專利名稱：一種乳清蛋白凝膠狀乳液的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蛋白質(zhì)乳液，特別是涉及蛋白質(zhì)乳液凝膠的生產(chǎn)工藝，具體是指一種 新型冷、凝膠樣乳清蛋白乳液的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
蛋白乳液或蛋白乳液凝膠是一類重要的食品體系，在食品、化工及其他相關(guān)領(lǐng)域 具有廣泛的應(yīng)用前景。譬如，牛奶或其他奶制品就是一類蛋白乳液，而相關(guān)的各種酸奶制品 可認(rèn)為是一類蛋白乳液凝膠。由于具有良好的質(zhì)構(gòu)及感官，甚至可作為一種很好的活性物 質(zhì)包埋載體，此類體系至今越來(lái)越受到工業(yè)界的關(guān)注。與蛋白乳液相比，蛋白乳液凝膠的穩(wěn) 定性更佳，因而在食品工業(yè)中的應(yīng)用潛力更好。乳清蛋白作為奶酪生產(chǎn)的一種副產(chǎn)物，其開發(fā)利用一直受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。國(guó)內(nèi) 外大量研究表明，乳清蛋白不僅具有很好的營(yíng)養(yǎng)特性及一些生物功能，如提高機(jī)體免疫力， 而且還具有優(yōu)越的加工性能，特別是膠凝性能和乳化性能。此類優(yōu)越的加工性能致使乳清 蛋白在食品工業(yè)及相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。乳清蛋白的工業(yè)商用制品主要有 兩類，一是乳清蛋白濃縮物(whey protein concentrate，簡(jiǎn)稱WPC)，另一是乳清分離蛋白 (whey proteinisolate，簡(jiǎn)稱WPI)。后者還可進(jìn)一步分離純化得到富含β -乳球蛋白的 WPI，和富含α-乳清蛋白的WPI。其中，WPC是目前最為主要也是應(yīng)用最為廣泛的乳清蛋白 制品。目前，對(duì)乳清蛋白乳液凝膠的研究則相對(duì)較少，至今所開展的研究大都局限于熱 致機(jī)理的乳液凝膠。此類乳液凝膠由于需要一個(gè)難以控制的熱處理過(guò)程，而且明顯不適作 為含有熱敏物質(zhì)的體系，因而在食品工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究一直進(jìn)展不大。針對(duì)此問題，國(guó)內(nèi) 外也探索了其他一些凝固機(jī)理，譬如采用酸(如葡萄糖-S-丙酯)、鹽(如氯化鈣)甚至酶 法(如轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶共價(jià)交聯(lián))等，此類乳液凝膠的形成通常不涉及加熱處理(除乳化之 前對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱處理之外)，因而也被稱為“冷致”(cold-set)乳液凝膠。相對(duì)而言， 此類冷致乳液凝膠在生物活性物質(zhì)的包埋方面比傳統(tǒng)熱致凝膠更具優(yōu)勢(shì)，因而在食品工業(yè) 領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣闊。盡管如此，國(guó)內(nèi)外至今在冷致蛋白乳液凝膠的研究仍進(jìn)展不大。究其根源，仍然在 于上述的諸多冷蛋白乳液致凝膠的生產(chǎn)及相關(guān)品質(zhì)仍然存在局限性。譬如，酸誘導(dǎo)乳液凝 膠的制備相對(duì)需要很長(zhǎng)的時(shí)間，這對(duì)于食品的加工是極其不利，因?yàn)楦自馐芪⑸锏奈?染，而且此類乳液凝膠還存在風(fēng)味較差(呈酸味)的缺點(diǎn)；對(duì)于鹽誘導(dǎo)乳液凝膠的場(chǎng)合，則 存在制備過(guò)程難以控制(需要激烈機(jī)械攪拌)，口感粗糙、咸等局限；至于酶交聯(lián)誘導(dǎo)乳液 凝膠，也存在生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、成本高，甚至還需要一個(gè)殺酶的過(guò)程等局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種乳清蛋白 乳液凝膠(或凝膠樣乳液)的生產(chǎn)方法。該方法不需要添加任何的凝固劑，也不需對(duì)乳液進(jìn)行加熱處理，可直接得到具有凝膠樣形態(tài)的乳清蛋白乳液。本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種乳清蛋白凝膠樣乳液的生產(chǎn)方法，包括如下步驟和工藝條件第一步、通過(guò)機(jī)械攪拌，按固液比為0. 8 1. 5 10將乳清蛋白濃縮物或乳清分 離蛋白分散于蒸餾水中，充分水化6 12小時(shí)；所述固液比中固體用量單位為千克，液體用 量單位為升；第二步、對(duì)第一步所得蛋白分散液于70 75°C下加熱處理0. 3 1小時(shí)，之后冷
卻至常溫；第三步、經(jīng)第二步加熱處理所得的乳清蛋白分散液以體積比8 4 2 6與植物 油攪拌混合，然后于轉(zhuǎn)速為10000 20000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，經(jīng)高速分散機(jī)均質(zhì)分散2-3 分鐘，得到蛋白粗乳液；所述植物油為大豆油、花生油、橄欖油或調(diào)和油；第四步、室溫條件下，對(duì)蛋白粗乳液作高壓微射流均質(zhì)處理一次，其中均質(zhì)壓力為 20 120兆帕，即可得到乳液凝膠產(chǎn)品。最終得到的乳清蛋白乳液凝膠(或凝膠樣乳液) 的形態(tài)為乳白色，類似于市場(chǎng)上攪拌型酸奶制品，如果添加一定的防腐劑，在密封條件下放 置數(shù)月外觀基本上沒發(fā)生變化，可見其穩(wěn)定性極佳。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所述第一步的固液比優(yōu)選為1 1.2 10，水化時(shí)間優(yōu) 選為8-10小時(shí)；所述固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升。所述第二步優(yōu)選為對(duì)第一步所得蛋白分散液于70°C下加熱處理0. 5 1小時(shí)或于 75°C下加熱處理0. 3 0. 5小時(shí)，之后冷卻至常溫。所述第三步的體積比優(yōu)選為4 6 6 4 ；所述第三步的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為15000轉(zhuǎn)/分鐘。所述第四步的高壓微射流均質(zhì)處理的均質(zhì)壓力優(yōu)選為30-40兆帕。壓力越低，則 能耗則越低，因而在某種程度上可降低相關(guān)生產(chǎn)成本。適用于本發(fā)明的乳清蛋白原料主要有WPC和WPI，原料本身的品質(zhì)及蛋白含量對(duì) 終產(chǎn)品的品質(zhì)影響不明顯。相對(duì)而言，在相同蛋白用量條件下采用WPI生產(chǎn)的產(chǎn)品的乳液 凝膠的強(qiáng)度略大于WPC乳液凝膠。但是，WPC的商用價(jià)格明顯低于WPI，因而本發(fā)明的原料 采用WPC更具工業(yè)及商業(yè)意義。不同植物油種類對(duì)終產(chǎn)品的影響不明顯，因而選擇哪一種 植物油視具體情況而定。通常來(lái)說(shuō)，蛋白濃度或油相體積比越高，制備得到的凝膠樣乳液的強(qiáng)度就越大。然 而，如果油相體積與蛋白分散液的比例超過(guò)8 2，經(jīng)高壓微射流處理之后，最終得到的乳 液會(huì)出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。此外，如果蛋白分散液的蛋白質(zhì)量濃度低于8%，油相體積與分散液 的比例也低于3 7，最終得到的乳液的強(qiáng)度呈弱凝膠樣形態(tài)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.本發(fā)明以一種的制備工藝，不需要任何額外的凝固劑，生產(chǎn)出口感佳、穩(wěn)定性優(yōu) 越的新型蛋白乳液凝膠(或凝膠狀乳液)。該工藝解決了現(xiàn)有蛋白乳液凝膠制備工藝存在 的不足。2.本發(fā)明涉及的生產(chǎn)工藝不僅簡(jiǎn)單、高效，生產(chǎn)成本低，而且環(huán)保、安全，因而極適 合工業(yè)化生產(chǎn)。3.本發(fā)明生產(chǎn)的乳清蛋白乳液凝膠不僅可作為一種營(yíng)養(yǎng)食品制品，而且也可作為
4諸多熱敏、脂溶的活性物質(zhì)的包埋載體，廣泛地用于功能(保健)食品的開發(fā)。通過(guò)本發(fā)明 生產(chǎn)的含活性物質(zhì)的凝膠樣乳液，可極大地提高該活性物質(zhì)的生物效價(jià)，如腸胃道吸收率。4.本發(fā)明生產(chǎn)的乳清蛋白乳液凝膠的品質(zhì)可通過(guò)蛋白質(zhì)濃度及油相比例進(jìn)行調(diào) 節(jié)，其具體配方也可很方便地根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，從而可生產(chǎn)出一系列適合不同人群 的基于此類乳液凝膠的功能(保健)食品。
具體實(shí)施例方式為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明 并不限于下述實(shí)施例。實(shí)施例一第一步常溫下通過(guò)機(jī)械攪拌，按照固液比為1 10將WPC分散于蒸餾水中，然后 充分水化6小時(shí)；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；第二步對(duì)上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加熱處理0. 5小時(shí)，之后取出、冷卻
至常溫；第三步上述經(jīng)加熱處理的蛋白分散液以體積比4 6與植物油初步攪拌混均，然 后再于轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，經(jīng)高速分散機(jī)均質(zhì)分散2分鐘，得到乳清蛋白粗乳 液；第四步室溫條件下，進(jìn)一步對(duì)上述的粗乳液作高壓微射流均質(zhì)處理一次，均質(zhì)壓 力為40兆帕，即可得到凝膠樣乳液產(chǎn)品。本實(shí)施例所用的高壓微射流均質(zhì)機(jī)為美國(guó)MFIC 公司的微射流機(jī)(microfluidizer)，型號(hào)為Ml IOEH (以下實(shí)施例同)。經(jīng)檢測(cè)，所得凝膠樣乳液產(chǎn)品在剪切速率為1秒―1的表觀粘度約為400-500 帕·秒，而在線性粘彈區(qū)域(振蕩頻率為1弧·秒―1)的彈性模量和粘性模量分別為2000 帕和500帕?？梢?，該乳液樣品為一種呈乳白色的凝膠樣品，并且表現(xiàn)出很好的粘彈性能。實(shí)施例二第一步常溫下通過(guò)機(jī)械攪拌，按照固液比0.8 10將WPI分散于蒸餾水，然后充 分水化12小時(shí)；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；第二步對(duì)上述蛋白分散液置于75°C的水浴中加熱處理1小時(shí)，之后取出、冷卻至
常溫；第三步上述經(jīng)加熱處理的蛋白分散液以體積分?jǐn)?shù)比5 5與植物油初步攪拌混 均，然后再于轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，經(jīng)高速分散機(jī)均質(zhì)分散3分鐘，得到乳清蛋 白粗乳液；第四步室溫條件下，進(jìn)一步對(duì)上述的粗乳液作高壓微射流均質(zhì)處理一次，均質(zhì)壓 力為40兆帕，即可得到凝膠樣乳液產(chǎn)品。經(jīng)檢測(cè)，所得凝膠樣乳液產(chǎn)品在剪切速率為1秒―1的表觀粘度約為300帕 秒，而 在線性粘彈區(qū)域(如振蕩頻率為1弧·秒―1)的彈性模量和粘性模量分別約為1500帕和 300 帕。實(shí)施例三第一步常溫下通過(guò)機(jī)械攪拌，按照固液比1.5 10將WPC分散于蒸餾水，然后充 分水化6小時(shí)；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；
第二步對(duì)上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加熱處理0. 3小時(shí)，之后取出、冷卻
至常溫；第三步上述經(jīng)加熱處理的蛋白分散液以體積分?jǐn)?shù)比8 2與植物油初步攪拌混 均，然后再于轉(zhuǎn)速為20000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，經(jīng)高速分散機(jī)均質(zhì)分散2分鐘，得到蛋白粗 乳液；第四步室溫條件下，進(jìn)一步對(duì)上述的粗乳液作高壓微射流均質(zhì)處理一次，均質(zhì)壓 力為20兆帕，即可得到凝膠樣乳液產(chǎn)品。經(jīng)檢測(cè)，所得凝膠樣乳液產(chǎn)品在剪切速率為1秒―1的表觀粘度僅為8帕·秒，而 在線性粘彈區(qū)域(如振蕩頻率為1弧·秒―1)的彈性模量和粘性模量分別約為300帕和70帕。實(shí)施例四第一步常溫下通過(guò)機(jī)械攪拌，按照固液比1 10將WPI分散于蒸餾水，然后充分 水化6小時(shí)；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；第二步對(duì)上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加熱處理30小時(shí)，之后取出、冷卻至
常溫；第三步上述經(jīng)加熱處理的蛋白分散液以體積分?jǐn)?shù)比7 3與植物油初步攪拌混 均，然后再于轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，經(jīng)高速分散機(jī)均質(zhì)分散2分鐘，得到乳清蛋 白粗乳液；第四步室溫條件下，進(jìn)一步對(duì)上述的粗乳液作高壓微射流均質(zhì)處理一次，均質(zhì)壓 力為40兆帕，即可得到凝膠樣乳液產(chǎn)品。經(jīng)檢測(cè)，所得凝膠樣乳液產(chǎn)品在剪切速率為1秒―1的表觀粘度約為45帕 秒，而 在線性粘彈區(qū)域(如振蕩頻率為1弧 秒―1)的彈性模量和粘性模量分別約為600帕和200帕 。
權(quán)利要求
一種乳清蛋白凝膠樣乳液的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟和工藝條件第一步、通過(guò)機(jī)械攪拌，按固液比為0.8～1.5∶10將乳清蛋白濃縮物或乳清分離蛋白分散于蒸餾水中，水化6～12小時(shí)，得蛋白分散液；所述固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；第二步、蛋白分散液于70～75℃下加熱處理0.3～1小時(shí)，之后冷卻至常溫；第三步、經(jīng)第二步加熱處理所得的乳清蛋白分散液以體積比8～4∶2～6與植物油攪拌混合，然后于轉(zhuǎn)速為10000～20000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，經(jīng)高速分散機(jī)均質(zhì)分散2-3分鐘，得到蛋白粗乳液；所述植物油為大豆油、花生油、橄欖油或調(diào)和油；第四步、室溫條件下，對(duì)蛋白粗乳液作高壓微射流均質(zhì)處理一次，其中均質(zhì)壓力為20～120兆帕，即可得到乳液凝膠產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產(chǎn)方法，其特征在于所 述第一步的固液比為1 1.2 10，水化時(shí)間為8-10小時(shí)；所述固液比中固體用量單位為 千克，液體用量單位為升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產(chǎn)方法，其特征在于所 述第二步為對(duì)第一步所得蛋白分散液于70°C下加熱處理0. 5 1小時(shí)或于75°C下加熱處 理0. 3 0. 5小時(shí)，之后冷卻至常溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產(chǎn)方法，其特征在于所 述第三步的體積比為4 6 6 4;所述第三步的轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產(chǎn)方法，其特征在于所 述第四步的高壓微射流均質(zhì)處理的均質(zhì)壓力30-40兆帕。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乳清蛋白凝膠樣乳液的生產(chǎn)方法，該方法首先按固液比為0.8～1.5∶10將乳清蛋白濃縮物或乳清分離蛋白分散于蒸餾水中，充分水化6～12小時(shí)，得到蛋白分散液；蛋白分散液于70～75℃下加熱處理0.3～1小時(shí)，然后，乳清蛋白分散液以體積比8～4∶2～6與植物油攪拌混合，再通過(guò)適當(dāng)?shù)母咚倬|(zhì)處理，得到粗蛋白乳液；最后，對(duì)粗蛋白乳液作高壓微射流均質(zhì)處理，即得到呈乳白色的凝膠樣乳樣制品。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)乳清蛋白凝膠樣乳液不僅工藝簡(jiǎn)單、成本低，而且安全、環(huán)保，生產(chǎn)得到的乳液制品可廣泛用于各種營(yíng)養(yǎng)食品、功能(保健)食品，也可用作脂溶性藥物的包埋載體。
文檔編號(hào)A23L1/29GK101878904SQ201010207989
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者劉付, 唐傳核 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)