生產方式
酪蛋白和酪蛋白酸鹽與乳清蛋白粉混合
蛋白混合法是以乾粉或液體形式混合而獲得具有特定蛋白、乳糖和礦物質含量的乳蛋白質濃縮物的生產方式。與超濾或共沉方法製備的乳蛋白質濃縮物相比,乾混法製造的乳蛋白質濃縮物均勻性差。
酪蛋白和乳清蛋白共沉澱
由於此工藝涉及到熱處理和酸處理過程,可能會破壞牛乳中蛋白質的狀態,生產出的乳蛋白質濃縮物溶解性較差,其他的加工特性也不能很好的呈現出來。
脫脂乳超濾後噴霧乾燥
膜工藝是基於乳蛋白質與乳中其它成分不同的物理特性(分子量)而分離。膜分離工藝條件較為溫和,可以最大程度地保持乳蛋白質的原有性質,使其原始狀態不會被打亂或遭到破壞;工藝參數可以有選擇性地進行設定,以儘量使其對乳蛋白質濃縮物造成的損傷降至最小程度;由已設定的分子量截留來選擇膜孔大小,蛋白質可以獲得高效分離:採用超濾,酪蛋白/
乳清蛋白之比可以保持其原始狀態,而微濾則可以分級分離得到不同的乳蛋白。乳蛋白質濃縮物通常採用膜分離技術進行生產。
已商業化生產的乳蛋白質濃縮物的蛋白質含量在42%~85%範圍內不等,典型的乳蛋白質濃縮物有MPC42、MPC70、MPC75、MPC80和MPC85。隨著蛋白質含量的增加,乳蛋白質濃縮物中乳糖含量相應降低。
影響因素
影響乳蛋白質濃縮物質量的最重要工藝因素為:原料乳的質量及其熱處理,蛋白質濃縮的程度(超濾濃縮比),最後除水分工藝過程的參數(蒸發及乾燥)和最終產品貯存的參數(貯藏溫度及貯藏期)。
加工特性
溶解性
超濾工藝很好地保持了蛋白質的原始結構,從而保持了乳蛋白質濃縮物的部分
溶解性,但由於乳蛋白質濃縮物的蛋白質含量高達40%~90%,因此也在一定程度上限制了其溶解性。
在食品加工中,溶解性是其他功能特性例如
乳化性、起泡性和水結合能力的基礎,乳蛋白質濃縮物較低的溶解性限制了其在食品加工中的套用。乳蛋白質濃縮物的溶解性取決於乳蛋白質濃縮物中蛋白質的含量、溶解的溫度及混合過程中所採用的物理處理方式如均質、剪下強度等。在食品加工中了解乳蛋白質濃縮物的溶解特性尤其是溶解動力學對其套用具有重要意義。
乳化性
乳蛋白質濃縮物中的高蛋白含量使之呈現出非常好的乳化性,這有助於水包油型乳化液的形成。乳蛋白質濃縮物還可套用於低乳糖高蛋白的營養飲品中,且有助於這些產品在高熱處理,如超高溫瞬時滅菌處理或高壓滅菌處理時仍能保持良好的熱穩定性和乳化穩定性。
攪打起泡性
乳蛋白質濃縮物具有極好的攪打起泡性,但前提是必須具有良好的溶解性。在冰激凌,攪打奶油塗層料和安琪兒蛋糕等產品的生產中,乳蛋白質濃縮物可以成功發揮其起泡性和泡沫穩定性。
凝膠性
乳蛋白質濃縮物在乳製品中廣泛用於乾酪用乳的強化。原料乳中加入乳蛋白質濃縮物後可以加速酶凝過程,形成較好的凝塊。MPC56和MPC70具有較好的水合作用和酶凝膠性,廣泛用於乾酪生產中。
套用領域
乾酪加工中的套用
近年來,隨著人們健康意識的提高,消費者對低脂乳製品的需求越來越大。在低脂乾酪生產中,可以採用膜濃縮方法,但這種方法存在一定的弊端。加入濃縮脫脂乳會使得乾酪用乳中乳糖含量增加,導致所得到的乾酪成品中有較高的乳糖含量,在乾酪後期的成熟過程中,乳糖會進一步發酵,產生不良風味。除此之外,這樣生產出來的低脂乾酪通常會呈現出不太好的加工特性,如質地太硬,熔融行較差等。但用乳蛋白質濃縮物強化原料乳可以部分地改善乾酪的產品特性並提高產量。
優酪乳加工中的套用
優酪乳的加工步驟簡單,但持續穩定地加工出缺陷少、品質高的優酪乳同時控制加工成本卻並不容易。原基料中蛋白質的種類和含量是生產優質優酪乳的重要影響因素。
α-
乳白蛋白和
β-乳球蛋白與酪蛋白的比例及總蛋白占乾物質的比例均會影響優酪乳質地。上述蛋白質含量及比例不適將會導致產品凝固膠體太軟、結成小顆粒、沙粒狀、多粒狀和乳清分離。一般消費者都偏愛黏度較高的優酪乳,對乳中蛋白質及總固形物含量進行標準化即可生產出高黏度優酪乳。
工業生產中,主要通過加入脫脂乳粉對原料乳進行標準化,但脫脂乳粉會使優酪乳在加工和貯藏過程中產生過量的酸而影響其質地。乳蛋白質濃縮物較好的乳化性和凝膠性可以提高優酪乳的黏度和質地。用乳蛋白質濃縮物和脫脂乳粉強化原料乳至相同的蛋白含量,發現優酪乳的硬度,質地,脫水收縮,黏度或風味等並沒有明顯差異,但乳蛋白質濃縮物具有較高的蛋白含量,較小的使用量即可達到與脫脂乳粉相同的效果,大大降低了生產成本。
傳統的優酪乳質地較差且存在乳清分離現象,在加工中一般需加入凝膠劑和穩定劑,而乳蛋白質濃縮物因具有較高的蛋白質含量,可以作為穩定劑來提高優酪乳的質地。
冰激凌生產中的套用
冰激凌是一種成本較高的乳製品,其生產、運輸和銷售的冷鏈過程需要耗費大量能量。工業生產中通常通過增加非脂乳固體含量來改善冰激凌的質地和風味,但傳統的
非脂乳固體如脫脂乳粉的添加會給產品帶來不良的風味,還會增加乳糖含量,降低原料結冰點,導致冰激凌呈現沙粒狀口感。
生產中已經開始採用
乳清蛋白、酪蛋白或超濾截留液來部分取代脫脂乳粉,這些物質的添加會改變牛乳中酪蛋白和乳清蛋白的比例,破壞脂肪球的穩定性,脂肪球的狀態會影響產品的結構,從而改變產品的物理性質。
乳蛋白質濃縮物中酪蛋白和乳清蛋白的比例與原料乳接近,且乳糖含量較低,這些特性使得乳蛋白質濃縮物可以作為非脂乳固體來源,且不會給產品帶來不良影響。