[发明专利]一种改性乳清蛋白凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于牛乳蛋白加工技术，主要涉及一种改性乳清蛋白凝胶的制备方法。

背景技术

乳清是干酪生产过程中得到的副产品。随着干酪产品在中国不断普及，副产物乳清的合理利用引起了广泛关注。由乳清浓缩精制而成的乳清蛋白属于全价蛋白质，必需氨基酸种类齐全，必需氨基酸需要量模式与 FAO/WHO相近，易于消化吸收，具有很高的营养价值，是一种营养价值很高的优质蛋白质。乳清蛋白的凝胶性有类似于果胶的效果，能够在乳品工业中替代果胶，使其在食品制造中起着重要的作用。由于乳清蛋白的凝胶性，不但减少了乳制品中外来成分的添加，又使干酪的副产物得到再利用，避免了大量乳清蛋白资源的浪费。

我国乳品工业产品的发展，离不开果胶的使用，酸奶、果奶等产品都广泛地使用果胶作为一种稳定增稠剂，果胶作为一种稳定剂，可以有效地抑制牛奶中酪蛋白的沉淀现象，使产品保持良好的稳定性。因此果胶在乳品工业用添加剂中具有着不可或缺的作用。目前果胶在国内外市场上都倍受欢迎，但其在我国的生产还比较落后，质量和数量都不理想，仍需进口，进口价格十分昂贵。所以如果能找到其它的产品替代果胶在乳品工业中的作用，那将会为乳品工业节省一大笔开支。

利用乳清蛋白的改性技术，将乳清蛋白制成具有一定的胶粘特性的产品，产品的特点和性质类似于果胶，可以替代果胶在乳品工业等食品中的应用，从而改善产品的组织状态和感官特征，并可以节省大量的果胶开支。

乳清蛋白在某一条件时，能从单一的天然状态而展开或变性，发生凝聚，最后形成凝胶，这个过程大致分为四个步骤，首先天然乳清蛋白变性（分子展开），展开的蛋白质分子表面疏水能力增强，吸附水分子的量也增大。然后展开的乳清蛋白分子经过双分子交联步骤，发生凝聚反应，内部含有水溶液的三维凝聚物生成，最终网络胶束间相互交联凝胶形成。

目前在乳清蛋白凝胶过程中，使蛋白质发生变性展开的加工很多是采用热处理的方法。加热时，乳清蛋白分子间原有作用受到破坏，分子结构被改变而发生变性凝聚，但这个过程处理时间长，耗能大。超声处理技术具有穿透力强、加热速度快、控制方便、体系受热均匀、节约能量等优点，在食品加工领域已有应用，如食品体系的乳化、杀菌、破碎、萃取功能成分、干燥、检测等。近几年来，随着各种不同型号超声设备的研制和完善，超声处理技术已渐成为食品工业中研究与开发的重点新型技术之一，超声处理时间快，耗能少，是处理蛋白常用手段。 

无机磷酸与蛋白质上特定的氧原子或氮原子结合，进而引进磷酸根基团，增加蛋白的电负性，从而改性蛋白可提高其凝胶性。磷酸价格低廉、效果较好、对食品蛋白的消化率无显著影响、安全可行且能大规模生产，是提高蛋白功能性的有效手段。

本发明在乳清蛋白溶液中加入磷酸，磷酸的引入改善蛋白功能性，提高其凝胶性，使用水浴超声仪在水浴加热环境下同时伴随超声处理乳清蛋白，超声处理加速蛋白变性形成凝胶，大大缩短成胶时间。此方法安全，耗时短，耗能少，是制备乳清蛋白凝胶的理想手段。开发一种快速简单制备乳清蛋白凝胶代替果胶的方法，使其应用于乳制品工业中，不仅可以降低成本，而且其特殊的营养功能特性也是果胶所不具备的。因此该课题研究意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种改性乳清蛋白凝胶的制备方法，达到改善乳清蛋白凝胶性并代替果胶的目的。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种改性乳清蛋白凝胶的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将乳清蛋白溶于水，配成15%蛋白溶液；（2）在乳清蛋白溶液中加入一定量的磷酸，所述的磷酸与蛋白质量比为0.01-0.05；（3）将磷酸处理过的蛋白溶液放置于90℃水浴中加热，同时调节溶液pH为8，进行超声处理，所述的超声功率为200-500W，超声时间为5-20min，超声处理结束后即形成乳清蛋白凝胶。

所述的优选磷酸与蛋白质量比为0.03。

所述的超声处理优选参数为：超声功率450W，超声时间13min。

本发明是通过磷酸提高乳清蛋白凝胶性，在水浴加热下超声处理促进凝胶形成，制备一种代替果胶的乳清蛋白凝胶的方法，此方法设计新颖合理、工艺方法简单、蛋白凝胶强度高、稳定性好等特点。

附图说明

图1 本发明方法的工艺路线；

图2 磷酸添加量对凝胶强度的影响；

图3 超声功率对凝胶强度的影响；

图4 超声时间对凝胶强度的影响；

图5 磷酸与蛋白质量比与超声时间交互对凝胶强度的响应面。

具体实施方式