一種改性乳清蛋白粉的制備方法
【專利摘要】一種改性乳清蛋白粉的制備方法屬于牛乳蛋白加工技術，該方法包括以下步驟：（1）將乳清蛋白溶于水，配制成一定濃度的乳清蛋白溶液；（2）往蛋白溶液中加入一定量的琥珀酸酐進行琥珀酰化；（3）將琥珀酰化的蛋白溶液調節pH至堿性，然后對其進行微波處理；（4）將微波處理后的蛋白溶液調節pH至酸性，攪拌一段時間后離心分離，取沉淀部分；（5）將沉淀部分真空干燥即得改性的乳清蛋白粉；本發明方法利用微波輔助琥珀酰化改性乳清蛋白提高其凝膠性，制備一種具有高凝膠性的乳清蛋白粉，所需要的設備簡單、操作安全、快捷，改性的蛋白凝膠性高，有利于乳清蛋白在食品中的應用。
【專利說明】一種改性乳清蛋白粉的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于牛乳蛋白加工技術，主要涉及一種改性乳清蛋白粉的制備方法。
【背景技術】
[0002]乳清蛋白是從牛奶中提取的蛋白質，具有營養價值高、易消化吸收、含有多種活性成分等特點，是公認的人體優質蛋白質補充劑之一，在食品工業中有著廣泛的利用價值和開發前景。除了營養特性外，乳清蛋白也具有良好的功能性質如乳化性、起泡性、膠凝性，其較好的凝膠形成特性是最重要的一個功能性質，許多食品都是以凝膠的形式展現的，它影響著不同食品的質地、感官性質和消費者的接受能力，已經引起了人們的普遍重視。由于乳清蛋白的凝膠性，不但減少了乳制品中外來成分的添加，還可提高產品的營養價值。乳清蛋白經適度改性可以進一步提高或改善其功能特性，擴大在食品中的應用，對乳清的有效利用具有重要意義。
[0003]乳清蛋白的改性方法有物理、化學和酶法改性，通過改變乳清蛋白的分子大小、氨基酸組成和順序、結構、表面靜電荷和疏水基團等，可以達到增強或改善其功能特性的目的。其中，化學法改性成本較低、應用廣泛、效果顯著、反應簡單。琥珀酰化改性價格低廉、效果較好、對食品蛋白的消化率無顯著影響、安全可行且能大規模生產，是提高蛋白功能性的有效手段。然而琥珀酰化改性方法存在改性時間相對較長、原料預處理能耗大等缺點。微波具有穿透力強、選擇性高、加熱速度快、控制方便、體系受熱均勻、節約能量等優點，故本發明以微波加熱取代水浴加 熱，對乳清蛋白進行微波輔助琥珀酰化改性，通過噴霧干燥制取改性粉。
[0004]本發明將物理改性與化學改性技術相結合，利用微波技術輔助琥珀酰化改性乳清蛋白，大大縮短改性時間，改性后的乳清蛋白持水性提高，凝膠特性好，為乳清蛋白應用開拓了廣闊的前景，因此，該研究意義重大。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是通過用微波輔助琥珀酰化復合技術改性乳清蛋白，開發一種高效改性乳清蛋白粉的制備方法，該方法提高了琥珀酰化改性的速度、效率，改性后蛋白凝膠性提高，使乳清蛋白更好的應用在食品加工中。
[0006]本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的:
一種改性乳清蛋白粉的制備方法，該方法包括以下步驟:(I)將乳清蛋白溶于水，配制成7%的乳清蛋白溶液；(2)往蛋白溶液中加入一定量的琥珀酸酐進行琥珀酰化，所述的琥珀酸酐添加量為蛋白溶液質量的7-15% ; (3)將琥珀酰化的蛋白溶液調節pH為8，然后對其進行微波處理，所述的微波功率800-1200W，微波時間20-60s ； (4)將微波處理后的蛋白溶液調節pH至4,攪拌30min,在4000r/min下離心20min,取沉淀部分；(5)將沉淀部分真空干燥即得改性的乳清蛋白粉。
[0007]所述的優選琥珀酸酐添加量為蛋白溶液質量的10.9%。[0008]所述的微波處理優選參數為:微波功率1049.78 W，微波時間44.97s。
[0009]本發明是通過微波輔助琥珀酰化，提高酰化速度，改性乳清蛋白，提高其凝膠性，為改性乳清蛋白粉生產和應用開拓了更好的前景，具有設計新穎合理、工藝方法簡單、快捷等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1本發明方法的工藝路線
圖2琥珀酸酐添加量對凝膠性的影響 圖3微波時間對凝膠性的影響 圖4微波功率對凝膠性的影響
圖5琥珀酸酐添加量與微波時間交互對凝膠強度的響應面 圖6琥珀酸酐添加量與微波功率交互對凝膠強度的響應面。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明具體實施例進行詳細描述:
一種改性乳清蛋白粉的制備方法，該方法包括以下步驟:(I)將乳清蛋白溶于水，配制成7%的乳清蛋白溶液；(2)往蛋白溶液中加入一定量的琥珀酸酐進行琥珀酰化，所述的琥珀酸酐添加量為蛋白溶液質量的7-15% ; (3)將琥珀酰化的蛋白溶液調節pH為8，然后對其進行微波處理，所述的微波功率800-1200W，微波時間20-60s ； (4)將微波處理后的蛋白溶液調節pH至4,攪拌30min,在4000r/min下離心20min,取沉淀部分；(5)將沉淀部分真空干燥即得改性的乳清蛋白粉。
[0012]所述的優選琥珀酸酐添加量為蛋白溶液質量的10.9%。
[0013]所述的微波處理優選參數為:微波功率1049.78 W，微波時間44.97s。
[0014]
實驗例琥珀酸酐添加量及微波處理工藝條件最佳參數的篩選實驗
I材料與方法
1.1材料、試劑
乳清蛋白哈高科
琥珀酸酐杭州中香化學有限公司
1.2主要儀器設備
TA質構儀SMS英國；
pHS-25型酸度計上海偉業儀器廠
電子分析天平梅勒特-托利 多儀器(上海)有限公司
精密電動攪拌機江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司
超聲清洗儀余姚市東方電工儀器廠
1.3試驗方法
1.3.1工藝流程
見附圖1
1.3.2凝膠強度的測定將改性處理后的乳清蛋白粉樣品移入100 mL圓柱型鋁盒中，然后置于水浴鍋中升溫至90 °C恒溫加熱處理45 min，然后移出，冷卻室溫，再將樣品置于冰箱中4°C冷藏12h。25°C下測定蛋白的凝膠強度，操作條件:p0.5探頭，測試前速度:5.0mm/s，測試速度:
2.0mm/s,測試后速度:2.0mm/s,下壓凝膠IOmm所需壓力為凝膠強度。
[0015]2結果與討論
2.1琥珀酸酐添加量的選擇
按1.3.1所述方法，琥珀酸酐添加量為蛋白溶液質量的7%，9%，11%，13%，15%，微波功率1000W，時間40S。考察琥珀酸酐添加量對凝膠強度的影響，結果見圖2。如圖2可以看出，當琥珀酸酐添加量低于11%時，凝膠強度呈上升趨勢，琥珀酸酐添加量繼續增加時，凝膠強度變化不顯著，趨于穩定，所以在下面的響應面設計中琥珀酸酐添加量水平選擇9-13%。
[0016]2.2微波參數的選擇
2.2.1微波功率的選擇
按1.3.1所述方法，微波功率選取800 ff,900 W，1000 W，1100 W，1200 W微波時間為40s，琥珀酸酐添加量11%，考察微波功率對蛋白凝膠性的影響，結果見圖3。由圖3結果可以看出，微波功率低于1000W時，隨著微波功率的增加，蛋白凝膠性顯著上升，變化程度較明顯，當達到1000 W時，凝膠強度接近最大值，超過1000 W時，凝膠強度開始下降。所以在下面的響應面設計中微波功率水平選擇900-1100 W。
[0017]2.2.2微波時間的選擇
按1.3.1所述方法，微波功率選取1000 W，微波時間分別為20s, 30s, 40s, 50s, 60s，琥珀酸酐添加量11%。考察微波時間對凝膠性的影響，結果見圖4。如圖4可以看出，當時間低于40s時，凝膠強度呈上升趨勢，時間繼續增加時，凝膠強度開始下降，所以在下面的響應面設計中微波時間水平選擇30-50S。
[0018]2.3蛋白凝膠強度響應面試驗設計
2.3.1實驗因素水平編碼表
在單因素研究的基礎上，確定各因素的水平值范圍，采用響應面中心組和實驗設計，研究微波和琥珀酰化反應各參數對考察指標的影響規律。選取微波功率，微波時間，琥珀酸酐添加量3個因素，以蛋白凝膠強度為響應值，優化蛋白改性的工藝最佳參數。對試驗結果數據采用Design-Expert8.0.5軟件進行分析，響應面因素水平表見表1。
[0019]表1響應面試驗因素水平表
【權利要求】
1.一種改性乳清蛋白粉的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟:(1)將乳清蛋白溶于水，配制成7%的乳清蛋白溶液；(2)往蛋白溶液中加入一定量的琥珀酸酐進行琥珀酰化，所述的琥珀酸酐添加量為蛋白溶液質量的7-15% ; (3)將琥珀酰化的蛋白溶液調節pH為8，然后對其進行微波處理，所述的微波功率800-1200W，微波時間20-60s ； (4)將微波處理后的蛋白溶液調節pH至4,攪拌30min,在4000r/min下離心20min,取沉淀部分；(5)將沉淀部分真空干燥即得改性的乳清蛋白粉。
2.根據權利要求1所述的一種改性乳清蛋白粉的制備方法，其特征在于所述的優選琥珀酸酐添加量為蛋白溶液質量的10.9%。
3.根據權利要求1所述的一種改性乳清蛋白粉的制備方法，其特征在于所述的微波處理優選參數為:微波功率1049.78 W`，微波時間44.97s。
【文檔編號】C07K14/76GK103570822SQ201310541612
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】江連洲, 李楊, 隋曉楠, 王妍, 王中江, 齊寶坤, 曹亮, 趙城彬 申請人:東北農業大學