楊 凱，張?zhí)觳?，?鵬，李朝旭

河北三元食品有限公司，河北石家莊 050000

0 引言

許多嬰幼兒甚至成年人飲用牛乳后常會(huì)發(fā)生消化不良，嚴(yán)重者會(huì)有腹瀉、嘔吐、腹痛和腹脹等癥狀，這可能是乳糖不耐受的表現(xiàn)。乳糖不耐受常指由于小腸黏膜乳糖酶缺乏，導(dǎo)致乳糖消化吸收障礙而引起腹脹、腹瀉、腹痛等一系列臨床癥狀。當(dāng)乳糖酶缺乏只引起乳糖吸收障礙而無(wú)臨床癥狀時(shí)，稱(chēng)為乳糖吸收不良[1，2]。因此，腸胃發(fā)育尚未完全、原發(fā)或繼發(fā)乳糖不耐受的嬰幼兒宜服用無(wú)乳糖或低乳糖配方食品。

特醫(yī)乳基無(wú)乳糖嬰兒配方粉以乳蛋白為主要原料，加入適量植物油、玉米糖漿、維生素和礦物質(zhì)加工制成，不含乳糖。在濕法生產(chǎn)配方粉過(guò)程中，需采用熱處理工藝，包括預(yù)熱、巴氏殺菌、濃縮殺菌、噴霧干燥等。特醫(yī)乳基無(wú)乳糖嬰兒配方粉中含有的多種營(yíng)養(yǎng)成分在熱處理過(guò)程中可能發(fā)生相互作用，影響產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。為確保生產(chǎn)正常進(jìn)行并得到合格產(chǎn)品，需確保料液在生產(chǎn)過(guò)程具有良好的熱穩(wěn)定性。

本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試，研究不同蛋白組成和檸檬酸鈉對(duì)產(chǎn)品熱穩(wěn)定性的影響，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)中試進(jìn)一步驗(yàn)證配方的熱穩(wěn)定性。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 主要原料

分離乳清蛋白（Whey Protein Isolate, WPI，美國(guó)安格普有限公司）、牛乳濃縮蛋白（Milk Protein Concentrate, MPC，新西蘭恒天然集團(tuán)）、固體玉米糖漿（保齡寶生物股份有限公司）、混合植物油（益海嘉里食品營(yíng)銷(xiāo)有限公司）、復(fù)合維生素（帝斯曼維生素（上海）有限公司）、復(fù)合礦物質(zhì)（帝斯曼維生素（上海）有限公司）、車(chē)間用純凈水。

1.2 試驗(yàn)儀器和設(shè)備

電子天平T1000（美國(guó)雙杰（兄弟）集團(tuán)有限公司）；高速電動(dòng)攪拌機(jī)RW20DZM.n（德國(guó)IKA集團(tuán)）；恒溫水浴鍋（余姚市東方電工儀器廠）；均質(zhì)機(jī)APV1000[APV（中國(guó)）有限公司]。

中試在河北三元食品有限公司蒸發(fā)量為200 kg/h的中試生產(chǎn)線上進(jìn)行。

1.3 熱穩(wěn)定性測(cè)試和判定方法

稱(chēng)取配方中對(duì)應(yīng)數(shù)量的樣品，用250 mL的70 ℃水溶解，水浴加熱到85～100 ℃，保持15～60 s，觀察是否產(chǎn)生絮片和沉淀。采用陰陽(yáng)判定法，陰性為無(wú)小白點(diǎn)，陽(yáng)性為有小白點(diǎn)[3]。

1.4 試驗(yàn)流程

本研究中測(cè)試蛋白熱穩(wěn)定性的試驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1 熱穩(wěn)定性研究試驗(yàn)流程圖

2 試驗(yàn)結(jié)果

考慮到《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 特殊醫(yī)學(xué)用途嬰兒配方食品通則 GB 25596—2010》中沒(méi)有關(guān)于乳清蛋白占總蛋白比例的規(guī)定[4]，本試驗(yàn)通過(guò)分別添加分離乳清蛋白和分離乳清蛋白+牛奶濃縮蛋白，設(shè)計(jì)全乳清蛋白配方（WPI組）、乳清蛋白占總蛋白60%的配方（WPI+MPC組）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試，分別測(cè)試配方中的蛋白組成和檸檬酸鈉對(duì)熱穩(wěn)定性的影響。

2.1 配方中蛋白組成對(duì)熱穩(wěn)定性和沖調(diào)的影響

首先，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)試，研究了配方中的蛋白組成對(duì)產(chǎn)品熱穩(wěn)定性的影響。本試驗(yàn)采用的配方如表1所示。

表1 小試中使用配方的主要組成

2.1.1 WPI組試驗(yàn)結(jié)果

樣品溶液熱處理?xiàng)l件為85 ℃、15 s時(shí)，未出現(xiàn)小白點(diǎn)，即未發(fā)生蛋白變性；樣品溶液熱處理?xiàng)l件為90 ℃、15 s時(shí)，蛋白嚴(yán)重變性，如圖2（a）（b）所示。

圖2 不同熱處理?xiàng)l件下WPI 組的蛋白變性情況

2.1.2 WPI+MPC組試驗(yàn)結(jié)果

樣品溶液熱處理?xiàng)l件為90 ℃、15 s時(shí)，未發(fā)現(xiàn)蛋白變性現(xiàn)象；樣品溶液熱處理?xiàng)l件為95 ℃、15 s時(shí)，也未發(fā)現(xiàn)蛋白變性現(xiàn)象，如圖3（a）（b）所示。

圖3 不同熱處理?xiàng)l件下WPI+MPC 組的蛋白變性情況

對(duì)比WPI組、WPI+MPC組，可發(fā)現(xiàn)WPI組蛋白的熱穩(wěn)定性尚可，WPI+MPC組蛋白的熱穩(wěn)定性好于WPI組。

2.2 檸檬酸鈉對(duì)產(chǎn)品熱穩(wěn)定性的影響

以配方中的檸檬酸鈉替代具有相應(yīng)鈉含量的氯化鈉，通過(guò)小試研究檸檬酸鈉對(duì)蛋白熱穩(wěn)定性的影響。本試驗(yàn)采用配方如表2所示。

表2 檸檬酸鈉實(shí)驗(yàn)室小試中使用配方的主要組成

2.2.1 在90 ℃、15 s條件下檸檬酸鈉對(duì)蛋白變性的影響

樣品溶液熱處理?xiàng)l件為90 ℃、15 s時(shí)，兩個(gè)試驗(yàn)組均未發(fā)現(xiàn)蛋白變性，如圖4（a）（b）所示。

圖4 氯化鈉組和檸檬酸鈉組在90 ℃、15 s 條件下的蛋白變性情況

2.2.2 在95 ℃、15 s條件下檸檬酸鈉對(duì)蛋白變性的影響

樣品溶液熱處理?xiàng)l件為95 ℃、1 min 時(shí)，氯化鈉組發(fā)現(xiàn)蛋白變性現(xiàn)象，檸檬酸鈉組未發(fā)現(xiàn)蛋白變性現(xiàn)象，如圖5（a）（b）所示。

圖5 氯化鈉組和檸檬酸鈉組在95 ℃、1 min 條件下的蛋白變性情況

2.2.3 在100 ℃、15 s條件下檸檬酸鈉對(duì)蛋白變性的影響

樣品溶液熱處理?xiàng)l件為100 ℃、15 s時(shí)，氯化鈉組出現(xiàn)若干個(gè)蛋白變性白點(diǎn)，檸檬酸鈉組則未發(fā)現(xiàn)蛋白變性現(xiàn)象，如圖6（a）（b）所示。

圖6 氯化鈉組和檸檬酸鈉組在100 ℃、15 s 條件下的蛋白變性情況

2.3 通過(guò)中試驗(yàn)證配方的熱穩(wěn)定性

通過(guò)車(chē)間中試測(cè)試優(yōu)化后配方的熱穩(wěn)定性，中試采用的配方如表3所示。

表3 第2 次車(chē)間中試配方的主要組成

中試進(jìn)行順利，沖調(diào)試驗(yàn)結(jié)果良好，如表4所示。

表4 中試樣品沖調(diào)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

3 討論

乳蛋白是乳中主要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，其中乳清蛋白占牛乳蛋白質(zhì)總量的18%～20%，乳清蛋白具有易吸收的特點(diǎn)，但較易受溫度影響，加熱時(shí)易出現(xiàn)熱變性現(xiàn)象。而酪蛋白占總?cè)榈鞍椎?6%～86%，具有較好的熱穩(wěn)定性，因此滅菌時(shí)的熱處理不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生很大影響?？傮w來(lái)看，原料乳能承受通常的熱處理?xiàng)l件[5]。

乳清蛋白粉是從牛奶中提取的可溶性蛋白成分的復(fù)合物，包括濃度80%的濃縮乳清蛋白或濃度90%的分離乳清蛋白。與濃縮乳清蛋白相比，分離乳清蛋白具備純度高、蛋白結(jié)構(gòu)保留完整、乳糖含量低、吸收消化快、利用率高的多重優(yōu)點(diǎn)。分離乳清蛋白含有高濃度的必需氨基酸（45～55 g/100 g），是支鏈氨基酸，尤其是亮氨酸（達(dá)14 g/100 g）最豐富的來(lái)源。亮氨酸是肌肉蛋白合成轉(zhuǎn)錄起始通路中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。相比酪蛋白和大豆蛋白等蛋白產(chǎn)品，乳清蛋白含有約高4 倍的胱氨酸。肝臟中胱氨酸的分解代謝是全身蛋白質(zhì)代謝和肌肉重量改變的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[6]。

牛奶濃縮蛋白（Milk Protein Concentrate,MPC）由生乳脫脂后，經(jīng)超濾濃縮，再?lài)婌F干燥制得。牛奶濃縮蛋白是完全蛋白質(zhì)，包含酪蛋白和乳清蛋白，且二者之間的比例與在牛奶中的比例相同或相似，為8∶2左右。與脫脂奶粉和全脂奶粉相比，牛奶濃縮蛋白的蛋白質(zhì)含量高，乳糖含量低，因此可為終產(chǎn)品提供高營(yíng)養(yǎng)及特定感官和功能特性，目前已被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)食品[7]。

以上研究中比較了不同溫度下W P I 組和WPI+MPC組配方的熱穩(wěn)定性，可以看出，85 ℃15 s條件下WPI組已經(jīng)發(fā)生蛋白變性，溫度升高到9 0 ℃15 s后蛋白嚴(yán)重變性。而WPI+MPC組在90 ℃15 s和95 ℃15 s條件下均未發(fā)現(xiàn)蛋白變性現(xiàn)象。由此可以得出WPI+MPC組比WPI組具有更好的熱穩(wěn)定性，這說(shuō)明在配方中添加牛奶濃縮蛋白，提高產(chǎn)品中的酪蛋白含量，有助于改善產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。

此外，還通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了檸檬酸鈉對(duì)產(chǎn)品熱穩(wěn)定性的影響，90 ℃ 15 s時(shí)氯化鈉組和檸檬酸鈉組均未發(fā)生蛋白變性現(xiàn)象；95 ℃1 min和100 ℃ 15 s時(shí)氯化鈉組出現(xiàn)蛋白變性，檸檬酸鈉組則未出現(xiàn)蛋白變性；從而可以判定，檸檬酸鈉增強(qiáng)了蛋白的熱穩(wěn)定性。這與于鵬[8]等的研究結(jié)果一致。

最后，利用添加乳清蛋白和牛奶濃縮蛋白以及檸檬酸鈉優(yōu)化后的配方（乳清蛋白和酪蛋白的比例為6∶4）進(jìn)行車(chē)間中試，進(jìn)一步驗(yàn)證了小試研究所得出的結(jié)論。結(jié)果中試進(jìn)行順利，生產(chǎn)過(guò)程未發(fā)生蛋白變性現(xiàn)象，產(chǎn)品沖調(diào)良好。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)在配方中添加牛奶濃縮蛋白和檸檬酸鈉，改善配方的熱穩(wěn)定性。在中試過(guò)程優(yōu)化工藝參數(shù)控制，確保中試正常進(jìn)行。通過(guò)以上配方和工藝研究，提高配方的熱穩(wěn)定性，開(kāi)發(fā)出與車(chē)間工藝相適應(yīng)的特醫(yī)乳基無(wú)乳糖嬰兒配方粉。