乳清蛋白聚集體顆粒及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可用于使泡沫，更具體地講食用泡沫（如發(fā)泡乳制品）穩(wěn)定的乳清蛋 白聚集體顆粒。本發(fā)明提供了制備此類乳清蛋白聚集體顆粒的方法、此類顆粒使泡沫穩(wěn)定 的用途、以及包含此類乳清蛋白聚集體顆粒的食用泡沫或發(fā)泡制品。
【背景技術(shù)】
[0002] 在食品和飲料領(lǐng)域中，使產(chǎn)品的至少一部分采用泡沫形式具有逐漸上升的趨勢(shì)。 這帶來了提供長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的泡沫的技術(shù)挑戰(zhàn)。
[0003] 泡沫是儲(chǔ)存壽命非常低的亞穩(wěn)態(tài)體系。分散在液相中的氣泡由表面活性劑（如， 奶蛋白）薄膜保持穩(wěn)定。泡沫一形成，就會(huì)由于滲流（因重力而導(dǎo)致的液體排出）、聚并和 歧化（由于尺寸不等的氣泡之間的氣體壓差）而失穩(wěn)。
[0004] 泡沫和乳液的行為方式不同，使得必須分別開發(fā)使泡沫或乳液穩(wěn)定的具體解決方 案。泡沫在熱力學(xué)上更不穩(wěn)定，其壽命通常比乳液低若干數(shù)量級(jí)（數(shù)小時(shí)與數(shù)月的差異）。 主要原因是氣泡之間的膜通常遠(yuǎn)大于乳液液滴之間的膜，并且空氣-水界面上的界面張力 比油-水界面上的界面張力高大約5倍。另外，氣泡通常比油滴更大并且不如油滴密集，因 此在重力導(dǎo)致的乳狀液分層（creaming)方面，泡沫遠(yuǎn)快于水乳液中的油。因此泡沫易于滲 流、歧化（乳液中的Ostwald熟化的等同形式）和聚并。另外，當(dāng)考慮泡沫時(shí)，不同的失穩(wěn) 機(jī)制會(huì)通過協(xié)同作用于泡沫的破裂而彼此增強(qiáng)。例如，歧化導(dǎo)致更大的氣泡，因此形成更大 的膜，繼而加速滲流，從而持續(xù)降低泡沫穩(wěn)定性。因此，不能就此推斷成功使乳液穩(wěn)定的乳 化劑也會(huì)成功使泡沫穩(wěn)定。反之亦然。必須開發(fā)用于泡沫的特定穩(wěn)定劑。
[0005] 可通過高粘度液相（類似慕斯中的液相）、通過使體系干燥（如生面團(tuán)）或通過將 系統(tǒng)冷凍（如在冰淇淋中的情況）來延遲泡沫失穩(wěn)。然而，仍需要找到使液體泡沫穩(wěn)定的 解決方案。
[0006] 已知的是，由于所謂的Pickering效應(yīng)，顆粒可使泡沫穩(wěn)定。多個(gè)出版物詳細(xì)描述 了這種效應(yīng)。然而，仍需要找到用作使食物泡沫穩(wěn)定的Pickering顆粒的合適的食品級(jí)顆 粒。
[0007] 還有一種趨勢(shì)是在嘗試不將新的成分引入配方中的情況下提高泡沫穩(wěn)定性。尤其 在奶制品中，需要在使用現(xiàn)有奶組分的同時(shí)提高此類奶制品的特性，包括泡沫穩(wěn)定性。奶的 乳清蛋白級(jí)分因具有高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及多樣的功能特性而已經(jīng)被廣泛用于食品配方中。例 如，E. A. Foegeding, P. J. Luck, and J. P. Davis, Food Hydrocolloids, 2006, 20, 284-292 (E. A. Foegeding，P. J. Luck 和 J. P. Davis，《食品親水膠體》，2006 年，第 20 卷，第 284-292 頁） 研究了乳清蛋白分離物（WPI)使泡沫穩(wěn)定的能力。
[0008] H. Zhu and S. Damodaran，J. Agric. Food Chem.，1994, 42, 846-855 (H. Zhu 和 S. Damodaran，《農(nóng)業(yè)食品化學(xué)雜志》，1994年，第42卷，第846-855頁）證明了通過巰基-二 硫化物相互作用使乳清蛋白級(jí)分聚合可提高發(fā)泡性能。雖然蛋白質(zhì)可通過吸附在界面上的 分子的各種形式的交聯(lián)形成具有高界面彈性和粘度的膜，但據(jù)發(fā)現(xiàn)，它們?nèi)圆荒芡耆柚?氣泡收縮和泡沫失穩(wěn)，因此仍需要找到新的泡沫穩(wěn)定劑。此外，這種類型的穩(wěn)定提高了泡沫 的粘度和剛度。希望找到使泡沫穩(wěn)定同時(shí)保持其液體外觀的解決方案。
[0009] 目前市場(chǎng)上有大量產(chǎn)品，它們?yōu)榉勰┬问讲⑶翌A(yù)期由消費(fèi)者重構(gòu)并在重構(gòu)后起 泡，如咖啡和茶的奶精（creamer)。對(duì)于預(yù)期在自動(dòng)販賣機(jī)或飲料制備機(jī)中重構(gòu)的粉末狀產(chǎn) 品而言也是如此。在這種情況下，找到可摻入粉末產(chǎn)品中的固體顆粒形式的泡沫穩(wěn)定劑將 是非常有利的。
[0010] J. D. Firebaugh and C. R. Daubert, International Journal of Food Properties, 2005, 8, 243-253 (J. D. Firebaugh 和 C. R. Daubert，《國(guó)際食品特性雜志》，2005 年，第8卷，第243-253頁）教導(dǎo)，干燥的衍生的乳清蛋白分離物能夠使泡沫穩(wěn)定，至少與天 然乳清蛋白分離物一樣好。具體地講，其描述了衍生的乳清蛋白分離物可形成更穩(wěn)定的泡 沫并且當(dāng)將泡沫的pH調(diào)節(jié)至pH 3. 4和6. 8時(shí)具有比未改性的WPI (乳清蛋白分離物）泡 沫更低的膨脹量。衍生的乳清蛋白分離物在PH 3. 4下制備。
[0011] 本發(fā)明通過提供使泡沫穩(wěn)定的有效解決方案解決了上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 在第一方面，本發(fā)明提供了一種用于制備乳清蛋白聚集體顆粒的方法，該方法包 括以下步驟：
[0013] a.將乳清蛋白分散在水性介質(zhì)中，形成水性溶液；
[0014] b.調(diào)節(jié)步驟a)所獲得的溶液的pH值，使pH值大于7 ;
[0015] c.讓該乳清蛋白在步驟b)所獲得的溶液中水合；
[0016] d.通過加熱步驟c)所獲得的水合乳清蛋白溶液使乳清蛋白變性和膠凝；
[0017] e.使步驟d)所獲得的變性且膠凝的乳清蛋白干燥，形成干燥乳清蛋白聚集體；以 及
[0018] f.使干燥的乳清蛋白聚集體變小成為顆粒粉末。
[0019] 在第二方面，本發(fā)明提供了可用本發(fā)明的方法獲得的乳清蛋白聚集體顆粒。
[0020] 在第三方面，本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明的乳清蛋白聚集體顆粒使食用泡沫穩(wěn)定的 用途。
[0021] 在第四方面，本發(fā)明提供了包含根據(jù)本發(fā)明的乳清蛋白聚集體顆粒的發(fā)泡食用產(chǎn) 品。
[0022] 在第五方面，本發(fā)明提供了一種用于制備發(fā)泡產(chǎn)品的方法，該方法包括
[0023] a.在形成泡沫之前，將本發(fā)明的乳清蛋白聚集體顆粒加入食用組合物中；以及
[0024] b.促使步驟a)所獲得的食用組合物中形成泡沫，以形成發(fā)泡食用產(chǎn)品。
[0025] 在第六方面，本發(fā)明提供了一種用于使泡沫穩(wěn)定的方法，該方法包括在泡沫形成 之前，將本發(fā)明的乳清蛋白聚集體顆粒加入要進(jìn)行發(fā)泡的食用組合物中。
【附圖說明】
[0026] 圖1示出了根據(jù)實(shí)施例1在pH 5 (黑點(diǎn)）、pH 7 (白點(diǎn)）和pH 8 (三角形）下制備 的凝膠顆粒的粒度分布。
[0027] 圖2示出了根據(jù)實(shí)施例1所制備，在pH 5 (a)、pH 7 (b)、pH 8 (c)下制備的凝膠顆 粒懸浮液和天然WPI溶液（d)在I % (黑點(diǎn)）、3 % (白點(diǎn)）和5 % (三角形）的濃度下的表 面張力/時(shí)間曲線。
[0028] 圖3示出了根據(jù)實(shí)施例1所制備，在pH 5 (a)、pH 7 (b)、pH 8 (c)下制備的凝膠顆 粒懸浮液和天然WPI溶液（d)在1 % (黑點(diǎn)）、3% (白點(diǎn)）和5% (三角形）的濃度下的流 動(dòng)曲線。
[0029] 圖4示出了根據(jù)實(shí)施例1所制備，在pH 5 (黑點(diǎn)）、pH 7 (白點(diǎn)）和pH 8 (黑色三 角形）下制備的凝膠顆粒分散體和WPI溶液（白色三角形）在三種不同濃度下的IHz下彈 性模量（G'）。
[0030] 圖5示出了在實(shí)施例1中獲得的泡沫在0. 25s 1下的粘度，所述泡沫分別用在pH 5 (黑點(diǎn)）、pH 7 (白點(diǎn)）和pH 8 (黑色三角形）下制備的凝膠顆粒和WPI (白色三角形）在 實(shí)施例1中所用的三種不同濃度下進(jìn)行穩(wěn)定。
[0031] 圖6示出了泡沫穩(wěn)定性圖，其中示出了在pH 5 (黑點(diǎn)）、pH 7 (白點(diǎn)）、pH 8 (黑色 三角形）下制備的凝膠顆粒懸浮液和天然WPI溶液（白色三角形）在如實(shí)施例1所述的不 同濃度下的半衰期（以分鐘為單位）。
[0032] 圖7示出了用重構(gòu)的在實(shí)施例1中獲得的乳清蛋白聚集體顆粒穩(wěn)定的泡沫的共焦 顯微照片，其中所述顆粒在pH 7(a)和pH 8(b)下膠凝。
[0033] 圖8示出了使用由各種乳清源制備的乳清蛋白聚集體的實(shí)施例2的泡沫穩(wěn)定性測(cè) 量結(jié)果。
[0034] 圖9示出了具有各種粒度并用各種研磨方法制備的實(shí)施例3聚集體的泡沫穩(wěn)定性 測(cè)量結(jié)果。
[0035] 圖10示出了實(shí)施例3的樣品D(圖10A)和G(圖10B)的顯微照片。可以觀察到 經(jīng)研磨的顆粒的不規(guī)則、非球形形狀。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 本發(fā)明人現(xiàn)已開發(fā)出具有特別有效的泡沫穩(wěn)定效果的新型乳清蛋白聚集體顆粒。
[0037] 在制備這些新型乳清蛋白聚集體顆粒的方法的第一步驟中，必須將乳清蛋白溶解 于水中。可使用任何乳清蛋白源，例如乳清蛋白分離物、乳清蛋白濃縮物或脫脂奶。優(yōu)選地， 乳清蛋白以盡可能純的形式使用，以避免在乳清蛋白制品中存在乳糖或脂肪。通常，使用乳 清蛋白分離物和乳清蛋白濃縮物，優(yōu)選乳清蛋白分離物。此類成分例如可含有介于80%和 90 %之間的乳清蛋白。
[0038] 將乳清溶解于水性介質(zhì)中，該水性介質(zhì)優(yōu)選為水，更優(yōu)選為軟化水。通常，以水性 溶液的總重量計(jì)，該溶液中的乳清蛋白濃度為至少5重量％。優(yōu)選地，乳清蛋白濃度為至少 6 %，優(yōu)