乳清蛋白氮即每克乳粉的非脂乳固體中未變性的乳清蛋白。一般用乳清蛋白氮指數(WPNI)來表示，該項指標間接反映了成品脫脂乳粉在加工過程中受熱處理強度的大小。可根據脫脂乳粉用途的不同，工藝上採用不同的熱處理條件。
基本介紹
- 中文名：乳清蛋白氮
- 外文名：Whey protein nitrogen
- 本質：未變性的乳清蛋白
- 分離：非脂乳固體中
- 表示方法：乳清蛋白氮指數
- 生產工藝：加工，濃酸，乾燥等
脫脂乳粉的熱處理程度(乳清蛋白氮指數),乳蛋白質,
脫脂乳粉的熱處理程度(乳清蛋白氮指數)
傳統上，脫脂乳粉由生產過程中對牛乳的熱處理來進行分類。最早對於這種分類的要求來自於麵包烘焙業。烘焙業需要高溫脫脂乳粉作為營養補充，而其他熱處理方式的脫脂乳粉對產品質地會有影響。由於這些要求，就出現了熱分類方法和乳清蛋白氮指數的測定方法。
乳清蛋白氮指數是對生產過程中熱處理的間接估量。牛乳中的乳清蛋白相對比較熱敏感(而酪蛋白就不熱敏感)，因此可用乳清蛋白的熱變性程度作為所經歷熱處理的指標。WPNI的定義是1g脫脂乳粉中未變性的乳清蛋白氮的質量(mg)(ADMI，1971)。
按照這一分類標準可以把脫脂乳粉分為3類，如圖1所示。
圖1
圖1只有低溫脫脂乳粉能用於生產再制半硬質乳酪。大多數其他的套用對脫脂乳粉並不要求一定要經過特別的熱處理或處於特定的乳清蛋白氮指數範圍。WPNI應該被看作是熱處理程度的標尺，而不應該把它和脫脂乳粉的性質過分緊密地聯繫在一起。實際操作中，WPNI只和兩種產品的套用有關：烘焙麵包(WPNI<1.5)和半硬質乾酪(WPNII>6.0)。在其他一些產品的套用中，可能乳粉生產過程中的預熱處理也很關鍵，但WPNI值並不都有用。例如，在生產RSCM的過程中，當預熱溫度升高時，如果預熱處理時間固定，產品的黏度通過一個最大值，然後開始下降，而此時的WPNI值隨著預熱溫度的升高繼續降低。另外一個預熱處理很關鍵的例子是專門用於REM生產的熱穩定性乳粉。它所需要的預熱處理非常強烈，以至於WPNI值隨著熱處理的增強已經無法反應了，因為在這種情況下所有的乳清蛋白應該都已經發生了變性。
最後，這種熱分類系統並不適用於全脂乳粉。這是因為有必要對牛乳進行一定的熱處理以產生抗氧化複合物，以便延長產品的保質期，預防出現不好的風味。而這才是全脂乳粉生產過程中熱處理的最重要作用，因此試圖把全脂乳粉的熱處理和WPNI值聯繫起來定義是沒有什麼意義的。
乳蛋白質
實際上巴氏殺菌對乳蛋白質，即酪蛋白(80%)和乳清蛋白(20%)並沒有影響。
超高溫處理導致凝乳時間異常加長，通過添加可溶性鈣可以改善。短時蒸煮、超高溫和保持滅菌將很大程度引起乳清蛋白變性(圖2)。括弧中的數值表示由於不同加熱處理引起的酪蛋白氮增加量或乳清蛋白氮減少量的百分比。
圖2
圖2根據熱處理程度不同，酪蛋白氮增加而乳清蛋白氮降低：乳清蛋白氮沉積在酪蛋白上。在實驗型的超高溫工廠，曾經研究過直接加熱和間接加熱對β一乳球蛋白的影響，細菌學效果等同的工藝結果表明，直接型超高溫處理導致68.4%的β一乳球蛋白變性，而間接超高溫處理導致91.9%的變性。乳中乳清蛋白的變性使牛乳色澤變自，但不降低其營養價值，使其轉化成易於被人體吸收的軟凝結物。來自人乳的這類凝結物是柔軟的。
不同的熱處理對大多數胺基酸都不產生影響。但是，據記載乳中賴氨酸含量有少許損失(圖3)，這類損失大部分取決於熱處理的程度。
圖3
圖3比較直接超高溫和間接超高溫處理，二者導致可觀察的賴氨酸損失量差異並不顯著。
凝乳時間很大程度取決於牛乳的pH。將牛乳加熱到140℃，測量熱凝乳形成所需的時間。當pH等於6.8或接近6.8時，即牛乳的正常pH，牛乳的熱穩定性最差。特別是在鹼性環境中，蛋白質的熱穩定性急劇上升(圖4)。
圖4
圖4利用大鼠的動物實驗表明，巴氏殺菌、超高溫處理、噴霧乾燥、滾筒乾燥、濃縮和蒸發對乳蛋白質的生物效價幾乎沒有影響，而保持滅菌則有明顯影響(圖5)。
圖5
圖5飼餵大鼠的試驗發現，巴氏殺菌或超高溫處理對乳蛋白生物效價沒有影響，而保持滅菌導致生物效價顯著降低。進一步研究表明，巴氏殺菌或超高溫處理不影響全面營養價值。
