新型速溶型鈣增強(qiáng)劑的制備和穩(wěn)定性分析

孫建平

266071青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院，山東 青島

在食品的生產(chǎn)過(guò)程中，通常認(rèn)為蛋白質(zhì)和難溶性鈣鹽之間沒(méi)有作用，但是經(jīng)過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，難溶性鈣鹽和蛋白質(zhì)之間存在較強(qiáng)的作用[1]。本文分析了一種新型鈣增強(qiáng)劑及其分散穩(wěn)定性特征。結(jié)果證明，鈣增強(qiáng)劑在水溶液和蛋白質(zhì)溶液中的應(yīng)用使其在一定程度上改善了穩(wěn)定性。

新型速溶型鈣增強(qiáng)劑制備的原料

本次實(shí)驗(yàn)主要用濃縮乳蛋白、碳酸鈣，實(shí)驗(yàn)儀器主要用激光粒度分析儀、激光共聚焦顯微鏡等，這些化學(xué)用品和儀器均是新型速溶型鈣增強(qiáng)劑制備過(guò)程中需要用到的。

新型速溶型鈣增強(qiáng)劑制備的方法

新型鈣增強(qiáng)劑的制備、觀察、分析：要想制備新型鈣增強(qiáng)劑，首先需要配置濃縮乳蛋白的水溶液，將水溶液攪拌4 h 后并在4℃過(guò)夜，使蛋白完全水合。然后再稀釋一定量的MPC 原始溶液來(lái)獲得不同質(zhì)量濃度蛋白溶液，將這些蛋白溶液攪拌并靜置1 h。在1.5 mL離心管中加入約20 mg難溶性鈣粉末，再加入0.5 mL 超純水，超聲10 min；下一個(gè)步驟就是在離心管中加入0.5 mL 不同質(zhì)量濃度的蛋白溶液，將所得溶液在室溫下旋轉(zhuǎn)，最后將被蛋白所覆蓋的難溶性鈣粉分離出來(lái)，祛除表面松散的蛋白，此步驟就能夠最終得到鈣增強(qiáng)劑。鈣增強(qiáng)劑的表面形狀觀察要通過(guò)顯微鏡對(duì)其進(jìn)行成像分析，驗(yàn)證蛋白質(zhì)能夠在鈣鹽表面吸附；然后用熒光素對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行觀察，并對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行分析。鈣增強(qiáng)劑的定位分析主要是將制得的鈣增強(qiáng)劑分散在純水中，然后用超聲波處理使其均勻分布，最后再對(duì)分散液進(jìn)行電位檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行電位分析。

鈣增強(qiáng)劑的表面蛋白質(zhì)濃度分析：碳酸鈣吸附蛋白質(zhì)后在純水中能夠分散，然后用分析法分析離心所得上清液，吸附蛋白質(zhì)以后能夠在純水中進(jìn)行分散，檢測(cè)樣品是離心以后所得混合液，主要檢測(cè)鈣鹽的蛋白量，此蛋白量為混合液中蛋白含量與初始蛋白含量的差值，此時(shí)研究應(yīng)當(dāng)至少平行操作2 次才能夠得到準(zhǔn)確數(shù)值。

鈣增強(qiáng)劑的表面蛋白組分分析：通過(guò)電泳對(duì)離心所得樣品進(jìn)行研究，然后再分析MPC 中不同蛋白組分與鈣表面相互作用的差異性，膠分離完成后測(cè)得濃縮膠的質(zhì)量濃度約為4。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，必須要注意，不同實(shí)驗(yàn)條件下上清液中殘余的蛋白質(zhì)差異和上清液中蛋白質(zhì)余量與初始蛋白總量比至少要測(cè)定2 次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果，才能夠記為最終真實(shí)值。

鈣增強(qiáng)劑的懸浮穩(wěn)定性：鈣增強(qiáng)劑的懸浮穩(wěn)定性主要是考察鈣增強(qiáng)劑在純水體系和蛋白質(zhì)溶液中的穩(wěn)定性。操作步驟如下：首先將鈣增強(qiáng)劑分散到超純水中，然后經(jīng)過(guò)超聲處理，使其溶質(zhì)的分散更加均勻，以一定數(shù)值的波長(zhǎng)為入射光，經(jīng)過(guò)120 min 以后再觀察分散液的渾濁度變化，此實(shí)驗(yàn)至少平行操作2次記平均值；通過(guò)計(jì)算就可以得出溶液吸光度值隨時(shí)間的減少率，進(jìn)而計(jì)算出溶液的數(shù)值變化。

新型速溶型鈣增強(qiáng)劑的穩(wěn)定性分析

MPC 中不同的蛋白組分與不同鈣劑相互作用的差異性分析：通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以得知，MPC 中乳白蛋白和乳球蛋白在不同鈣劑上吸附優(yōu)勢(shì)存在較大區(qū)別，乳球蛋白吸附優(yōu)勢(shì)大于乳白蛋白。在MPC 中大多數(shù)乳清蛋白是以單體或更小的結(jié)構(gòu)存在著，而乳酪蛋白則是以較大的膠態(tài)聚合體的形式存在。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)HA顆粒加入到脫脂乳中會(huì)造成蛋白的解離，解離后的蛋白就會(huì)以單蛋白形式結(jié)合到顆粒表面，這種蛋白裂解是因?yàn)槿榍逯写嬖阝}離子所發(fā)揮出的作用，磷酸根離子能夠與檸檬酸根離子結(jié)合進(jìn)一步吸附到顆粒表面，從而打破內(nèi)部的平衡。進(jìn)而酪蛋白膠束內(nèi)部的焦磷酸鈣就能夠順勢(shì)進(jìn)入溶液，然后酪蛋白就能夠裂解。在這種情況下，乳清蛋白就能夠被直接吸附到顆粒表面，特別是吸附到電荷比較集中的地區(qū)。在具體的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，為了更全面了解吸附優(yōu)先性的相互作用機(jī)制，應(yīng)當(dāng)對(duì)這些蛋白質(zhì)中單一組分與不同鈣鹽的相互作用進(jìn)行深入分析，顆粒內(nèi)部其他因素也可能會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)和鈣鹽顆粒之間相互作用產(chǎn)生一定程度影響，包括顆粒的性質(zhì)和可能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，這些均可能與顆粒之間形成作用機(jī)制，影響顆粒穩(wěn)定性。

鈣增強(qiáng)劑對(duì)MPC 熱穩(wěn)定性的影響：根據(jù)我國(guó)食品營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，鈣強(qiáng)化乳粉中鈣含量必須保持在一定數(shù)值之內(nèi)，在這個(gè)過(guò)程中可以使用的鈣劑有碳酸鈣、葡萄糖酸鈣等。這些外部添加的鈣強(qiáng)化劑可以分為分子鈣和離子鈣2種，目前我國(guó)市場(chǎng)上的大多數(shù)高鈣乳制品都是采用分子鈣。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，不同鈣劑對(duì)于牛乳熱穩(wěn)定性有不同的影響，主要體現(xiàn)在鈣增強(qiáng)劑、分子鈣和離子鈣對(duì)牛乳的熱穩(wěn)定性的影響。

鈣增強(qiáng)劑的懸浮穩(wěn)定性考察：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明發(fā)現(xiàn)，達(dá)到吸附飽和狀態(tài)以后，MPC對(duì)HA與TCP懸浮液穩(wěn)定性的作用效果要好于碳酸鈣穩(wěn)定性作用效果[2]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，碳酸鈣穩(wěn)定能夠由起初的10%提高到40%，而對(duì)于另外2種試劑來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性能夠由10%提高到60%。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以證明，后者穩(wěn)定性提高效果更好。將懸浮液在室溫下靜置10 h 可以看出，鈣增強(qiáng)劑能夠明顯改善懸浮液的穩(wěn)定性，但是實(shí)驗(yàn)證明鈣增強(qiáng)劑的量必須要控制在一定數(shù)值之內(nèi)。比如說(shuō)少量MPC 吸附對(duì)3 種鈣鹽懸浮液甚至有不良反應(yīng)，如果吸附數(shù)量較少，顆粒懸浮穩(wěn)定性相對(duì)于沒(méi)有蛋白吸附的鈣鹽數(shù)值就更低，此實(shí)驗(yàn)證明在制備鈣增強(qiáng)劑時(shí)必須要保證濃度達(dá)到一定數(shù)值。

在難溶性鈣和食源性蛋白基礎(chǔ)上制作出了一種復(fù)合產(chǎn)物，此制備出的新型產(chǎn)物能夠作為鈣增強(qiáng)劑使用。實(shí)驗(yàn)觀察了其形態(tài)，并做電位實(shí)驗(yàn)檢測(cè)鈣增強(qiáng)劑的懸浮穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，鈣增強(qiáng)劑有利于增強(qiáng)其在純水分散液和蛋白質(zhì)溶液中的穩(wěn)定性，因此鈣增強(qiáng)劑增強(qiáng)溶液穩(wěn)定性效果是不可置疑的。