專利名稱：一種用于低脂食品生產的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方法
技術領域：
本發明屬于食品加工生物技術領域，特別涉及一種用于低脂食品生產的酶 改性乳清蛋白凝膠的制備方法。該凝膠具有優良的流變學特性和穩定性，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。
背景技術：
大量的低脂食品開發技術文獻都集中于對淀粉、纖維素、果膠等碳水化合 物型脂肪替代品的研究，而基于蛋白質的脂肪替代品研究相對較少。目前研究 的主要蛋白質有大豆蛋白、雞蛋白蛋白、乳清蛋白等。基于乳清蛋白脂肪替代
品的專利和文獻(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 夠較好地應用于低脂冰淇淋等產品的生產。但是采用微粒化的方法需要較高的 剪切力，對設備的配置要求很高，且設備的消耗也很大。

發明內容
本發明的目的在于克服上述缺點，提供一種用于低脂食品生產的酶改性乳清 蛋白凝膠的制備方法。
本發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，轉速控制在200 450rpm;
(3) 將步驟(2)得到的乳清蛋白溶液的pH值調至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，調節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，直到蛋白出現凝膠狀態后拿出；
(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。
本發明的有益效果所獲得的凝膠具有類似脂肪的質構和口感，其中硬度
0.3-0.6N、內聚性0.3-0.4，黏附性1.2-2.0N.s，凝膠顆粒粒徑值小于30pm，且 穩定性好，可以用于低溫、中溫和高溫食品的生產。本制備過程不需要較高的 設備投入，制作成本低，操作簡單易行。
具體實施例方式
標準奶油的質構范圍為硬度0.3-0.8N，內聚性0.3-0.6，黏附性0.9-3.0N.s， 粒徑在20pm以下。
以下實施例均采用TMS-Pro (美國食品技術公司)質構儀對凝膠進行Texture Profile Analysis (TPA)分析，測定凝膠的硬度、內聚性和黏附性等。采用直徑為25mm的平底柱形探頭，測定程序為探頭下壓速度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行粒徑分布測定。測定時先將樣品配成2%溶液，在200rpm的轉速下攪拌1小時后測定。
通過下面三個實施例對本發明用于低脂食品生產的酶改性乳清蛋白凝膠的制備方法進行詳細說明，但這些實施例并不限制本發明。實施例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，轉速控制在250rpm。
(3) 、熱變性
將已水化好的蛋白溶液的pH值調節到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，調節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，直到蛋白出現凝膠狀態后拿出。
(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構和口感，其中硬度0.52N、內聚性0.37、黏附性1.23N.s、粒徑為25.32pm。實施例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，轉速控制在300rpm。
(3) 、熱變性
將已水化好的蛋白溶液的pH值調節到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，調節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，直到蛋白出現凝膠狀態后拿出。
(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構和口感，其中硬度
0.43N、內聚性0.42、黏附性1.67N.s、粒徑為20.12(am。實施例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，轉速控制在300rpm。
(3) 、熱變性
將已水化好的蛋白溶液的pH值調節到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，調節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，直到蛋白出現凝膠狀態后拿出。
(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構和口感，其中硬度0.44N、內聚性
0.41、黏附性2.08N.s、粒徑為20.71pm。
以下兩個實施例為乳清蛋白凝膠熱穩定性及耐酸堿性實驗。實施例1乳清蛋白凝膠熱穩定性實驗
取上述制備方法實施例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份用于下述實驗。熱穩定性實驗分別在8(TC、 90°C、100°C、 12(TC下處理5min;冷藏穩定性實驗為在4。C放置一個月，測定凝膠的質構和粒徑指標，通過與未處理時的蛋白凝膠指標相比，得到此凝膠的熱穩定性結果為熱處理時溫度控制在IO(TC以內對凝膠的質構和粒徑指標影響不大，硬度變化范圍為0.46-0.52N，內聚性為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凝膠的質構指標變化不大但粒徑指標變化大，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。
實施例2乳清蛋白凝膠酸堿穩定性實驗
取上述制備方法實施例2中制得的乳清蛋白凝膠，分成4份，每份30g，將其pH值依次調成4.5、 5.5、 7.5、 8.5，通過采用TPA全質構分析測定(采用直徑為25mm的平底柱形探頭，測定程序為探頭下壓速度60mm/min，下壓時間10s，上升速度-60mm/min，中間停留時間為5s。)凝膠的質構指標，用粒徑儀測定粒徑指標，乳清蛋白凝膠的pH穩定性結果為pH為4.5時，凝膠的硬度為0.41N，內聚性為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，內聚性為0.47，黏附性為1.98N.s和粒徑指標為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，凝膠的質構指標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地，可以應用到低脂酸奶等食品生產中。下面的實施例為乳清蛋白凝膠在低脂再制干酪生產中的應用。
將上述制備方法實施例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，并分別標記為1、 2、 3、 4、 5、 6號。對樣品1 6號通過質構儀進行TPA全質構測定，結果發現1 6號樣品的硬度和內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號再制干酪進行色澤、質地、風味和口感等感官評價，采用十分制，品評人數為25人。通過對感官評價結果進行統計發現，1 6號樣品的色澤、質地和風味三個指標沒有顯著性差異，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
樣品色澤質地風味口感總分
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
因此綜合全質構和感官評價結果得出，本權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% 。
權利要求
1、一種用于低脂食品生產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，轉速控制在200～450rpm；(3)將步驟(2)得到的乳清蛋白溶液的pH值調至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，調節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，直到蛋白出現凝膠狀態后拿出；(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、 根據權利要求1所述的用于低脂食品生產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
本發明公開了一種用于低脂食品生產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。本發明公開的方法制備出的凝膠具有類似脂肪的質構和口感，且穩定性好，不需要較高的設備投入，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 優先權日2009年2月10日
發明者任發政, 毛學英, 谷俊男 申請人:中國農業大學