乳清蛋白的功能特性及其在乳制品生產中的應用

□ 王 妍 陳雨春 王 暢 陳婷婷 吳 博 趙續詠 陳鑫琦 張 軍 黑龍江大學農業微生物技術教育部工程研究中心

黑龍江大學生命科學學院 黑龍江省普通高校分子生物學重點實驗室

乳蛋白質是日常膳食中蛋白質的優質來源，乳清蛋白是乳蛋白質中的最重要成分，并作為食品配料在酸奶、乳飲料、嬰幼兒食品和保健食品等食品的生產中。

1 乳清蛋白概述

1.1 乳清蛋白定義

乳清蛋白是酪蛋白在其等電點（pH4.6）附近發生凝集、沉淀后，仍溶于乳清的那部分蛋白，約占乳總蛋白含量的1/5。其粒子水合能力強，分散程度高。

綜上所述，健康教育在高血脂患者中有著重要的應用價值，有效的將血脂控制在正常范圍內，提高患者自我管理能力。

1.2 乳清蛋白的組成

乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白等成分組成[1-2]。不同乳源含量有所差異。其中含量最高的兩種蛋白是α-乳白蛋白和β-乳球蛋白。其粒子水合反應能力強，分散度高，在乳中通常呈高度分散狀態。因為乳清蛋白出色的功能與營養特性，其被廣泛應用于食品加工業中[3]。

(1) 基于流體力學理論及賓漢流體本構方程，建立了傾斜裂隙注漿擴散理論模型，并推導了漿液擴散區內的黏度及壓力時空分布方程。理論和數值分析表明，注漿壓力和漿液壓力最大誤差均不超過10%，表明理論計算值與數值模擬結果吻合較好，進一步論證了理論模型的有效性。

2 乳清蛋白的營養價值

乳清蛋白是全價蛋白，生物價為88。它不僅含有組成蛋白質的全部氨基酸，同時還含有在代謝調節中起重要作用的支鏈氨基酸，可有效調節人體蛋白質和葡萄糖平衡及脂類的代謝，在體重控制方面也起著重要作用。乳清蛋白還富含在抗氧化中起關鍵作用的硫氨酸，如谷胱甘肽的前體物質-半胱氨酸[4]。

1.1 成立研究小組 本課題由4名成員組成，其中1名康復專科護士作為學術指導，主要負責問卷的審核；1名護理管理者主要負責聯系專家；2名研究生負責問卷的編制、發放及整理和分析專家意見等。

母乳中的乳清蛋白含量高于酪蛋白，而牛乳中酪蛋白含量高于乳清蛋白，因此，以牛奶為原材料生產奶粉時需用乳清蛋白調節奶粉中的乳清蛋白含量，使其接近人奶的營養成分。其中，乳清蛋白粉的加入可提高蛋白質含量。

3 乳清蛋白的功能特性

由于蛋白質的外層疏水性和構象重排，可快速吸附在空氣-水界面中，形成一個彈性吸附薄膜，使乳清蛋白具有很好的起泡性。乳清蛋白在等電點附近時，起泡效果最好[12]。低脂乳清蛋白，可作為蛋清的替代品，在其起泡的過程中，可以延長泡沫的持續時間，并且泡沫的膨脹性較好，可延長泡沫的持續時間[13]。乳清蛋白的起泡性在蛋糕、餡料、奶昔等食物中發揮重要作用。

3.1 乳化性

乳清蛋白分子中有親水基團和疏水基團，這種兩親的結構賦予其優異的乳化穩定性。如在均質過程中，乳清蛋白可吸附在脂肪球表面，形成穩定的蛋白-脂質界面膜，防止脂肪球聚集，達到均質的目的。又因其良好的穩定乳液性，可在沙拉醬、肉制品和甜點等食品中用作乳化劑。

3.2 起泡性

乳清蛋白富含多種生物活性物質，具有很高的功能特性[9-11]。

3.3 凝膠性

4.2.3 作為酸奶的增稠劑

4 乳清蛋白在乳制品生產中的應用

乳清蛋白因其優良的性質，在乳制品中貢獻較大。以下將重點介紹乳清蛋白在乳制品中的應用。

2.3.1 理論考核。以出科考核方式（選擇題與病案分析題）對學生進行綜合評價，主要考察以下幾個方面：對急性心肌梗死這一嚴重胸痛疾病的理論知識的掌握，如病理學分析、診斷及鑒別診斷、治療；實踐患者的病史采集、體格檢查、疾病診斷及鑒別診斷、治療方案。結合帶教老師對學生平時表現的評定，在成績中予以一定的比例（20%）。即總成績=理論成績（80%）+平時表現成績（20%）。規定“優秀”≥85分，“良好”≥75分，“及格”≥60分，“不及格”＜60分。

4.1 乳清蛋白在奶粉生產中的應用

由于具有蛋白含量高，低脂肪和低膽固醇的主要特點，乳清蛋白被稱為“蛋白之王”，可有效代替雞蛋蛋白和脂肪用于各類食品，不僅降低了生產成本，也提高了食品的營養價值[5]。此外，乳清蛋白濃縮了牛奶中大部分營養成分，能起到抗癌抗衰老，增強免疫力，增強骨質，保護心臟健康等作用，是一種常見的蛋白質補充劑[6-8]。

4.2 乳清蛋白在酸奶生產中的應用

4.2.1 在酸奶中做穩定劑

添加乳清蛋白會使固形物含量增加，使酸奶得到一個較強的緩沖體系，從而使酸奶的粘度增加。此外，添加乳清蛋白對提高酸奶的持水力有利。廖文艷等人通過使用乳清蛋白含量5%±2%的濃縮乳清蛋白，使不含穩定劑的酸奶在保質期內保持品質穩定，乳清蛋白的最適添加量為3%～4%。

蔣姍姍等人做了聚合乳清濃縮蛋白對凝固酸奶品質影響的研究。將乳清蛋白與水溶解，通過調整pH、水浴升溫使其變性后成為具有一定粘度的溶液。結果表明，酸奶的粘度和硬度隨乳清蛋白含量的增加而增加，持水力提高對酸奶發酵終點無明顯影響，添加改性乳清蛋白的產品微觀結構上空隙小、網絡更為致密。王琳等通過牛奶和0.5%～6.0%的乳清蛋白粉制作希臘酸奶，結果表明，蛋白質含量在4%～8%時，希臘酸奶產品口感佳，穩定性好[17]。此外，可通過綜合調整乳中乳清蛋白與酪蛋白的比例，進而得到高品質酸奶[18]。

爆破影響控制：預裂孔最大單響20Kg，主爆孔最大單響60Kg，緩沖孔最大單響46Kg。開挖梯段高度控制在10m范圍。

4.2.2 改善酸奶的品質

乳清蛋白的凝膠特性由蛋白質的電荷密度和蛋白質間的親水-疏水平衡決定的[14]。乳清蛋白中的主要凝膠蛋白是β-Lg和BSA[15]。當pH4.6～5.8時，是乳清蛋白形成凝膠的最適條件。乳清蛋白的凝膠特性可用于調整食品的質構，如硬度和彈性。Biliaderris[16]指出，添加乳清蛋白粉，對提高酸奶的凝膠質地有益。

在酸奶中添加濃縮乳清蛋白作增稠劑，會使酸奶口感更佳香醇[19]。這主要是由于變性的乳清蛋白含有較少的游離巰基，可促進發酵菌落的生長[20]。并且，乳清蛋白聚集，形成具有較大粘度的凝膠，有助于增強凝膠網絡結構[21]。乳清蛋白的熱變性與酸奶的凝膠性和黏度密切相關，且變性率需達到95%才能保證酸奶品質[22]。

本文基于空間徑向功率合成方法,設計了一種多路功率合成器。為方便測試,根據仿真計算結果進行功率分配/合成器進行一體化樣件加工,并進行了測試,測試結果顯示這種徑向合成結構各路幅度和相位具有良好的一致性,而且整體損耗較小。一方面,若在連接波導處直接加入微帶探針及芯片,然后,外加供電網絡,保護電路及散熱裝置,可以作為一個基本的固態功率放大模塊,另外,也可單獨作為合成器,將24路末級功放模塊進行空間功率合成。該類型的功率合成器在未來高功率雷達、電子對抗及微波通信等應用領域將有著很好的應用前景。

4.2.4 對酸奶益生菌生長的影響

研究表明[23]，超濾處理后的濃縮乳清蛋白粉可促進酸奶中益生菌的生長。SAGLAM等[24]通過比較加入WPC的酸奶和加入脫脂乳粉的酸奶，得出加入WPC后，可提高酸奶在強酸性環境中的緩沖能力，保護乳糖酶和益生菌免受胃酸的損害，提高腸道內酶的活性的結論。國外學者將熱聚合分離乳清蛋白粉用到羊奶酸奶中，不僅可改善其穩定性和脫水性[25]，而且有益于益生菌的生存[26]。

4.3 乳清蛋白在干酪生產中的應用

乳清蛋白的可凝結性可促進干酪的生成，縮短干酪的制作周期，提高干酪的成品率。在干酪中用乳清蛋白替代酪蛋白，可使干酪口感更加柔和，并保證干酪的風味。同時，乳清蛋白的熱凝膠性越強，制作干酪后，干酪的凝膠力也越強[27]。在生產干酪時，用WPC-80替代部分酪蛋白，可使制作的干酪獲得爽滑的質地與柔和的風味。

4.4 乳清蛋白在冰淇淋生產中的應用

乳清蛋白具有濃郁的奶香味，在冰淇淋中使用乳清蛋白可提高冰淇淋的奶香味，同時不會覆蓋其他配料的味道。乳清蛋白有較好的乳化性和鎖水性，因此在冰淇淋中加入乳清蛋白有助于保持冰淇淋形狀，提高粘稠度，延長冰淇淋融化的時間，保持冰淇淋的口感。粘性是評價冰淇淋口感的一個重要指標，添加了乳清蛋白粉的冰淇淋粘性顯著提升，原因可能是乳清蛋白與酪蛋白膠束中的K－酪蛋白相互作用形成可溶性蛋白復合物，從而增加了冰淇淋的粘性[28]。乳清蛋白的口感在一定程度上還可替代脂肪的口感，如濃縮乳清蛋白粉和分離乳清蛋白粉替代大約50%的脂肪，這對于生產低脂低熱量冰淇淋非常有用。

5 結語

乳清蛋白具有優異的營養學和功能特性，已成為生產開發功能性食品的重要原料[29]。乳清蛋白在乳制品的應用中，除在加工技術方面的創新外，也可在質構上延伸。如將奶酪制成飲用型、布丁型產品,將添加乳清蛋白的高蛋白酸奶制成易于攜帶的奶片制品等。

隨著蛋白質組學研究的不斷深入，不同乳源的蛋白質組成不同，作用方式也不完全相同，相關研究仍有部分空白，需繼續完善。同時，分析出乳清蛋白與其他乳成分的相互作用，并進行控制，以改善乳制品的功能特性，最大化的滿足生產需求，不僅為乳制品的加工提供技術依據，而且對擴大乳清蛋白的綜合利用有重要意義。