酪蛋白產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的研究進(jìn)展

陳大玲，孟 丹，劉紅娜

（西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州 730024）

酪蛋白和酪蛋白制品有著較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的功能特性，被廣泛應(yīng)用于食品及化工行業(yè)[1]。酪蛋白的種類很多，主要以酪蛋白制品的生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行分類。酪蛋白可以從脫脂乳中沉淀出來(lái)生產(chǎn)酸性酪蛋白、酶凝酪蛋白和共沉淀酪蛋白等產(chǎn)品。所有這些產(chǎn)品均不溶于水，加入堿可使酸性酪蛋白變成水溶性的酪蛋白酸鹽。目前，國(guó)外生產(chǎn)酪蛋白產(chǎn)品均以鮮乳為原料，并且酪蛋白加工工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)酪蛋白產(chǎn)品的原料主要是鮮乳和曲拉。就國(guó)內(nèi)酪蛋白產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，以期為今后的研究提供參考。

1 酪蛋白產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝

酪蛋白產(chǎn)品的種類很多，風(fēng)味各異，主要有以下4種工藝類型。

1.1 酸性酪蛋白

通過(guò)加入乳酸菌把牛奶中的乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，或者加入各種稀酸，使脫脂乳中的pH值降到等電點(diǎn)，前者干酪素產(chǎn)品被稱為乳酸酪蛋白，后者產(chǎn)品簡(jiǎn)單被稱為酸酪蛋白。當(dāng)乳被酸化時(shí)，無(wú)機(jī)磷酸鹽和鈣從酪蛋白膠束被除去，膠束上靜電荷減少，膠束變得不穩(wěn)定，直到酪蛋白沉淀。目前，生產(chǎn)酸酪蛋白的最普遍辦法是通過(guò)鹽酸沉淀[2-3]。

1.1.1 乳酸酪蛋白

工業(yè)上乳酸沉淀通過(guò)在脫脂乳中加入多種菌種的發(fā)酵劑，并且酸度在22～26℃時(shí)發(fā)酵形成，在14～16 h的培養(yǎng)期，發(fā)酵劑把乳糖發(fā)酵為乳酸，在靜置狀態(tài)下，牛奶的pH值緩慢下降，無(wú)機(jī)磷酸鹽和鈣（膠體磷酸鈣）逐步溶解和酪蛋白接近等電點(diǎn)時(shí)，具有良好持水性能力的酪蛋白網(wǎng)狀物形成。

發(fā)酵法制得的酪蛋白溶解度大、黏著力強(qiáng)，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品產(chǎn)率相對(duì)較低[4]。侯永新等人[5]對(duì)發(fā)酵干酪素產(chǎn)率及品質(zhì)的影響因素進(jìn)行了研究，確定了發(fā)酵法生產(chǎn)干酪素的主要工藝參數(shù)的合理組合為發(fā)酵酸度50°T，熱處理溫度65℃，干燥時(shí)間3 h。該法制得干酪素感官及理化品質(zhì)均符合干酪素一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。韓玲等人[6]以曲拉為原料提取乳酸干酪素，并采用乳酸凝結(jié)劑、護(hù)色、脫色脫雜、離心分離等方法，提高制品品質(zhì)，篩選出合理的工藝參數(shù)，生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)乳酸干酪素。該法操作簡(jiǎn)單、無(wú)環(huán)境污染，使資源得到充分利用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分顯著。

乳酸酪蛋白的發(fā)酵參數(shù)對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味、色澤等品質(zhì)影響顯著，韓爽[7]對(duì)曲拉專用的直投式發(fā)酵劑進(jìn)行研究，確定了最佳乳酸菌組合，MGD1-3 2.5%，MGB39-5 2.0%，BM5152 2.0%。試驗(yàn)表明，該法生產(chǎn)的曲拉產(chǎn)品硬度和咀嚼性顯著增大。

1.1.2 酸酪蛋白

早期沉淀酪蛋白的方法是在44℃巴氏殺菌的脫脂乳中加入足夠的酸，在混合室中pH值達(dá)到4.3。點(diǎn)酸沉淀是最重要的環(huán)節(jié)。侯永新[8]指出高pH值沉淀時(shí)，鈣將存在于干酪素中，灰分增加影響產(chǎn)品的溶解度；然而，低pH值沉淀時(shí)，生產(chǎn)的干酪素呈細(xì)小粉末，因而造成高損失（達(dá)到總酪蛋白的9%）。較成功的方法是降低混合溫度到25℃，保證了凝乳之前得到平衡狀態(tài)，通過(guò)蒸汽注射調(diào)節(jié)需要的沉淀溫度，此方法使粉末損失的酪蛋白小于1%[9]。侯永新[8]得出酸法制酪蛋白最佳工藝：加酸終點(diǎn)4.6，脫脂乳溫度保持45℃，鹽酸稀釋比1∶9，試驗(yàn)表明在此條件下生產(chǎn)的酪蛋白產(chǎn)品色澤較好、品質(zhì)較佳。王炳文等人[10]對(duì)曲拉生產(chǎn)工業(yè)干酪素生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，確定了最佳工藝參數(shù)為溶解溫度50～60℃，溶解時(shí)間 50～30 min，溶解值 pH 8.5～9.0，點(diǎn)酸凝制pH值4.2～4.0，氫氧化鈉添加量0.04%。該法簡(jiǎn)化了曲拉精加工工藝，使產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)率提高。

1.2 酶凝酪蛋白

酶凝酪蛋白是以曲拉或脫脂乳為原料，添加凝乳酶使乳中的酪蛋白凝聚，經(jīng)脫水干燥而成的酪蛋白產(chǎn)品[8，11]。酶凝酪蛋白產(chǎn)品在干酪中的應(yīng)用比較早，其作為制作加工干酪的蛋白質(zhì)來(lái)源具有許多優(yōu)點(diǎn)，最主要的還是其良好的凝膠性、能夠保持良好的風(fēng)味和特色、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，因此已被大量用在加工干酪產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中[12]。酶凝酪蛋白具有高度乳化性、融化性和拉伸性等獨(dú)特的功能特性，是生產(chǎn)仿制干酪的首選蛋白[11]，此外還可用于焙烤制品、肉制品、糖果制品和餐后甜點(diǎn)等。在非食品行業(yè)中，廣泛應(yīng)用于造紙、印刷、乳膠、皮革、涂料、軍工、工藝美術(shù)制品、醫(yī)藥等行業(yè)[13]。

酶凝酪蛋白加工工藝中最重要的環(huán)節(jié)就是酶的凝結(jié)過(guò)程，酶種類和工作條件的不同，都會(huì)影響酶凝酪蛋白產(chǎn)品的質(zhì)量。凝乳酶的主要作用是分解乳中酪蛋白的肽鍵，酪蛋膠粒表面酪蛋白層部分分解，形成副-κ-酪蛋白和糖巨肽，使酪蛋白膠粒失去穩(wěn)定性，在Ca2+參與下使乳凝固，形成凝乳[14]。在干酪制造中廣泛使用的凝乳酶是小牛皺胃酶。巴氏殺菌脫脂乳在29℃或較低溫度條件下與凝乳酶（或其他酶） 混合，添加比例大約是酶體積∶乳體積=1∶7 500。如果采用較低的凝乳溫度，凝乳時(shí)間相對(duì)增加。利用凝乳酶制取酪蛋白的研究報(bào)道較多。甘伯中等人[15-16]公開(kāi)了一種以“曲拉”為原料制備凝乳酶干酪素的方法，步驟為粉碎、二次護(hù)色、溶解、過(guò)濾、離心脫脂、凝乳、洗滌、脫水、造粒、干燥。韓玲等人[17]對(duì)研究了不同酶在凝乳酶干酪素制作中的應(yīng)用效果優(yōu)選出微小毛霉凝乳酶為生產(chǎn)凝乳酶干酪素的酶制劑。劉佳等人[18]研究了凝乳酶添加量、溫度、時(shí)間對(duì)工藝的影響，確定了最佳工藝參數(shù)。鄭恒光等人[19]采用自制微小毛霉凝乳酶制備酶凝干酪素，結(jié)果表明凝乳酶添加量對(duì)凝乳酶干酪素得率無(wú)顯著影響。

1.3 共沉淀蛋白

共沉淀蛋白是通過(guò)加熱誘導(dǎo)乳清蛋白和酪蛋白發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值或加入氯化鈣酸化后得到酪蛋白和乳清蛋白共沉淀的一類復(fù)合蛋白產(chǎn)品[20-21]。早期共沉淀蛋白的制備主要發(fā)展在美國(guó)和前蘇聯(lián)，實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模研究提出，在加熱的條件下通過(guò)酸化或者鈣鹽絮凝脫脂乳可獲取乳蛋白的沉淀物，這種方式生產(chǎn)的產(chǎn)品稱為酪蛋白乳清蛋白共沉淀[22]。共沉淀蛋白同普通蛋白相比回收營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高，并且具有很多令人關(guān)注的特性，在食品工業(yè)中有很大的發(fā)展?jié)摿?，被廣泛應(yīng)用于營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、食品品質(zhì)改良劑、果汁、冰激凌[23]。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)共沉淀蛋白的研究較少，靳燁[23]確定了乳蛋白共沉物的制備工藝，同時(shí)給出了高鈣、中鈣、低鈣共沉淀蛋白的生產(chǎn)條件。黃歐等人[24]確定制備共沉淀乳蛋白的最佳工藝條件為pH值6.5，CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%，加熱溫度100℃，加熱時(shí)間20 min。該法制得的乳蛋白回收率超過(guò)93%，其功能性優(yōu)于酪蛋白。

1.4 酪蛋白鹽

酪蛋白鹽是通過(guò)堿中和酸性蛋白產(chǎn)生的，所有酪蛋白酸鹽都是水溶性的。干粉完全溶解在水中，產(chǎn)生一種黏稠、淡黃色的溶液。酪蛋白酸鈉是最普通的形式，其通過(guò)混合氫氧化鈉溶液、NaHCO3或Na2CO3與懸浮液在水中酸性酪蛋白凝塊或干燥的酸酪蛋白制備。酪蛋白酸鈉具有很強(qiáng)的乳化性、增稠性、起泡性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，不僅在臨床營(yíng)養(yǎng)中得到應(yīng)用，而且可作為各種食品的營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)[25]，廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，包括肉糜類制品、焙烤類制品、乳制品等領(lǐng)域[26]。

張玉平等人[27]公開(kāi)了一種酪蛋白酸鈉轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的方法溶解、酸沉淀、濕酪素、膠磨、轉(zhuǎn)化、均質(zhì)、噴霧干燥、酪蛋白酸鈉產(chǎn)品，使產(chǎn)品達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，條件為碳酸鈉8%～12%，溫度110～130℃，轉(zhuǎn)化時(shí)間20～25 s。劉興龍等人[28]確定了一種采用擠壓膨化法生產(chǎn)酪蛋白酸鈉的方法，使酪蛋白酸鈉樣品具有更好的蛋白特性。

2 結(jié)語(yǔ)

綜述了酸性酪蛋白、酶凝酪蛋白、共沉淀蛋白、酪蛋白酸鈉的生產(chǎn)方法及其研究進(jìn)展。與國(guó)外相比，我國(guó)的酪蛋白產(chǎn)品加工工藝研究取得一些進(jìn)步，但創(chuàng)新性的酪蛋白加工工藝研究較少，今后應(yīng)深入提高產(chǎn)品品質(zhì)。