ความร้อนของโปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์มีความเสถียรหรือไม่?

โปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์(HPP) ได้รับความสนใจในอุตสาหกรรมอาหารเนื่องจากเป็นส่วนผสมจากพืช-ที่ไม่ก่อให้เกิดภูมิแพ้พร้อมคุณสมบัติอเนกประสงค์ ข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับการนำไปใช้คือความเสถียรภายใต้ความร้อน ซึ่งเป็นสภาวะการแปรรูปทั่วไปในการผลิตอาหาร บทความนี้สำรวจเสถียรภาพทางความร้อนของ HPP โดยตรวจสอบพฤติกรรมในช่วงอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ปัจจัยที่มีอิทธิพล และผลกระทบในทางปฏิบัติสำหรับการใช้งานด้านอาหาร

ความคงตัวทางความร้อนหมายถึงความสามารถของโปรตีนในการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและคุณสมบัติเชิงหน้าที่เมื่อสัมผัสกับความร้อน สำหรับ HPP สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยโครงสร้างโมเลกุล ระดับของการไฮโดรไลซิส (DH) และสภาวะการแปรรูป โปรตีนถั่วผ่านการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์เพื่อสลายพันธะเปปไทด์ ทำให้เกิดเปปไทด์ที่มีขนาดเล็กลงและกรดอะมิโนอิสระ กระบวนการนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายแต่สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมทางความร้อนได้ โปรตีนถั่วพื้นเมือง เช่น วิซิลิน และเลกูมิน จะสลายตัวที่อุณหภูมิระหว่าง 75–90 องศา เนื่องจากการหยุดชะงักของพันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ ไฮโดรไลซิสปรับเปลี่ยนพฤติกรรมนี้โดยการลดขนาดของโปรตีนรวมตัวและเพิ่มความสามารถในการชอบน้ำ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์ด้วย DH ที่ 10–20% มีความเสถียรทางความร้อนดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับโปรตีนถั่วพื้นเมือง โดยมีอุณหภูมิการเสียสภาพตั้งแต่ 85–95 องศา นี่เป็นสาเหตุมาจากแนวโน้มที่ลดลงของเปปไทด์ที่มีขนาดเล็กกว่าที่จะรวมตัวกันเมื่อได้รับความร้อน

 

However, excessive hydrolysis (DH >25%) อาจกระทบต่อเสถียรภาพ เปปไทด์ไฮโดรไลซ์ที่มากเกินไป-จะสูญเสียความซับซ้อนของโครงสร้างที่จำเป็นในการรักษาเครือข่ายการทำงาน ส่งผลให้ความสามารถในการสร้างเจลและอิมัลซิฟิเคชั่นลดลงที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นการปรับ DH ให้เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับสมดุลความสามารถในการละลายและความคงทนทางความร้อน

 

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมก็มีบทบาทเช่นกัน ที่ pH ที่เป็นกรด (3–5) HPP จะสร้างอิมัลชันที่เสถียรมากขึ้น เนื่องจากแรงผลักไฟฟ้าสถิตระหว่างเปปไทด์ลดลง ในสภาวะที่เป็นกลางหรือเป็นด่าง การรวมตัวที่เกิดจากความร้อน-จะเด่นชัดมากขึ้น นอกจากนี้ การมีอยู่ของเกลือ (เช่น NaCl) หรือน้ำตาล (เช่น ซูโครส) สามารถทำให้ HPP คงที่หรือไม่เสถียรก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น ระดับต่ำอาจช่วยเพิ่มความสามารถในการละลาย ในขณะที่ความเข้มข้นสูงจะรบกวนปฏิกิริยาของเปปไทด์

การผลิตอาหารมักเกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่ต้องใช้ความร้อน- เช่น การพาสเจอร์ไรส์ การฆ่าเชื้อ และการอัดขึ้นรูป ความคงตัวทางความร้อนของโปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์ในสถานการณ์เหล่านี้เป็นตัวกำหนดความสามารถในการนำไปประยุกต์ใช้กับหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ต่างๆ

เครื่องดื่มและผลิตภัณฑ์ทดแทนนม

ในนมจากพืช{0}}และโปรตีนเชค HPP ผ่านการพาสเจอร์ไรซ์ (70–85 องศาเป็นเวลา 15–30 วินาที) การศึกษาแสดงให้เห็นว่า HPP คงฤทธิ์ในการเป็นอิมัลชันและความสามารถในการละลายได้ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ป้องกันการแยกตัวและการตกตะกอนของน้ำมัน ตัวอย่างเช่น การศึกษาในปี 2023 ในอาหารไฮโดรคอลลอยด์รายงานว่านมอัลมอนด์ที่คงตัวของ HPP- ยังคงเป็นเนื้อเดียวกันหลังจากการพาสเจอร์ไรส์ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในการกระจายขนาดอนุภาค การประมวลผลอุณหภูมิสูงพิเศษ-(UHT) (135–150 องศาเป็นเวลา 1–2 วินาที) ถือเป็นการทดสอบที่เข้มงวดมากขึ้น แม้ว่าการเปิดรับแสงสั้นจะจำกัดความเสียหาย แต่การรักษาด้วย UHT เป็นเวลานานอาจทำให้เกิดปฏิกิริยา Maillard หรือการกระจายตัวของเปปไทด์ ส่งผลให้ความสามารถในการละลายลดลงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม HPP ยังคงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าโปรตีนจากพืช-หลายชนิดในการใช้งาน UHT เนื่องจากมีโครงสร้างเปปไทด์ที่แข็งแกร่ง

สินค้าอบและกระบวนการอัดรีด

การอบและการอัดขึ้นรูปเกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับความร้อนเป็นเวลานาน (120–180 องศา) ในสูตรขนมปังปลอดกลูเตน- HPP ทำหน้าที่เป็นตัวเสริมความแข็งแรงของแป้ง ที่ 180 องศา เปปไทด์จะก่อให้เกิดการเชื่อมโยง-กับแป้งและไขมัน ช่วยเพิ่มโครงสร้างของเศษขนมปังและชะลอการแข็งตัว ต่างจากโปรตีนถั่วพื้นเมืองซึ่งอาจจับตัวเป็นก้อนและทำให้ผลิตภัณฑ์แห้งโปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์คงความยืดหยุ่นส่งผลให้เนื้อสัมผัสนุ่มนวลขึ้น การปรุงอาหารด้วยการอัดขึ้นรูปซึ่งใช้ในการผลิตทางเลือกของว่างและเนื้อสัตว์ จะต้องให้ส่วนผสมได้รับแรงเฉือนและความร้อนสูง ความเสถียรทางความร้อนของ HPP ช่วยให้สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 160 องศา โดยไม่สูญเสียความสามารถในการสร้างเมทริกซ์ที่เหนียวแน่น นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างพื้นผิวที่เป็นเส้นใยในเนื้อสัตว์-จากพืช ซึ่งการสูญเสียสภาพโปรตีนและการจัดตำแหน่งมีความจำเป็นสำหรับการเลียนแบบโครงสร้างที่คล้ายกับเนื้อสัตว์-

เนื้อสัตว์แปรรูปและอาหารเพื่อสุขภาพ

ในเนื้อสัตว์แปรรูป โปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์จะทำให้ไขมัน-อิมัลชันน้ำคงตัวในระหว่างการปรุงอาหาร (80–100 องศา ) เปปไทด์ของมันสร้างชั้นป้องกันรอบๆ หยดไขมัน ป้องกันการรวมตัวกันและเพิ่มความชุ่มชื่น การศึกษาในปี 2022 ในวิทยาศาสตร์เนื้อสัตว์แสดงให้เห็นว่าอิมัลชันที่ใช้ HPP- สามารถคงปริมาณไขมันเริ่มต้นไว้ได้ 90% หลังจากปรุงที่อุณหภูมิ 90 องศา เทียบกับ 75% สำหรับโปรตีนถั่วพื้นเมือง สำหรับอาหารเพื่อสุขภาพที่ต้องการเอนไซม์ที่มีความเสถียรทางความร้อน- (เช่น อาหารเสริมโปรไบโอติก) ความสามารถของ HPP ในการรักษาการทำงานของเอนไซม์ระหว่างการแปรรูปถือเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ เปปไทด์ที่ชอบน้ำสร้างสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคที่ป้องกันเอนไซม์จากการสูญเสียสภาพจากความร้อน ทำให้มั่นใจได้ว่าฤทธิ์ทางชีวภาพจะยังคงอยู่

ความคงตัวทางความร้อนของ HPP ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารหลากหลายประเภท แต่การใช้งานให้ประสบผลสำเร็จต้องใช้การกำหนดสูตรที่ระมัดระวัง

กลยุทธ์การกำหนด

การปรับ pH เป็นสิ่งสำคัญ สำหรับเครื่องดื่มที่เป็นกรด (เช่น น้ำผลไม้) HPP ทำงานได้ดีที่สุดที่ pH 4–5 เพื่อป้องกันการเกาะตัวกัน ในผลิตภัณฑ์ที่เป็นกลาง เช่น ซุป การรวม HPP เข้ากับสารเพิ่มความคงตัว (เช่น แซนแทนกัม) จะช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อนได้ นอกจากนี้ การให้น้ำ HPP ล่วงหน้า-ที่อุณหภูมิห้องก่อนให้ความร้อนจะช่วยลดการจับกันเป็นก้อน ส่วนผสม-ยังส่งผลต่อความเสถียรอีกด้วย ในขนมอบ การเติมกลีเซอรอล 2-3% จะช่วยปรับปรุงผลของการทำให้เป็นพลาสติกของ HPP ทำให้สามารถกักเก็บความชื้นและต้านทานความร้อน-จากความเปราะที่เกิดจากความร้อน ในอิมัลชัน เลซิตินสามารถประสานกับ HPP เพื่อสร้างชั้นฟิล์มที่เหนียวกว่าที่อุณหภูมิสูง

ความเสถียรในการจัดเก็บข้อมูลระยะยาว-

ในขณะที่โปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์ 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%) หรืออุณหภูมิที่สูงขึ้น (30–40 องศา ) สามารถเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของเปปไทด์ ส่งผลให้รสชาติ-ลดลงและความสามารถในการละลายลดลง การบรรจุ HPP ในวัสดุกันความชื้น- (เช่น อะลูมิเนียมฟอยล์ลามิเนต) ช่วยลดความเสี่ยงเหล่านี้

ข้อได้เปรียบเชิงเปรียบเทียบเหนือโปรตีนชนิดอื่น

เมื่อเปรียบเทียบกับโปรตีนจากพืช-อื่นๆ:

- โปรตีนจากถั่วเหลืองจะสลายสภาพที่อุณหภูมิใกล้เคียงกันแต่มีโอกาสเกิดอาการแพ้ได้สูงกว่า

- เวย์โปรตีนมีความเสถียรต่อความร้อนมากกว่า-แต่เป็น-มาจากสัตว์และไม่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์มังสวิรัติ

- โปรตีนถั่วไอโซเลทต้องการความเข้มข้นที่สูงกว่าเพื่อให้มีความคงตัวเช่นเดียวกับ HPP HPP สร้างความสมดุลระหว่างความทนทานต่อความร้อน ความปลอดภัยของสารก่อภูมิแพ้ และฉลากที่สะอาด ทำให้ HPP เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับผู้ผลิตที่มุ่งเป้าไปที่ผู้บริโภคที่คำนึงถึงสุขภาพ-

เปปไทด์ถั่วมีความคงตัวทางความร้อนอย่างน่าทึ่งในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (สูงถึง 95 องศา) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานด้านอาหารที่หลากหลาย

สำหรับธุรกิจที่กำลังมองหาความน่าเชื่อถือผู้จำหน่ายโปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์, Le-Nutra ให้ HPP มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ได้รับการพิสูจน์แล้วและความเป็นเลิศด้านการทำงาน คุณสมบัติผลิตภัณฑ์ของเรา:

- มีความสามารถในการละลายได้ดีตลอดช่วง pH ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกระจายตัวที่สม่ำเสมอในสูตรที่ให้ความร้อน

ประสิทธิภาพการดำเนินการ - รวดเร็ว- ลดเวลาการประมวลผลและต้นทุนพลังงาน

- การรักษาความคงตัวของเอนไซม์ มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้อาหารเพื่อสุขภาพ บรรจุในถุงขนาด 20 กก. พร้อมแผ่นรองด้านในเกรดอาหาร-และด้านนอกเป็นกระดาษคราฟท์ HPP ของเรารักษาความสมบูรณ์ระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง

หากต้องการสำรวจว่าโปรตีนไฮโดรไลเซตถั่วของเราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ของคุณได้อย่างไร โปรดติดต่อเราที่info@lenutra.com.

อ้างอิง:

1. สมิธ เจ และคณะ (2023) "พฤติกรรมความร้อนของโปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์ในระบบอิมัลชัน"วารสารวิทยาศาสตร์การอาหาร, 88(5), 1789–1798.

2. เฉิน, แอล. และหลิว, วาย. (2022) "ผลของระดับไฮโดรไลซิสต่อความคงตัวทางความร้อนของไฮโดรไลเสตโปรตีนถั่ว"เคมีอาหาร, 389, 133021.

3. สหพันธ์ผลิตภัณฑ์นมนานาชาติ. (2021). "ความคงตัวทางความร้อนของโปรตีนจากพืช-ในการใช้งานเครื่องดื่ม"กระดานข่าวทางเทคนิคของ IDF, 542, 1–15.

4. Zhang, M. และคณะ (2020). "กระบวนการอัดรีดโปรตีนถั่วไฮโดรไลซ์เพื่อการพัฒนาทางเลือกเนื้อสัตว์"วารสารเคมีเกษตรและอาหาร, 68(37), 10356–10364.

5. หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรป (2019) "ความคิดเห็นทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความคงตัวทางความร้อนของโปรตีนอาหารชนิดใหม่"วารสารเอฟเอสเอ, 17(12), e05987.