酪蛋白产品生产工艺的研究进展

陈大玲，孟 丹，刘红娜

（西北民族大学生命科学与工程学院，甘肃兰州 730024）

酪蛋白和酪蛋白制品有着较高的营养价值和良好的功能特性，被广泛应用于食品及化工行业[1]。酪蛋白的种类很多，主要以酪蛋白制品的生产加工工艺进行分类。酪蛋白可以从脱脂乳中沉淀出来生产酸性酪蛋白、酶凝酪蛋白和共沉淀酪蛋白等产品。所有这些产品均不溶于水，加入碱可使酸性酪蛋白变成水溶性的酪蛋白酸盐。目前，国外生产酪蛋白产品均以鲜乳为原料，并且酪蛋白加工工艺已经相当成熟，国内生产酪蛋白产品的原料主要是鲜乳和曲拉。就国内酪蛋白产品生产工艺的研究现状进行简单介绍，以期为今后的研究提供参考。

1 酪蛋白产品及其生产工艺

酪蛋白产品的种类很多，风味各异，主要有以下4种工艺类型。

1.1 酸性酪蛋白

通过加入乳酸菌把牛奶中的乳糖转变为乳酸，或者加入各种稀酸，使脱脂乳中的pH值降到等电点，前者干酪素产品被称为乳酸酪蛋白，后者产品简单被称为酸酪蛋白。当乳被酸化时，无机磷酸盐和钙从酪蛋白胶束被除去，胶束上静电荷减少，胶束变得不稳定，直到酪蛋白沉淀。目前，生产酸酪蛋白的最普遍办法是通过盐酸沉淀[2-3]。

1.1.1 乳酸酪蛋白

工业上乳酸沉淀通过在脱脂乳中加入多种菌种的发酵剂，并且酸度在22～26℃时发酵形成，在14～16 h的培养期，发酵剂把乳糖发酵为乳酸，在静置状态下，牛奶的pH值缓慢下降，无机磷酸盐和钙（胶体磷酸钙）逐步溶解和酪蛋白接近等电点时，具有良好持水性能力的酪蛋白网状物形成。

发酵法制得的酪蛋白溶解度大、黏着力强，但生产周期长、产品产率相对较低[4]。侯永新等人[5]对发酵干酪素产率及品质的影响因素进行了研究，确定了发酵法生产干酪素的主要工艺参数的合理组合为发酵酸度50°T，热处理温度65℃，干燥时间3 h。该法制得干酪素感官及理化品质均符合干酪素一级标准。韩玲等人[6]以曲拉为原料提取乳酸干酪素，并采用乳酸凝结剂、护色、脱色脱杂、离心分离等方法，提高制品品质，筛选出合理的工艺参数，生产出符合标准的优质乳酸干酪素。该法操作简单、无环境污染，使资源得到充分利用，经济效益和社会效益都十分显著。

乳酸酪蛋白的发酵参数对产品的风味、色泽等品质影响显著，韩爽[7]对曲拉专用的直投式发酵剂进行研究，确定了最佳乳酸菌组合，MGD1-3 2.5%，MGB39-5 2.0%，BM5152 2.0%。试验表明，该法生产的曲拉产品硬度和咀嚼性显著增大。

1.1.2 酸酪蛋白

早期沉淀酪蛋白的方法是在44℃巴氏杀菌的脱脂乳中加入足够的酸，在混合室中pH值达到4.3。点酸沉淀是最重要的环节。侯永新[8]指出高pH值沉淀时，钙将存在于干酪素中，灰分增加影响产品的溶解度；然而，低pH值沉淀时，生产的干酪素呈细小粉末，因而造成高损失（达到总酪蛋白的9%）。较成功的方法是降低混合温度到25℃，保证了凝乳之前得到平衡状态，通过蒸汽注射调节需要的沉淀温度，此方法使粉末损失的酪蛋白小于1%[9]。侯永新[8]得出酸法制酪蛋白最佳工艺：加酸终点4.6，脱脂乳温度保持45℃，盐酸稀释比1∶9，试验表明在此条件下生产的酪蛋白产品色泽较好、品质较佳。王炳文等人[10]对曲拉生产工业干酪素生产工艺进行研究，确定了最佳工艺参数为溶解温度50～60℃，溶解时间 50～30 min，溶解值 pH 8.5～9.0，点酸凝制pH值4.2～4.0，氢氧化钠添加量0.04%。该法简化了曲拉精加工工艺，使产品的品质和产率提高。

1.2 酶凝酪蛋白

酶凝酪蛋白是以曲拉或脱脂乳为原料，添加凝乳酶使乳中的酪蛋白凝聚，经脱水干燥而成的酪蛋白产品[8，11]。酶凝酪蛋白产品在干酪中的应用比较早，其作为制作加工干酪的蛋白质来源具有许多优点，最主要的还是其良好的凝胶性、能够保持良好的风味和特色、储存时间长，因此已被大量用在加工干酪产品生产过程中[12]。酶凝酪蛋白具有高度乳化性、融化性和拉伸性等独特的功能特性，是生产仿制干酪的首选蛋白[11]，此外还可用于焙烤制品、肉制品、糖果制品和餐后甜点等。在非食品行业中，广泛应用于造纸、印刷、乳胶、皮革、涂料、军工、工艺美术制品、医药等行业[13]。

酶凝酪蛋白加工工艺中最重要的环节就是酶的凝结过程，酶种类和工作条件的不同，都会影响酶凝酪蛋白产品的质量。凝乳酶的主要作用是分解乳中酪蛋白的肽键，酪蛋胶粒表面酪蛋白层部分分解，形成副-κ-酪蛋白和糖巨肽，使酪蛋白胶粒失去稳定性，在Ca2+参与下使乳凝固，形成凝乳[14]。在干酪制造中广泛使用的凝乳酶是小牛皱胃酶。巴氏杀菌脱脂乳在29℃或较低温度条件下与凝乳酶（或其他酶） 混合，添加比例大约是酶体积∶乳体积=1∶7 500。如果采用较低的凝乳温度，凝乳时间相对增加。利用凝乳酶制取酪蛋白的研究报道较多。甘伯中等人[15-16]公开了一种以“曲拉”为原料制备凝乳酶干酪素的方法，步骤为粉碎、二次护色、溶解、过滤、离心脱脂、凝乳、洗涤、脱水、造粒、干燥。韩玲等人[17]对研究了不同酶在凝乳酶干酪素制作中的应用效果优选出微小毛霉凝乳酶为生产凝乳酶干酪素的酶制剂。刘佳等人[18]研究了凝乳酶添加量、温度、时间对工艺的影响，确定了最佳工艺参数。郑恒光等人[19]采用自制微小毛霉凝乳酶制备酶凝干酪素，结果表明凝乳酶添加量对凝乳酶干酪素得率无显著影响。

1.3 共沉淀蛋白

共沉淀蛋白是通过加热诱导乳清蛋白和酪蛋白发生络合反应，调节pH值或加入氯化钙酸化后得到酪蛋白和乳清蛋白共沉淀的一类复合蛋白产品[20-21]。早期共沉淀蛋白的制备主要发展在美国和前苏联，实验室和中试规模研究提出，在加热的条件下通过酸化或者钙盐絮凝脱脂乳可获取乳蛋白的沉淀物，这种方式生产的产品称为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营养价值更高，并且具有很多令人关注的特性，在食品工业中有很大的发展潜力，被广泛应用于营养强化剂、食品品质改良剂、果汁、冰激凌[23]。目前，国内对共沉淀蛋白的研究较少，靳烨[23]确定了乳蛋白共沉物的制备工艺，同时给出了高钙、中钙、低钙共沉淀蛋白的生产条件。黄欧等人[24]确定制备共沉淀乳蛋白的最佳工艺条件为pH值6.5，CaCl2质量分数0.2%，加热温度100℃，加热时间20 min。该法制得的乳蛋白回收率超过93%，其功能性优于酪蛋白。

1.4 酪蛋白盐

酪蛋白盐是通过碱中和酸性蛋白产生的，所有酪蛋白酸盐都是水溶性的。干粉完全溶解在水中，产生一种黏稠、淡黄色的溶液。酪蛋白酸钠是最普通的形式，其通过混合氢氧化钠溶液、NaHCO3或Na2CO3与悬浮液在水中酸性酪蛋白凝块或干燥的酸酪蛋白制备。酪蛋白酸钠具有很强的乳化性、增稠性、起泡性及营养价值，不仅在临床营养中得到应用，而且可作为各种食品的营养增补[25]，广泛应用于食品工业，包括肉糜类制品、焙烤类制品、乳制品等领域[26]。

张玉平等人[27]公开了一种酪蛋白酸钠转化生产的方法溶解、酸沉淀、湿酪素、胶磨、转化、均质、喷雾干燥、酪蛋白酸钠产品，使产品达到更高的质量标准，条件为碳酸钠8%～12%，温度110～130℃，转化时间20～25 s。刘兴龙等人[28]确定了一种采用挤压膨化法生产酪蛋白酸钠的方法，使酪蛋白酸钠样品具有更好的蛋白特性。

2 结语

综述了酸性酪蛋白、酶凝酪蛋白、共沉淀蛋白、酪蛋白酸钠的生产方法及其研究进展。与国外相比，我国的酪蛋白产品加工工艺研究取得一些进步，但创新性的酪蛋白加工工艺研究较少，今后应深入提高产品品质。