CN104256053B

CN104256053B - α‑乳白蛋白粉和/或β‑乳球蛋白粉的制备方法及产品

Info

Publication number: CN104256053B
Application number: CN201410534492.2A
Authority: CN
Inventors: 孙颜君; 郭本恒; 莫蓓红; 刘振民; 郑远荣; 石春权; 朱培; 焦晶凯; 凌勇飚
Original assignee: Shanghai Bright Dairy and Food Co Ltd
Current assignee: Shanghai Bright Dairy and Food Co Ltd
Priority date: 2014-10-11
Filing date: 2014-10-11
Publication date: 2017-06-20
Anticipated expiration: 2034-10-11
Also published as: CN104256053A

Abstract

本发明公开了一种α‑乳白蛋白粉和/或β‑乳球蛋白粉的制备方法及产品。该制备方法包括如下步骤：①将乳清调节pH值至6.8～7.2后，采用孔径为100kDa的膜材料进行超滤得渗透液A；②渗透液A调节pH值至3.5～5.0，采用孔径为30kDa的膜材料进行恒定体积洗滤，分别收集分离过程中渗透液B和截留液；③将渗透液B进行真空浓缩、喷雾干燥，即可得到α‑乳白蛋白粉，和/或，将所述的截留液进行真空浓缩、喷雾干燥，即可得到β‑乳球蛋白粉。本发明的α‑La蛋白粉纯度至少85％以上、β‑Lg蛋白粉纯度至少70％以上，制备方法简单，易于工业化生产，减少了膜污染，提高膜分离效率，在食品加工中具有广泛的应用前景。

Description

α-乳白蛋白粉和/或β-乳球蛋白粉的制备方法及产品

技术领域

本发明涉及α-乳白蛋白粉和/或β-乳球蛋白粉的制备方法及产品。

背景技术

目前市场上的乳清蛋白是多种组分的混合物，包括β-乳球蛋白(β-Lg)、α-乳白蛋白(α-La)、牛血清蛋白(BSA)、免疫球蛋白(Ig)和一些微量蛋白质及其水解物。其中α-La占乳清蛋白总量20％，β-Lg占50％，两者都是必须氨基酸的重要来源，由于α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的二级和三级结构的不同，因此两者呈现出不同的营养和生理性质。α-乳白蛋白中含有大量的色氨酸，可以添加至婴幼儿食品中，调整蛋白组分，使得蛋白含量和组成更接近与母乳。β-Lg为致敏蛋白，在母乳中不含β-Lg。牛乳中的β-Lg可结合视黄醇，防止视黄醇氧化。由于β-Lg为球状蛋白，在胃中不易消化，因此可将视黄醇从胃转移到肠道，在肠道内吸收。β-Lg与视黄醇结合蛋白在结构上是相似的。β-Lg可结合游离脂肪酸，因而可促进酯酶的活性。β-Lg除了转运脂肪酸、脂质和脂溶性维生素等功能，还因其具有优良的凝胶性，持水性和起泡性而广泛用于食品加工中。

以乳清为原料，分离其单体组分不仅可明显的改善乳清蛋白的功能性质，提高乳清蛋白的营养性质，还可大幅度的提高产品的附加值，扩大乳清资源的再利用途径。目前，乳清蛋白分级方法很多，但均存在一定的弊端，大多不能满足工业化要求，如盐析法和等点沉淀法等虽然简单易行，但是需要大量的酸、碱和盐，蛋白变性严重，后处理工序复杂；酶解法需酶解α-La或者β-Lg的其中一种，才能实现另外一种的分离，不能同时分离α-La和β-Lg并保持两者原来的状态；色谱技术虽然分离的效果较好，但处理量小，分离介质昂贵，难以实现工业化生产。因此，研究高效、经济和规模化的乳清蛋白分离分级技术有重要意义。

膜分离法操作简单，处理量大，成本低。目前，国内尚未有采用膜分离制备α-La和β-Lg单体的方法，国外采用膜分离制备α-La和β-Lg单体的过程中，单体分离效果不佳，单体纯度较低，分离过程中膜污染严重，分离效率较低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术膜分离法制备α-乳白蛋白和β-乳球蛋白粉时，由于α-La和β-Lg分子量接近而存在着单体分离效果不佳、分离过程中膜污染严重等缺陷，提供了α-乳白蛋白粉和/或β-乳球蛋白粉的制备方法及产品。本发明制得的α-La蛋白粉和β-Lg的蛋白粉中，纯度较高，制备方法简单，易于工业化生产，减少了膜污染情况，提供了膜分离效率，在食品加工中具有广泛的应用前景。

本发明提供一种α-乳白蛋白粉和/或β-乳球蛋白粉的制备方法，其包括如下步骤：

①将乳清调节pH值至6.8～7.2后，采用孔径为100kDa的膜材料进行超滤得渗透液A；

②渗透液A调节pH值至3.5～5.0，采用孔径为30kDa的膜材料进行恒定体积洗滤，分别收集分离过程中渗透液B和截留液；

③将渗透液B进行真空浓缩、喷雾干燥，即可得到α-乳白蛋白粉，和/或，将所述的截留液进行真空浓缩、喷雾干燥，即可得到β-乳球蛋白粉；

其中，步骤①和步骤②中，所述的膜材料为纤维素酯膜、再生纤维素膜、陶瓷膜、聚醚砜膜或聚偏氟乙烯膜。

本发明中，步骤①中，所述的乳清为本领域常规所说的乳清，较佳地为新鲜干酪生产的甜乳清，是在酶凝干酪如切达，高达的生产过程中获得的，其中，所述的甜乳清中总固形物含量较佳地为6.0～6.8％、更佳地为6.4～6.8％，脂肪含量较佳地为≤0.04％，总蛋白质含量较佳地为0.5～0.7％、更佳地为0.55～0.65％，乳糖的含量较佳地为4.60～4.90％、更佳地为4.70～4.80％，pH值较佳地为6.0～6.5、更佳地为6.1～6.3，α-La占所述的总蛋白质的质量百分比较佳地为18～22％、更佳地为19.89～21.68％，β-Lg占所述的总蛋白质的质量百分比较佳地为48～52％、更佳地为48.90～51.20％；上述百分比皆为质量百分比。

步骤①中，所述的调节pH值的操作为本领域内常规，较佳地采用1mol/LNaOH标准溶液调节pH值。所述的pH值较佳地为6.9～7.1。

步骤①中，所述的乳清调节pH值的步骤之前，较佳地将所述的乳清先预热至40℃。所述的调节pH的步骤后较佳地采用pH值为7的磷酸缓冲液调节电导率较佳地为0.5～2mS/cm，更佳地为1.6～1.8mS/cm。

步骤①和步骤②中，所述的膜材料较佳地为再生纤维素膜。步骤①和步骤②中，所述的膜材料的膜面积较佳地为0.01～0.03m²，更佳地为0.02m²。

步骤①中，所述的超滤的温度为本领域内常规温度，较佳地为30～50℃，更佳地为35～45℃。所述的超滤的过膜压力较佳地为20～40kPa，更佳地为25～35kPa。所述的超滤的膜通量较佳地为90～180LMH(L/m²/h)，更佳地为120～150LMH(L/m²/h)。所述的超滤的终点较佳地为浓缩至7～12倍，更佳地为8～11倍。

步骤②中，所述的渗透液A中，总蛋白占所述渗透液A的质量百分比较佳地为0.45～0.65％；α-乳白蛋白含量较佳地为0.12～0.20g/L，更佳地为0.14～0.17g/L；β-乳球蛋白含量较佳地为0.31～0.48g/L，更佳地为0.33～0.45g/L。

步骤②中，所述的调节pH值的操作为本领域常规，较佳地采用0.1mol/LHCl标准溶液。所述的pH值较佳地为3.9～4.6，更佳地为4.1～4.3。所述的调节pH值的步骤之后，较佳地保温15min后再次测定pH值，保证pH值变化范围为±0.02。

步骤②中，所述的渗透液A调节pH值的步骤之前，较佳地将所述的渗透液A升温至35～55℃，更佳地为40～50℃。

步骤②中，所述的恒定体积洗滤为在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与渗透液渗透速率相等，即保持进料缸中样品体积恒定。

步骤②中，所述的恒定体积洗滤的过膜压力较佳地为20～40kPa，更佳地为25～35kPa。所述的恒定体积洗滤的膜通量较佳地为40～130LMH(L/m²/h)，更佳地为70～100LMH(L/m²/h)。

步骤②中，所述的恒定体积洗滤的终点较佳地为过滤至7～12倍，即所述的截留液的α-乳白蛋白的含量≤0.03g/L时即可停止过滤。

步骤③中，所述的真空浓缩的压力较佳地为0.07～0.085MPa。所述的真空浓缩的温度较佳地为50～70℃。所述的真空浓缩的终点为截留液的固形物含量较佳地为≥33％，透过液中固形物含量较佳地为≥25％。

步骤③中，所述的喷雾干燥的进口温度较佳地为110～140℃，更佳地为115～135℃。所述的喷雾干燥的出口温度较佳地为50～80℃，更佳地为60～70℃。所述的喷雾干燥的进料流速较佳地为2.5～5.5kg/h，更佳地为3～4kg/h。所述的喷雾干燥的料液温度较佳地为30～50℃，更佳地为35～45℃。

本发明还提供了由上述制备方法制备而得到的α-乳白蛋白粉和/或β-乳球蛋白粉。

该方法制得的α-乳白蛋白粉和β-乳球蛋白粉的纯度显著高于市售产品，且粉体风味较淡，流动性和溶解性较好。

在所述的α-乳白蛋白粉中，总蛋白质占所述的α-乳白蛋白粉的质量百分比较佳地不低于90％，更佳地为90.3～93.7％；α-乳白蛋白占所述的总蛋白质的质量百分比较佳地不低于85％，更佳地为85.7～89.4％；水分占所述的α-乳白蛋白粉的质量百分比较佳地为≤5％，脂肪占所述的α-乳白蛋白粉的质量百分比较佳地为≤1.5％，灰分占所述的α-乳白蛋白粉的质量百分比较佳地为2.37～5.74％。

其中，在所述的β-乳球蛋白粉中，总蛋白质占所述的β-乳球蛋白粉的质量百分比较佳地不低于80％，更佳地为80.7～83.4％；β-乳球蛋白占所述的总蛋白质的质量百分比较佳地不低于70％，更佳地为71.2～74.7％；水分占所述的β-乳球蛋白粉的质量百分比较佳地为≤5％，脂肪占所述的β-乳球蛋白粉的质量百分比较佳地为≤1.5％，灰分占所述的β-乳球蛋白粉的质量百分比较佳地为10.37～12.92％。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明制得的α-La蛋白粉和β-Lg蛋白粉中蛋白含量高，α-La蛋白粉纯度至少85％以上、β-Lg蛋白粉纯度至少70％以上，加工性质优良。

2、本发明的生产工艺除获得上述优质的α-La蛋白粉和β-Lg蛋白粉以外，制备方法简单，易于工业化生产，减少膜污染情况，提高膜分离效率，在食品加工中具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例1的聚丙烯酰胺凝胶电泳图；其中编号分别为1，2，3，4和5的电泳条带依次代表乳清原样，100kDa膜分离后的截留液，透过液，30kDa膜分离后的截留液和透过液；编号α、β分别为α-乳白蛋白与β-乳清蛋白。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

下面实施例中所用的材料如下：生牛乳：光明乳业股份有限公司乳品二厂；凝乳酶：Marzyme 150MG,丹尼斯克(中国)有限公司；菌种：CHOOZIT RM 32LYO，丹尼斯克(中国)有限公司；α-La蛋白粉和β-Lg蛋白粉，恒天然集团；培尔贝瑞婴幼儿奶粉，光明乳业股份有限公司。

膜设备：100kDa和30kDa的再生纤维素膜均为PALL公司；薄膜蒸发浓缩器：上海德大天壹化工设备有限公司；喷雾干燥设备购自GEA工程技术中国有限公司。

下面实施例中所用的过膜压力(TMP)的得率采用下述公式计算：

下面实施例中聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)的方法如下：

1、样品的制备

取10μL样品与2×SDS凝胶加样缓冲液按照1：1比例混合，沸水浴5min，制得样品。

其中，10mL的2×SDS凝胶加样缓冲液的配置比例如下表所示：

表1 10mL的2×SDS凝胶加样缓冲液的配置方法

试剂	添加量/mL
		0.5mol/L Tris-Cl(pH 6.8)	2
10％(W/V)SDS	4
		甘油	2
β-巯基乙醇	1
		溴酚兰	0.02
双蒸水	0.5

2、凝胶的制备

电泳采用12％分离胶和4％浓缩胶浓度，上样量10μL。凝胶电泳先15mA恒流下进行，待蛋白条带进入分离胶，换20mA恒流继续。电泳结束后，采用1％考马斯亮蓝G250染色2h，并用摇床脱色至背景清晰后摄像，AlphaEaseFC软件分析后采用灰度定量法。

其中，12％的分离胶制备方法如下：1.6mL的蒸馏水，2.0mL的30％丙烯酰胺混合液，1.3mL浓度为1.5mol/L Tris(pH8.8)，0.05mL质量分数为10％的十二烷基磺酸钠(SDS)，0.05mL质量分数为10％的过硫酸铵和0.002mL四甲基乙二胺(TEMED)先后混合配置而成。

4％的浓缩胶制备方法如下：2.1mL的蒸馏水，0.5mL的质量分数为30％丙烯酰胺混合液，0.38mL浓度为1.5mol/L Tris(pH6.8)，0.03mL质量分数为10％的SDS，0.03mL质量分数为10％的过硫酸铵和0.003mL TEMED先后混合配置而成。

下面实施例中α-La和β-Lg含量的测定参考Sari2009的方法，采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)，具体方法如下：

采用C18色谱柱(150mm×4.6mm)进行分离，分离温度为35℃。流动相A为质量分数为0.1％的三氟乙酸(TFA)水溶液，B为质量分数0.1％的TPA乙腈溶液，采用二级阵列检测器检测，检测波长为280nm，柱温为35℃，上样前，样品需在4700×g下离心8min，然后取上清20μL上样。采用α-La和β-Lg标准品对样品中α-La和β-Lg的含量进行定量分析。

实施例1

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.5％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.60％，乳糖含量为4.75％，pH为6.2，α-La占总蛋白的比例为20.43％，β-Lg占总蛋白比例的49.46％。将乳清预热至40℃后，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH为7.0，电导率为1.7mS/cm，在此温度下保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。将调节pH后乳清采用100kDa的再生纤维素膜进行浓缩分离，膜面积为0.02m²，温度为40℃，过膜压力为30kPa，此时膜通量为140LMH(L/m²/h)，浓缩10倍后停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中所得的透过液中总蛋白含量为0.45％，α-La含量为0.12g/L，β-Lg含量为0.33g/L，将步骤1)中所得的渗透液升温至50℃，并在此温度下调节pH为4.3，保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。采用孔径为30kDa的RC膜(膜面积为0.02m²)进行连续性洗滤，即在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与透过液渗透速率相等，都为90LMH(L/m²/h)，保持进料缸中样品体积恒定，TMP为30kPa，记录分离过程中截留端中α-乳白蛋白的含量，待截留液中α-La含量≤0.03g/L，即收集透过液体积为进料缸中料液体积的10倍时可停止洗滤，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

3)取步骤2)中膜浓缩后的截留液和透过液分别进行真空浓缩进一步提高固形物含量至透过液中固形物含量为25.49％，截留液中固形物含量为37.49％，真空浓缩条件为55℃，压力为0.08MPa。将截留液和透过液分别进行喷雾干燥，条件为：进口温度135℃，出口温度65℃，进料压力为1.65bar，进料流速为3.8kg/h，料液温度为50℃。

所得到的α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分如表2所示。

表2 α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分含量

	水份(％)	总蛋白含量(％)	纯度(％)	脂肪(％)	灰分(％)
						α-La蛋白粉	2.48	90.30	85.70	1.48	5.74
β-Lg蛋白粉	4.74	83.40	71.20	1.49	10.37

图1为实施例1的聚丙烯酰胺凝胶电泳图；其中编号分别为1，2，3，4和5的电泳条带依次代表乳清原样，100kDa膜分离后的截留液，透过液，30kDa膜分离后的截留液和透过液；编号α、β分别为α-乳白蛋白与β-乳清蛋白。通过图示表明本实施例的方法将β-Lg与α-La充分分离开来。

实施例2

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.4％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.65％，乳糖含量为4.80％，pH为6.3，α-La占总蛋白的比例为19.89％，β-Lg占总蛋白比例的51.20％。将乳清预热至40℃后，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH为6.8，电导率为1.80mS/cm，在此温度下保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。将调节pH后乳清采用100kDa的再生纤维素膜进行浓缩分离，膜面积为0.03m²，温度为45℃，过膜压力为35kPa，此时膜通量为150LMH(L/m²/h)，浓缩11倍后停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中透过液中总蛋白含量为0.65％，α-La含量为0.17g/L，β-Lg含量为0.45g/L，将步骤1)中透过液升温至50℃，并在此温度下调节pH为4.30，保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。采用孔径为30kDa的RC膜(膜面积为0.03m²)进行连续性洗滤，即在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与透过液渗透速率相等，都为100LMH(L/m²/h)，保持进料缸中样品体积恒定，记录分离过程中截留端中α-乳白蛋白的含量，TMP为35kPa，待截留液中α-La含量≤0.03g/L，即收集透过液体积为进料缸中体积的7倍时可停止洗滤，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

3)取步骤2)中膜浓缩后的截留液和透过液分别进行真空浓缩进一步提高固形物含量至透过液中固形物含量为25.07％，截留液中固形物含量为33.05％，真空浓缩条件为50℃，压力为0.085MPa。将截留液和透过液分别进行喷雾干燥，条件为：进口温度115℃，出口温度60℃，进料压力为1.60bar，进料流速为3.0kg/h，料液温度为40℃。

所得到的α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分如表3所示。

表3 α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分含量

	水份(％)	总蛋白含量(％)	纯度(％)	脂肪(％)	灰分(％)
						α-La蛋白粉	2.47	93.70	89.40	1.46	2.37
β-Lg蛋白粉	4.88	80.70	74.70	1.50	12.92

实施例3

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.40％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.55％，乳糖含量为4.70％，pH为6.1，α-La占总蛋白的比例为21.68％，β-Lg占总蛋白比例的48.90％。将乳清预热至40℃后，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH为7.2，电导率为1.60mS/cm，在此温度下保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。将调节pH后乳清采用100kDa的再生纤维素膜进行浓缩分离，膜面积为0.01m²，温度为35℃，过膜压力为25kPa，此时膜通量为120LMH(L/m²/h)，浓缩8倍后停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中渗透液总蛋白含量为0.55％，α-La含量为0.15g/L，β-Lg含量为0.40g/L，将步骤1)中渗透液升温至40℃，并在此温度下调节pH为4.10，保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。采用孔径为30kDa的RC膜(膜面积为0.01m²)进行连续性洗滤，即在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与透过液渗透速率相等，都为70LMH(L/m²/h)，保持进料缸中样品体积恒定，记录分离过程中截留端中α-乳白蛋白的含量，TMP为25kPa，待截留液中α-La≤0.03g/L，即收集透过液体积为进料缸中体积的12倍时可停止洗滤，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

3)取步骤2)中膜浓缩后的截留液和透过液分别进行真空浓缩进一步提高固形物含量至透过液中固形物含量为26.47％，截留液中固形物含量为34.73％，真空浓缩条件为60℃，压力为0.07MPa。将截留液和透过液分别进行喷雾干燥，条件为：进口温度135℃，出口温度70℃，进料压力为1.60bar，进料流速为3.0kg/h，料液温度为45℃。

所得到的α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分如表4所示。

表4 α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分含量

	水份(％)	总蛋白含量(％)	纯度(％)	脂肪(％)	灰分(％)
						α-La蛋白粉	2.89	92.50	87.48	1.47	3.14
β-Lg蛋白粉	4.64	82.50	73.81	1.48	11.38

实施例4-7

步骤1)和2)中膜材料的种类可分别为以下4中膜材料：纤维素酯膜、陶瓷膜、聚醚砜膜或聚偏氟乙烯膜。其它控制条件与实施1相同，所得产品与实施例1效果相当。

对比实施例1

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.40％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.55％，乳糖含量为4.70％，pH为6.1，α-La占总蛋白的比例为21.68％，β-Lg占总蛋白比例的48.90％。将乳清预热至40℃后，用100kDa的再生纤维素膜进行浓缩分离，膜面积为0.02m²，温度为40℃，过膜压力为35kPa，此时膜通量为120LMH(L/m²/h)，浓缩5倍后膜通量开始下降，此时停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中所得的透过液中总蛋白含量为0.55％，α-La含量为0.17g/L，β-Lg含量为0.33g/L，将步骤1)中渗透液升温至40℃，采用孔径为30kDa的RC膜(膜面积为0.02m²)进行连续性洗滤，即在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与透过液渗透速率相等，都为70LMH(L/m²/h)，保持进料缸中样品体积恒定，记录分离过程中截留端中α-乳白蛋白的含量，TMP为25kPa，收集透过液体积为进料缸中体积的9倍时膜通量开始下降，此时可停止洗滤，截留液中α-La为0.09g/L，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

3)取步骤2)中膜浓缩后的截留液和透过液分别进行真空浓缩进一步提高固形物含量至透过液中固形物含量为27.25％，截留液中固形物含量为33.17％，真空浓缩条件为60℃，压力为0.07MPa。将截留液和透过液分别进行喷雾干燥，条件为：进口温度135℃，出口温度70℃，进料压力为1.60bar，进料流速为3.0kg/h，料液温度为45℃。

所得到的α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分如表5所示。

表5 α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分含量

	水份(％)	总蛋白含量(％)	纯度(％)	脂肪(％)	灰分(％)
						α-La蛋白粉	2.78	90.42	61.43	1.50	5.30
β-Lg蛋白粉	4.23	81.68	58.66	1.45	12.64

由对比例1可以看出，如步骤1)和步骤2)过滤前不调节pH，则所得蛋白单体纯度较低，且会造成膜污染，使得分离过程中膜通量下降。

对比实施例2

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.60％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.59％，乳糖含量为4.76％，pH为6.3，α-La占总蛋白的比例为20.64％，β-Lg占总蛋白比例的50.61％。将乳清预热至40℃后，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为6.8，电导率为1.80mS/cm，在此温度下保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。将调节pH后乳清采用100kDa的再生纤维素膜进行浓缩分离，膜面积为0.01m²，温度为45℃，过膜压力为35kPa，此时膜通量为150LMH(L/m²/h)，浓缩11倍后停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中所得的透过液中总蛋白含量为0.61％，α-La含量为0.16g/L，β-Lg含量为0.42g/L，将步骤1)中渗透液升温至50℃，并在此温度下调节pH为4.30，保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。采用孔径为30kDa的RC膜(膜面积为0.01m²)进行连续性洗滤，即在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与透过液渗透速率相等，都为90LMH(L/m²/h)，保持进料缸中样品体积恒定，记录分离过程中截留端中α-乳白蛋白的含量，TMP为35kPa，收集透过液体积为进料缸中体积的4倍时可停止洗滤，截留液中α-La含量为0.08g/L，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

3)取步骤2)中膜浓缩后的截留液和透过液分别进行真空浓缩进一步提高固形物含量至透过液中固形物含量为25.56％，截留液中固形物含量为34.55％，真空浓缩条件为50℃，压力为0.085MPa。将截留液和透过液分别进行喷雾干燥，条件为：进口温度115℃，出口温度60℃，进料压力为1.60bar，进料流速为3.0kg/h，料液温度为40℃。

所得到的α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分如表6所示。

表6 α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分含量

	水份(％)	总蛋白含量(％)	纯度(％)	脂肪(％)	灰分(％)
						α-La蛋白粉	2.91	85.49	43.51	1.48	10.12
β-Lg蛋白粉	4.94	74.61	39.42	1.49	18.96

由对比实施例2可以看出，步骤2)中30kDa RC连续洗滤过程中，如果洗滤倍数过小，导致蛋白单体纯度较低，且灰分含量过高.

对比实施例3

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.45％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.60％，乳糖含量为4.70％，pH为6.20，α-La占总蛋白的比例为19.90％，β-Lg占总蛋白比例的51.16％。将乳清预热至40℃后，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH为7.0，电导率为1.7mS/cm，在此温度下保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。将调节pH后乳清采用100kDa的再生纤维素膜进行浓缩分离，膜面积为0.03m²，温度为40℃，过膜压力为30kPa，此时膜通量为140LMH(L/m²/h)，浓缩10倍后停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中所得的透过液中总蛋白含量为0.48％，α-La含量为0.15g/L，β-Lg含量为0.42g/L，将步骤1)中渗透液升温至50℃，并在此温度下调节pH为4.30，保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。采用孔径为30kDa的RC膜(膜面积为0.03m²)进行浓缩，浓缩8倍后，即截留液的体积为原样体积的1/8时停止过滤，在整个浓缩过程中，膜通量为90LMH(L/m²/h)，TMP为30kPa，截留液中α-La含量为0.11g/L，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

所得到的α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分如表7所示。

表7 α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分含量

	水份(％)	总蛋白含量(％)	纯度(％)	脂肪(％)	灰分(％)
						α-La蛋白粉	2.81	75.49	43.51	1.48	20.22
β-Lg蛋白粉	4.96	64.61	39.42	1.49	28.93

由对比例3可以看出，步骤2)中30kDa RC分离过程中，直接进行浓缩，不进行洗滤，导致蛋白单体纯度较低，且灰分含量过高。

对比实施例4

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.50％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.60％，乳糖含量为4.70％，pH为6.2，α-La占总蛋白的比例为20.46％，β-Lg占总蛋白比例的49.90％。将乳清预热至40℃后，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH为7.2，电导率为1.60mS/cm，在此温度下保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。将调节pH后乳清采用50kDa的陶瓷膜进行浓缩分离，膜面积为0.02m²，温度为35℃，过膜压力为25kPa，此时膜通量为55LMH(L/m²/h)，浓缩4倍后停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中渗透液总蛋白含量为0.31％，α-La含量为0.17g/L，β-Lg含量为0.23g/L，将步骤1)中渗透液升温至40℃，并在此温度下调节pH为4.10，保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。采用孔径为30kDa的RC膜(膜面积为0.02m²)进行连续性洗滤，即在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与透过液渗透速率相等，都为70LMH(L/m²/h)，保持进料缸中样品体积恒定，记录分离过程中截留端中α-La的含量，TMP为25kPa，待截留液中α-La≤0.03g/L，即收集透过液体积为进料缸中体积的12倍时可停止洗滤，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

3)取步骤2)中膜浓缩后的截留液和透过液分别进行真空浓缩进一步提高固形物含量至透过液中固形物含量为27.61％，截留液中固形物含量为33.92％，真空浓缩条件为60℃，压力为0.07MPa。将截留液和透过液分别进行喷雾干燥，条件为：进口温度135℃，出口温度70℃，进料压力为1.60bar，进料流速为3.0kg/h，料液温度为45℃。

所得到的α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分如表8所示。

表8 α-La和β-Lg蛋白粉的主要成分含量

	水份(％)	总蛋白含量(％)	纯度(％)	脂肪(％)	灰分(％)
						α-La蛋白粉	2.88	92.54	86.46	1.48	3.10
β-Lg蛋白粉	4.64	81.44	42.75	1.47	12.45

在步骤1)中如果采用50kDa陶瓷膜进行超滤，所得到的β-Lg蛋白粉的纯度较低，这是由于膜孔径造成产品不好。

对比实施例5

1)取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到的体乳清的总固形物含量为6.40％，脂肪含量为0.03％，蛋白总含量为0.55％，乳糖含量为4.70％，pH为6.1，α-La占总蛋白的比例为21.68％，β-Lg占总蛋白比例的48.90％。将乳清预热至40℃后，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH为7.2，电导率为1.60mS/cm，在此温度下保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。将调节pH后乳清采用100kDa的再生纤维素膜进行浓缩分离，膜面积为0.03m²，温度为35℃，过膜压力为25kPa，此时膜通量为120LMH(L/m²/h)，浓缩8倍后停止超滤，收集所有透过液。

2)步骤1)中渗透液总蛋白含量为0.55％，α-La含量为0.15g/L，β-Lg含量为0.40g/L，将步骤1)中渗透液升温至40℃，并在此温度下调节pH为4.10，保温15min后再次测定pH，保证pH变化范围为±0.02。采用孔径为10kDa的RC膜(膜面积为0.03m²)进行连续性洗滤，即在膜分离过程中，在进料缸中连续注入去离子水，且注入速率与透过液渗透速率相等，都为25LMH(L/m²/h)，保持进料缸中样品体积恒定，记录分离过程中截留端中α-乳白蛋白的含量，TMP为15kPa，此结果发现，截留液中α-La含量由0.15g/L下降至0.13g/L后不再变化，难以实现截留液中α-La≤0.03g/L，即收集透过液体积为进料缸中体积的12倍时可停止洗滤，分别收集此分离过程中透过液和截留液；

3)取步骤2)中膜浓缩后的截留液和透过液分别进行真空浓缩进一步提高固形物含量至透过液中固形物含量为27.79％，截留液中固形物含量为35.14％，真空浓缩条件为60℃，压力为0.07MPa。将截留液和透过液分别进行喷雾干燥，条件为：进口温度135℃，出口温度70℃，进料压力为1.60bar，进料流速为3.0kg/h，料液温度为45℃。

截留液和透过液喷雾干燥后所得到的粉体主要成分如表9所示。

表9 截留液和透过液喷雾干燥后所得到的粉体主要成分含量

在步骤2)中如果采用10kDa的RC膜进行分离，截留液中蛋白含量较高，且α-La和β-Lg占总蛋白的比例与未采用10kDa的RC膜分离的比例相当；透过液中蛋白含量较少，且主要是部分α-La蛋白，β-Lg蛋白检测不出。

效果实施例1

将市售产品α-La蛋白粉、β-Lg蛋白粉(厂家：恒天然集团)与本发明的产品进行粉体性质进行对比，结果如表10。

表10 α-La和β-Lg蛋白粉粉体性质

休止角的大小直接反应粉体的流动性，休止角越小，粉体的流动性越好。休止角是指在静平衡状态下，粉体堆积斜面与底部水平面所夹锐角。它是通过特定方式使粉体自然下落到特定平台上形成的。

压缩度越小，粉体的流动性越好。压缩度是指粉体的振实密度与松装密度之差与振实密度之比。其中，振实密度是指一定重量(或体积)的粉体装填在特定容器后，对容器进行一定强度的震动，从而破坏粉体颗粒间的空隙，使颗粒处于紧密状态，这时的粉体密度叫振实密度；松装密度是指粉体在特定容器中处于自然充满状态后的密度

由表10可知，本发明采用膜分离法所制得的α-La蛋白粉和β-Lg蛋白粉的流动性与市售采用其他方法制得的α-La蛋白粉和β-Lg蛋白粉流动性接近，溶解性相当，但是本发明制得的α-La蛋白粉和β-Lg蛋白粉中蛋白含量高，纯度较高，而且更易于大规模进行生产。

效果实施例2

将α-La蛋白粉按照4％的添加量强化至培尔贝瑞奶粉(厂家：光明乳业股份有限公司)中，配制为10％的奶粉溶液，在室温下充分搅拌溶解，由20位感官评定员来评定。表11为感官评价的标准。表12中对照组为不添加α-La蛋白粉的奶粉，1，2和3分别为添加了实施例1，2和3制备的α-La蛋白粉的奶粉，根据评定员的喜好度分别对色泽和风味两方面来进行打分，分数越高表示喜好度越高，分数范围为1～10。表12中各结果的平均分。

表11 感官评定标准

指标
		色泽	特征色泽均一，呈乳黄色或浅黄色；有光泽
风味	浓郁的乳香味，无不良气味

表12 感官评定结果

指标	对照	样品1	样品2	样品3
					色泽	10	9.8	10	9.9
风味	10	9.7	9.8	9.7

由表12可知，对照组和样品1，2和3组的感官结果中色泽和风味没有显著差异性，这表明添加了α-La和β-Lg后不会影响产品的风味和色泽。

效果实施例3

在酸奶的生产加工中，比较未添加和添加β-Lg蛋白粉对产品特性的影响，酸奶制作工艺如下：

鲜牛乳添加或不添加β-Lg蛋白粉制品(按照0.2％(w/w)比例添加)→预热至40-50℃保持30min→高速剪切均质(7200rpm，2min)→杀菌(90-95℃，5min)→冷却至42℃→按照4％的添加量加入白砂糖并搅匀→接种(菌种预先采用无菌生理盐水溶解后按照生产商提供说明添加)→42℃发酵→速冷至10℃→搅拌→置于4℃。

对照组为不添加β-Lg蛋白粉的奶粉，编号A、B和C分别为按照0.2％(w/w)比例添加了实施例1，2和3制备的β-Lg蛋白粉的奶粉。由5名经过培训的专业技术人员从质地、口感和风味三个方面进行评定。其中，质地包括酸奶的细腻程度，光泽程度和稠厚程度；口感包括滑爽程度，饱满程度和颗粒感；风味有奶香和回味。每个指标的评分为0～10分，分值越高代表产品质量越好。对照样品为未添加β-Lg蛋白粉的产品。感官评价结果如表13。

表13 感官评价结果

样品编号	质地	口感	风味
				对照组	9.5	9.9	10
A	10	9.9	10
				B	9.9	10	10
C	9.8	9.8	10

与对照样品相比，加入β-Lg蛋白粉后，产品的质地和口感较好，风味与对照样品没有区别。

Claims

1.一种α-乳白蛋白粉和/或β-乳球蛋白粉的制备方法，其包括如下步骤：

①将乳清调节pH值至6.8～7.2后，采用孔径为100kDa的膜材料进行超滤得渗透液A；所述的乳清为新鲜干酪生产的甜乳清；

②渗透液A调节pH值至3.5～5.0，采用孔径为30kDa的膜材料进行恒定体积洗滤，分别收集分离过程中渗透液B和截留液；步骤②中，所述的恒定体积洗滤的终点为过滤至7～12倍；

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤①中，所述的甜乳清中总固形物含量为6.0～6.8％，脂肪含量为≤0.04％，总蛋白质含量为0.5～0.7％，乳糖的含量为4.60～4.90％，pH值为6.0～6.5，α-La占所述的总蛋白质的质量百分比为18～22％，β-Lg占所述的总蛋白质的质量百分比为48～52％；上述百分比皆为质量百分比。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤①中，所述的甜乳清中总固形物含量为6.4～6.8％，总蛋白质含量为0.55～0.65％，乳糖的含量为4.70～4.80％，pH值为6.1～6.3，α-La占所述的总蛋白质的质量百分比为19.89～21.68％，β-Lg占所述的总蛋白质的质量百分比为48.90～51.20％。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤①中，所述的pH值为6.9～7.1；

和/或，步骤①中，所述的乳清调节pH值的步骤之前，将所述的乳清先预热至40℃；

和/或，步骤①中，所述的调节pH的步骤后采用pH值为7的磷酸缓冲液调节电导率为0.5～2mS/cm。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤①中，所述的调节pH的步骤后采用pH值为7的磷酸缓冲液调节电导率为1.6～1.8mS/cm。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤①和步骤②中，所述的膜材料为再生纤维素膜；

和/或，步骤①和步骤②中，所述的膜材料的膜面积均为0.01～0.03m²。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤①和步骤②中，所述的膜材料的膜面积均为0.02m²。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤①中，所述的超滤的温度为30～50℃；

和/或，步骤①中，所述的超滤的过膜压力为20～40kPa；

和/或，步骤①中，所述的超滤的膜通量为90～180LMH(L/m²/h)；

和/或，步骤①中，所述的超滤的终点为浓缩至7～12倍。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤①中，所述的超滤的温度为35～45℃；

和/或，步骤①中，所述的超滤的过膜压力为25～35kPa；

和/或，步骤①中，所述的超滤的膜通量为120～150LMH(L/m²/h)；

和/或，步骤①中，所述的超滤的终点为浓缩至8～11倍。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤②中，所述的渗透液A中，总蛋白占所述渗透液A的质量百分比为0.45～0.65％；α-乳白蛋白含量为0.12～0.20g/L；β-乳球蛋白含量为0.31～0.48g/L；

和/或，步骤②中，所述的pH值为3.9～4.6；

和/或，步骤②中，所述的渗透液A调节pH值的步骤之前，将所述的渗透液A升温至35～55℃；

和/或，步骤②中，所述的调节pH值的步骤之后，保温15min后再次测定pH值，保证pH值变化范围为±0.02。

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤②中，所述的渗透液A中，α-乳白蛋白含量为0.14～0.17g/L；β-乳球蛋白含量为0.33～0.45g/L；

和/或，步骤②中，所述的pH值为4.1～4.3；

和/或，步骤②中，所述的渗透液A调节pH值的步骤之前，将所述的渗透液A升温至40～50℃。

12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤②中，所述的恒定体积洗滤的过膜压力为20～40kPa；

和/或，步骤②中，所述的恒定体积洗滤的膜通量为40～130LMH(L/m²/h)。

13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤②中，所述的恒定体积洗滤的过膜压力为25～35kPa；

和/或，步骤②中，所述的恒定体积洗滤的膜通量为70～100LMH(L/m²/h)。

14.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤③中，所述的真空浓缩的压力为0.07～0.085MPa；

和/或，所述的真空浓缩的温度为50～70℃；

和/或，所述的真空浓缩的终点为截留液的固形物含量为≥33％，透过液中固形物含量为≥25％；

和/或，所述的喷雾干燥的进口温度为110～140℃；

和/或，所述的喷雾干燥的出口温度为50～80℃；

和/或，所述的喷雾干燥的进料流速为2.5～5.5kg/h；

和/或，所述的喷雾干燥的料液温度为30～50℃。

15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤③中，所述的喷雾干燥的进口温度为115～135℃；

和/或，所述的喷雾干燥的出口温度为60～70℃；

和/或，所述的喷雾干燥的进料流速为3～4kg/h；

和/或，所述的喷雾干燥的料液温度为35～45℃。