专利名称：具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖乳清粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及食品领域的发酵乳制品，尤其是一种具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖乳清粉的制备方法。
背景技术：
干酪是以动物乳为原料，经过乳酸菌发酵，在发酵过程中添加凝乳酶，形成凝乳，通过加热、切割和破碎、过滤等方法排出乳清，在浓缩酸乳的制造中也要排除乳清。乳清的排除量根据依产品的种类而异，为原料乳的20％～90％。乳清的具体成分随干酪加工原辅料及工艺过程的不同而存在差异，一般含有蛋白质0.6％、乳糖4.8％、矿物质0.5％，是重要的食品资源。如果不加以利用，既浪费资源，又造成环境污染。
目前乳清加工已经是干酪加工的重要组成部分。现有乳清粉、脱盐乳清粉、浓缩乳清蛋白粉、分离乳清蛋白粉、乳糖和乳钙等主要产品。
作为功能性食品添加剂的酪蛋白磷酸肽由动物乳酪蛋白通过胃蛋白酶和胰蛋白酶水解而制成的，具有生物活性，可以和金属离子，特别是钙离子结合形成可溶性复合物，促进钙质吸收，防止矿物质丢失，抗龋齿。制造过程包括牛乳酪蛋白的提取、溶解或酪蛋白制品直接溶解、酶法水解、灭酶、沉淀、分离、干燥等过程。
在中国专利(申请号为03128995.9)CN 1552845A “干酪乳杆菌Bd-II菌株及其在降低血脂方面的应用”中公布了在泡菜中筛选出的干酪乳杆菌的方法及其在降血脂方面的应用。
在中国专利(申请号为03129450.2)CN1566326A “干酪乳杆菌LC2W菌株及其在抗高血压方面的应用”中，公布了在干酪及马奶酒中筛选出干酪乳杆菌菌株及其在抗高血压方面的应用。同时，该专利中还提到了瑞士乳杆菌在乳基质中发酵时，可通过所分泌的蛋白酶的水解作用，将乳蛋白中的一些特定的肽片断释放出来，这些片断具有抑制血管紧张素转化酶的作用或阿片肽活性，从而在体内产生降压作用。
瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)长期以来主要作为协同菌种用于瑞士干酪(Swiss Cheese)的制造，具有改进风味，加速成熟的作用。瑞士乳杆菌的蛋白酶可以分解苦味肽，避免或降低干酪的苦味。自20世纪90年代以来，国内外文献报道瑞士乳杆菌发酵牛乳，产生异亮氨酸-脯氨酸-脯氨酸(Ile-Pro-Pro)和缬氨酸-脯氨酸-脯氨酸(Val-Pro-Pro)等短肽，可以抑制血管紧张素转化酶的活性，缓解高血压。另外，国外还报道瑞士乳杆菌发酵乳制品具有缓解紧张，改善睡眠，增加记忆和学习能力，提高绝经期女性血钙浓度等新的功能。(Yamamoto Naoyuki et al，1994，″Antihypertensive Effect ofthe Peptides From Casein by an Extracellular Proteinase from Lactobacillushelveticus CP790″，J Dairy Sci.，vol.77，1994，pp.917-922.)。在已经申请的美国专利US6,534,304中，应用瑞士乳杆菌混合发酵，产生血管紧张素转化酶抑制肽，赋予产品缓解高血压的功能。
上述干酪制造过程产生的酪蛋白磷酸肽和血管紧张素转化酶抑制肽及低聚半乳糖的分子量均小于1000，呈溶解状态，在加工中，相当一部分的生物活性肽类随乳清排出。将排出的乳清浓缩干燥即可回收乳清，同时回收了乳清中所含的酪蛋白磷酸肽、血管紧张素转化酶抑制肽及低聚半乳糖。
流行病学的证据表明钙的摄取不足与高血压的发生有一定的相关性。因此，促进钙吸收的酪蛋白磷酸肽与抑制高血压的血管紧张素转化酶抑制肽协同作用，将产生更加显著的保健作用。
由于乳清中存在较多的乳糖，如果不经处理，在使用时有可能在部分人群中引起乳糖不适症。应用半乳糖糖苷酶水解低浓度的乳糖可以产生半乳糖和葡萄糖，水解浓度高于20％的乳糖，则发生转糖基作用，生成低聚半乳糖。低聚半乳糖是双歧杆菌的生长因子，具有增加免疫功能和调理肠胃的功能。
在干酪加工过程中应用胃蛋白酶和胰蛋白酶以及干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌等益生菌种为发酵剂，促使酪蛋白水解，收集含有酪蛋白磷酸肽和血管紧张素转化酶抑制肽的乳清，继而进行浓缩、酶解、干燥等处理，可以制造具有酪蛋白磷酸肽、血管紧张素转化酶抑制肽和低聚半乳糖的功能性乳清粉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有酪蛋白磷酸肽、血管紧张素转化酶抑制肽和低聚半乳糖的乳清粉的制备方法，该制备方法是利用干酪加工中所排放的乳清，所生产的乳清粉具有促进钙的吸收，抑制血管紧张素酶和增强免疫功能的功效。
本发明的技术方案是该具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖乳清粉的制备方法，其特征在于其制备方法是(1).采用离心分离机或旋转式过滤器分离乳清中含有的酪蛋白微粒和脂肪；(2).对总干物质浓度为6％左右、温度为45～55℃左右、真空度为0.08～0.10Mpa的脱脂乳清进行真空浓缩和20～30倍的超滤，使其干物质含量为25％左右，蛋白质含量为75～90％的浓缩乳清液；(3).将浓缩乳清液加入由胰蛋白酶、胃蛋白酶、半乳糖苷酶组成的复合酶系，在35～60℃温度条件下保温1～4小时；(4).加热乳清水解液至75～85℃，以钝化酶的活性；(5).在温度为40～50℃、真空度为0.07～0.10MPa条件下酶解浓缩乳清液并真空浓缩，得到总固形物为40～50％的酶解浓缩乳清；(6).将酶解浓缩乳清预热至40～50℃后进行喷雾干燥，要求进口温度为170～180℃，出口温度为70～80℃，流速为70mL/s左右，干燥后即得到具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖活性乳清粉成品。
而且，所述的乳清为动物乳经过乳酸菌发酵、在发酵过程中添加凝乳酶形成凝乳，并通过加热、切割和破碎、过滤等方法排出的乳清，或者也可以是在浓缩酸乳的制造中排除的乳清。
而且，所述的由胰蛋白酶、胃蛋白酶、半乳糖苷酶组成的复合酶系各成分的重量比例为1∶1∶1。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体表现在(1)具有新的功能。本发明制造成乳清粉具有一般乳清粉的营养价值和感官品质。由于在前期干酪制造中含有胰蛋白酶和胃蛋白酶水解产生的酪蛋白磷酸及抗血管紧张素转化酶肽，其中相当一部分存留于所排放的乳清当中，将该乳清粉通过超滤、复合酶水解、真空浓缩、喷雾干燥或冷冻干燥，成为具有酪蛋白磷酸肽、血管紧张素转化酶抑制肽和低聚半乳糖的乳清粉。
(2)利用干酪乳杆菌和瑞士乳杆菌发酵干酪乳产生含有血管紧张素酶抑制因子的短肽，血管紧张素酶抑制因子是目前医学界形成共识的治疗高血压的基本药物之一。酪蛋白磷酸肽是促进钙吸收的功能性食品添加剂。在后期乳清处理中所加入的半乳糖苷酶有助于形成功能性低聚半乳糖。食用含有干酪乳杆菌和瑞士乳杆菌为发酵剂制作的乳清粉具有促进钙的吸收，抑制血管紧张素酶和增强免疫功能的功效。
(3)乳清处理中的复合酶解将乳清中的残留乳糖转化为低聚半乳糖，不仅有利于缓解“乳糖不耐症”，还赋予了产品独特的保健功能。
(4)适用面宽广。本发明的操作主要在凝乳槽/凝乳罐、真空浓缩器和喷雾干燥器中进行，本发明可以用于一般干酪制品厂的生产与加工。
具体实施例方式
下面通过具体实施例对本发明进行具体详述首先叙述一下乳清的制备方法(1)在动物乳中分离出部分脂肪或者添加脱脂乳粉，使原料酪蛋白与脂肪的比例不小于0.9∶1，成为干酪原料乳。
(2)加入为原料总量0.01～0.02％氯化钙，以改善所形成凝乳的质地；在20Mpa左右以上的压力、60℃左右温度条件下对干酪原料乳进行均质，然后在75℃温度条件下对干酪原料乳进行巴氏杀菌，杀菌时间为15秒。
(3)迅速冷却干酪原料乳至32℃，然后接种混合发酵剂，接种量为原料总量的3％左右，其中干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌的比例不少于总发酵剂量的35％；发酵温度为32℃左右，发酵时间为0.5～4小时，以乳酸含量达到0.2％左右为终点。
(4)达到发酵终点后，加入为原料总量0.02％的凝乳酶，凝乳酶包括皱胃酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、微生物来源的凝乳酶的混合物，其中胃蛋白酶和胰蛋白酶的比例为混合酶的10％，凝乳时间为5～40分钟。
(5)将凝乳切割成为边长为1cm的立方体，搅拌，排除全部或部分乳清；乳清排出量为原料量的50～90％。
(6)在凝乳槽或凝乳罐中注入热乳清或热水或通过夹套通入蒸汽进行加热，温度为40℃左右，搅拌凝乳颗粒进一步收缩排除乳清，收集该乳清。
将收集后的干酪乳清进行再加工，使之成为具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖的乳清粉。具体制备方法是(1)采用离心分离机除去所收集到的乳清中含有酪蛋白微粒和脂肪；(2)对脱脂乳清(总干物质浓度约为6％)进行真空浓缩(温度为50℃、真空度为0.09Mpa)和20～30倍的超滤，使其干物质含量为25％左右，蛋白质含量为75～90％的浓缩乳清液；(3)在上述乳清浓缩液中加入由碱性蛋白酶(胰蛋白酶、胃蛋白酶)和半乳糖苷酶构成的复合酶系，在50℃下水解1-4小时；(4)加热乳清水解液至80℃，钝化酶的活性；(5)真空浓缩上述酶解乳清液，温度为40～50℃、真空度为0.09MPa，得到总固形物为40～50％的酶解浓缩乳清；(6)将上述酶解浓缩乳清预热至40～50℃后进行喷雾干燥，进口温度170～180℃，出口温度70～80℃，流速70mL/s，得到具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖的乳清粉成品。
上述的由胰蛋白酶、胃蛋白酶、半乳糖苷酶组成的复合酶系各成分的重量比例为1∶1∶1。
酪蛋白磷酸肽的检测方法应用直接定磷法测定酪蛋白磷酸肽，本发明产品的酪蛋白磷酸肽的含量为0.02～0.1g/g。
抑制血管紧张素酶活性的检测应用兔肺提取的血管紧张素酶和马尿酰组氨酰亮氨酰，根据Nakamura等(1995)的方法进行检测，本发明产品的半抑制血管紧张素转化酶活性(IC50)在0.5mg/g以下。
低聚半乳糖的检测应用高效液相色谱检测法，测得本发明产品的低聚半乳糖含量为15.8％。
权利要求
1.一种具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖乳清粉的制备方法，其特征在于其制备方法是(1).采用离心分离机或旋转式过滤器分离乳清中含有的酪蛋白微粒和脂肪；(2).对总干物质浓度为6％左右、温度为45～55℃左右、真空度为0.08～0.10Mpa的脱脂乳清进行真空浓缩和20～30倍的超滤，使其干物质含量为25％左右，蛋白质含量为75～90％的浓缩乳清液；(3).将浓缩乳清液加入由胰蛋白酶、胃蛋白酶、半乳糖苷酶组成的复合酶系，在35～60℃温度条件下保温1～4小时；(4).加热乳清水解液至75～85℃，以钝化酶的活性；(5).在温度为40～50℃、真空度为0.07～0.10MPa条件下酶解浓缩乳清液并真空浓缩，得到总固形物为40～50％的酶解浓缩乳清；(6).将酶解浓缩乳清预热至40～50℃后进行喷雾干燥，要求进口温度为170～180℃，出口温度为70～80℃，流速为70mL/s左右，干燥后即得到具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖活性乳清粉成品。
2.根据权利要求1所述的具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖乳清粉的制备方法，其特征在于所述的乳清为动物乳经过乳酸菌发酵、在发酵过程中添加凝乳酶形成凝乳，并通过加热、切割和破碎、过滤等方法排出的乳清，或者也可以是在浓缩酸乳的制造中排除的乳清。
3.根据权利要求1所述的具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖乳清粉的制备方法，其特征在于所述的由胰蛋白酶、胃蛋白酶、半乳糖苷酶组成的复合酶系各成分的重量比例为1∶1∶1。
全文摘要
本发明涉及食品领域发酵乳制品的一种具有酪蛋白磷酸肽、抗血管紧张素转化酶肽和低聚半乳糖乳清粉的制备方法。在干酪制造中应用混合乳酸菌发酵剂和复合酶水解酪蛋白，所产生的酪蛋白磷酸肽和血管紧张素转化酶抑制肽进入乳清。收集利用该方法生产干酪过程中所排出的乳清，通过酶法水解、真空浓缩、喷雾干燥，成为具有酪蛋白磷酸肽和血管紧张素转化酶抑制肽和低聚半乳糖的乳清粉，产品除具有普通乳清粉的功能以外，还具有促进钙的吸收，缓解高血压，改善肠道功能的效用。
文档编号A23L1/305GK1903052SQ20051001463
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月26日 优先权日2005年7月26日
发明者汪建明, 李文钊, 阮美娟, 赵征 申请人:天津科技大学