一种含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶及其制备

本发明属于食品加工，具体而言，涉及一种制备含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶及其制备方法。背景技术：1、随着人口老龄化和饮食习惯的发展，由缺钙引起的骨骼健康问题日益加剧。特别是中老年人的骨质疏松症，目前已经成为全球关注的公共卫生问题。在我国，90％以上的居民存在钙摄入不足情况，缺钙引起的健康问题十分严峻。传统的饮食习惯难以满足机体的钙需求量，而高效的钙补充剂是预防和改善骨骼健康最方便、有效的途径。2、研究表明，现有的钙补充剂存在的主要问题是生物利用率低和吞咽困难。从产品形式来看，市场上的钙补充剂大多数是以固体片剂或胶囊颗粒的形式存在，难以满足吞咽困难人群的补钙需求。我国钙摄入不足的主要群体是婴幼儿和中老年人，因此开发一种生物利用率高、咀嚼性好、易于吞咽的钙补充剂对于改善国民健康具有重要的研究意义。技术实现思路1、针对现有补钙产品存在的不足，本发明的目的在于提供一种生物利用率高、咀嚼性好、易于吞咽、羟基磷灰石强化的蛋清蛋白补钙凝胶及其制备方法，旨在改善传统钙补充剂的吞咽适从性和生物利用度。2、为实现上述技术目的，本发明人基于多年来在食品加工领域积累的经验考虑到，凝胶类软食品含水量高，咀嚼性好，降低了吞咽难度，可以较好地满足婴幼儿和中老年人的服用需求，并且有利于吞咽障碍患者的康复训练。因此，本发明人在大量试验的基础上不断改进创新，最终获得了如下技术方案：3、一种含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，该方法包括如下步骤：4、(1)将蛋清蛋白粉加入水中，搅拌后得到均匀的蛋清蛋白分散液，然后加入酰化试剂进行酰化修饰，反应结束后透析除去多余的酰化试剂，冷冻干燥后得到酰化蛋清蛋白粉；5、(2)将酰化蛋清蛋白粉用水充分溶解得到预凝胶溶液，再通过热处理诱导形成凝胶，冰水浴降温后冷藏以充分形成凝胶网络，然后冻干形成多孔凝胶支架；6、(3)将多孔凝胶支架在氯化钙溶液中浸泡6-18h，清洗并吸干表面水分后于磷酸氢二钠溶液中浸泡6-18h，按照这种交替循环浸泡的方式重复0-5次，得到不同矿化程度的含钙蛋清蛋白凝胶。7、需要说明的是，本发明的技术构思在于：在蛋清蛋白分散液中加入酰化试剂，通过亲和取代反应对蛋清蛋白进行酰化改性。然后，制备出蛋清蛋白预凝胶溶液，并采用加热的方式诱导形成凝胶。接着，对形成的凝胶进行冻干处理，以获得具有优异机械性能的凝胶支架。最后，将凝胶支架在氯化钙溶液和磷酸氢二钠溶液中交替浸泡，以自发形成羟基磷灰石。8、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(1)进行酰化修饰时，可以通过氢氧化钠将整个溶液体系的ph稳定在8.0附近，直到ph值稳定在8.0左右1h不变，表明酰化改性反应完成。此时加入盐酸溶液将分散液ph调至7.0结束反应。9、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(1)中所述的蛋清蛋白分散液浓度为1-5％(w/v)；所述的蛋白分散液的最佳浓度为2％(w/v)。10、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(1)中所述的酰化试剂选自如下的一种或两种以上：琥珀酸酐、乙酸酐、马来酸酐；所述的酰化试剂的添加量为蛋清蛋白粉的15-25％(w/w)；所述的酰化试剂的最优添加量为20％(w/w)。11、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(1)中酰化修饰时采用ph调节剂将整个体系的ph稳定在7.8-8.2。12、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(1)中所述的透析条件为3-5℃，24-72h。最优的透析条件为4℃，48h。13、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(2)中所述的预凝胶溶液浓度为8-15％(w/v)。所述的预凝胶溶液的最优浓度为10％(w/v)。14、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(2)中所述的热处理条件为85-95℃，20-40min；所述的冷藏时间为8-16h。最优的热处理条件为90℃，30min；最优的冷藏时间为12h。15、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(3)中所述氯化钙溶液的浓度为0.3-0.5mol/l，ph为7；所述磷酸氢二钠溶液的浓度为0.2-0.3mol/l，ph为7。所述氯化钙溶液的最优浓度为0.4mol/l，所述磷酸氢二钠溶液的最优浓度为0.24mol/l。16、进一步优选地，如上所述含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其步骤(3)中在氯化钙溶液和磷酸氢二钠溶液中浸泡的条件均为：水浴温度35-39℃，振荡孵育。浸泡的最优条件为37℃，振荡孵育12h。17、另外，本发明制备的凝胶适用于开发成新型补钙产品，有利于改善幼儿、中老年人、吞咽困难患者等特殊人群的缺钙状况，因此本发明还提供了一种根据上述方法制备得到的含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶。18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：19、(1)改善传统钙补充剂的吞咽适从性：本发明通过酰化改性和循环矿化能够显著提高蛋清蛋白凝胶的质构特性。适宜的硬度、弹性、咀嚼性对于凝胶型食品的外观、口感和整体感官体验至关重要。本发明解决了片剂、颗粒等传统钙补充剂的吞咽困难问题，可以用于开发方便咀嚼的钙补充剂，有助于满足吞咽困难人群的补钙需求。20、(2)食用安全性高：本发明使用的酰化试剂、氯化钙和磷酸氢二钠作为食品加工中常用的添加剂，安全性均已得到广泛认可和接受。蛋白凝胶中自发生成的羟基磷灰石是人体钙元素存在的主要形式，作为食品和药品的添加剂，在矿物补充和改善骨骼健康方面得到了广泛应用。这些成分不仅确保了产品的食用安全性，更有助于消费者接受和信任。21、(3)生产成本低、效率高：本发明的产品加工过程没有复杂的工艺流程，因此可以提高生产效率，同时降低生产成本。除此之外，蛋白质的酰化改性过程容易控制，循环矿化的操作步骤非常简单，本发明的实施对现有的生产设备、工艺条件和操作人员要求较低，便于快速开展产品的生产工作。22、(4)稳定性强：本发明方法制备的蛋清蛋白补钙凝胶在冷冻解冻或冻干复水后均具有良好的恢复性，这一特性便于后续产品的运输、存储和复用。技术特征：1.一种含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：2.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的蛋清蛋白分散液浓度为1-5％(w/v)。3.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的酰化试剂选自如下的一种或两种以上：琥珀酸酐、乙酸酐、马来酸酐；所述的酰化试剂的添加量为蛋清蛋白粉的15-25％(w/w)。4.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中酰化修饰时采用ph调节剂将整个体系的ph稳定在7.8-8.2。5.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的透析条件为3-5℃，24-72h。6.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的预凝胶溶液浓度为8-15％(w/v)。7.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的热处理条件为85-95℃，20-40min；所述的冷藏时间为8-16h。8.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述氯化钙溶液的浓度为0.3-0.5mol/l，ph为7；所述磷酸氢二钠溶液的浓度为0.2-0.3mol/l，ph为7。9.根据权利要求1含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在氯化钙溶液和磷酸氢二钠溶液中浸泡的条件均为：水浴温度35-39℃，振荡孵育。10.一种根据权利要求1-9任一项所述方法制备得到的含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶。技术总结本发明公开了一种制备含羟基磷灰石的蛋清蛋白补钙凝胶及其制备方法。该方法通过亲和取代反应对蛋清蛋白进行酰化改性，并采用加热的方式诱导形成凝胶，然后对形成的凝胶进行冻干处理，以获得具有优异机械性能的凝胶支架；最后将凝胶支架在氯化钙和磷酸氢二钠溶液中交替浸泡，以自发形成羟基磷灰石。本发明不仅显著提高了蛋清蛋白凝胶的机械强度，而且能有效形成羟基磷灰石，即人体钙元素的主要形式，展现出优异的凝胶性和生物利用率。与传统钙补充剂相比，本发明提供了一种操作简便、成本效益高且适用性强的补钙方案，所制备的产品特别适用于儿童、中老年人及有吞咽困难的消费者。技术研发人员：金永国,姚璇,丁倩影,胡敢,刘肖利受保护的技术使用者：华中农业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15