[发明专利]乳铁蛋白处理方法、装置以及有效性验证方法

说明书

本发明首要的是提供一种针对乳铁蛋白的处理方法、装置以及有效性验证方法，该处理工艺基于双层膜过滤技术，能够替代传统工业化制备过程采用的热杀菌技术，有效降低乳铁蛋白变性率，提高提取率至80%以上，最大限度保护原料中的乳铁蛋白的品质。进一步，本发明也提供了一种针对上述双层膜过滤技术的在线连续双保压测试验证方案保证整个生产过程除菌膜的完整性。此外，本发明也提供了一种用于进行上述乳铁蛋白处理工艺的设备。

技术领域

本发明涉及食品加工领域，具体而言，涉及蛋白类物质的加工或处理工艺，更具体而言，涉及一种乳铁蛋白制备中的处理方法及其使用的装置。

背景技术

食品中微生物的污染及其繁殖是引发食品变质的重要因素，因此杀菌成为了食品加工中最关键的环节，冷杀菌技术是一种新型技术，和传统的热杀菌技术有较大差别，它不但能杀灭食品中的微生物，保护食品功能的生理活性，还能保持食品的新鲜度以及原有的风味和营养成分。

膜过滤技术在学术界被公认为一种优良的“冷杀菌”技术，近年来在制药及食品领域已得到广泛应用，如纯净水、啤酒、疫苗及各类静脉注射液等。

乳铁蛋白是初乳形成阶段、泌乳期、涸乳期和患乳房炎期间乳牛乳房腺体分泌物中主要的糖蛋白之一。其具有多种生物活性功能，例如广谱的抗菌性质，增强机体的抗病毒、抗氧化和免疫能力，防治感染性疾病、刺激双歧杆菌生长、维持肠道菌群的平衡、增强铁的传递和吸收等，已经成为食品界，特别是乳品界关心的热点。

但是长期以来，研究者们认为乳铁蛋白容易受热失活，不利于乳品加工。因为乳铁蛋白属于糖蛋白，对热不稳定，有研究发现牛乳铁蛋白在pH值为6.6，温度为65～69℃时开始失活。此后又有报道70℃加热15～30min已使乳铁蛋白完全降解。另外的研究发现乳铁蛋白在63℃，30min条件下，变性率85.81%；72℃，15s条件下，变性率17.34%；120℃，4s条件下，变性率90.1%。由此可见，乳制品常见的热杀菌工艺对乳铁蛋白的变性率影响非常大，但GB1903.17-2016《食品营养强化剂乳铁蛋白》中规定，制备工艺必须经分离、杀菌、提取、精制、干燥等，其中杀菌工艺不可或缺。所以，高效、稳定的乳铁蛋白冷杀菌技术一直是当前行业技术难点，成为发展瓶颈，亟需解决。

目前行业内乳铁蛋白制备方法普遍采用热杀菌工艺，例如新西兰TATUA品牌采用分离脱脂、巴杀（72℃，15s）、离子交换、洗脱、浓缩工艺；新西兰SYNLAIT品牌采用脱脂、层析、巴杀（72℃，15s）、超滤、喷雾干燥工艺；澳大利亚SAPUTO品牌采用脱脂、巴杀（72℃，15s）、层析、超滤、干燥工艺。

引用文献1公开了制备乳铁蛋白的方法，其包括以下步骤：利用阳离子交换树脂对温度不超过60摄氏度的液体乳进行离子交换处理，并通过洗脱获得含有乳铁蛋白的盐溶液；以及对所述含有乳铁蛋白的盐溶液进行脱盐处理，以便获得所述乳铁蛋白。并且，还可以进一步使用0.2微米的膜进行除菌处理。

引用文献2公开了一种乳铁蛋白制备方法，其通过反复的阳离子树脂的层析分离方法，将乳铁蛋白与过氧化酶分离，以得到更纯的乳铁蛋白。

引用文献3公开了一种生产乳铁蛋白和乳过氧化物酶的方法，其将乳铁蛋白与过氧化酶保留在大孔阳离子树脂柱上，然后控制洗脱条件（温度和洗脱液浓度）以收集不同条件下洗脱下来的过氧化酶以及乳铁蛋白。

引用文献4公开了一种从牛乳中提取与制备高纯度低铁饱和度乳铁蛋白的方法，通过先后使用阳离子交换树脂以及不溶性Fe³⁺螯合树脂进行处理和浓缩，以降低乳铁蛋白产品中铁离子（Fe³⁺）的含量。

引用文献5公开一种用于从脱脂牛奶中直接提取乳铁蛋白的方法，其包括(a)使新鲜的脱脂牛奶直接通过装填有阳离子交换填料的层析柱，所述阳离子交换填料具有一定的粒径和孔径；(b)用水和含第一浓度盐的水溶液清洗残留的牛奶和杂质；(c)用含第二浓度盐的水溶液或缓冲液以200-1000cm/h的流速洗脱，得到乳铁蛋白。