分离乳清蛋白的应用

背景^[1-3]

分离乳清蛋白是从牛奶中提取的一种蛋白质，具有营养价值高、易消化吸收、含有多种活性成分等特点，是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。分离乳清蛋白是在浓缩乳清蛋白的基础上，经过进一步的工艺处理得到高纯度乳清蛋白，纯度可达到90%以上。其价格比较昂贵，是浓缩乳清蛋白的2-3倍，但它也更容易吸收消化。

同时，分离乳清蛋白中含有大量的支链氨基酸，可以极为有效的补充肌肉所需要的养分。乳清蛋白是从鲜牛奶中提取活性的乳清蛋白浓缩粉，同人的母乳有相同的活性蛋白，还有40多种营养素，是成人和儿童摄取多种维他命、矿物质、蛋白质、能量的宝贵来源。

分离乳清蛋白

分离乳清蛋白的特点：

a.蛋白质含量

普通乳清蛋白粉蛋白质含量范围一般在70%~80%之间，其中大多数为73%±。分离乳清蛋白含量通常在80%以上，有的可以高达85%~88%；

b.吸收利用率

在吸收利用率上，分离乳清蛋白粉通常会胜过乳清蛋白粉，但有些分离乳清的口感可能要差一些，当然也不是绝对，具体要看配方成分了。

c.价格

分离乳清蛋白是浓缩乳清蛋白的2-3倍。

d.热量

分离乳清蛋白分离出去了乳糖，热量更低，适合对热量/糖分摄入要求更严格，需要更低体脂的的运动人群，如备赛期运动员，中高级健美健身运动员等；有些专业运动员（主要是健美）在参赛前要大量减脂，以凸显肌肉线条，想要更高的蛋白质摄入和更少的热量（乳糖）摄入，同时想要避免普通蛋白粉中为了改善口感所使用的增稠剂，甜味剂和脂肪等，这是就会选择分离乳清蛋白粉+BCAA。不过对于业余健身爱好者来说这带来的区别还不如饮食中一杯果汁，一杯可乐的糖分造成的影响多。

d.适合乳糖不耐受的人群

黄种人特别是中国人成年后常常有乳糖不耐受（黄种人较明显，白种人因为在人类历史上保留吃乳制品的习惯，进化过程中保留了耐受乳糖的基因），部分人吃了奶制品就会消化不良，放屁拉肚子，那么别无选择，你只能吃分离乳清蛋白了。

f.营养价值更高

除了蛋白质含量高之外，分离乳清蛋白相对于普通乳清蛋白，其中α-乳白蛋白和β-乳球蛋白、乳铁蛋白等高生物活性成分浓度更高，能为某些特定需要的人群比如婴儿和住院病人提供所需优质蛋白。

应用^[4][5]

分离乳清蛋白可以用于乳清蛋白及其酶解产物对淀粉消化性影响机制探究

以马铃薯淀粉为研究对象,探究了乳清蛋白及其水解物与马铃薯淀粉之间的相互作用机制及其对淀粉消化特性的影响,为构建马铃薯慢消化型功能膳食提供理论基础。

主要研究内容和结果如下:

首先,通过构建马铃薯淀粉-乳清分离蛋白共糊化体系来探究不同添加比例的乳清分离蛋白对马铃薯淀粉消化性的影响。

结果表明,随着体系中乳清分离蛋白的含量增加,体系中的快消化淀粉(RDS)含量降低,慢消化淀粉(SDS)和抗消化淀粉(RS)含量增多,当质量比为1:0.5时,RDS含量降低了29.18%,RS含量增加了12.02%。相互作用力分析表明,共糊化体系中主要涉及氢键和疏水相互作用。热特性分析表明,加入乳清分离蛋白后,马铃薯淀粉的糊化温度提高了0.67℃～3.27℃,表明乳清蛋白抑制了淀粉的糊化。同时添加乳清分离蛋白降低了淀粉颗粒中的直链淀粉浸出率,表明外源蛋白质的存在可以阻止直链淀粉从淀粉颗粒中扩散。红外谱图分析表明,乳清分离蛋白增加了淀粉结构的有序程度。

此外,乳清分离蛋白可以通过抑制淀粉葡萄糖苷酶的活性来抑制淀粉的水解。其次,通过构建马铃薯淀粉-乳清蛋白水解物共糊化体系探究了经过不同程度酶解的乳清蛋白水解物对马铃薯淀粉消化性的影响。

结果表明,经过胃蛋白酶和胰酶水解处理的乳清蛋白水解物对淀粉的消化率抑制效果最为明显。其中,天然马铃薯淀粉中RDS含量最高(94.54%),RS含量最低(3.1%)。而经过胃蛋白酶处理后经胰酶处理120 min的样品中的RDS含量最低(67.51%),RS含量最高(12.69%)。乳清蛋白水解物对马铃薯淀粉的溶胀和糊化的抑制作用均强于乳清蛋白,这说明乳清蛋白水解物的分子量对马铃薯淀粉的理化特性和消化性均有较大影响。

此外,红外谱图分析进一步表明乳清蛋白及其水解物增强了体系中的氢键作用并提高了淀粉结构的有序程度。消化酶活性实验表明,乳清蛋白水解物对淀粉葡萄糖苷酶活性的抑制强于完整蛋白。最后,通过构建马铃薯淀粉-氨基酸共糊化体系探究了构成乳清蛋白的主要氨基酸对马铃薯淀粉的消化特性的影响。

结果发现,赖氨酸对马铃薯淀粉消化率影响最显著(P<0.05),使马铃薯淀粉中的RDS含量降低了53.52%,SDS含量增加了42.34%,RS含量增加了11.91%。此外,红外谱图分析表明,天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸和亮氨酸的1047cm-1/1022 cm-1的值增加,这表明氨基酸提高了马铃薯淀粉的有序结构。其中带正电荷的天冬氨酸和谷氨酸效果最显著(P<0.05),1047 cm-1/1022 cm-1的值都从0.28增加到0.53。热特性、膨胀力和糊化特性表明,带电荷氨基酸抑制了淀粉的糊化。

淀粉葡萄糖苷酶活性实验显示只有亮氨酸和赖氨酸则存在抑制作用,因此亮氨酸和赖氨酸主要通过抑制淀粉酶来降低淀粉的水解率。

因此,乳清蛋白及其水解产物与马铃薯能够组成营养与慢消化特性兼顾的全新配方主粮产品,本文中蛋白质及其水解产物对淀粉消化特性影响机制的相关结论将为低GI马铃薯主粮产品的开发提供理论基础。

参考文献

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[2]Revealing the mechanism beneath the effects of starch-amino acids interactions on starch physicochemical properties by molecular dynamic simulations.Xu Huixian;Zhang Shaobo;Yu Wenwen.Food Hydrocolloids,2022

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[4]Mechanism of effect of endogenous/exogenous rice protein and its hydrolysates on rice starch digestibility.Lu Xiaoxue;Ma Rongrong;Qiu Hongwei;Sun Chunrui;Tian Yaoqi.International Journal of Biological Macromolecules,2021

[5]刘佳松.乳清蛋白及其酶解产物对淀粉消化性影响机制探究[D].江南大学,2022.