[发明专利]可降低钙离子灵敏度的果胶

说明书

发明领域

本发明涉及的是可以增强蛋白质的稳定性的果胶，但该果胶并不带来不合乎需要的粘度的增加。更具体的说，本发明涉及的是用酶或化学手段处理果胶、以生产可以增强蛋白质的稳定性而具有相对较低钙离子灵敏度的果胶。

发明背景

果胶是用适当的可食用植物原料经水相萃取而获得的纯化的碳水化合物，可食用植物原料通常是柑橘属的水果或苹果。例如工业上果胶可以在适当的酸性条件下从柑橘属的果皮或苹果渣中(applepomace)被榨取出来。典型的果胶生产包含三到四个主要的步骤，即从植物原料中榨取出来、榨取物的纯化、果胶与净化液的分离以及任选的脱酯处理。

从化学上讲，果胶是聚半乳糖醛酸的甲基化的酯，它主要包括D-半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲基酯的单元，并形成了线性的多糖链，其中D-半乳糖醛酸单元与β-1，4-配糖键(β-1，4-glycosidic linkage)相连。通常也存在一些中性的糖例如鼠李糖和阿戊糖(arabinose)。聚半乳糖醛酸部分地被甲基酯化，而游离的酸性团(acid group)则部分地或全部地被钠、钾或铵离子中和。被酯化的半乳糖醛酸的酸性团与总的半乳糖醛酸酸性团的比率称为酯化度(DE)，它影响着果胶的性质，特别是其溶解度和凝胶体的形成特性。

果胶通常是根据其酯化度来进行分类，这里可分成两个主要的类别：高(甲基)酯(HM)果胶和低(甲基)酯(LM)果胶(为了便于讨论，低酯和低甲基酯被认为是可以相互替换的术语，高酯和高甲基酯也一样)。LM果胶中，以甲基酯形式出现的羧酸根小于50％；而HM果胶中，以甲基酯形式出现的羧酸根多于50％。这种命名是FCC出于管理目的给予的强制定义，等于和大于50％酯化度的果胶被称为HM果胶，而低于50％酯化度的果胶被称为LM果胶。

HM果胶的胶化在低PH和高溶解性固体的存在下特别容易实现，而LM果胶胶化的特点是在二价阳离子溶液中较易实现，例如钙和/或镁离子。虽然凝胶化是果胶的一个重要特性，但它也常常被用于提高食品和饮料制品的稳定性。果胶在稳定含有蛋白质的饮料例如奶蛋白方面有着特殊的效用，尤其是在低PH值时。一种这样的饮料就是酸性乳类饮品(acidified milk drinks)，它是通过发酵或直接酸化而生产的。若不受理论的束缚，则似乎可以认为果胶是通过与蛋白质如酪蛋白的表面离子电荷相互作用而起到稳定蛋白质的作用。如果缺乏稳定性，饮料中的蛋白粒子容易相互作用而凝聚，导致出现混浊和/或沉淀物。果胶是通过沿着其骨架带负电核的羧酸部位，与蛋白质表面离子之间发生相互作用，而起到蛋白质的稳定作用。由于酪蛋白是两性的，稳定作用也可以由沿着果胶主脉带负电核的羧酸部位与酪蛋白颗粒带负电部分之间的钙桥(calcium bridging)来实现。但是，在低pH条件下，如pH值低于4.4，酪蛋白中主要是正电核占主导地位，因此钙桥变得很少，果胶的稳定作用主要或完全由其与酪蛋白之间的静电相互作用来实现。

食品和饮料的生产厂商可能会遇到因其产品初始原料不同而带来的巨大变化。在含有果汁和/或牛奶的酸奶(yogurt)和饮料等产品中，这些变化主要包括pH值、蛋白质浓度、钙离子浓度的明显变化，而这些变化可能来自处理工艺的不同或起始原料的不同或者二者。如果采用能够稳定典型的或标准组成产品的果胶来稳定这类产品时，那么当特定产品组合物的组成超过所使用量的果胶的稳定能力，就会导致产品质量变差，或者甚至根本不能使用。这一风险可以通过加入过量的果胶来加以弥补，也就是说，加入超过稳定典型或标准产品所需理论量的果胶。过量的程度随生产厂商和应用情况而变化，差别可能很大，例如过量50％、100％或者更多。但是，依赖于某一特定产品或者一批产品的pH值、固体含量以及钙离子含量等因素，“额外”的果胶可能会造成粘度显著增加，有时称作过量粘度(overdosing viscosity)。例如，包含乳固体(milk solid)或者基于乳固体而生产的产品如酸性乳类饮品，也可含有相当高浓度的钙离子。因此，食品生产商和加工商将左右为难，因为能提供良好稳定能力的果胶，也会产生明显的过量粘度。