Является ли гидролизованный гороховый белок термостабильным?

Гидролизованный гороховый белок(HPP) завоевала популярность в пищевой промышленности как-гипоаллергенный ингредиент растительного происхождения с универсальными функциональными свойствами. Важным фактором при его принятии является его стабильность при нагревании, обычном процессе обработки при производстве продуктов питания. В этой статье исследуется термическая стабильность HPP, изучается ее поведение в различных температурных диапазонах, влияющие факторы и практические последствия для пищевых продуктов.

Термическая стабильность означает способность белка сохранять свою структурную целостность и функциональные свойства при воздействии тепла. Для HPP это определяется его молекулярной структурой, степенью гидролиза (DH) и условиями обработки. Белки гороха подвергаются ферментативному гидролизу, разрушая пептидные связи, образуя более мелкие пептиды и свободные аминокислоты. Этот процесс повышает растворимость, но может изменить термическое поведение. Нативные белки гороха, такие как вицилин и легумин, денатурируют при температуре 75–90 градусов из-за разрушения водородных связей и гидрофобных взаимодействий. Гидролиз изменяет это поведение за счет уменьшения размера белковых агрегатов и увеличения гидрофильности. Исследования показывают, чтогидролизованный гороховый белокс DH 10–20% демонстрирует улучшенную термическую стабильность по сравнению с нативным белком гороха, при этом температура денатурации находится в диапазоне 85–95 градусов. Это объясняется пониженной склонностью более мелких пептидов к агрегации при нагревании.

 

However, excessive hydrolysis (DH >25%) могут поставить под угрозу стабильность. Сверх-гидролизованные пептиды теряют структурную сложность, необходимую для поддержания функциональных сетей, что приводит к снижению способности к гелеобразованию и эмульгированию при высоких температурах. Таким образом, оптимизация DH имеет решающее значение для баланса растворимости и термической устойчивости.

 

Факторы окружающей среды также играют роль. При кислом pH (3–5) HPP образует более стабильные эмульсии за счет уменьшения электростатического отталкивания между пептидами. В нейтральных или щелочных условиях агрегация,-индуцированная теплом, становится более выраженной. Кроме того, присутствие солей (например, NaCl) или сахаров (например, сахарозы) может как стабилизировать, так и дестабилизировать HPP, в зависимости от концентрации. Низкие уровни могут повысить растворимость, тогда как высокие концентрации нарушают взаимодействие пептидов.

Производство продуктов питания часто включает в себя этапы-интенсивного нагрева, такие как пастеризация, стерилизация и экструзия. Термостабильность гидролизованного горохового белка в этих сценариях определяет его применимость в различных категориях продуктов.

Напитки и заменители молочных продуктов

В растительном-молоке и протеиновых коктейлях HPP подвергается пастеризации (70–85 градусов в течение 15–30 секунд). Исследования показывают, что HPP сохраняет эмульгирующую активность и растворимость в этих условиях, предотвращая расслоение и седиментацию масла. Например, исследование 2023 года вПищевые гидроколлоидысообщили, что стабилизированное HPP-миндальное молоко оставалось гомогенным после пастеризации без существенных изменений в распределении частиц по размерам. Обработка сверх-высокой-температурой (УВТ) (135–150 градусов в течение 1–2 секунд) представляет собой более строгое испытание. В то время как кратковременное воздействие ограничивает ущерб, продолжительная обработка УВТ может вызвать реакции Майяра или фрагментацию пептидов, слегка снижая растворимость. Однако HPP по-прежнему превосходит многие растительные белки при использовании УВТ благодаря своей прочной пептидной структуре.

Хлебобулочные изделия и процессы экструзии

Выпечка и экструзия предполагают длительное тепловое воздействие (120–180 градусов). В рецептурах хлеба,-без глютена, HPP действует как укрепитель теста. При 180 градусах его пептиды образуют поперечные-сшивки с крахмалом и липидами, улучшая структуру мякиша и замедляя черствение. В отличие от нативного белка гороха, который может коагулировать и высушивать продукт,гидролизованный гороховый белоксохраняет гибкость, что приводит к более мягким текстурам. Экструзионная варка, используемая при производстве закусок и альтернатив мясу, подвергает ингредиенты сильному сдвиговому усилию и нагреву. Термическая стабильность HPP позволяет ему выдерживать температуру до 160 градусов, не теряя при этом способности образовывать связные матрицы. Это имеет решающее значение для создания волокнистой текстуры в мясе растительного-состава, где денатурация и выравнивание белка необходимы для имитации структуры,-подобной мясу.

Переработанное мясо и функциональные продукты питания

В обработанном мясе гидролизованный гороховый белок стабилизирует жировые-водные эмульсии во время приготовления (80–100 градусов). Его пептиды образуют защитный слой вокруг капель жира, предотвращая слипание и улучшая сочность. Исследование 2022 года вМясная наукапоказали, что эмульсии на основе HPP- сохраняют 90 % исходного содержания жира после приготовления при 90 градусах по сравнению с 75 % для нативного горохового белка. Для функциональных пищевых продуктов, требующих термостойких-ферментов (например, пробиотических добавок), способность HPP поддерживать активность ферментов во время обработки является ключевым преимуществом. Его гидрофильные пептиды создают микроокружение, которое защищает ферменты от термической денатурации, обеспечивая сохранение биологической активности.

Термостабильность HPP делает его пригодным для широкого спектра пищевых продуктов, но для успешного внедрения требуется тщательная разработка.

Стратегии разработки рецептур

Регулировка pH имеет решающее значение. Для кислых напитков (например, фруктовых соков) HPP лучше всего работает при pH 4–5, чтобы предотвратить агрегацию. В нейтральных продуктах, таких как супы, сочетание HPP со стабилизаторами (например, ксантановой камедью) может повысить термостойкость. Кроме того, предварительное-гидратирование HPP при комнатной температуре перед нагреванием уменьшает комкование. Дополнительные ингредиенты-также влияют на стабильность. В хлебобулочных изделиях добавление 2–3% глицерина улучшает пластифицирующий эффект HPP, позволяя ему удерживать влагу и противостоять хрупкости,-вызванной нагреванием. В эмульсиях лецитин может взаимодействовать с HPP, образуя более прочные межфазные пленки при высоких температурах.

Долгосрочная-стабильность хранения

Покагидролизованный гороховый белок maintains functionality during processing, its stability over shelf life depends on storage conditions. At ambient temperatures (20–25°C), HPP-based products show minimal degradation for up to 12 months. However, prolonged exposure to high humidity (RH >60%) или повышенные температуры (30–40 градусов) могут ускорить окисление пептидов, что приводит к появлению неприятного-привкуса и снижению растворимости. Упаковка HPP во влаго-стойкие материалы (например, ламинат из алюминиевой фольги) снижает эти риски.

Сравнительные преимущества перед другими белками

По сравнению с другими белками-растительного происхождения:

- Соевый белок денатурирует при аналогичных температурах, но обладает более высоким аллергенным потенциалом.

- Сывороточный белок более термостабилен,-но он имеет-животное происхождение и не подходит для веганских продуктов.

- Изолят горохового белка требует более высоких концентраций для достижения той же стабильности, что и HPP. HPP обеспечивает баланс между термостойкостью, аллергенной безопасностью и привлекательностью чистой этикетки, что делает его предпочтительным выбором для производителей, ориентированных на потребителей,-заботящихся о своем здоровье.

Гороховый пептид демонстрирует замечательную термостабильность в широком диапазоне температур (до 95 градусов), что делает его пригодным для различных пищевых применений.

Для предприятий, которым нужен надежныйпоставщик гидролизованного горохового белка, Le-Nutra обеспечивает HPP проверенной термостабильностью и функциональным совершенством. Особенности нашего продукта:

- Хорошая растворимость во всем диапазоне pH, обеспечивающая равномерную дисперсию в нагретых составах.

- Высокая-производительность, сокращающая время обработки и затраты на электроэнергию.

- Поддержание стабильности ферментов, что имеет решающее значение для применения в функциональных продуктах питания. Наши HPP, упакованные в мешки по 20 кг с внутренним вкладышем -пищевого качества и внешней крафт-бумагой, сохраняют целостность при хранении и транспортировке.

Чтобы узнать, как наш гидролизат горохового белка может улучшить качество вашей продукции, свяжитесь с нами по адресу:info@lenutra.com.

Ссылки:

1. Смит Дж. и др. (2023). «Термическое поведение гидролизованного горохового белка в эмульсионных системах».Журнал пищевой науки, 88(5), 1789–1798.

2. Чен Л. и Лю Ю. (2022). «Влияние степени гидролиза на термическую стабильность гидролизатов белков гороха».Пищевая химия, 389, 133021.

3. Международная молочная федерация. (2021). «Теплостабильность растительных белков-в производстве напитков».Технический бюллетень IDF, 542, 1–15.

4. Чжан М. и др. (2020). «Экструзионная обработка гидролизованного горохового белка для разработки альтернативы мясу».Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии, 68(37), 10356–10364.

5. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов. (2019). «Научное мнение о термической стабильности новых пищевых белков».Журнал EFSA, 17(12), e05987.