CN106417613A - 一种富含α-乳白蛋白的乳清粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种富含α-乳白蛋白的乳清粉及其制备方法。所述方法包括如下步骤：用水溶解乳清蛋白粉得到料液，使用柠檬酸调节料液pH值至3.6-4.2，在50-60℃搅拌或静置0.5-2h，离心分离得到沉淀，在pH值为3.6-4.2的柠檬酸溶液中清洗沉淀，然后用pH值6.5-8.5的盐溶液溶解沉淀，得到富含α-乳白蛋白的乳清溶液，再加工得到所述富含α-乳白蛋白的乳清粉。该方法提取α-La效果较好，设备简单，投资低，运行成本也较低，基本不涉及三废，且可兼顾产品的纯度和产量，因此具有较强市场竞争力，可用于工业化富含α-La乳清粉的生产。
Description
技术领域
本发明属于乳制品加工技术领域，具体涉及一种乳清蛋白的精制方法，尤其涉及一种富含α-乳白蛋白的乳清粉及其制备方法。
背景技术
α-乳白蛋白(α-La)是乳清蛋白中的一种，具有多种生理功能。如：参与乳糖合成，缓解压力，改善工作表现，促进睡眠等。同时，α-La是婴儿配方粉中重要的原料，随着我国婴儿奶粉市场的快速增长，需求和进口量也迅速增加。
目前，国外常见的α-La提取方法有：离子交换法、膜分离法、酶解法和等电点沉淀法。(1)离子交换法：利用α-La与其他乳清蛋白在等电点性质上的差异，以离子交换技术可以得到较高纯度和品质的α-La，但是该方法投资较高，技术比较复杂，树脂再生时需要消耗大量的酸和碱，会产生大量废水。国际上少数几家乳品原料公司采用该法生产α-La。(2)膜分离法：以乳清为原料，主要依据α-La和β-Lg分子量的差异实现两者的分离。α-La分子量为14000，β-Lg分子量为18000，但是β-Lg常以二聚体的形式存在，二聚体分子量为36000。膜分离工艺同样也存在投资高，膜运行成本高的弊端，虽然得到的α-La品质较高，但工艺总体得率偏低。(3)酶解法：采用选择性水解β-Lg的酶，生产富含α-La的乳清，文献中关于该工艺的报道较少。但市场上该类产品较多，几乎都宣称选择性水解技术，保留尽量多的α-La，同时将β-Lg水解。(4)等电点沉淀法：利用了α-La在等电点发生沉淀的原理。1988年Jean-PaulRialland,Retiers(法国)发明专利Process for selectively separating the alpha-lactalbuminfrom the proteins of whey(US4782138)。以乳清为原料，首先将乳清浓缩至干物质含量为10～40％，然后调节pH到低于4，最优是3到3.5，再进行热处理，温度不超过75℃，优选45到75℃，热处理持续时间为15s到1h，热处理后α-La会沉淀。将沉淀与清液分离即可得到纯化的α-La，该工艺简单易行、成本低。1995年Jacobus N.deWit(荷兰)发明专利Process for the recovery ofα-lactalbumin andβ-lactoglobulin from awhey peotein product(US5420249)同样以乳清蛋白产品为原料，首先将乳清蛋白溶液与钙结合型离子交换树脂在酸性条件下混合，使α-La失去稳定性，然后将溶液与树脂分离，并将溶液的pH调至4.3到4.8，将上述溶液保温在10到50℃以促进α-La附聚沉淀，将沉淀的α-La与清液分离，提高沉淀的pH使α-La溶解。1998年FrancisMartin Stack(爱尔兰)发明专利Process for the fractionation of whey constituents(US5747647)以31～45％蛋白含量的乳清蛋白溶液为原料，首先将pH调至4.3～4.7，加热到35到54℃，保温1h以上，保温过程中α-La附聚沉淀，乳球蛋白保持溶解状态。以机械或膜技术分离沉淀和清液后，对沉淀进行酸碱中和及喷雾干燥即得到α-La。2003年Chao Wu，Ames IA(美国)发明专利Whey treatment process for achieving highconcentration ofα-Lactalbumin.(US6613377B2)以乳清蛋白产品为原料，在乳清蛋白溶液中添加酸降低溶液pH至4.0或以下，优选3.3-3.8，此时α-La发生附聚，利用膜分离或沉淀分离可以获得α-La。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种富含α-乳白蛋白的乳清粉的制备方法；该方法以以浓缩乳清蛋白为原料，利用α-La处于等电点时，结合钙离子的能力下降，静电排斥作用降低，从而与仍然保持溶解的β-Lg分离。
本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的富含α-乳白蛋白的乳清粉。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种富含α-乳白蛋白的乳清粉的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：用水溶解乳清蛋白粉得到料液，使用柠檬酸溶液调节料液pH值至3.6-4.2，在50-60℃搅拌或者静置0.5-2h，离心分离得到沉淀，在pH值为3.6-4.2的柠檬酸溶液中清洗沉淀，然后用pH值6.5-8.5的盐溶液溶解沉淀，得到富含α-乳白蛋白的乳清溶液，再加工得到所述富含α-乳白蛋白的乳清粉。
其中可以理解的是，所述的水应当是复合食品加工标准的水，譬如蒸馏水。
根据本发明一些具体实施方式，其中，pH值为3.6-4.2的柠檬酸溶液体积为沉淀体积的5倍。
根据本发明一些具体实施方式，其中，在pH值为3.6-4.2的柠檬酸溶液中清洗沉淀2-3次。
根据本发明一些具体实施方式，其中，所述盐溶液摩尔浓度为0.05-0.2mol/L。
根据本发明一些具体实施方式，其中，所述盐溶液为氯化钠溶液。
根据本发明一些具体实施方式，其中，所述乳清蛋白粉为蛋白百分浓度含量≥70％的浓缩乳清蛋白粉。
其中更优选为乳清蛋白粉为蛋白百分浓度含量≥80％的浓缩乳清蛋白粉
根据本发明一些具体实施方式，其中，所述用水溶解乳清蛋白得到料液，该料液中的乳清蛋白的百分浓度为4％-8％。
根据本发明一些具体实施方式，其中，所述使用柠檬酸溶液调节料液pH值是指：使用柠檬酸溶液，将料液的pH值调节至3.6-4.2。
其中优选是将料液的pH值调节至3.6-4.0。
根据本发明一些具体实施方式，其中，柠檬酸溶液指的是使用至少包括柠檬酸的原料配制的摩尔浓度为1mol/L柠檬酸酸溶液或柠檬酸缓冲溶液。
所述柠檬酸酸溶液是指柠檬酸和水或其它酸(如盐酸)所配制成的柠檬酸溶液；
所述柠檬酸缓冲溶液是指使用柠檬酸、水和碱；或者是柠檬酸、水和盐配制的柠檬酸溶液。
譬如所述柠檬酸溶液可以是柠檬酸和水配制的摩尔浓度为1mol/L的柠檬酸溶液；或者是柠檬酸和盐酸配制的摩尔浓度为1mol/L的柠檬酸溶液；还可以是柠檬酸和柠檬酸钠配制的摩尔浓度为1mol/L的缓冲溶液；甚至可以是柠檬酸和氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠等配制成的摩尔浓度为1mol/L的缓冲溶液。
而根据本发明一些具体实施方式，所述柠檬酸缓冲溶液是pH值范围是3.0～3.6的柠檬酸和柠檬酸钠的混合溶液。
根据本发明一些具体实施方式，其中，所述离心分离是指使用离心分离机，在15-30℃下，3000g-8000g离心10min-60min。
其中优选的是在20-25℃下、3500g-5500g离心20-40min。
根据本发明一些具体实施方式，其中，溶解乳清蛋白粉得到料液，使用柠檬酸调节料液pH值至3.6-4.2后，在50-55℃处理1-1.5h，离心分离得到沉淀。
其中本发明用盐溶液溶解沉淀后得到乳清溶液，可以按照现有常规方法再加工得到所述富含α-乳白蛋白的乳清粉。譬如可以采用常规的喷雾干燥方法得到所述富含α-乳白蛋白的乳清粉。
另一方面，本发明还提供了所述制备方法制备得到的富含α-乳白蛋白的乳清粉。
根据本发明一些具体实施方式，其中，所含α-乳白蛋白的质量百分含量≥45％；其中优选为45-65％。
综上所述，本发明提供了一种富含α-乳白蛋白的乳清粉及其制备方法。本发明的方法具有如下优点：
该方法以以浓缩乳清蛋白为原料，利用α-La处于等电点时，结合钙离子的能力下降，静电排斥作用降低，疏水区域暴露，在较弱的加热的辅助作用下，逐渐发生聚集并形成絮状沉淀，从而与仍然保持溶解的β-Lg分离。该工艺提取α-La效果较好，设备简单，投资低，运行成本也较低，基本不涉及三废，且可兼顾产品的纯度和产量，因此具有较强市场竞争力，可用于工业化富含α-La乳清粉的生产。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种富含α-La乳清粉，该乳清粉的具体制备方法如下：
原料粉为浓缩乳清蛋白80，其中蛋白百分浓度含量＝80.09％；
称6kg原料粉，溶于94kg蒸馏水中，溶解温度为18℃，搅拌速度为每分钟700转；
室温下采用柠檬酸调节pH至4.2，50℃保温2h后降温至25℃，4500g离心30min得到沉淀；
制备pH值4.2的柠檬酸缓冲溶液(柠檬酸-柠檬酸钠混合溶液，摩尔浓度为1mol/L，pH值3.0～3.6)并将沉淀置于上述溶液中，搅拌清洗沉淀，4500g离心30min得到沉淀；
制备0.1mol/L的氯化钠溶液，并调节pH至7.0，将沉淀置于上述溶液中，搅拌溶解，得到富含α-乳白蛋白的乳清溶液；再加工(喷雾干燥)可制得乳清粉。
表1 不同批次试验记录
注：沉淀相为富含α白蛋白的组分；清液相是富含β-乳球蛋白的组分；
表2 富含α-乳白蛋白样品的理化实验结果
Claims (10)
1.一种富含α-乳白蛋白的乳清粉的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：用水溶解乳清蛋白粉得到料液，使用柠檬酸溶液调节料液pH值至3.6-4.2，在50-60℃搅拌或静置0.5-2h，离心分离得到沉淀，在pH值为3.6-4.2的柠檬酸溶液中清洗沉淀，然后用pH值6.5-8.5的盐溶液溶解沉淀，得到富含α-乳白蛋白的乳清溶液，再加工得到所述富含α-乳白蛋白的乳清粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述盐溶液摩尔浓度为0.05-0.2mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述盐溶液为氯化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述乳清蛋白粉为蛋白百分浓度含量≥70％的浓缩乳清蛋白粉。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述用水溶解乳清蛋白得到料液，该料液中的乳清蛋白的百分浓度为4％-8％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述使用柠檬酸溶液调节料液pH值是指：使用柠檬酸溶液，将料液的pH值调节至3.6-4.2。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，柠檬酸溶液指的是使用至少包括柠檬酸的原料配制的摩尔浓度为1mol/L柠檬酸酸溶液或柠檬酸缓冲溶液；其中优选是pH值范围是3.0～3.6的柠檬酸和柠檬酸钠的混合溶液。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述离心分离是指使用离心分离机，在15-30℃下，3000g-8000g离心10min-60min。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的富含α-乳白蛋白的乳清粉。
10.根据权利要求9所述的富含α-乳白蛋白的乳清粉，其中，所含α-乳白蛋白占总蛋白的质量百分含量≥45％；优选为45-65％。
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