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等，雖然比成人的水平要低，但是已經(jīng)具備一定的蛋白質(zhì)消化能力，所以深度或完全水解乳清蛋白粉對(duì)于普通嬰兒是沒(méi)有必要的。部分水解乳清蛋白粉是在乳清蛋白粉的基礎(chǔ)上通過(guò)生物酶解技術(shù)將部分大分子的蛋白水解成小分子量的肽段和游離氨基酸，這樣就避免了因食入完整蛋白對(duì)嬰幼兒胃腸道產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)，同時(shí)由于小分子量肽段的增加而提高了蛋白質(zhì)的消化吸收率。另外，部分水解乳清蛋白粉由于水解程度并不劇烈，也使產(chǎn)物的口感和風(fēng)味得到很大改善。(3)對(duì)終止水解反應(yīng)的溶液進(jìn)行納濾濃縮，進(jìn)料流量1-3t/h，進(jìn)料壓力6-12bar，膜通量50-400l/h，濃縮后固形物含量在20％-35％；該方法解決了高蛋白水解產(chǎn)物的濃縮問(wèn)題，大大降低了水解蛋白在加工過(guò)程中的受熱程度，避免了因長(zhǎng)時(shí)間高溫對(duì)水解蛋白功能成分及感官性狀的影響。另外，由于采用納濾濃縮技術(shù)，也使水解產(chǎn)物中游離氨基酸含量得到了一定程度的控制，研究表明：腸道中過(guò)多的游離氨基酸，會(huì)導(dǎo)致滲透壓失去平衡，影響水分的變化，而導(dǎo)致腸道的不舒適感。需要特別強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明中限制游離氨基酸釋放的手段不僅限于采用了納濾濃縮技術(shù)，而是步驟(2)的生物酶解技術(shù)與步驟(3)的納濾技術(shù)相結(jié)合的作用效果。(4)對(duì)濃縮料液進(jìn)行干燥，即得。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案中，步驟(1)中，將濃縮乳清蛋白配制成質(zhì)量濃度為5％-10％的乳清蛋白水溶液。熱處理使蛋白變性的方法是將乳清蛋白水溶液在55℃-85℃條件下保溫5-10min。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案中，步驟(2)中，熱滅活蛋白酶的溫度為80℃-95℃，時(shí)間5-10min。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案中，步驟(3)中，所述納濾濃縮是在室溫條件下進(jìn)行。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案中，步驟(4)中的干燥方法優(yōu)選為噴霧干燥。具體地，料液進(jìn)料時(shí)的溫度為20℃-25℃，熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度為135℃-175℃，出風(fēng)溫度為70℃-85℃，霧化壓力3-5bar。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案中，中性蛋白酶f的酶活力為390000-430000hu/g，中性蛋白酶g的酶活力為276000pc/g，中性蛋白酶p的酶活力為95000pc/g。本發(fā)明的有益效果如下：①采用復(fù)合中性蛋白酶進(jìn)行酶解，而且是內(nèi)肽酶與外肽酶相結(jié)合，使水解條件更加溫和，在適度水解條件下可使乳清蛋白中60％以上的β-乳球蛋白被水解，降低了嬰幼兒因食用水解蛋白產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)的幾率；同時(shí)降低了水解產(chǎn)物的苦味；②采用納濾技術(shù)進(jìn)行濃縮處理，降低了水解產(chǎn)物中一價(jià)鈉離子濃度和游離氨基酸的含量；③避免了蒸發(fā)濃縮處理對(duì)水解產(chǎn)物功能成分的破壞，避免了因蒸發(fā)濃縮而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。通過(guò)該工藝制得的部分水解乳清蛋白苦味較低；④通過(guò)該工藝制備的部分水解乳清蛋白分子量分布在2000da以下的組分至少達(dá)到65％以上，更有利于嬰幼兒消化吸收。附圖說(shuō)明圖1標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)與水解樣品的電泳圖譜。圖2實(shí)施例1制備的部分水解乳清蛋白粉的高效液相色譜圖。具體實(shí)施方式為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1部分水解乳清蛋白粉，通過(guò)下述制備方法獲得：將濃縮乳清蛋白配制成質(zhì)量濃度為5％的乳清蛋白水溶液，并將該溶液在60℃條件下保溫10min，使蛋白變性，然后冷卻至55℃；向冷卻后的乳清蛋白水溶液中加入復(fù)合蛋白酶，該復(fù)合蛋白酶(中性蛋白酶f(validasefpconcentrate)和中性蛋白酶g(proteasegbw)的比例為5:1)與底物乳清蛋白的質(zhì)量比為0.4:100，在55℃條件下邊攪拌邊水解4小時(shí)，然后用1mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)溶液ph值至6.75-6.85，將上述溶液在80℃條件下加熱10min使蛋白酶失活，然后迅速降溫至室溫；在室溫條件下進(jìn)行納濾濃縮，進(jìn)料流量1-3t/h，進(jìn)料壓力6-12bar，膜通量50-400l/h，濃縮后固形物含量在25％-35％；最后對(duì)濃縮料液進(jìn)行噴霧干燥，料液進(jìn)料時(shí)的溫度為20℃-25℃，熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度為135℃-185℃，出風(fēng)溫度為70℃-85℃。檢測(cè)方法：采用高效液相色譜法對(duì)上述實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物進(jìn)行分子量分布的測(cè)定(gb/t22729-2008)，具體測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1和表2如下：表1名稱(chēng)保留時(shí)間mnmwmp面積％面積1峰1111.539140471462212962291041113.652峰612.05369487259998312705585.963峰714.40037263803303512745635.984峰815.20624172450201613641756.405峰916.568135614141010296409213.916峰217.807696726539402332718.887寬分布19.178272290269700718032.888峰1019.9801471511795000852.35表2本發(fā)明方法制備的部分水解乳清蛋白粉含有至少65％的分子量分布在2000da以下的組分，游離氨基酸組分的比例低于5％。本發(fā)明方法制備的部分水解乳清蛋白粉的水解度為8％-10％(opa法測(cè)定)。實(shí)施例2部分水解乳清蛋白粉，通過(guò)下述制備方法獲得：與實(shí)施例1不同之處在于：將濃縮乳清蛋白配制成質(zhì)量濃度為10％的乳清蛋白水溶液，并將該溶液在85℃條件下保溫處理5min，使蛋白變性，然后冷卻至50℃；復(fù)合蛋白酶(中性蛋白酶f和中性蛋白酶g的比例為5:1)與底物乳清蛋白的質(zhì)量比為0.6:100，在50℃條件下水解2小時(shí)；在85℃條件下加熱8min使蛋白酶失活。此外，在本實(shí)施例中，對(duì)制備的部分水解乳清蛋白粉的β-乳球蛋白水解率進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)方法：采用sds-葡聚糖凝膠電泳法檢測(cè)水解產(chǎn)物中β-乳球蛋白的水解情況，具體檢測(cè)結(jié)果參見(jiàn)圖1中⑤、⑥條帶。β-乳球蛋白水解率為73％。實(shí)施例3部分水解乳清蛋白粉，通過(guò)下述制備方法獲得：與實(shí)施例1不同之處在于：將濃縮乳清蛋白配制成質(zhì)量濃度為8％的乳清蛋白水溶液，并將該溶液在80℃條件下保溫處理8min，使蛋白變性，然后冷卻至55℃；復(fù)合蛋白酶(中性蛋白酶f(validasefpconcentrate)和中性蛋白酶p(ppu95000)的比例為6:1)與底物乳清蛋白的質(zhì)量比為0.7:100，在55℃條件下水解3小時(shí)；在90℃條件下加熱5min使蛋白酶失活。此外，在本實(shí)施例中，對(duì)制備的部分水解乳清蛋白粉的苦味和感官性狀進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)方法：苦味評(píng)價(jià)，將咖啡因配制成濃度分別為0、0.025％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％，其對(duì)應(yīng)的評(píng)分值和苦味程度分別為1-無(wú)苦味、2-略有苦味、3-苦味較弱、4-苦味一般、5-苦味較重、6-苦味極重，根據(jù)此評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，品評(píng)者品嘗蛋白質(zhì)水解液的苦味并與標(biāo)準(zhǔn)比較進(jìn)行評(píng)分，用最后得出平均值來(lái)表示苦味程度。本發(fā)明方法制備的部分水解乳清蛋白粉具有較低的苦味和較好的感官性狀。對(duì)比試驗(yàn)例1采用sds-葡聚糖凝膠電泳法檢測(cè)水解產(chǎn)物中β-乳球蛋白的水解情況(見(jiàn)圖1)，β-乳球蛋白的分子量在18kda左右,通過(guò)檢測(cè)水解前后乳清蛋白中18kda組分的比例可以大致估算出β-乳球蛋白的水解率，①②為采用堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶組成的復(fù)合蛋白酶水解前后樣品的電泳條帶，③④為胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和中性蛋白酶組成的復(fù)合蛋白酶水解前后樣品的電泳條帶，⑤⑥為采用復(fù)合中性蛋白酶制備水解產(chǎn)物的電泳條帶，其中②④⑥ 為水解前樣品電泳條帶，①③⑤為水解后樣品的電泳條帶，通過(guò)計(jì)算得出①的β-乳球蛋白水解率為65％，③的β-乳球蛋白水解率為60％，⑤的β-乳球蛋白水解率為73％，由以上結(jié)果可以看出采用復(fù)合中性蛋白酶進(jìn)行水解時(shí)β-乳球蛋白的水解率最高。對(duì)比試驗(yàn)例2本發(fā)明實(shí)施例2所制備的水解蛋白粉與常規(guī)市售的水解蛋白粉在關(guān)鍵理化指標(biāo)方面的差異，具體見(jiàn)下表3：表3對(duì)比試驗(yàn)例3采用動(dòng)物消化實(shí)驗(yàn)對(duì)上述水解產(chǎn)物的消化吸收性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，具體試驗(yàn)方法如下：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：昆明種小白鼠，體重18-22g，雌雄各半。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：選擇平均體重(20±0.05)g的昆明種小鼠72只，分成3組，每組24只，其中雌雄各半。3組小鼠分別為：i組飼喂wpc80粉，ii組飼喂水解乳清蛋白粉(市售)，iii組飼喂實(shí)施例1的水解乳清蛋白粉。樣品采集：實(shí)驗(yàn)小鼠禁食不禁水12h，期間自由飲水。隨后定量灌入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的乳粉，每只0.5ml，此后在時(shí)間點(diǎn)0.5，1，2，4h時(shí)分別屠宰每組中的6只，迅速剖開(kāi)腹腔，取出胃、十二指腸，置于冰盒中保存。測(cè)定指標(biāo)：(1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的tca可溶性氨基氮的測(cè)定用生理鹽水沖洗消化道，收集腸液，進(jìn)行真空冷凍干燥(-50℃，48h)。稱(chēng)取0.02g的凍干樣品溶解于蒸餾水中，低溫高速離心(12000r/min，10min)。取上清液，按體積比1：1加入tca(濃度為0.6mol/l)，再次低溫離心(5000r/min，15min)除去雜蛋白，收集二次上清液，在280nm下測(cè)定其吸光值。測(cè)定指標(biāo)：(2)小鼠消化液中游離氨基酸的測(cè)定小鼠腸液1.0ml.加入0.2g/ml的5-磺基水楊酸1.0ml，搖勻，再加8.0ml蒸餾水，4000r/min離心15min，取上清液，用0.22m微孔濾膜過(guò)濾，濾液用于氨基酸含量的測(cè)定。將處理好的樣品直接上樣于氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4和表5：表4小鼠腸液吸光度值檢測(cè)結(jié)果表5消化1小時(shí)小鼠腸道氨基酸總量檢測(cè)結(jié)果樣品氨基酸總量g/100gwpc80粉0.23市售部分水解乳清蛋白粉0.36本發(fā)明實(shí)施例1水解乳清蛋白粉0.38顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。當(dāng)前第1頁(yè)12