熱處理和調(diào)節(jié)pH改性乳清蛋白濃縮物對(duì)攪打稀奶油加工性質(zhì)的影響

孫顏君，莫蓓紅，鄭遠(yuǎn)榮，石春權(quán)，朱　培，焦晶凱，劉振明（乳業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海200436）

熱處理和調(diào)節(jié)pH改性乳清蛋白濃縮物對(duì)攪打稀奶油加工性質(zhì)的影響

孫顏君，莫蓓紅，鄭遠(yuǎn)榮，石春權(quán)，朱培，焦晶凱，劉振明*
（乳業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海200436）

通過(guò)熱處理和調(diào)節(jié)pH對(duì)乳清蛋白濃縮物80（Whey protein concentrate，WPC80）進(jìn)行改性處理，并將改性后的WPC80添加至低脂稀奶油中，以改善其攪打性質(zhì)。結(jié)果表明調(diào)節(jié)WPC80溶液的pH為3，在80℃下加熱15min時(shí)具有最佳的溶解性和起泡性，相同pH條件下，不同的熱處理時(shí)間會(huì)對(duì)溶解性和起泡性產(chǎn)生不同的影響；將熱處理和pH改性后WPC80加入攪打稀奶油中，研究發(fā)現(xiàn)不同熱處理時(shí)間，pH為5改性的WPC80可以顯著提高攪打稀奶油的打發(fā)率（p＜0.05），但是pH為7處理的WPC80使稀奶油的泡沫穩(wěn)定性增加了154.67%～193.42%。因此可通過(guò)熱處理和調(diào)節(jié)pH改性的WPC80來(lái)提高低脂稀奶油的攪打特性，且此操作方法簡(jiǎn)單易行。

熱處理，pH，乳清蛋白濃縮物80，低脂攪打稀奶油

乳清蛋白營(yíng)養(yǎng)組成豐富，且具有較好的加工特性，在食品中有較為廣泛的應(yīng)用。乳清中含有多種功能性蛋白，如β-乳球蛋白（β-Lg）、α-乳白蛋白（α-La）、免疫球蛋白和乳鐵蛋白等，這些蛋白多為球狀蛋白，其疏水基團(tuán)使其能很好的吸附于油/水或者氣/水界面，從而保持乳狀液和泡沫的穩(wěn)定性［1-2］。對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾可以提高和改善其功能性質(zhì)。Zisu等［3］研究了超聲波處理對(duì)乳清蛋白濃縮物（Whey protein concentrate，WPC）物理和加工特性的影響，結(jié)果表明WPC的凝膠能力顯著提高；Nicorescu等［4］采用80℃熱處理對(duì)乳清蛋白分離物（Whey protein isolate，WPI）進(jìn)行改性，研究發(fā)現(xiàn)80℃熱處理可以改善WPI的起泡性，稀奶油的脂肪含量會(huì)影響其攪打特性，通常脂肪含量為30%～40%時(shí)，易于攪打，且產(chǎn)生的泡沫細(xì)膩、穩(wěn)定性好，但含脂率低于30%時(shí)，攪打性能降低［5］。研究表明，低脂肪飲食是治療肥胖Ⅱ型糖尿病一種有效的方法［6］。因此，開(kāi)發(fā)出脂肪含量較低且攪打性能較好的稀奶油是稀奶油研究的重要方向。Camacho等［7］研究表明添加不同比例的刺槐豆膠和角叉膠可以改善低脂稀奶油的攪打特性。Padiernos等［8］研究了乳清蛋白超高壓改性后對(duì)低脂攪打稀奶油性質(zhì)的影響。本研究采用熱處理和調(diào)節(jié)pH對(duì)WPC80進(jìn)行改性，并研究了加入改性后WPC80對(duì)低脂稀奶油的物理和攪打特性的影響。與超高壓處理相比，熱處理和調(diào)節(jié)pH處理方式簡(jiǎn)單易行；與添加膠體相比，WPC80不僅改善稀奶油的攪打性質(zhì)，還可以提高產(chǎn)品的蛋白含量，從而擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮稀奶油上海光明乳業(yè)乳品四廠；乳清蛋白濃縮物WPC80新西蘭恒天然集團(tuán)提供；UHT脫脂奶光明乳業(yè)乳品二廠；氫氧化鈉、鹽酸分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

Mastersizer3000激光粒度分析儀英國(guó)馬爾文儀器有限公司；IKAT25高速剪切分散機(jī)德國(guó)IKA公司；DV-Ⅲ黏度計(jì)美國(guó)Brookfield公司；TA-XTplus物性儀英國(guó)Stable Micro Systems有限公司；Labconco冷凍干燥機(jī)美國(guó)Labconco公司；3K-15離心機(jī)德國(guó)Sigma公司；SP-754PC分光光度計(jì)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1WPC80的改性處理參考Sajedi等［9］的方法并略加改進(jìn)。配制10%（w/v）的WPC80溶液，于室溫下攪拌2h，然后置于4℃冰箱中冷藏過(guò)夜以使WPC80充分溶解。取溶解好的WPC80溶液用1mol/L HCl或1mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH至3.0、5.0和7.0，且過(guò)15min再次測(cè)定各個(gè)溶液的pH，確保溶液pH保持不變。在80℃下水浴分別處理WPC80溶液5、15、30min，隨之將其快速冷卻并置于4℃冰箱冷藏，待樣品溫度達(dá)到4℃左右時(shí)，置于-18℃冰箱中進(jìn)行冷凍4h，再于-45℃進(jìn)行冷凍干燥，干燥時(shí)間為24h。其中，未進(jìn)行任何處理的WPC80溶液同樣條件下處理后作為對(duì)照樣品。

1.2.2低脂攪打稀奶油的制備取脂肪含量為40%的新鮮稀奶油，按照一定的比例邊攪拌邊加入U(xiǎn)HT脫脂奶，標(biāo)準(zhǔn)化至稀奶油脂肪含量為30%，其中將1.2.1中經(jīng)熱處理和調(diào)節(jié)pH的WPC80粉末按照3%（w/v）的比例加入脂肪含量為30%的稀奶油中，另取1.2.1中的對(duì)照WPC80加入稀奶油作為對(duì)照樣品。加入WPC80后，將稀奶油于85℃下保溫5min，迅速將樣品冷卻至50℃后10MPa均質(zhì)處理。然后將樣品置于4℃冰箱中進(jìn)行老化，以促使脂肪晶體的形成，從而提高稀奶油的攪打性。

1.2.3熱處理和調(diào)節(jié)pH改性后對(duì)WPC80加工性質(zhì)的影響

1.2.3.1溶解性測(cè)定改性后WPC80溶解性的測(cè)定參考孫顏君等［10］的方法，取10g溶液于50mL的離心管中，在室溫下4400×g離心10min，取上清液5g置于預(yù)先恒重的平板上，同時(shí)稱取未離心的原樣5g于預(yù)先恒重的平板，將平板同時(shí)于105℃的烘箱中烘干4h至恒重。取出后于干燥器中冷卻至室溫。分別計(jì)算上清和原樣的固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則溶解性（Solubility，S）即為

其中，A表示上清液中固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，B表示原樣中固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.2.3.2粒徑測(cè)定配制1%（w/v）的WPC80溶液，于室溫下攪拌2h，然后置于4℃冰箱中冷藏過(guò)夜以使WPC80充分溶解。采用馬爾文激光粒度分析儀Mastersizer3000中濕法測(cè)定WPC80溶液的粒徑，其中WPC80和介質(zhì)水的折光系數(shù)分別設(shè)定為1.56和1.33，測(cè)定轉(zhuǎn)速為2000r/min，取D50代表WPC80粒徑大小。每個(gè)樣品測(cè)定三次，并取三次測(cè)定的平均值作為最終結(jié)果。

1.2.3.3濁度測(cè)定取1.2.3.2中配制的1%（w/v）WPC80溶液，用去離子水以1∶10的比例進(jìn)行稀釋，采用分光光度計(jì)于600nm處測(cè)定吸光度值，并以吸光度值表示濁度［11］。

1.2.3.4起泡性測(cè)定起泡性的測(cè)定參考Nicorescu等［12］的方法并略加改進(jìn)。取100mL 5%的WPC溶液于100mL量筒中，采用IKA T25高速剪切機(jī)11200r/min剪切2min，記錄剪切后溶液增加的體積，WPC的起泡力（Foaming Capacity，F(xiàn)C）即為

其中，V0為剪切完成時(shí)泡沫體積（mL）

將樣品在室溫下放置30min，記錄泡沫體積變化，計(jì)算泡沫穩(wěn)定性（Foaming Stability，F(xiàn)S）

其中，V0為剪切完成時(shí)泡沫體積（mL），Vt為靜置30min后泡沫的體積。

1.2.4添加WPC80后低脂攪打稀奶油攪打特性的分析

1.2.4.1表觀黏度的測(cè)定將冷藏后的稀奶油取出后，采用黏度儀（Brookfield DV-Ⅲ）迅速測(cè)定其冷藏后的表觀黏度，選用64號(hào)轉(zhuǎn)子，測(cè)定時(shí)溫度為10～12℃，轉(zhuǎn)速為15r/min。

1.2.4.2打發(fā)率將600g在4℃預(yù)冷過(guò)的奶油倒入攪拌缸內(nèi)，使用CS-BT搜拌器中速（約120r/min）進(jìn)行攪打并計(jì)時(shí)，以稀奶油能夠形成堅(jiān)挺的錐形為攪打終點(diǎn)，測(cè)定其打發(fā)率。打發(fā)率計(jì)算公式如下：

式中：M1為同體積未攪打的攪打鮮奶油的質(zhì)量，g；M2為同體積攪打好的攪打鮮奶油的質(zhì)量，g。

1.2.4.3泡沫穩(wěn)定性取攪打好的稀奶油泡沫5g，置于40目格網(wǎng)上，并在30℃下恒溫箱中保持1h，測(cè)量1h內(nèi)滴下的液體質(zhì)量占總質(zhì)量的比率（%）。

1.2.4.4硬度測(cè)定采用SMS公司的TA-XTplus型物性儀測(cè)定稀奶油所形成泡沫的硬度，取打發(fā)完成后稀奶油立即置于模具中，其中選用HDP/SR-TTC探頭進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定參數(shù)設(shè)定參考趙謀明等［13］的方法：測(cè)試前探頭行進(jìn)速度和測(cè)試中探頭行進(jìn)速度都為1mm/s，探頭回程速度為5mm/s；測(cè)定距離為30mm，觸發(fā)力為Auto-5g，數(shù)據(jù)獲取率為200pps；每個(gè)樣品至少平行測(cè)定三次，取平均值作為樣品的硬度值（g）。

1.2.5數(shù)據(jù)分析每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)測(cè)定3次，最后結(jié)果以均值+標(biāo)準(zhǔn)方差（mean±SD）表示。采用SPSS 18.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在p＜0.05水平上的顯著性進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同pH和熱處理時(shí)間WPC性質(zhì)的影響

2.1.1不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)溶解性的影響由圖1可知，熱處理和調(diào)節(jié)pH可以不同程度的改變WPC80的溶解性。與對(duì)照樣品相比，pH為5顯著降低了WPC80的溶解性（p＜0.05）。在相同pH條件下，不同的熱處理時(shí)間會(huì)對(duì)溶解性產(chǎn)生不同的影響，在pH為7時(shí)，隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，溶解性由93.43%降低至88.50%，但在pH為5的條件下，呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)。在低離子強(qiáng)度和室溫下，乳清蛋白制品具有較高的溶解性。乳清蛋白由α-La、β-Lg、免疫球蛋白等組成，由于各個(gè)組分的等電點(diǎn)（pI）不同，因此乳清蛋白的pI具有一定的變化范圍（pI在4.5～5.5之間變化）［5］。Wong等［14］研究表明，蛋白的溶解性在pI處最低，這是因?yàn)樵趐I處蛋白質(zhì)分子所帶的靜電荷量最小，從而蛋白質(zhì)與水的相互作用力下降。但由圖1中看出所有的pH處理WPC80的溶解性都不同程度的降低，主要是因?yàn)楦邷貢?huì)使蛋白變性，熱處理后，肽鏈?zhǔn)嬲菇Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，大量疏水基團(tuán)暴露在蛋白質(zhì)表面，蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性，從而溶解性下降［15］。

圖1　不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)WPC80溶解性的影響Fig.1　Effect of thermal treatment and pH on the solubility of WPC80

2.1.2不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)粒徑的影響當(dāng)WPC80完全溶解后，WPC80溶液中粒徑為1.487μm（如圖2中對(duì)照樣品）。熱處理和調(diào)pH后，WPC80的粒徑都顯著（p＜0.05）的增加，其中pH為5的溶液中粒徑為46.54～49.13μm，其次pH3溶液中WPC80的粒徑為29.27～34.70μm，pH為7的溶液中WPC80的粒徑范圍最小，為20.01～22.31μm。在相同pH條件下，不同的熱處理時(shí)間對(duì)粒徑的影響不同。pH為5，熱處理15min的WPC80的粒徑最大，為49.13μm。蛋白溶液的粒徑大小及其分布可以一定程度反映蛋白的聚合情況。Nicorescu等［1］研究了熱處理對(duì)β-Lg性質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在68～75℃的范圍內(nèi)，乳清蛋白中二級(jí)聚合物分散同時(shí)形成蛋白單體。但隨著處理溫度和時(shí)間的延長(zhǎng)，重新形成二聚物和低聚物。當(dāng)溫度超過(guò)75℃時(shí)，乳清蛋白中會(huì)形成多聚物，并形成β-Lg與α-La的共聚物。pH和熱處理時(shí)間會(huì)影響蛋白質(zhì)中單體/多聚物的比例，從而影響蛋白質(zhì)的粒徑分布，因此為得到良好的乳清蛋白結(jié)構(gòu)，需選用合適的pH和熱處理時(shí)間［16］。

圖2　不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)WPC粒徑的影響Fig.2　Effect of thermal treatment and pH on the particle size of WPC80

2.1.3不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)濁度的影響pH為5的溶液中，濁度范圍為0.882～0.974，且隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，濁度變小；pH為3的WPC80溶液中，濁度較小，與對(duì)照樣品沒(méi)有顯著差異（p＞0.05）。由溶解性和粒徑的結(jié)果可知，在pH為5條件下，WPC80的溶解性最小且粒徑較大，相應(yīng)的，所有樣品稀釋相同倍數(shù)后在同一條件下測(cè)定顯示，pH為5的WPC80溶液的濁度最大，進(jìn)一步證明了在pH為5時(shí)，蛋白的變性程度較大，更多的疏水基團(tuán)暴露，各個(gè)疏水基團(tuán)間相互作用，從而形成蛋白聚合物。

圖3　不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)WPC溶液濁度的影響Fig.3　Effect of thermal treatment and pH on the turbidity of WPC80

2.1.4不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)起泡性的影響由表1可知，與對(duì)照樣品相比，熱處理和改變pH后，WPC80溶液的FC和FS都有不同程度的提高。其中，pH3溶液熱處理30min后，F(xiàn)C較對(duì)照樣品提高了119.35%。這主要與WPC80變性后蛋白結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)。Zhu和Damodaran等［17］研究表明溫和的熱處理能夠提高WPI的起泡性，相反，過(guò)度的熱處理會(huì)降低蛋白的加工性質(zhì)。Zhu等［17］還指出熱處理后WPI中蛋白單體/聚合物的比例會(huì)影響其起泡性，未變性的乳清蛋白能夠快速的吸附于氣泡表面，從而增加了起泡性，然而熱處理后部分變性的WPI有助于形成較穩(wěn)定的泡沫結(jié)構(gòu)，當(dāng)變性和未變性的蛋白比例為3∶2時(shí)，WPI具有最好的起泡性。單體種類的不同會(huì)影響形成泡沫的能力，但多聚體的種類卻會(huì)對(duì)泡沫的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

表1　不同pH和熱處理時(shí)間對(duì)WPC80起泡性的影響Table 1　Effect of thermal treatment and pH on the foaming ability of WPC80

圖4　加入改性后WPC80對(duì)攪打稀奶油黏度的影響Fig.4　Effect of modified WPC80 on the viscosity of whipping cream

2.2熱處理和pH處理改性WPC80對(duì)攪打稀奶油特性的影響

2.2.1黏度將熱處理和調(diào)節(jié)pH改性后的WPC80和未經(jīng)改性的WPC80加入攪打稀奶油中，比較后發(fā)現(xiàn)，改性后的WPC80可以顯著（p＜0.05）提高攪打稀奶油的黏度。與對(duì)照樣品相比，加入pH為3的WPC80的稀奶油黏度提高了89.23%～186.54%。加入pH為5和7但是不同熱處理時(shí)間改性的WPC80后，熱處理時(shí)間對(duì)稀奶油的黏度沒(méi)有顯著影響（p＞0.05）。

這主要是因?yàn)椴煌琾H和熱處理改變了WPC80中蛋白結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)蛋白間交聯(lián)作用，更易于形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使得WPC可以在稀奶油內(nèi)部通過(guò)分子內(nèi)的作用力形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)［16］。WPC的持水力對(duì)攪打稀奶油的黏度有重要影響，WPC的持水力越高，加入稀奶油后黏度相應(yīng)提高。由2.1.2可知，在pH為3和7條件下處理WPC80后，形成的聚合物粒徑較小，從而持水能力較低。當(dāng)pH為WPC的pI時(shí)（pH=4.5～5.5），WPC中形成較大的聚合物，具有較好的持水力，與對(duì)照樣品相比，黏度提高了32.61%～63.38%。

圖5　加入改性WPC80對(duì)攪打稀奶油打發(fā)率的影響Fig.5　Effect of modified WPC80 on the overrun of whipping cream

2.2.2打發(fā)率打發(fā)率是評(píng)價(jià)稀奶油質(zhì)構(gòu)特性和穩(wěn)定性的有效指標(biāo)。通常在最大打發(fā)率處稀奶油有最大的硬度和泡沫穩(wěn)定性［18］。由圖5可知，熱處理時(shí)間和pH對(duì)打發(fā)率都有顯著影響。

在相同熱處理?xiàng)l件（85℃，15min）下，隨著pH由3增加至5，打發(fā)率相應(yīng)的由89%增加至126%。且在pH為5處，增加至最大值，隨著pH繼續(xù)增加至7，打發(fā)率呈下降趨勢(shì)。相同pH條件下，不同熱處理時(shí)間的WPC80對(duì)稀奶油的打發(fā)率沒(méi)有顯著影響（p＞0.05）。

在不添加穩(wěn)定劑的情況下，通常脂肪含量越高形成的攪打稀奶油性狀越好，但是如果脂肪含量過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生較軟的質(zhì)地，攪打后泡沫的結(jié)構(gòu)也會(huì)被破壞或者變得不穩(wěn)定［5］。改性后的乳清蛋白有助于脂肪球在氣泡表面形成合適的結(jié)構(gòu)，當(dāng)聚合的脂肪球形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將氣泡完全包裹時(shí)，攪打稀奶油就可以形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而在攪打過(guò)程中具有較好的打發(fā)性，并且所形成的泡沫具有較高的穩(wěn)定性，這與Sajedi等［9］的研究結(jié)果一致。

圖6　加入改性WPC80后對(duì)攪打稀奶油泡沫穩(wěn)定性影響Fig.6　Effect of modified WPC80 on the foam stability of WPC80

2.2.3泡沫穩(wěn)定性泡沫穩(wěn)定性即為完整的氣泡持續(xù)的時(shí)間，測(cè)定泡沫穩(wěn)定性可以反映稀奶油質(zhì)地等性質(zhì)［8］。泡沫穩(wěn)定性主要由連續(xù)的液相的性質(zhì)和氣泡表面膜的粘彈性決定［16］。由圖6可知，隨著WPC80改性pH的升高，其加入稀奶油后泡沫穩(wěn)定性相應(yīng)的增加，相同的pH條件下，熱處理時(shí)間對(duì)稀奶油泡沫穩(wěn)定性沒(méi)有顯著影響（p＞0.05）。在pH為7條件下，通過(guò)增加熱處理時(shí)間，泡沫穩(wěn)定性稍有下降。其中與對(duì)照樣品相比，稀奶油中加入pH為7的WPC80后，泡沫穩(wěn)定性增加了154.67%～193.42%。

在攪打稀奶油中，液相、固相和氣相三相的平衡有助于形成較好的泡沫結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)作為穩(wěn)定劑能夠影響攪打稀奶油的黏度，較高黏度的攪打稀奶油攪打后所形成的泡沫穩(wěn)定性較差，這與2.2.1關(guān)于黏度的研究結(jié)果一致，相同的熱處理?xiàng)l件下，隨著加入的WPC80的pH降低，攪打稀奶油的黏度增加。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)能夠在氣/液界面形成合適的界面膜，從而提高泡沫的穩(wěn)定性，且蛋白中變性和未變性的蛋白質(zhì)的比例會(huì)影響攪打稀奶油的起泡性和泡沫穩(wěn)定性。未變性的蛋白質(zhì)能夠在氣泡表面迅速伸展，并且可以和變性的蛋白質(zhì)相互作用，使得變性蛋白更好在氣泡表面進(jìn)行吸附，隨著大量蛋白包裹在泡沫表面，泡沫的結(jié)構(gòu)越趨于穩(wěn)定［2］。

2.2.4硬度在攪打稀奶油中添加了WPC80后均提高了稀奶油的硬度。且隨著加入的WPC80的pH的增加，攪打稀奶油的硬度也相應(yīng)的增加，與對(duì)照樣品相比，添加了pH為5的WPC80后，稀奶油的硬度增加了92.35%～97.64%，添加pH為7的WPC80后，稀奶油的硬度增加了116.18%～148.14%。

圖7　加入改性后WPC80對(duì)攪打稀奶油硬度的影響Fig.7　Effect of modified WPC80 on the firmness of whipping cream

攪打稀奶油要在攪打過(guò)程中由一個(gè)粘稠的液體轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)塑性固體，在攪打稀奶油的結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中很大程度依賴于部分附聚作用。在攪打過(guò)程中，空氣進(jìn)入稀奶油中，形成了新的氣/水界面，從而脂肪球和蛋白吸附于這些界面的表面，形成膜結(jié)構(gòu)。所形成的膜結(jié)構(gòu)能夠很好地保持泡沫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其中，膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與吸附于其表面的蛋白結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。由以上研究可知，熱處理和改變pH后都會(huì)使得WPC80的蛋白內(nèi)部交聯(lián)發(fā)生改變，形成聚合物，從而增加了稀奶油的硬度。

除了界面吸附的蛋白質(zhì)和脂肪球性質(zhì)外，液相的黏度也會(huì)影響質(zhì)構(gòu)的穩(wěn)定性。增加WPC溶液的pH能夠降低攪打稀奶油的黏度，黏度的增加有助于提高稀奶油的攪打特性。較高pH處理的樣品在冷凍干燥過(guò)程中，形成了較大的聚合物，從而降低了進(jìn)一步交聯(lián)的可能性，而低pH改性的WPC更易于交聯(lián)，進(jìn)一步增加液相的黏度，加入到攪打稀奶油中有助于增強(qiáng)稀奶油的硬度。攪打后稀奶油泡沫硬度主要是由脂肪球部分凝結(jié)形成的半連續(xù)固態(tài)結(jié)構(gòu)賦予的，稀奶油乳狀液脂肪球界面膜吸附的蛋白質(zhì)數(shù)量增加使得脂肪球膜更完整，強(qiáng)度更大。從泡沫穩(wěn)定性的結(jié)果也可以看出，隨著pH的降低和熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，泡沫穩(wěn)定性相應(yīng)的增加。

3　結(jié)論

通過(guò)調(diào)節(jié)WPC80溶液的pH為3、5和7時(shí)，并結(jié)合80℃熱處理，可以改變WPC80的溶解性、粒徑和起泡性；經(jīng)改性后的WPC80添加至低脂的攪打稀奶油，pH為5，80℃下熱處理30min的WPC80能夠顯著提高稀奶油的打發(fā)率、泡沫穩(wěn)定性以及打發(fā)后稀奶油的硬度。

［1］Nicorescu I，Loisel C，Vial C，et al.Combined effect of dynamic heat treatment and ionic strength on properties of whey protein foam part II［J］.Food Research International，2008，41： 980-988.

［2］Rullier B，Axelos M A V，Langevin D，et al.β-actoglobulin aggregates in foam films：effect of the concentration and size of the protein aggregates［J］.Journal of Colloid and Interface Science，2010，343：330-337.

［3］Zisu B，Bhaskaracharya R，Kentish S，et al.Ultrasonic processing of dairy systems in large scale reactors［J］.Ultrasonics Sonochemistry，2010，17：1075-1081.

［4］Nicorescu I，Loisel C，Riaublanc A，et al.Effect of dynamic heat treatment on the physical properties of whey protein foams［J］.Food Hydrocolloids，2009，23：1209-1219.

［5］Teknotext A B.Dairy process handbook［M］.Sweden：Tetra Pak Processing Systems ABS-221 86 Lund，1995：385.

［6］曹愛(ài)華，尚艷菲，辛波.低脂肪飲食對(duì)肥胖2型糖尿病患者體質(zhì)量、血脂及血糖的影響［J］.臨床薈萃，2012，27（12）：1025-1031.

［7］Camacho M M，Martinez N，ChiraltA.Rheological characterization of experimental dairy creams formulated with locust bean gum（LBG）and λ-carrageenan combinations［J］. International Dairy Journal，2005，15：243-248.

［8］Padiernos C A，Lim S Y，Swanson B G，et al.High hydrostatic pressure modification of whey protein concentrate for use in lowfat whipping cream improves foaming properties［J］.Journal of Dairy Science，2009，92：3049-3056.

［9］Sajedi M，Nasirpour A，Keramat J，et al.Effect of modifi ed whey protein concentrate on physical properties and stability of whipped cream［J］.Food Hydrocolloids，2014，36：93-101.

［10］孫顏君，劉鷺，李紅娟，等.超聲波處理對(duì)乳蛋白濃縮物加工特性的影響［J］.中國(guó)乳品工業(yè)，2013，41（3）：12-16.

［11］Xu D，Yuan F，Jiang J，et al.Structural and conformational modificationofwheyproteinsinducedbysupercritical carbondioxide［J］.InnovativeFoodScienceandEmerging Technologies，2010，6，32-37.

［12］Nicorescu I，Loisel C，Riaublanc A，et al.Effect of dynamic heat treatment on the physical properties of whey protein foams［J］.Food Hydrocolloids，2009，23：1209-1219.

［13］趙謀明，趙強(qiáng)忠，王才華，等.乳化劑的HLB值對(duì)攪打稀奶油攪打性能的機(jī)理研究［J］.食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2005，24（6）：10-14.

［14］Wong W S，Camirond W M，Pavlath A E.Structures and functionality of milk proteins［J］.Critical Reviews in Food Science and Nutrition，1996，36（8），807-844.

［15］趙新淮，徐紅華，姜毓君.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能性［M］.北京：中國(guó)青年出版社，2009：115.

［16］Tosi E，Canna L，Lucero H，et al.Foaming properties of sweet whey solutions as modified by thermal treatment［J］.Food Chemistry，2007，100：794-799.

［17］Zhu H，Domodaran S.Heat-induced conformational changes in whey protein isolate and its relation to foaming properties［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry，1994，42：846-855.

［18］Walstra P，Wouters J T M，Geurts T J.Dairy science and technology［M］.2nded.USA：Taylor&Francis Group，2006：442.

Effect of thermal and pH modified whey protein concentrate on functionality of whipping cream

SUN Yan-jun，MO Bei-hong，ZHENG Yuan-rong，SHI Chun-quan，ZHU Pei，JIAO Jing-kai，LIU Zhen-ming*
（State Key Laboratory of Dairy Biotechnology，Dairy Research Institute，Bright Dairy and Food Co.，Ltd.，Shanghai 200436，China）

The effects of thermal and pH modified Whey protein concentrate（WPC80）on low-fat whipping cream was studied in this paper.The results showed that after adjusting pH of WPC80 solution to 3，and then heating at 80℃ for 15min，the WPC80 presented the best solubility and foaming ability.The solubility and foaming of WPC80 were different with the same pH and different thermal treated time.Adding thermal and pH 5 modified WPC80 to the low-fat whipping cream could improve the overrun of whipping cream significantly（p＜0.05）.But the foaming stability of whipping cream with pH 7 modified WPC80 increased by 154.67%～193.42%.In a conclusion，thermal and pH treatment modified WPC80 could improve the functionality of the whipping cream. Besides，the modified method was easy and operable.

thermal treatment；pH；WPC80；low-fat whipping cream

TS201.1

A

1002-0306（2015）02-0133-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.02.021

2014-04-10

孫顏君（1988-），女，碩士研究生，工程師，研究方向：乳品加工與技術(shù)。

劉振民（1974-），男，博士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：乳品加工與技術(shù)。