碱性条件下酸乳清浓缩蛋白的热诱导聚集及其在无脂奶油干酪中的脂肪替代效应

本研究针对传统乳清蛋白基脂肪替代剂生产能耗高（75–90°C）、耗时长的瓶颈问题，创新性地在碱性pH 8条件下通过超滤浓缩酸乳清（AW）获得富含钙与蛋白的截留物（AWR），经85°C/15 min热处理形成弱凝胶结构。该AWR聚集体显著降低无脂奶油干酪的储能模量（G'），其流变特性与低脂产品相当，为乳制品减脂提供可持续解决方案。

　　

论文解读
心血管疾病全球每年导致1700万人死亡，膳食饱和脂肪摄入是关键可控风险因素。乳制品贡献了西方国家约20%的饱和脂肪摄入量，开发高效脂肪替代剂成为食品科学重要课题。传统乳清蛋白基脂肪替代剂需75–90°C高温处理25–50分钟，能耗高且限制应用。美国普渡大学研究人员创新性地利用奶酪生产的副产物——酸乳清（AW），通过碱性超滤和温和热处理开发出新型脂肪替代剂。

研究团队采用超滤（10,000×g离心后pH 8处理）浓缩AW获得含3%蛋白质和0.5%钙的AWR，在85°C加热15分钟诱导聚集。通过流变仪测定G'、冷冻扫描电镜（Cryo-SEM）观察微观结构，结合能量色散X射线（EDX）分析元素组成。

Appearance and rheological properties of AWR
pH 8处理的AWR形成最低G'的弱凝胶，表面电荷和疏水性最高，表明碱性条件促进乳清蛋白完全变性。EDX证实钙与蛋白质共同参与聚集。

Fat replacement in cream cheese
添加AWR聚集体使无脂奶油干酪获得与低脂产品相当的完全可松弛应力幅度，Cryo-SEM显示其降低酪蛋白网络致密性。

该研究首次实现AW在温和条件下的高值化利用，所开发工艺较传统方法节能50%以上。美国西部乳业中心的Da Chen团队指出，该方法为乳制品减脂提供新思路，同时解决AW处理难题，具有显著环境效益。论文发表于《Food Hydrocolloids》，为可持续食品加工提供重要参考。