酪蛋白產品生產工藝的研究進展

陳大玲，孟 丹，劉紅娜

（西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅蘭州 730024）

酪蛋白和酪蛋白制品有著較高的營養價值和良好的功能特性，被廣泛應用于食品及化工行業[1]。酪蛋白的種類很多，主要以酪蛋白制品的生產加工工藝進行分類。酪蛋白可以從脫脂乳中沉淀出來生產酸性酪蛋白、酶凝酪蛋白和共沉淀酪蛋白等產品。所有這些產品均不溶于水，加入堿可使酸性酪蛋白變成水溶性的酪蛋白酸鹽。目前，國外生產酪蛋白產品均以鮮乳為原料，并且酪蛋白加工工藝已經相當成熟，國內生產酪蛋白產品的原料主要是鮮乳和曲拉。就國內酪蛋白產品生產工藝的研究現狀進行簡單介紹，以期為今后的研究提供參考。

1 酪蛋白產品及其生產工藝

酪蛋白產品的種類很多，風味各異，主要有以下4種工藝類型。

1.1 酸性酪蛋白

通過加入乳酸菌把牛奶中的乳糖轉變為乳酸，或者加入各種稀酸，使脫脂乳中的pH值降到等電點，前者干酪素產品被稱為乳酸酪蛋白，后者產品簡單被稱為酸酪蛋白。當乳被酸化時，無機磷酸鹽和鈣從酪蛋白膠束被除去，膠束上靜電荷減少，膠束變得不穩定，直到酪蛋白沉淀。目前，生產酸酪蛋白的最普遍辦法是通過鹽酸沉淀[2-3]。

1.1.1 乳酸酪蛋白

工業上乳酸沉淀通過在脫脂乳中加入多種菌種的發酵劑，并且酸度在22～26℃時發酵形成，在14～16 h的培養期，發酵劑把乳糖發酵為乳酸，在靜置狀態下，牛奶的pH值緩慢下降，無機磷酸鹽和鈣（膠體磷酸鈣）逐步溶解和酪蛋白接近等電點時，具有良好持水性能力的酪蛋白網狀物形成。

發酵法制得的酪蛋白溶解度大、黏著力強，但生產周期長、產品產率相對較低[4]。侯永新等人[5]對發酵干酪素產率及品質的影響因素進行了研究，確定了發酵法生產干酪素的主要工藝參數的合理組合為發酵酸度50°T，熱處理溫度65℃，干燥時間3 h。該法制得干酪素感官及理化品質均符合干酪素一級標準。韓玲等人[6]以曲拉為原料提取乳酸干酪素，并采用乳酸凝結劑、護色、脫色脫雜、離心分離等方法，提高制品品質，篩選出合理的工藝參數，生產出符合標準的優質乳酸干酪素。該法操作簡單、無環境污染，使資源得到充分利用，經濟效益和社會效益都十分顯著。

乳酸酪蛋白的發酵參數對產品的風味、色澤等品質影響顯著，韓爽[7]對曲拉專用的直投式發酵劑進行研究，確定了最佳乳酸菌組合，MGD1-3 2.5%，MGB39-5 2.0%，BM5152 2.0%。試驗表明，該法生產的曲拉產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值達到4.3。點酸沉淀是最重要的環節。侯永新[8]指出高pH值沉淀時，鈣將存在于干酪素中，灰分增加影響產品的溶解度；然而，低pH值沉淀時，生產的干酪素呈細小粉末，因而造成高損失（達到總酪蛋白的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，通過蒸汽注射調節需要的沉淀溫度，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4.6，脫脂乳溫度保持45℃，鹽酸稀釋比1∶9，試驗表明在此條件下生產的酪蛋白產品色澤較好、品質較佳。王炳文等人[10]對曲拉生產工業干酪素生產工藝進行研究，確定了最佳工藝參數為溶解溫度50～60℃，溶解時間 50～30 min，溶解值 pH 8.5～9.0，點酸凝制pH值4.2～4.0，氫氧化鈉添加量0.04%。該法簡化了曲拉精加工工藝，使產品的品質和產率提高。

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，經脫水干燥而成的酪蛋白產品[8，11]。酶凝酪蛋白產品在干酪中的應用比較早，其作為制作加工干酪的蛋白質來源具有許多優點，最主要的還是其良好的凝膠性、能夠保持良好的風味和特色、儲存時間長，因此已被大量用在加工干酪產品生產過程中[12]。酶凝酪蛋白具有高度乳化性、融化性和拉伸性等獨特的功能特性，是生產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等。在非食品行業中，廣泛應用于造紙、印刷、乳膠、皮革、涂料、軍工、工藝美術制品、醫藥等行業[13]。

酶凝酪蛋白加工工藝中最重要的環節就是酶的凝結過程，酶種類和工作條件的不同，都會影響酶凝酪蛋白產品的質量。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，凝乳時間相對增加。利用凝乳酶制取酪蛋白的研究報道較多。甘伯中等人[15-16]公開了一種以“曲拉”為原料制備凝乳酶干酪素的方法，步驟為粉碎、二次護色、溶解、過濾、離心脫脂、凝乳、洗滌、脫水、造粒、干燥。韓玲等人[17]對研究了不同酶在凝乳酶干酪素制作中的應用效果優選出微小毛霉凝乳酶為生產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、時間對工藝的影響，確定了最佳工藝參數。鄭恒光等人[19]采用自制微小毛霉凝乳酶制備酶凝干酪素，結果表明凝乳酶添加量對凝乳酶干酪素得率無顯著影響。

1.3 共沉淀蛋白

共沉淀蛋白是通過加熱誘導乳清蛋白和酪蛋白發生絡合反應，調節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合蛋白產品[20-21]。早期共沉淀蛋白的制備主要發展在美國和前蘇聯，實驗室和中試規模研究提出，在加熱的條件下通過酸化或者鈣鹽絮凝脫脂乳可獲取乳蛋白的沉淀物，這種方式生產的產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養價值更高，并且具有很多令人關注的特性，在食品工業中有很大的發展潛力，被廣泛應用于營養強化劑、食品品質改良劑、果汁、冰激凌[23]。目前，國內對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，同時給出了高鈣、中鈣、低鈣共沉淀蛋白的生產條件。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質量分數0.2%，加熱溫度100℃，加熱時間20 min。該法制得的乳蛋白回收率超過93%，其功能性優于酪蛋白。

1.4 酪蛋白鹽

酪蛋白鹽是通過堿中和酸性蛋白產生的，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的乳化性、增稠性、起泡性及營養價值，不僅在臨床營養中得到應用，而且可作為各種食品的營養增補[25]，廣泛應用于食品工業，包括肉糜類制品、焙烤類制品、乳制品等領域[26]。

張玉平等人[27]公開了一種酪蛋白酸鈉轉化生產的方法溶解、酸沉淀、濕酪素、膠磨、轉化、均質、噴霧干燥、酪蛋白酸鈉產品，使產品達到更高的質量標準，條件為碳酸鈉8%～12%，溫度110～130℃，轉化時間20～25 s。劉興龍等人[28]確定了一種采用擠壓膨化法生產酪蛋白酸鈉的方法，使酪蛋白酸鈉樣品具有更好的蛋白特性。

2 結語

綜述了酸性酪蛋白、酶凝酪蛋白、共沉淀蛋白、酪蛋白酸鈉的生產方法及其研究進展。與國外相比，我國的酪蛋白產品加工工藝研究取得一些進步，但創新性的酪蛋白加工工藝研究較少，今后應深入提高產品品質。