去矿化作用的乳清

乳清是过饱和与磷酸钙和包含高浓度的钾和钠。磷酸钙沉淀可引起膜的问题,如污染或蒸发器。高水平的矿物质可以抑制乳糖结晶从而影响防潮乳清生产和减少乳糖生产的产量和纯度。矿物含量高的存在限制了使用婴儿配方奶粉和乳清粉的不利影响风味和乳清产品的应用范围。一系列的去矿化作用技术开发包括沉淀、离子交换、电渗析和nano-filtration。一些技术优先去除二价(如钙

表14.17属性和使用乳清和渗透的副产品。基于杜伦et al。(1997 b)

产品	属性	使用
乳清粉	低成本的乳固体	脱脂牛奶代用品
去除矿物质	高质量的蛋白质	婴儿配方奶粉
乳清粉
乳清蛋白	高质量的蛋白质,	婴儿配方奶粉、体育
集中注意力	凝胶、粘连,	饮食、脱脂牛奶
(35 - 85%的蛋白质)	乳化、发泡	更换,加工肉类,甜点
乳清蛋白	高质量的蛋白质	婴儿配方奶粉、体育
隔离(+ 90%)		饮食
a-Lactalbumin	高质量的蛋白质	婴儿配方奶粉
(分数)
ß-Lactoglobulin	胶凝溶度和	重组肉或鱼
(ß-fraction)	营养	运动和饮食饮料
	曝气	蛋白糖饼、甜点
乳铁蛋白	抗菌	婴儿配方奶粉
乳过氧化物酶	Anticaries	牙膏
Glycomacropeptide	双歧杆菌、增强免疫力	婴儿配方奶粉
免疫球蛋白	抗癌	癌症预防、治疗
	增强免疫力	对艾滋病患者的饮食
肽	生物活性	康复的饮食,
(玉米胚芽蛋白酶解物)		运动员
可食用的乳糖	载体,填料	颜色、味道载体
	畅通的代理	Instantised粉状食品
	美拉德褐变,面包屑	烘焙、咖啡增白剂
	纹理
	蛋白质稳定器	牛奶标准化
制药	填充剂,粘合剂,	压片赋形剂
乳糖	味道
乳果糖	双歧杆菌增强	婴儿配方奶粉
	泻药	泻药
	氧气的吸收,减少氨	为运动员的饮食
乳糖醇	双歧杆菌增强	婴儿配方奶粉
	无卡路里的甜味剂	嚼口香糖
乳糖醛酸	双歧杆菌增强	婴儿配方奶粉、婴儿食品
低聚糖	双歧杆菌增强	婴儿配方奶粉、婴儿食品
水解乳糖	甜味剂	酸奶、冰淇淋
奶盐	钙、钾	饮食补充
	味道	食盐替代品,健康饮料

磷酸)或单价。这些过程可以组合将更大比例的矿物质。

降水/乳清预处理

钙和磷酸盐存在于牛奶,乳清和渗透在浓度沉淀是不可避免的(施密特& 1987)。增强了磷酸钙沉淀了pH值、热(火烧后et al . 1978年)和浓度。这导致蒸发器污垢,缩短流程运行和额外的清洁的损失。去除蛋白质进一步破坏钙磷酸盐,造成更多污染发生在超滤渗透蒸发(施密特& 1987)。磷酸钙沉淀还负责污染超滤膜(Ramachandra Rao et al . 1994年)。

磷酸钙沉淀不迅速,涉及大量的阶段。最初的解决方案就会变得乳白色的水化无定形磷酸钙的形成。这是紧随其后的是一个前兆阶段——二水磷酸氢钙(观察),磷酸氢钙(DCP)、磷酸三钙(TCP)或磷酸octacalcium ((OCP)——根据组成和结构pH值、温度和浓度。最后再结晶对羟基磷灰石(HAP)发生芬斯特拉(& de Bruyn 1979)。

这个过程是缓慢而持续通过阶段是钙的问题的核心磷酸盐去除。快速去除热量和前钙和磷酸盐的浓度是首选,但这并不总是可能的,乳清蛋白需要保护。研究人员描述了热处理和pH值调整(Hayes et al . 1974;希et al . 1980;Hobman 1984)和添加剂如钙(Hayes 1982;Karleskind et al . 1995),磷酸(希丁克et al . 1981年)和乙二胺四乙酸(EDTA) (Ramachandra Rao et al . 1994年)迫使平衡或另一种方式。

许多乳制品制造商现在恢复磷酸钙从乳清生产乳制品钙补充剂,销售对抗骨质疏松症。沉淀磷酸钙可恢复使用离心分离器,其次是洗涤、干燥和研磨。

纳滤

纳滤是一个膜过程用于分离小分子如矿物离子和水盐但保留较大的分子(包括乳糖和蛋白质),耦合去矿化作用与浓度。通过允许相对自由通行的单价离子,纳滤膜可以降低渗透压梯度的累积。高通量可能在较低的压力,能源和设备成本低于反渗透(霍普&希金斯,1992)。

纳滤膜使用300 Da优先消除多达65%的单价离子(Na +, K +、Cl -),通过diafiltration进一步降低。去除乳清渗透的单价提高乳糖结晶。Guu和Zall(1992)报道,提高了8 - 10%乳糖复苏后纳滤渗透或甜乳清。

纳滤也便于生产去除矿物质对婴儿配方奶粉乳清粉,磷酸钙保留,但单价移除。有限的二价离子的清除是由于水化大小,高达94%的钙和镁保留(van der霍斯特et al . 1996年)。

纳滤渗透包含约0.3 -0.5%固体包括钾、钠、非蛋白氮(NPN)和乳糖。渗透可以通过反渗透清洗产生干净的水剩下的解决方案是一个浓缩奶盐。这个单价盐混合物可以是一个有用的副产品代替自然低钠盐也可用于体育和健康饮料。据报道这个盐也被恢复和再生使用离子交换树脂,如以下部分所述(达勒姆et al . 2004年)。

离子交换去矿化作用

离子交换已经用于工业自1970年代以来去矿化作用的乳清和渗透。离子交换的能力消除多达95%的乳清中矿物质,与去除矿物质主要用于婴幼儿配方奶粉乳清。离子交换混床或顺序可以进行阳离子阴离子树脂填列。这个过程包括通过澄清乳清或超滤透过阳离子交换树脂即乳清中的阳离子,如钠、钾和钙-吸附树脂,取代氢counter-ions在阳离子树脂。随后,decationised乳清是通过一个阴离子交换树脂吸收的阴离子,如氯、硫酸和磷酸-取代的羟基counter-ions阴离子树脂(Houldsworth 1980)。当所有的固定离子网站树脂饱和乳清阳离子和阴离子的乳清冲洗列和强的树脂再生酸和碱解去除吸附离子,代之以H +和哦——(琼森& Arph 1987)。

有很多困难的离子交换过程,如短的运行时间之间的再生,再生剂的高消费和相关的化学物质浪费问题删除多余的再生剂,高水需求,乳清蛋白的损失由于蛋白质功能的不可逆吸附和损失由于处理过程中pH值波动(琼森& Arph 1987)。

还可以使用离子交换树脂脱钙乳清和渗透,通过使用阳离子树脂钠或钾形式;此后,脱钙乳清或渗透nanofiltered去除多余的钠和钾。离子交换树脂可以再生使用集中从nanofilter渗透,从而回收盐从内部流程,避免与采购相关的成本和污染盐再生树脂(达勒姆et al . 2004;Groupe Novasep 2005)。

脱钙作用提高下游处理,解决问题与磷酸钙沉淀污染蒸发器和膜。脱钙乳清可以进一步deionised通过离子交换再生减少成本;脱钙乳清渗透可以进一步被离子排斥色谱法纯化乳糖。

电渗析

电渗析是一个电动膜去矿化作用过程,用于乳制品工业自1970年代初。电渗析是用来部分去除矿物质乳清,主要用于婴幼儿配方奶粉。单价优先删除,提高Ca: Na electrodialysed乳清和最小化氯水平比,从而提供一个用于婴儿配方奶粉营养优势。

阴离子和阳离子膜(离子交换树脂铸造成薄膜)堆积或者用塑料衬垫、阳极或阴极两端。一个直流电压时,阴离子朝着阳极和阳离子向阴极移动。离子稀释和离子的膜形成交变隔间集中渠道。乳清是通过离子注入的稀释通道,而乳清离子在离子通道和集中收集删除(Batchelder 1987)。矿物水平通常在乳清,电渗析更适合部分(50%)去矿化作用是更高层次的道德败坏需要一个不成比例的增加,循环时间和电能,与膜污染也在高水平的去矿化作用的问题。

继续阅读:乳清蛋白分离

这篇文章有用吗?

+ 5 0