[发明专利]一种由乳清同时制备乳清蛋白粉和乳糖粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由乳清液制备乳清蛋白粉和乳糖粉的方法，属于乳品加工领域。

背景技术

牛奶分离出酪蛋白制备奶酪后，剩余溶液即为乳清液。乳清液作为副产物，其水含量高，运输不便，经常通过喷雾干燥等方法制成甜乳清粉。甜乳清粉中主要含有乳糖（约70%）和乳清蛋白（约10%）。

乳糖是哺乳动物乳腺分泌的一种二糖，由一个葡萄糖和一个半乳糖缩合而成，有α和β两种构象。乳糖产品基本都从乳清中提取，可以用于婴儿食品、糖果、人造牛奶等，医学上常用作矫味剂。由于我国居民中乳糖不耐受的发生率较高，因此通常需要将乳糖从乳品中分离出来。

乳清蛋白在牛奶中的含量仅为0.7%，含有人体所需的全部8种必需氨基酸，且各氨基酸的比例恰当，几乎与骨骼肌中氨基酸的组成比例完全一致，极易被人体利用，是最佳的蛋白质来源，能满足不同群体和不同年龄段人群对健康和营养的需求。牛乳清蛋白的功能性成分主要为β-乳球蛋白（β-Lg）、α-乳白蛋白（α-La）、牛血清白蛋白（BSA）、免疫球蛋白（IgG），以及乳铁蛋白（Lf）、乳过氧化酶、生长因子和许多生物活性因子及酶，这些物质均具有一定的生物活性，尤其适合于婴幼儿食品。

从价格相对低廉的甜乳清粉中分离乳清蛋白和乳糖，特别是浓缩乳清蛋白（WPC），作为婴儿乳品的活性添加剂，具有良好的市场前景。

中国专利CN 101926408 A采用微滤将牛奶简单分成富含酪蛋白的浓缩液和成分均一的乳清透过液，简化了干酪用乳的标准化过程，然而未对乳清产品进行进一步的加工。

中国专利CN 1606917 A公开了一种从牛奶中提取乳清蛋白及分离乳清蛋白中不同活性成分的方法，其主要步骤为：首先在牛奶中添加15-25%体积的无水乙醇，搅拌均匀，静置30-60 分钟后过滤去除沉淀，然后在滤液中添加无水乙醇，使乙醇含量达到35%，继续添加无水乙醇直至乙醇含量逐渐达到55%，搅拌均匀，静置30-60分钟后，3000-5000rpm离心，倒出上清液，所得沉淀即为乳清蛋白。

中国专利CN 101367864 A中采用疏水作用层析和凝胶过滤层析分离乳清蛋白，层析过程中引入了硫酸铵、磷酸盐缓冲液等阴阳离子，产生的废液需处理后排放，分离介质昂贵，制备成本较高。

中国专利CN 101731446 A中，以牛奶为原料制备乳清蛋白粉，先将牛奶通过0.1 μm的膜微滤，透过液再经超滤，浓缩液即为乳清蛋白液，并未提及超滤膜的截留分子量和产品中蛋白质的含量。

中国专利CN 101822309 A公开了一种采用中空纤维膜超滤生产乳清蛋白及其制品的生产方法，其产品中蛋白含量仅为15% ± 0.5%，无法达到浓缩乳清蛋白WPC 70（蛋白含量≥70%）和WPC 80（蛋白含量≥80%）的标准要求。

中国专利CN 101491287 A中公开了一种同时分离乳清蛋白和乳糖的方法，其步骤如下：先用网筛过滤器除去乳清中的奶酪颗粒，然后浓缩乳清，冷却结晶并离心分离得到乳糖；离心的清液经微滤，超滤和纳滤后得到乳清蛋白液，再浓缩、喷雾干燥后得蛋白粉。未公开蛋白含量，且整个过程步骤较多，耗时较长。

在现有专利公开的制备方法中，最终产品乳清蛋白中蛋白含量普遍较低，一般达不到浓缩乳清蛋白WPC的相关标准，不适用于婴儿食品等的添加。本专利通过在超滤中增加补水这一简单的操作流程，可以将蛋白含量提高至70%以上，同时避免了微滤、纳滤等操作，流程简便、产品质量好、生产成本低。本发明还提出了乙醇沉淀分离乳糖的新工艺，减少了传统乳糖提取过程中的热能损耗，并可同时制得高含量的乳糖产品。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种简便、收率高、成本较低的由乳清同时制备乳清蛋白粉和乳糖粉的方法。

由乳清同时制备乳清蛋白粉和乳糖粉的方法包括以下步骤：

（1）初步超滤：乳清液在超滤器中浓缩至超滤膜的膜通量下降到初始膜通量的60%～80%；

（2）补水洗滤：向浓缩液中连续或间歇加入2～5倍浓缩液体积的去离子水，洗滤，得到浓缩液和透过液；

（3）制乳清蛋白粉：将浓缩液，即浓缩乳清蛋白溶液，直接通过冷冻干燥、喷雾干燥或真空干燥得到蛋白质质量百分含量为70%～85%的乳清蛋白粉；

（4）精制乳糖粉：透过液蒸发浓缩，加入浓缩后体积的0.6～1.5倍的食品级乙醇，使乳糖沉淀，再经冷水和食品级乙醇洗涤，干燥，得到纯度>95%的乳糖粉。