CN108640342B - 一种泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法 - Google Patents

一种泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法,该方法通过对影响牦牛乳清蛋白泡沫分离几个关键因素乳清蛋白浓度、气速、温度及pH的研究,在单因素试验的基础上,通过响应面法进行工艺优化,得出最佳工艺条件组合为:乳清蛋白浓度为100~160μg/mL,气速为250~350mL/min,温度为40~50℃,pH值为3.5~4.5。经验证试验,回收率为75~90%,富集比8~10,该方法适用于青藏高原分散游牧民的生活特点,能有效回收牦牛乳清废水中的乳清蛋白,同时克服了其他技术难以高效分离与富集低浓度乳清废水中乳清蛋白的困难,降低了乳清蛋白的回收成本。

Description

一种泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法
技术领域
本发明属于废水资源回收利用领域,具体为泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法。
背景技术
乳清蛋白主要包含α-乳白蛋白(α-LA),β-乳球蛋白(β-LG)、免疫球蛋白(LG)、血清白蛋白(SA)、乳铁蛋白(LF)和溶菌酶(Lys),由于其较高的营养价值和功能特性已被广泛应用于食品、保健品、化妆品和药物。近年来,随着人类生活水平及健康意识的提高,乳清蛋白的需求量逐年增加。
中国拥有世界上最多的牦牛,占全世界92~95%,它们大多数生活在中国西北部的青藏高原,在当地牧民的生产生活中起着不可或缺的作用。与普通牛乳相比(或其他哺乳动物),牦牛奶含有更多的蛋白(尤其是乳清蛋白)、必需氨基酸、乳糖和矿物质,是一种具有较高营养价值的天然稀缺资源。但是由于技术条件的限制,过剩的牦牛乳被当地游牧民主要用于生产曲拉、酥油等乳制品,而牦牛乳中大量的乳清蛋白除少量用于动物饲料之外,其余作为乳清废水直接排放,导致大量的资源浪费和环境污染。
目前,乳清蛋白的主要分离方法包括膜分离法、离子交换层析法、超滤联合离子交换层析法、亲和层析法等。然而,这些技术很难实际应用于青藏高原分散游牧牧民的生产生活中。因此,探索一种设备简单、环境适应性强,可有效分离回收牦牛乳清废水中乳清蛋白的方法势在必行。
泡沫分离法是近年来发展较快的一种新型分离技术,它以气泡作为分离介质来实现表面活性物质的浓缩与富集,尤其在处理微量组分时,能收到良好的分离效果。具有设备简单、条件温和、能耗低、环境适用性强、可连续操作等优点。目前,泡沫分离技术不仅被广泛用于矿物浮选、石油污染废水处理,还逐渐被用于蛋白质、多糖等领域。
然而,目前还没有一种适用于游牧民从牦牛乳清废水中回收乳清蛋白的泡沫分离方法,且有关蛋白泡沫分离的研究大多只报道了初始浓度、压力、气速、温度、pH值和设备改进等单因素对蛋白泡沫分离的影响,未进行工艺优化,导致蛋白质泡沫分离效率低下,严重限制了牦牛乳清废水中乳清蛋白的再次利用。
本发明在单因素试验基础上,通过响应面法将影响泡沫分离的几个关键因素乳清蛋白浓度、气速、温度及pH结合在一起进行工艺优化,同时克服了传统蛋白分离技术难以实际应用于青藏高原分散型游牧民对牦牛乳清废水中乳清蛋白的分离与富集问题,及传统泡沫分离乳清蛋白效率低下问题。
发明内容
针对常规乳清蛋白分离提取技术难以实际应用于青藏高原牦牛乳清蛋白废水处理的技术问题,提供了一种设备简单、环境适应性强,可有效分离回收牦牛乳清废水中乳清蛋白的方法。
本发明的技术方案如下:
一种泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法,包括如下步骤:
(1)去除乳清废水中的脂肪,得到脱脂乳清废水;
(2)将所述脱脂乳清废水中的乳清蛋白浓度稀释至100~160μg/mL,调节稀释后的乳清废水溶液pH值至3.5~4.5、温度至40~50℃;
(3)将步骤(2)得到的乳清废水溶液注入预先恒温的循环水恒温泡沫分离柱中进行泡沫分离,所述泡沫分离柱的进气速度为250~350mL/min,收集泡沫相直到泡沫分离柱顶端无泡沫溢出,将所述泡沫相消泡后得到的消泡液即为富集乳清蛋白液。
优选的,所述脱脂乳清废水中脂肪含量小于0.45g/L。
更优选的,所述步骤(1)具体包括:调节乳清废水的pH值为4.0~5.0,在3~10℃条件下5000~11000rpm离心,去除上部的脂肪层。
进一步的,所述离心的次数为2~4次,每次离心的时间为5~15min。
优选的,步骤(2)中,用0.5mol/L的NaOH溶液和0.5mol/L的HCl溶液调节稀释后的乳清废水溶液pH值。
优选的,所述泡沫分离柱预先恒温的温度为40~50℃。
优选的,所述泡沫分离柱中,泡沫相部分与液相部分高度之比为1.5~2.0。
优选的,所述消泡后还包括将得到的富集乳清蛋白液浓缩、冷冻干燥,得到乳清蛋白粉。
进一步优选的,所述浓缩为旋转蒸发浓缩,所述旋转蒸发浓缩的温度为45~55℃。
进一步优选的,所述干燥为冷冻干燥。
优选的,所述乳清废水为牦牛乳清废水。
现有技术相比,本发明具有以下优点:
基于乳清蛋白是一种表面活性物质,具有良好的起泡性。本发明提供了一种基于泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法,将乳清废水中的脂肪去除,设置脱脂乳清废水的乳清蛋白浓度为100~160μg/mL,pH值为3.5~4.5,温度为40~50℃,将处理后的乳清废水注入泡沫分离柱中进行泡沫分离,泡沫分离柱的气速为250~350mL/min,收集泡沫相消泡后得到富集乳清蛋白液。本发明的方法能够高效从乳清废水中回收乳清蛋白,显著提高了乳清废水中乳清蛋白的回收率和富集比,回收率达75~90%,富集比达到8~10。
本发明将泡沫分离技术与青藏高原游牧民生活特色相结合,操作简单、设备简易、环境相容性强。能够避免牦牛乳清蛋白资源巨大的浪费和环境污染的发生,降低乳清蛋白生产成本和促进当地牧民增收。
附图说明
图1为本发明泡沫分离装置结构示意图;
其中,1.空压机;2.压力表;3.阀门;4.缓冲瓶;5.转子流量计;6.泡沫分离柱;7.循环水入口;8.循环水出口;9.泡沫接收器。
具体实施方式
本发明泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法,包括如下步骤:
(1)去除乳清废水中的脂肪,得到脱脂乳清废水;
(2)将所述脱脂乳清废水中的乳清蛋白浓度稀释至100~160μg/mL,调节稀释后的乳清废水溶液pH值至3.5~4.5、温度至40~50℃;
(3)将步骤(2)得到的乳清废水溶液注入预先恒温的循环水恒温泡沫分离柱中进行泡沫分离,所述泡沫分离柱的进气速度为250~350mL/min,收集泡沫相直到泡沫分离柱顶端无泡沫溢出,将所述泡沫相消泡后得到的消泡液即为富集乳清蛋白液。
本发明中,乳清废水为生产曲拉及酥油等乳产品的副产物,乳清废水中含有大量的乳清蛋白未被利用。本发明中的乳清废水包括但不限于来自于牦牛奶、普通牛奶、羊奶等乳清废水。本发明以牦牛乳清废水作为具体实施例对本发明技术方案进行说明,但并非是对本发明技术方案的限制。所述牦牛乳清废水中的乳清蛋白含量优选为3.5~6.5g/L。
由于乳清废水中含有大量的脂肪和不溶性沉淀,显著影响了乳清蛋白的起泡性。通常乳清废水中的脂肪含量在0.6~2.5g/L之间,本发明在泡沫分离法之前,乳清废水中的脂肪必须除去。乳清废水的脱脂方法可以采用本领域中的常规脱脂方法。
在本发明中,优选采用离心法去除乳清废水中的脂肪。所述离心脱脂法的具体步骤优选为:调节乳清废水的pH值为4.0~5.0,在3~10℃条件下5000~11000rpm离心,去除上部的脂肪层。本发明对调节乳清废水的pH值方法没有特殊限定,采用本领域中的常规酸或碱调节乳清废水的pH值,如HCl和NaOH。在本发明具体实施例中,优选采用一定浓度的HCl溶液和NaOH溶液调节乳清废水的pH值。所述HCl溶液和NaOH溶液的浓度独立的为0.1~1mol/L,更优选为0.5mol/L。本发明所述离心在低温下进行,所述离心温度优选为4~5℃;所述离心的速率优选为7000~10000rpm,使脂肪粒子聚集在离心液体上部,便于去除。本发明所述离心的时间优选为5~15min/次,更优选为8~12min/次。本发明视脂肪去除效果设置合理的离心次数,优选进行2~4次重复离心除去脂肪。优选脱脂乳清废水中脂肪含量小于0.45g/L,能够用于泡沫分离。
将脱脂乳清废水进行预处理,得到脱脂乳清废水溶液。本发明对脱脂乳清废水的泡沫分离过程包括稀释乳清蛋白浓度、调节气速、调节pH值和调节温度。本发明中,所述脱脂乳清废水稀释的乳清蛋白初始浓度为100~160μg/mL,更优选为130~150μg/mL;本发明所述气速为250~350mL/min,更优选为280~320mL/min;本发明所述脱脂乳清废水的pH值为3.5~4.5,更优选为3.8~4.2;本发明所述脱脂乳清蛋白废水的温度为40~50℃,更优选为43~47℃。
将预处理后的乳清废水溶液注入泡沫分离柱中进行泡沫分离。本发明对泡沫分离柱的结构没有特殊限定,采用本领域中的常规泡沫分离柱进行泡沫分离即可。在本发明具体实施例中,优选泡沫分离柱(6)内径35mm、外径40mm、柱高800mm。所述泡沫分离柱(6)为夹套式的泡沫分离柱,可通入循环水以保证泡沫分离柱的恒温状态。所述泡沫分离柱外壁上设置有循环水入口(7)及循环水出口(8)。本发明优选利用空压机(1)将空气压入泡沫分离柱(6),所述空压机上设置有压力表(2)。为了使空气流速均匀可控,本发明在空压机(1)与泡沫分离柱(6)的管道之间依次设置有阀门(3)、缓冲瓶(4)和转子流量计(5)。空气从泡沫分离柱(6)的底端进入,在泡沫分离柱(6)的顶端连接有泡沫接收器(9),用于承装分离的泡沫相。
本发明将所述泡沫分离柱进行预先恒温,所述恒温温度优选为与所述待分离脱脂乳清废水溶液温度一致。固定准确量取一定体积的乳清废水溶液,注入预先恒温的循环水恒温泡沫分离柱中。本发明优选注入泡沫分离柱中的脱脂乳清废水溶液体积为泡沫分离柱容积的20~80%,更优选为40~60%。本发明中,优选所述泡沫分离柱的容积为0.2~1.0L,更优选为0.3~0.8L;注入泡沫分离柱中的乳清废水溶液体积优选为200~800mL,更优选为300~500mL。本发明中,设置泡沫分离柱的气速范围在250~350mL/min,更优选为280~320mL/min,开启进气阀门进行泡沫分离。进行泡沫分离时,泡沫分离柱由上到下依次为泡沫相部分和液相部分,泡沫相部分与液相部分高度之比优选为1.5~2.0。收集泡沫相,直到泡沫分离柱顶端无泡沫溢出为止。
将收集到泡沫相进行破碎,得到的泡沫消泡液为富集乳清蛋白液。本发明泡沫相的泡沫破碎方法优选为机械破碎法或自然消泡法。
本发明优选将富集乳清蛋白液浓缩、干燥后得到乳清蛋白粉。本发明的浓缩和干燥的方式均可采用本领域的常规方法。在本发明具体实施例中,将富集乳清蛋白液进行旋转蒸发,所述旋转蒸发的温度优选为45~55℃,更优选为50℃。旋转蒸发至原始消泡液体积的3%~5%时进行干燥。所述干燥优选为冷冻干燥,所述冷冻干燥的预冻温度优选为-20℃~-25℃,更优选为-23℃;升华干燥温度优选为-2~-7℃,更优选为-5℃;解析干燥温度优选为17~23℃,更优选为20℃。
本发明的实施例中,所述乳清废水中的脂肪含量、乳清蛋白浓度测定及回收率与富集比的计算方法均可采用本领域技术人员所熟知的方法。本发明中,优选参考以下检测方法:
根据Zhao,Z等研究者2015年在期刊《Journal ofAnhui Agricultural Sciences》发表的《Effects of temperature on determination of protein concentration withcoomassie brilliant blue method》测定牦牛乳清废水中乳清蛋白的浓度。
碱性乙醚法测定牦牛乳清废水中脂肪含量(参考侯曼玲2013年1月在出版社《化学工业出版社》出版的第1版图书《食品分析》第47~56页),并根据公式(1)计算其含量。
Figure BDA0001659300490000061
式中:X为乳清废水脂肪质量浓度,g/100mL;m0为圆底烧瓶质量,g;m1为圆底烧瓶与脂肪总质量,g;V、V0和V1分别为样品体积、总醚体积和排出乙醚体积,mL。
考马斯亮蓝法测定乳清废水中乳清蛋白的浓度,标准曲线的拟合方程为Y=0.00482C-0.00306,R2=0.9993,Y和C分别是吸光度值和蛋白浓度。
根据刘海彬等研究者2016年在期刊《农业工程学报》第32卷第9期271~275页发表的《Technology optimization ofMedicago sativaleafprotein separationwith foamfractionation》中计算评价泡沫分离效果指标的表达式计算回收率和富集比,如公式(2)和公式(3)所示:
Figure BDA0001659300490000062
Figure BDA0001659300490000071
C0,Cf和Cs分别是牦牛乳清蛋白初始质量浓度,泡沫层浓度和残液浓度,V0,Vf和Vs分别是泡沫分离初始装液量体积,泡沫层消泡所得体积和残液体积。质量浓度和体积单位分别是μg/mL和mL。
利用软件Design-Expert 8.0.6,根据Box-Behnken试验设计原理,在单因素试验基础上,选择4因素3水平进行响应面试验设计,即乳清蛋白浓度、气速、温度、pH值4个因素为自变量,回收率和富集比为响应值,探究牦牛乳清废水中乳清蛋白泡沫分离的最佳工艺条件组合。具体过程参照单因素试验的过程,在此不再赘述。响应面实验得出最佳工艺条件组合为:乳清蛋白浓度为100~160μg/mL,气速为250~350mL/min,温度为40~50℃,pH值为3.5~4.5。经验证试验,本发明泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法,回收率为75~90%,富集比8~10,与未优化工艺相比,回收率和富集比显著提高。
本发明的方法能有效回收牦牛乳清废水中的乳清蛋白,同时克服了其他技术难以高效分离与富集低浓度乳清废水中乳清蛋白的困难,降低了乳清蛋白的回收成本。同时本发明试验表明,泡沫分离技术是一种操作简单、设备简易、环境相容性强的牦牛乳清废水中乳清蛋白的分离与富集方法。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
如无特殊说明,本发明实施例中所用的材料与试剂如下:
牦牛乳清废水青海高原牧歌乳业有限公司;
标准牛血清蛋白上海源叶生物科技有限公司;
考马斯亮蓝G-250上海源叶生物科技有限公司;
磷酸、乙醇、盐酸和氢氧化钠天津化学试剂有限公司;
乙醚、石油醚北京精细化工有限公司;
以上所有化学试剂均为分析纯。
如无特殊说明,本发明实施例中所用的仪器与设备如下:
TU-1901双光束紫外-可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司;
玻璃转子流量计(LZB型)南京顺来达测控设备有限公司;
FB45/7空压机上海捷豹压缩机制造有限公司;
PB-10pH计梅特勒-托利多(上海)仪器有限公司;
BSA224S-CW分析天平赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;
IKAIC恒温水浴锅广州仪科实验室技术有限公司;
IKARV-10旋转蒸发仪广州仪科实验室技术有限公司;
循环水恒温泡沫分离柱(内径35mm、外径40mm、柱高800mm)本实验室自制,见图1。
实施例1
乳清蛋白浓度对牦牛乳清蛋白泡沫分离效果的影响
将牦牛乳清废水用0.5mol/L的NaOH溶液和0.5mol/L的HCl溶液调pH为4.0~5.0,在4℃条件下,10000rpm高速离心10min,重复3次除去脂肪,处理后乳清废水中脂肪含量低于0.414g/L,乳清蛋白含量为5.242g/L。
用去离子水分别稀释脱脂牦牛乳清废水中乳清蛋白的质量浓度至70、100、130、160、190、230、260μg/mL,将稀释好的牦牛乳清废水溶液用0.5mol/L的NaOH溶液和0.5mol/L的HCl溶液调pH值为4.3,将稀释且调pH后的牦牛乳清废水溶液放入恒温水浴锅恒温,至乳清废水溶液的温度为45℃。
将处理后的脱脂乳清废水溶液注入预先恒温至45℃的循环水恒温泡沫分离柱中进行泡沫分离,控制所述泡沫分离柱的进气速度为300mL/min,当泡沫分离柱顶端无泡沫溢出时,分离泡沫相部分自然消泡得到泡沫消泡液,用旋转蒸发仪50℃旋转浓缩,之后冷冻干燥得到牦牛乳清蛋白粉。
计算不同乳清蛋白浓度下的回收率和富集比。
表1不同乳清蛋白浓度下的回收率和富集比
Figure BDA0001659300490000091
蛋白浓度是影响泡沫分离效果的一个重要因素。如表1所示,随着乳清蛋白浓度从70μg/mL增加到260μg/mL,回收率从72.25%增加到90.98%,而富集比从13.55降低到4.07。当浓度低于100μg/mL时,富集比迅速降低而回收率迅速增加,当浓度超过100μg/mL,富集比下降而回收率增加缓慢,这是因为吸附在泡沫上的蛋白质双分子层随着浓度的增大逐渐趋于饱和。此外,蛋白质浓度越高,分子间排列越紧密,泡沫的发泡能力越强,排液速率越慢,因此,回收率升高而富集比降低。考虑到目前泡沫分离技术主要适用于低浓度表面活性物质的分离,而在泡沫分离的实际应用中,应保证较高的蛋白浓度,选取100~160μg/mL的乳清蛋白浓度作为下一步研究的试验条件。
实施例2
温度对牦牛乳清蛋白泡沫分离效果的影响
采用实施例1的方法对牦牛乳清废水中的乳清蛋白进行分离。其中设置乳清蛋白质量浓度为130μg/mL,调节牦牛乳清废水稀释液及泡沫分离柱的温度分别为20、25、30、35、40、45、50、55℃,其余参数及方法同实施例1。
表2不同温度下的乳清蛋白回收率和富集比
温度℃ 回收率% 富集比
20 73.90 11.67
25 74.69 10.67
30 78.28 6.91
35 82.85 5.40
40 79.60 5.69
45 78.69 6.65
50 78.18 7.33
55 78.02 8.51
温度显著影响溶液的表面张力,影响泡沫的稳定性和泡沫层液体回流速率,从而影响泡沫分离效果。如表2所示,在20~55℃时,随着温度的升高,回收率先升高后降低,富集比先降低后升高,在35℃时,回收率达到最大值82.85%,富集比达到最小值5.4。这是因为在较低温度(低于35℃)下,溶液的粘度和表面张力极强,泡沫不稳定,但过高的温度(35℃以上)也会使泡沫液体回流速度加快,泡沫强度降低,造成泡沫稳定性差。因此,在35℃时,泡沫稳定,持液量高、回收率最高,富集比最低。此外,本研究还发现,高温也能显著提高乳清蛋白泡沫分离的时间效率。因此,选择40~50℃的温度作为下一步研究的实验条件。
实施例3
pH值对牦牛乳清蛋白泡沫分离效果的影响
采用实施例1的方法对牦牛乳清废水中的乳清蛋白进行分离。其中设置乳清蛋白质量浓度为130μg/mL,调节牦牛乳清废水稀释液的pH值分别为3.3、3.8、4.3、4.8、5.3、5.8、6.3,其余参数及方法同实施例1。
表3不同pH值下的乳清蛋白回收率和富集比
Figure BDA0001659300490000101
Figure BDA0001659300490000111
pH值显著影响牦牛乳清蛋白在水溶液中的理化性质,如所带净电荷、溶解性、界面张力和泡沫强度等,对牦牛乳清蛋白的泡沫分离性能有显著影响。如表3所示,随着pH值从3.3增加到6.3,回收率先增加后降低,而富集比逐渐降低。对于回收率来说,当pH为4.3时,达到最高值84.69%,当pH小于4.3时,由于分子间的排斥力最强,起泡性太差,回收率较低;当pH值大于5.3时,乳清蛋白在单位泡沫上的吸附能力逐渐降低也是由于分子间的排斥力增加。而对于富集比来说,随着pH的增加,富集比从8.78降低到3.66(除pH值为4.8突变点)。这是由于乳清蛋白中的碱性蛋白随着pH值的增加,起泡性增强,泡沫液膜变厚,持液量增加,从而使富集比降低。pH值为4.8突变是由于在pH值为4.8时,乳清蛋白所带净电荷最少,分子间排斥力最小,乳清蛋白部分沉淀,溶解度最低,鉴于在较低的pH值条件下,乳清蛋白可能会水解。因此,选取pH为3.5~4.5的值作为下一步研究的实验条件。
实施例4
气速对牦牛乳清蛋白泡沫分离效果的影响
采用实施例1的方法对牦牛乳清废水中的乳清蛋白进行分离。其中设置乳清蛋白质量浓度为130μg/mL,泡沫分离柱中的气速分别为150、200、250、300、350、400、450mL/min,其余参数及方法同实施例1。
表4不同气速下的乳清蛋白回收率和富集比
Figure BDA0001659300490000112
Figure BDA0001659300490000121
气速对界面吸附和泡沫排液均有显著影响。如表4所示,随着气速从150mL/min增加到450mL/min,回收率从56.09%提高到93.93%,而富集比从30.59下降到3.17。这是由于随着气速的增大,单位时间内将产生更多的泡沫,泡沫在泡沫分离柱中停留时间较短,持液量显著增加,回收率升高而富集比降低。鉴于回收率和富集比是评价泡沫分离效果的两个重要指标,应该在保证较高回收率的前提下,提高富集比。此外,在较大的气速下,有利于提高泡沫分离的时间效率。最终,选择气速为250~350mL/min作为下一步研究的实验条件。
实施例5
牦牛乳清蛋白泡沫分离工艺优化试验
根据Box-Behnken试验设计原理,在实施例1~4的单因素试验基础上,用DesignExpert 8.0.6软件优化分析牦牛乳清蛋白泡沫分离的最佳工艺条件。试验设计表如表5所示。
表5牦牛乳清蛋白泡沫分离响应面试验设计因素水平表
Figure BDA0001659300490000122
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表6不同优选实验条件下的回收率和富集比
Figure BDA0001659300490000132
实验表明,泡沫分离技术是一种适合青藏高原分散游牧民的生活特点,且能有效回收牦牛乳清废水中乳清蛋白的方法。乳清蛋白初始浓度、气速、温度、pH值等因素对牦牛乳清蛋白泡沫分离性能有重要影响。在单因素实验的基础上,响应面法优化牦牛乳清蛋白泡沫分离工艺条件,得到最佳工艺条件为:乳清蛋白浓度120μg/mL,气速310mL/min,温度41℃,pH值3.8,在此条件下验证,最高回收率和最大富集比分别达到88.3%,9.25。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种泡沫分离法分离乳清废水中乳清蛋白的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)去除乳清废水中的脂肪,得到脱脂乳清废水;
(2)将所述脱脂乳清废水中的乳清蛋白浓度稀释至100~160μg/mL,调节稀释后的乳清废水溶液pH值至3.8~4.2、温度至40~50℃;
(3)将步骤(2)得到的乳清废水溶液注入预先恒温的循环水恒温泡沫分离柱中进行泡沫分离,所述泡沫分离柱的进气速度为250~350mL/min,收集泡沫相直到泡沫分离柱顶端无泡沫溢出,将所述泡沫相消泡后得到的消泡液即为富集乳清蛋白液;
所述脱脂乳清废水中脂肪含量小于0.45g/L。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)具体包括:调节乳清废水的pH值为4.0~5.0,在3~10℃条件下5000~11000rpm离心,去除上部的脂肪层。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述离心的次数为2~4次,每次离心的时间为5~15min。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,用0.5mol/L的NaOH溶液和0.5mol/L的HCl溶液调节稀释后的乳清废水溶液pH值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述泡沫分离柱预先恒温的温度为40~50℃。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述泡沫分离柱中,泡沫相部分与液相部分高度之比为1.5~2.0。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述消泡后还包括将得到的富集乳清蛋白液浓缩、冷冻干燥,得到乳清蛋白粉。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述浓缩为旋转蒸发浓缩,所述旋转蒸发浓缩的温度为45~55℃。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述乳清废水为牦牛乳清废水。
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