一种复合酶营养乳剂及其制备方法和复合酶的应用与流程

本发明属于营养配方食品加工技术领域，具体涉及一种复合酶营养乳剂及其制备方法和复合酶的应用。

背景技术：

近年来，针对临床重症患者和手术后病人的营养不良问题，使用能够降低病人发病率和死亡率、延长重症病人寿命，同时减少病人医疗成本的临床营养制剂成为了一种趋势。临床营养制剂主要分为肠内营养制剂和肠外营养制剂，相比于肠外营养制剂，肠内营养制剂能够促进肠粘膜细胞增生和修复，有助于维持肠粘膜结构和免疫屏障功能完整性，避免肠道细菌易位引起的全身炎症反应综合征。因此，对有肠道功能的病人首选肠内营养制剂进行膳食治疗。

为满足临产病人的营养需求，肠内营养制剂必需包含多种人体营养组分，包括蛋白质、碳水化合物、油脂、维生素和矿物质等，其可被制备成粉剂和乳剂两种形式。相比于粉剂，乳剂具有无需冲调、服用方便、营养成分明确等特点。然而，由于乳剂中的蛋白质（乳清蛋白或大豆分离蛋白）在热作用和矿物质影响下，易发生分层、聚集沉淀、凝胶等问题，严重影响了乳剂的感官品质和储存稳定性。目前，针对这一问题，大部分的研究者通过加入天然或化学合成的乳化剂、增稠剂、稳定剂或抗氧化剂来提高乳剂的感官特性和稳定性。但这些添加剂的使用一方面增加了产品的成本，另一方面因额外加入的添加剂并不是病人所需营养素，有可能导致病人的身体不适反应。因此，有必要对此进行改进。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有良好感官品质、储存稳定性和安全性的复合酶营养乳剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：

一种复合酶营养乳剂，包括如下原料：蛋白质、油脂、碳水化合物、复合酶制剂、复合维生素、复合矿物质和水，所述复合酶制剂包括葡萄糖氧化酶、转谷氨酰胺酶和蛋白酶。所述蛋白质占营养乳剂的质量分数为2~10%，所述油脂占所营养乳剂的质量分数为1~20%，所述碳水化合物占营养乳剂的质量分数为5~20%，所述复合维生素占营养乳剂的质量分数为0.05~0.5%，所述复合矿物质占营养乳剂的质量分数为0.01~1%，余量为水。

按活力单位计，所述葡萄糖氧化酶在所述营养乳剂中的添加量为5~50u/g碳水化合物；转谷氨酰胺酶在所述营养乳剂中的添加量为10~100u/g蛋白质，蛋白酶在所述营养乳剂中的添加量为2000~10000u/g蛋白质。

所述蛋白质主要来源于乳清蛋白、乳清分离蛋白、水解乳清蛋白、酪蛋白、酪蛋白酸盐、乳铁蛋白以及大豆分离蛋白中的一种或几种的混合物。

所述油脂主要来源葵花籽油、亚麻籽油、大豆油、花生油、芝麻油、橄榄油及中链脂肪酸酯中的一种或几种的混合物。

所述碳水化合物主要来源于葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽糊精及低聚麦芽糖中的一种或几种的混合物。

所述复合酶制剂主要由动物、植物或微生物来源的葡萄糖氧化酶、转谷氨酰胺酶和蛋白酶组成。

所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

本发明的另一目的在于提供所述的复合酶营养乳剂的制备方法，包括如下步骤：

s1：将温度为50~90℃的蒸馏水加入到含有蛋白质和碳水化合物的混合物中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并进行均浆乳化（可用均浆机），匀浆速度为：5000~15000r/min，匀浆时间为：5~60min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至6.0~8.0，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度30~60℃，反应时间0.5~12h，搅拌速度50~500r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理（可使用高压均质机），均质处理的条件为：200~1000bar，循环2~10次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行灭菌，灭菌条件为：0.05~0.15mpa，110~130℃，10~30min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

本发明添加的复合酶制剂含有三种酶，其中，葡萄糖氧化酶能够催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸，产生的副产物过氧化氢能够进攻蛋白质中的自由巯基，促进蛋白质分子内和分子间形成二硫键交联；转谷氨酰胺酶能够催化蛋白质中的赖氨酸和谷氨酰胺进行交联反应，生成ε-（γ-氨酰基）赖氨酸共价键，促进蛋白质形成分子内和分子间交联结构；蛋白酶则能够催化蛋白质中的肽键水解，生成多肽链片段，蛋白质水解后有助于促进葡萄糖氧化酶和转谷氨酰胺酶发挥其对蛋白/多肽交联的影响。因此，在复合酶制剂的作用下，蛋白质能够形成紧密的分子内和分子间交联结构，这种结构能够降低盐离子破坏蛋白质水化层而产生的蛋白质聚集沉淀影响，从而提高营养乳剂的感官特性和稳定性。

复合酶制剂在含蛋白质液态产品中的应用。这里的液态产品包括乳剂、饮料等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的营养乳剂是通过使用复合酶制剂催化制备得到的，实验确定了最适反应条件和组分组成。在最佳组分及含量范围内，并在最适酶反应条件下，得到的营养乳剂具有良好的感官品质和稳定性。高温高压灭菌后以及在后续的长期高温存储下，没有出现分层、乳析、沉淀或絮凝等不稳定现象。

2、本发明提供的上述营养乳剂在制备过程中无需添加任何天然或人口合成的乳化剂、增稠剂、稳定剂或抗氧化剂等，因此，对于生产者来说节约了成本，而对于消费者而言则消除了潜在的食品安全隐患。

附图说明

图1为实施例1和对比例1中所得营养乳剂的比对图；

图2为实施例1所得营养乳剂储存随时间变换稳定性图（从左至右依次为0月、1月、2月、3月）。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。

实施例1

一种复合酶营养乳剂，原料组成为：乳清蛋白2.0%；橄榄油5%；麦芽糊精15%；复合酶中葡萄糖氧化酶添加量5u/g麦芽糊精、转谷氨酰胺酶添加量10u/g乳清蛋白、蛋白酶添加量10000u/g乳清蛋白；复合维生素0.1%；复合矿物质0.1%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为50℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（乳清蛋白）和碳水化合物（麦芽糊精）的混合物中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（橄榄油）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：5000r/min，匀浆时间为：60min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至6.5，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度30℃，反应时间12h，搅拌速度50r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：300bar，循环8次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.05mpa，110℃，30min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

实施例2

一种复合酶营养乳剂，原料组成为：水解乳清蛋白4.0%；花生油6%；麦芽糊精5%；蔗糖8%，复合酶中葡萄糖氧化酶添加量25u/g蔗糖、转谷氨酰胺酶添加量50u/g水解乳清蛋白、蛋白酶添加量2000u/g水解乳清蛋白；复合维生素0.1%；复合矿物质0.1%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为60℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（水解乳清蛋白）和碳水化合物（麦芽糊精、蔗糖）的混合物中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（花生油）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：7000r/min，匀浆时间为：50min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至7.0，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度40℃，反应时间10h，搅拌速度100r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：500bar，循环6次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.10mpa，120℃，20min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

实施例3

一种复合酶营养乳剂，原料组成为：大豆分离蛋白6.0%；葵花籽油6%；蔗糖8%，葡萄糖5%；复合酶中葡萄糖氧化酶添加量35u/g葡萄糖、转谷氨酰胺酶添加量80u/g大豆分离蛋白、蛋白酶添加量5000u/g大豆分离蛋白；复合维生素0.1%；复合矿物质0.1%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为70℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（大豆分离蛋白）和碳水化合物（蔗糖、葡萄糖）的混合粉末中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（葵花籽油）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：9000r/min，匀浆时间为：40min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至7.5，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度50℃，反应时间8h，搅拌速度200r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：700bar，循环5次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.15mpa，130℃，10min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

实施例4

一种复合酶营养乳剂，原料组成为：酪蛋白8.0%；大豆油1%；麦芽糖20%，；复合酶中葡萄糖氧化酶添加量50u/g麦芽糖、转谷氨酰胺酶添加量50u/g酪蛋白、蛋白酶添加量7000u/g酪蛋白；复合维生素0.05%；复合矿物质1%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为80℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（酪蛋白）和碳水化合物（麦芽糖）的混合粉末中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（大豆油）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：11000r/min，匀浆时间为：30min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至6.0，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度55℃，反应时间6h，搅拌速度300r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：200bar，循环10次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.10mpa，120℃，20min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

实施例5

一种复合酶营养乳剂，原料组成为：酪蛋白酸钠10.0%；中链脂肪酸酯20%；低聚麦芽糖5%；复合酶中葡萄糖氧化酶添加量25u/g低聚麦芽糖、转谷氨酰胺酶添加量100u/g酪蛋白酸钠、蛋白酶添加量4000u/g酪蛋白酸钠；复合维生素0.5%；复合矿物质0.01%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为90℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（酪蛋白酸钠）和碳水化合物（低聚麦芽糖）的混合粉末中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（中链脂肪酸酯）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：13000r/min，匀浆时间为：20min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至8.0，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度60℃，反应时间4h，搅拌速度400r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：1000bar，循环2次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.05mpa，110℃，30min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

实施例6

一种复合酶营养乳剂，原料组成为：乳清分离蛋白2.0%；芝麻油5%；葡萄糖10%；菊粉0.5%（含有大量水溶性膳食纤维）；龙眼多糖1%；复合酶中葡萄糖氧化酶添加量5u/g葡萄糖、转谷氨酰胺酶添加量10u/g乳清分离蛋白、蛋白酶添加量10000u/g乳清分离蛋白；复合维生素0.1%；复合矿物质0.1%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为50℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（乳清分离蛋白）、碳水化合物（葡萄糖、菊粉和龙眼多糖）的混合物中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（芝麻油）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：15000r/min，匀浆时间为：5min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至6.5，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度30℃，反应时间0.5h，搅拌速度500r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：300bar，循环8次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.05mpa，110℃，30min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

对比例1

一种营养乳剂，原料组成为：乳清蛋白2.0%；橄榄油5%；麦芽糊精15%；复合酶中葡萄糖氧化酶添加量0u/g麦芽糊精（即不添加葡萄糖氧化酶）、转谷氨酰胺酶添加量10u/g乳清蛋白、蛋白酶添加量10000u/g乳清蛋白；复合维生素0.1%；复合矿物质0.1%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为50℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（乳清蛋白）和碳水化合物（麦芽糊精）的混合物中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（橄榄油）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：5000r/min，匀浆时间为：60min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至6.5，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度30℃，反应时间12h，搅拌速度50r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：300bar，循环8次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.05mpa，110℃，30min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

对比例2

一种营养乳剂，原料组成为：乳清蛋白2.0%；橄榄油5%；麦芽糊精15%；复合酶中葡萄糖氧化酶添加量5u/g麦芽糊精、转谷氨酰胺酶添加量10u/g乳清蛋白、蛋白酶添加量0u/g乳清蛋白（即不添加蛋白酶）；复合维生素0.1%；复合矿物质0.1%；余量为水。所述复合维生素和复合矿物质的组成参照中国居民膳食（dris）指南要求。

上述乳剂的制备方法如下：

s1：将温度为50℃的蒸馏水加入到含有蛋白质（乳清蛋白）和碳水化合物（麦芽糊精）的混合物中，充分搅拌至完全水化，得到蛋白质/碳水化合物水溶液；

s2：将称量好的油脂（橄榄油）、复合矿物质和复合维生素倒入到上述蛋白质/碳水化合物水溶液中，并开启匀浆机进行乳化，匀浆速度为：5000r/min，匀浆时间为：1060min，得到蛋白质/碳水化合物/油脂三元乳化液；

s3：调节上述三元乳化液的ph至6.5，加入复合酶制剂进行酶催化反应，反应温度30℃，反应时间12h，搅拌速度50r/min；

s4：酶催化反应结束后，将上述三元乳化液进行均质处理，均质处理的条件为：300bar，循环8次；

s5：均质完成后，将上述三元乳化液灌装后进行高压灭菌，灭菌条件为：0.05mpa，110℃，30min；

s6：灭菌完成后，取出上述三元乳化液并冷却至室温，即得营养乳剂。

六个实施例之间的测试结果之间较为相似，故以实施例1为代表进行分析。

将实施例1与对比例1或2制得的营养乳剂进行比对，结果发现，在高温高压灭菌后，经三种酶复合处理的营养乳剂（实施例1）其稳定性和感官品质要优于仅由两种酶复合处理的营养乳剂（对比例1或对比例2），对比例1和2都有分层、乳析和沉淀的情况出现，且瓶壁上粘附有大的乳剂颗粒（图1），该结果表明，缺乏葡萄糖氧化酶（对比例1）或蛋白酶（对比例2）的作用降低了营养乳剂的稳定性和感官品质。

为进一步观察乳剂稳定性，将实施例1所得产品置于40℃、60%相对湿度环境内3个月模拟加速试验，结果如图2所示。由图可见，上述复合酶处理的乳剂在加速试验中表现出了良好的稳定性，没有出现分层、乳析和沉淀的情况，且瓶壁上也无出现大的乳剂颗粒。以上结果表明，在制备上述营养乳剂过程中，添加复合酶制剂显著提高了上述营养乳剂的感官品质和稳定特性，三种酶复配具有协同增效的作用，从而提高营养乳剂的品质。

上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。