[发明专利]一种乳清蛋白的改性方法

说明书

本发明公开了一种乳清蛋白的改性方法，属于蛋白加工领域，该方法包括：配制含水量45‑55wt％的乳清蛋白水合物；将乳清蛋白水合物进行冷挤压，得到乳清蛋白冷挤压产物；干燥、粉碎，得到挤压乳清蛋白粉碎物；配制浓度3‑7wt％的挤压乳清蛋白水溶液，加入半胱氨酸至浓度为12‑18mmol/L；然后在55‑65℃的温度下反应8‑12min后，立即转入冰水浴终止反应，得到所述改性乳清蛋白。本发明采用冷挤压的方法来打开乳清蛋白的三级结构，充分暴露内部疏水基团及二硫键；添加Cys作为游离巯基来源，与蛋白中二硫键发生巯基二硫交换反应，形成大分子交联产物，最终形成具有良好乳化性及流变特性的改性乳清蛋白产品。

技术领域

本发明涉及蛋白加工领域，特别是涉及一种乳清蛋白的改性方法。

背景技术

乳清蛋白是干酪生产的副产物乳清经超滤、浓缩和喷雾干燥等工艺分离得到的蛋白质，含有约48％β-乳球蛋白(β-lg)、19％α-乳白蛋白(α-la)、5％牛血清白蛋白(BSA)，以及乳铁蛋白(Lf)酶和生物活性因子等。乳清蛋白容易消化，有很高的代谢效率，因此具有很高的生物利用价值，可作为一种营养性配料广泛应用于乳制品、肉制品和焙烤食品生产领域。

然而，由于乳清蛋白中的β-lg和α-la均为球蛋白，疏水基团分布在分子内部，亲水基团分布在表面，形成结构致密的球状分子，乳化性和流变性能都较差。为了增加乳清蛋白的可利用性，需对其乳化性和流变特性进行改善。然而，国内外对乳清蛋白挤压改性的研究中，主要集中在通过对乳清蛋白的高温挤压，高温破坏了乳清蛋白的生物活性；在单独使用Cys对乳清蛋白改性时，需在70℃以上的条件下进行反应，破坏了乳清蛋白的生物活性，降低了乳清蛋白的营养价值。

半胱氨酸(Cysteine，Cys)分子具有高反应活性的巯基，可以还原位于蛋白质表面的二硫键，使活性-SH基团暴露出来与另一个蛋白质的活性-SH基团发生分子间SH/SS交换反应，从而产生共价交联。但是，由于α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的刚性球状结构，乳球蛋白分子中的二硫键多位于分子内部等原因，乳清蛋白很难与Cys的SH发生良好的交联作用，因此，Cys不适于直接与天然状态的乳清蛋白交联，所以乳清蛋白需要变性以改善其与Cys的交联反应。

冷挤压技术是低于50℃的低温挤压技术，通过挤压过程中高压和剪切的物理作用，展开蛋白质的三级结构，暴露蛋白分子内部的疏水基团，促进蛋白质分子间通过疏水相互作用发生非共价交联。然而，单独物理改性的方法无法破坏二硫键，不能促使蛋白质分子间发生广泛的的共价交联。

冷挤压作为一种常见的物理改性方法，可以有效的暴露Cys交联位点，本发明将其结合Cys处理乳清蛋白时，第一步，冷挤压处理使得乳清蛋白在低温条件展开三级机构，使内部的二硫键暴露到分子表面；第二步：Cys分子上的活性巯基与冷挤压处理暴露出的二硫键在较低的温度下发生SH/SS交换反应，引发蛋白质分子间广泛的共价交联。因此，本发明冷挤压结合Cys处理是物理作用和低温化学作用联合处理的方法，该方法在保护乳清蛋白生物活性的基础上，增强了乳清蛋白分子间的非共价和共价相互作用，改善了乳清蛋白的乳化性和流变性，提高了细胞活性。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种乳清蛋白的改性方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种乳清蛋白的改性方法，包括以下步骤：

(1)配制含水量45-55wt％的乳清蛋白水合物；

(2)将乳清蛋白水合物采用双螺杆挤压机进行冷挤压，得到乳清蛋白冷挤压产物；所述双螺杆挤压机的螺杆转速为250-350r/min，喂料速度为3-4kg/h；

所述冷挤压的过程中不进行加热，并使所述双螺杆挤压机的出料口温度不高于50℃；

(3)将所述乳清蛋白冷挤压产物干燥、粉碎，得到挤压乳清蛋白粉碎物；