一种基于猪血浆蛋白的固态脂的制备方法

1.本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种基于猪血浆蛋白的固态脂的制备方法。


背景技术：

2.猪血是猪肉加工产业链中的主要副产品，占活猪体重的3％～5％。猪血中蛋白质含量约为17％～21％，资源非常丰富。新鲜的抗凝猪血经离心去除血细胞后的上清液为血浆，约占全血的65％。猪血浆中蛋白含量约为8％，称为猪血浆蛋白(ppp)。ppp主要包括三种蛋白：白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原，其中，猪血清白蛋白(psa)在血浆中含量最高(约50～60％)，其次为球蛋白(36％)，以免疫球蛋白为主。因此猪血浆具有很高的应用价值，目前最主要的加工产品是各种级别的血浆蛋白粉。
3.猪血全血主要用作食品配料或动物饲料，由于其血腥味重，且色泽暗沉，安全性也受到质疑，因此严重制约了全血及其制品在食品领域的应用。猪血全血的分级深加工产品在很大程度上避免了这些问题。食品级猪血浆蛋白粉即属于猪血的分级深加工产品，其中的血浆蛋白具有良好的乳化性，可广泛用作食品原料或食品添加剂。食品级猪血浆蛋白粉含粗蛋白70％～80％，灰分7.0％～15％。由于灰分含量高，使猪血浆蛋白的乳化特性被掩蔽。
4.固态脂在食品中应用非常广泛，如奶精、植脂末、人造奶油、人造牛油、代可可脂、油炸用油等食品中的脂均为固态脂。固态脂的来源主要有两种：动物脂肪和氢化植物油。动物脂肪主要含饱和脂肪酸，因此室温下呈固态。植物油因含大量的不饱和脂肪酸而呈液态，但植物油在一定温度、压力和催化剂的作用下，使不饱和脂肪酸加氢而生成饱和脂肪酸，因此变为固态，称为氢化植物油，呈半固体。氢化植物油耐高温、耐氧化，加工和贮藏稳定性均大幅提高，成本低，且口感也不油腻。由于饲养成本限制和伦理约束，动物脂肪来源有限，含有胆固醇类物质较高，相对价格很高，因此，目前食品加工领域所用固态脂绝大部分为氢化植物油。
5.氢化植物油中反式脂肪酸含量普遍偏高，对人体健康不利，会增加心肌梗塞、动脉硬化等心血管疾病的发病几率，增加ii型糖尿病和乳腺癌的发病率，影响婴幼儿和青少年正常的生长发育，并可能对中枢神经系统发育产生不良影响，因此氢化植物油对健康的不利影响远比动物脂肪大。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中动物脂肪和氢化植物油的应用存在的问题，提供一种基于猪血浆蛋白的固态脂的制备方法。通过本发明的方法可得到稳定性良好的类固体乳状脂，可以替代人造奶油、植脂末等固态或半固态脂广泛应用于相关食品中。
7.本发明的目的通过下述技术方案实现：
8.一种基于猪血浆蛋白的固态脂的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)将浓度为1.0～3.0％(w/v)的猪血浆蛋白(ppp)溶液的ph值调至6.0～6.5，加
入终浓度为0.1～7.0％(w/v)的κ-卡拉胶(cg)，搅拌使其溶解。
10.(2)步骤(1)所得溶液在82～90℃加热20～30min。
11.(3)步骤(2)所得溶液冷却后加入其3～4倍体积的植物油或含营养成分或功能因子的植物油(即植物油终浓度为体积分数75～80％)，通过高速剪切制成稳定的具有类固体特征的高内相乳状脂。
12.步骤(1)中，所述的ppp溶液可通过下述方法a或方法b制备：
13.方法a以新鲜猪血浆为原料，包括以下步骤：新鲜猪血浆通过透析或超滤除去盐和离子等小分子，用去离子水稀释调制成1.0～3.0％的ppp溶液。
14.方法b：以市售的食品级猪血浆蛋白粉为原料，包括以下步骤：将市售的食品级猪血浆蛋白粉按10～20％(w/v)充分溶解，离心或过滤除去不溶性部分，上清液或滤液通过透析或超滤除去盐和离子等小分子；除去盐和离子等小分子的溶液通过冻干或喷干制成粉末，用去离子水溶解该粉末配成1.0～3.0％的ppp溶液，或除去盐和离子等小分子的ppp溶液直接用去离子水稀释调制成1.0～3.0％的ppp溶液。
15.步骤(1)中，优选使用hcl溶液调节ph，如使用1.0mol/l的hcl溶液。
16.步骤(3)中，所述的高速剪切优选为在10000rpm以上高速剪切2～3min。
17.所述的基于猪血浆蛋白的固态脂的制备方法，通过加热变性、调节ph值等操作发掘出猪血浆蛋白的内在乳化能力，并复配以cg和热处理，形成纳米或微米级颗粒，通过剪切乳化操作，对体积分数为75～80％的植物油进行微滴化，并使形成的微小油滴迅速形成稳定的乳化界面层，从而制备得到稳定性良好的固态脂。
18.一种固态脂，通过上述制备方法得到。该固态脂外部形态、流变特性等性质与人造奶油相似，且可以根据需要加入不同种类的纯天然植物油，无反式脂肪酸健康风险，可作为非油炸用脂替代动物脂肪或氢化植物油，避免了动物脂肪中胆固醇含量高和氢化植物油中反式脂肪酸带来的健康问题，不仅天然、营养、含有大量的功能性多不饱和脂肪酸，而且具有良好的质构，对功能性活性成分和不饱和脂肪酸具有很高的包埋率和明显的保护作用，在功能食品、医药、化妆品领域具有广泛的应用价值。
19.本发明具有以下优点：
20.(1)产品以天然植物油为主，其中含有大量的多不饱和脂肪酸；
21.(2)可根据产品需要加入不同种类的天然植物油，植物油中还可以强化油溶性营养或功能因子；
22.(3)产品具有典型的类固体特征，为类固态植物油；
23.(4)产品可替代氢化植物油，作为人造奶油、植脂末等的替代产品；
24.(5)产品以天然植物油为主，避免了反式脂肪酸可能带来的健康风险；
25.(6)产品的类固体特征稳定性好，可满足食品货架期的需要；
26.(7)重要的生产原料猪血浆蛋白廉价易得，来源丰富；
27.(8)对植物油具有良好的保护和抗氧化作用；
28.(9)生产简单易行，可实施性强。
附图说明
29.图1是猪血浆蛋白(ppp)和κ-卡拉胶(cg)形成纳米或微米级颗粒，图a中ppp浓度均
为1.0％(w/v)，溶液的ph值依次为6.0、6.5、7.0、7.5；图b中ppp浓度均为1.0％(w/v)，cg浓度依次为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，ppp-cg复合溶液的ph值均为6.5。
30.图2是ppp形成固态脂的能力(倒置观察)和流变学特征。图中各样品中植物油体积分数均为75％。图a中各样品不含ppp，cg浓度依次为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，各样品均未形成固态脂；图b中各样品中ppp浓度均为1.0％(w/v)，ph值依次为6.0、6.5、7.0、7.5，ph 6.0和ph6.5的样品均形成了典型的固态脂；图c和d中ppp浓度均为1.0％(w/v)，ph值均为6.5，cg浓度依次为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，各样品均形成了典型的固态脂；图d为各固态脂的应力扫描。
31.图3是ppp-cg固态脂的外观形态和流变特性。图中各样品ppp浓度均为2.0％(w/v)，cg浓度均为0.3％(w/v)，植物油体积分数依次为75、78、80％(v/v)。
32.图4是ppp-cg固态脂对其油相的保护作用。图中样品ppp-cg-cur中ppp浓度为2.0％(w/v)，cg浓度为0.3％(w/v)，油相为中链脂肪酸(以下均简称为mct)的体积分数为80％(v/v)，油相mct中强化的姜黄素浓度为0.5mg/ml；样品ppp-cg中ppp浓度为2.0％(w/v)，cg浓度为0.3％(w/v)，油相mct的体积分数为80％(v/v)；样品mct-cur为含0.5mg/ml姜黄素的油mct，无水相，不含ppp和cg，作为对照1；mct为纯的中链脂肪酸，作为对照2。
33.图5是固态脂的贮藏稳定性。ppp浓度均为1.0％，cg浓度依次为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，分别于室温贮藏0、30、60、90天观察固态脂的外观变化和出油情况(a左)，并利用光学显微镜观察油滴聚集趋势(a右)，利用粒度仪测定油滴尺寸变化趋势(b)。
34.图6是固态脂的热稳定性。ppp浓度均为1.0％(w/v)，cg浓度依次为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，分别于85℃加热0、30、60min，观察固态脂的外观变化和出油情况(a左)，并利用光学显微镜观察油滴聚集趋势(a右)，利用流变仪频率扫描各加热样品的模量(b)。
35.图7是固态脂的冻融稳定性。ppp浓度均为1.0％(w/v)，cg浓度依次为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，分别于-20℃冷冻24h，然后再30℃融化2h，如此冻融循环3次，观察固态脂的外观变化和出油情况(a左)，每次冻融后再13000rpm高速剪切乳化2min，然后观察固态脂再次形成的情况(a右)；利用光学显微镜观察冻融后再次剪切形成的固态脂的油滴形态(b)。
具体实施方式
36.本发明提供了一种基于猪血浆蛋白的固态脂的制备方法，可以以新鲜猪血浆为原料或市售的猪血浆蛋白粉为原料制备固态脂。
37.1、以新鲜猪血浆为原料制备固态脂，具体包括以下步骤：
38.(1)新鲜猪血浆透析或超滤除盐，用去离子水稀释，调制成猪血浆蛋白浓度为1.0～3.0％的溶液，其中蛋白质浓度利用紫外-可见分光光度计测定280nm处的吸光值，再结合猪血浆蛋白标准曲线(浓度c％-吸光值a
280
)进行定量。
39.(2)用1.0mol/l的hcl溶液将1.0～3.0％的ppp溶液的ph值调节至6.0～6.5。
40.(3)在1.0～3.0％的ppp溶液中加入固体cg至其浓度为0.1～0.7％，室温搅拌至完全溶解。
41.(4)将ppp和cg混合溶液于85℃左右加热20～30min，然后立即冷却至室温。
42.(5)在ppp和cg混合溶液中加入溶液体积倍数3～4倍的任一种类的植物油(根据需
要加)或强化某种营养成分或功能因子的任一种类植物油，即，油水混合体系中，植物油的最终体积分数为75～80％(v/v)，ppp-cg复合溶液的体积分数为20～25％(v/v)。
43.(6)室温下，以10000rpm以上高速剪切油水混合体系2～3min，制成稳定的具有类固体特征的高内相乳状脂。
44.2、以市售的猪血浆蛋白粉为原料制备固态脂，具体包括以下步骤：
45.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按一定浓度(如10％～20％(w/v)充分溶解，离心或过滤除去不溶性部分，上清液或滤液透析或超滤除盐和离子。
46.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干或喷干，制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成1.0～3.0％的ppp溶液；或将除盐和离子的猪血浆蛋白溶液直接用去离子水稀释调制成1.0～3.0％的ppp溶液。
47.(3)用1.0mol/l的hcl溶液将1.0～3.0％的ppp溶液的ph值调节至6.0～6.5。
48.(4)在1.0～3.0％的ppp溶液中加入固体cg至其浓度为0.1～0.7％，室温搅拌至完全溶解。
49.(5)将ppp和cg混合溶液于85℃左右加热20～30min，然后立即冷却至室温。
50.(6)在ppp和cg混合溶液中加入体积分数为75～80％的任一种类的植物油(根据需要加)或强化某种营养成分或功能因子的任一种类植物油。
51.(7)室温10000rpm以上高速剪切2～3min，制成稳定的具有类固体特征的高内相乳状脂。
52.下面结合具体实施例进一步说明本发明的优点和效果。
53.实施例1
54.1、ph对猪血浆蛋白(ppp)形成的热聚集纳米颗粒及固态脂形成能力的影响
55.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
56.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成1.0％的猪血浆蛋白(ppp)溶液。
57.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将1.0％的ppp溶液的ph值分别调节至6.0、6.5、7.0、7.5。
58.(4)将不同ph值的ppp溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
59.(5)利用粒度仪测定四种ph值的ppp溶液的粒度，如图1a所示，当ph值达到6.5以后，ppp发生了明显的聚集，粒度明显增大，pdi明显减小，说明这些纳米聚集体的均一性较好。
60.(6)将(4)中加热冷却后的四种ph值的ppp溶液于室温下13000rpm高速剪切2min，倒置观察固态脂形成情况。如图2b所示，ph 7.5和7.0的ppp-cg复合溶液不能形成固态脂，而ph 6.5和6.0的ppp-cg复合溶液可以形成典型的固态脂。
61.2、κ-卡拉胶(cg)对猪血浆蛋白(ppp)和κ-卡拉胶(cg)形成的纳米或微米级颗粒的影响
62.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
63.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配
成1.0％的猪血浆蛋白(ppp)溶液。
64.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将1.0％的ppp溶液的ph值分别调节至6.5。
65.(4)将ph值为6.5的ppp溶液分成5份，分别加入固体cg至浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，室温搅拌至完全溶解。
66.(5)将ppp-cg混合溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
67.(6)利用粒度仪测定五种ppp-cg复合溶液的粒度，如图1b所示，复合溶液中颗粒粒度随着cg浓度的增加而增加，当cg浓度达到0.5％(w/v)以后，粒度显著增大，平均粒径达到4μm以上。
68.实施例2
69.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
70.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成1.0％的猪血浆蛋白溶液。
71.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将1.0％的猪血浆蛋白溶液的ph值分别调节至6.5。
72.(4)将ph值为6.5的ppp溶液分成5份，分别加入固体cg至浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，室温搅拌至完全溶解。
73.(5)将ppp-cg复合溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
74.(6)在ppp-cg复合溶液中加入体积分数为75％的大豆油。
75.(7)室温13000rpm高速剪切2min，制成固态脂，倒置观察。如图2c所示，倒置后固态脂没有流动性，液态植物油得到很好的乳化和固定。图2a为同样处理的不含ppp样品，以证明ppp对固态脂形成的影响，图2a显示，同样处理的不含ppp的cg体系没有形成固态脂的能力。如图2d所示，流变学特性试验结果说明，在cg浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)时，ph 6.5的ppp-cg溶液均可形成具有典型固体特征的固态脂，并且随着cg的增加，强度逐渐增加，cg的添加对ppp固态脂的强度具有明显的增强作用。
76.实施例3
77.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
78.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成2.0％的ppp溶液。
79.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将2.0％的ppp溶液的ph值调节至6.5。
80.(4)将ph值为6.5的ppp溶液分成3份，均加入固体cg至浓度为0.3％(w/v)，室温搅拌至完全溶解。
81.(5)将ppp-cg复合溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
82.(6)在ppp-cg复合溶液中分别加入体积分数为75％、78％、80％的大豆油。
83.(7)室温13000rpm高速剪切2min，制成固态脂，取出观察。如图3a所示，固态脂没有流动性，没有明显的出油现象，形态似奶油，液态植物油得到很好的乳化和固定。如图3b所示，流变学特性试验结果说明，ppp浓度为2.0％(w/v)、cg浓度为0.3％(w/v)、ph为6.5的ppp-cg复合溶液可乳化固定体积分数为75、78、80％的大豆油(其它植物油具有同样效果)，形成具有典型固体特征的固态脂，并且随着油相体积分数的增加，强度逐渐增加，稳定性增
强。
84.实施例4
85.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
86.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成2.0％的ppp溶液。
87.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将2.0％的ppp溶液的ph值调节至6.5。
88.(4)将ph值为6.5的ppp溶液分成2份，均加入固体cg至浓度为0.3％(w/v)，室温搅拌至完全溶解。
89.(5)将ppp-cg复合溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
90.(6)在ppp-cg复合溶液中分别加入为体积分数80％的mct和含0.5mg/ml姜黄素的mct。
91.(7)室温13000rpm以上高速剪切2min，制成固态脂，将制备好的固态脂分装好放置在2ml离心管中，置于50℃恒温箱(黑暗条件)中进行促氧化实验。并在30天内定期取样测试各个样品的丙二醛值(以下简称为mda)，以评价油脂氧化的程度。如图4所示，固态脂中的油脂，在30天的高温贮藏期内mda没有明显增加，而两种对照的mda在贮藏5天时即有显著增加，说明固态脂对其中的植物油具有显著的抗氧化保护作用。
92.实施例5
93.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
94.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成1.0％的ppp溶液。
95.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将1.0％的ppp溶液的ph值调节至6.5。
96.(4)将ph值为6.5的ppp溶液分成5份，均加入固体cg至浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，室温搅拌至完全溶解。
97.(5)将ppp-cg复合溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
98.(6)在各ppp-cg复合溶液中均加入体积分数为75％的大豆油。
99.(7)在各ppp-cg复合溶液中均加入固体叠氮化钠至浓度为0.02％(w/v)，以抑制贮藏期间微生物的生长繁殖。
100.(8)室温13000rpm高速剪切2min，制成固态脂，于室温贮藏，定期取样观察并测定，以评价其贮藏稳定性。如图5a(左边宏观照片)所示，固态脂没有流动性，在贮藏期间，不含cg的ppp形成的固态脂有出油现象，而其他样品在90天内均没有出油现象，保持了良好的贮藏稳定性。如图5a(右边光学显微镜观察)所示，在贮藏期间，不含cg的ppp形成的固态脂油滴有明显聚集增大的现象，而其他含cg的各样品没有明显的油滴聚集现象，说明加入少量的cg即对ppp固态脂具有明显的稳定作用。如图5b所示，粒度仪对各固态脂样品的油滴粒径测定结果也表现出一致的规律。
101.实施例6
102.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
103.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成1.0％的ppp溶液。
104.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将1.0％的ppp溶液ph值调节至6.5。
105.(4)将ph值为6.5的ppp溶液分成5份，均加入固体cg至浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，室温搅拌至完全溶解。
106.(5)将ppp-cg复合溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
107.(6)在各ppp-cg复合溶液中均加入体积分数为75％的大豆油。
108.(7)室温13000rpm高速剪切2min，制成固态脂。
109.(8)将制好的固态脂分别于85℃水浴锅中加热0、30、60min，然后冷却至室温，观察并测定，以评价其贮藏稳定性。如图6a(左边宏观照片)所示，固态脂没有流动性，随着加热时间延长，不含cg的ppp形成的固态脂有出油现象，而其他样品均没有出油现象，保持了良好的热稳定性。如图6a(右边光学显微镜观察)所示，在加热期间，不含cg的ppp形成的固态脂油滴有明显聚集增大的现象，而其他含cg的各样品没有明显的油滴聚集现象，说明加入少量的cg即对ppp固态脂的热稳定性也有明显的增强作用。如图6b所示，利用流变仪对各加热固态脂进行频率扫描，表明加热60min后，各样品仍能保持典型的类固体特征，并且cg浓度越高，类固体的强度越大。
110.实施例7
111.(1)将市售的猪血浆蛋白粉按10％的浓度充分溶解，10000rpm离心10min，除去不溶性部分，上清液通过透析除盐和离子。
112.(2)除盐和离子的猪血浆蛋白溶液冻干制成粉末，然后用去离子水溶解该粉末配成1.0％的ppp溶液。
113.(3)利用1.0mol/l的hcl溶液将1.0％的ppp溶液ph值调节至6.5。
114.(4)将ph值为6.5的ppp溶液分成5份，均加入固体cg至浓度为0、0.1、0.3、0.5、0.7％(w/v)，室温搅拌至完全溶解。
115.(5)将ppp-cg复合溶液于85℃加热20min，然后立即冷却至室温。
116.(6)在各ppp-cg复合溶液中均加入体积分数为75％的大豆油。
117.(7)室温13000rpm高速剪切2min，制成固态脂。
118.(9)将制好的固态脂于-20℃冷冻24h，然后在30℃融化2h，发现固态脂完全破乳，油水分离，然后再13000rpm高速剪切2min，又可制成固态脂，如此冻结-融化-高速剪切重复操作3个循环，每个循环制成的固态脂进行光学显微镜观察油滴形态，以评价固态脂的冻融稳定性。如图7a所示，固态脂冻融后发生破乳，但是经过重新高速剪切，又可以重新形成固态脂。如图7b所示，含有cg的冻融循环后重新高速剪切形成的固态脂油滴形态和尺寸没有明显变化，而不含cg的ppp形成的固态脂油滴有明显聚集增大的现象。
119.应理解，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。