乳品加工---乳清加工4

乳清蛋白浓缩物(WPC)的脱脂

脱脂的WPC粉中蛋白质占干物质的80~85%，可供许多方面选择利用。例如在一些搅打制品中取代鸡蛋清，在许多食品和果汁饮料中作为最有价值的成分。

以MF （微滤）设备对UF（超滤） 设备上下来的浓缩液进行处理，能够使80~85%WPC 粉中的脂肪含量从 7.2% 降低到 0.4%，MF 也能富集 UF浓缩液中的脂肪球和大部分细菌。脱脂的 MF滤过液输送至第二个 UF 设备进行进一步浓缩，其中还包括有二次过滤。

如下图所示，分离的乳清被巴杀机的预热段预热（1）后，进行稀奶油分离机分离（2），回收含脂率高达 25~30%的稀奶油，这些稀奶油可以在干酪原料乳的标准化中被再次利用。分离阶段也可除去细小微粒。这些处理之后，是巴氏机杀菌（1）和降温，在输送到中间保持罐（3）之前应冷却到 55~60℃。

经过保持一段时间后（控制保持时间，尽量短），保持罐的乳清被泵送到UF第一设备（4），在此处乳清被浓缩3倍，浓缩液再经泵送到 MF设备（5）进行脂肪和微生物的去除；UF第一设备（4）的滤清液去到巴氏杀菌（1）做热回收，节约能源。

经过MF处理后的浓缩液，脂肪和细菌被分别收集，而脱脂浓缩液继续进一步到 UF的二次过滤（6），最终含 20-25%干物质的 WPC，经喷雾干燥，降低含水量，使包装前最大含水量小于 4%。

变性乳清蛋白的回收

一般来说，在乳浆蛋白或乳清蛋白中加凝乳酶或酸后，不会再产生沉淀，但如果先进行加热变性，就可能沉淀出乳清蛋白。该工艺包括如下两阶段：

第一步 ：通过加热处理和调整 pH值相结合的方法，使蛋白质沉淀。

第二步：通过分离，进行浓缩蛋白质。

变性的乳清蛋白在加入凝乳酶之前，先与原料乳混合，变性的乳清蛋白留在由酪蛋白分子形成的网格结构中。

这一发现，促使人们进一步寻找乳清蛋白的沉降和分离方法，及在保持干酪特定风味和结构的同时提高产量的方法。如下图所示的为生产变性乳清蛋白的离心工艺线路。经调整pH值的乳清，泵送至中间缓冲罐，再到板式换热器（2）进行热交换，经直接蒸汽喷射，被加热至90~95℃，然后在保持管中保持3~4min。此段工艺中通过加酸（5）来降低pH值，酸可选用规定的有机酸或无机酸（例如乳酸或食用盐酸）。

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那些加热能变性和已变性的蛋白质在保持管中60秒内即发生沉淀。然后再经换热器冷却到40℃，沉淀的蛋白质通过一台固体分离机排出器（6），从液相中分离出来。分离器大约每间隔3min排除一次结聚的蛋白质，结聚物的浓度为12~15%。其中约8%为凝固的蛋白质，这种方法可回收 90~95%的可凝固蛋白质。

在软质和半硬质干酪的生产中，在原料乳中添加浓缩乳清蛋白对原料乳凝结性能的影响很小，这样的凝块要比传统方法生产得到的凝块结构细腻且更加均匀一致。经加工的乳清蛋白比酪蛋白更加亲水。例如已有文献报道，在生产法式浓味干酪时，可使产量增加 12%。

乳过氧化物酶(LP)和乳铁糖蛋白(LF)的层析分离

通常而言，在类似婴儿配方、健康食品、护肤霜和牙膏等生产中，天然生物活化剂的使用是非常有意义的。乳过氧化物酶和乳铁糖蛋白即为生物活化剂，它们在乳清中以极低的含量存在，典型浓度为乳过氧化酶约 20mg/L、乳铁糖蛋白 35mg/L。瑞典乳品联合会（SMR）已开发了一专利加工技术，从工业标准的干酪乳清中以层析法得到上述蛋白。其工艺的基本原理是在 pH值为 9.0~9.5的碱性环境中，LP和 LF具有等电点，也就是说在通常甜乳清 pH为6.2~6.6的环境中，LP和LF带正电荷，而其它蛋白质如β-乳球蛋白，α -乳白蛋白和牛血清蛋白在此条件下带负电荷。因此，分离LP和LF的最适工艺应通过阳离子树脂进行选择性吸附，在电荷的互斥作用下，LP和LF分子就富集在离子交换器的阳极作用端，在离子交换柱上就会产生LP和 LF的聚集物，而其它蛋白质因带负电荷，故能通过。

为了使得上述工艺实现工业化，必须满足一些基本条件，其中之一就是为了使乳清的整个负荷期保持一种高流速，乳清应具备非颗粒性，因为大量的乳清要经过离子交换树脂以达到饱和。在一个稳定过滤膜压力下操作，孔径为 1.4μ m的交流微滤，已被证明是获得“无颗粒”乳清的成功技术。而 1200～1500L/m2.h的规定流量也很容易维持15～16h的生产，这类的乳清处理能够避免出现离子交换柱上的反压升高。 滤清液离子交换树脂的生产能力，可以达到每立升树脂吸附40～50克LP和 LF，而不会超过极限。对于一个容积为 100升的树脂柱，每一工作周期可处理约100000升的乳清。

其中的干燥工艺说明：

为获得纯度较高的LP和 LF，应选择好合适的条件，这样才有可能使吸附在柱上的活性蛋白更好析出。在此阶段常使用不同浓度的盐溶液，蛋白质的析出，发生在一个合理的浓缩期，约被浓缩至1%。因此与天然乳清相比，在离子交换期LP和LF实际被浓缩了500倍。通过超滤和全滤的进一步工艺处理，就可得到纯度为95%的制品。经孔径为0.1～0.2μm的交流微滤器的无菌过滤后，蛋白浓缩液被喷雾干燥。整个生产流程见下图：

备注：以上知识，大部分来自于利乐乳品手册。