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乳清蛋白的功能特性及其在乳制品生产中的应用

2021-11-29陈雨春陈婷婷赵续咏陈鑫琦黑龙江大学农业微生物技术教育部工程研究中心

食品安全导刊 2021年18期
关键词:蛋白粉酪蛋白乳清

□ 王 妍 陈雨春 王 畅 陈婷婷 吴 博 赵续咏 陈鑫琦 张 军 黑龙江大学农业微生物技术教育部工程研究中心

黑龙江大学生命科学学院 黑龙江省普通高校分子生物学重点实验室

乳蛋白质是日常膳食中蛋白质的优质来源,乳清蛋白是乳蛋白质中的最重要成分,并作为食品配料在酸奶、乳饮料、婴幼儿食品和保健食品等食品的生产中。

1 乳清蛋白概述

1.1 乳清蛋白定义

乳清蛋白是酪蛋白在其等电点(pH4.6)附近发生凝集、沉淀后,仍溶于乳清的那部分蛋白,约占乳总蛋白含量的1/5。其粒子水合能力强,分散程度高。

综上所述,健康教育在高血脂患者中有着重要的应用价值,有效的将血脂控制在正常范围内,提高患者自我管理能力。

1.2 乳清蛋白的组成

乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白等成分组成[1-2]。不同乳源含量有所差异。其中含量最高的两种蛋白是α-乳白蛋白和β-乳球蛋白。其粒子水合反应能力强,分散度高,在乳中通常呈高度分散状态。因为乳清蛋白出色的功能与营养特性,其被广泛应用于食品加工业中[3]。

(1) 基于流体力学理论及宾汉流体本构方程,建立了倾斜裂隙注浆扩散理论模型,并推导了浆液扩散区内的黏度及压力时空分布方程。理论和数值分析表明,注浆压力和浆液压力最大误差均不超过10%,表明理论计算值与数值模拟结果吻合较好,进一步论证了理论模型的有效性。

2 乳清蛋白的营养价值

乳清蛋白是全价蛋白,生物价为88。它不仅含有组成蛋白质的全部氨基酸,同时还含有在代谢调节中起重要作用的支链氨基酸,可有效调节人体蛋白质和葡萄糖平衡及脂类的代谢,在体重控制方面也起着重要作用。乳清蛋白还富含在抗氧化中起关键作用的硫氨酸,如谷胱甘肽的前体物质-半胱氨酸[4]。

1.1 成立研究小组 本课题由4名成员组成,其中1名康复专科护士作为学术指导,主要负责问卷的审核;1名护理管理者主要负责联系专家;2名研究生负责问卷的编制、发放及整理和分析专家意见等。

母乳中的乳清蛋白含量高于酪蛋白,而牛乳中酪蛋白含量高于乳清蛋白,因此,以牛奶为原材料生产奶粉时需用乳清蛋白调节奶粉中的乳清蛋白含量,使其接近人奶的营养成分。其中,乳清蛋白粉的加入可提高蛋白质含量。

3 乳清蛋白的功能特性

由于蛋白质的外层疏水性和构象重排,可快速吸附在空气-水界面中,形成一个弹性吸附薄膜,使乳清蛋白具有很好的起泡性。乳清蛋白在等电点附近时,起泡效果最好[12]。低脂乳清蛋白,可作为蛋清的替代品,在其起泡的过程中,可以延长泡沫的持续时间,并且泡沫的膨胀性较好,可延长泡沫的持续时间[13]。乳清蛋白的起泡性在蛋糕、馅料、奶昔等食物中发挥重要作用。

3.1 乳化性

乳清蛋白分子中有亲水基团和疏水基团,这种两亲的结构赋予其优异的乳化稳定性。如在均质过程中,乳清蛋白可吸附在脂肪球表面,形成稳定的蛋白-脂质界面膜,防止脂肪球聚集,达到均质的目的。又因其良好的稳定乳液性,可在沙拉酱、肉制品和甜点等食品中用作乳化剂。

3.2 起泡性

乳清蛋白富含多种生物活性物质,具有很高的功能特性[9-11]。

3.3 凝胶性

4.2.3 作为酸奶的增稠剂

4 乳清蛋白在乳制品生产中的应用

乳清蛋白因其优良的性质,在乳制品中贡献较大。以下将重点介绍乳清蛋白在乳制品中的应用。

2.3.1 理论考核。以出科考核方式(选择题与病案分析题)对学生进行综合评价,主要考察以下几个方面:对急性心肌梗死这一严重胸痛疾病的理论知识的掌握,如病理学分析、诊断及鉴别诊断、治疗;实践患者的病史采集、体格检查、疾病诊断及鉴别诊断、治疗方案。结合带教老师对学生平时表现的评定,在成绩中予以一定的比例(20%)。即总成绩=理论成绩(80%)+平时表现成绩(20%)。规定“优秀”≥85分,“良好”≥75分,“及格”≥60分,“不及格”<60分。

4.1 乳清蛋白在奶粉生产中的应用

由于具有蛋白含量高,低脂肪和低胆固醇的主要特点,乳清蛋白被称为“蛋白之王”,可有效代替鸡蛋蛋白和脂肪用于各类食品,不仅降低了生产成本,也提高了食品的营养价值[5]。此外,乳清蛋白浓缩了牛奶中大部分营养成分,能起到抗癌抗衰老,增强免疫力,增强骨质,保护心脏健康等作用,是一种常见的蛋白质补充剂[6-8]。

4.2 乳清蛋白在酸奶生产中的应用

4.2.1 在酸奶中做稳定剂

添加乳清蛋白会使固形物含量增加,使酸奶得到一个较强的缓冲体系,从而使酸奶的粘度增加。此外,添加乳清蛋白对提高酸奶的持水力有利。廖文艳等人通过使用乳清蛋白含量5%±2%的浓缩乳清蛋白,使不含稳定剂的酸奶在保质期内保持品质稳定,乳清蛋白的最适添加量为3%~4%。

蒋姗姗等人做了聚合乳清浓缩蛋白对凝固酸奶品质影响的研究。将乳清蛋白与水溶解,通过调整pH、水浴升温使其变性后成为具有一定粘度的溶液。结果表明,酸奶的粘度和硬度随乳清蛋白含量的增加而增加,持水力提高对酸奶发酵终点无明显影响,添加改性乳清蛋白的产品微观结构上空隙小、网络更为致密。王琳等通过牛奶和0.5%~6.0%的乳清蛋白粉制作希腊酸奶,结果表明,蛋白质含量在4%~8%时,希腊酸奶产品口感佳,稳定性好[17]。此外,可通过综合调整乳中乳清蛋白与酪蛋白的比例,进而得到高品质酸奶[18]。

爆破影响控制:预裂孔最大单响20Kg,主爆孔最大单响60Kg,缓冲孔最大单响46Kg。开挖梯段高度控制在10m范围。

4.2.2 改善酸奶的品质

乳清蛋白的凝胶特性由蛋白质的电荷密度和蛋白质间的亲水-疏水平衡决定的[14]。乳清蛋白中的主要凝胶蛋白是β-Lg和BSA[15]。当pH4.6~5.8时,是乳清蛋白形成凝胶的最适条件。乳清蛋白的凝胶特性可用于调整食品的质构,如硬度和弹性。Biliaderris[16]指出,添加乳清蛋白粉,对提高酸奶的凝胶质地有益。

在酸奶中添加浓缩乳清蛋白作增稠剂,会使酸奶口感更佳香醇[19]。这主要是由于变性的乳清蛋白含有较少的游离巯基,可促进发酵菌落的生长[20]。并且,乳清蛋白聚集,形成具有较大粘度的凝胶,有助于增强凝胶网络结构[21]。乳清蛋白的热变性与酸奶的凝胶性和黏度密切相关,且变性率需达到95%才能保证酸奶品质[22]。

本文基于空间径向功率合成方法,设计了一种多路功率合成器。为方便测试,根据仿真计算结果进行功率分配/合成器进行一体化样件加工,并进行了测试,测试结果显示这种径向合成结构各路幅度和相位具有良好的一致性,而且整体损耗较小。一方面,若在连接波导处直接加入微带探针及芯片,然后,外加供电网络,保护电路及散热装置,可以作为一个基本的固态功率放大模块,另外,也可单独作为合成器,将24路末级功放模块进行空间功率合成。该类型的功率合成器在未来高功率雷达、电子对抗及微波通信等应用领域将有着很好的应用前景。

4.2.4 对酸奶益生菌生长的影响

研究表明[23],超滤处理后的浓缩乳清蛋白粉可促进酸奶中益生菌的生长。SAGLAM等[24]通过比较加入WPC的酸奶和加入脱脂乳粉的酸奶,得出加入WPC后,可提高酸奶在强酸性环境中的缓冲能力,保护乳糖酶和益生菌免受胃酸的损害,提高肠道内酶的活性的结论。国外学者将热聚合分离乳清蛋白粉用到羊奶酸奶中,不仅可改善其稳定性和脱水性[25],而且有益于益生菌的生存[26]。

4.3 乳清蛋白在干酪生产中的应用

乳清蛋白的可凝结性可促进干酪的生成,缩短干酪的制作周期,提高干酪的成品率。在干酪中用乳清蛋白替代酪蛋白,可使干酪口感更加柔和,并保证干酪的风味。同时,乳清蛋白的热凝胶性越强,制作干酪后,干酪的凝胶力也越强[27]。在生产干酪时,用WPC-80替代部分酪蛋白,可使制作的干酪获得爽滑的质地与柔和的风味。

4.4 乳清蛋白在冰淇淋生产中的应用

乳清蛋白具有浓郁的奶香味,在冰淇淋中使用乳清蛋白可提高冰淇淋的奶香味,同时不会覆盖其他配料的味道。乳清蛋白有较好的乳化性和锁水性,因此在冰淇淋中加入乳清蛋白有助于保持冰淇淋形状,提高粘稠度,延长冰淇淋融化的时间,保持冰淇淋的口感。粘性是评价冰淇淋口感的一个重要指标,添加了乳清蛋白粉的冰淇淋粘性显著提升,原因可能是乳清蛋白与酪蛋白胶束中的K-酪蛋白相互作用形成可溶性蛋白复合物,从而增加了冰淇淋的粘性[28]。乳清蛋白的口感在一定程度上还可替代脂肪的口感,如浓缩乳清蛋白粉和分离乳清蛋白粉替代大约50%的脂肪,这对于生产低脂低热量冰淇淋非常有用。

5 结语

乳清蛋白具有优异的营养学和功能特性,已成为生产开发功能性食品的重要原料[29]。乳清蛋白在乳制品的应用中,除在加工技术方面的创新外,也可在质构上延伸。如将奶酪制成饮用型、布丁型产品,将添加乳清蛋白的高蛋白酸奶制成易于携带的奶片制品等。

随着蛋白质组学研究的不断深入,不同乳源的蛋白质组成不同,作用方式也不完全相同,相关研究仍有部分空白,需继续完善。同时,分析出乳清蛋白与其他乳成分的相互作用,并进行控制,以改善乳制品的功能特性,最大化的满足生产需求,不仅为乳制品的加工提供技术依据,而且对扩大乳清蛋白的综合利用有重要意义。

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