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1、技术乳蛋白在饮料中的应用据一项由国际食品信息委员会进行的食品和健康调查，蛋白质是美国的消费者最希望摄入的营养素。这一研究还表明，消费者对蛋白质的需求不仅体现在购买传统的制品，他们也愿意接受乳蛋白作为高质量的蛋白质来源。乳蛋白能提供饱腹感，抑制饥饿并帮助机体保持肌肉。饮料市场的增长方向正逐渐转向为消费者提供更全面的营养和多样化益处的产品。蛋白饮料和奶昔产品持续吸引新的消费者，非传统型的乳饮料也可以帮助消费者达成所愿，获取更多的蛋白质。不同类型的蛋白质即饮饮料可满足不同的消费者在一天中的多种需求。为运动营养市场开发的饮料也常常考虑应用乳清蛋白，因为乳清蛋白具有独特的、已经被充分证明的利于运动员的营
2、养益处。医疗和治疗性的营养饮料经常添加牛奶蛋白，因为牛奶蛋白富含合成蛋白质所需的必需氨基酸，易被消化利用，具有健康益处。此外，还有一些奶昔型的饮料含有果汁和牛奶蛋白或乳清蛋白。还有一类产品是蛋白水，往往会添加香精和色素，使产品更具吸引力。即饮的需冷藏的咖啡和茶也越来越多的强化了蛋白质，以增加营养和提升对消费者的吸引力。此外，老年人也可以通过饮用强化了蛋白质和其他营养素的PH中性奶昔型饮料，获得乳蛋白和全面营养。开发饮料产品需要精心选择的原料。因为具有出色的营养特性、温和的风味、易消化和在饮料系统中独特的功能特性，乳蛋白通常是饮料产品中常用的蛋白质原料。饮料创新考虑因素饮料成品的各个因素相互影响
3、。不管对于哪种饮料类型，以下几个因素是在配方设计和工艺开发之前必须加以确定和评估的：1）确定包装、运输和贮藏条件，这将决定合适的生产工艺，包括热处理。2）描述产品的PH值范围3）确定大致的成本预算4）确定产品的营养组成，这将体现在产品营养标签上，同时也要满足营养宣称的需求5）确定所需的非蛋白质配料6）考虑上述因素的相容性饮料中的蛋白质含量决定了加工工艺和包装形式。乳蛋白可在相对宽泛的PH值范围内保持溶解性和稳定性，然而也要考虑其因温度和浓度变化而凝胶的特性，尤其是对于乳清蛋白。饮料中糖和矿物质离子浓度也会影响乳清和牛奶蛋白在加工和整个保质期内的稳定性。各因素的相互作用是因配方而定的，所以在配方
4、确定之前一定要进行小试和中试试验。I体系环境选择总的来说，从安全性和贮存稳定性上看，产品的PH值（酸度）决定其加工工艺。除果汁产品外，美国食品与药物管理局（FDA）没有对酸性（pH4.6）产品的热处理工艺条件作具体规定。在进行此类产品的配方设计时应参考当地政府的法规以确保符合当地法规的要求。具备货架稳定性的饮料产品大致可分为以下四类基本类型：1）商业无菌饮料2）二次高温灭菌的商业无菌饮料3）隧道式巴氏杀菌产品4）热灌装或巴氏杀菌冷灌装产品I乳清蛋白应用于中性PH饮料采用上述（类型1和2）热处理方式加工的商业无菌饮料通常是中性PH和摇晃型的饮料。它们的p11值通常介于4.6和7.5之间，这取决于
5、其风味，如草莓（酸一些）或巧克力（更中性一些）。这些产品必须经过无菌热处理或二次灭菌，或经过巴氏杀菌后冷藏保存。乳清蛋白也会被应用到这类产品中，但总的来说乳清蛋白并不是这类配方中的主要蛋白质来源。应用最普遍的蛋白质是那些含酪蛋白的蛋白质，如牛奶浓缩蛋白或酪蛋白胶束。通常中性PH值的饮料，如摇晃型产品，常采用二次灭菌或UHT这种高温灭菌方式。未经改性的乳清蛋白在单独用量超过3%时是热不稳定的，在这种条件下会成胶或沉淀，除非采用了稳定体系。采用酪蛋白和乳清蛋白结合使用会对乳清蛋白起一定保护作用以维持热稳定性，因为乳清蛋白会与酪蛋白相互作用并保持溶解状杰，防止因仅有乳清蛋白的相互作用而形成胶体或沉淀
6、。牛奶蛋白应用于中性PH饮料牛奶浓缩蛋白、牛奶分离蛋白和酪蛋白胶束中的蛋白质都来源于牛奶，非常适合应用于低酸度的饮料，这是因为酪蛋白固有的热稳定性。牛奶蛋白原料的组成见表1。良好的水合能力是牛奶蛋白原料能在低酸度的饮料中发挥功能的关键。有几种广为认可的方法可以测定水合程度。首先，要在高速搅拌机中将蛋白粉原料溶解，重要的是，要使粉状原料有充分的时间吸收水分，使得最终的饮料产品在整个保质期内保持热稳定性和溶解性。根据期望获得的饮料类型，可以使用牛奶或水进行水合，牛奶或水的温度和水合时间都会影响整体的稳定性。表2比较了5%的MPC85溶液(虚线)在25(77oF)常温水，5(41T)冷牛奶和50。C
7、(122T)温水中的可溶解性(水合程度)。持续搅拌溶液6个多小时，发现在温水中最快达到水合，在冷牛奶中最慢。即便水合持续6小时后，MPC85在冷牛奶中还未完全溶解。发表的研究已确认，MPC原料在蛋白质含量为70%及以上时水合表现欠佳。可以通过减少矿物质的浓度，特别是钙的浓度，来提高MPC原料的水合率。表2中的另外3条实线是矿物质含量减少了25%的MPC85的在三种温度溶液中的水合程度，在冷牛奶和常温水中的水合速度明显加快。要理解牛奶蛋白原料在低酸度的饮料中的功能表现，另外一个需要测定的功能特性是热稳定性。对比了5%的MPC85溶液的热稳定性。结果表明，与常规MPC85相比，矿物质含量减少的MP
8、C85在85C(185oF)加热3分钟后具有更好的热稳定性。样品均在室温蒸储水中搅拌一小时以进行溶解和水合。水合较快的样品通常表现出更好的热稳定性，因为更多的牛奶蛋白溶解了。应用于饮料中时，也应考虑储存环境和MPC原料的新鲜程度。研究表明，在30。C（86T）及以上的温度下储存60天，MPC85蛋白粉的溶解性有所下降。应用于饮料时，牛奶蛋白原料水合不足，就会在溶解性和热稳定性方面表现欠佳。提高蛋白质在UHT灭菌、高蛋白低酸度饮料中稳定性的基本方法如下：1）用50。C（122T）的水在高速搅拌下溶解牛奶蛋白2）加入其他原料，如甜味剂、色素、稳定剂和香精，并低速搅拌、充分水合1小时3）加入PH调节
9、剂如缓冲液，PH达到7.04）加热至140。C（284T）,持续6秒5）在2500psi700psi条件下进行均质6）冷却至24（74oF）I乳清蛋白应用于酸性饮料热灌装或巴氏杀菌冷灌装和隧道式巴氏杀菌（类型3和4）代表了酸性乳清蛋白饮料的加工方式，这类产品的PH值通常为2.8-4.Oo它们通常经过温和的巴氏杀菌，杀菌后的产品在室温条件下是稳定的。在PH值2.8-3.5范围内，使用乳清分离蛋白（WPI）为配料的饮料即使在蛋白质含量较高的情况下，也具有较高的澄清度或者说较低的混浊度。可制作强化蛋白质的澄清饮料是乳清蛋白的独特优势。乳清分离蛋白(WPI)的低脂肪和矿物质含量可为产品带来高澄清度和低
10、混浊度。热处理的酸性饮料可以进行热灌装。在酸性环境下，热灌装产品的容器也达到了灭菌效果，这些容器预先都经过臭氧水或能够杀灭需氧污染物的其他方法的漂洗。热灌装容器可以是金属、玻璃或可耐受灌装温度和产品冷却时造成的真空的特定塑料瓶。冷灌装与热灌装类似，产品都需经过热处理。与热灌装不同的是，冷灌装产品在灌装前要立即冷却到38。C(100T)以下。产品立即冷却有助于防止在热灌装条件下的维生素降解和风味变化情况的发生。对酸性蛋白饮料而言，对密封金属罐或玻璃瓶进行隧道式巴氏杀菌就可以满足要求，这也是制作巴氏杀菌碳酸饮料的唯一切实可行的方法。隧道式巴氏杀菌是对啤酒进行巴氏杀菌的传统方法，但它对于酸性蛋白质饮
11、料也很实用。然而除了啤酒生产，很少有生产商具有这种杀菌能力。I应用乳蛋白的考虑因素蛋白即饮饮料中最重要的组成成分就是蛋白质原料。蛋白质的来源可以是浓缩乳蛋白(蛋白质含量34%-89%)、分离乳蛋白(蛋白质含量90%-92%)或蛋白肽，为饮料提供独特的营养和功能益处。有时候，乳蛋白也会与其他蛋白，如植物原料结合，给产品提供独特的氨基酸组成和质地特性，但植物来源的蛋白质有时候会给配方设计者带来口味和口感上的挑战。在热处理之前或之后，因各原料之间会发生反应，这些混合物将很难保持稳定。不同乳蛋白具有不同的等电点和分子大小，商业用途的乳蛋白原料也有不同的分子类型。选择乳蛋白时要考虑两个关键因素：1）蛋白
12、质的分离方法，因为这决定了WPC.WPKMPC.MPl或MCC的组成；2）乳蛋白是否具有稳定的原料来源和加工工艺。WPC80、MPe和MPl是通过膜过滤的物理工艺分离得到的。脂肪和灰分含量会因供应商不同而存在差异，风味也是如此，但是整体的组分基本一致。WPl主要有两种加工工艺：离子交换（化学处理）和膜过滤。两种方法得到的产品在组成上存在差异，体现在不同的矿物质组成、碳水化合物含量以及糖聚肽（GMP）含量，继而也会影响其应用特性。不同批次的原料保持稳定性至关重要。因此，针对所需的应用进行简单的性能测试是必要的，而这些信息并未在标准规格书或检测报告（COA）中体现。当终产品或加工工艺对变化的适应性较差或终产品的蛋白质含量接近常规限量时，进行简单的性能测试则尤为必要。
