資訊 > 專家原創(chuàng) > 酪蛋白的功能化應用
牛奶含有豐富的蛋白質、脂肪、維生素以及礦物質等營養(yǎng)成分,自古以來就是各國人民競相追捧的營養(yǎng)佳品,隨著生活水平的提高,牛奶早已走進千家萬戶,逐漸成為飲食結構中不可或缺的一部分。酪蛋白是牛乳中的最主要的蛋白質,占牛乳中蛋白質總量的80%,它既是蛋白質營養(yǎng)源,也是食品工業(yè)重要的功能性配料之一。
酪蛋白含有大量且分布相對均勻的脯氨酸,分子結構為隨機的線型松散結構,具有兩親性及良好的表面活性,在食品加工過程中除了可以起到提升營養(yǎng)價值的功能外,還具有增稠、乳化、穩(wěn)定的作用,還可作為黏結劑、填充劑和載體使用。
比如,在烘焙食品及谷物制品中添加酪蛋白既強化了蛋白質,還利用酪蛋白的保水性來控制烘焙食品的形狀和水分含量,賦予烘焙食品良好的色澤、風味和穩(wěn)定性。
進入20世紀后,生物技術得到前所未有的大發(fā)展,利用生物技術可以得到常規(guī)手段難以獲取甚至無法獲得的產品,能夠大幅降低生產成本,提高產品的利用率。而酪蛋白因產量豐富、功能突出而成為生物技術研究領域的重點對象,對其水解是主要的功能化應用方向。
對酪蛋白的水解加工具有重要意義:
1、提高營養(yǎng)價值。蛋白質分子較大,其要經過消化變成小分子物質后才能被吸收,通過對酪蛋白的水解能夠提高消化率,促進人體吸收。另外,酪蛋白本身不易消化,不適宜嬰幼兒及消化功能較弱的人群,容易引起消化不良、腹瀉等問題,其水解物更適宜這些特殊人群。
2、提高資源利用率。牛奶資源在全球范圍內處于供不應求的狀態(tài),但在養(yǎng)殖加工環(huán)節(jié)易受行情等因素影響存在大量浪費的情況,蛋白的深加工能夠最大化地利用牛奶資源。
3、價值增益。酪蛋白定向水解后能生成多種活性肽,為酪蛋白打開功能化應用途徑,提高產業(yè)價值。
活性肽是具有特殊生理功能的肽類物質,自1902年英國科學家從動物的胃腸中發(fā)現了促胰腺素之后,對活性肽的研究逐漸火熱起來,是當下功能成分研究的熱門話題之一?;钚噪牡墓δ苋Q于分子結構,在適當條件下,蛋白經過水解可以得到具有定向功能的肽類物質。
酪蛋白磷酸肽
酪蛋白磷酸肽是用胰酶或胰蛋白酶水解,含有1-6個磷酸絲氨酸殘基的多肽,其核心結構為:-Se r(P)-Se r(P)-Se r(P)-G lu-G lu-(Se r:絲氨酸,G lu:谷氨酸,P:磷酸基),其在腸道弱堿性環(huán)境下帶負電荷,能夠穩(wěn)定存在。
酪蛋白磷酸肽在腸道中能阻止磷酸鈣的沉淀,使鈣離子保持較高水平,從而提高鈣的吸收和利用。
此外,酪蛋白磷酸肽也能夠促進除鈣離子之外的二價礦物質的吸收,如鐵、鋅等,被譽為“礦物質載體”。酪蛋白磷酸肽也是我國批準的食品營養(yǎng)強化劑之一,還有定向合成酪蛋白鈣肽,都可用于嬰幼兒配方食品。
酪蛋白糖巨肽
酪蛋白分為α-酪蛋白、β-酪蛋白和k-酪蛋白,而k-酪蛋白是唯一含有糖成分的酪蛋白,通過酸性蛋白酶水解后可獲得酪蛋白糖巨肽。它是由NeuAc、Gal、Gal-Nac組成的五種不同粘蛋白型的糖肽,其中:Gal為半乳糖,NeuNAc為N-乙酰神經氨酸(唾液酸)Gal-NAc為N-乙酰氨基半乳糖。
酪蛋白糖巨肽的各種形式中90%以上都是含有唾液酸的糖肽,其分子中存在多個碳水化合物,被稱為糖巨肽。
酪蛋白糖巨肽含有的唾液酸結構能夠發(fā)揮毒素中和劑的作用,抑制霍亂等毒素與受體的結合,同時也能夠與流感病毒結合,起到保護細胞的作用。同時,酪蛋白糖巨肽還具有預防腸胃疾病的作用。
阿片活性肽
阿片活性肽是酪蛋白中發(fā)現最早的活性肽,其能夠作為激素和神經遞質與體內的阿片受體相互作用,具有鎮(zhèn)靜止痛、催眠、調節(jié)生理代謝等功能,主要包括阿片激動活性肽和阿片拮抗活性肽。
此外還有抗高血壓肽、免疫調節(jié)活性肽、抗菌肽、降脂肽等,目前對于酪蛋白活性肽的研究報告較多,但定向轉化、分離和生產是難點所在。
目前有研究結果的酪蛋白活性肽,大多數都不具備工業(yè)化生產的可能,要么生產技術不成熟,要么成本很高,像酪蛋白磷酸肽這種低成本并且投入實際應用的活性肽并不多。在即將發(fā)布的《允許保健食品聲稱的保健功能目錄 營養(yǎng)素補充劑(2022年版)》中,也將酪蛋白磷酸肽+鈣納入其中。不可否認,酪蛋白向活性肽轉化已經成為其功能化應用的有效途徑。
作者簡介:
Huer,從事熟肉制品產品研發(fā)10年,糕點生產線產品開發(fā)3年。
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