CN120884037A - 一种乳清蛋白微粒及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品加工与生物材料技术领域，具体涉及一种乳清蛋白微粒及其制备方法和应用。本发明通过高压微射流协同超声的方式制备乳清蛋白微粒，高压微射流的剪切力和热效应会使乳清蛋白发生不断聚集和破碎；而超声波的空化效应则对高压微射流处理后的颗粒进行“精加工”，实现乳清蛋白更彻底地破碎、粒径进一步减小和粒径分布更窄。本发明中两种技术协同作用能够更有效地诱导蛋白质分子适度展开、暴露疏水基团，并在后续冷却或浓度条件下更均匀地重新聚集或交联，形成微小、稳定的颗粒。

Description

一种乳清蛋白微粒及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于食品加工与生物材料技术领域，具体涉及一种乳清蛋白微粒及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于健康与营养的科学饮食导向，乳清蛋白作为新型功能原料在食品领域的应用逐渐兴起。微粒化蛋白（乳清蛋白微粒）是以乳清蛋白为原料，经热处理、pH调节、剪切、喷雾干燥等工序可制成的微米级的蛋白颗粒，粒径通常为0.1~10 μm。其核壳结构可模拟脂肪的润滑口感和物理特性，广泛应用于低脂食品开发领域，在乳脂肪替代，如奶酪，冰激凌，酸奶等食品的质构提升，口感提升方面有显著效果。

目前，现有研究多通过热剪切场控制的方式制备乳清蛋白微粒，但是此种制备方法获得的乳清蛋白微粒存在粒径分布宽（>10 μm）、口感粗糙，能耗大等问题。同时，因制备工艺控制精密度不足导致乳清蛋白微粒存在沉淀和颗粒化口感，严重影响了乳清蛋白微粒的应用接受度，制约了其在食品的质构提升配料方面的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乳清蛋白微粒及其制备方法和应用，所述制备方法能够使乳清蛋白更彻底地破碎，获得的乳清蛋白微粒具高度均一化，同时具备更窄的粒径分布且粒径更小，有助于提高后续制备产品的溶解度、稳定性和生物利用率。

本发明提供了一种乳清蛋白微粒的制备方法，包括如下步骤：

将乳清蛋白溶液进行水化，得到水化后的乳清蛋白溶液；

将所述水化后的乳清蛋白溶液预热至40~50℃，将预热后的乳清蛋白溶液进行高压微射流处理，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液；所述高压微射流处理为高压微射流循环处理，所述高压微射流循环处理的压力为50~200 MPa，所述高压微射流循环处理的时间为5~20 min；

将所述高压微射流处理后的乳清蛋白溶液进行超声处理，得到超声处理后的乳清蛋白溶液；所述超声处理为低频超声处理，所述低频超声处理的频率为20~40 kHz，所述低频超声处理的功率为100~300 W，所述低频超声处理的时间为5~30 min；

将所述超声处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥，得到所述乳清蛋白微粒。

优选的，所述高压微射流处理为高压微射流循环处理，所述高压微射流循环处理的压力为100~150 MPa，所述高压微射流循环处理的时间为8~10 min。

优选的，所述超声处理为低频超声处理，所述低频超声处理的频率为25~35 kHz，所述低频超声处理的功率为150~250 W，所述低频超声处理的时间为10~25 min。

优选的，所述乳清蛋白溶液的质量浓度为10%~15%。

优选的，所述水化的步骤包括：将所述乳清蛋白溶液搅拌均匀后冷藏16~24 h，得到所述水化后的乳清蛋白溶液。

优选的，所述预热后的乳清蛋白溶液的温度为45~50℃。

本发明还提供了一种乳清蛋白微粒，采用上述技术方案所述的制备方法制备得到。

本发明还提供了上述技术方案所述的乳清蛋白微粒在食品中的应用。

优选的，所述食品包括低脂食品。

优选的，所述食品包括乳制品、冷饮食品和咖啡制品中的一种或多种。

有益效果：

本发明提供了一种乳清蛋白微粒的制备方法，包括如下步骤：将乳清蛋白溶液进行水化，得到水化后的乳清蛋白溶液；将所述水化后的乳清蛋白溶液预热至40~50℃，将预热后的乳清蛋白溶液进行高压微射流处理，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液；所述高压微射流处理为高压微射流循环处理，所述高压微射流循环处理的压力为50~200 MPa，所述高压微射流循环处理的时间为5~20 min；将所述高压微射流处理后的乳清蛋白溶液进行超声处理，得到超声处理后的乳清蛋白溶液；所述超声处理为低频超声处理，所述低频超声处理的频率为20~40 kHz，所述低频超声处理的功率为100~300 W，所述低频超声处理的时间为5~30 min；将所述超声处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥，得到所述乳清蛋白微粒。

本发明通过高压微射流协同超声的方式制备乳清蛋白微粒，高压微射流的剪切力和热效应会使乳清蛋白发生不断聚集和破碎；而超声波的空化效应则对高压微射流处理后的颗粒进行“精加工”，实现乳清蛋白更彻底地破碎、粒径进一步减小和粒径分布更窄。本发明中两种技术的能量作用方式实现宏观剪切和微观空化互补，共同作用克服单一技术处理时的能量壁垒或效率瓶颈，分步处理的方式使得效率倍增，避免单一高压剪切易导致蛋白过度聚集，需反复处理增加能耗。而两种技术协同作用能够更有效地诱导蛋白质分子适度展开、暴露疏水基团，并在后续冷却或浓度条件下更均匀地重新聚集或交联，形成微小、稳定的颗粒。

通过试验发现，本发明中乳清蛋白在上述特性增强、粒径减小和表面性质的改变极大地提高了乳清蛋白在酸性（如pH 4~5）或高离子轻度环境中的溶解度和稳定性，解决了传统乳清蛋白易沉淀的问题，使其口感更细腻顺滑，无砂砾感，大大提升了其包括酸奶冷饮在内的食品中的应用潜力。同时，本发明所述乳清蛋白微粒主要依靠物理作用力（剪切和空化）改变蛋白质的聚集状态和粒径，不引入化学试剂，更符合“清洁标签”的食品发展趋势。

具体实施方式

本发明提供了一种乳清蛋白微粒的制备方法，包括如下步骤：

将乳清蛋白溶液进行水化，得到水化后的乳清蛋白溶液；

将所述水化后的乳清蛋白溶液预热至40~50℃，将预热后的乳清蛋白溶液进行高压微射流处理，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液；所述高压微射流处理为高压微射流循环处理，所述高压微射流循环处理的压力为50~200 MPa，所述高压微射流循环处理的时间为5~20 min；

将所述高压微射流处理后的乳清蛋白溶液进行超声处理，得到超声处理后的乳清蛋白溶液；所述超声处理为低频超声处理，所述低频超声处理的频率为20~40 kHz，所述低频超声处理的功率为100~300 W，所述低频超声处理的时间为5~30 min；

将所述超声处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥，得到所述乳清蛋白微粒。

本发明将乳清蛋白溶液进行水化，得到水化后的乳清蛋白溶液。作为一种实施方式，本发明所述乳清蛋白溶液的质量浓度为10%~15%；作为另一种实施方式，所述乳清蛋白溶液的质量浓度为11%~14%；作为另一种实施方式，所述乳清蛋白溶液的质量浓度为12%~13%。作为一种实施方式，所述乳清蛋白溶液的制备方法包括：以水为溶剂对乳清蛋白粉进行溶解，得到所述乳清蛋白溶液。作为一种实施方式，所述乳清蛋白粉为浓缩乳清蛋白粉；作为一种实施方式，所述浓缩乳清蛋白粉的纯度为50%~90%；作为另一种实施方式，所述浓缩乳清蛋白粉的纯度为70%~80%。

作为一种实施方式，所述水化的步骤包括：将所述乳清蛋白溶液搅拌均匀后冷藏16~24 h，得到所述水化后的乳清蛋白溶液。作为一种实施方式，所述搅拌的转速为300~1000 rpm；作为另一种实施方式，所述搅拌的转速为500 rpm。作为一种实施方式，所述搅拌的时间为0.5~1 h；作为另一种实施方式，所述搅拌的时间为1 h。作为一种实施方式，所述冷藏的温度可以为2~8℃；作为另一种实施方式，所述冷藏的温度为4℃。作为一种实施方式，所述冷藏的时间为24 h。本发明在高压微射流前对所述乳清蛋白溶液进行水化的作用为让水分子有充足的时间缓慢、均匀地渗透到蛋白质颗粒，使蛋白质分子与水分子充分结合。

得到所述水化后的乳清蛋白溶液后，本发明将所述水化后的乳清蛋白溶液预热至40~50℃，将预热后的乳清蛋白溶液进行高压微射流处理，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液。

作为一种实施方式，所述预热后的乳清蛋白溶液的温度为45~50℃。本发明所述高压微射流处理为高压微射流循环处理；所述高压微射流循环处理的压力为50~200 MPa；作为一种实施方式，所述高压微射流循环处理的压力为100~150 MPa。本发明所述高压微射流循环处理的时间为5~20 min；作为一种实施方式，所述高压微射流循环处理的时间为8~10min。本发明所述高压微射流循环处理的压力可以保证乳清蛋白微粒的微米级颗粒的需求，避免压力过大所导致的粒径太小，以及压力过小所造成的粒径过大。本发明所述高压微射流循环处理的时间可以保证乳清蛋白的变形程度，以保持乳清蛋白微粒的功能，避免时间过短导致热效应补足，乳清蛋白的变形程度不够，影响蛋白微米颗粒的功能特性，时间过长增加能耗但变形程度已达上限。

得到所述高压微射流处理后的乳清蛋白溶液后，本发明将所述高压微射流处理后的乳清蛋白溶液进行超声处理，得到超声处理后的乳清蛋白溶液。

本发明所述超声处理为低频超声处理；所述低频超声处理的频率为20~40 kHz；作为一种实施方式，所述低频超声处理的频率为25~35 kHz。本发明所述低频超声处理的功率为100~300 W，作为一种实施方式，所述低频超声处理的功率为150~250 W。本发明所述低频超声处理的时间为5~30 min；作为一种实施方式，所述低频超声处理的时间为10~25 min；作为另一种实施方式，所述低频超声处理的时间为15~20 min。经过本发明所述超声处理后的蛋白粒径可以稳定于1~5 μm。本发明所述超声处理参数的选取能够保证乳清蛋白微粒在微米级别，以保证其能够保持乳清蛋白微粒的功能特性。

得到所述超声处理后的乳清蛋白溶液后，本发明将所述超声处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥，得到所述乳清蛋白微粒。作为一种实施方式，所述喷雾干燥的进风温度为150~220℃；作为另一种实施方式，所述喷雾干燥的进风温度为160~180℃。作为一种实施方式，所述喷雾干燥的出风温度为80~100℃。作为一种实施方式，所述喷雾干燥的离心雾化转速为15000~30000 rpm；作为另一种实施方式，所述喷雾干燥的离心雾化转速为20000~25000 rpm。

本发明还提供了一种乳清蛋白微粒，采用上述技术方案所述的制备方法制备得到。通过本发明制备方法获得的乳清蛋白微粒平均粒径大小适中，可以稳定在1~5 μm，且聚集体分散度更小。

基于上述优势，本发明还提供了上述技术方案所述的乳清蛋白微粒在食品中的应用。作为一种实施方式，本发明所述食品为低脂食品。作为一种实施方式，本发明所述食品为乳制品、冷饮食品和咖啡制品中的一种或多种；作为另一种实施方式，本发明所述乳制品为酸奶和/或奶酪；所述冷饮食品为冰激凌。

通过试验发现，本发明利用上述制备方法制备得到的乳清蛋白微粒对乳制品及其衍生食品的质构体系进行优化，加工技术绿色快捷，扩大了乳清蛋白微粒在乳制品及其衍生领域的实际应用，赋予相关低脂食品以脂肪的感官和质构特性，极大地拓展了乳清蛋白微粒在食品领域中的应用。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

下述实施例和对比例中使用的乳清蛋白粉来源为德国萨克森（SachsenMilch）浓缩乳清蛋白（70-80%纯度）和分离浓缩乳清蛋白（90%）。

下述实施例和对比例中所使用的原料，如无特别说明均为商业购买。

实施例1

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（80%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为10%的浓缩乳清蛋白溶液；以搅拌器对上述浓缩乳清蛋白溶液在500 rpm转速下充分搅拌1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1中水化后的浓缩乳清蛋白溶液在50℃水浴加热的同时，在100 MPa的条件下高压微射流循环处理5 min，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液。

3、在步骤2中高压微射流处理后的乳清蛋白溶液流经超声场时施加低频超声波（20 kHz，100 W），引发空化微流，作用时间为5 min，得到低频超声波处理后的乳清蛋白溶液。

4、对步骤3中低频超声波处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥处理，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为180℃，出风温度为90℃，离心雾化转速为20000 rpm。

实施例2

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（70%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为12%的浓缩乳清蛋白溶液；以搅拌器对上述浓缩乳清蛋白溶液在500 rpm转速下充分搅拌1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1中水化后的浓缩乳清蛋白溶液在50℃水浴加热的同时，在150 MPa的条件下高压微射流循环处理8 min，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液。

3、在步骤2中高压微射流处理后的乳清蛋白溶液流经超声场时施加低频超声波（30 kHz，200 W），引发空化微流，作用时间为15 min，得到低频超声波处理后的乳清蛋白溶液。

4、对步骤3中低频超声波处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥处理，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为150℃，出风温度为80℃，离心雾化转速为18000 rpm。

实施例3

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（90%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为15%的浓缩乳清蛋白溶液；以搅拌器对上述浓缩乳清蛋白溶液在500 rpm转速下充分搅拌1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1中水化后的浓缩乳清蛋白溶液在50℃水浴加热的同时，在200 MPa的条件下高压微射流循环处理10 min，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液。

3、在步骤2中高压微射流处理后的乳清蛋白溶液流经超声场时施加低频超声波（40kHz，300 W），引发空化微流，作用时间为30 min，得到低频超声波处理后的乳清蛋白溶液。

4、对步骤3中低频超声波处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥处理，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为220℃，出风温度为100℃，离心雾化转速为25000 rpm。

对比例1

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（80%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为10%的浓缩乳清蛋白溶液，以搅拌器500 rpm充分搅拌浓缩乳清蛋白溶液1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1的水化后的浓缩乳清蛋白溶液在水浴中升温至85℃，3000 rpm进行剪切处理30 min，

3、将步骤2中剪切处理后的溶液降温至60℃在25 Mpa条件下均质，而后进行喷雾干燥，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为150℃，出风温度为90℃，离心雾化转速为22000 rpm。

对比例2

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（80%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为12%的浓缩乳清蛋白溶液；以搅拌器对上述浓缩乳清蛋白溶液在500 rpm转速下充分搅拌1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1中水化后的浓缩乳清蛋白溶液在50℃水浴加热的同时，流经超声场时施加低频超声波（30 kHz，200 W），引发空化微流，作用时间为15 min，得到低频超声波处理后的乳清蛋白溶液。

3、对步骤2中低频超声波处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥处理，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为180℃，出风温度为90℃，离心雾化转速为19000 rpm。

对比例3

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（80%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为15%的浓缩乳清蛋白溶液；以搅拌器对上述浓缩乳清蛋白溶液在500 rpm转速下充分搅拌1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1中水化后的浓缩乳清蛋白溶液在50℃水浴加热的同时，在200 MPa的条件下高压微射流循环处理10 min，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液。

3、对步骤2中高压微射流处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥处理，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为190℃，出风温度为80℃，离心雾化转速为21000 rpm。

对比例4

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（80%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为12%的浓缩乳清蛋白溶液；以搅拌器对上述浓缩乳清蛋白溶液在500 rpm转速下充分搅拌1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1中水化后的浓缩乳清蛋白溶液在50℃水浴加热的同时，在300 MPa的条件下高压微射流循环处理8 min，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液。

3、在步骤2中高压微射流处理后的乳清蛋白溶液流经超声场时施加低频超声波（20 kHz，200 W），引发空化微流，作用时间为15 min，得到低频超声波处理后的乳清蛋白溶液。

4、对步骤3中低频超声波处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥处理，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为170℃，出风温度为80℃，离心雾化转速为20000 rpm。

对比例5

一种乳清蛋白微粒的制备方法，步骤如下：

1、将水与浓缩乳清蛋白粉（80%蛋白纯度）混合，配制质量浓度为15%的浓缩乳清蛋白溶液；以搅拌器对上述浓缩乳清蛋白溶液在500 rpm转速下充分搅拌1 h后置于4℃冷藏24 h使蛋白充分水化，得到水化后的浓缩乳清蛋白溶液；

2、将步骤1中水化后的浓缩乳清蛋白溶液在50℃水浴加热的同时，在200 MPa的条件下高压微射流循环处理10 min，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液。

3、在步骤2中高压微射流处理后的乳清蛋白溶液流经超声场时施加低频超声波（30 kHz，300 W），引发空化微流，作用时间为60 min，得到低频超声波处理后的乳清蛋白溶液。

4、对步骤3中低频超声波处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥处理，得到乳清蛋白微粒粉末；喷雾干燥的进风温度为220℃，出风温度为100℃，离心雾化转速为25000 rpm。

测试例1

对实施例1~3和对比例1~5中得到的乳清蛋白微粒进行特性测试，测试指标包括粒径、游离巯基和聚集体分散度，其中粒径和聚集体分散度的测试方法为激光衍射法，游离巯基的测定方法为Ellman's试剂法，结果如表1所示。具体步骤如下：

粒径和聚集体分散度测定：

采用激光衍射粒度分析仪（Mastersizer 3000，马尔文帕纳科，英国），将适量样品分散于去离子水中，经涡旋振荡后，将其缓慢加入仪器的湿法样品池中，直至遮光度达到适宜范围（10%~20%）。测量在室温（25℃）下进行，设置搅拌速度为2500 rpm以确保样品均匀分散。仪器基于Mie散射理论，通过分析颗粒的散射光强分布，计算得出样品的体积平均粒径以D[4,3]表示，聚集体分散度（PDI）以一致性（Uniformity）表示，每个样品独立测量三次。

游离巯基测定：

采用Ellman's试剂法测定，具体步骤如下：称取样品溶解于0.1 M Tris-HCl缓冲液（含1 mM EDTA，pH 8.0）中。向其中加入Ellman's试剂（4 mg/mL DTNB，溶解于上述Tris-HCl缓冲液）。将混合液在室温下避光反应。随后，使用紫外-可见分光光度计于412 nm波长下测定其吸光度值。以L-半胱氨酸为标准品，配制一系列已知浓度的标准溶液，进行相同操作，绘制标准曲线。样品中游离巯基的含量根据标准曲线进行计算，最终结果以μmol/g表示。

表1 实施例1~3和对比例1中乳清蛋白微粒的特性测试结果

由表1中的数据结果可以得出：与对比例1中方法制备得到的乳清蛋白微粒相比，实施例1~实施例3中超声协同高压微射流制备得到的乳清蛋白微粒的平均粒径大小适中，且聚集体分散度更小。而对比例1中通过热剪切得到的产品平均粒径更大，且聚集分散度太大，将影响后续产品的可接受度。对比例2缺少高压微射流导致粒径不可控的增大；对比例3缺少超声处理导致粒径范围无法精确控制，平均粒径较大且聚集分散度太大；对比例4高压微射流压力过高导致粒径降低至纳米级，无法体现微米颗粒的功能特性；对比例5超声时间继续增加，与实施例3并无显著差异。

实施例4

一种基于乳清蛋白微粒制备低脂高蛋白酸奶的方法，原料和步骤如下：

1、制备原料（以制备1 kg低脂高蛋白酸奶计）：低脂牛奶（脂肪含量小于1.5%）800g、实施例1中制备得到的乳清蛋白微粒110g、白砂糖90g和发酵剂（丹尼斯克YO-MIX 883）25u。

2、制备步骤：

1）混合剪切：将低脂牛奶预热至50℃~70℃后，加入乳清蛋白微粒与白砂糖，在≥3000 rpm条件下高剪切搅拌至完全溶解；

2）均质杀菌：将步骤1）得到的混合牛奶溶液在60℃下均质（25 MPa），而后95℃杀菌5 min；

3）低温发酵：将步骤2）中杀菌后的混合牛奶溶液冷却至42℃，接种发酵剂，保温发酵至pH 4.5~4.6；

4）破乳冷藏：将步骤3）中发酵后的牛奶轻柔搅拌破乳，灌装后2℃~6℃冷藏后熟。

实施例5

一种基于乳清蛋白微粒制备奶油奶酪的方法，原料和步骤如下：

1、制备原料（以制备1 kg奶油奶酪计）：奶油（脂肪含量大于等于35%）300 g、脱脂干酪150 g、实施例3中制备得到的乳清蛋白微粒60 g、磷酸二氢钠1.2 g、柠檬酸钠3 g、魔芋胶和刺槐豆胶（质量比为1:1）4 g、明胶5 g，食用盐10 g，余量为水。

2、制备步骤：

1）原料预处理：将脱脂干酪切块，4℃解冻24 h；蛋白溶解：将乳清蛋白微粒在45℃温水中预水合30 min（水合后浓度至15%），得到预溶蛋白液。

2）在45℃乳化罐中投入奶油、预溶蛋白液和脱脂干酪块进行搅拌，搅拌转速为500rpm；将乳化罐的温度升温至75℃，加入乳化盐（磷酸氢二钠和柠檬酸钠），同时将转速提升至1500 rpm，维持15 min；将乳化罐的温度升温至88±2℃，投入预混胶体（魔芋胶和刺槐豆胶）和明胶，真空搅拌20 min至完全熔融。

3）80℃下进行均质（一级20 MPa/二级5 MPa），后降温至60℃，加入盐，并在200rpm条件下搅拌10 min。

4）巴氏杀菌：将步骤3）获得的混合物在85℃水浴条件下杀菌15 min（中心温度≥72℃）；而后30 min内冷水喷淋将温度降至25℃；2℃~6℃冷藏库静置48 h（促进胶体水合与风味融合），得到奶油奶酪。

实施例6

一种基于乳清蛋白微粒制备低脂冰激凌的方法，原料和步骤如下：

1、制备原料（以制备1 kg低脂冰激凌计）：蓝莓果酱300 g、圣女果果酱300 g、白砂糖120 g、魔芋胶80 g、卡拉胶80 g、实施例2中制备得到的乳清蛋白微粒120 g、余量为水。

2、制备步骤：

1）混合均质：将胶体（魔芋胶和卡拉胶）与白砂糖预溶，加入果酱（蓝莓果酱和圣女果果酱）、实施例1中制备得到的乳清蛋白微粒，在95℃条件下杀菌10 min，60℃均质（15MPa）；

2）老化凝冻：将步骤1）中均质后的溶液冷却至4℃老化12 h，凝冻膨化（出料温度-6℃），-30℃速冻硬化，得到低脂冰激凌。

实施例7

一种基于乳清蛋白微粒制备低脂卡布奇诺咖啡的方法，原料和步骤如下：

1、制备原料：（以制备1 L卡布奇诺咖啡计）：意式浓缩咖啡300 g、实施例1中制备得到的乳清蛋白微米颗粒40 g，牛奶100 g，肉桂粉或巧克力粉少许，余量为水。

2、制备步骤

1）奶泡制作：在牛奶中加入乳清蛋白微粒，补水至700 g，加热至60℃~65℃，用蒸汽棒打发出绵密奶泡（体积膨胀1倍）；

2）组合分层：在杯中先倒意式浓缩咖啡，缓慢注入发泡牛奶至杯2/3，勺舀奶泡至满杯；装饰：撒肉桂粉或巧克力粉，得到低脂卡布奇诺咖啡。

对比例6

采用实施例4中记载的方法制备低脂高蛋白酸奶，唯一区别在于以采用对比例1中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒替换以采用实施例1中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒。

对比例7

采用实施例5中记载的方法制备奶油奶酪，唯一区别在于以采用对比例2中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒替换以采用实施例3中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒。

对比例8

采用实施例6中记载的方法制备低脂冰激凌，唯一区别在于以采用对比例3中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒替换以采用实施例2中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒。

对比例9

采用实施例7中记载的方法制备低脂卡布奇诺咖啡，唯一区别在于以采用对比例1中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒替换以采用实施例1中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒。

测试例2

对实施例4~7和对比例6~9制备的产品的感官和质构特性进行测试，测试指标包括乳脂感（GB/T 29605-2013 感官分析 食品感官质量控制导则）、粘度（GB/T 10247-2008 流体黏度测量方法）、持水性（GB 5009.3-2016 食品中水分的测定）、硬度（质构仪法）和膨胀率（GB/T 31114-2014 冷冻饮品 冰淇淋）和奶泡稳定性（高度维持85%），结果如表2。

表2 实施例4~7和对比例6~9制备的产品的感官和质构特性结果

由表2中的数据结果可以得出：与采用对比例6~9中制备的乳清蛋白微粒相比，采用本发明中制备方法制备得到的乳清蛋白微粒制备得到的产品具有更好的乳脂感；同时具有优异的热稳定性，表现为粘度没有显著增加，持水力没有显著降低，硬度下降，膨胀率和奶泡稳定性都有上升。

由以上实施例可以得出：本发明的制备方法能够使乳清蛋白更彻底地破碎，获得的乳清蛋白微粒具高度均一化，同时具备更窄的粒径分布且粒径更小，有助于提高后续制备产品的溶解度、稳定性和生物利用率。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种乳清蛋白微粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将乳清蛋白溶液进行水化，得到水化后的乳清蛋白溶液；

将所述水化后的乳清蛋白溶液预热至40~50℃，将预热后的乳清蛋白溶液进行高压微射流处理，得到高压微射流处理后的乳清蛋白溶液；所述高压微射流处理为高压微射流循环处理，所述高压微射流循环处理的压力为50~200 MPa，所述高压微射流循环处理的时间为5~20 min；

将所述高压微射流处理后的乳清蛋白溶液进行超声处理，得到超声处理后的乳清蛋白溶液；所述超声处理为低频超声处理，所述低频超声处理的频率为20~40 kHz，所述低频超声处理的功率为100~300 W，所述低频超声处理的时间为5~30 min；

将所述超声处理后的乳清蛋白溶液进行喷雾干燥，得到所述乳清蛋白微粒。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高压微射流循环处理的压力为100~150 MPa，所述高压微射流循环处理的时间为8~10 min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低频超声处理的频率为25~35kHz，所述低频超声处理的功率为150~250 W，所述低频超声处理的时间为10~25 min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳清蛋白溶液的质量浓度为10%~15%。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述水化的步骤包括：将所述乳清蛋白溶液搅拌均匀后冷藏16~24 h，得到所述水化后的乳清蛋白溶液。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预热后的乳清蛋白溶液的温度为45~50℃。

7.一种乳清蛋白微粒，其特征在于，采用权利要求1~6任一项所述的制备方法制备得到。

8.权利要求7所述的乳清蛋白微粒在食品中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述食品包括低脂食品。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述食品包括乳制品、冷饮食品和咖啡制品中的一种或多种。