[发明专利]分离脱脂乳组分的工艺

说明书

本发明涉及一种分离脱脂乳组分的方法，特别是从脱脂乳粉中提取乳蛋白和乳糖。该方法包括将脱脂乳粉与水混合，升高所得混合物的温度，随后冷却该混合物以产生黏性酪蛋白部分和黏性较低的乳糖部分，然后通过任选的纯化分离这两个部分。

技术领域

本发明一般涉及分离脱脂乳组分的工艺。具体地，本发明涉及从脱脂乳粉中提取乳蛋白的方法。还描述了提取乳糖的方法。

背景技术

哺乳动物乳是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质和维生素的混合物组成的乳液。乳的几种组分，如乳糖、酪蛋白和乳清蛋白作为制造业中的原料在商业上是有用的。蛋白质组分，如酪蛋白和乳清蛋白，在食品和饮料生产中得到应用。乳糖在食品和饮料生产中得到应用，同时也是制药和化妆品行业的重要成分。

乳糖是由单糖半乳糖和葡萄糖组成的双糖。乳糖由于其有用的物理特性、温和的味道和低成本，在制药和化妆品行业通常被用作载体、稳定剂或赋形剂。特别是，由于其有用的压缩特性，它作为制剂赋形剂在药品的制备中得到应用，特别是口服单位剂量的制剂，如片剂。乳糖在食品和饮料行业中也得到应用，特别是在饼干和烘焙食品生产中，并且在加工食品和休闲食品，如薯片、沙拉酱和可涂布乳制品中作为填充物或调味剂。乳糖也常用于制造婴幼儿配方乳粉。

乳清蛋白是球状蛋白的混合物，主要是α-乳清蛋白和β-乳球蛋白。乳清蛋白通常被用作膳食补充剂，特别是用于运动营养、增强肌肉、或用于病人或老年人，也可以作为成分在加工食品和婴幼儿配方乳粉中得到应用。

酪蛋白是磷蛋白，通常存在于哺乳动物的乳中，如牛、水牛、山羊、绵羊、牦牛和骆驼。酪蛋白的含量取决于乳的来源。酪蛋白占牛乳中蛋白质的约80％，是奶酪的主要组分。酪蛋白不会受热凝固。牛乳中的酪蛋白被凝乳酶凝固是奶酪生产过程中形成凝乳的基础。在凝结过程中，蛋白酶作用于酪蛋白的可溶性部分，即κ-酪蛋白，以促进导致凝块形成的不稳定状态。酪蛋白是饮食中的氨基酸、钙和磷的营养来源。酪蛋白对酸性条件很敏感，当食用时，它在胃中形成凝胶或凝块，提供持续的向血液中的氨基酸缓慢释放，使其成为饮食中有用的蛋白质补充剂。这在营养配方中得到了特别的应用；特别是对婴儿、病人或运动营养来说。酪蛋白也可能用于制造婴幼儿配方乳粉。酪蛋白在牙科产品中得到应用，用于稳定无定形的磷酸钙，并将磷酸钙释放到牙齿表面，以促进再矿化。

酪蛋白一般是在商业规模上从脱脂乳中分离出来的。脱脂乳通常是作为商业黄油生产的副产品，在这种情况下，从全脂乳中去除乳脂以转化为黄油，留下脱脂乳。脱脂乳主要含有水、乳蛋白和乳糖。乳蛋白包含约80％的酪蛋白，其余部分主要包含乳清蛋白。在商业规模上从脱脂乳中提取乳蛋白的典型方法包括酸沉淀或凝乳酶沉淀。

乳清蛋白和乳糖通常以工业规模生产，其原料是作为奶酪工业副产品而大量产生的乳清。乳清是包含酪蛋白和脂的凝结的凝乳固体被分离出来制成奶酪后的残留物。乳清蛋白可以通过去除水来浓缩乳清，然后进行喷雾干燥来分离。

过滤技术的进步，如超滤和膜分离技术，促进了分离乳蛋白的改进工艺的发展。因此，可以通过超滤将脱脂乳分级，以制成乳糖减少的浓缩蛋白。随后使用的膜分离技术可以用来去除一些乳糖、矿物质和水。然后将主要含有乳蛋白和一些乳糖的残留物脱水和喷雾干燥，以提供乳蛋白浓缩粉。商业生产的乳蛋白浓缩物(MPC)通常含有约40重量％至90重量％，通常约80重量％的乳蛋白，余量主要包含乳糖。蛋白质主要包含酪蛋白，蛋白质组分的其余部分主要是乳清蛋白。

乳蛋白分离物(MPI)是通过从脱脂乳中部分去除乳糖和矿物质而获得的物质，使得最终的干产品含有约90重量％的蛋白质。MPI在商业规模上通过过滤方法例如微滤、超滤或渗滤生产，或经历透析以除去一部分乳糖。MPI和MPC包含的酪蛋白和乳清蛋白的比例基本上与原乳的比例相同。

MPC和MPI的缺点是它们都含有不同量的乳糖。此外，MPC和MPI都不是特别容易溶解。这限制了它们作为营养补充剂或作为食品加工中的包括奶酪用乳在内的成分的普遍适用性。