一种基于复合糖修饰作用的低致敏乳蛋白粉及制备方法

摘要

本发明公开了一种基于复合糖修饰作用的低致敏乳蛋白粉，属于乳品加工领域。本发明是将葡萄糖和壳寡糖混合均匀，得复合多糖；然后按照比例将乳蛋白粉和复合多糖混合，再溶解于去离子水中，获得质量百分比为8～12%的溶液；将所得溶液在低温下预冻，冷冻干燥后得乳蛋白-多糖冻干粉；再在38～50℃、相对湿度为76～79%条件下反应22～36小时即可。本发明低致敏乳蛋白粉的抗原抑制率高，抗原抑制效果好；其次，本发明低致敏乳蛋白粉适口性好，可广泛地应用于各类食品中；此外，本发明安全性好，制备时反应条件温和，反应温度较低，对牛乳蛋白的营养没有破坏作用；本发明方法操作工艺简单，设备投资少。

说明书

技术领域

本发明属于乳品加工领域。具体涉及一种基于复合糖修饰作用的低致敏 乳蛋白粉，以及它的制备方法。

背景技术

牛乳蛋白过敏为一种常见过敏性疾病，其临床症状表现为皮肤为过敏性 皮炎，呼吸系统为鼻炎、哮喘，消化器官为下痢、呕吐等，严重时表现为全 身性过敏，甚至过敏性休克。婴幼儿通常是乳蛋白过敏的易感群体，发生率 大约为2-6%，成年人的发生率为0.1-0.5%，（Hill and Hosking,1997; Hosking et al,2000；Bennet et al,2001）。因此，牛乳蛋白过敏已成为 一个比较严重的社会健康问题。

牛乳蛋白过敏的主要原因是牛乳和人乳在蛋白质类型上和同源性上的较 大差别造成人体免疫系统将牛乳蛋白判为外来蛋白（WAL J M.Annal Allergy  Aschma Immunol,2002,89:3-10），正常人免疫系统将牛乳蛋白视为无害并耐 受，过敏人群的免疫系统对牛乳蛋白极为敏感，达到一定数量即对人体造成 有害的炎症反应。牛乳中大约有30种以上的蛋白质同过敏有关，包括酪蛋白 和乳清蛋白。大量乳蛋白表位图谱显示出每种蛋白质存在多种过敏表位，此 外，对特殊蛋白过敏个体和与之反应的表位间具有极高特异性。

清除牛乳中过敏源的方法是将牛乳中的过敏原物质完全分离去掉，此种 方法效果虽好，但所需要的费用较大，且会造成较大的营养损失，实际生产 中很难实施。另外的方法就是通过蛋白质改性的方法，有效地消除和降低过 敏原。蛋白质改性主要是利用化学因素（如化学试剂、酶制剂等）或物理因 素（如加热、射线、机械振荡等）使其氨基端残基和多肽链发生某种变化， 引起蛋白质的线性表位和空间表位的改变，从而获得较好功能特性和营养特 性的蛋白质。目前，通过改性降低蛋白质过敏原的方法主要有：（1）热处理 方法。加热导致蛋白质之间共价或非共价的相互作用，生成聚合物，这种热 诱导性聚合物在一定程度上将改变过敏蛋白的抗原决定部位。不过，研究发 现通过热处理，牛奶可能仍保持其过敏性（Rytkonen.2002），或者在不同温 度下，α-LA和β-LG的抗原性随温度升高而快速上升（Bu G等.Food and  Agricultural Immunology,2009,20(3):195-206），另外，过分的热处理还 会影响牛乳的营养和感官特性，产生一定的蒸煮味，因此，热处理不是较好 的处理方法。（2）发酵方法。牛乳经乳酸菌发酵后，乳清蛋白的抗原性比生 乳有较大程度的降低。但是发酵方法存在牛乳经发酵后呈酸味，不宜加热， 婴幼儿不易接收的问题。（3）酶解方法。蛋白酶解是常用的蛋白质改性方法， 蛋白酶把具有抗原决定部位的片段水解之后，能显著降低或去掉抗原性，降 低牛乳的过敏性反应。蛋白酶解可降低α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的过敏性， 随着使用的酶的种类的不同，酶解模式的不同，产物有较大的差异（沈小琴 等.中国乳品工业,2006年第06期；郑海等.中国乳品工业,2007，35(4): 4-9）。但是，蛋白的酶解产物，很容易产生苦肽，同时易导致蛋白相关的功 能特性的损失。从以上分析可知，通过热处理、酶解及发酵方法对乳蛋白进 行处理，均在一定程度上改变乳蛋白的抗原性和免疫原性，但是都存在不同 程度的不足和缺陷。（4）蛋白质修饰方法。通过对蛋白质的修饰是一种降低 蛋白质抗原性的有效方法，如常用聚乙二醇修饰各类蛋白类药物（酶、抗体、 激素等）有特殊功能的蛋白质。但是通过化学试剂产生的蛋白质改性，存在 食品安全问题，其使用受到限制。利用多糖对蛋白进行修饰生成蛋白质－多 糖复合物可以有效降低蛋白的抗原性，如半乳甘露聚糖与大豆蛋白通过糖基 化反应键合可以较好地掩蔽蛋白中原有抗原，减轻大豆蛋白的过敏性 （Bakiker.1998）。利用多糖对乳蛋白的抗原性调控方面，主要是利用单一的 糖进行修饰（Bu G等.Food and Agricultural Immunology, 2009.20(3):195-206；Bu G等.Food and Africultural Immunology, 2010.21(2):143-156）,乳蛋白的抗原抑制率一般只有50-70%左右，因此， 还需要进一步提高乳蛋白的抗原抑制率，才能解决牛乳蛋白过敏的问题。

经检索，没有发现用双糖对乳蛋白进行修饰以降低乳蛋白抗原性的报道。

发明内容

为了解决牛乳蛋白过敏问题，本发明用双糖（葡萄糖和壳寡糖）组成的 复合多糖对牛乳蛋白进行修饰，提供了一种基于复合糖修饰作用的低致敏乳 蛋白粉。该低致敏乳蛋白粉中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的抗原抑制率达到 90%以上，α-酪蛋白与β-酪蛋白的抗原抑制率达到85%以上。

本发明另一目的在于提供上述低致敏乳蛋白粉的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明一种基于多糖修饰作用的低致敏乳蛋白粉，按照如下方法制备：

（1）、按照葡萄糖和壳寡糖之间质量比为1:1的比例将葡萄糖和壳寡糖 混合均匀，得复合多糖；

（2）、按照乳蛋白粉和步骤（1）所得的复合多糖之间质量比为2.5～3.5:1 的比例将乳蛋白粉和复合多糖混合，然后溶解于去离子水中，轻轻搅拌5-10 分钟，得质量百分比为8～12%（w/w）的溶液；将溶液置于-40～-50℃条 件下预冻4.0～5.5小时，然后冷冻干燥16～24小时，得乳蛋白-多糖冻干粉；

（3）、将所得的乳蛋白-多糖冻干粉在温度为38～50℃、相对湿度为76～ 79%条件下反应22～36小时，得低致敏乳蛋白粉。

上述低致敏乳蛋白粉中所述的乳蛋白粉是指以牛乳为原料，经过去脂、 去乳糖、去部分矿物质后干燥加工而成粉末状产品。乳蛋白粉可于市场上购 买得到。

上述低致敏乳蛋白粉步骤（1）中所述的壳寡糖的聚合度为4～9。

上述基于多糖修饰作用的低致敏乳蛋白粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）、按照葡萄糖和壳寡糖之间质量比为1:1的比例将葡萄糖和壳寡糖 混合均匀，得复合多糖；

（2）、按照乳蛋白粉和步骤（1）所得的复合多糖之间质量比为2.5～3.5:1 的比例将乳蛋白粉和复合多糖混合，然后溶解于去离子水中，轻轻搅拌5-10 分钟，得质量百分比为8～12%（w/w）的溶液；将溶液置于-40～-50℃条 件下预冻4.0～5.5小时，然后冷冻干燥16～24小时，得乳蛋白-多糖冻干粉；

（3）、将所得的乳蛋白-多糖冻干粉在温度为38～50℃、相对湿度为76～ 79%条件下反应22～36小时，得低致敏乳蛋白粉。

上述制备方法中所述的乳蛋白粉是指以牛乳为原料，经过去脂、去乳糖、 去部分矿物质后干燥加工而成粉末状产品。所述的乳蛋白粉可于市场上购买 得到。

上述制备方法步骤（1）中所述的壳寡糖的聚合度为4～9。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果：（1）本发明低致敏乳 蛋白粉采用复合多糖修饰乳蛋白，其抗原抑制率高，抗原抑制效果好；其中 α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的抗原抑制率达到90%以上，α-酪蛋白和β-酪 蛋白的抗原抑制率达到85%以上；而利用单糖修饰的乳蛋白粉中α-乳白蛋白、 β-乳球蛋白、α-酪蛋白与β-酪蛋白的抗原抑制率只有50-70%。（2）本发 明低致敏乳蛋白粉适口性好，可广泛地应用于各类食品中。（3）本发明低致 敏乳蛋白粉安全性好，在制备过程中反应条件温和，反应温度较低，反应时 间较短，对乳蛋白的营养基本没有破坏作用，而且制备过程中也不会产生任 何对身体不利的物质。（4）、本发明制备方法方法操作工艺简单,设备投资少, 操作场地小,适用于工业化生产。

具体实施方式

实施例1本发明基于复合糖修饰作用的低致敏乳蛋白粉的制备

按照如下方法进行：

（1）将5克葡萄糖和5克壳寡糖（青岛海德贝公司生产，聚合度为4-9） 混合均匀，得复合多糖10克。

（2）将乳蛋白粉（新西兰进口）25克和步骤（1）所得的复合多糖10克 混合均匀，溶解于257克去离子水中，得质量百分比约为12%（w/w）的溶液， 轻轻搅拌5分钟，混匀；将溶液置-50℃条件下预冻5小时，然后冷冻干燥 16小时，得到乳蛋白-多糖冻干粉34.8克。

（3）将所得的乳蛋白-多糖冻干粉在温度为39℃、相对湿度为76%条件下 反应30小时，得到低致敏乳蛋白粉34.5克。

对所得低致敏乳蛋白粉中的α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、α-酪蛋白和 β-酪蛋白抗原抑制率进行测定：

测定方法采用间接竞争酶联免疫吸附测定法（ELISA），（具体操作方法参 见布冠好.牛乳乳清蛋白过敏原调控技术及其机理研究：[博士学位论文]. 北京：中国农业大学，2009；廖萍.热处理与德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵 对牛乳蛋白抗原性的影响：[硕士学位论文].北京：中国农业大学，2012）。

结果所得的低致敏乳蛋白粉中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、α-酪蛋白和 β-酪蛋白的抗原抑制率分别达到90.8%、91.1%、85.3%、85.8%。说明本发 明低致敏乳蛋白粉的抗原抑制率高，抑制效果好。

实施例2本发明基于复合糖修饰作用的低致敏乳蛋白粉的制备

按照如下方法进行：

（1）将葡萄糖10克和壳寡糖（青岛海德贝公司生产，聚合度为4-9） 10克混合均匀，得复合多糖20克。

（2）将乳蛋白粉（新西兰进口）60克和步骤（1）所得的复合多糖20克 混合均匀，溶解于720克去离子水中，得质量百分比为10%（w/w）的溶液， 轻轻搅拌8分钟，混匀；将溶液置-45℃条件下预冻4.5小时，然后冷冻干燥 22小时，得到乳蛋白-多糖冻干粉79.8克。

（3）将所得的乳蛋白-多糖冻干粉在温度为45℃、相对湿度为79%条件下 反应22小时，得到低致敏乳蛋白粉79.7克。

按照实施例1中所述的测定方法对所得低致敏乳蛋白粉进行抗原抑制率 测定。结果所得的低致敏乳蛋白粉中的α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、α-酪蛋 白和β-酪蛋白的抗原抑制率分别为90.4%、90.7%、85.6%、86.8%。说明本 发明低致敏乳蛋白粉的抗原抑制率高，抑制效果好。

实施例3本发明基于复合糖修饰作用的低致敏乳蛋白粉的制备

按照如下方法进行：

（1）将葡萄糖15克和壳寡糖（青岛海德贝公司生产，聚合度为4-9） 15克混合均匀，得复合多糖30克。

（2）将乳蛋白粉（新西兰进口）105克和步骤（1）所得的复合多糖30 克混合均匀，溶解于1552克去离子水中，得质量百分比约为8%（w/w）的溶 液。轻轻搅拌10分钟，混匀；将溶液置-45℃条件下预冻5.5小时，而后冷 冻干燥24小时，得到乳蛋白-多糖冻干粉134.8克。

（3）将所得的乳蛋白-多糖冻干粉在温度为50℃、相对湿度为79%的条件 下反应36小时，得到低致敏乳蛋白粉134.7克。

根据实施例1中所述的测定方法对所得低致敏乳蛋白粉进行抗原性测定， 结果所得低致敏乳蛋白粉中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、α-酪蛋白和β-酪 蛋白的抗原抑制率分别为90.1%、90.3%、85.2%、86.2%。说明本发明低致敏 乳蛋白粉的抗原抑制率高，抗原抑制效果好。