DE2462519C3

DE2462519C3 - Verfahren zur Herstellung raffinierter Lactose

Info

Publication number: DE2462519C3
Application number: DE2462519A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Tokyo Tomita
Original assignee: Morinaga Milk Industry Co Ltd
Current assignee: Morinaga Milk Industry Co Ltd
Priority date: 1973-03-09
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1982-02-11
Also published as: IE38851B1; DE2462519B2; DE2462519A1; JPS49116256A; NO135478B; IE38851L; NO135478C; DK150194B; NL164609B; DK150194C; FR2220529B1; NL164609C; SE7612077L; NL7401384A; JPS5238106B2; SE407407B; AR199524A1; GB1407313A; SE420791B; AU6089173A

Description

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Die aus Molke gewonnenen Lactosen haben als Rohmaterial weite Verwendung für die Herstellung von Arznei- und Nahrungsmitteln gefunden. Darunter ist die sogenannte pharmazeutisch verwendbare Lactose, d. h. solche, die dem Arzneibuch entspricht, die einen hohen Lactosegehalt besitzt, weiß ist und als Trägersubstanz zur Tablettenherstellung verwendet wird, von höchster Qualität Die Lactosen werden entsprechend ihrem Lactosegehalt und dem Grad ihrer Färbung in pharmazeutisch verwendbare, d. h. solche, die dem Arzneibuch entspricht, eßbare Lactose und Lactose zur Fermentation eingeteilt. Es ist daher wünschenswert, eine Lactose herzustellen, die weiß ist und den höchstmöglichen Lactosegehalt besitzt.

Die bisherigen Verfahren zur Herstellung raffinierter Lactose, einschließlich eines bekannten Verfahrens zur Entfernung von Vitamin B2 aus Molke, sind der folgenden Literatur zu entnehmen.

(a) Lactose and its utilization: E. O. Whittier: »Journal of Diary Science«, 27,505 (1944);

(b) Byproducts from milk, E. O. Whittier und B. H. Webb, 1. Aufl., Seite 295, erschienen bei Reinhold Publishing Corporation, New York, 1950;

(c) Recent progress in manufacture and use of lactose: S. M. Weisberg: »Journal of Dairy Science«, 37, 1106, (1954);

(d) Manufacture of refined lactose directly from whey, L. Schmidt, Dairy Science Abstracts, 20,9216,1958); und

(e) Byproducts from milk, B. H. Webb und E. O. Whittier, 2. Aufl., Seite 356, erschienen bei The AVI, Publishing Company Inc., Westport, 1970.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung von raffinierter Lactose von hoher Qualität. Eine andere Aufgabe ist die Erzeugung einer Molkelösung oder eines Molkepulvers, das einen hohen zusätzlichen Wert nach der Abtrennung der Lactose besitzt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung raffinierter Lactose aus Molke oder _bo Molkekonzentrat durch Elektrodialyse mit einer ionenpermselektiven Membran unter Entfernung von mehr als 50% des Aschegehaltes, wobei man die entsalzte Molke durch Konzentrieren und Kühlen in kristallisierte Lactose umwandelt und die Lactosekristalle abtrennt und trocknet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Molke verwendet, die bei einer Temperatur von unter 70°C über eine Kolonne, die mit aus Erdöl oder Kohle gewonnener granulärer Aktivkohle gefüllt ist, worin Foren mit einem Durchmesser von 40 bis 200 A über 55% der Gesamtporen ausmachen und das Porenvolumen über 1,1 ecm pro g beträgt, geleitet worden ist

Ausgegangen werden kann erfindungsgemäß von Frischmolke oder einem Molkekonzentrat mit einem Feststoffgehalt unter 25%, hergestellt durch Konzentration von Molke, um einen höheren Feststoffgehalt als in Frischmolke (6,2 bis 63%) aber niedriger als 25% zu erhalten, oder hergestellt durch Lösen von Molkepulver hoher Qualität in Wasser (Diese Molkenmaterialien werden nachfolgend als »Molke« bezeichnet).

Im allgemeinen wird Lactose durch Kristallisationsverfahren aus der Molke abgetrennt Die Verwendungsmöglichkeit herkömmlicher Molke ist begrenzt da sie einen hohen Aschegehalt besitzt; wenn sie auch als Nahrungsmittel geeignet ist Daher wird Molke gewöhnlich entsalzt Wenn bei der Gewinnung von raffinierter Lactose die Entsalzung der Molke durch Elektrodialyse der raffinierten Molke mittels einer Ionenaustauschmembran vor deren Auskristallisierung durchgeführt wird, ergeben sich insbesondere folgende Vorteile:

(1) Beim Konzentrieren entsalzter Molke zur Kristallisation kann ein hoher Feststoffgehalt erzielt werden. Es ist leichter, Lactose zur Kristallisation und Abtrennung zu bringen, so daß die Lactoseausbeute im Vergleich zur konventionellen Methode ohne Entsalzen um 10 bis 15% besser ist.

(2) Ein bedeutender Nachteil bei der Elektrodialyse herkömmlicher Molke mittels ionenpermselektiver Membran besteht darin, daß Farbstoffe in der Molke an der anionenpermselektiven Membran adsorbiert werden, deren elektrischen Widerstand erhöhen, deren elektrische Wirksamkeit vermindern und die Membran zerstören, was zur verkürzten Lebensdauer der Ionenaustausch-Membran führt.

Der Vorgang des Entsalzens der Molke kann erfindungsgemäß wirksam ohne solche Nachteile durchgeführt werden, so daß die Lebensdauer der Anionenaustausch-Membran um ein Mehrfaches bis mehr als Zehnfaches verlängert wird.

Für die Entsalzung der raffinierten Molke ist eine Konzentration mit einem Feststoffgehalt von 20 bis 25% zweckmäßig. Beim Entsalzungsvorgang sollte die Temperatur der Molke konstant unter 70°C gehalten werden, so daß das Molkenprotein nicht koaguliert bzw. aufgefällt wird oder die Lactose nicht kristallisiert. Der Grad der Entsalzung beträgt 50%. Liegt der Wert unter 50%, kann keine Verbesserung der Ausbeute an Lactose bei dem nachfolgenden Konzentrierungsvorgang erwartet werden. Im allgemeinen erfolgt das Entsalzen bis zu einem Grad von 50 bis gegebenenfalls 90%.

Anschließend wird die entsalzte Molke gewöhnlich auf einen Feststoffgehalt von 65 bis 75% konzentriert. Der Feststoffgehalt nach der Konzentration hängt vom Entsalzungsgrad der Molke ab; je höher der Entsalzungsgrad, desto höher ist der Feststoffgehalt, den man erzielen kann.

Nach dem Konzentrieren wird die Molke auf unter 65°C gekühlt und beimpft, um die Kristallisation der Lactose entsprechend konventionellen Methoden zu beschleunigen. Nach dem Animpfen und nachdem die konzentrierte Molke ausreichend auskristallisiert ist, wird die Lactose zur Abtrennung der Lactosekristalle zentrifuigert; diese werden dann mit kaltem Wasser

gewaschen und getrocknet, um ein raffiniertes Lactoseproduktzu erhalten.

Durch Entsalzen der raffinierten Molke und anschließende Konzentration zum Kristallisieren der Lactose erhält man die oben dargestellte ausgezeichnete Lactoseausbeute, weil die Reinheit der Lactose für den gesamten Feststoffgehalt der Molke hoch ist und die Assoziation von Calziumionen mit einem Teil der Lactose unter Verzögerung der Kristallisierung derselben verringert wird. Die konzentrierte Molke hat infolge der Entfernung von anorganischem Salz eine niedrige Viskosität, die Lactose kann daher leicht auskristallisieren, und die konzentrierte Molke behält nach dem Auskristallisieren der Lactose ihre Fließbarkeit auch bei Abkühlung auf niedrige Temperaturen, da sie eine niedrige Viskosität besitzt Zum anderen kann die entfärbte, entsalzte und von Lactose befreite Molke nach Abtrennung der Lactose zu einem Molkenproteinpulver getrocknet werden, das weite Verwendung als Nahrungsmittel findet

Es kann also eine weiße, raffinierte Lactose von hoher Reinheit, die als Nahrungs- und Arzneimittel Verwendung findet, billig und mit guter Ausbeute hergestellt werden.

Eine Molkenlösung, welche über eine erfindungsgemaß verwendete Kolonne mit Aktivkohle geleitet worden ist, wurde 10 Min. zum Pasteurisieren auf 75° C erhitzt und danach mittels eines Platten-Konzentrators zu etwa 601 Molkenlösung mit einem Feststoffgehalt von 20% konzentriert Diese Molkenlösung wurde unter Benutzung eines auf dem Markt befindlichen Apparates der Elektrodialyse mit Ionenaustauschmembran in der üblichen Weise unterworfen, wodurch etwa 70% des Aschegehaltes entfernt wurden. Die Eigenschaften der entfärbten und entsalzten Molkelösung nach Entfernung von 70% Asche sind in Tabelle 1 aufgezeigt

Gew.-%)

Tabelle 1

Gew.-%)

Protein

Lactose

0,16

2,36

15,30

40

45 Aschegehalt
Feststoffgehalt
Vitamin B₂-Gehalt
pH

0,68
1S,4O
nicht festgestellt

6,2

Die Molkenlösung wurde nach dem Entfärben und Entsalzen nach üblichem Verfahren weiter auf einen Feststoffgehalt von etwa 72% konzentriert Sie wurde dann in einen Kristallisationstank gegeben, in den ein Lactosekristallisationskeim bei 56° C eingebracht worden war. Dann wurde unter Rühren langsam auf 27° abgekühlt und zum genügenden Auskristallisieren der Lactose etwa 36 Stunden auf 27° C gehalten. Die Viskosität der konzentrierten, die Lactosekristalle enthaltenden Molkelösung betrug etwa 126OcP. Diese Lösung wurde dann zur Abtrennung der Lactose in einem korbartigen Zentrifugalabscheider bei etwa 600 Umdr./Min. (etwa 600G) zentrifugiert Die so abzentrifugierten Lactosekristalle wurden 1 Minute bei etwa 7°C mit kaltem Wasser gewaschen, zur Entfernung des Wassers bei etwa 1200Umdr7min. (1200G) zentrifugiert und in üblicher Weise bei 84° C in einem Bettrockner auf einen Wassergehalt unter 0,5% getrocknet. So erhielt man etwa 7250 kg raffinierter Lactose mit einer Zusammensetzung wie in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Lactose

Wassergehalt

Protein (N X 6,38)

Aschegehalt

Säurewert (als Milchsäure)

Gew.-%

99,5
0,3
0,08
0,02
0,05

Die entfärbte, entsalzte und von Lactose getrennte Molkenlösung wurde nach dem üblichen Verfahren getrocknet, um entfärbtes, entsalztes und lactosefreies Molkepulver von hohem Proteingehalt zu erhalten.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung raffinierter Lactose aus Molke oder Molkenkonzentrat durch Elektrodialyse mit einer ionenpermselektiven Membran unter Entfernung von mehr als 50% des Aschegehaltes, wobei man die entsalzte Molke durch Konzentrieren und Kühlen in kristallisierte Lactose umwandelt und die Lactosekristalle abtrennt und trocknet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Molke verwendet, die bei einer Temperatur von unter 70° C über eine Kolonne, die mit aus Erdöl oder Kohle gewonnener granulärer Aktivkohle gefüllt ist worin Poren mit einem Durchmesser von 40 bis 200 A über 55% der Gesamtporen ausmachen und das Porenvolumen über 1,1 ecm pro g beträgt geleitet worden ist