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飲料產品乳蛋白應用前景看好

21-12-20


江南大學食品學院教授  周  鵬

  乳蛋白具有優良的營養價值,在日益注重健康價值的飲料行業應用前景廣泛。隨著現代工藝的提升,越來越多的細分乳蛋白配料也能更好適應飲料產品的工藝要求。除了常規的酪蛋白與乳清蛋白外,近年來,乳脂肪球膜蛋白也引起業界關注。

乳蛋白的營養健康價值

  乳是一種重要的營養來源,它能為生命體提供優質、全面、結構適宜的營養。乳中的蛋白主要分為兩大類,一類是酪蛋白,一類是乳清蛋白。近年來,隨著研究的深入,又有一類蛋白——乳脂肪球膜蛋白引起了業界關注。

  在牛乳中,酪蛋白占乳蛋白總量的80%左右,主要以酪蛋白膠束的形式存在。酪蛋白膠束由酪蛋白亞基及膠體磷酸鈣組成,不僅可以給人體提供多種必需氨基酸,還可提供鈣、磷等營養元素。乳清蛋白占乳蛋白總量的20%左右,乳清蛋白不僅可以作為必需氨基酸,特別是支鏈氨基酸的重要來源,還可以作為脂肪酸和維生素等的載體,有助于其發揮生物活性功能。

  常見的乳蛋白配料分為兩類。一類是主要由乳清蛋白組成的WPC(濃縮乳清蛋白)和WPI(分離乳清蛋白);另外一類是主要以牛奶蛋白組成的MPC(濃縮牛奶蛋白)和MPI(分離牛奶蛋白),其主要蛋白成分不僅有酪蛋白,還有乳清蛋白。WPC最典型的代表是WPC80.表示蛋白含量為80%的濃縮乳清蛋白。另外一種典型的乳蛋白配料是MPC80.表示濃縮牛奶蛋白,同樣80是指蛋白含量。

  《“健康中國”2030規劃綱要》明確提出,要以優質的動物蛋白、植物蛋白為主要的營養基料,加大力度創新基礎研究與加工技術工藝。這很大程度上是基于乳蛋白優良的營養價值和健康功效。乳蛋白的營養價值主要包括:

  優良的必需氨基酸來源 乳蛋白作為優質蛋白的來源,可以提供優良的必需氨基酸,不管是以牛奶蛋白為主的MPC和MPI,還是乳清蛋白為主的WPC和WPI,其氨基酸評分都很高,這是乳蛋白作為優良蛋白來源最為重要的營養學基礎。

  促進肌肉增長 對正常的成年人,每日推薦的蛋白質攝入量是每公斤體重0.8克;運動人群需要攝入更多的蛋白質來幫助肌肉增長,因此每公斤體重的每日攝入量是1.2—2.0克;老年人群由于蛋白流失嚴重,需要攝入更多蛋白質,每日推薦量是1.0—1.2克蛋白質。乳清蛋白是優質的蛋白來源,特別是支鏈氨基酸組成比較高,有利于肌肉的增長。加拿大麥克馬斯特大學的臨床研究證明,在對運動人群血液里的亮氨酸變化進行對比時發現,攝入乳清蛋白后亮氨酸在血液中含量的升高遠遠高于其他蛋白質,因此對肌肉合成來說,乳清蛋白也遠遠優于其他蛋白。

  在歐洲,英國、德國、愛爾蘭、意大利、荷蘭、比利時等 6 個國家科學家聯合發起了一組臨床實驗,發現攝入乳清蛋白強化的維生素B和賴氨酸的老年人和正常飲食的老年人相比,肌肉質量和力量都得以較大的提升。

  因此,充足的優質蛋白特別是乳蛋白的攝入對維持正常人的肌肉健康,以及一些特殊人群如運動健身人群、中老年人群的肌肉增長有重要作用。

  助力骨骼健康 乳蛋白中的酪蛋白主要是與膠體磷酸鈣組成膠束,后者不僅是優質的蛋白來源,還是高鈣來源。酪蛋白在消化后產生酪蛋白磷酸肽,在腸道內可以通過磷酸絲氨酸殘基與鈣離子結合,避免鈣離子沉淀,并促進鈣離子吸收。美國明尼蘇達大學一項研究顯示,相對于其他蛋白,乳蛋白更有助于老年人骨強度和骨密度的增加。日本的一項研究進一步揭示乳蛋白(乳堿性蛋白)誘導的生長激素釋放肽(胃饑餓素)能直接刺激骨代謝,促進骨密度增加。

  免疫力調節 新冠肺炎疫情發生以來,諸多營養專家提出要多喝牛奶,其中重要的原因是乳蛋白不僅可以提供豐富的必需氨基酸,還有助于自身免疫球蛋白的合成,更好地抵御病毒。此外,乳中的乳鐵蛋白、免疫球蛋白等活性組分可以很好地提升免疫力?,F代加工工藝的改進使得乳蛋白配料中這些蛋白的生物功效得以較好地保持。乳蛋白及其經胃腸消化后產生的水解肽都可以對人體自身免疫調節起到很好的作用。

  改善睡眠 睡眠對人體健康至關重要,我國現在有很高比例的人群存在著睡眠問題。長期的失眠或者睡眠不足會給人體健康帶來嚴重的危害。調查顯示,睡眠與飲食質量有關,睡眠充足的人群往往具有較好的飲食質量,如乳蛋白或者乳制品的攝入會更多。乳蛋白中的乳白蛋白含大量的色氨酸,其是神經遞質5-羥色胺的前體,可以輔助調節神經響應,有助于改善睡眠,緩解焦慮。乳蛋白在消化以后產生的生物活性肽對睡眠有積極影響,能更好地促進睡眠。

乳蛋白在飲料中應用廣泛

  乳蛋白在食品體系里具有很好的功能作用,包括持水性、乳化性、成膠性和黏性等,對于在飲料中的應用比較重要的還有溶解性、分散性等。乳清蛋白和全乳蛋白的蛋白組成不一樣,在功能特性上存在差異,適用的產品也不同。乳清蛋白WPC和WPI溶解特性較好,全乳蛋白MPC和MPI熱敏性較好,兩者在乳飲料中都有比較廣泛的應用。美國北卡羅來納州立大學的感官評論中心對不同來源的蛋白做了綜合的感官對比,其中乳蛋白的風味比較清爽,優于其他蛋白。

  蛋白飲料分為酸性和中性兩大類。WPC/WPI和MPC/MPI的蛋白組成不一樣,所適用的蛋白飲料也不同。

  酸性蛋白飲料 相對于其他蛋白,乳清蛋白特有的功能性使其更適合在酸性飲料中應用。美國威斯康星大學開展了一項關于酸性條件下不同類型蛋白基料穩定性的研究,其中蛋白基料類型包括乳清蛋白、全乳蛋白和植物蛋白,研究結果顯示乳清蛋白為主的基料,其溶解性和熱穩定性明顯優于全乳蛋白和植物蛋白。

  按照市售配方配成蛋白飲料對比顯示,以乳清為主的飲料口感清爽,植物蛋白基的飲料帶有苦味等。在儲藏過程中,乳清蛋白飲料比較穩定,植物蛋白飲料會發生分層,以大豆蛋白和大米蛋白為主的飲料分層現象尤為明顯。全球市場上的酸性蛋白飲料主要以乳清蛋白為蛋白基料,蛋白含量最高可以達到6%,風味特性和熱穩定性都較好,且大多屬于澄清型飲料。

  中性蛋白飲料 美國明尼蘇達大學研究顯示,與乳清蛋白和植物基蛋白相比,全乳蛋白MPC和MPI有比較好的穩定性,在產品熱加工過程中不易產生絮凝。在儲藏過程中,以全乳蛋白為主的中性蛋白飲料的穩定性也比較好。全乳蛋白MPC和MPI中存在酪蛋白膠束,其復溶液渾濁度高,不適合對透明度要求較高的產品。對現有工藝的進行改進,脫除部分鈣離子,可以明顯提升全乳蛋白的溶解性、貯藏穩定性及其復溶液的透明度和熱穩定性,拓展了全乳蛋白在中性蛋白飲料中的應用。市售的中性乳蛋白飲料大多以酪蛋白或全乳蛋白為主,蛋白含量可以達到 8%,室溫下保存穩定性較好。

  乳蛋白配料在飲料中應用的注意事項主要有三點:

  一是要確保乳蛋白配料在使用時得到充分的溶解和水合,這樣才能保證其發揮最佳的功能特性。

  二是飲料產品可以有針對性地選取高溶解性和高熱穩定性的乳蛋白配料。隨著現代工藝的提升,出現了越來越多的細分乳蛋白配料,高溶解性和高穩定性的乳蛋白配料拓展了乳蛋白的應用。在乳清蛋白配料方面,現有高熱穩定性的乳清蛋白以及高溶解性的水解乳清蛋白,具有較好的熱穩性和溶解性。

  三是對于牛奶濃縮蛋白和牛奶分離蛋白,適度降低鈣含量可以有效地提升其溶解性、水合特性和熱穩定性。


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