[發明專利]乳清蛋白膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 200910079773.2
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN101502295A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 冷小京;商潔靜;蔣艷楓;柴智;任發政
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A23J3/08
• 分類號: A23J3/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關 暢

技術領域

本發明涉及功能乳品及食品包裝領域，特別是涉及一種乳清蛋白膜及其制備方法與應用。

背景技術

傳統塑料包裝材料雖然價格低廉，加工方便，但因無法被微生物降解、使用后只能當廢棄物拋棄，破壞了生態環境，影響到人類健康。隨科技的發展及人類生活水平的提高，特別是近年來環保意識的不斷增強，塑料包裝廢棄物對環境的危害越來越引起人們的重視，各國都在努力尋找符合可持續發展原則的“綠色包裝”材料替代產品，相關安全、可降解包裝材料的研究進展已有很多報道，其中可食用膜產品以其安全、無毒、環保、可食用且兼具營養性和風味性等特點而備受關注，成為當代食品工業科技發展的主要項目之一。

可食用膜是一類以可食性物質(蛋白質、多糖和脂肪等)為原料，通過分子間相互作用所形成的具有多孔網絡結構的薄膜。它容易被生物降解，無環境污染；具有阻隔性能，可防止食品組分間因水分和其它物質的遷移而導致的食品變質；可作為食品風味劑、甜味劑、營養強化劑、抗氧化劑、抗微生物制劑等的載體。已公開的可食用包裝膜主要是以蛋白質、脂肪、多糖類或其混合物等可以食用的原料為基礎加工制成的。例如，CN?174039C涉及一種以馬鈴薯淀粉為主要原料、添加增稠劑和增塑劑后制作得到的復合食品包裝膜；CN?1452916A介紹了一種含有天然植物提取物的可食用膜的制備方法；CN?1499926A介紹了一種以無支鏈淀粉為主要成膜劑、復配填充劑和增塑劑形成的可食用膜。

乳清液是以牛奶為原料生產干酪過程的廢棄副產品之一。通常情況下，每生產1噸干酪，就約有10噸乳清廢液產生。乳清蛋白是牛奶乳清中存在的一類重要蛋白質，具有很高的營養價值和生物學效價。乳清蛋白可食用包裝材料是一種無廢棄物的資源型包裝材料，可使資源得到最大限度的利用，符合當代可持續發展原則和建設環境友好型社會的要求。

近年來，以乳清蛋白為基料的可食用膜因具有良好的營養特性及成膜能力，所形成的薄膜透明、柔軟、有彈性、不溶于水，在一定的濕度下具有優良的氧氣、芳香物質和油脂的阻隔性，成為研究的熱點。

可食用包裝膜材料除應具有作為包裝材料的基本性能外，因其可食用特點，在滿足安全性和可降解性的前提下，也應充分考慮其營養功能，開發相關的多功能價值。鈣是目前人們需要強化補充的礦物質元素之一，在食品中合理控制增加鈣的含量，為現代食品行業所關注，但在目前公開的技術中，尚未見到有關在膜體系中強化此類礦物質營養成分的方法的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種含鈣乳清蛋白膜及其制備方法與應用。

本發明提供的制備含鈣乳清蛋白膜的方法，包括如下步驟：

1)將乳清分離蛋白溶液變性處理后，與水溶性鈣鹽溶液混合，噴霧干燥得到含鈣粒子；

2)將乳清分離蛋白溶液變性處理后，與所述含鈣粒子的水溶液及增塑劑混合，成膜后得到所述含鈣乳清蛋白膜。

該方法的步驟1)中，乳清分離蛋白溶液的質量百分比濃度為8-12％，優選10％；所述水溶性鈣鹽溶液的質量百分比濃度為0-12％，但不包括0，優選1-11.5％，更優選11.1％。

在上述乳清分離蛋白溶液變性處理后，先調節pH值至3后，再與水溶性鈣鹽溶液混合。

另外，噴霧干燥步驟中，進風溫度為170-190℃，優選180℃；出風溫度為85-95℃，優選90℃；進樣量為8-12ml/min，優選10ml/min。

步驟2)中，含鈣粒子水溶液的質量百分比濃度為小于等于1.8％，優選1.8％；所述增塑劑與所述乳清分離蛋白質量比為1∶1.5-1∶2.5，優選1∶2。該乳清分離蛋白溶液在變性處理前，先調節pH值至8。所用增塑劑為甘油。

上述步驟1)和步驟2)中，乳清分離蛋白溶液的變性處理是在75-85℃處理30-40分鐘，如可在80℃保持30分鐘，即完成變性處理。

按照上述方法制備得到的含鈣乳清蛋白膜中，鈣元素的質量百分含量為0-1.0％，但不包括0。

上述含鈣乳清蛋白膜及該蛋白膜在制備可食用包裝膜材料中的應用，也屬于本發明的保護范圍。

在制備乳清蛋白膜的過程中，如果直接向成膜液中加入超過極限聚集濃度(c.c.c)的鈣離子，會由于雙價正離子的靜電屏蔽及橋聯作用而導致體系內蛋白分子大量聚集，以至無法成膜。而本發明采用噴霧干燥的方法制備白色高鈣聚集態顆粒，再將這些顆粒加入到膜液中，所得膜產品的鈣含量可超過極限聚集濃度，且不會造成膜原有物化性質的顯著變化。