乳清蛋白在食品工业中的应用
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酸奶是一个极好地体现牛奶所有优点的食品 体系 , 它能通过配方设计和加工最大限度地降低 脂肪和乳糖含量 , 强化蛋白质和矿物质含量 , 同 时也是一种极佳的保健品 。对乳清蛋白功能最新 研究表明 , 乳清浓缩蛋白有益于风味 、改善 质 地 、减少乳清析出 、保持有益菌发酵剂 [ 10, 11 ] 。用 W PC - 34替代脱脂乳粉生产的酸奶 , 由于乳清蛋 白在发酵后不凝固 , 因此其黏度不及全部用脱脂 乳粉做的酸奶 。为此可以在酸奶中增加一定量的 稳定剂 (如明胶 、淀粉 ) 以校正黏度 。当使用 W PC - 80 或 W P I生产酸奶时 , 培养时间可以缩 短 , 产品风味纯正 、口感醇厚 、滞水性增强 , 不 会出现乳清析出和脱水收缩现象 。据报道 , 采用 超滤技术制得的乳清浓缩蛋白对发酵速度和嗜酸 乳杆菌的生长具有促进作用 在酸奶中添加 W PC 能最大限度地防止益生菌在胃中被破坏 , 另外在 肠道中能提高酶的活力 [ 12 ] 。 313 在干酪生产中的应用
乳清蛋白具有良好的成膜性能 , 特别适用于 挥发性物质微胶束化 , 可以得到较高的 “芯壁 ” 比。
3 乳清蛋白在食品工业中的应用
311 在焙烤食品中的应用 焙烤类配料所需的重要功能包括持水性 、黏
附性 、塑性 、起泡性 、乳化性 、扩展性 , 当然还 有营养和风味 。乳清浓缩蛋白 (W PC) 和乳清分 离蛋白 (W P I) 就具有其中大多数的功能 , 这使
66
动的产品变成固态 , 在调整食品质地如硬度 、黏 结性和弹性中可发挥重要作用 [ 6 ] 。 213 持水性
W PC 在水中溶解性好 , 其天然构象不会结合 大量的水 。天然的乳清蛋白其水合值为 0132 0160g水 / g蛋白质 。经热处理后 , 乳清蛋白肽链 展开 , 其持水性增大 。乳清蛋白作为持水剂常用 于肉馅 、香肠 、面包及蛋糕等食品 。 214 搅打起泡性
乳清蛋白每个分子中既有亲水基团 , 又有疏 水基团 , 在水溶液中 , 亲水基团大多数分布于外 侧 , 而呈现较好的水溶性 [ 8 ] 。这种结构赋予乳清 蛋白极佳的表面活性和乳化稳定性 。 216 涂层性
乳清蛋白是一种可食用性的膜 。用于提高产 品的稳定性 、优化外观 、改善口感和保护风味 、 香味 。乳清蛋白膜有良好的氧气和水分阻隔性 能 , 良好的香味隔绝性和释放性能 。如应用在以 花生这类坚果为原料的食品中 , 可降低其腐败速 度 , 使坚果在食品体系中仍能保持脆性 。 217 微胶束化
(College of Food & B ioengineering , Henan University of Science and Technology, Luoyang, 471003; College of Food Science, Shihezi University, Shihezi 832003)
乳清蛋白是原料乳中除了在 pH 等电点处沉 淀的酪蛋白之外 , 留下来的蛋白质统称为乳清蛋 白 , 约占乳蛋白质的 18% 20% [ 1 ] 。在干酪生产 过程中所产生的副产物乳清 , 经过特殊的工艺浓 缩可以得到乳清蛋白 。乳清蛋白不仅容易消化 , 而且有很高的代谢率 , 从而使蛋白质具有很高的 生物利用价值 。乳清蛋白还含有多种生物活性物 质 , 因此有很高的功能特性 。关于乳清蛋白的应 用 , 过去主要是提高蛋白质含量及补充人体的必 需氨基酸 , 随着对乳清蛋白功能的研究深入 , 其 应用也越来越广泛 [ 2 ] 。
- 2个配糖体 (配糖体成分约占 7% ) 。分子中有 2个金属结合位点 , 每个位点可结合一个 Fe3 + 和 一个 HCO3- 或 CO23 - , 两个铁离子结合位点不是 等价的 。Lf结合铁的能力依赖于 HCO3- 的浓度 , 而与柠檬酸盐的浓度呈负相关 。
2 乳清蛋白的功能特性
211 成胶性 乳清蛋白加热可形成热诱导性凝胶 , 并保持
1 乳清蛋白的种类
111 α - 乳白蛋白 (α - LA ) α - 乳白蛋白有 A 和 B 两种变异体 。约占乳
清蛋白质的 1917%。α - 乳白蛋白相当稳定 , 70℃
时仅有 6%变性 , 是乳清蛋白中热稳定性最强的 一种 。在 pH = 514和 pH = 910时它具有很稳定的 构象 。α - 乳白蛋白分子含有四个二硫键 , 因而 结构很稳定 。每个 α - 乳白蛋白分子可牢固结合 2个 Ca2 + , Ca2 +对保持其天然构象是必要的 , 当 用 EDTA 除掉 Ca2 + 后 , α - 乳白蛋白在遇热和胍 类化合物时更容易变性 [ 3 ] 。 112 β- 乳球蛋白 (β- LG)
牛乳血清蛋白约占乳清蛋白质的 417% , 等 电点 pH为 419。BSA 具有 1 个自由的 - SH 基和 17个二硫键 , 使 BSA 保持稳定的结构 。BSA 可 以结合一些有机化合物如脂肪酸等 。 114 免疫球蛋白 ( Ig)
免疫球蛋白约占乳清蛋白质的 3% , 是乳清 蛋白质中热敏感性最强的一种蛋白质 。lg是因为 外源大分子抗原的刺激而产生的一种抗体 , 通常 以单体或多聚体形式存在 , 其特征含有己碳糖和 己碳糖胺 , 从血液移行到乳中 [ 5 ] 。 115 乳铁蛋白 (Lf)
乳清蛋白在形成泡沫时具有表面活性作用 。 乳清蛋白的搅打性能使其成为鸡蛋清的有效代用 品 。特别是低脂肪乳清浓缩蛋白 , 具有很高的泡 沫膨胀性能 , 使起泡时间延长 。乳清蛋白的搅打 起泡性使其可作为鸡蛋清的有效替代品 。特别是 低脂肪的 W PC, 具有很高的泡沫膨胀性能 , 并对 剪切变性有一定的耐受性 。搅打起泡性对于生产 冷冻 食 品 、蛋 糕 、饼 干 、奶 糖 等 均 有 重 要 意 义 [7]。 215 乳化性
大量水分 。成胶过程中 , 乳清蛋白形成一种网络 结构 , 使水分镶嵌在其微小的空隙中 。乳清蛋白 加热到 65℃左右开始成胶 , 蛋白质质量分数为 10% 12% , 温度为 70 90℃, 酸性条件 ( pH 为 416 610 ) 是成胶的最佳条件 。在水溶液中 蛋白质质量分数达到 7%时 , 乳清蛋白开始凝胶 。 只有蛋白质含量高的乳清浓缩蛋白和乳清分离蛋 白才能形成典型的凝胶 。成胶性能使液态或可流
wenku.baidu.com
香族氨基酸反应 , 使天然的 β - 乳球蛋白二聚体 解离 。β- 乳球蛋白与 as2酪蛋白的二硫键交换反 应使 β- 乳球蛋白与酪蛋白结合 , β - 乳球蛋白还 可与 K - 酪蛋白和 Ⅱ - 乳白蛋白结合 , 这些分子 之间的相互作用能够增加热稳定性 , 阻止 β - 乳 球蛋白的聚集 。 113 牛乳血清蛋白 (B SA )
收稿日期 : 2008 - 1 - 1 作者简介 : 贺家亮 (1979 - ) , 男 , 讲师 , 硕士研究生 , 研究方向为畜产品加工与质量控制 。
65
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
β- 乳球蛋白是乳清中主要的蛋白质 , 约占 乳清蛋白质的 4316%。它有 8种变异体 (A、B、 C、D、 E、 F、D r和 G) , β - 乳球蛋白在牛乳中 以二聚体形式存在 [ 4 ] 。它的两个单体亚基非共价
键缔合 。在 pH 低于 314 及高于 715 时 , 二聚体 解离成单体 。在 pH315 时 , β - 乳球蛋白 A 和 B 缔合形成八聚体 , pH416时缔合程度最大 。β- 乳 球蛋白在加热过程中 , 60℃时引起 Cysl19与芳
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
其成为许多焙烤食品配方的重要组成部分 [ 9 ] 。乳 清蛋白 质 的 营 养 价 值 可 与 肉 蛋 白 和 鸡 蛋 白 相 媲 美 。与肉和蛋不同的是 , 乳清蛋白质中的胆固醇 和钠是很低的 , 而钙和其它矿物质却很高 。这些 营养特性使乳清蛋白质是生产营养强化型焙烤食 品的非常理想的蛋白质来源 。在焙烤食品中 , 乳 清蛋白可以作为完全或部分替代品 , 或仅用作辅 助成分而毋需调整产品的配方 。作为完全替代成 分时 , 乳清蛋白通常是为了降低成本或提高营养 价值 , 有时也起改善质量的作用 。此外 , 乳清蛋 白与乳糖混合后可带给食品一致的状态和极好的 风味 , 所以 , 以乳清蛋白作为蛋白替代原料有相 当大的好处 。随着人们健康意识愈来愈强 , 低脂 类焙烤食品引起人们的极大兴趣 。低脂 、低胆固 醇的乳清蛋白可以全部或部分替代焙烤食品中的 鸡蛋白 、脂肪 , 同时保证产品的色泽 、口感 。 312 在酸奶中的应用
乳清蛋白在食品工业中的应用
贺家亮 1, 2 , 李开雄 2
(11河南科技大学食品与生物工程学院 , 洛阳 471003; 21新疆石河子大学食品学院 , 石河子 832000 )
摘 要 : 概述了乳清蛋白的种类和基本性质 , 分析了其功能特性 , 并详细介绍了其在食品工业中的应用 研究进展 , 并对其应用前景进行了展望 。
乳铁蛋白亦指乳转铁蛋白 。存在于几乎所有 哺乳动物的乳汁中 , 乳铁蛋白在牛乳中的平均含 量为 011g /100mL。牛初乳 Lf的浓度较高 , 然后 迅速下降 , 6 个月后略有升高 。牛乳中的乳铁蛋 白等电点为 810 左右 。乳铁蛋白分子的主体是一 个相对分子质量约为 80000 的单肽链 , 并连接 1
Abstract: The species and characteristics of whey p rotein are outlined, and the function specialities of it is also stated. The article introduces in detail the app lication research development of whey p rotein in food industry, and gives an ap2 p lication p rospect on it. Key words: whey p rotein; food industry; app lication
关键词 : 乳清蛋白 ; 食品工业 ; 应用 中图分类号 : TS20211 文献标识码 : A 文章编号 : 1006 - 2513 (2008) 02 - 0065 - 03
The app lica tion of w hey p ro te in in food industry
HE J ia 2liang L I Ka i2x iong
乳清蛋白的胶凝性质在干酪生产中具有广泛 的应用性 。W PC来强化乳蛋白质 , 能缩短干酪的 成熟期 , 改善感官性能 。增加干酪的出品率以及 加快乳的凝结 。如 W PC - 60 应用于重制干酪的 配料中 , 以改善风味和保持良好的涂布性 ; 在生 产加工奶酪片和涂布型的加工奶酪时使用 W PC 80部分替代酪蛋白非常成功 , 能赋予产品爽滑的
组织状态 、柔和的风味 [ 13 ] 。 314 在冰冰淇淋生产中的应用
W PC的最大用途应该是在冰淇淋的生产中 , 特别 W PC - 80的良好的乳化和滞水作用 , 能使冰 淇淋水分的分布更加均匀 。以防止由于冰晶的形 成给产品带来不良的砂感 , 同时也能大大提高冰 淇淋的抗融性 [ 13 ] 。W PC 和 W P I的乳化能力除了 有益于产品的质感以外 , 亦可取代高达 50%的脂 肪 , 而不会在产品的品质上有明显的变化 , 这给 生产低脂低热量的冰淇淋带来可能 。此外 , W PC 这些优良性能还可应用于冷冻甜食品以及裱花奶 油料的生产中 。 315 在肉类加工中的应用
乳清蛋白具有良好的成膜性能 , 特别适用于 挥发性物质微胶束化 , 可以得到较高的 “芯壁 ” 比。
3 乳清蛋白在食品工业中的应用
311 在焙烤食品中的应用 焙烤类配料所需的重要功能包括持水性 、黏
附性 、塑性 、起泡性 、乳化性 、扩展性 , 当然还 有营养和风味 。乳清浓缩蛋白 (W PC) 和乳清分 离蛋白 (W P I) 就具有其中大多数的功能 , 这使
66
动的产品变成固态 , 在调整食品质地如硬度 、黏 结性和弹性中可发挥重要作用 [ 6 ] 。 213 持水性
W PC 在水中溶解性好 , 其天然构象不会结合 大量的水 。天然的乳清蛋白其水合值为 0132 0160g水 / g蛋白质 。经热处理后 , 乳清蛋白肽链 展开 , 其持水性增大 。乳清蛋白作为持水剂常用 于肉馅 、香肠 、面包及蛋糕等食品 。 214 搅打起泡性
乳清蛋白每个分子中既有亲水基团 , 又有疏 水基团 , 在水溶液中 , 亲水基团大多数分布于外 侧 , 而呈现较好的水溶性 [ 8 ] 。这种结构赋予乳清 蛋白极佳的表面活性和乳化稳定性 。 216 涂层性
乳清蛋白是一种可食用性的膜 。用于提高产 品的稳定性 、优化外观 、改善口感和保护风味 、 香味 。乳清蛋白膜有良好的氧气和水分阻隔性 能 , 良好的香味隔绝性和释放性能 。如应用在以 花生这类坚果为原料的食品中 , 可降低其腐败速 度 , 使坚果在食品体系中仍能保持脆性 。 217 微胶束化
(College of Food & B ioengineering , Henan University of Science and Technology, Luoyang, 471003; College of Food Science, Shihezi University, Shihezi 832003)
乳清蛋白是原料乳中除了在 pH 等电点处沉 淀的酪蛋白之外 , 留下来的蛋白质统称为乳清蛋 白 , 约占乳蛋白质的 18% 20% [ 1 ] 。在干酪生产 过程中所产生的副产物乳清 , 经过特殊的工艺浓 缩可以得到乳清蛋白 。乳清蛋白不仅容易消化 , 而且有很高的代谢率 , 从而使蛋白质具有很高的 生物利用价值 。乳清蛋白还含有多种生物活性物 质 , 因此有很高的功能特性 。关于乳清蛋白的应 用 , 过去主要是提高蛋白质含量及补充人体的必 需氨基酸 , 随着对乳清蛋白功能的研究深入 , 其 应用也越来越广泛 [ 2 ] 。
- 2个配糖体 (配糖体成分约占 7% ) 。分子中有 2个金属结合位点 , 每个位点可结合一个 Fe3 + 和 一个 HCO3- 或 CO23 - , 两个铁离子结合位点不是 等价的 。Lf结合铁的能力依赖于 HCO3- 的浓度 , 而与柠檬酸盐的浓度呈负相关 。
2 乳清蛋白的功能特性
211 成胶性 乳清蛋白加热可形成热诱导性凝胶 , 并保持
1 乳清蛋白的种类
111 α - 乳白蛋白 (α - LA ) α - 乳白蛋白有 A 和 B 两种变异体 。约占乳
清蛋白质的 1917%。α - 乳白蛋白相当稳定 , 70℃
时仅有 6%变性 , 是乳清蛋白中热稳定性最强的 一种 。在 pH = 514和 pH = 910时它具有很稳定的 构象 。α - 乳白蛋白分子含有四个二硫键 , 因而 结构很稳定 。每个 α - 乳白蛋白分子可牢固结合 2个 Ca2 + , Ca2 +对保持其天然构象是必要的 , 当 用 EDTA 除掉 Ca2 + 后 , α - 乳白蛋白在遇热和胍 类化合物时更容易变性 [ 3 ] 。 112 β- 乳球蛋白 (β- LG)
牛乳血清蛋白约占乳清蛋白质的 417% , 等 电点 pH为 419。BSA 具有 1 个自由的 - SH 基和 17个二硫键 , 使 BSA 保持稳定的结构 。BSA 可 以结合一些有机化合物如脂肪酸等 。 114 免疫球蛋白 ( Ig)
免疫球蛋白约占乳清蛋白质的 3% , 是乳清 蛋白质中热敏感性最强的一种蛋白质 。lg是因为 外源大分子抗原的刺激而产生的一种抗体 , 通常 以单体或多聚体形式存在 , 其特征含有己碳糖和 己碳糖胺 , 从血液移行到乳中 [ 5 ] 。 115 乳铁蛋白 (Lf)
乳清蛋白在形成泡沫时具有表面活性作用 。 乳清蛋白的搅打性能使其成为鸡蛋清的有效代用 品 。特别是低脂肪乳清浓缩蛋白 , 具有很高的泡 沫膨胀性能 , 使起泡时间延长 。乳清蛋白的搅打 起泡性使其可作为鸡蛋清的有效替代品 。特别是 低脂肪的 W PC, 具有很高的泡沫膨胀性能 , 并对 剪切变性有一定的耐受性 。搅打起泡性对于生产 冷冻 食 品 、蛋 糕 、饼 干 、奶 糖 等 均 有 重 要 意 义 [7]。 215 乳化性
大量水分 。成胶过程中 , 乳清蛋白形成一种网络 结构 , 使水分镶嵌在其微小的空隙中 。乳清蛋白 加热到 65℃左右开始成胶 , 蛋白质质量分数为 10% 12% , 温度为 70 90℃, 酸性条件 ( pH 为 416 610 ) 是成胶的最佳条件 。在水溶液中 蛋白质质量分数达到 7%时 , 乳清蛋白开始凝胶 。 只有蛋白质含量高的乳清浓缩蛋白和乳清分离蛋 白才能形成典型的凝胶 。成胶性能使液态或可流
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香族氨基酸反应 , 使天然的 β - 乳球蛋白二聚体 解离 。β- 乳球蛋白与 as2酪蛋白的二硫键交换反 应使 β- 乳球蛋白与酪蛋白结合 , β - 乳球蛋白还 可与 K - 酪蛋白和 Ⅱ - 乳白蛋白结合 , 这些分子 之间的相互作用能够增加热稳定性 , 阻止 β - 乳 球蛋白的聚集 。 113 牛乳血清蛋白 (B SA )
收稿日期 : 2008 - 1 - 1 作者简介 : 贺家亮 (1979 - ) , 男 , 讲师 , 硕士研究生 , 研究方向为畜产品加工与质量控制 。
65
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
β- 乳球蛋白是乳清中主要的蛋白质 , 约占 乳清蛋白质的 4316%。它有 8种变异体 (A、B、 C、D、 E、 F、D r和 G) , β - 乳球蛋白在牛乳中 以二聚体形式存在 [ 4 ] 。它的两个单体亚基非共价
键缔合 。在 pH 低于 314 及高于 715 时 , 二聚体 解离成单体 。在 pH315 时 , β - 乳球蛋白 A 和 B 缔合形成八聚体 , pH416时缔合程度最大 。β- 乳 球蛋白在加热过程中 , 60℃时引起 Cysl19与芳
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
其成为许多焙烤食品配方的重要组成部分 [ 9 ] 。乳 清蛋白 质 的 营 养 价 值 可 与 肉 蛋 白 和 鸡 蛋 白 相 媲 美 。与肉和蛋不同的是 , 乳清蛋白质中的胆固醇 和钠是很低的 , 而钙和其它矿物质却很高 。这些 营养特性使乳清蛋白质是生产营养强化型焙烤食 品的非常理想的蛋白质来源 。在焙烤食品中 , 乳 清蛋白可以作为完全或部分替代品 , 或仅用作辅 助成分而毋需调整产品的配方 。作为完全替代成 分时 , 乳清蛋白通常是为了降低成本或提高营养 价值 , 有时也起改善质量的作用 。此外 , 乳清蛋 白与乳糖混合后可带给食品一致的状态和极好的 风味 , 所以 , 以乳清蛋白作为蛋白替代原料有相 当大的好处 。随着人们健康意识愈来愈强 , 低脂 类焙烤食品引起人们的极大兴趣 。低脂 、低胆固 醇的乳清蛋白可以全部或部分替代焙烤食品中的 鸡蛋白 、脂肪 , 同时保证产品的色泽 、口感 。 312 在酸奶中的应用
乳清蛋白在食品工业中的应用
贺家亮 1, 2 , 李开雄 2
(11河南科技大学食品与生物工程学院 , 洛阳 471003; 21新疆石河子大学食品学院 , 石河子 832000 )
摘 要 : 概述了乳清蛋白的种类和基本性质 , 分析了其功能特性 , 并详细介绍了其在食品工业中的应用 研究进展 , 并对其应用前景进行了展望 。
乳铁蛋白亦指乳转铁蛋白 。存在于几乎所有 哺乳动物的乳汁中 , 乳铁蛋白在牛乳中的平均含 量为 011g /100mL。牛初乳 Lf的浓度较高 , 然后 迅速下降 , 6 个月后略有升高 。牛乳中的乳铁蛋 白等电点为 810 左右 。乳铁蛋白分子的主体是一 个相对分子质量约为 80000 的单肽链 , 并连接 1
Abstract: The species and characteristics of whey p rotein are outlined, and the function specialities of it is also stated. The article introduces in detail the app lication research development of whey p rotein in food industry, and gives an ap2 p lication p rospect on it. Key words: whey p rotein; food industry; app lication
关键词 : 乳清蛋白 ; 食品工业 ; 应用 中图分类号 : TS20211 文献标识码 : A 文章编号 : 1006 - 2513 (2008) 02 - 0065 - 03
The app lica tion of w hey p ro te in in food industry
HE J ia 2liang L I Ka i2x iong
乳清蛋白的胶凝性质在干酪生产中具有广泛 的应用性 。W PC来强化乳蛋白质 , 能缩短干酪的 成熟期 , 改善感官性能 。增加干酪的出品率以及 加快乳的凝结 。如 W PC - 60 应用于重制干酪的 配料中 , 以改善风味和保持良好的涂布性 ; 在生 产加工奶酪片和涂布型的加工奶酪时使用 W PC 80部分替代酪蛋白非常成功 , 能赋予产品爽滑的
组织状态 、柔和的风味 [ 13 ] 。 314 在冰冰淇淋生产中的应用
W PC的最大用途应该是在冰淇淋的生产中 , 特别 W PC - 80的良好的乳化和滞水作用 , 能使冰 淇淋水分的分布更加均匀 。以防止由于冰晶的形 成给产品带来不良的砂感 , 同时也能大大提高冰 淇淋的抗融性 [ 13 ] 。W PC 和 W P I的乳化能力除了 有益于产品的质感以外 , 亦可取代高达 50%的脂 肪 , 而不会在产品的品质上有明显的变化 , 这给 生产低脂低热量的冰淇淋带来可能 。此外 , W PC 这些优良性能还可应用于冷冻甜食品以及裱花奶 油料的生产中 。 315 在肉类加工中的应用