一种提高乳清蛋白稳定性的方法及其在特医食品中的应用与流程

本发明涉及特殊医学用途配方食品，具体涉及一种提高乳清蛋白稳定性的方法及其在特医食品中的应用。

背景技术：

1、特殊医学用途配方食品是针对进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或其他特定疾病状态人群的营养需要专门加工配制而成的配方食品。特殊医学用途配方食品主要分为粉剂和乳剂两种剂型，其中粉剂分为湿法和干法两种制备方法。自我国2016年发布《gb29922-2013特殊医学用途配方食品通则》至今，共获得注册的特医食品中普通全营养配方乳液剂型产品仅1款，并且其蛋白质为单一稳定性较好的蛋白质来源。这是由于全营养乳液配方复杂，工艺条件苛刻，导致制备过程中蛋白质的稳定性极差，产品在灭菌后发生絮凝、沉淀、聚并等现象。在特医食品含蛋白产品中乳清蛋白的稳定性为最差蛋白之一，但是乳清蛋白的生物利用率及氨基酸评分是蛋白中最高的。当特医食品中同时存在乳清蛋白时，在灭菌阶段会发生明显的结块现象，特别是当产品中含有乳清蛋白及其他蛋白时，该现象会更加明显，导致产品感官性极差，使用产品的依从性极差。因此，提高乳清蛋白在特医食品乳液产品中的稳定性，特别是在与其他种类的蛋白在高温灭菌条件下的稳定性，将大大提高产品的营养充足性、生物利用率及产品的依从性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，通过处理乳清蛋白及添加含硫氨基酸的情况下提高乳清蛋白的耐热性、耐离子强度、与其他蛋白质在高温下的稳定性等作用。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种提高乳清蛋白稳定性的方法，包括如下步骤：

4、a、将乳清蛋白均匀分散于水中，加入含硫氨基酸，得到乳清蛋白混悬液1，放置于冰浴中备用；

5、b、准备适量热水，在高速剪切条件下将所述热水快速加入到所述乳清蛋白混悬液1中，并保持高速剪切，得到乳清蛋白混悬液2；

6、c、将所述乳清蛋白混悬液2进行均质，得到乳清蛋白稳定产品。

7、本发明通过瞬间加热乳清蛋白及配合均质的方法可以极大的提高乳清蛋白的热稳定性，更意想不到的是在乳清处理过程中加入适量的含硫氨基酸不但可以提高乳清蛋白自身的热稳定性，同时还可以很好提高乳清蛋白与其他蛋白的相容性，即使在存在高粒子浓度的乳液情况下，乳清蛋白与其他蛋白复配的产品依旧具有极高的耐热性和稳定性。

8、经过研究发现，由于乳清蛋白是长链大分子物质，其中存在大量的含硫氨基酸，在正常情况下这些含硫氨基酸是折叠在蛋白结构内。但是，在加工过程中一受热乳清蛋白的折叠结构会打开，导致这些含硫氨基酸暴露出来，相互结合形成双硫键，导致乳清蛋白长链内部间发生了结合，发生了絮凝。而如果是复配乳剂，受热状态下乳清蛋白的折叠结构打开的同时，其他蛋白的折叠结构也会打开，乳清蛋白长链会进一步与其他蛋白的长链进行结合形成双硫键，导致更严重的絮凝现象。本发明通过瞬间加热使乳清蛋白的折叠结构提前打开，硫键提前暴露出来，此时溶液中存在更活跃的小分子含硫氨基酸，这些氨基酸更容易与乳清蛋白含有的含硫氨基酸结合，使得乳清蛋白与含硫氨基酸形成双硫键，封闭乳清蛋白长链上含硫氨基酸的活性，从而抑制蛋白絮凝现象的产生。

9、步骤b中，高速剪切以达到液面发生剧烈翻滚状态并持续保持，具体剪切速度可以根据不同的剪切头大小进行调整。之后迅速将热水加入其中，使乳清蛋白发生轻微变性，折叠结构打开暴露出硫键，并与溶液中小分子含硫氨基酸结合形成双硫键，从而形成稳定的蛋白质，乳清蛋白长链上含硫氨基酸的活性被封闭，无法在后续加工中发生进一步结合产生絮凝。加入热水的速度要快，不能太慢，太慢容易在加入到体系后迅速降温而无法有效引起乳清蛋白发生变性，硫键难以暴露从而难以与含硫氨基酸形成双硫键。

10、冰浴方法包括但不限于冷冻水或乙二醇等溶液的冷冻机组热交换法、放置冰水中静置等方法。

11、优选的，在步骤a中，所述含硫氨基酸包括半胱氨酸、蛋氨酸中的一种或多种。

12、根据结构式可以看出，半胱氨酸和蛋氨酸的含硫键位于结构式中的一端，容易游离出来产生含硫自由基，从而容易与乳清蛋白暴露出来的硫键进行结合形成双硫键。相较而言，加入半胱氨酸效果比蛋氨酸更好，因为半胱氨酸是-sh键，比蛋氨酸的-sch3更容易游离产生自由基。

13、优选的，在步骤a中，还包括调节ph，将所述乳清蛋白混悬液1调节至弱碱性。

14、优选的，在步骤a中，将所述乳清蛋白混悬液1调节至ph大于7小于9。

15、ph的调节剂包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、氧化镁等常用酸碱调节剂，ph值严格的保持在ph7～ph9，不包括ph7和ph9。

16、均质方法包括但不限于高压均质、膜均质、微射流均质等。

17、优选的，所述乳清蛋白混悬液1中，所述乳清蛋白与水的质量比为1～40：100，所述含硫氨基酸的质量含量为0.001％～0.01％；在步骤b中，所述乳清蛋白与所述热水的质量比为1～40：100。

18、在步骤a中先加入部分水进行分散，再在步骤b中加入热水提高乳清蛋白的热稳定性，控制热水加入完毕后乳清蛋白总的质量含量在1％～20％之间，并确保乳清蛋白混悬液2的温度在50～70℃之间。

19、优选的，在步骤b中，所述乳清蛋白混悬液1的温度为25～50℃，所述热水温度≥95℃，所述乳清蛋白混悬液2的温度为50～70℃。

20、水加热方法包括但不限于电、火、高压等方式进行加热，水温度≥95℃，温度不设上限可以为过热水，且加入适量的热水的前提是要保证乳清蛋白混悬液2的温度为50～70℃

21、优选的，在步骤b中，所述热水加入完毕后，再保持高速剪切5～20分钟；步骤c中，所述均质为高压均质，均质压力300～700bar，进行2～6次。

22、一种上述提高乳清蛋白稳定性的方法在特医食品中的应用。

23、本发明主要应用于固体饮料、特殊医学用途配方食品及肠内营养制剂中含有蛋白质类产品中，其中包括但不限于特殊医学用途配方食品普通全营养乳，特殊医学用途配方食品粉(湿法)，特殊医学用途配方食品非全营养组件(蛋白组件、氨基酸组件等)，特殊医学用途配方食品特定全营养乳及特殊医学用途配方食品粉及肠内营养制剂(疾病包括但不限于肿瘤，肾病，糖尿病、呼吸系统疾病、肝病、肌肉衰减综合症、创伤、感染、手术及其他应激状态、炎性肠病、食物蛋白过敏、难治性癫痫、胃肠道吸收障碍、胰腺炎、脂肪酸代谢异常、肥胖、减脂手术等)。

24、优选的，将所述乳清蛋白稳定产品应用到特医食品乳液中；当所述特医食品乳液存在乳清蛋白以外的其他蛋白质时，在分散溶解步骤中，待其他物料分散溶解完成后，先分散所述其他蛋白质，并调节体系ph至弱碱性后，再进行高速剪切的同时加入所述乳清蛋白稳定产品，之后进行均质、灌装、灭菌工序，得到所述特医食品乳液。

25、优选的，所述其他蛋白质包括酪蛋白酸盐、酪蛋白、浓缩牛奶蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白中的一种或多种；所述调节体系ph为调节至ph大于7小于9；所述乳清蛋白稳定产品使用时保持温度为40～50℃。其他蛋白质包括但不限于酪蛋白酸盐、酪蛋白、浓缩牛奶蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白等中的一种或多种。

26、乳清蛋白稳定产品稳定最优为40～50℃之间，但不限于其他温度。

27、与现有技术相比较，实施本发明，具有如下有益效果：

28、本发明通过处理乳清蛋白及添加含硫氨基酸的情况下提高乳清蛋白的耐热性、耐离子强度、与其他蛋白质在高温下的稳定性等作用。乳清蛋白及乳清蛋白与其他蛋白质的耐热性一直是功能性食品及保健食品产品的技术难题，即使乳清蛋白在临床营养中是非常受欢迎，然而其热稳定性差是相关的液态产品未应用于临床的主要原因。本发明的创新点在于通过瞬间加热乳清蛋白及配合均质的方法可以极大的提高乳清蛋白的热稳定性，更意想不到的是在乳清处理过程中加入适量的含硫氨基酸不但可以提高乳清蛋白自身的热稳定性，同时还可以很好提高乳清蛋白与其他蛋白的相容性，即使在存在高粒子浓度的乳液情况下，乳清蛋白与其他蛋白复配的产品依旧具有极高的耐热性和稳定性。另外，由于实现乳清蛋白及乳清蛋白复配其他蛋白在液态产品中的稳定性，ph值是一个非常关键的因素，ph值过高或者过低均影响其稳定性，因此本技术主要应用于固体饮料、饮料、特医食品和肠内营养等中性或偏弱碱性产品中。