專利名稱：一種用于低脂食品生產(chǎn)的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品加工生物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于低脂食品生產(chǎn)的酶 改性乳清蛋白凝膠的制備方法。該凝膠具有優(yōu)良的流變學(xué)特性和穩(wěn)定性，可以 用于低脂餅干、低脂酸奶、低脂干酪、低脂冰淇淋、低脂肉制品等低脂食品的 生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
大量的低脂食品開發(fā)技術(shù)文獻(xiàn)都集中于對淀粉、纖維素、果膠等碳水化合 物型脂肪替代品的研究，而基于蛋白質(zhì)的脂肪替代品研究相對較少。目前研究 的主要蛋白質(zhì)有大豆蛋白、雞蛋白蛋白、乳清蛋白等?；谌榍宓鞍字咎娲?br> 品的專利和文獻(xiàn)(美國專利4828369;中國專利200580032763.3和 200610086266.8)均采用熱變性乳清蛋白再通過微粒化處理或物理擠壓的方法 制成類似油脂狀的凝膠用以代替脂肪，如商業(yè)化的Simplesse，以及在乳清蛋白 中添加鈣和黃原膠后，通過加熱再微粒化處理形成類似奶油特性的凝膠，并能 夠較好地應(yīng)用于低脂冰淇淋等產(chǎn)品的生產(chǎn)。但是采用微?；姆椒ㄐ枰^高的 剪切力，對設(shè)備的配置要求很高，且設(shè)備的消耗也很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種用于低脂食品生產(chǎn)的酶改性乳清 蛋白凝膠的制備方法。
本發(fā)明的原理乳清蛋白在酶解過程中成膠，酶解中釋放的肽通過疏水鍵 等非共價鍵結(jié)合從而形成了凝膠，水解度在18%以上，此時大部分蛋白已分解
為分子量為2000kDa左右的短肽，凝膠的粒徑值相對較小，在加熱過程中適度徑分布。
一種用于低脂食品生產(chǎn)的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方法，其操作步驟如
下
(1) 將乳清蛋白溶于水中，配制質(zhì)量濃度為4 20%的乳清蛋白溶液；
(2) 將上述配制好的乳清蛋白溶液在室溫下攪拌20 35min，轉(zhuǎn)速控制在200 450rpm;
(3) 將步驟(2)得到的乳清蛋白溶液的pH值調(diào)至3.5 9.0，在60 9(TC水 浴鍋中加熱20 45min,使蛋白變性；
(4) 將熱變性的蛋白取出冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH重新回到3.5 9.0，加入堿性 蛋白酶，加入量為乳清蛋白質(zhì)量的0.5%，攪拌均勻后，放入35 8(TC水浴鍋 中酶解，直到蛋白出現(xiàn)凝膠狀態(tài)后拿出；
(5) 將乳清蛋白凝膠放入65。C水浴鍋中滅酶5 10min，同時不斷攪拌，攪拌 速度為200 450rpm;
(6) 冷卻至室溫待用。
所述乳清蛋白為乳清濃縮蛋白或分離乳清蛋白。
本發(fā)明的有益效果所獲得的凝膠具有類似脂肪的質(zhì)構(gòu)和口感，其中硬度
0.3-0.6N、內(nèi)聚性0.3-0.4，黏附性1.2-2.0N.s，凝膠顆粒粒徑值小于30pm，且 穩(wěn)定性好，可以用于低溫、中溫和高溫食品的生產(chǎn)。本制備過程不需要較高的 設(shè)備投入，制作成本低，操作簡單易行。
具體實(shí)施例方式
標(biāo)準(zhǔn)奶油的質(zhì)構(gòu)范圍為硬度0.3-0.8N，內(nèi)聚性0.3-0.6，黏附性0.9-3.0N.s， 粒徑在20pm以下。
以下實(shí)施例均采用TMS-Pro (美國食品技術(shù)公司)質(zhì)構(gòu)儀對凝膠進(jìn)行Texture Profile Analysis (TPA)分析，測定凝膠的硬度、內(nèi)聚性和黏附性等。采用直徑為25mm的平底柱形探頭，測定程序?yàn)樘筋^下壓速度60mm/min，下壓時間10s，上升速度-60mm/min，中間停留時間為5s。比較，測定三次，取平均值。
采用粒徑分布掃描儀進(jìn)行粒徑分布測定。測定時先將樣品配成2%溶液，在200rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌1小時后測定。
通過下面三個實(shí)施例對本發(fā)明用于低脂食品生產(chǎn)的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，但這些實(shí)施例并不限制本發(fā)明。實(shí)施例1
(1) 、配制乳清蛋白溶液
取8g乳清濃縮蛋白(WPC8200，購自美國Hilmar公司)溶解于200mL蒸餾水，配制成4%蛋白溶液。
(2) 、水化
將配制好的蛋白溶液在室溫下攪拌約20min，轉(zhuǎn)速控制在250rpm。
(3) 、熱變性
將已水化好的蛋白溶液的pH值調(diào)節(jié)到3.5，在8(TC水浴鍋中加熱30min，使蛋白變性。
(4) 、酶解成膠
將熱變性的蛋白取出冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH重新回到3.5，加入0.04g堿性蛋白酶(購自美國諾維信公司)，攪拌均勻后放入35"C水浴鍋中酶解，直到蛋白出現(xiàn)凝膠狀態(tài)后拿出。
(5) 、滅酶
將乳清蛋白凝膠放入65'C水浴鍋中滅酶5min，同時伴隨攪拌過程，攪度在250rpm左右。(6)、凝膠冷卻至室溫待用。
通過此方法獲得的乳清蛋白凝膠具備類似脂肪質(zhì)構(gòu)和口感，其中硬度0.52N、內(nèi)聚性0.37、黏附性1.23N.s、粒徑為25.32pm。實(shí)施例2
(1) 、配制乳清蛋白溶液
取乳清濃縮蛋白(WPC8200，購自美國Hilmar公司)40g溶解于200mL的蒸餾水中配制成20%的蛋白溶液。
(2) 、水化
將配制好的蛋白溶液在室溫下攪拌約30min，轉(zhuǎn)速控制在300rpm。
(3) 、熱變性
將已水化好的蛋白溶液的pH值調(diào)節(jié)到9.0，在80。C水浴鍋中加熱30min，使蛋白變性。
(4) 、酶解成膠
將熱變性的蛋白取出冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH重新回到9.0，加入0.15g堿性蛋白酶(購自美國諾維信公司)，攪拌均勻后放入8(TC水浴鍋中酶解，直到蛋白出現(xiàn)凝膠狀態(tài)后拿出。
(5) 、滅酶
將乳清蛋白凝膠放入65'C水浴鍋中滅酶10min，同時伴隨攪拌過程，攪拌速度在450rpm左右。
(6) 、凝膠冷卻至室溫待用。通過此方法獲得的乳清蛋白凝膠具備類似脂肪質(zhì)構(gòu)和口感，其中硬度
0.43N、內(nèi)聚性0.42、黏附性1.67N.s、粒徑為20.12(am。實(shí)施例3
(1) 、配制乳清蛋白溶液
取乳清分離蛋白(購自美國Hilmar公司)20g溶解于200mL的蒸餾水中配制成10%的蛋白溶液。
(2) 、水化
將配制好的蛋白溶液在室溫下攪拌約30min，轉(zhuǎn)速控制在300rpm。
(3) 、熱變性
將已水化好的蛋白溶液的pH值調(diào)節(jié)到8.0，在80。C水浴鍋中加熱30min，
使蛋白變性。
(4) 、酶解成膠
將熱變性的蛋白取出冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH到7.5，加入0.1g堿性蛋白酶(購自美國諾維信公司)，攪拌均勻后放入55"C水浴鍋中酶解，直到蛋白出現(xiàn)凝膠狀態(tài)后拿出。
(5) 、滅酶
將乳清蛋白凝膠放入65X:水浴鍋中滅酶5min，同時伴隨攪拌過程，攪拌速度在250rpm左右。
(6) 、凝膠冷卻至室溫待用。此時的乳清蛋白凝膠具備類似脂肪質(zhì)構(gòu)和口感，其中硬度0.44N、內(nèi)聚性
0.41、黏附性2.08N.s、粒徑為20.71pm。
以下兩個實(shí)施例為乳清蛋白凝膠熱穩(wěn)定性及耐酸堿性實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例1乳清蛋白凝膠熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
取上述制備方法實(shí)施例1中制得的凝膠6份，每份30g，其中1份未作任何處理，作為對照，另外5份用于下述實(shí)驗(yàn)。熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)分別在8(TC、 90°C、100°C、 12(TC下處理5min;冷藏穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)為在4。C放置一個月，測定凝膠的質(zhì)構(gòu)和粒徑指標(biāo)，通過與未處理時的蛋白凝膠指標(biāo)相比，得到此凝膠的熱穩(wěn)定性結(jié)果為熱處理時溫度控制在IO(TC以內(nèi)對凝膠的質(zhì)構(gòu)和粒徑指標(biāo)影響不大，硬度變化范圍為0.46-0.52N，內(nèi)聚性為0.27-0.47，黏附性為1.38-1.98，粒徑值可以控制在30)Lim以下。12(TC處理5min凝膠的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)變化不大但粒徑指標(biāo)變化大，最大值為54.20pm，可接受度降低；4r低溫放置一個月，蛋白凝膠的硬度為0.32N，稍低于原凝膠，內(nèi)聚性為0.41，黏附性為1.26N.s，均與原凝膠沒有顯著性差異，其粒徑值為28.57pm，可以接受。因此凝膠可以在4。C左右冷藏保存。
實(shí)施例2乳清蛋白凝膠酸堿穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
取上述制備方法實(shí)施例2中制得的乳清蛋白凝膠，分成4份，每份30g，將其pH值依次調(diào)成4.5、 5.5、 7.5、 8.5，通過采用TPA全質(zhì)構(gòu)分析測定(采用直徑為25mm的平底柱形探頭，測定程序?yàn)樘筋^下壓速度60mm/min，下壓時間10s，上升速度-60mm/min，中間停留時間為5s。)凝膠的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，用粒徑儀測定粒徑指標(biāo)，乳清蛋白凝膠的pH穩(wěn)定性結(jié)果為pH為4.5時，凝膠的硬度為0.41N，內(nèi)聚性為0.42，黏附性為1.56N.s，與原中性凝膠沒有顯著性差異(pX).05)，粒徑值為29.13pm，可以接受；pH為5.5時，凝膠的硬度為0.42N，內(nèi)聚性為0.44,黏附性為1.46N.s，與原中性凝膠沒有差異(p>0.05)，粒徑值為58.84]am，可接受度有所降低；pH值為7.5時，凝膠的硬度為0.39N，內(nèi)聚性為0.47，黏附性為1.98N.s和粒徑指標(biāo)為21.12,，均與原中性凝膠沒有顯著性差異(p>0.05); pH值為8.5時，凝膠的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與原中性凝膠有顯著性差異，總體不可接受。所以，凝膠在pH降到4.5時還可以保持很好的質(zhì)地，可以應(yīng)用到低脂酸奶等食品生產(chǎn)中。下面的實(shí)施例為乳清蛋白凝膠在低脂再制干酪生產(chǎn)中的應(yīng)用。
將上述制備方法實(shí)施例1中制得的乳清蛋白凝膠以0%、 20%、 40%、 60%、80%、 100%的比例代替再制干酪中添加的黃油，用于低脂再制干酪的生產(chǎn)，并分別標(biāo)記為1、 2、 3、 4、 5、 6號。對樣品1 6號通過質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA全質(zhì)構(gòu)測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1 6號樣品的硬度和內(nèi)聚性隨著替代比的升高而降低，硬度由1號(原干酪對照組)的6.57N降低到6號的5.36N，內(nèi)聚性由1號的0.39降低到6號的0.28，黏附性呈上升趨勢，由1號的2.40增加到6號的3.90N.s，但總體而言1 6號之間除黏附性外差異不顯著，6號可以使再制干酪的脂肪含量由1號的27%降低到17%左右。
對1 6號再制干酪進(jìn)行色澤、質(zhì)地、風(fēng)味和口感等感官評價，采用十分制，品評人數(shù)為25人。通過對感官評價結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，1 6號樣品的色澤、質(zhì)地和風(fēng)味三個指標(biāo)沒有顯著性差異，在口感評分上1 4號之間差異不顯著，5號和6號口感分稍低，在口中的黏著感明顯增強(qiáng)而油滑感略減弱，但完全可以接受。
表1乳清蛋白凝膠添加量對再制干酪感官評定的影響
樣品色澤質(zhì)地風(fēng)味口感總分
19.809.759.509.359.60
29.759.609.508.859.43
39.809.559.08.559.23
49.509.258.808.358.98
59.359.08.857.58.68
69.409.09.07.08.60
因此綜合全質(zhì)構(gòu)和感官評價結(jié)果得出，本權(quán)利中制備的乳清蛋白凝膠可以
替代再制干酪中黃油添加量的60%，使再制干酪的脂肪含量降低近40% 。
權(quán)利要求
1、一種用于低脂食品生產(chǎn)的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方法，其特征在于，操作步驟如下(1)將乳清蛋白溶于水中，配制質(zhì)量濃度為4～20％的乳清蛋白溶液；(2)將上述配制好的乳清蛋白溶液在室溫下攪拌20～35min，轉(zhuǎn)速控制在200～450rpm；(3)將步驟(2)得到的乳清蛋白溶液的pH值調(diào)至3.5～9.0，在60～90℃水浴鍋中加熱20～45min，使蛋白變性；(4)將熱變性的蛋白取出冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH重新回到3.5～9.0，加入堿性蛋白酶，加入量為乳清蛋白質(zhì)量的0.5％，攪拌均勻后，放入35～80℃水浴鍋中酶解，直到蛋白出現(xiàn)凝膠狀態(tài)后拿出；(5)將乳清蛋白凝膠放入65℃水浴鍋中滅酶5～10min，同時不斷攪拌，攪拌速度為200～450rpm；(6)冷卻至室溫待用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低脂食品生產(chǎn)的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方 法，其特征在于，所述乳清蛋白為乳清濃縮蛋白或乳清分離蛋白。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于低脂食品生產(chǎn)的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方法，該方法包括如下操作配制乳清蛋白溶液、水化、熱變性、酶解、成膠和滅酶。本發(fā)明公開的方法制備出的凝膠具有類似脂肪的質(zhì)構(gòu)和口感，且穩(wěn)定性好，不需要較高的設(shè)備投入，制作成本低，操作簡單易行。
文檔編號A23J3/04GK101480215SQ20091007803
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者任發(fā)政, 毛學(xué)英, 谷俊男 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)