新型速溶型鈣增強劑的制備和穩定性分析

孫建平

266071青島大學醫學院，山東 青島

在食品的生產過程中，通常認為蛋白質和難溶性鈣鹽之間沒有作用，但是經過生物學實驗研究發現，難溶性鈣鹽和蛋白質之間存在較強的作用[1]。本文分析了一種新型鈣增強劑及其分散穩定性特征。結果證明，鈣增強劑在水溶液和蛋白質溶液中的應用使其在一定程度上改善了穩定性。

新型速溶型鈣增強劑制備的原料

本次實驗主要用濃縮乳蛋白、碳酸鈣，實驗儀器主要用激光粒度分析儀、激光共聚焦顯微鏡等，這些化學用品和儀器均是新型速溶型鈣增強劑制備過程中需要用到的。

新型速溶型鈣增強劑制備的方法

新型鈣增強劑的制備、觀察、分析：要想制備新型鈣增強劑，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℃過夜，使蛋白完全水合。然后再稀釋一定量的MPC 原始溶液來獲得不同質量濃度蛋白溶液，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；下一個步驟就是在離心管中加入0.5 mL 不同質量濃度的蛋白溶液，將所得溶液在室溫下旋轉，最后將被蛋白所覆蓋的難溶性鈣粉分離出來，祛除表面松散的蛋白，此步驟就能夠最終得到鈣增強劑。鈣增強劑的表面形狀觀察要通過顯微鏡對其進行成像分析，驗證蛋白質能夠在鈣鹽表面吸附；然后用熒光素對實驗組和對照組進行觀察，并對觀察結果進行分析。鈣增強劑的定位分析主要是將制得的鈣增強劑分散在純水中，然后用超聲波處理使其均勻分布，最后再對分散液進行電位檢測，對檢測結果進行電位分析。

鈣增強劑的表面蛋白質濃度分析：碳酸鈣吸附蛋白質后在純水中能夠分散，然后用分析法分析離心所得上清液，吸附蛋白質以后能夠在純水中進行分散，檢測樣品是離心以后所得混合液，主要檢測鈣鹽的蛋白量，此蛋白量為混合液中蛋白含量與初始蛋白含量的差值，此時研究應當至少平行操作2 次才能夠得到準確數值。

鈣增強劑的表面蛋白組分分析：通過電泳對離心所得樣品進行研究，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，膠分離完成后測得濃縮膠的質量濃度約為4。在實驗過程中，必須要注意，不同實驗條件下上清液中殘余的蛋白質差異和上清液中蛋白質余量與初始蛋白總量比至少要測定2 次平行實驗結果，才能夠記為最終真實值。

鈣增強劑的懸浮穩定性：鈣增強劑的懸浮穩定性主要是考察鈣增強劑在純水體系和蛋白質溶液中的穩定性。操作步驟如下：首先將鈣增強劑分散到超純水中，然后經過超聲處理，使其溶質的分散更加均勻，以一定數值的波長為入射光，經過120 min 以后再觀察分散液的渾濁度變化，此實驗至少平行操作2次記平均值；通過計算就可以得出溶液吸光度值隨時間的減少率，進而計算出溶液的數值變化。

新型速溶型鈣增強劑的穩定性分析

MPC 中不同的蛋白組分與不同鈣劑相互作用的差異性分析：通過實驗驗證可以得知，MPC 中乳白蛋白和乳球蛋白在不同鈣劑上吸附優勢存在較大區別，乳球蛋白吸附優勢大于乳白蛋白。在MPC 中大多數乳清蛋白是以單體或更小的結構存在著，而乳酪蛋白則是以較大的膠態聚合體的形式存在。實驗研究發現，當HA顆粒加入到脫脂乳中會造成蛋白的解離，解離后的蛋白就會以單蛋白形式結合到顆粒表面，這種蛋白裂解是因為乳清中存在鈣離子所發揮出的作用，磷酸根離子能夠與檸檬酸根離子結合進一步吸附到顆粒表面，從而打破內部的平衡。進而酪蛋白膠束內部的焦磷酸鈣就能夠順勢進入溶液，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。在具體的實驗操作過程中，為了更全面了解吸附優先性的相互作用機制，應當對這些蛋白質中單一組分與不同鈣鹽的相互作用進行深入分析，顆粒內部其他因素也可能會對蛋白質和鈣鹽顆粒之間相互作用產生一定程度影響，包括顆粒的性質和可能產生的蛋白質，這些均可能與顆粒之間形成作用機制，影響顆粒穩定性。

鈣增強劑對MPC 熱穩定性的影響：根據我國食品營養標準的規定，鈣強化乳粉中鈣含量必須保持在一定數值之內，在這個過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化劑可以分為分子鈣和離子鈣2種，目前我國市場上的大多數高鈣乳制品都是采用分子鈣。經過實驗驗證，不同鈣劑對于牛乳熱穩定性有不同的影響，主要體現在鈣增強劑、分子鈣和離子鈣對牛乳的熱穩定性的影響。

鈣增強劑的懸浮穩定性考察：經過實驗證明發現，達到吸附飽和狀態以后，MPC對HA與TCP懸浮液穩定性的作用效果要好于碳酸鈣穩定性作用效果[2]。實驗結果證明，碳酸鈣穩定能夠由起初的10%提高到40%，而對于另外2種試劑來說，穩定性能夠由10%提高到60%。實驗數據可以證明，后者穩定性提高效果更好。將懸浮液在室溫下靜置10 h 可以看出，鈣增強劑能夠明顯改善懸浮液的穩定性，但是實驗證明鈣增強劑的量必須要控制在一定數值之內。比如說少量MPC 吸附對3 種鈣鹽懸浮液甚至有不良反應，如果吸附數量較少，顆粒懸浮穩定性相對于沒有蛋白吸附的鈣鹽數值就更低，此實驗證明在制備鈣增強劑時必須要保證濃度達到一定數值。

在難溶性鈣和食源性蛋白基礎上制作出了一種復合產物，此制備出的新型產物能夠作為鈣增強劑使用。實驗觀察了其形態，并做電位實驗檢測鈣增強劑的懸浮穩定性。經過實驗證明，鈣增強劑有利于增強其在純水分散液和蛋白質溶液中的穩定性，因此鈣增強劑增強溶液穩定性效果是不可置疑的。