一种提高浓缩蛋白粉出粉率及性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高性能浓缩蛋白粉的制备方法，属于乳粉加工领域。
【背景技术】
[0002] 浓缩蛋白粉通常是指采用不同的方法制备粗蛋白，再经浓缩和喷雾干燥制备的蛋 白质含量在30 %~100 %的尚蛋白粉末，常见的有乳清浓缩蛋白、大?浓缩蛋白和浓缩乳 蛋白等。由于蛋白质含量比较高，浓缩蛋白粉被广泛的应用在营养品、鲜奶油、酸奶制品、模 拟奶酪、冰淇淋、焙烤食品、汤类食品和咖啡等食品中。浓缩蛋白容易受加工工艺及储藏条 件的影响而性能不稳定，这一劣势在一定程度上限制了浓缩蛋白粉的应用。因此提高浓缩 蛋白粉的性能稳定性有助于进一步提高浓缩蛋白粉的应用价值。
[0003] 喷雾干燥技术是将液态蛋白转化为蛋白粉的主要方法之一，但干燥工艺对蛋白粉 的性能有着重要的影响。不同蛋白质由于自身的组成及结构不同，其耐热程度也不同。在喷 雾干燥的工艺过程中，除了采用的进口温度会影响蛋白质的稳定性外，不同的干燥温度也 会影响着干粉表面不同蛋白质组分的分布，进而影响到干粉的储藏稳定性。此外，工业上通 常还会采用升高干燥温度的方式来增加出粉率，这种工艺手段不仅会引发蛋白质的变性， 也会增大能耗，导致浓缩蛋白粉的生产成本的增加；另一方面，虽然可以通过降低干燥温度 降低热敏性蛋白在喷雾干燥过程中的不良影响，但是低温下乳液粘壁严重，这就会降低最 终产品的出粉率，也会影响产品的含水量等性能。因此，在较低温度下进行蛋白粉的喷雾干 燥并同时保持蛋白粉的出粉率等性质十分重要。
[0004] 脂肪酸及脂肪酸酯是食品中重要的组成部分，它们既可以增加食品的营养及风 味，又可以在一定程度上改善食品的质构等性能。但是，不饱和脂肪酸容易氧化的劣势会影 响食品的储藏稳定性。另外，传统的观点认为，脂类物质对蛋白粉复水会有负面的影响，因 为疏水性的脂不利于蛋白在水中的溶解。然而，研宄表明，脂肪酸及脂肪酸酯对蛋白粉的影 响与它们在食品中的含量有关，也与脂的种类有关，脂对蛋白粉的影响并不都是负面的。因 此，合理利用脂肪酸及脂肪酸酯不仅能够改善蛋白粉的性能，而且功能性脂肪酸或脂肪酸 酯的加入还会提高浓缩蛋白粉及相关产品的营养价值。
【发明内容】
[0005] 针对上述工艺问题，本发明的目的是提供一种生产高性能浓缩蛋白粉的方法。
[0006] 为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：以蛋白质溶液为基础，调节溶液的固 形物含量与PH值，之后将溶液与脂肪酸或脂肪酸酯在恒温条件下孵育，按一定比例混合脂 肪酸或脂肪酸酯与溶液，调节最终溶液的总固形物含量，将溶液在高速分散机下预均质后 改为超高压均质机均质，最后进行喷雾干燥制备得到蛋白粉。具体工艺如下：
[0007] 配方：溶液的总固形物含量为5%~30%，蛋白质：脂肪酸类物质=3:1~ 15:1 (w/w)〇
[0008] 复水：若以商业蛋白粉为原料则执行此步骤。按比例计算商业蛋白粉使用量（需 去除蛋白粉中自带的水分），于烧杯中准确称取商业蛋白粉，加入超纯水搅拌均匀。
[0009] 调节pH :用lm〇L/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH至对应蛋白适宜溶解的pH。
[0010] 恒温孵育：将溶液、脂与超纯水分别放置在恒温环境中孵育一定的时间。
[0011] 混合：向溶液中加入脂，补充超纯水达到喷雾干燥用溶液的总质量，搅拌均匀。
[0012] 均质：将溶液在高速分散机下预均质Imin~5min，之后在超高压均质机中连续均 质3~5次，压力为28Mpa~40Mpa。
[0013] 喷雾干燥：喷雾干燥的进口温度在100°C~130°C，进口温度与出口温度的温度差 为30°C~50°C，出口温度根据泵速和喷雾气体流量调节。
[0014] 采用上述工艺方案的有益效果在于：固形物含量5%~30%是适宜于商业浓缩 蛋白粉生产的比例范围，由于固形物含量会影响最终产物中的蛋白质含量，因此进一步增 加固形物含量会导致最终干粉内易交联的蛋白组分含量的增加，从而使干粉的溶解性能变 差，而减小固形物含量则会导致最终产品中的蛋白质含量偏低。溶液PH值的调节可以使得 蛋白质最大程度的溶解；在合适温度下进行恒温孵育则是在保证蛋白不会轻易变性的条件 下进一步促进蛋白质的溶解。脂肪酸或脂肪酸酯或脂肪酸/脂肪酸酯混合物的加入会提高 低温喷雾干燥制备的浓缩蛋白粉的出粉率，制备的蛋白粉球形度高，流动性好；不饱和脂肪 酸的加入会促进蛋白粉的溶解，还会延长蛋白粉维持较高溶解度的储藏时间；功能性脂肪 酸及脂肪酸酯的加入会增加浓缩蛋白粉的营养价值。相应的，添加这种高性能蛋白粉后产 品的储藏稳定性和质构等性能也会得到一定程度的改善。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明中实施案例1的两种新鲜浓缩蛋白粉的微观结构图。
[0016] 图2为本发明中实施案例1的两种浓缩蛋白粉在35°C下储藏期内溶解度的变化 图。
【具体实施方式】
[0017] 以下的实施案例可以详细的说明本发明。
[0018] 实施案例1 :取136g商业浓缩乳蛋白（Milk protein concentrate, MPC)复水，调 节溶液pH为7. 0, 50°C下恒温振荡水浴Ih后加入21. 4g蓖麻油酸（Ricinoleic acid，R0A) 与超纯水至总质量为lkg，搅拌均勾，预均质2min后于超高压均质机中连续均质4次，均质 压力为28Mpa，最后在105°C /65°C下喷雾干燥。此外，以未添加蓖麻油酸的溶液制备MPC作 为对照组。为了保证工艺的可重复性，每种类别的溶液各有一次平行，得到的两种乳粉的指 标见表1，微观结构见图1。结果表明，按照工艺所述，添加了蓖麻油酸后MPC的出粉率增加 了 3倍多；而且加脂乳粉的流动性明显强于单纯的MPC ;粒径大于MPC的结果则是减少了比 表面积，降低了颗粒聚集的机率；两种乳粉的平均水分活度均较低，而且二者没有明显的差 另Ij。从微观结构上看，添加蓖麻油酸的乳粉与浓缩乳蛋白的微观结构没有明显的区别。
[0019] 表1浓缩乳蛋白基本指标
[0020]
[0021] 注：出粉率=乳粉质量/溶液质量X 100%，此处溶液质量为1kg。
[0022] 乳粉的储藏：分别取IOg乳粉密封在铝箔袋中，在35°C培养箱中加速储藏60天， 利用考马斯亮蓝法检测两种乳粉在储藏期内的溶解性能（图2所示）。由图2可见，35°C下 储藏了 21后，MPC的溶解度下降，而添加了蓖麻油酸的样品中蛋白质溶解度没有明显的变 化；储藏60天后，MPC的溶解度仅有不高于40%的残留，而添加蓖麻油酸的样品中，蛋白质 仍保留着70%左右的溶解度。试验结果表明，蓖麻油酸的加入增加了 MPC的溶解性能。此 外，蓖麻油酸不易氧化，储藏过程中并未发现异味及氧化指标的明显波动。
[0023] 实施案例2 :分别取67. 8g商业浓缩乳蛋白MPC复水，调节溶液pH为7.0, 50°C 下恒温振荡水浴45min后分别加入10. 7g的月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯和蓖麻油酸甲酯与 超纯水至500g，搅拌均勾，预均质2. 5min后于超高压均质机中连续均质4次，均质压力为 30Mpa，最后在105°C /65°C下喷雾干燥。此外，以未添加脂肪酸甲酯的溶液制备MPC作为对 照组。为了保证工艺的可重复性，每种类别的溶液各有一次平行，得到的几种乳粉的指标见 表2。结果表明，与单纯的MPC相比，不同的脂肪酸甲酯将乳粉的出粉率提高了 2倍左右； 粒径无明显差别；加入脂肪酸甲酯后干粉中水分含量稍有增加，但均处在一个较低的水平。
[0024] 表2浓缩乳蛋白基本指标
[0026] 以上所述案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种提高浓缩蛋白粉出粉率及性能的方法，其特征在于，按照一定的固形物含量配 置蛋白质溶液，调节溶液的pH，经恒温孵育后，按比例在蛋白质溶液中加入脂肪酸或脂肪酸 酯类物质，调节溶液的总固形物含量，将溶液高速预均质后再进行超高压均质，最后经喷雾 干燥得到性能优良的蛋白粉；将该类蛋白粉加入到产品中可以提高产品的相关性能。2. 如权利要求1所述的蛋白粉包括乳清蛋白粉、酪蛋白粉、浓缩乳蛋白粉及其他可以 通过喷雾干燥工艺制备得到的蛋白粉。3. 如权利要求1所述的溶液既包括以原始物料制备的溶液，也包括利用商业蛋白粉复 水制备的溶液。4. 如权利要求1所述的溶液总固形物含量为5%~30%。5. 如权利要求1所述的将溶液pH值调整为对应蛋白适宜溶解的pH。6. 如权利要求1所述的恒温孵育的加热温度为40°C~70°C，孵育时间为0. 5h~3. 5h， 孵育期间溶液可搅拌或振荡，孵育的目的是促进蛋白质的充分溶解。7. 如权利要求1所述的脂肪酸包括饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸，脂肪酸酯包括脂肪酸 甲酯和脂肪酸乙酯等酯类物质，并且，脂肪酸和脂肪酸酯可按比例混合后进行添加。8. 如权利要求1所述的蛋白质与脂肪酸或脂肪酸酯的质量比例为3:1~15:1。9. 如权利要求1所述的预均质为在分散机下高速分散Imin~5min;超高压均质为在 28Mpa~40Mpa下连续均质3次~5次。10. 如权利要求1所述的喷雾干燥的条件为：进口温度在100°C~130°C，进口温度与 出口温度的温度差为30°C~50°C，出口温度根据泵速和喷雾气体流量调节。11. 如权利要求1所述的产品包括食品、饮料、药品和化妆品等。
【专利摘要】一种提高浓缩蛋白粉出粉率及性能的方法，属于乳粉加工领域。以蛋白质溶液为基础，调节溶液的pH值，之后将溶液与脂肪酸或脂肪酸酯在恒温条件下分别孵育，按一定比例在溶液中加入脂肪酸或脂肪酸酯，调节溶液的总固形物含量，将溶液预均质后改为超高压均质，最后经过喷雾干燥制备蛋白粉。优点在于，添加脂肪酸或脂肪酸酯后，蛋白粉的出粉率和溶解性等性能得到了提高；包含该类蛋白粉的产品的相关性能也能得到改善。
【IPC分类】A23J3/08, A23L2/66, A23L1/305, A61K8/64, A23J3/10
【公开号】CN104920784
【申请号】CN201510357655
【发明人】周鹏, 胡锦华, 张洪超
【申请人】江南大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月25日