FR2669810A1 - Procede de fabrication d'une fraction de lait a teneur elevee en alphalactalbumine et produit obrenu par la mise en óoeuvre de ce procede. - Google Patents
Procede de fabrication d'une fraction de lait a teneur elevee en alphalactalbumine et produit obrenu par la mise en óoeuvre de ce procede. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une fraction de lait avec une teneur élevée en alphalactalbumine ainsi que les produits comprenant une telle fraction. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre du lait qui a été traité par la chaleur ou lors de son traitement par la chaleur à un traitement de microfiltration à passage transversal ou à un traitement d'ultrafiltration utilisant une membrane à poids moléculaire fractionnel de plus de 50 000 Da, puis à transférer l'alphalactalbumine jusqu'au côté du filtrat pour la séparation et la récupération d'alpha-lactalbumine. Le procédé permet de réduire la quantité de bétalactoglobuline et d'augmenter l'alpha-lactalbumine, de fournir une fraction de lait avec une teneur élevée en alphalactalbumine et une valeur nutritive élevée. Applications: Substitut de lait maternel et d'une composition nutritive.
Description
Procédé de fabrication d'une fraction de lait à teneur élevée en alPha-lactalbumine et Produit obtenu Par la mise en oeuvre de ce Procédé
La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication d'une fraction à teneur élevée en alphalactalbumine à partir de lait et à un produit comprenant une telle fraction.
La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication d'une fraction à teneur élevée en alphalactalbumine à partir de lait et à un produit comprenant une telle fraction.
La protéine du sérum du lait est généralement plus nutritive et plus efficacement utilisée pour les corps vivants que la caséine et la protéine de soja. En raison de ceci, elle est utilisée comme substitut pour le lait maternel et comme source de protéine pour des compositions alimentaires nutritives pour des nourissons et des animaux. Quand elle servie comme substitut du lait maternel, en particulier, l'utilisation de la protéine du sérum du lait à teneur réduite en bétalactoglobuline (ci-après abrégée par ss-Lg) et à teneur enrichie en alpha-lactalbumine (ci-après abrégée par a-La) est recommandée, puisque la ssLg, qui est un composant principal des protéines du sérum du lait, n'est pas contenue dans le lait maternel et agit comme un allergène pour les allergies infantiles.
Pour cette raison, un procédé de fabrication de protéine du sérum du lait comme substitut du lait maternel à partir de petit lait par réduction de la teneur en B-Lg et augmentation de la teneur en a-La a été proposé pour assurer une utilisation efficace de la protéine du petit-lait qui est un sous-produit de la production de fromage.
Comme moyen de séparation et de récupération des fractions à une teneur élevée en a-La à partir du petit-lait, un certain nombre d'essais ont été entrepris pour utiliser efficacement les différences des propriétés physiques et chimiques de différentes protéines du sérum du lait. Les méthodes proposées jusque là, cependant, entraînent des problèmes tels que la nécessité de processus compliqués, une consommation d'énergie importante, un faible taux de récupération, des modifications irréversibles des propriétes de la protéine. Aucun des procédés proposés n'a été viable comme procédé de production à l'échelle industrielle. Plus récemment, des procédés utilisant l'ultrafiltration (en abrégé UF) ont été proposés par Pierre
Harris (demande de brevet japonais publiée nO 118758/1982),
J.L.Maubois (demande de brevet japonais publiée nO 36494/1981), et R.e.Bottomley (demande de brevet japonais publiée nO 165343/1989); tous ces procédés utilisant du petitlait comme produit brut de départ. Des études d'applications effectives de ces procédés ont révélé cependant des difficultés pour la séparation exacte de la a-La d'avec la ss-
Lg en raison des poids moléculaires très proches de la a-La et de la ss-Lg ; 14 000 Da (a-La) et 36.000 Da pour le dimère (ss-
Lg), et en raison de fluctuations des dimensions des pores de membranes UF disponibles commercialement.Tous les procédés proposés jusqu'ici utilisent le petit-lait comme produit brut de départ; il n'y a aucun procédé pour la séparation et la récupération de fractions à teneur élevée en a-La à partir du lait.
Harris (demande de brevet japonais publiée nO 118758/1982),
J.L.Maubois (demande de brevet japonais publiée nO 36494/1981), et R.e.Bottomley (demande de brevet japonais publiée nO 165343/1989); tous ces procédés utilisant du petitlait comme produit brut de départ. Des études d'applications effectives de ces procédés ont révélé cependant des difficultés pour la séparation exacte de la a-La d'avec la ss-
Lg en raison des poids moléculaires très proches de la a-La et de la ss-Lg ; 14 000 Da (a-La) et 36.000 Da pour le dimère (ss-
Lg), et en raison de fluctuations des dimensions des pores de membranes UF disponibles commercialement.Tous les procédés proposés jusqu'ici utilisent le petit-lait comme produit brut de départ; il n'y a aucun procédé pour la séparation et la récupération de fractions à teneur élevée en a-La à partir du lait.
D'autre part, la technologie UF est couramment utilisée dans l'industrie du lait pour la fabrication de concentrés de protéines de petit-lait (WPC) et de protéines de lait entier (TMP), et pour la concentration de lait de fromage; son application commerciale est sensiblement limitée à la séparation de lactose et de cendres à partir de protéines. Par rapport à la microfiltration (en abrégé MF), d'autre part, leur application dans le système de filtration globale est limitée au traitement des boues et à l'enlèvement des précipités du fait que, dans le système global de filtration, la capacité de traitement tend à diminuer en raison de l'encrassement du filtre qui interfère sur les caractéristiques possédées de manière inhérente par la membrane.Le récent développement du système à courant transversal éliminant les inconvénients du système de filtration globale a ouvert des possibilités d'application des techniques MF à l'industrie du lait; des études ont été entreprises concernant l'enlèvement de bactéries du lait, la concentration de bactéries d'acide lactique, l'enlèvement des graisses du petit-lait, etc. Cependant, aucune étude n'a été entreprise par rapport à la séparation et à la récupération des protéines du sérum du lait, particulièrement celles à teneur élevée en a-La, à partir du lait en utilisant la technologie MF.
En outre, avec les progrès des technologies de fabrication de membranes, une large variété de membranes sont produites; par exemple celles avec la capacité de séparer des fractions avec des poids moléculaires faibles à élevés sont disponibles commercialement. Un tel progrès à élargir la possibilité d'application de membranes UF à la séparation de composants du lait qui n'ont pas été séparés par l'utilisation de membranes classiques.
Un but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé pour séparer et récupérer de manière efficace une fraction à teneur élevée en a-La à partir de lait.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé industriel nouveau pour séparer et récupérer une fraction à teneur élevée en a-La à partir de lait.
Un but encore de la présente invention est de fournir une fraction à teneur élevée en a-La par les procédés ci-dessus et une composition nutritive comprenant une telle fraction.
Le premier but ci-dessus est atteint, conformément à la présente invention, par un procédé qui comprend la soumission du lait qui a été traité thermiquement ou lors de son traitement thermique, à un traitement MF à courant transversal ou à un traitement UF, puis la séparation et la récupération d'une fraction à teneur élevée en a-La sous forme de filtrat.
Le deuxième but est atteint, conformément à la présente invention, par un procédé qui comprend la soumission du rétentat produit par ledit traitement MF à courant transversal ou ledit traitement UF à une diafiltration (en abrégé DF) et la combinaison du filtrat ainsi obtenu avec ledit filtrat obtenu par ledit traitement MF à courant transversal ou UF.
Le troisième but est atteint, conformément à la présente invention, par la fourniture d'une poudre de lait à teneur élevée en a-La par séchage de ladite fraction de lait à teneur élevée en a-La sous forme de poudre et la fourniture d'une composition nutritive comprenant ladite fraction mélangée à la nourriture.
D'autres objets caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus complètement à partir de la description suivante.
La présente invention a été effectuée sur la base de la découverte que le lait chauffé produit des complexes entre la kappa-caséine et la B-Lg, et un traitement MF à courant transversal ou un traitement UF du lait chauffé permet aux complexes à poids moléculaire élevé de rester dans la partie rétentat de la membrane en autorisant seulement la a-La à poids moléculaire plus faible à traverser dans la partie filtrat. Ainsi, une fraction de protéine de petit-lait à teneur élevée en a-La peut être produite à l'échelle industrielle conformément à la présente invention. La fraction a-La ainsi produite peut être utilisée comme substitut du lait maternel et comme composition nutritive pour des nourrissons et des animaux.
Spécifiquement, la présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une fraction de lait à teneur élevée en a-La par la séparation et la récupération d'une telle fraction à partir de lait traité thermiquement, par le traitement avec une membrane MF à courant transversal ou une membrane UF à poids moléculaire fractionnel plus important.
Le traitement thermique du lait peut être réalisé conformément au procédé de la présente invention pendant que le lait est traité par une membrane. Comme mentionné précédemment, le lait contient de la a-La et de la ss-Lg et leurs poids moléculaires par exemple dans le lait de vache sont de 14 000 Da (a-La) et de 36 000 Da (B-Lg, sous forme de dimère). Normalement, deux composés avec une différence de poids moléculaires de cet ordre peuvent difficilement être séparés par une membrane. La ss-Lg est une protéine sensible à la chaleur et forme des associations entre les molécules ou produit un complexe avec la kappa-caséine dans le micelle de caséine LDairy Sci. Abst., 25, 45 (1963) ; J. Dairy Sci., 48, 1161 (1965)].Les présents inventeurs ont réussi à séparer la a-La de la ss-Lg par l'application combinée de cette caractéristique du lait et de la technologie de la séparation par membrane qui a réalisé un progrès remarquable dans les dernières années, c'est-à-dire en augmentant le poids moléculaire relatif de la ss-Lg pour augmenter la différence entre les poids moléculaires de la a
La et de ss-Lg et en traitant le lait avec une membrane MF à courant transversal ou une membrane UF avec un poids moléculaire fractionnel plus élevé. En conséquence, la a-La peut être produite avec une bonne efficacité.
La et de ss-Lg et en traitant le lait avec une membrane MF à courant transversal ou une membrane UF avec un poids moléculaire fractionnel plus élevé. En conséquence, la a-La peut être produite avec une bonne efficacité.
N'importe quels laits peuvent être utilisés dans la présente invention, incluant les laits de vache, de chèvre, de brebis, de bufflonne, etc, sans tenir compte de la teneur en graisses.
Les laits traités thermiquement dans la présente invention incluent ceux ayant subi à l'avance un traitement par la chaleur, par exemple les laits pasteurisés, les laits réduits (laits fabriqués par dissolution de lait en poudre concentré par la chaleur dans de l'eau), laits frais préchauffés (incluant les laits écrémés frais), et incluent également ceux incluant une température élevée pour le traitement par la membrane. Le traitement thermique est de préférence réalisé à une température au-dessus de 700C à laquelle la ss-Lg s'associe ou se polymérise ou forme un complexe avec la kappa-caséine.
Le traitement sur membrane MF à courant transversal est une technologie qui a accompli un progrès remarquable dans ces dernières années. Différent du système de filtration totale classique, le traitement à courant transversal consiste en un système de passage de l'alimentation le long de la membrane en croisant perpendiculairement la direction dans laquelle le filtrat s'écoule. Le système permet de maintenir une capacité de traitement élevée et une bonne performance de fractionnement de la membrane. Les membranes MF, d'autre part, sont destinées à la séparation de particules; ainsi, les dimensions de pores des membranes sont déterminées avec précision. Normalement, la dimension de pores est comprise entre 0,01 um et plusieurs jira et les membranes sont constituées de céramiques ou de polymères.Dans la présente invention, l'utilisation de membranes avec une dimension de pores de 0,05 - 1,0 um est préférable. A la fois la a-La et la ss-Lg ont des difficultés à passer à travers une membrane avec une dimension de pores inférieure à 0,05 jna de telle sorte que leur fractionnement est impossible. Si la dimension de pores est supérieure à 1,0 m, la ss-Lg avec un poids moléculaire relatif augmenté peut traverser la membrane avec la a-La. Une portion de micelles de caséine traverse la membrane. Donc, la a-La ne peut pas être fractionnée par une telle membrane.Dans le fonctionnement de l'appareil à membrane MF à courant transversal, une différence de pression à travers la membrane inférieure à 0,5 MPa et un débit le long de la membrane supérieur à 0,5 m/s sont préférables pour une séparation efficace de la a-La de la ss-Lg.
Comme mentionné précédemment, les membranes UF sont couramment utilisées dans l'industrie du lait pour la fabrication de concentrés de protéines de petit-lait (WPC) et de protéines totales du lait (TMP) et pour la concentration de lait de fromage; leur application est sensiblement limitée à la séparation de lactose et de cendres d'avec les protéines.
Seules les membranes UF à poids moléculaire fractionnel de 8 000 - 20 000 Da sont utilisées dans l'industrie.
Conformément à la présente invention, la a-La dans le lait traverse sélectivement une membrane UF en utilisant une membrane à poids moléculaire fractionnel de plus de 50.000 Da, de préférence 50 000 - 1 500 000 Da, 50 000 - 1 000 000 Da, et encore mieux 50.000 - 1.000.000 Da. La différence de pression à travers la membrane inférieure à 0,5 MPa et le débit le long de la membrane de plus de 0,5 m/s sont des conditions opératoires préférables pour une séparation efficace de la a
La d'avec la ss-Lg en utilisant de telles membranes UF.
La d'avec la ss-Lg en utilisant de telles membranes UF.
Le procédé de la présente invention est illustré en se référant au schéma de procédé suivant.
<tb> Lait <SEP> écrémé/Lait <SEP> entier <SEP> Lait <SEP> écrémé <SEP> réduit/
<tb> <SEP> Lait <SEP> entier <SEP> réduit
<tb> <SEP> H
<tb> <SEP> Traitement <SEP> thermique
<tb> <SEP> I
<tb> Traitement <SEP> MF/UF <SEP> à <SEP> température <SEP> élevée <SEP> ou <SEP> traitement <SEP> MF/UF <SEP> à
<tb> température <SEP> normale.
<tb> <SEP> l <SEP> I
<tb> Rétentat <SEP> Filtrat
<tb> Traitement <SEP> DF <SEP> (Traitement <SEP> de <SEP> dilution)
<tb> Rétentat <SEP> Filtrat
<tb> <SEP> l <SEP> I <SEP> -7\
<tb> <SEP> Traitement <SEP> UF
<tb> Filtrat <SEP> Rétentat
<tb> <SEP> Séchage
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> Poudre
<tb> <SEP> Aliments <SEP> nutritifs
<tb> <SEP> incluant <SEP> poudre
<tb> <SEP> de <SEP> lait <SEP> infantile
<tb>
<tb> <SEP> Lait <SEP> entier <SEP> réduit
<tb> <SEP> H
<tb> <SEP> Traitement <SEP> thermique
<tb> <SEP> I
<tb> Traitement <SEP> MF/UF <SEP> à <SEP> température <SEP> élevée <SEP> ou <SEP> traitement <SEP> MF/UF <SEP> à
<tb> température <SEP> normale.
<tb> <SEP> l <SEP> I
<tb> Rétentat <SEP> Filtrat
<tb> Traitement <SEP> DF <SEP> (Traitement <SEP> de <SEP> dilution)
<tb> Rétentat <SEP> Filtrat
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<tb> <SEP> Traitement <SEP> UF
<tb> Filtrat <SEP> Rétentat
<tb> <SEP> Séchage
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> Poudre
<tb> <SEP> Aliments <SEP> nutritifs
<tb> <SEP> incluant <SEP> poudre
<tb> <SEP> de <SEP> lait <SEP> infantile
<tb>
Quand des laits non traités thermiquement tels que des laits écrémés ou des laits entiers sont utilisés comme produit de départ, le lait est traité thermiquement à une température supérieure à 700C, refroidi et traité avec une membrane MF à passage transversal ou une membrane UF à une température normale. Quand le lait cru n'est pas traité thermiquement à l'avance, il est soumis à un traitement MF à passage transversal ou à un traitement UF à une température élevée pour favoriser la formation de complexes de B-Lg et de kappacaséine pendant que le lait est traité sur la membrane. Quand du lait écrémé réduit ou du lait entier réduit qui a été traité thermiquement est utilisé comme produit de départ, il est traité avec une membrane MF à température normale. La a-La peut traverser les membranes par de tels traitements fournissant des fractions de a-La avec une teneur élevée en a
La.Le filtrat ainsi obtenu contient habituellement environ 0,1 % d'a-La ainsi que du lactose et des cendres.
La.Le filtrat ainsi obtenu contient habituellement environ 0,1 % d'a-La ainsi que du lactose et des cendres.
Les composants principaux du rétentat obtenu par le traitement sur membrane sont la ss-Lg et la caséine, avec une quantité résiduelle de a-La. Conformément à un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de la présente invention, un liquide ne contenant pas de a-La peut être ajouté au rétentat et la dilution obtenue est traitée avec une membrane DF pour laisser passer le résidu de a-La. Le filtrat est combiné avec le filtrat obtenu par le traitement MF.
Le filtrat ainsi obtenu contient du lactose et des cendres à côté de la a-La. Conformément à la présente invention, un tel filtrat peut être traité avec une membrane UF à travers laquelle la a-La ne peut pas passer, en fractionnant ainsi la a-La sous forme d'un rétentat. La membrane UF utilisée dans ce but doit avoir un poids moléculaire fractionnel inférieur 14.000 Da du fait que la a-La elle-même à un poids moléculaire fractionnel de 14 000 Da.
Le rétentat de membrane UF ainsi obtenu est séché au moyen d'un séchage par pulvérisation, d'un séchage à froid ou équivalent pour produire une poudre. La poudre est ajoutée au lait en poudre infantile pour être utilisée comme un substitut du lait maternel ou utilisée comme composant d'une composition nutritive pour des hommes ou des animaux.
Conformément à la présente invention, les fractions de lait à teneur élevée en a-La peuvent être séparées et récupérées à partir de lait avec un rendement élevé par l'utilisation d'un traitement sur membrane MF à passage transversal ou par le traitement UF dans lequel on utilise une membrane à poids moléculaire fractionnel élevé.
La poudre sèche de la fraction de lait ainsi obtenue ou les produits préparés par l'addition d'une telle fraction de lait, par exemple le lait en poudre infantile, sont hautement nutritifs et assurent une utilisation des protéines hautement efficace.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de formes de mise en oeuvre citées à titre d'exemples pour illustrer l'invention et qui n'en constituent aucunement une limitation.
EXEMPLES
Dans les exemples ci-dessous, "le degré de concentration" est défini comme le rapport du volume de l'alimentation fraîche sur le volume du rétentat restant après achèvement du traitement sur membrane
Exemple 1
Du lait écrémé en poudre fabriqué par Snow Brand Milk Products
Co., Ltd. est utilisé comme produit de départ. Le lait écrémé en poudre est traité thermiquement à 750C au moins pendant 15 minutes, quand le lait écrémé est condensé et séché.
Dans les exemples ci-dessous, "le degré de concentration" est défini comme le rapport du volume de l'alimentation fraîche sur le volume du rétentat restant après achèvement du traitement sur membrane
Exemple 1
Du lait écrémé en poudre fabriqué par Snow Brand Milk Products
Co., Ltd. est utilisé comme produit de départ. Le lait écrémé en poudre est traité thermiquement à 750C au moins pendant 15 minutes, quand le lait écrémé est condensé et séché.
Le lait écrémé en poudre est réduit par de l'eau désionisée pour obtenir du lait écrémé réduit ayant les valeurs d'analyse suivantes (% en poids).
Solides totaux 7,5
Protéines (Nx6.38) 3,1
a-La/ss-Lg 0,34
Graisses 0,05
Sucres 3,68
Cendres 0,67
pH 6,5 20 kg de lait écrémé réduit sont soumis à un traitement MF à passage transversal en utilisant une membrane céramique (aalumine), Monolith type 948F (marque déposée fabriquée par
NGK Insulators Co.), avec une surface de membrane de 0,35 m2 et une dimension de pores de 0,1 pn, dans les conditions opératoires suivantes: température 120C, différence de pression moyenne 0,1 MPa, et débit de 1,6 m/s. A l'issue du traitement à un taux de concentration de 2, on obtient 10 kg de rétentat et 10 kg de filtrat. On trouve que le rapport de a-La/ss-Lg dans le filtrat est égal à 2,43, comparé à 0,34 dans le lait écréme.
Protéines (Nx6.38) 3,1
a-La/ss-Lg 0,34
Graisses 0,05
Sucres 3,68
Cendres 0,67
pH 6,5 20 kg de lait écrémé réduit sont soumis à un traitement MF à passage transversal en utilisant une membrane céramique (aalumine), Monolith type 948F (marque déposée fabriquée par
NGK Insulators Co.), avec une surface de membrane de 0,35 m2 et une dimension de pores de 0,1 pn, dans les conditions opératoires suivantes: température 120C, différence de pression moyenne 0,1 MPa, et débit de 1,6 m/s. A l'issue du traitement à un taux de concentration de 2, on obtient 10 kg de rétentat et 10 kg de filtrat. On trouve que le rapport de a-La/ss-Lg dans le filtrat est égal à 2,43, comparé à 0,34 dans le lait écréme.
Les 10 kg du rétentat sont ensuite soumis à un traitement sur membrane DF en ajoutant de l'eau ionisée pour maintenir la quantité de rétentat à 10 kg. Le traitement DF est terminé quand la quantité de filtrat, qui est équivalente à la quantité d'eau désionisée ajoutée, atteint 10 kg. On trouve que 22,8 % de a-La et 2,9 % de ss-Lg dans le rétentat ont été transférés dans 10 kg de filtrat par le traitement DF. On trouve que le rapport de a-La/ss-Lg dans le filtrat est de 2,51, démontrant une proportion de a-La élevée du filtrat.
Les traitements ci-dessus, c'est-à-dire la concentration du rétentat par le traitement MF à passage transversal (taux de concentration: 2) et par le traitement DF (taux de concentration: 1), ont transféré 32,8 % de a-La et 4,6 % de ss-
Lg jusqu'au filtrat, montrant que le taux de transfert de a-La est plus important comparé à un taux de transfert très faible de i3-Lg.
Lg jusqu'au filtrat, montrant que le taux de transfert de a-La est plus important comparé à un taux de transfert très faible de i3-Lg.
Exemple 2
Du lait écrémé frais ayant les valeurs d'analyse suivantes (% en poids) est utilisé.
Du lait écrémé frais ayant les valeurs d'analyse suivantes (% en poids) est utilisé.
Solides totaux 8,81
Protéines (Nx6.38) 3,31
a-La/ss-Lg 0,33
Graisses 0,12
Sucres 4,64
Cendres 0,74
pH 6,6 100 kg de lait écrémé frais sont chauffés dans un réservoir à 850C pendant 10 minutes et traités par MF à passage transversal en utilisant une membrane céramique, Ceraflow (marque déposée fabriquée par Millipore Co.), avec une surface de membrane de 0,42 m2 et une dimension de pores de 0,2 llm, dans les conditions opératoires suivantes: température 500C, différence de pression moyenne 0,1 MPa et débit 0,2 m/s. La concentration est réalisée de la même manière que dans l'exemple 1, suivie par le traitement DF également de la même manière que dans l'exemple 1.
Protéines (Nx6.38) 3,31
a-La/ss-Lg 0,33
Graisses 0,12
Sucres 4,64
Cendres 0,74
pH 6,6 100 kg de lait écrémé frais sont chauffés dans un réservoir à 850C pendant 10 minutes et traités par MF à passage transversal en utilisant une membrane céramique, Ceraflow (marque déposée fabriquée par Millipore Co.), avec une surface de membrane de 0,42 m2 et une dimension de pores de 0,2 llm, dans les conditions opératoires suivantes: température 500C, différence de pression moyenne 0,1 MPa et débit 0,2 m/s. La concentration est réalisée de la même manière que dans l'exemple 1, suivie par le traitement DF également de la même manière que dans l'exemple 1.
Le taux de transfert de a-La et ss-Lg dans le filtrat par le traitement MF, dans lequel le rétentat est concentré par un facteur de 5, est de 37,2 % pour la a-La et de 5,2 % pour la B-Lg, et le rapport de a-La/ss-Lg dans le filtrat est de 2,56, comparé à 0,33 pour lait écrémé cru.
Le taux de transfert de a-La et ss-Lg dans le filtrat par le traitement DF est de 34,2 % pour la a-La et de 4,4 % pour la B-Lg, et le rapport a-La/ss-Lg dans le filtrat est de 2,80, indiquant la production d'une fraction à teneur élevée en a
La.
La.
Les traitements ci-dessus; la concentration à un taux de concentration de 2 du rétentat par le traitement MF à passage transversal et à un taux de 1 pour le traitement DF ont transféré 58,6 % de a-La et 9,8 % de ss-Lg jusqu'au filtrat, montrant le transfert d'une quantité plus importante de a-La comparée à celle de ss-Lg de la même manière que dans l'exemple 1.
Exemple 3
La concentration et la purification de protéines sont réalisées en utilisant 150 kg de filtrat enrichi en a-La obtenu dans les exemples 1 et 2. La composition (% en poids) du filtrat qui est traité est la suivante.
La concentration et la purification de protéines sont réalisées en utilisant 150 kg de filtrat enrichi en a-La obtenu dans les exemples 1 et 2. La composition (% en poids) du filtrat qui est traité est la suivante.
Solides totaux 4,18
Protéines (Nx6.38) 0,39
(protéines pures 0,12)
Graisses 0
Sucres 3,47
Cendres 0,32
pH 6,5
Le filtrat ci-dessus est concentré (taux de concentration: 50) par l'appareil UF Lab-20 (marque déposée, un produit de Dow
Chemical Co.) sur lequel est installée la membrane UF GR81 PP (marque déposée, fabriquée par Dow Chemical Co.) avec un poids moléculaire fractionnel de 6 000 Da et une surface de 0,36 m2, pour obtenir 3 kg de rétentat. La composition (% en poids) de rétentat est comme suit.
Protéines (Nx6.38) 0,39
(protéines pures 0,12)
Graisses 0
Sucres 3,47
Cendres 0,32
pH 6,5
Le filtrat ci-dessus est concentré (taux de concentration: 50) par l'appareil UF Lab-20 (marque déposée, un produit de Dow
Chemical Co.) sur lequel est installée la membrane UF GR81 PP (marque déposée, fabriquée par Dow Chemical Co.) avec un poids moléculaire fractionnel de 6 000 Da et une surface de 0,36 m2, pour obtenir 3 kg de rétentat. La composition (% en poids) de rétentat est comme suit.
Solides totaux 20,90
Protéines (Nx6.38) 8,94
(protéines pures 6,00)
Graisses 0
Sucres 10,38
Cendres 1,58
pH 6,2
Les concentrations de a-La et ss-Lg dans ce rétentat déterminées par une analyse SDS-PAGE sont de 3,38 % et de 1,24 % respectivement, avec un rapport a-La/ss-Lg de 2,7, la même valeur que le filtrat avant traitement.
Protéines (Nx6.38) 8,94
(protéines pures 6,00)
Graisses 0
Sucres 10,38
Cendres 1,58
pH 6,2
Les concentrations de a-La et ss-Lg dans ce rétentat déterminées par une analyse SDS-PAGE sont de 3,38 % et de 1,24 % respectivement, avec un rapport a-La/ss-Lg de 2,7, la même valeur que le filtrat avant traitement.
En vue d'augmenter de nouveau la concentration de protéines, le rétentat est soumis à un traitement DF (taux de concentration : 1) en ajoutant 9 kg (équivalent à 3 fois la quantité de rétentat) d'eau désionisée. Le rétentat ainsi obtenu (3 kg) a la composition suivante (% en poids).
Solides totaux 8,89
Protéines (Nx6.38) 6,89
(protéines pures 6,00)
Graisses 0
Sucres 1,3
Cendres 0,80
pH 6,8
Comme cela est clair à partir de la composition ci-dessus, la quantité de protéines dans la quantité de solides totaux est de 77,5 %.
Protéines (Nx6.38) 6,89
(protéines pures 6,00)
Graisses 0
Sucres 1,3
Cendres 0,80
pH 6,8
Comme cela est clair à partir de la composition ci-dessus, la quantité de protéines dans la quantité de solides totaux est de 77,5 %.
Les concentrations de a-La et de ss-Lg dans ce rétentat déterminées par l'analyse SDS-PAGE sont de 3,36 % et de 1,20 % respectivement, avec un rapport a-La/B-Lg restant le même que pour le rétentat avant traitement.
Exemple 4
Le rétentat de l'exemple 3 (solides totaux : 20,90%, protéines: 8,94 %, graisses : 0 %, sucres : 10,38 %, cendres: 1,58 %) est dessalé par un procédé classique, et on dissout dans 100,6 kg du rétentat dessalé (solides totaux : 18,12 %, protéines : 8,05 %, graisses : 0 %, sucres 9,90 %, cendres 0,17 %), 6,4 kg de caséine, 32,6 kg de lactose et 2 kg de vitamines et de minéraux. Le mélange est mélangé à 27,6 kg dtune huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg d'un substitut de lait maternel.
Le rétentat de l'exemple 3 (solides totaux : 20,90%, protéines: 8,94 %, graisses : 0 %, sucres : 10,38 %, cendres: 1,58 %) est dessalé par un procédé classique, et on dissout dans 100,6 kg du rétentat dessalé (solides totaux : 18,12 %, protéines : 8,05 %, graisses : 0 %, sucres 9,90 %, cendres 0,17 %), 6,4 kg de caséine, 32,6 kg de lactose et 2 kg de vitamines et de minéraux. Le mélange est mélangé à 27,6 kg dtune huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg d'un substitut de lait maternel.
Exemple 5 19,3 kg de lait écrémé en poudre, 32,1 kg de lactose et 0,8 kg de vitamines et de minéraux sont dissous dans 116,7 kg de rétentat dessalé de l'exemple 4. Le mélange est mélangé à 27,7kg d'huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg de substitut de lait maternel.
Exemple 6 28,5 kg de dextrine et 1,6 kg de vitamines et de minéraux sont dissous dans 288 kg de rétentat dessalé de l'exemple 4. Le mélange est mélangé à 16,4 kg d'huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg d'un aliment nutritif en poudre.
Exemple 7 20 kg du même lait écrémé réduit que celui utilisé dans l'exemple 1 sont soumis au traitement UF dans le module Lab-20 (un produit de Dow Chemical Co.) sur lequel est installée une membrane UF GR40 PP (poids moléculaire fractionnel de la polysulfone : 1 000 000 Da ; marque déposée, fabriquée par Dow
Chemical Co.) avec une surface de 0,36 m2. Dans des conditions opératoires suivantes: température de 120C, différence de pression moyenne 0,3 MPa, et débit de 1,6 m/s, le lait écrémé est concentré jusqu'à un taux de concentration de 2 pour obtenir 10 kg de rétentat et 10 kg de filtrat. 6,5 % de a-La et 0,9 % de ss-Lg contenus à l'origine dans le lait écrémé sont transférés dans le filtrat.Egalement, en conséquence du traitement, le rapport a-La/l3-Lg qui était originellement de 0,34 augmente à 2,32, montrant une concentration élevée en a
La dans le filtrat.
Chemical Co.) avec une surface de 0,36 m2. Dans des conditions opératoires suivantes: température de 120C, différence de pression moyenne 0,3 MPa, et débit de 1,6 m/s, le lait écrémé est concentré jusqu'à un taux de concentration de 2 pour obtenir 10 kg de rétentat et 10 kg de filtrat. 6,5 % de a-La et 0,9 % de ss-Lg contenus à l'origine dans le lait écrémé sont transférés dans le filtrat.Egalement, en conséquence du traitement, le rapport a-La/l3-Lg qui était originellement de 0,34 augmente à 2,32, montrant une concentration élevée en a
La dans le filtrat.
Les 10 kg du rétentat sont ensuite soumis à un traitement sur membrane DF en ajoutant de l'eau désionisée pour maintenir la quantité de rétentat à 10 kg. Le traitement DF est terminé quand la quantité de filtrat, qui est équivalente à la quantité d'eau désionisée ajoutée, atteint 10 kg. On trouve que 11,4 % d'a-La et 1,5 % de ss-Lg dans le rétentat ont été transférés dans 10 kg de filtrat par le traitement DF. On trouve que le rapport cr-La/l3-Lg dans le filtrat est égal à 2,30, démontrant une proportion élevée de a-La dans le filtrat.
Les traitements ci-dessus, c'est-à-dire la concentration du rétentat par le traitement MF à passage transversal (taux de concentration : 2) et la concentration du rétentat par le traitement DF (taux de concentration : 1) ont transféré 16,4 % de a-La et 2,3 % de ss-Lg jusqu'au filtrat, démontrant le transfert d'une quantité plus importante de a-La comparée à la B-Lg.
Exemple 8 100 kg du lait écrémé frais utilisé dans l'exemple 2 sont chauffés dans un réservoir à 850C pendant 10 minutes et soumis au traitement UF sur module Lab-20 (un produit de Dow Chemical
Co.) sur lequel est installée une membrane UF GR-10PP (poids moléculaire fractionnel de polysulfone 5 000 000 Da; marque déposée, fabriquée par Dow Chemical Co.) avec une surface de 0,36 m2. La concentration est réalisée jusqu'au taux de concentration de 5 dans les conditions opératoires suivantes: température 500C, différence de pression moyenne 0,2 MPa, et débit 1,6 m/s. La concentration et le traitement DF sont réalisés de la même manière que dans l'exemple 7. En résultat de la concentration à un taux de concentration de 5 par le traitement UF, les taux de transfert de a-La et de ss-Lg dans le filtrat sont de 24,8 et de 3,5 % respectivement et le rapport a-La/-Lg, qui est à l'origine de 0,33, augmente jusqu'à 2,32, montrant une concentration élevée en a-La dans le filtrat.
Co.) sur lequel est installée une membrane UF GR-10PP (poids moléculaire fractionnel de polysulfone 5 000 000 Da; marque déposée, fabriquée par Dow Chemical Co.) avec une surface de 0,36 m2. La concentration est réalisée jusqu'au taux de concentration de 5 dans les conditions opératoires suivantes: température 500C, différence de pression moyenne 0,2 MPa, et débit 1,6 m/s. La concentration et le traitement DF sont réalisés de la même manière que dans l'exemple 7. En résultat de la concentration à un taux de concentration de 5 par le traitement UF, les taux de transfert de a-La et de ss-Lg dans le filtrat sont de 24,8 et de 3,5 % respectivement et le rapport a-La/-Lg, qui est à l'origine de 0,33, augmente jusqu'à 2,32, montrant une concentration élevée en a-La dans le filtrat.
Les taux de transfert de a-La et ss-Lg dans le filtrat obtenus par le traitement DF sont de 22,8 % et 2,9 % respectivement et le rapport a-La/B-Lg de 2,60, indiquant la production d'un filtrat avec une concentration élevée en a-La.
En conclusion, les traitements ci-dessus, c'est-à-dire le traitement UF à un taux de concentration de 5 et le traitement
DF à un taux de concentration de 1, ont transféré environ 39,1 % de a-La et 6,5 % de ss-Lg jusqu'au filtrat, démontrant le transfert d'une quantité plus importante de a-La comparée à la ss-Lg que dans le cas de l'exemple 7.
DF à un taux de concentration de 1, ont transféré environ 39,1 % de a-La et 6,5 % de ss-Lg jusqu'au filtrat, démontrant le transfert d'une quantité plus importante de a-La comparée à la ss-Lg que dans le cas de l'exemple 7.
Exemple 9
La concentration et la purification de protéines sont réalisées en utilisant 150 kg de filtrats enrichis en a-La obtenus dans les exemples 7 et 8. La composition (% en poids) du filtrat qui est traité est comme suit.
La concentration et la purification de protéines sont réalisées en utilisant 150 kg de filtrats enrichis en a-La obtenus dans les exemples 7 et 8. La composition (% en poids) du filtrat qui est traité est comme suit.
Solides totaux 4,08
Protéines (Nx6.38) 0,29
(protéines pures 0,07)
Graisses 0
Sucres 3,47
Cendres 0,32
pH 6,5
Le filtrat ci-dessus est concentré (taux de concentration: 50) par l'appareil UF Lab-20 (marque déposée, un produit de Dow
Chemical Co.) sur lequel est installée une membrane UF GR81 PP (marque déposée, fabriquée par Dow Chemical Co.) avec un poids moléculaire fractionnel de 6 000 Da et une surface de 0,36 m2, pour obtenir 3 kg d'un rétentat. La composition (% en poids) de rétentat est telle que suit.
Protéines (Nx6.38) 0,29
(protéines pures 0,07)
Graisses 0
Sucres 3,47
Cendres 0,32
pH 6,5
Le filtrat ci-dessus est concentré (taux de concentration: 50) par l'appareil UF Lab-20 (marque déposée, un produit de Dow
Chemical Co.) sur lequel est installée une membrane UF GR81 PP (marque déposée, fabriquée par Dow Chemical Co.) avec un poids moléculaire fractionnel de 6 000 Da et une surface de 0,36 m2, pour obtenir 3 kg d'un rétentat. La composition (% en poids) de rétentat est telle que suit.
Solides totaux 17,18
Protéines (Nx6.38) 5,22
(protéines pures 3,50)
Graisses 0
Sucres 10,38
Cendres 1,58
pH 6,2
Les concentrations de a-La et ss-Lg dans ce rétentat déterminées par l'analyse SDS-PAGE sont de 2,03 % et de 0,74 % respectivement, avec un rapport -La/ss-Lg restant le même que celui du filtrat avant traitement.
Protéines (Nx6.38) 5,22
(protéines pures 3,50)
Graisses 0
Sucres 10,38
Cendres 1,58
pH 6,2
Les concentrations de a-La et ss-Lg dans ce rétentat déterminées par l'analyse SDS-PAGE sont de 2,03 % et de 0,74 % respectivement, avec un rapport -La/ss-Lg restant le même que celui du filtrat avant traitement.
En vue d'augmenter encore la concentration en protéines, le rétentat est soumis à un traitement DF (taux de concentration: 1) en ajoutant 9 kg (équivalent à 3 fois la quantité de rétentat) d'eau désionisée. Le rétentat ainsi obtenu (3 kg) a la composition suivante (% en poids).
Solides totaux 6,02
Protéines (Nx6.38) 4,02
(protéines pures 3,50)
Graisses 0
Sucres 1,3
Cendres 0,80
pH 6,8
Comme cela est clair à partir de la composition ci-dessus, la quantité de protéines dans les solides totaux est de 66,8 %.
Protéines (Nx6.38) 4,02
(protéines pures 3,50)
Graisses 0
Sucres 1,3
Cendres 0,80
pH 6,8
Comme cela est clair à partir de la composition ci-dessus, la quantité de protéines dans les solides totaux est de 66,8 %.
Les concentrations en a-La et ss-Lg dans ce rétentat déterminées par l'analyse SDS-PAGE sont de 2,02 % et 0,72 %, respectivement, avec un rapport a-La/B-Lg restant le même que celui du rétentat avant traitement.
Exemple 10
Le rétentat de l'exemple 9 (solides totaux : 17,18 %, protéines: 5,22 %, graisses : 0 %, sucres : 10,38 %, cendres: 1,58 %) est dessalé par un procédé classique et on dissout dans 172,3 kg de rétentat dessalé (solides totaux : 14,70 %, protéines 4,70 %, graisses: 0 %, sucres 9,90 %, cendres: 0,10 %), 6,4 kg de caséine, 25,1 kg de lactose et 2 kg de vitamines et de minéraux. Le mélange est mélangé à 27,6 kg d'une huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg d'un substitut de lait maternel.
Le rétentat de l'exemple 9 (solides totaux : 17,18 %, protéines: 5,22 %, graisses : 0 %, sucres : 10,38 %, cendres: 1,58 %) est dessalé par un procédé classique et on dissout dans 172,3 kg de rétentat dessalé (solides totaux : 14,70 %, protéines 4,70 %, graisses: 0 %, sucres 9,90 %, cendres: 0,10 %), 6,4 kg de caséine, 25,1 kg de lactose et 2 kg de vitamines et de minéraux. Le mélange est mélangé à 27,6 kg d'une huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg d'un substitut de lait maternel.
Exemple 11 19,3 kg d'un lait écrémé en poudre, 23,9 kg de lactose et 0,8 kg de vitamines et de minéraux sont dissous dans 199,9 kg du rétentat dessalé de l'exemple 10. Le mélange est mélangé à 27,7 kg d'une huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg d'un substitut de lait maternel.
Exemple 12 8,2 kg de dextrine et 1,6 kg de vitamines et de minéraux sont dissous dans 493 kg du rétentat dessalé de l'exemple 10. Le mélange est mélangé à 16,4 kg d'une huile végétale pour homogénéiser. La solution ainsi obtenue est stérilisée, concentrée et séchée par des procédés classiques pour produire 100 kg d'un aliment nutritif en poudre.
Evidemment, de nombreuses modifications et variations de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus. Il doit être par conséquent compris que l'invention peut être mise en pratique autrement que comme décrit ci-dessus de manière spécifique.
Claims (11)
1. Un procédé pour la fabrication d'une fraction de lait avec une teneur élevée d'alpha-lactalbumine, caractérisé en ce qu'il comprend la soumission du lait, qui a été traité thermiquement ou lors de son traitement thermique, à un traitement de microfiltration à passage transversal ou à un traitement d'ultrafiltration utilisant une membrane avec un poids moléculaire fractionnel de plus de 50.000 Da, en séparant et récupérant ainsi une fraction de lait avec une teneur élevée en alpha-lactalbumine considérée comme filtrat.
2. Le procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit lait qui a été traité par la chaleur est au moins un lait sélectionné dans le groupe constitué des laits pasteurisés, des laits réduits, des laits concentrés thermiquement et des laits frais préchauffés.
3. Le procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le lait qui a été traité par la chaleur à 700C ou plus et refroidi à 690C ou moins est soumis audit traitement de microfiltration par passage transversal ou audit traitement d'ultrafiltration.
4. Le procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le lait est soumis à un traitement de microfiltration à passage transversal utilisant une membrane résistant à la chaleur à une température de 700C ou plus.
5. Le procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le lait est soumis à un traitement d'ultrafiltration en utilisant une membrane résistant à la chaleur à une température de 700C ou plus.
6. Le procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement par microfiltration à passage transversal est réalisé en utilisant une membrane de céramique ou une membrane de polymère avec une dimension de pores de 0,05 - 1,0 pm, à une différence de pression à travers la membrane inférieure à 0,5 MPa, et avec un débit le long de la membrane supérieur 0,5 m/s.
7. Le procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement par ultrafiltration est réalisé en utilisant une membrane de céramique ou une membrane de polymère, à une différence de pression à travers la membrane inférieure à 0,5 MPa et avec un débit le long de la membrane supérieur à 0,5 m/s.
8. Un procédé pour la fabrication d'une fraction de lait avec une teneur élevée en alpha-lactalbumine, caractérisé en ce qu'il comprend la soumission du lait qui a été traité par la chaleur ou lors de son traitement thermique à un traitement de microfiltration à passage traversant ou à un traitement d'ultrafiltration pour obtenir un rétentat et un filtrat, la soumission du rétentat à un traitement de diafiltration et la combinaison du filtrat du traitement de diafiltration avec ledit filtrat obtenu par ledit traitement de microfiltration à passage transversal ou ledit traitement d'ultrafiltration.
9. Un procédé conforme à la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la soumission dudit filtrat combiné à partir du traitement de dia-filtration et du traitement de microfiltration à passage transversal à un traitement d'ultrafiltration en utilisant une membrane à poids moléculaire fractionnel de 140 000 Da ou moins.
10. Une fraction de lait en poudre avec une teneur en alphalactalbumine préparée par séchage de ladite fraction de lait, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée par le procédé d'une des revendications 1 à 9 au moyen d'un séchage par vaporisation ou d'un séchage à froid.
11. Un substitut de lait maternel ou une composition nutritive pour des nourrissons ou des animaux, caractérisé en ce qu'il comprend ladite fraction de lait fabriquée par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9 ou ladite fraction de lait en poudre selon la revendication 10.
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