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乳清蛋白与银耳多糖:让饮料更稳定的 “黄金搭档”
发布日期:2026-03-11
乳清蛋白(Whey protein,WP)是以 球状蛋白为主,含有丰富的营养价值,具有起泡性、成膜性、持水性、乳化性的含有生物活性成分的蛋白质,常作为抗氧化剂、抗菌剂、香料和着色剂应用于产品中。但是,乳清蛋白的稳定性较差,在 pH 值、离子强度和温度等理化环境发生变化时极易发生聚集,这限制了其在食品工业中的更广泛应用。

多糖是一类广泛存在于动植物和微生物组织中的 天然高分子化合物,具有抗氧化、抗凝血和血栓、降血糖等多种活,研究表明,当蛋白质与多糖溶液相互混合时,两种溶液存在相反的电荷,使两种物质之间存在相互吸引的作用力,在静电作用下,多糖与蛋白质共存时能形成复合物,进而对食品的稳定性、营养特性、表观特征等造成不同程度的影响。在众多多糖中,银耳多糖(TP)因其独特的线性(1→3)-α-甘露聚糖主链和高度分支的结构而备受关注,其分子链柔韧、水合能力强,可在溶液中形成巨大的水化层,从而赋予其卓越的空间稳定效应。与海藻酸钠、阿拉伯胶等高电荷密度多糖在环境中主要依赖强静电作用、易导致敏感蛋白体系失稳相比,TP 所带净电荷适中,其与蛋白质的相互作用更为温和可控,不易引发过度絮凝或相分离,这使其在复合饮料等复杂体系中展现出独特的应用价值。蛋白质-多糖复合物种类多样,其制备方法包括干热、湿热、超声波与微波法等,影响复合物形成的因素较为复杂,所得复合物的结构与功能也呈现出丰富的多样性。多糖与乳清蛋白的相互作用将成为未来饮料加工的新趋势。但目前关于乳清蛋白与银耳多糖的分子互作机制及其对复合体系功能特性的协同增效研究尚存空白,更缺乏基于该复合体系的产业化应用探索。

本研究通过多尺度表征技术系统解析 WP-TP 复合物的形成机制:利用浊度-粒径分析揭示复合物相行为规律,通过 zeta 电位测定明确静电作用主导地位,结合流变学特性与傅里叶红外光谱(FTIR)解析复合物的结构特征及分子构象变化。通过单因素试验优化与正交设计开发新型营养饮料,解决了蛋白-多糖复合体系在饮料加工中的相稳定性、感官品质控制等技术问题。本研究不仅为深入理解蛋白-多糖分子互作机制提供理论依据,更为开发兼具营养功能与市场潜力的银耳深加工产品开辟创新路径,有助于拓展乳清蛋白的高值化利用途径。
一、材料与方法
1、材料与试剂
银耳、乳粉,天津市红旗农贸综合批发市场;乳清蛋白(蛋白质含量≥90%)、 乳清蛋白水解物、黄原胶、卡拉胶、羧甲基纤维素(CMC)、瓜尔豆胶,天津海思默国际贸易有限公司;绵白糖,河北省沧州古丰食品有限公司;化学试剂均采用国产分析纯。
2、 饮料的感官评分方法
产品的感官评价由 10 名经过培训的品评员完成。该小组参照表 2 的标准,对饮料的色泽、滋味、风味和组织状态四项指标进行打分,并计算其平均分。
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二、结果与讨论
1. 提取液添加量对饮料感官品质的影响
由图 6 可知,银耳提取液添加量为 60 wt.%时,所制得饮料的感官评分达到最大值,具有银耳及乳香味,口感顺滑,因此选择银耳提取液添加量 50、60、70 wt.%进行正交试验。
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2.清蛋白水解液添加量对饮料感官品质的影响
如图 7 所示,乳清蛋白水解液的添加量对饮料感官品质的影响不大。乳清蛋白水解液添加量在 2 wt.%时,口感最佳;乳清蛋白水解液添加量在 3 wt.%时,饮料的感官评分较高;乳清蛋白水解液添加量在 5 wt.%时,整体口感下降,有沉淀产生。因此选择乳清蛋白水解液添加量 1、2、3 wt.%进行正交试验。
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3.白糖添加量对饮料感官品质的影响
绵白糖颗粒细小,有 2.5%的转化糖浆,甜度及质地均优于白砂糖。由表 8 可知,当绵白糖添加量为 5 wt.%时,饮料甜味适中,整体风味与口感达到最佳。因此,正交试验选取的绵白糖添加量水平确定为 4、5、6 wt.%
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4.乳粉添加量对饮料感官品质的影响
由图 9 可看出,当乳粉添加量在 3 wt.%时,具有明显的乳香味,口感最佳,感官评分最高,因此选择乳粉加量 2、3、4 wt.%进行正交试验。
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5.正交试验结果及分析
正交试验结果及极差分析如表 3 所示,由极差 R 值可知,各因素对饮料感官评分的影响主次顺序为 A>B>C>D,即银耳提取液添加量为最主要影响因素。根据 k 值分析确定较优工艺组合为 A2B3C1D2。该配方下所得饮料组织状态均匀,口感细腻顺滑,乳香与甜味协调适中。
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三、结论
本研究系统探究了银耳多糖(TP)与乳清蛋白(WP)的相互作用机制及其在营养饮料中的应用效果。实验发现,TP 的加入显著改善了 WP 的稳定性表现:复合体系的相变临界点从 pH 值 5.0 改变至 4.0;在中性环境下,TP 与 WP 通过静电作用和氢键形成稳定复合物,当 TP:WP 质量比为 4:1 时,复合物粒径(384.61 nm)较单一WP 体系(507.69 nm)显著降低 24.24%,PDI 由 0.94 改善至 0.51,Zeta 电位绝对值略有下降但体系稳定性显著提升。

通过红外光谱分析进一步证实,TP 与 WP 之间存在静电引力和氢键作用,并伴随分子构象变化和氢键网络重组。流变学测试显示,适量添加 TP 可有效增强体系的表观粘度,改善其剪切稀化行为。基于机理研究结果,通过正交试验优化出一款新型营养饮料配方:60 wt.%银耳提取液、2 wt.%乳清蛋白水解液、5 wt.%绵白糖、3 wt.%乳粉,并添加 0.2 wt.%羧甲基纤维素(CMC)作为稳定剂。该产品不仅具有细腻顺滑的口感和均衡的风味特征,还展现出优异的储存稳定性(30 天内浊度变化率小于 5%,离心沉淀率低于 1%),且微生物指标符合国家安全标准。本研究为复合饮料的开发提供了新思路,同时拓展了银耳资源的高值化利用途径。未来可进一步探索 TP-WP 复合物在乳化体系、泡沫稳定性及活性成分递送等方面的应用潜力,推动蛋白-多糖协同体系在食品工业中的创新应用。

来源:感官科学与评定。封面图及文章配图来源:创客贴。
参考文献 刘丹丹,徐佳薇,姜迎迎,等.乳清蛋白-银耳多糖协同稳定机制及在饮料中的应用[J/OL].现代食品科技,1-12[2026-03-10].
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