Approaches to increasing the heat stability of whey proteins
Authors: Рязанцева Ксения Александровна , Шерстнева Наталья Евгеньевна 
Published: August 2021

В работе обобщаются новейшие теоретические подходы к регулированию термических реакций денатурации и агрегации сывороточных белков, включая физические, химические, ферментативные, а также комбинации различных методов. Описывается поведение модифицированных сывороточных белков во время термической обработки. Среди физических способов модификации приведены существующие технологии обработки сывороточных белков с использованием ультразвука, а также обработки белка под высоким давлением в сочетании с предварительным нагревом. В обзоре подчеркивается, что любая химическая модификация сывороточных белков осуществляется посредством нарушения структуры белка за счет блокирования свободных сульфгидрильных групп. Приводятся такие способы повышения термостойкости, как создание белково-полисахаридных комплексов, которые при pH, близких к изоэлектрической точке, проявляют характеристики псевдопластических жидкостей. В обзоре отмечается способность реакции гликирования также повышать термическую стойкость сывороточных белков. Подчеркивается перспективность ферментативной модификации сывороточных белков в пищевой промышленности, способствующей повышению как термостабильности, так и растворимости белков в кислых значениях pH из-за потери вторичной структуры. Отмечается возможность применения продуктов гидролиза, обладающих растворимостью вблизи изоэлектрической точки, в технологии напитков. Представляет интерес повышение эффективности ферментативного гидролиза сывороточных белков за счет фракционирования гидролизатов молочной сыворотки с использованием ультрафильтрации. Как следствие продукты фракционирования, а именно пермеат с низкомолекулярными пептидными фракциями, прогнозируемо являются потенциальными ингредиентами в технологии напитков. Практический интерес представляет производство термостойких напитков, содержащих высокий уровень сывороточных белков.

The article summarizes the latest theoretical approaches to the regulation of thermal reactions of denaturation and aggregation of whey proteins, including physical, chemical, enzymatic, as well as combinations of various methods. Describes the behavior of modified whey proteins during heat treatment. Among the methods of physical modification, the existing technologies for processing whey proteins using ultrasound, as well as processing proteins under high pressure in combination with preheating are given. The review emphasizes that any chemical modification of whey proteins is carried out by disrupting the protein structure by blocking free sulfhydryl groups. Methods for increasing thermal stability are presented, such as the creation of protein-polysaccharide complexes that exhibit the characteristics of pseudoplastic fluids at a pH close to the isoelectric point. The review notes the ability of the glycation reaction to also increase the thermal stability of whey proteins. The prospects for enzymatic modification of whey proteins in the food industry are emphasized, which contribute to an increase in both thermal stability and solubility of proteins at acidic pH values due to the loss of secondary structure. The possibility of using hydrolysis products with a solubility close to the isoelectric point in the technology of beverage production is noted. It is of interest to increase the efficiency of enzymatic hydrolysis of whey proteins due to fractionation of whey hydrolysates using ultrafiltration. Fractionation products, namely permeate with low molecular weight peptide fractions, are predictable potential ingredients in beverage technology. Of practical interest is the production of heat-resistant drinks with a high content of whey proteins.