專利名稱：一種乳清蛋白凝膠狀乳液的生產方法
技術領域：
本發明涉及蛋白質乳液，特別是涉及蛋白質乳液凝膠的生產工藝，具體是指一種 新型冷、凝膠樣乳清蛋白乳液的生產方法。
背景技術：
蛋白乳液或蛋白乳液凝膠是一類重要的食品體系，在食品、化工及其他相關領域 具有廣泛的應用前景。譬如，牛奶或其他奶制品就是一類蛋白乳液，而相關的各種酸奶制品 可認為是一類蛋白乳液凝膠。由于具有良好的質構及感官，甚至可作為一種很好的活性物 質包埋載體，此類體系至今越來越受到工業界的關注。與蛋白乳液相比，蛋白乳液凝膠的穩 定性更佳，因而在食品工業中的應用潛力更好。乳清蛋白作為奶酪生產的一種副產物，其開發利用一直受到國內外的關注。國內 外大量研究表明，乳清蛋白不僅具有很好的營養特性及一些生物功能，如提高機體免疫力， 而且還具有優越的加工性能，特別是膠凝性能和乳化性能。此類優越的加工性能致使乳清 蛋白在食品工業及相關工業領域中的應用越來越廣泛。乳清蛋白的工業商用制品主要有 兩類，一是乳清蛋白濃縮物(whey protein concentrate，簡稱WPC)，另一是乳清分離蛋白 (whey proteinisolate，簡稱WPI)。后者還可進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用最為廣泛的乳清蛋白 制品。目前，對乳清蛋白乳液凝膠的研究則相對較少，至今所開展的研究大都局限于熱 致機理的乳液凝膠。此類乳液凝膠由于需要一個難以控制的熱處理過程，而且明顯不適作 為含有熱敏物質的體系，因而在食品工業領域的應用研究一直進展不大。針對此問題，國內 外也探索了其他一些凝固機理，譬如采用酸(如葡萄糖-S-丙酯)、鹽(如氯化鈣)甚至酶 法(如轉谷氨酰胺酶共價交聯)等，此類乳液凝膠的形成通常不涉及加熱處理(除乳化之 前對蛋白質進行預熱處理之外)，因而也被稱為“冷致”(cold-set)乳液凝膠。相對而言， 此類冷致乳液凝膠在生物活性物質的包埋方面比傳統熱致凝膠更具優勢，因而在食品工業 領域的應用更為廣闊。盡管如此，國內外至今在冷致蛋白乳液凝膠的研究仍進展不大。究其根源，仍然在 于上述的諸多冷蛋白乳液致凝膠的生產及相關品質仍然存在局限性。譬如，酸誘導乳液凝 膠的制備相對需要很長的時間，這對于食品的加工是極其不利，因為更易遭受微生物的污 染，而且此類乳液凝膠還存在風味較差(呈酸味)的缺點；對于鹽誘導乳液凝膠的場合，則 存在制備過程難以控制(需要激烈機械攪拌)，口感粗糙、咸等局限；至于酶交聯誘導乳液 凝膠，也存在生產時間長、成本高，甚至還需要一個殺酶的過程等局限。

發明內容
本發明的目的就是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，提供一種乳清蛋白 乳液凝膠(或凝膠樣乳液)的生產方法。該方法不需要添加任何的凝固劑，也不需對乳液進行加熱處理，可直接得到具有凝膠樣形態的乳清蛋白乳液。本發明的目的通過如下技術方案實現一種乳清蛋白凝膠樣乳液的生產方法，包括如下步驟和工藝條件第一步、通過機械攪拌，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；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、對第一步所得蛋白分散液于70 75°C下加熱處理0. 3 1小時，之后冷
卻至常溫；第三步、經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，然后于轉速為10000 20000轉/分鐘的條件下，經高速分散機均質分散2-3 分鐘，得到蛋白粗乳液；所述植物油為大豆油、花生油、橄欖油或調和油；第四步、室溫條件下，對蛋白粗乳液作高壓微射流均質處理一次，其中均質壓力為 20 120兆帕，即可得到乳液凝膠產品。最終得到的乳清蛋白乳液凝膠(或凝膠樣乳液) 的形態為乳白色，類似于市場上攪拌型酸奶制品，如果添加一定的防腐劑，在密封條件下放 置數月外觀基本上沒發生變化，可見其穩定性極佳。為進一步實現本發明目的，所述第一步的固液比優選為1 1.2 10，水化時間優 選為8-10小時；所述固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升。所述第二步優選為對第一步所得蛋白分散液于70°C下加熱處理0. 5 1小時或于 75°C下加熱處理0. 3 0. 5小時，之后冷卻至常溫。所述第三步的體積比優選為4 6 6 4 ；所述第三步的轉速優選為15000轉/分鐘。所述第四步的高壓微射流均質處理的均質壓力優選為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生產成本。適用于本發明的乳清蛋白原料主要有WPC和WPI，原料本身的品質及蛋白含量對 終產品的品質影響不明顯。相對而言，在相同蛋白用量條件下采用WPI生產的產品的乳液 凝膠的強度略大于WPC乳液凝膠。但是，WPC的商用價格明顯低于WPI，因而本發明的原料 采用WPC更具工業及商業意義。不同植物油種類對終產品的影響不明顯，因而選擇哪一種 植物油視具體情況而定。通常來說，蛋白濃度或油相體積比越高，制備得到的凝膠樣乳液的強度就越大。然 而，如果油相體積與蛋白分散液的比例超過8 2，經高壓微射流處理之后，最終得到的乳 液會出現相分離現象。此外，如果蛋白分散液的蛋白質量濃度低于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度呈弱凝膠樣形態。本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果1.本發明以一種的制備工藝，不需要任何額外的凝固劑，生產出口感佳、穩定性優 越的新型蛋白乳液凝膠(或凝膠狀乳液)。該工藝解決了現有蛋白乳液凝膠制備工藝存在 的不足。2.本發明涉及的生產工藝不僅簡單、高效，生產成本低，而且環保、安全，因而極適 合工業化生產。3.本發明生產的乳清蛋白乳液凝膠不僅可作為一種營養食品制品，而且也可作為
4諸多熱敏、脂溶的活性物質的包埋載體，廣泛地用于功能(保健)食品的開發。通過本發明 生產的含活性物質的凝膠樣乳液，可極大地提高該活性物質的生物效價，如腸胃道吸收率。4.本發明生產的乳清蛋白乳液凝膠的品質可通過蛋白質濃度及油相比例進行調 節，其具體配方也可很方便地根據實際需求進行調整，從而可生產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。
具體實施例方式為更好理解本發明，下面結合實施例對本發明做進一步地詳細說明，但是本發明 并不限于下述實施例。實施例一第一步常溫下通過機械攪拌，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；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；第二步對上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加熱處理0. 5小時，之后取出、冷卻
至常溫；第三步上述經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 后再于轉速為15000轉/分鐘的條件下，經高速分散機均質分散2分鐘，得到乳清蛋白粗乳 液；第四步室溫條件下，進一步對上述的粗乳液作高壓微射流均質處理一次，均質壓 力為40兆帕，即可得到凝膠樣乳液產品。本實施例所用的高壓微射流均質機為美國MFIC 公司的微射流機(microfluidizer)，型號為Ml IOEH (以下實施例同)。經檢測，所得凝膠樣乳液產品在剪切速率為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。可見，該乳液樣品為一種呈乳白色的凝膠樣品，并且表現出很好的粘彈性能。實施例二第一步常溫下通過機械攪拌，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；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；第二步對上述蛋白分散液置于75°C的水浴中加熱處理1小時，之后取出、冷卻至
常溫；第三步上述經加熱處理的蛋白分散液以體積分數比5 5與植物油初步攪拌混 均，然后再于轉速為10000轉/分鐘的條件下，經高速分散機均質分散3分鐘，得到乳清蛋 白粗乳液；第四步室溫條件下，進一步對上述的粗乳液作高壓微射流均質處理一次，均質壓 力為40兆帕，即可得到凝膠樣乳液產品。經檢測，所得凝膠樣乳液產品在剪切速率為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。實施例三第一步常溫下通過機械攪拌，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；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；
第二步對上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加熱處理0. 3小時，之后取出、冷卻
至常溫；第三步上述經加熱處理的蛋白分散液以體積分數比8 2與植物油初步攪拌混 均，然后再于轉速為20000轉/分鐘的條件下，經高速分散機均質分散2分鐘，得到蛋白粗 乳液；第四步室溫條件下，進一步對上述的粗乳液作高壓微射流均質處理一次，均質壓 力為20兆帕，即可得到凝膠樣乳液產品。經檢測，所得凝膠樣乳液產品在剪切速率為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。實施例四第一步常溫下通過機械攪拌，按照固液比1 10將WPI分散于蒸餾水，然后充分 水化6小時；固液比中固體用量單位為千克，液體用量單位為升；第二步對上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加熱處理30小時，之后取出、冷卻至
常溫；第三步上述經加熱處理的蛋白分散液以體積分數比7 3與植物油初步攪拌混 均，然后再于轉速為15000轉/分鐘的條件下，經高速分散機均質分散2分鐘，得到乳清蛋 白粗乳液；第四步室溫條件下，進一步對上述的粗乳液作高壓微射流均質處理一次，均質壓 力為40兆帕，即可得到凝膠樣乳液產品。經檢測，所得凝膠樣乳液產品在剪切速率為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 。
權利要求
一種乳清蛋白凝膠樣乳液的生產方法，其特征在于，包括如下步驟和工藝條件第一步、通過機械攪拌，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，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，之后冷卻至常溫；第三步、經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，然后于轉速為10000～20000轉/分鐘的條件下，經高速分散機均質分散2-3分鐘，得到蛋白粗乳液；所述植物油為大豆油、花生油、橄欖油或調和油；第四步、室溫條件下，對蛋白粗乳液作高壓微射流均質處理一次，其中均質壓力為20～120兆帕，即可得到乳液凝膠產品。
2.根據權利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產方法，其特征在于所 述第一步的固液比為1 1.2 10，水化時間為8-10小時；所述固液比中固體用量單位為 千克，液體用量單位為升。
3.根據權利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產方法，其特征在于所 述第二步為對第一步所得蛋白分散液于70°C下加熱處理0. 5 1小時或于75°C下加熱處 理0. 3 0. 5小時，之后冷卻至常溫。
4.根據權利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產方法，其特征在于所 述第三步的體積比為4 6 6 4;所述第三步的轉速為15000轉/分鐘。
5.根據權利要求1所述的一種新型乳清蛋白凝膠樣乳液的生產方法，其特征在于所 述第四步的高壓微射流均質處理的均質壓力30-40兆帕。
全文摘要
本發明公開了一種乳清蛋白凝膠樣乳液的生產方法，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，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，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，再通過適當的高速均質處理，得到粗蛋白乳液；最后，對粗蛋白乳液作高壓微射流均質處理，即得到呈乳白色的凝膠樣乳樣制品。采用本發明方法生產乳清蛋白凝膠樣乳液不僅工藝簡單、成本低，而且安全、環保，生產得到的乳液制品可廣泛用于各種營養食品、功能(保健)食品，也可用作脂溶性藥物的包埋載體。
文檔編號A23L1/29GK101878904SQ201010207989
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者劉付, 唐傳核 申請人:華南理工大學