蛋白棒储藏过程中的变化及原因

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1、蛋白棒储藏过程中的变化及原因Final approval draft on Nov ember 22 ,2020蛋白棒在储藏过程中的变化及其原因蛋白棒属于高蛋白中间水分食品（高蛋白中间水分食品通常是指一类蛋白含量在 20%至 50%之 间，水分含量在10%到 25%之间，水分活度在 0.5至 0.8之间的食品）其主要成分有蛋白质、碳水 化合物、脂肪。由于其成分的特殊性，蛋白棒在储藏过程中会出现硬化问题。主要原因如下：1、糖结晶蛋白棒在制作的过程中会添加蔗糖、葡萄糖、果糖、果葡糖浆、玉米糖浆等，对于溶解度相 对较差的糖（主要是蔗糖和葡萄糖），如果添加过多，使其饱和，就会有晶体析出。糖结晶对于 食

2、品质地主要有两个方面的影响：一是可以导致食品体系内部形成聚结颗粒；二是导致可以充当 体系增塑剂的糖类的比例下降，从而使产品的质地硬化。因此在制作过程中多采用溶解度较好和抗晶性好的糖浆，如果葡糖浆、玉米糖浆等。2、美拉德反应 美拉德反应是指氨基化合物（蛋白质，肽和氨基酸）和羰基化合物（还原糖）之间的一类化学反应。pH值，温度，水分活度，氨基酸和还原糖的种类及比例等，都是美拉德反应的 重要影响因素。氨基酸的氨基越多，特别是赖氨酸含量越多，其美拉德反应就越强烈。温度对美 拉德反应活性的影响也很明显，通常温度每升高10C美拉德反应速率会增大3.6倍。体系内还原 糖的还原端越强，氨基酸与还原糖的比例越大

3、时，美拉德反应越剧烈。而对于体系的水分活度和 pH值，其对美拉德反应的影响呈现为一个钟形曲线。其中当水分活度为0.5-0.8时美拉德反应也 最易发生。当 pH 为 8-10 时，美拉德反应最剧烈。美拉德反应不仅可对食品的颜色、风味、营养 价值产生不利的影响，同时亦可导致食品的质构变硬。蛋白棒含有蛋白质和还原糖，易发生此反 应。3、蛋白质聚集 蛋白质凝聚是导致硬化的重要因素。蛋白质可以通过巯基/二硫键交换重组以及非共价键相互 作用发生分子间的自聚集交联，进而在体系内形成聚集体网络结构，致使体系的质地不断硬化。 而其作用机制主要有以下三种理论：（1）美拉德反应引起蛋白质聚集进而导致体系硬化 蛋白棒

4、含有较多的蛋白质以及还原糖，且水分活度大约在0.5-0.7之间，因此在储存过程中比较容易发生美拉德反应。研究表明，在反应初期，美拉德反应不会对质构造成明显的影响；但 当反应进行到一定阶段时，美拉德反应会使蛋白质大分子之间通过共价交联（非二硫键）形成蛋 白聚集体，致使体系不断硬化，且美拉德反应越剧烈，质地的硬化程度越大。研究发现，还原糖 的分子大小、带电荷情况和还原端特性等对美拉德反应的程度以及反应产物有着重要的影响，进 而影响该反应导致的蛋白质聚集程度。（2）相分离引起蛋白质聚集进而导致体系硬化。蛋白棒体系是一种多组分构成的复杂体系，在制造过程中使用物理方法混合各组分，体系在 短时间内不能达到

5、平衡状态，因此在热力学上不稳定。对于脂肪含量较高的体系，在储藏过程 中，体系内的脂肪和其它小分子非极性物质可逐渐聚结形成油相，而蛋白质、水，以及糖等水溶 性的小分子会构成相应的非油相。当脂肪的熔点接近储藏温度时，因为脂肪反复熔融，凝固，相 分离会更加严重。相分离现象会直接导致蛋白质分子在有效体积空间内的浓缩效应，诱导蛋白质 聚集，进而导致体系硬化。研究发现，相分离的程度与体系内所含蛋白的种类以及蛋白亲水性有关；用乳清蛋白经部分 酶解得到水解乳清蛋白（WPH）代替体系内的乳清蛋白，可以延缓体系相分离的过程。（3）水分迁移导致体系硬化 蛋白棒在储藏初期，由于体系内部存在水分活度梯度，水分会逐渐从由糖浆混合物和溶解的 蛋白质组成的高水分活度连续相，向低水分活度的未溶解蛋白颗粒迁移，使得连续相中的水分减 少，增塑能力降低，从而导致体系的质地硬化。水分迁移是其初期硬化的重要因素，而蛋白质聚集可能是其在储藏后期发生硬化的重要原 因。