本發明涉及一種通(tong)過(guo)優(you)化生產工藝提(ti)高高鈣奶穩定性的方(fang)法，屬(shu)于乳粉加工領域。

背景技術：

鈣(gai)是(shi)人(ren)體(ti)(ti)(ti)中重要(yao)的(de)(de)(de)礦物元素，如果鈣(gai)長期(qi)攝入不足會影響人(ren)體(ti)(ti)(ti)健(jian)康(kang)。由于人(ren)體(ti)(ti)(ti)自身及膳食(shi)結(jie)構的(de)(de)(de)差異(yi)，很多情(qing)況下僅從食(shi)物中獲取(qu)鈣(gai)并不能很好(hao)地滿(man)足機體(ti)(ti)(ti)對鈣(gai)的(de)(de)(de)需求。添加(jia)了鈣(gai)營養(yang)強化(hua)劑的(de)(de)(de)高鈣(gai)食(shi)品(pin)是(shi)解決鈣(gai)攝入量不足的(de)(de)(de)有效途(tu)徑之一。目(mu)前，鈣(gai)增強型乳(ru)與(yu)乳(ru)制(zhi)品(pin)因其(qi)良好(hao)的(de)(de)(de)營養(yang)功(gong)能性(xing)受到了市場的(de)(de)(de)歡迎，但是(shi)仍然存在著一些貨架期(qi)穩定性(xing)的(de)(de)(de)問題。

常(chang)用的(de)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)營養強化劑有乳(ru)酸(suan)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)、葡萄糖酸(suan)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)等(deng)(deng)有機(ji)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽(yan)和(he)碳酸(suan)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)、磷酸(suan)三(san)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)等(deng)(deng)無機(ji)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽(yan)。有機(ji)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽(yan)溶(rong)解(jie)性(xing)較好，但(dan)是(shi)會影(ying)(ying)響(xiang)乳(ru)制(zhi)(zhi)(zhi)品的(de)熱穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing)，產(chan)生(sheng)乳(ru)析等(deng)(deng)問題。這是(shi)因為(wei)牛(niu)奶中富含磷酸(suan)絲氨(an)酸(suan)基(ji)團(tuan)的(de)αs-和(he)β-酪蛋白對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)離子(zi)非(fei)常(chang)敏感，容(rong)(rong)易(yi)與鈣(gai)(gai)(gai)(gai)離子(zi)結(jie)合，從而(er)引(yin)起酪蛋白膠(jiao)束的(de)表面電(dian)(dian)荷減少(shao)、空間(jian)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)效(xiao)應減弱、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)膠(jiao)體粒子(zi)雙電(dian)(dian)層之間(jian)的(de)靜(jing)電(dian)(dian)排(pai)斥被部分屏蔽，鈣(gai)(gai)(gai)(gai)離子(zi)還會與磷酸(suan)絲氨(an)酸(suan)殘基(ji)結(jie)合而(er)造成酪蛋白膠(jiao)粒之間(jian)的(de)橋連絮(xu)凝(ning)，這些作(zuo)用都影(ying)(ying)響(xiang)到了(le)乳(ru)制(zhi)(zhi)(zhi)品的(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing)。無機(ji)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽(yan)由于在水中溶(rong)解(jie)度小，不像可(ke)溶(rong)性(xing)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽(yan)那樣會解(jie)離出較多的(de)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)離子(zi)而(er)使酪蛋白絮(xu)凝(ning)，所(suo)以不會對(dui)乳(ru)制(zhi)(zhi)(zhi)品的(de)熱穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)性(xing)產(chan)生(sheng)不良影(ying)(ying)響(xiang)[8]，所(suo)以被廣泛應用在熱處(chu)理的(de)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)強化乳(ru)制(zhi)(zhi)(zhi)品配方中。但(dan)是(shi)，添加了(le)無機(ji)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽(yan)的(de)乳(ru)制(zhi)(zhi)(zhi)品存在一大問題，即無機(ji)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽(yan)在貯(zhu)藏過程中容(rong)(rong)易(yi)從乳(ru)制(zhi)(zhi)(zhi)品中析出，從而(er)產(chan)生(sheng)沉淀(dian)現象。

在(zai)實際生產(chan)中(zhong)(zhong)，難(nan)溶(rong)的(de)(de)無(wu)機鈣(gai)(gai)鹽(yan)(yan)(yan)是(shi)以微粉(fen)(fen)化鈣(gai)(gai)粉(fen)(fen)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)形態直(zhi)(zhi)接與(yu)乳(ru)制品混合(he)的(de)(de)，鈣(gai)(gai)鹽(yan)(yan)(yan)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)一(yi)直(zhi)(zhi)以自由沉降(jiang)(jiang)狀態分(fen)散(san)(san)在(zai)乳(ru)蛋白(bai)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)。從本質上講，這(zhe)個分(fen)散(san)(san)體系(xi)(xi)是(shi)熱力(li)學不穩定體系(xi)(xi)，鈣(gai)(gai)鹽(yan)(yan)(yan)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)在(zai)體系(xi)(xi)中(zhong)(zhong)受(shou)到重力(li)和擴(kuo)(kuo)散(san)(san)力(li)的(de)(de)作用(yong)。一(yi)方面(mian)，當(dang)鈣(gai)(gai)鹽(yan)(yan)(yan)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)密度(du)大(da)于乳(ru)蛋白(bai)溶(rong)液(ye)時，鈣(gai)(gai)鹽(yan)(yan)(yan)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)因(yin)重力(li)作用(yong)而沉降(jiang)(jiang)；靜止情況下(xia)，微米級(ji)以下(xia)的(de)(de)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)會遵循(xun)Stokes定律，其沉降(jiang)(jiang)速度(du)與(yu)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)密度(du)、直(zhi)(zhi)徑(jing)以及介質黏度(du)相關。另一(yi)方面(mian)，分(fen)散(san)(san)體系(xi)(xi)中(zhong)(zhong)不同粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)的(de)(de)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)都(dou)在(zai)經(jing)歷(li)無(wu)規則的(de)(de)布朗運(yun)動(dong)，擴(kuo)(kuo)散(san)(san)力(li)能使顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)在(zai)介質中(zhong)(zhong)離散(san)(san)分(fen)布，但(dan)同時分(fen)子熱運(yun)動(dong)的(de)(de)無(wu)序碰撞(zhuang)又引起了顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)間的(de)(de)碰撞(zhuang)，使得(de)顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)容(rong)易(yi)團聚(ju)，且顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)越小，表面(mian)積越大(da)，表面(mian)能越高，顆(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)(li)就越容(rong)易(yi)產(chan)生自發凝聚(ju)。因(yin)此，無(wu)機鈣(gai)(gai)鹽(yan)(yan)(yan)在(zai)液(ye)態乳(ru)制品中(zhong)(zhong)的(de)(de)分(fen)散(san)(san)穩定性相對比較差。

技術實現要素：

針對難溶的(de)(de)(de)無機(ji)鈣(gai)鹽在液態(tai)乳制品中的(de)(de)(de)分散穩(wen)定性相(xiang)對比較(jiao)差的(de)(de)(de)問題，本發明通(tong)過簡(jian)單的(de)(de)(de)工(gong)藝生(sheng)產優化，主(zhu)要是調整(zheng)鈣(gai)增(zeng)強劑(ji)和增(zeng)稠穩(wen)定劑(ji)的(de)(de)(de)加(jia)料順序，即通(tong)過靜電相(xiang)互作用(yong)驅動(dong)層(ceng)層(ceng)自組裝形成“多糖(tang)/蛋(dan)白雙殼(ke)層(ceng)”來提高(gao)無機(ji)鈣(gai)鹽的(de)(de)(de)穩(wen)定性。本專利工(gong)藝簡(jian)便，可操作性很高(gao)，非常適(shi)合工(gong)業(ye)化生(sheng)產。

為達到上述(shu)目的(de)，本(ben)發明采取的(de)技術(shu)方案是在液態奶(nai)中先加入鈣增強劑預混合反應一定(ding)時(shi)間后，再加入增稠(chou)穩(wen)定(ding)劑，便可達到改(gai)善高鈣液態奶(nai)的(de)穩(wen)定(ding)性的(de)良好效(xiao)果。

具體工藝如下：

(1)原料(liao)乳中首先加入鈣增強(qiang)劑(ji)，充分混合攪(jiao)拌均勻。

(2)在原料乳與鈣增強劑(ji)的(de)混合物中加(jia)入增稠穩定劑(ji)。

(3)按照正常工藝進行原料乳的加工。

(4)液態奶直(zhi)接包裝(zhuang)成品(pin)或者通過噴(pen)霧干(gan)燥得到高鈣乳粉。

(5)經噴霧干燥得到(dao)的(de)高(gao)鈣乳粉(fen)還可(ke)加入(ru)到(dao)其他產品(pin)中，提高(gao)產品(pin)的(de)相關性。

所述的原料乳包(bao)括牛奶(nai)(nai)(nai)、水牛奶(nai)(nai)(nai)、牦(mao)牛奶(nai)(nai)(nai)、山羊(yang)奶(nai)(nai)(nai)、綿羊(yang)奶(nai)(nai)(nai)、馬奶(nai)(nai)(nai)、驢(lv)奶(nai)(nai)(nai)和(he)駱駝奶(nai)(nai)(nai)等各(ge)種奶(nai)(nai)(nai)源(yuan)的鮮奶(nai)(nai)(nai)，液(ye)(ye)態(tai)成(cheng)品奶(nai)(nai)(nai)，乳蛋白濃縮液(ye)(ye)，奶(nai)(nai)(nai)粉(fen)或(huo)者乳蛋白濃縮粉(fen)等各(ge)類蛋白干粉(fen)復溶物。

所述(shu)的鈣(gai)增(zeng)強(qiang)劑包括各種無機鈣(gai)鹽(yan)，如碳酸(suan)鈣(gai)、磷酸(suan)鈣(gai)和羥基磷灰石等。

所(suo)述的增(zeng)稠穩定劑包括各種多糖(tang)，如羧甲基纖維素鈉、殼聚糖(tang)和卡拉(la)膠等。

所述的(de)高(gao)鈣乳(ru)粉可用(yong)于各類高(gao)鈣蛋白制(zhi)品的(de)生產。

采用上(shang)述工(gong)藝方案的(de)(de)有益(yi)效果在于：鈣(gai)(gai)(gai)(gai)增(zeng)強(qiang)劑和增(zeng)稠(chou)穩(wen)定(ding)(ding)劑的(de)(de)預(yu)混合會降低無機鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽在水溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)分散穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)。在液態(tai)奶中(zhong)先加(jia)入(ru)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)增(zeng)強(qiang)劑預(yu)反應(ying)一定(ding)(ding)時間后(hou)，再加(jia)入(ru)增(zeng)稠(chou)穩(wen)定(ding)(ding)劑可以改善(shan)高(gao)(gao)(gao)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)液態(tai)奶的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)。通過工(gong)藝順序的(de)(de)改善(shan)增(zeng)強(qiang)高(gao)(gao)(gao)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)液態(tai)奶的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)原理是在加(jia)工(gong)過程(cheng)中(zhong)，無機鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽的(de)(de)表面(mian)先后(hou)吸(xi)附了蛋白(bai)層(ceng)和多糖層(ceng)，經由靜電相(xiang)互作用驅動(dong)的(de)(de)層(ceng)層(ceng)自組裝(zhuang)形成了“多糖/蛋白(bai)雙殼層(ceng)”，從而(er)改善(shan)了無機鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鹽在溶(rong)液體系中(zhong)的(de)(de)分散穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)。本發明從調(diao)整加(jia)工(gong)工(gong)藝的(de)(de)角度(du)對改善(shan)高(gao)(gao)(gao)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)乳制品的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)提出了操(cao)作簡便、實用性(xing)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)解決方案。

附圖說明

圖1復合物(wu)(HA-SC-CMC I)再分散懸浮液的吸光值(zhi)隨時間變(bian)化(hua)曲線。

圖2不同添加順序(xu)在(zai)30分鐘后(hou)對高鈣液態乳穩(wen)定性的影響(A)I.HA+II.SC+III.CMC I；(B)I.HA+II.CMC I+III.SC。

圖3 HA-SC中(zhong)加入FITC共價標記后的(de)CMC后分離得到的(de)復合物顆粒的(de)激光(guang)共聚焦成像。

圖4通過(guo)優化生產工藝提高高鈣奶穩定性的機理。

圖5復(fu)合(he)物(HA-SC-CMC II)再分散(san)懸浮液的(de)吸(xi)光值隨時間變(bian)化曲(qu)線。

圖(tu)6復合(he)物(wu)(HA-SC-CMC III)再分(fen)散(san)懸浮(fu)液的吸光值隨時間變(bian)化(hua)曲(qu)線。

具體實施方式：

下面結合具體實(shi)施例對(dui)本發明進一步詳細說明，但不限于下述(shu)實(shi)施例。

實施案例1

一種以(yi)酪蛋(dan)白(bai)酸鈉(na)、羥(qian)基(ji)磷灰石(shi)和羧甲(jia)基(ji)纖維素鈉(na)為原料制備得到多糖-蛋(dan)白(bai)-鈣(gai)鹽復合(he)物提高羥(qian)基(ji)磷灰石(shi)分散(san)穩定性的方法，其具(ju)體工(gong)藝(yi)步驟如下(xia)：

稱取HA-SC復(fu)(fu)合物20mg，加(jia)少量(liang)(liang)超純水使之分散均勻，再(zai)添加(jia)CMC溶液，使得最(zui)終(zhong)10mL的(de)(de)反(fan)應體(ti)系中(zhong)CMC I(分子(zi)量(liang)(liang)為(wei)250,000，取代度為(wei)0.9)0.2mg–15.0mg，混(hun)合均勻，用鹽(yan)酸調節pH至4.0，旋(xuan)轉培養4h，離(li)心4000rpm，10min，將(jiang)沉淀再(zai)分散于10mL超純水中(zhong)，振蕩，再(zai)次離(li)心4000rpm，10min，得到(dao)沉淀即為(wei)洗滌后的(de)(de)HA-SC-CMC I復(fu)(fu)合物。隨著(zhu)CMC添加(jia)量(liang)(liang)的(de)(de)增加(jia)，HA-SC表面吸附更(geng)多(duo)的(de)(de)CMC，表面帶有更(geng)多(duo)的(de)(de)負電(dian)荷，粒子(zi)間(jian)的(de)(de)靜電(dian)相互斥力作用和CMC多(duo)糖鏈的(de)(de)空間(jian)位阻(zu)作用增強，從而使HA-SC-CMC I復(fu)(fu)合物再(zai)分散懸(xuan)浮液的(de)(de)穩定性有所提高(圖1～圖4)。

實施案例2

稱取(qu)HA-SC復(fu)合物(wu)20mg，加(jia)少量超純水使(shi)之分(fen)散(san)均勻，再添加(jia)CMC溶液，使(shi)得最終(zhong)10mL的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)體系中CMC II(分(fen)子(zi)量為(wei)700,000，取(qu)代(dai)度為(wei)0.9)為(wei)0.2mg–15.0mg，具體操作步驟同實施案例1，最后得到HA-SC-CMC II復(fu)合物(wu)。隨著CMC添加(jia)量的(de)(de)(de)增加(jia)，HA-SC表(biao)面吸(xi)附更(geng)多的(de)(de)(de)CMC II，表(biao)面帶有更(geng)多的(de)(de)(de)負電荷，粒子(zi)間的(de)(de)(de)靜(jing)電相互斥力作用和(he)多糖鏈的(de)(de)(de)空間位阻作用增強，從而使(shi)HA-SC-CMC II復(fu)合物(wu)再分(fen)散(san)懸浮液的(de)(de)(de)穩定性有所提高(圖5)。

實施案例3

稱取HA-SC復(fu)合(he)物(wu)20mg，加少量(liang)超純水使之分散(san)均勻，再(zai)添加CMC溶液(ye)(ye)，使得最終(zhong)10mL的(de)(de)反(fan)應體系中CMC II(分子量(liang)為250,000，取代度為0.7)為0.2mg–15.0mg，具體操作步驟同實施(shi)案(an)例1，最后得到HA-SC-CMC III復(fu)合(he)物(wu)。隨著CMC添加量(liang)的(de)(de)增(zeng)加，HA-SC表面吸附(fu)更多的(de)(de)CMC，表面帶有(you)更多的(de)(de)負電荷，HA-SC-CMC III復(fu)合(he)物(wu)再(zai)分散(san)懸浮液(ye)(ye)的(de)(de)穩定性有(you)所提高(圖6)。