一种羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于食品制造，涉及一种羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan，cmcs）是一种线性多糖，由于其生物相容性、生物降解性和可再生性而引起了人们的极大兴趣。cmcs由于其链上含有大量的氨基和羟基，提供了强大的分子间氢键，导致其具有较强的水溶性。它的两亲性聚电解质性质使其成为稳定乳液的理想选择。一方面，它可以通过静电和/或空间排斥力在油滴表面吸附来稳定乳液，防止液滴絮凝和聚结。另一方面，它可以通过改变水连续相的粘度，减缓液滴的运动和聚集，来提高乳液的稳定性。

2、全营养乳是指可作为单一营养来源满足目标人群的营养需求的一种特殊配方食品，应用前景广泛。全营养乳作为一种营养支持的食品，可以起到降低营养风险，达到营养“治疗”的作用，具有免疫调控、减轻氧化应激、维护胃肠道功能与结构、促进伤口愈合、提高病人生存率、缩短住院时间等效果，相比肠外营养更加经济。但全营养乳成分复杂，有大分子的蛋白质、碳水化合物组分，不溶于水的脂肪，可溶及不可溶的矿物质等成分，这些均会影响全营养乳剂的均一性和稳定性。其主因在于：蛋白质对环境（ph值变化、离子强度等）抵抗力较差，导致了乳剂较差的稳定性，出现沉降、絮凝、聚集等不稳定现象。

3、专利cn114586969a公开了一种乳清分离蛋白-羧甲基壳聚糖油凝胶及其制备方法和应用。具体地，将乳清分离蛋白溶液和羧甲基壳聚糖溶液等体积混合，经超声、热变性处理后，通过真空冷冻干燥去除水相，制得气凝胶骨架，浸入食用油中达到吸油平衡，从而得到乳清分离蛋白-羧甲基壳聚糖油凝胶。该油凝胶有一定的吸油、持油能力、一定的硬度，且能够实现很好的抗氧化和功能因子递送的效果。然而，该技术未公开气凝胶骨架在全营养乳制备中的应用。

4、专利cn116672977a公开了一种复合微球及其制备方法。所述复合微球包括内核和至少部分包覆于内核表面的外壳，所述内核包括凝聚体溶液，所述外壳包括纳米纤维；其中，凝聚体溶液包括带正电荷的第一物质和带负电荷的第二物质。本发明通过核壳结构的构建，能够有效组织存储、运输过程中凝聚体溶液的聚集，使得凝聚体溶液能够保证其形态和大小，很好的解决了凝聚体流动性差、粘稠度高，在储存时易聚集的问题。然而，该技术未公开酪蛋白与羧甲基壳聚糖形成的复合物在全营养乳制备中的应用。

5、专利cn109480291a公开了一种新型复合糖基化改性方法，以酪蛋白和羧甲基壳聚糖为原料，制备一种接枝度高、热稳定性好的共聚物，并应用于对egcg的包封，旨在提升egcg稳定性和缓释性能。该方法使用酪蛋白与羧甲基壳聚糖在磷酸缓冲水溶液中溶解，然后置于微波反应器中进行加热，形成初级糖基化产物，再冷冻干燥、研磨、加入饱和溴化钾溶液中进行反应，得到糖基化酪蛋白-羧甲基壳聚糖共聚物。然而，该技术中羧甲基壳聚糖与酪蛋白发生了共价键连接，也未提供其在食品中的应用。

6、综上，现有技术尚未能够提供一种用于制备更加稳定、风味色泽更好的全营养乳剂的多糖-蛋白复合物。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对现有技术尚不能给出一种用于制备更加稳定、风味色泽更好的全营养乳剂的多糖-蛋白复合物的瓶颈问题，本发明的目的是提供一种羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物及其制备方法和应用。蛋白多糖相互作用可有效改善乳液稳定性。其中，通过酪蛋白和cmcs的相互作用可制备羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物，以作为新型乳化剂和稳定剂，充分利用了蛋白质和多糖的综合性能。cmcs可以通过吸附在空气-水/油水界面上降低界面张力，并通过在连续相中形成致密的聚电解质网络来减缓油滴的扩散，提高乳剂稳定性。

2、为实现上述发明目的，一方面，本发明提供了一种羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物，由以下成分组成：酪蛋白、羧甲基壳聚糖和酸度调节剂，其中，所述酪蛋白与所述羧甲基壳聚糖的质量比为5：0.1-0.4。

3、优选地，所述酸度调节剂选自柠檬酸、盐酸、磷酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、己二酸中的至少一种。

4、更优选地，所述酸度调节剂选自柠檬酸、盐酸、磷酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、己二酸中的一种。

5、再优选地，且作为本发明的实例，所述酸度调节剂为柠檬酸。

6、优选地，所述酪蛋白与所述羧甲基壳聚糖的质量比为5：0.2-0.3。

7、优选地，所述羧甲基壳聚糖的分子量为200-300kda。

8、更优选地，且作为本发明的实例，所述羧甲基壳聚糖的分子量为240kda。

9、优选地，所述羧甲基壳聚糖的取代度为70%-90%。

10、更优选地，且作为本发明的实例，所述羧甲基壳聚糖的取代度为90%。

11、另一方面，本发明提供了上述羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物的制备方法，包括以下步骤：将酪蛋白与水混合，加入羧甲基壳聚糖搅拌，用酸度调节剂调节ph至7.0，干燥，得羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物。

12、优选地，所述酪蛋白与所述水的质量比为1：19-21。

13、更优选地，且作为本发明的实例，所述酪蛋白与所述水的质量比为1：20。

14、优选地，所述混合为300-700rpm下搅拌20-40min。

15、更优选地，且作为本发明的实例，所述混合为500pm下搅拌30min。

16、优选地，所述加入羧甲基壳聚糖搅拌具体为加入羧甲基壳聚糖后300-700rpm下搅拌20-40min。

17、更优选地，且作为本发明的实例，所述加入羧甲基壳聚糖搅拌具体为加入羧甲基壳聚糖后500rpm下搅拌30min。

18、优选地，所述干燥为冷冻干燥。

19、更优选地，所述冷冻干燥具体为：在-40~-60℃、10-100pa的条件下冷冻干燥24小时。

20、再一方面，本发明提供了一种全营养乳，包括以下原料：羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物、木薯糊精、低聚半乳糖、大豆膳食纤维、电解质盐、复配维生素、复合矿物质、脂质和水；其中，所述羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物为上述羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物和/或上述制备方法制得的羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物。

21、其中，所述水包括但不限于纯净水、超纯水、蒸馏水、去离子水和/或自来水等。

22、其中，上述全营养乳剂中，所述复配维生素和复合矿物质的来源包括但不限于市售、自行配置和/或从天然物质中提取，等。

23、优选地，所述复配维生素包括维生素a、维生素c、维生素d、维生素e、维生素k1、维生素b1、维生素b2、维生素b6、维生素b12、烟酸、泛酸、叶酸和生物素。

24、更优选地，且作为本发明的实例，所述复配维生素为维生素a、维生素c、维生素d、维生素e、维生素k1、维生素b1、维生素b2、维生素b6、维生素b12、烟酸、泛酸、叶酸、生物素的混合物。

25、优选地，所述复合矿物质含有铁、铜、碘、锌、锰、硒。

26、优选地，所述电解质盐包括氯化钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、氯化镁和磷酸氢二钾。

27、更优选地，且作为本发明的实例，所述电解质盐由氯化钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、氯化镁和磷酸氢二钾组成。

28、优选地，所述脂质包括植物油、中链甘油三酯和磷脂。

29、更优选地，所述植物油选自葵花籽油、大豆油、椰子油、花生油、玉米油、菜籽油中的至少一种。

30、再优选地，所述植物油选自葵花籽油、大豆油、椰子油、花生油、玉米油、菜籽油中的至少两种。

31、进一步优选地，且作为本发明的实例，所述植物油为大豆油和葵花籽油以1：1的体积比混合的混合物。

32、优选地，所述全营养乳按重量份包括以下原料：羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物5.1-5.4份、木薯糊精10-15份、低聚半乳糖0.5-1份、大豆膳食纤维0.8-1份、氯化钠0.1-0.15份、柠檬酸钠0.1-0.12份、柠檬酸钾0.1-0.15份、氯化镁0.15-0.2份、磷酸氢二钾0.1-0.15份、复配维生素0.05-0.1份、复合矿物质0.05-0.1份、植物油2.5-3.0份、中链甘油三酯0.2-0.5份、磷脂0.3-0.5份和水74.65-77.93份。

33、作为本发明的一个实例，所述全营养乳按重量份包括以下原料：羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物5.1份、木薯糊精10份、低聚半乳糖1份、大豆膳食纤维1份、氯化钠0.15份、柠檬酸钠0.12份、柠檬酸钾0.15份、氯化镁0.2份、磷酸氢二钾0.15份、复配维生素0.1份、复合矿物质0.1份、植物油3份、中链甘油三酯0.5份、磷脂0.5份和水77.93份。

34、作为本发明的一个实例，所述全营养乳按重量份包括以下原料：羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物5.4份、木薯糊精15份、低聚半乳糖0.5份、大豆膳食纤维0.8份、氯化钠0.1份、柠檬酸钠0.1份、柠檬酸钾0.1份、氯化镁0.15份、磷酸氢二钾0.1份、复配维生素0.05份、复合矿物质0.05份、植物油2.5份、中链甘油三酯0.2份、磷脂0.3份和水74.65份。

35、更优选地，所述全营养乳按重量份包括以下原料：羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物5.2-5.3份、木薯糊精12-13份、低聚半乳糖0.7-0.8份、大豆膳食纤维0.85-0.9份、氯化钠0.125-0.14份、柠檬酸钠0.105-0.11份、柠檬酸钾0.12-0.13份、氯化镁0.17-0.18份、磷酸氢二钾0.12-0.13份、复配维生素0.07-0.08份、复合矿物质0.07-0.08份、植物油2.75-2.9份、中链甘油三酯0.35-0.45份、磷脂0.4-0.45份和水75.525-76.795份。

36、作为本发明的一个实例，所述全营养乳按重量份包括以下原料：羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物5.2份、木薯糊精12份、低聚半乳糖0.8份、大豆膳食纤维0.9份、氯化钠0.125份、柠檬酸钠0.11份、柠檬酸钾0.13份、氯化镁0.17份、磷酸氢二钾0.12份、复配维生素0.07份、复合矿物质0.08份、植物油2.75份、中链甘油三酯0.35份、磷脂0.4份和水76.795份。

37、作为本发明的一个实例，所述全营养乳按重量份包括以下原料：羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物5.3份、木薯糊精13份、低聚半乳糖0.7份、大豆膳食纤维0.85份、氯化钠0.14份、柠檬酸钠0.105份、柠檬酸钾0.12份、氯化镁0.18份、磷酸氢二钾0.13份、复配维生素0.08份、复合矿物质0.07份、植物油2.9份、中链甘油三酯0.45份、磷脂0.45份和水75.525份。

38、再一方面，本发明提供了上述全营养乳的制备工艺，包括以下步骤：

39、s1、将羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物、木薯糊精、低聚半乳糖、大豆膳食纤维、电解质盐、复配维生素、复合矿物质与水混合，调节ph，调节温度，得到水相；

40、s2、将脂质搅拌，调节温度，得到油相；

41、s3、将步骤s1中得到的水相与步骤s2中得到的油相混合，加余量水，分散，灭菌，得全营养乳。

42、优选地，步骤s1中，所述调节ph为调节ph至7.0-7.5。

43、更优选地，且作为本发明的一个实例，步骤s1中，所述调节ph为调节ph至7.3。

44、优选地，步骤s1中，所述调节温度为调节温度至55-65℃。

45、更优选地，且作为本发明的一个实例，步骤s1中，所述调节温度为调节温度至60℃。

46、优选地，步骤s2中，所述调节温度为调节温度至55-65℃。

47、更优选地，且作为本发明的一个实例，步骤s2中，所述调节温度为调节温度至60℃。

48、优选地，步骤s3中，所述分散具体为在6900-7100rpm条件下剪切2.5-3.5min，再在50mpa压力下均质。

49、更优选地，步骤s3中，所述分散具体为在7000rpm条件下剪切3min，再在50mpa压力下均质1次。

50、优选地，步骤s3中，所述分散后进行罐装。

51、优选地，步骤s3中，所述灭菌为121℃灭菌15min。

52、再一方面，本发明提供了上述羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物及其制备方法、上述全营养乳剂及其制备工艺在食品生产中的应用。

53、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

54、（1）提供了一种羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物及制备方法，该羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物具有能够在水中良好分散的特点，对酪蛋白在全营养乳中的稳定性起到了至关重要的作用。

55、（2）提供了一种利用该羧甲基壳聚糖-酪蛋白复合物制备的全营养乳。该全营养乳具有风味更加宜人、稳定性更好、色泽更好的特点。

56、（3）本发明还提供了上述全营养乳剂的制备工艺，具有操作简单、易于推广的特点，具有良好的应用前景。