【微胶囊壁材12】乳清蛋白

乳清蛋白是酪蛋白沉淀后（PH=4.6）存在于乳清中的蛋白质，约占乳总蛋白质的18％~20％。乳清蛋白主要包括有α－乳白蛋白、β－乳球蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白和乳铁蛋白。乳清中主要的蛋白质是β－乳球蛋白，约占乳清蛋白质的50％；其次是α－乳白蛋白，约占乳清蛋白质的20％，其相当稳定，70℃时仅有6％变性，是乳清蛋白中热稳定性最强的一种；血清白蛋白和免疫球蛋白所占比例均为10％左右，乳铁蛋白和其他占10％。与酪蛋白不同，乳清蛋白具有许多高级结构，属于典型的球蛋白，是一些更小的、紧密的球状蛋白质。遇热变化，不发生磷酸化反应，对钙离子稳定。

作为食品工业原料的乳清蛋白主要有两种，即乳清浓缩蛋白（Whey proteinconcentrate，WPC）和乳清分离蛋白（Wheyprotein isolate，WPI）。WPC是乳清经超滤、双重过滤和浓缩等一系列步骤，将乳糖脱去或加工而成的，蛋白质含量为35%~80％。WPI还要经过离子交换过程，蛋白质含量超过80％。

乳清蛋白作为微胶囊壁材的功能特性主要包括：

（1）溶解特性

乳清蛋白在宽广的pH、温度和离子强度范围内具有良好溶解度，甚至在等电点即pH4~5时仍能溶解于水。特别是，乳清蛋白具有极好的酸溶解性，而相比之下，大豆蛋白仅部分溶解，酪蛋白在其等电点或更低pH值溶液中变成不溶解。

（2）低黏度

常温下乳清蛋白溶液的粘度较低，但当温度升高到70℃以上时，乳清蛋白变性，蛋白质二级结构展开，分子内部的活性基团暴露，使粘度增大。

（3）优良的乳化性

乳清蛋白的每一个分子中既有亲水基团又有疏水基团，因此具有很好的乳化性能，即使用1％的乳清蛋白，也能乳化10％的油脂。在水溶液中，亲水基团大多数分布于外侧，而呈现较好的水溶性。这种结构赋予乳清蛋白极佳的表面活性和乳化稳定性。乳清蛋白溶解性好，能够在相界面伸展和重排，能够乳化油和水。在均质过程中，乳清蛋白能够吸附在脂肪球表面，形成稳定的蛋白/脂界面膜，防止脂肪球聚集，达到均匀乳状液的目的。在实际使用中，还可选择合适的乳化剂，如分子蒸馏单甘酯、山梨醇单硬脂酸酯、聚山梨醇油酸酯等复配使用，这样能发挥各乳化剂优势互补、效果相乘的作用。当用作乳化剂时，乳清浓缩蛋白的一个有益特性是它能够根据体系pH值不同而得到不同的乳化液。乳清分离蛋白溶液与对应的酪蛋白溶液相比，具有较低的粘稠度、更好的乳化性能。40℃～45℃热处理由于能使乳清蛋白分子部分被展开而导致疏水氨基酸残基暴露，因而可加强乳清蛋白的乳化性。不过，由于乳清蛋白以球蛋白为主，易受热变性，变性的蛋白质分子相互作用力加强，会引起部分蛋白凝集成胶，影响乳清蛋白的乳化活性，因此热处理不能超过90℃。

（4）良好的成膜性能

乳清蛋白具有良好的成膜性能，特别适用于挥发性物质微胶囊化。该性能的一个优点是可以得到较高的芯材/壁材比。另外，乳清蛋白形成的膜具有良好的氧气和水分阻隔性能，良好的香味隔绝性和释放性能。作为一种有效的微胶囊材料，乳清分离蛋白可以明显地减少无水黄油氧化的发生。

（5）凝胶特性

乳清蛋白分子可形成凝胶网络结构，这种网络结构可包裹风味物质，使其在特定温度才释放，能提高微波产品、烘焙产品甚至面糊产品和煎炸产品的风味。如含乳清分离蛋白13％的凝胶受热至90℃才释放出所包裹的挥发性油。

（6）结合脂溶性成分的能力

乳清蛋白中的β－乳球蛋白具有很强的结合松香油、脂肪酸等脂溶性物质的能力。北卡罗来纳州大学的东南乳品研究中心进行的研究显示，乳球蛋白能够对脂溶性营养素如维生素A和维生素E进行预结合，从而促进了人们的吸收。

（7）营养性

乳清蛋白的必需氨基酸含量丰富，而且比例平衡，是一种的优质的食用蛋白，实际上也是市场上可买到的营养价值最高的蛋白质产品。另外，乳清蛋白还富含支链氨基酸，使其非常适用于运动食品。

乳清蛋白具有较高的疏水性，利用其喷雾干燥微胶囊化时添加一些水溶性或具有表面活性的碳水化合物可提高壁材的亲水性，抑制疏水芯材在囊壁中的迁移，从而改善微胶囊化效果；另外添加碳水化合物也有利于形成双层囊壁强有力地保护芯材。乳清蛋白与麦芽糊精配合物被认为是微胶囊化奶油以及挥发性成分的很好复合壁材，特别是含有乳清分离蛋白和高DE麦芽糊精的壁材可有效地微胶囊化挥发性物质。利用乳清蛋白和乳糖能有效微胶囊化包埋乳脂，其中的乳糖会堵住蛋白质壁材中的缝隙，使溶剂可萃取的表面芯材量减少