专利名称：一种乳清蛋白凝胶状乳液的生产方法
技术领域：
本发明涉及蛋白质乳液，特别是涉及蛋白质乳液凝胶的生产工艺，具体是指一种 新型冷、凝胶样乳清蛋白乳液的生产方法。
背景技术：
蛋白乳液或蛋白乳液凝胶是一类重要的食品体系，在食品、化工及其他相关领域 具有广泛的应用前景。譬如，牛奶或其他奶制品就是一类蛋白乳液，而相关的各种酸奶制品 可认为是一类蛋白乳液凝胶。由于具有良好的质构及感官，甚至可作为一种很好的活性物 质包埋载体，此类体系至今越来越受到工业界的关注。与蛋白乳液相比，蛋白乳液凝胶的稳 定性更佳，因而在食品工业中的应用潜力更好。乳清蛋白作为奶酪生产的一种副产物，其开发利用一直受到国内外的关注。国内 外大量研究表明，乳清蛋白不仅具有很好的营养特性及一些生物功能，如提高机体免疫力， 而且还具有优越的加工性能，特别是胶凝性能和乳化性能。此类优越的加工性能致使乳清 蛋白在食品工业及相关工业领域中的应用越来越广泛。乳清蛋白的工业商用制品主要有 两类，一是乳清蛋白浓缩物(whey protein concentrate，简称WPC)，另一是乳清分离蛋白 (whey proteinisolate，简称WPI)。后者还可进一步分离纯化得到富含β -乳球蛋白的 WPI，和富含α-乳清蛋白的WPI。其中，WPC是目前最为主要也是应用最为广泛的乳清蛋白 制品。目前，对乳清蛋白乳液凝胶的研究则相对较少，至今所开展的研究大都局限于热 致机理的乳液凝胶。此类乳液凝胶由于需要一个难以控制的热处理过程，而且明显不适作 为含有热敏物质的体系，因而在食品工业领域的应用研究一直进展不大。针对此问题，国内 外也探索了其他一些凝固机理，譬如采用酸(如葡萄糖-S-丙酯)、盐(如氯化钙)甚至酶 法(如转谷氨酰胺酶共价交联)等，此类乳液凝胶的形成通常不涉及加热处理(除乳化之 前对蛋白质进行预热处理之外)，因而也被称为“冷致”(cold-set)乳液凝胶。相对而言， 此类冷致乳液凝胶在生物活性物质的包埋方面比传统热致凝胶更具优势，因而在食品工业 领域的应用更为广阔。尽管如此，国内外至今在冷致蛋白乳液凝胶的研究仍进展不大。究其根源，仍然在 于上述的诸多冷蛋白乳液致凝胶的生产及相关品质仍然存在局限性。譬如，酸诱导乳液凝 胶的制备相对需要很长的时间，这对于食品的加工是极其不利，因为更易遭受微生物的污 染，而且此类乳液凝胶还存在风味较差(呈酸味)的缺点；对于盐诱导乳液凝胶的场合，则 存在制备过程难以控制(需要激烈机械搅拌)，口感粗糙、咸等局限；至于酶交联诱导乳液 凝胶，也存在生产时间长、成本高，甚至还需要一个杀酶的过程等局限。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种乳清蛋白 乳液凝胶(或凝胶样乳液)的生产方法。该方法不需要添加任何的凝固剂，也不需对乳液进行加热处理，可直接得到具有凝胶样形态的乳清蛋白乳液。本发明的目的通过如下技术方案实现一种乳清蛋白凝胶样乳液的生产方法，包括如下步骤和工艺条件第一步、通过机械搅拌，按固液比为0. 8 1. 5 10将乳清蛋白浓缩物或乳清分 离蛋白分散于蒸馏水中，充分水化6 12小时；所述固液比中固体用量单位为千克，液体用 量单位为升；第二步、对第一步所得蛋白分散液于70 75°C下加热处理0. 3 1小时，之后冷
却至常温；第三步、经第二步加热处理所得的乳清蛋白分散液以体积比8 4 2 6与植物 油搅拌混合，然后于转速为10000 20000转/分钟的条件下，经高速分散机均质分散2-3 分钟，得到蛋白粗乳液；所述植物油为大豆油、花生油、橄榄油或调和油；第四步、室温条件下，对蛋白粗乳液作高压微射流均质处理一次，其中均质压力为 20 120兆帕，即可得到乳液凝胶产品。最终得到的乳清蛋白乳液凝胶(或凝胶样乳液) 的形态为乳白色，类似于市场上搅拌型酸奶制品，如果添加一定的防腐剂，在密封条件下放 置数月外观基本上没发生变化，可见其稳定性极佳。为进一步实现本发明目的，所述第一步的固液比优选为1 1.2 10，水化时间优 选为8-10小时；所述固液比中固体用量单位为千克，液体用量单位为升。所述第二步优选为对第一步所得蛋白分散液于70°C下加热处理0. 5 1小时或于 75°C下加热处理0. 3 0. 5小时，之后冷却至常温。所述第三步的体积比优选为4 6 6 4 ；所述第三步的转速优选为15000转/分钟。所述第四步的高压微射流均质处理的均质压力优选为30-40兆帕。压力越低，则 能耗则越低，因而在某种程度上可降低相关生产成本。适用于本发明的乳清蛋白原料主要有WPC和WPI，原料本身的品质及蛋白含量对 终产品的品质影响不明显。相对而言，在相同蛋白用量条件下采用WPI生产的产品的乳液 凝胶的强度略大于WPC乳液凝胶。但是，WPC的商用价格明显低于WPI，因而本发明的原料 采用WPC更具工业及商业意义。不同植物油种类对终产品的影响不明显，因而选择哪一种 植物油视具体情况而定。通常来说，蛋白浓度或油相体积比越高，制备得到的凝胶样乳液的强度就越大。然 而，如果油相体积与蛋白分散液的比例超过8 2，经高压微射流处理之后，最终得到的乳 液会出现相分离现象。此外，如果蛋白分散液的蛋白质量浓度低于8%，油相体积与分散液 的比例也低于3 7，最终得到的乳液的强度呈弱凝胶样形态。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1.本发明以一种的制备工艺，不需要任何额外的凝固剂，生产出口感佳、稳定性优 越的新型蛋白乳液凝胶(或凝胶状乳液)。该工艺解决了现有蛋白乳液凝胶制备工艺存在 的不足。2.本发明涉及的生产工艺不仅简单、高效，生产成本低，而且环保、安全，因而极适 合工业化生产。3.本发明生产的乳清蛋白乳液凝胶不仅可作为一种营养食品制品，而且也可作为
4诸多热敏、脂溶的活性物质的包埋载体，广泛地用于功能(保健)食品的开发。通过本发明 生产的含活性物质的凝胶样乳液，可极大地提高该活性物质的生物效价，如肠胃道吸收率。4.本发明生产的乳清蛋白乳液凝胶的品质可通过蛋白质浓度及油相比例进行调 节，其具体配方也可很方便地根据实际需求进行调整，从而可生产出一系列适合不同人群 的基于此类乳液凝胶的功能(保健)食品。
具体实施例方式为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明 并不限于下述实施例。实施例一第一步常温下通过机械搅拌，按照固液比为1 10将WPC分散于蒸馏水中，然后 充分水化6小时；固液比中固体用量单位为千克，液体用量单位为升；第二步对上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加热处理0. 5小时，之后取出、冷却
至常温；第三步上述经加热处理的蛋白分散液以体积比4 6与植物油初步搅拌混均，然 后再于转速为15000转/分钟的条件下，经高速分散机均质分散2分钟，得到乳清蛋白粗乳 液；第四步室温条件下，进一步对上述的粗乳液作高压微射流均质处理一次，均质压 力为40兆帕，即可得到凝胶样乳液产品。本实施例所用的高压微射流均质机为美国MFIC 公司的微射流机(microfluidizer)，型号为Ml IOEH (以下实施例同)。经检测，所得凝胶样乳液产品在剪切速率为1秒―1的表观粘度约为400-500 帕·秒，而在线性粘弹区域(振荡频率为1弧·秒―1)的弹性模量和粘性模量分别为2000 帕和500帕。可见，该乳液样品为一种呈乳白色的凝胶样品，并且表现出很好的粘弹性能。实施例二第一步常温下通过机械搅拌，按照固液比0.8 10将WPI分散于蒸馏水，然后充 分水化12小时；固液比中固体用量单位为千克，液体用量单位为升；第二步对上述蛋白分散液置于75°C的水浴中加热处理1小时，之后取出、冷却至
常温；第三步上述经加热处理的蛋白分散液以体积分数比5 5与植物油初步搅拌混 均，然后再于转速为10000转/分钟的条件下，经高速分散机均质分散3分钟，得到乳清蛋 白粗乳液；第四步室温条件下，进一步对上述的粗乳液作高压微射流均质处理一次，均质压 力为40兆帕，即可得到凝胶样乳液产品。经检测，所得凝胶样乳液产品在剪切速率为1秒―1的表观粘度约为300帕 秒，而 在线性粘弹区域(如振荡频率为1弧·秒―1)的弹性模量和粘性模量分别约为1500帕和 300 帕。实施例三第一步常温下通过机械搅拌，按照固液比1.5 10将WPC分散于蒸馏水，然后充 分水化6小时；固液比中固体用量单位为千克，液体用量单位为升；
第二步对上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加热处理0. 3小时，之后取出、冷却
至常温；第三步上述经加热处理的蛋白分散液以体积分数比8 2与植物油初步搅拌混 均，然后再于转速为20000转/分钟的条件下，经高速分散机均质分散2分钟，得到蛋白粗 乳液；第四步室温条件下，进一步对上述的粗乳液作高压微射流均质处理一次，均质压 力为20兆帕，即可得到凝胶样乳液产品。经检测，所得凝胶样乳液产品在剪切速率为1秒―1的表观粘度仅为8帕·秒，而 在线性粘弹区域(如振荡频率为1弧·秒―1)的弹性模量和粘性模量分别约为300帕和70帕。实施例四第一步常温下通过机械搅拌，按照固液比1 10将WPI分散于蒸馏水，然后充分 水化6小时；固液比中固体用量单位为千克，液体用量单位为升；第二步对上述蛋白分散液置于70°C的水浴中加热处理30小时，之后取出、冷却至
常温；第三步上述经加热处理的蛋白分散液以体积分数比7 3与植物油初步搅拌混 均，然后再于转速为15000转/分钟的条件下，经高速分散机均质分散2分钟，得到乳清蛋 白粗乳液；第四步室温条件下，进一步对上述的粗乳液作高压微射流均质处理一次，均质压 力为40兆帕，即可得到凝胶样乳液产品。经检测，所得凝胶样乳液产品在剪切速率为1秒―1的表观粘度约为45帕 秒，而 在线性粘弹区域(如振荡频率为1弧 秒―1)的弹性模量和粘性模量分别约为600帕和200帕 。
权利要求
一种乳清蛋白凝胶样乳液的生产方法，其特征在于，包括如下步骤和工艺条件第一步、通过机械搅拌，按固液比为0.8～1.5∶10将乳清蛋白浓缩物或乳清分离蛋白分散于蒸馏水中，水化6～12小时，得蛋白分散液；所述固液比中固体用量单位为千克，液体用量单位为升；第二步、蛋白分散液于70～75℃下加热处理0.3～1小时，之后冷却至常温；第三步、经第二步加热处理所得的乳清蛋白分散液以体积比8～4∶2～6与植物油搅拌混合，然后于转速为10000～20000转/分钟的条件下，经高速分散机均质分散2-3分钟，得到蛋白粗乳液；所述植物油为大豆油、花生油、橄榄油或调和油；第四步、室温条件下，对蛋白粗乳液作高压微射流均质处理一次，其中均质压力为20～120兆帕，即可得到乳液凝胶产品。
2.根据权利要求1所述的一种新型乳清蛋白凝胶样乳液的生产方法，其特征在于所 述第一步的固液比为1 1.2 10，水化时间为8-10小时；所述固液比中固体用量单位为 千克，液体用量单位为升。
3.根据权利要求1所述的一种新型乳清蛋白凝胶样乳液的生产方法，其特征在于所 述第二步为对第一步所得蛋白分散液于70°C下加热处理0. 5 1小时或于75°C下加热处 理0. 3 0. 5小时，之后冷却至常温。
4.根据权利要求1所述的一种新型乳清蛋白凝胶样乳液的生产方法，其特征在于所 述第三步的体积比为4 6 6 4;所述第三步的转速为15000转/分钟。
5.根据权利要求1所述的一种新型乳清蛋白凝胶样乳液的生产方法，其特征在于所 述第四步的高压微射流均质处理的均质压力30-40兆帕。
全文摘要
本发明公开了一种乳清蛋白凝胶样乳液的生产方法，该方法首先按固液比为0.8～1.5∶10将乳清蛋白浓缩物或乳清分离蛋白分散于蒸馏水中，充分水化6～12小时，得到蛋白分散液；蛋白分散液于70～75℃下加热处理0.3～1小时，然后，乳清蛋白分散液以体积比8～4∶2～6与植物油搅拌混合，再通过适当的高速均质处理，得到粗蛋白乳液；最后，对粗蛋白乳液作高压微射流均质处理，即得到呈乳白色的凝胶样乳样制品。采用本发明方法生产乳清蛋白凝胶样乳液不仅工艺简单、成本低，而且安全、环保，生产得到的乳液制品可广泛用于各种营养食品、功能(保健)食品，也可用作脂溶性药物的包埋载体。
文档编号A23L1/29GK101878904SQ201010207989
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者刘付, 唐传核 申请人:华南理工大学