本發(fā)明涉及乳清蛋白聚集體，具體地講涉及一種用于形成乳清蛋白聚集體的方法。本發(fā)明還涉及包含可通過所述方法獲得的乳清蛋白聚集體的組合物，以及這些組合物作為發(fā)泡劑或乳化劑的用途。
背景技術(shù)：
：乳清蛋白是含有人體所需的所有必需氨基酸(“構(gòu)件(buildingblock)”)的完全蛋白質(zhì)，并且是支鏈氨基酸如亮氨酸的最佳來源之一，已證實其能刺激肌肉合成。乳清蛋白還易于消化，并且已將其與飽足感提高相關(guān)聯(lián)。出于這些原因，乳清蛋白被認(rèn)為是良好的蛋白質(zhì)來源，可將其包含在可食用產(chǎn)品如高蛋白運動飲料和膳食替代飲料中。這種產(chǎn)品通常由運動員、老年人或術(shù)后患者食用。乳清蛋白的一個缺點是其熱敏感性。在高溫下，例如在熱滅菌中遇到的高溫下，乳清蛋白發(fā)生變性并可形成不可溶的蛋白質(zhì)聚集體和凝膠。當(dāng)乳清蛋白以高濃度(超過3重量％)存在并在中性或弱酸性pH環(huán)境中存在時，尤其發(fā)生這種變性。在液體產(chǎn)品中，這導(dǎo)致濁度過大、粘度增加、相分離和/或沉淀。這種性質(zhì)會限制可被摻入在可食用產(chǎn)品中的乳清蛋白的量，尤其是需要進(jìn)行滅菌的那些產(chǎn)品，例如老年人或病人使用的產(chǎn)品。因此，往往需要限制乳清蛋白在可食用產(chǎn)品中的濃度或使該濃度減至最低，尤其在飲料中，以確保它們的品質(zhì)。這可導(dǎo)致消費者需要大量食用以滿足每日蛋白質(zhì)需求。為了避免或減輕上述問題，有時采用另外的較為溫和的滅菌技術(shù)來加熱消費產(chǎn)品中的敏感成分如乳清蛋白，例如高水靜壓加工、輻射和脈沖電場。但是，這些技術(shù)的一個嚴(yán)重缺點是它們的成本通常比熱滅菌高。它們還可能不能充分保證微生物安全性。由于上述問題，已開發(fā)了非沉淀的乳清蛋白聚集體。這些乳清蛋白聚集體在液體中在高濃度下表現(xiàn)出膠體穩(wěn)定性，并且是熱穩(wěn)定的，即當(dāng)進(jìn)行熱處理如巴氏滅菌時不會沉淀。因此，這些聚集體可被添加到可食用產(chǎn)品中，卻沒有在熱處理例如巴氏滅菌時會影響所述可食用產(chǎn)品的品質(zhì)的風(fēng)險。EP1839492描述了一種用于生產(chǎn)乳清蛋白膠束的方法，該方法涉及通過添加鹽酸使乳清蛋白分離物分散液的pH降低到最佳膠束化pH，然后加熱以形成熱穩(wěn)定且不會自發(fā)沉淀的蛋白質(zhì)聚集體。但是，濃酸在工業(yè)規(guī)模上的使用具有安全上和環(huán)境上的缺點。而且，以這種方式形成的乳清蛋白聚集體需要單獨的加工步驟來使其無菌。因此，仍需要一種能避免或減輕一種或多種上述缺點的形成乳清蛋白聚集體的方法。本發(fā)明的一個目的是提高現(xiàn)有技術(shù)水平并提供克服至少一些上述不便的解決方案，或至少提供有用的替代方案。不能將本說明書中對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中的任何參考視為承認(rèn)此類現(xiàn)有技術(shù)為眾所周知的技術(shù)或構(gòu)成本領(lǐng)域普遍常識的一部分。本說明書中使用的詞語“包括”、“包含”和類似的詞語，都不應(yīng)被理解為具有排他性或窮舉性的含義。換句話講，這些詞語用來指“包括但不限于”的意思。本發(fā)明的目的可通過獨立權(quán)利要求的主題實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求進(jìn)一步拓展本發(fā)明的構(gòu)想。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明人出乎意料地發(fā)現(xiàn)，可通過加熱天然乳清蛋白溶液以使乳清蛋白變性，然后將二氧化碳在壓力下溶解在該溶液中，來形成乳清蛋白聚集體。以這種方式形成乳清蛋白聚集體，使得能通過改變條件如壓力、時間和乳清蛋白濃度，來產(chǎn)生多種多樣的聚集體尺寸和尺寸分布。取決于通過選定的加工條件產(chǎn)生的尺寸和分布，所得的聚集體可具有不同的功能性(溶解度、乳化)。DuoxiaXu等人[DuoxiaXuetal.,InnovativeFoodScienceandEmergingTechnologies,12,32-37(2011)(DuoxiaXu等人，《創(chuàng)新食品科學(xué)與新興技術(shù)》，第12卷，第32-37頁，2011年)]發(fā)現(xiàn)，天然乳清蛋白的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象可通過超臨界二氧化碳處理而改變，但他們沒有研究對已被熱變性的乳清蛋白施加超臨界二氧化碳處理。因此，DuoxiaXu等人沒有形成具有本文所述的聚集體的相同尺寸、尺寸分布或功能性的乳清蛋白聚集體。本發(fā)明在第一方面提供一種用于形成乳清蛋白聚集體的方法，該方法包括將具有任選的另外組分的天然乳清蛋白溶液在80℃以上的溫度下加熱；將二氧化碳在大于7.39MPa絕對壓力的壓力下溶解于該乳清蛋白溶液中；并且釋放壓力至0.2MPa絕對壓力以下的水平。在第二方面，本發(fā)明涉及一種包含可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體的組合物。在又一個方面，本發(fā)明涉及該包含乳清蛋白聚集體的組合物作為發(fā)泡劑或乳化劑的用途。附圖說明圖1顯示一種用于形成粉末狀乳清蛋白聚集體的方法的示意圖。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明方法生產(chǎn)的乳清蛋白聚集體分散液的SEM顯微照片。圖3顯示實施例6的比較樣品的SEM顯微照片：pH＝5.2，無CO2，其他條件與VCT011312相同。圖4顯示用Mastersizer2000測量的試驗VCT011312的顆粒尺寸分布(按體積計)。圖5顯示用Mastersizer2000測量的實施例6的比較樣品的顆粒尺寸分布(按體積計)：pH＝5.2，無CO2，其他條件與VCT011312相同。圖6顯示對于樣品VCT021312和VCT011312，空氣與乳清蛋白聚集體溶液(濃度0.004％)之間的界面張力(mN/m)隨時間的關(guān)系。參考樣品為0.001％乙醇溶液。圖7顯示對于樣品VCT021312和VCT011312，空氣與乳清蛋白聚集體溶液(濃度0.04％)之間的界面張力(mN/m)隨時間的關(guān)系。參考樣品為0.01％乙醇溶液。圖8顯示對于樣品VCT021312和VCT011312，油與乳清蛋白聚集體溶液(濃度0.004％)之間的界面張力(mN/m)隨時間的關(guān)系。參考樣品是水/油。圖9顯示對于樣品VCT021312和VCT011312，油與乳清蛋白聚集體溶液(濃度0.04％)之間的界面張力(mN/m)隨時間的關(guān)系。參考樣品是水/油。具體實施方式本發(fā)明部分地涉及一種用于形成乳清蛋白聚集體的方法，該方法包括將具有任選的另外組分的天然乳清蛋白水溶液在80℃以上的溫度下加熱；將二氧化碳在大于7.39MPa絕對壓力的壓力下溶解于該乳清蛋白溶液中，例如介于7.39MPa至70MPa絕對壓力之間，又例如介于30MPa至70MPa絕對壓力之間；并且釋放壓力至0.2MPa絕對壓力以下的水平。本發(fā)明的方法可作為連續(xù)方法操作。乳清蛋白聚集體是變性的乳清蛋白，它們已發(fā)生相互作用而形成更大的結(jié)構(gòu)。通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體在尺寸上可受到限制，例如該乳清蛋白聚集體可具有小于5.0μm、例如小于4.0μm、例如小于2.0μm的z均流體力學(xué)直徑。乳清蛋白聚集體越小，在懸浮液中越穩(wěn)定。z均流體力學(xué)直徑可例如使用MalvernNanosizerZS測量。乳清蛋白聚集體的尺寸分布可為使得它們的中值尺寸小的尺寸分布。通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體可具有小于1.5μm、例如小于1.0μm的D[v,50]。D[v,50]為將聚集體群體精確地分成兩等半的體積百分比顆粒尺寸，根據(jù)ISO9276-2:2001計算。D[v,50]可例如使用MalvernMastersizer2000測量。將天然乳清蛋白加熱到引起該蛋白質(zhì)變性的溫度，這可例如為80℃以上，例如介于80℃至100℃之間，又例如介于82℃至90℃之間。在將二氧化碳溶于乳清蛋白溶液時可進(jìn)行混合。在本發(fā)明方法的溫度條件下，二氧化碳在7.39MPa絕對壓力以上的壓力下將處于超臨界狀態(tài)。壓力的釋放可迅速，例如壓力可在1秒內(nèi)從大于7.39MPa下降到低于0.2MPa。隨著壓力釋放，二氧化碳將形成氣體，可以對其進(jìn)行收集并循環(huán)利用。本發(fā)明方法還可包括濃縮或干燥乳清蛋白聚集體。乳清蛋白聚集體可通過任何已知的技術(shù)干燥，如噴霧干燥、冷凍干燥、輥筒式干燥。乳清蛋白聚集體可在添加或不添加另外的成分的情況下進(jìn)行噴霧干燥，并且可用作遞送系統(tǒng)或構(gòu)件以待在許多方法中使用。在本發(fā)明的方法中，可通過使溶解有二氧化碳的乳清蛋白溶液穿過噴嘴并蒸發(fā)水(例如使用加熱的噴嘴)來釋放壓力，以形成包含乳清蛋白聚集體的粉末。如果任何任選的另外組分是可揮發(fā)的，例如乙醇，則這些組分將隨水一起蒸發(fā)。這種方法的一個實例在圖1中顯示。通過泵將天然乳清蛋白(4)與任何任選的另外組分的溶液輸送到加熱裝置(5)，然后經(jīng)單向閥輸送到靜止混合器中。通過另一個泵(2)將二氧化碳(1)輸送到靜止混合器(3)，在該混合器中維持高壓。在該混合器中形成乳清蛋白聚集體。在靜止混合器的出口處是加熱的噴嘴(6)，其輸料到顆粒收集容器(7)中。隨著含有乳清蛋白聚集體的液體離開噴嘴，壓力被釋放，并且以與噴霧干燥類似的方式形成粉末顆粒。粉末狀乳清蛋白聚集體(8)被收集，而二氧化碳被移除供重新利用(9)。根據(jù)本發(fā)明方法的被加熱水溶液中的任選的另外組分可為乙醇，其在該溶液中的水平介于5重量％至20重量％之間。乙醇能降低水與任何未溶于該溶液中的二氧化碳之間界面張力。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，添加乙醇改變了所產(chǎn)生的聚集體的尺寸，通常導(dǎo)致較窄的尺寸分布。天然乳清蛋白可以介于0.5重量％至40重量％之間、例如介于1重量％至25重量％之間、又例如介于2重量％至16重量％之間的濃度存在于溶液中。進(jìn)入本發(fā)明方法的天然乳清蛋白的濃度越高，將會通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體的濃度越高。當(dāng)乳清蛋白聚集體要在不干燥成粉末的情況下使用時，有利的是本發(fā)明可提供高濃度的乳清蛋白聚集體。但是，當(dāng)乳清蛋白聚集體要通過諸如噴霧干燥的方法進(jìn)行干燥時，可以優(yōu)選的是獲得較低濃度的乳清蛋白聚集體，以具有適于該干燥過程的粘度。在本發(fā)明方法中，在操作條件下，天然乳清蛋白溶液與二氧化碳的體積比可介于1:99至99:1之間。例如，天然乳清蛋白溶液與二氧化碳的體積比可介于40:60至98:2之間、又例如介于50:50至95:5之間。一旦已通過加熱使天然乳清蛋白變性，由溶解的二氧化碳在壓力下的作用引起的向乳清蛋白聚集體的轉(zhuǎn)化原則上應(yīng)很快。實際上，二氧化碳與所有的乳清蛋白接觸可能需要時間，并且這將在一定程度上取決于所使用的攪拌系統(tǒng)。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，處理時間越長，形成的聚集體越大，因此通過使溶解有二氧化碳的乳清蛋白溶液維持在大于7.39MPa的壓力下保持不同的時間長度，可控制聚集體的尺寸。在本發(fā)明的方法中，可將溶解有二氧化碳的乳清蛋白溶液維持在大于7.39MPa的壓力下保持至少1分鐘，例如介于2分鐘至30分鐘之間，又例如介于5分鐘至20分鐘之間。本發(fā)明的方法可包括將具有任選的另外組分的天然乳清蛋白溶液在介于80℃至95℃之間的溫度下加熱；將二氧化碳在介于30MPa至70MPa絕對壓力之間的壓力下溶于乳清蛋白溶液中，并且將該壓力維持2分鐘至20分鐘；并且釋放壓力至0.2MPa絕對壓力以下的水平；其中天然乳清蛋白以介于10重量％至20重量％之間的濃度存在于溶液中。在本發(fā)明的方法中，具有任選的另外組分的天然乳清蛋白溶液可具有介于6.2至9.0之間的初始pH。該初始pH是二氧化碳溶于乳清蛋白溶液之前的pH。將pH維持在6.2以上可防止或限制在施加二氧化碳之前形成聚集體，這樣形成的聚集體可能會導(dǎo)致進(jìn)料系統(tǒng)的污垢，并且可能不具有通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體的理想特性。本發(fā)明方法中的天然乳清蛋白溶液可具有介于6.3至8.5之間、例如介于6.4至8.0之間的初始pH。本發(fā)明方法中的天然乳清蛋白可為乳清蛋白分離物或乳清蛋白濃縮物的形式。天然乳清蛋白可為通過對乳進(jìn)行微濾獲得的乳清。天然乳清蛋白可來自單個來源或來自任何來源的混合物。本發(fā)明方法中的天然乳清蛋白可含有少于2.5重量％的二價陽離子。乳清蛋白聚集體中的高礦物質(zhì)含量可導(dǎo)致異味，并且礦物質(zhì)在乳清蛋白中的存在還可能由于過量的電荷中和而改變通過濃縮而形成的聚集體的性質(zhì)。本發(fā)明方法中的天然乳清蛋白可含有少于2重量％、例如小于0.2重量％。天然乳清蛋白可完全去除礦物質(zhì)。在本發(fā)明方法中在二氧化碳處于超臨界狀態(tài)的條件下使用二氧化碳的一個優(yōu)點是，超臨界二氧化碳能夠使細(xì)菌滅活。這提供滅菌的液體產(chǎn)品，或者細(xì)菌負(fù)荷已減少的液體產(chǎn)品。當(dāng)乳清蛋白聚集體用于將由脆弱的人(如住院病人或老年人)食用的產(chǎn)品中時，這是有利的。為進(jìn)一步增強(qiáng)這個效果，并且為了使細(xì)菌(包括耐熱孢子)完全滅活，可添加細(xì)菌滅活劑。本發(fā)明方法中的溶解有二氧化碳的乳清蛋白溶液還可包含細(xì)菌滅活劑，如丙酸、乳酸、過氧化氫、叔丁基過氧化氫或過乙酸。例如，本發(fā)明方法中的溶解有二氧化碳的乳清蛋白溶液還可包含最多1重量％的選自過氧化氫、叔丁基過氧化氫和過乙酸的細(xì)菌滅活劑。在又一方面，本發(fā)明提供一種包含可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體的組合物。可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體具有獨特的結(jié)構(gòu)和尺寸分布。這提供改進(jìn)的性質(zhì)，如乳液穩(wěn)定化。發(fā)現(xiàn)在不施加超臨界CO2的情況下將pH調(diào)節(jié)到等電點會形成大得多的聚集體，從而形成鏈，而不是形成可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體的海綿狀結(jié)構(gòu)。通過本發(fā)明方法形成的聚集體還與EP1839492中形成的聚集體不同，尺寸介于200nm至400nm之間，并且多分散性指數(shù)非常窄，小于0.200。包含可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體的組合物可以是食物組合物、化妝品組合物或藥物組合物。該乳清蛋白聚集體可與5％的酸性水果基料和5％的蔗糖混合，以獲穩(wěn)定的乳清蛋白增強(qiáng)的酸性水果飲料。本發(fā)明方法可提供具有高水平的乳清蛋白的水性液體，該乳清蛋白穩(wěn)定從而抗自發(fā)沉淀。包含可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體的組合物可為濃縮乳清蛋白飲料。發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體的溶液可降低空氣與該溶液之間的界面張力，表明該乳清蛋白聚集體可使泡沫穩(wěn)定。還發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體的溶液可降低油與該溶液之間的界面張力。這證明該乳清蛋白聚集體適合用作乳化劑。包含可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體的組合物可用作發(fā)泡劑或乳化劑。乳清蛋白聚集體可用作脂肪替代品，同時維持理想的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)性質(zhì)和感官性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的乳清蛋白聚集體可用于制備任何種類的要求乳液或泡沫穩(wěn)定化的食物產(chǎn)品，如慕思或冰淇淋、咖啡奶精或者低脂肪或基本上無脂肪的乳制品。該食物產(chǎn)品可為任何可由人或動物食用的形式，包括飲料、湯、半固體食品等。其中可應(yīng)用乳清蛋白聚集體的產(chǎn)品的例子為例如乳制品、蛋黃醬、色拉調(diào)味料、巴氏滅菌UHT乳、甜煉乳、酸乳酪、發(fā)酵乳、沙司、低脂肪沙司(如白諧眉沙司(béchamelsauce))、乳基發(fā)酵產(chǎn)品、奶巧克力、白巧克力、黑巧克力、慕思、泡沫、乳液、冰淇淋、發(fā)酵谷物基產(chǎn)品、乳基粉末、嬰兒配方食品、飲食強(qiáng)化劑、寵物食品、片劑、液體細(xì)菌懸浮液、口服干補(bǔ)充劑、口服濕補(bǔ)充劑、性能營養(yǎng)棒(performancenutritionbar)、涂抹食品(spread)、水果飲料和混合咖啡。包含可通過本發(fā)明方法獲得的乳清蛋白聚集體的組合物可以為營養(yǎng)組合物、乳制品、冰淇淋、沙司、寵物食品或甜食產(chǎn)品。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，他們可以自由地組合本文所公開的本發(fā)明的所有特征。具體地講，可將針對本發(fā)明的方法描述的特征與本發(fā)明的產(chǎn)品組合，反之亦然。此外，可以組合針對本發(fā)明的不同實施方案所描述的特征。對于具體的特征如果存在已知的等同物，則這些等同物被納入，如同在本說明書中明確提到這些等同物。參見附圖和非限制性實施例后，本發(fā)明的更多優(yōu)點和特征將變得顯而易見。實施例實施例1：乳清蛋白聚集體的產(chǎn)生—壓力、溫度和攪拌器速度恒定。乳清蛋白分離物(WPI)Prolacta90購自Lactalisingredients公司(法國Rétiers)。二氧化碳購自Carbagas公司(瑞士Domdidier)，純度99.5％。通過將WPI粉末(4重量％、7重量％和10重量％)溶解于MilliQ水中制備水性WPI溶液。用1M鹽酸(瑞士默克公司(Merck))或1M氫氧化鈉(瑞士默克公司)調(diào)節(jié)pH。使用工業(yè)級乙醇100％(瑞士默克公司)作為改良劑。實驗設(shè)置高壓觀察室(viewcell)由NWA(德國)供應(yīng)。該觀察室的體積可用32mL至63mL的可鎖定活塞改變。它的設(shè)計最大操作壓力和溫度分別為70MPa和250℃。為了觀察樣品，該觀察室裝有一個藍(lán)寶石窗口，并在背部裝有光源。用注射器將大約30g的WPI溶液注入預(yù)熱的觀察室中，密封并用氣壓泵(PickelPM101,NWA,)注入二氧化碳(CO2)進(jìn)行加壓，直到達(dá)到最終壓力。當(dāng)達(dá)到指定的壓力時鎖定進(jìn)給閥，通過三槳葉攪拌器進(jìn)行攪拌(最大轉(zhuǎn)速＝3000rpm)。處理后，將容器快速減壓。通過打開放出閥從提取器完全移出CO2和樣品，將樣品收集在250mL硅質(zhì)瓶中。pH測量在處理后，立即使用826便攜式pH計(瑞士萬通公司(Metrohm))測量乳清蛋白分散液的pH。蛋白質(zhì)組成的測定為測定處理后的蛋白質(zhì)組成，用MilliQ水稀釋樣品至蛋白質(zhì)含量為0.1％w/w。使用HeraeusPico21(瑞士賽默飛世爾科技公司(ThermoFisherScientific)，轉(zhuǎn)子75003410)將稀釋的樣品在14.000g下離心30分鐘，收集上清液1(SN1)。SN1將含有殘余天然蛋白質(zhì)和可溶性聚集體，而沉淀將含有不溶性蛋白質(zhì)。然后用乙酸/鈉緩沖液(0.5M,pH4.6)和MilliQ水稀釋第二組經(jīng)處理的樣品至乳清蛋白濃度為0.1％w/w。在14.000G下離心15分鐘后，收集上清液2(SN2)上清液SN2將含有殘余天然蛋白質(zhì)，而沉淀將含有任何蛋白質(zhì)聚集體。使用Varioskan快速分光計(瑞士賽默飛世爾科技公司)在280nm波長處測量天然乳清蛋白分散液和上清液(SN1和SN2)的吸光度，以計算殘余天然不溶性和可溶性蛋白質(zhì)聚集體的百分比[L.Donatoetal.,InternationalDairyJournal,19,295-306(2009)(L.Donato等人，《國際乳品雜志》，第19卷，第295-306頁，2009年)]。蛋白質(zhì)聚集體的流體力學(xué)直徑的測定。處理后，使用裝有5mW激光器的NanosizerZS儀器(美國馬爾文儀器有限公司(MalvernInstrumentsLtd.))，在622nm處，以173°的檢測角度操作，對WPI聚集體分散液的顆粒尺寸進(jìn)行表征。將經(jīng)處理的樣品在MilliQ中1/100稀釋，以防止光的多次散射。由散射強(qiáng)度隨時間推移的變化計算自相關(guān)函數(shù)，并根據(jù)“累積量(cumulants)”方法進(jìn)行擬合以求出蛋白質(zhì)顆粒的z均流體力學(xué)直徑。此外，通過Nanosizer測定多分散性指數(shù)(PDI)，指示當(dāng)PDI≤0.2時聚集體的尺寸分布的寬度。實驗計劃實驗設(shè)置中涉及到大量的變量(壓力p、溫度t、時間T、體積比乳清蛋白溶液:CO2、初始pH、初始WPI濃度％、攪拌器速度vst)。因此，進(jìn)行經(jīng)統(tǒng)計設(shè)計的實驗(DoE)。在第一個計劃的DoE中，使以下參數(shù)保持恒定：應(yīng)用設(shè)備的最大壓力(p＝60MPa)和溫度(T＝85℃)以引起天然WPI蛋白質(zhì)的最大變性。采用最大攪拌器速度(vst＝3.000rpm)確保CO2快速溶解于WPI溶液中，以得到恒定分布的pH。使未經(jīng)處理的溶液的pH保持在其約6.45的初始值。處理了4重量％的WPI溶液。改變以下參數(shù)，因為預(yù)期它們在處理過程中對pH具有最大的影響，并且試驗計劃是3個參數(shù)的全因子設(shè)計，每個參數(shù)3個水平：體積比WPI/CO23個水平：50:50、72.5:27.5、95:5WPI濃度[重量％]3個水平：4、7、10時間[分鐘]3個水平：5、12、20表1描述了得自第一個DoE的趨勢。實施例2：乳清蛋白聚集體的產(chǎn)生—壓力的影響。用不同的壓力(8、34和60MPa)進(jìn)行另外的試驗。不改變溫度(85℃)、攪拌器速度(vst＝3.000rpm)、比率WPI溶液:超臨界CO2(95:5)、WPI濃度(4％)、初始pH＝6.44和時間(5分鐘)。選擇小的CO2體積以使CO2氣體的酸性對pH造成的改變減至最低。表2：施加不同的壓力表2中的樣品的顆粒尺寸值表明，使用較高的壓力導(dǎo)致顆粒尺寸下降。施加34MPa或60MPa沒有造成顆粒尺寸的差異，但是在這些壓力下獲得的顆粒尺寸比在8MPa下的試驗獲得的顆粒尺寸顯著較小。蛋白質(zhì)組成分析表明，在較低的壓力下，天然蛋白質(zhì)向不溶性聚集體的轉(zhuǎn)化增加。使用1MPa壓力下(即不處于超臨界狀態(tài))的CO2進(jìn)行另外的比較例VCT100312：表3可以看到，在這個低壓力下形成的聚集體非常不同，具有大得多并且更可變的尺寸。大尺寸使得聚集體在懸浮液中不太穩(wěn)定。實施例3：乳清蛋白聚集體的產(chǎn)生—乙醇的影響取決于壓力，CO2可溶于水中的最大百分比為5％[WiebeRetal.,J.Am.Chem.Soc.,63(2),475–477(1941)(WiebeR等人，《美國化學(xué)會雜志》，第63卷，第2期，第475–477頁，1941年)]，殘余的CO2必須通過攪拌作為小滴分散于WPI溶液中。向WPI溶液中加入10％乙醇以降低水和CO2之間的界面張力，導(dǎo)致處理過程中WPI溶液中的超臨界CO2小滴更小。測試了兩個WPI濃度(4重量％和7重量％)及不同的壓力。還改變時間及WPI溶液與CO2的體積比，以確認(rèn)與不含10％乙醇的樣品相比，這些參數(shù)不影響結(jié)果。在最大速度下，溫度(85℃)和攪拌保持恒定。在這個實驗設(shè)計中觀察到的趨勢在表4中報告。乙醇的加入降低了顆粒尺寸的分布(多分散性)，在60MPa下處理的樣品的PDI值最小。在較高的壓力下，不溶性聚集體的產(chǎn)率增加到85至90％。在處理過程中，7重量％的WPI溶液的緩沖能力似乎較高，并且在4重量％的濃縮WPI溶液中pH可能較低。試驗的持續(xù)時間也有影響，在5分鐘至10分鐘之間，聚集體尺寸增加，但當(dāng)時間延長時數(shù)值穩(wěn)定。在42MPa和60MPa下處理的樣品相似，但是在較低的壓力下聚集體尺寸增加。表4：向WPI溶液加入10％乙醇時的結(jié)果趨勢。實施例4：顯微鏡觀察使用冷凍掃描電子顯微鏡FEIQuanta200F(美國FEI公司)，獲取冷凍的乳清蛋白聚集體表面的圖像，以評價它們的外觀。通過將一滴樣品沉積在冷凍座上，打孔并在干冰上冷卻，制備用于SEM的經(jīng)處理樣品。然后將這個等分試樣轉(zhuǎn)移到液氮中。投入氮雪泥(nitrogenslush)中之后，使用GatanALTO2500Cryo-System低溫系統(tǒng)(法國Gatan公司)將樣品在真空下轉(zhuǎn)移到處于大約-160℃下的預(yù)置室(pre-chamber)中。將該預(yù)置室保持在大約3至4×10-6托的真空下。在下一步驟，用剃須刀片擊打樣品使樣品冷凍破碎，以露出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。使樣品稍微侵蝕(etch)到–95℃保持10分鐘，以露出不由干冰本身引起的表面細(xì)節(jié)。使樣品冷卻到-125℃，并使用氬等離子體包覆Pt-Au(5nm)。將樣品轉(zhuǎn)移到顯微鏡室。在Quanta200FEG(荷蘭FEI公司)中于-125℃的溫度下顯現(xiàn)樣品，該Quanta200FEG在3至4×10-7托下以HighVac模式在8kv下操作。以下樣品的SEM顯微照片在圖2中顯示。試驗編號壓力[MPa]溫度[℃]時間[分鐘]比率WPI:CO2初始pHWPI濃度[％]乙醇VCT0109128.585595:56.464-VCT0211125985595:56.444-VCT1011125885595:56.44410％VCT01131260851550:506.44410％VCT02131260851595:56.44410％VCT05131260851595:56.45710％VCT0713126085595:56.45710％顯微照片顯示，單個聚集體呈球形，但是小的單個聚集體似乎相連，導(dǎo)致表現(xiàn)出海綿狀外觀的更大結(jié)構(gòu)。實施例6：說明不添加二氧化碳情況下的處理的比較例為評價不添加CO2情況下的處理的效果，將含有10％乙醇的水性WPI溶液調(diào)節(jié)到其pH5.2的等電點。將處理參數(shù)設(shè)定為VCT011312的條件(上表中的第四行)。在等電點下但在沒有超臨界CO2的情況下產(chǎn)生的聚集體的SEM顯微照片(圖3)顯示球形聚集體連成更大的聚集體，但不存在通過本發(fā)明方法產(chǎn)生的聚集體所觀察到的海綿狀結(jié)構(gòu)。聚集體呈鏈的形式。使用Mastersizer2000儀器(美國馬爾文儀器有限公司(MalvernInstrumentsLtd.))，測定樣品VCT011312的顆粒尺寸分布(圖4)和在等電點下但在沒有添加超臨界CO2的情況下產(chǎn)生的聚集體的顆粒尺寸分布(圖5)。Mastersizer提供的尺寸分布信息比Nanosizer提供的信息更準(zhǔn)確，尤其是對于較大的顆粒。使用去離子水作為折射指數(shù)為1.33的分散劑，并將乳清蛋白膠束(WPM)分散度設(shè)定為1.36。顆粒尺寸直徑以體積百分比D[v,x]表示，計算參考[ISO9276-2:2001]。顆粒尺寸分布的中值D[v,50]將顆粒群體精確分成兩等半，使得50％的分布在這個值以上，50％的分布在這個值以下。VCT011312的D[v,50]為0.27μm，而除了沒有添加CO2外處于相同條件的樣品的D[v,50]大得多，為2.63μm。因此，可看到用超臨界二氧化碳進(jìn)行處理能大大減少顆粒尺寸，這通過比較圖4(VCT011312)和圖5(無CO2)中描繪的顆粒尺寸分布得到證實。沒有用CO2處理的比較例的尺寸范圍在50至400μm的大體積聚集體將導(dǎo)致在溶液中發(fā)生自發(fā)沉淀。實施例7：空氣/乳清蛋白聚集體溶液的界面張力發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體起到表面活性劑的作用，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫或乳液。測量了表面張力以評價所產(chǎn)生的乳清蛋白聚集體的界面性質(zhì)。使用懸滴張力計(Tracker，法國泰克利斯(TECLIS))，根據(jù)軸對稱滴形分析法測量界面張力。選定的分散液濃度為0.04重量％和0.004重量％乳清蛋白聚集體樣品VCT011312和VCT021312。所有測量均在室溫下進(jìn)行。用于分析的毛細(xì)管具有0.8mm的內(nèi)徑，并且空氣泡或油小滴是在在6.5mL的溶液內(nèi)靜態(tài)產(chǎn)生。為了測量，需要液體的密度，使用DMA4500密度計(瑞士安東帕公司(AntonPaar))測量該密度。為獲得恒定的值，需要最少30分鐘的測量時間。圖6顯示空氣與濃度為0.004％的乳清蛋白聚集體溶液之間的界面張力。參考樣品為水加0.001％乙醇。圖7顯示空氣與濃度為0.04％的乳清蛋白聚集體溶液之間的界面張力。參考樣品為水加0.01％乙醇。水/乙醇與空氣泡的界面張力為約72mN/m，而根據(jù)本發(fā)明方法的乳清蛋白聚集體的界面張力降低10至20mN/m，具體取決于乳清蛋白聚集體的濃度。圖8顯示油與濃度為0.004％的乳清蛋白聚集體溶液之間的界面張力。參考樣品為純水/乙醇中的油小滴。圖9顯示油與濃度為0.04％的乳清蛋白聚集體溶液之間的界面張力。參考樣品為純水/乙醇中的油小滴。與純水/乙醇中的油小滴相比，界面張力降低超過50％，導(dǎo)致最終的值為10至12mN/m。這證明了通過本發(fā)明方法形成的乳清蛋白聚集體的良好乳化性質(zhì)。當(dāng)前第1頁1 2 3