JP2022528442A - 乳タンパク質組成物を脱ミネラルするためのプロセス、および前記プロセスで得られる乳タンパク質組成物 - Google Patents

乳タンパク質組成物を脱ミネラルするためのプロセス、および前記プロセスで得られる乳タンパク質組成物 Download PDF

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Abstract

乳タンパク質組成物を脱ミネラルするためのプロセス、および当該プロセスにより得られる乳タンパク質組成物。電気透析器（５）上で乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）を電気透析するステップ（ｉｉ）であって、ユニットセル（１５）が、３つのコンパートメント（２０，２６，３０）を有し、乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）中の少なくとも１つのカチオンを、少なくとも１つの水素イオンＨ＋と置換して、少なくとも部分的に脱ミネラルされ酸性化された乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）を得るように構成されているステップ；ステップ（ｉｉ）で得られた乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）を電気透析器（１０）で電気透析するステップ（ｉｉｉ）であって、装置のユニットセル（３５）が、３つのコンパートメント（３９，４３，４７）を有し、乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）における少なくとも１つのアニオンを、少なくとも１つのヒドロキシルイオンＯＨ－と置換するように構成されているステップ、を含む脱ミネラルされた乳タンパク質組成物（ＭＰＣ２）を製造するためのプロセス、ならびに当該プロセスによって得られる脱ミネラル乳タンパク質組成物（ＭＰＣ２）。

Description

本発明は、乳タンパク質組成物を脱ミネラルするためのプロセス、およびこのプロセスによって得られる乳タンパク質組成物、特に脱ミネラルホエーに関する。
乳タンパク質組成物は、ホエーであってもよい。ホエーは、乳の凝固から得られる液体部分である。ホエーは、酸媒体でのカゼインまたはフレッシュチーズの製造から得られるホエー（酸性ホエー）と、レンネットを用いたカゼインの製造から得られ、調理済みまたは半調理済みのチーズをプレスした場合のホエー（甘性ホエー）と、の２種類に区別される。
ホエーは主に、水、ラクトース、タンパク質（特に血清タンパク質）、およびミネラルから構成されている。ラクトースおよびタンパク質の両方を分離することで、ホエーの価値を高めることができる。また、ホエータンパク質は乳児用調製乳の原料としても利用され得る。脱ミネラルしたホエー、特にラクトースは、菓子、ケーキ、アイスクリーム、惣菜、ペストリーなどの製造に使用され得る。
ホエーは、ナノ濾過ステップを経て、電気透析および／またはカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を通過させることによって脱ミネラルされ得、７０から９０％、実際にはより高い脱ミネラル率を達成することができる。
しかし、イオン交換樹脂は、大量の塩類を含む再生廃液を発生させるため、処理が困難でコストがかかる。
同時に、初期の自然特性を保持し改変および／または変性されない、あるいはいかなる場合でも可能な限りほとんどそのままである食品加工業からの原材料を、消費者はますます求めている。さらに、外因性ミネラル種の存在を制限するまたは排除する乳製品の脱ミネラルプロセスも、求められている。実際、イオン交換樹脂は、処理されるべき組成物におけるミネラル種を外因性ミネラル種と交換することで機能する。しかし、イオン交換樹脂の１つ以上の通過（passages）を排除すると、高レベルに脱ミネラルされる（例えば７０％、８０％、または９０％に脱ミネラルされる）乳タンパク質組成物の製造が困難になる。脱ミネラル化が他の処理システムに引き継がれると、ミネラル負荷が高いため、これらのシステムの膜がより早く目詰まりを起こすリスクがある。
特許文献１（米国特許第４，９７１，７０１号明細書）には、電気分解技術を介して正と負に帯電したイオンを同時に抽出することを有するホエーの脱ミネラルプロセスが記載されている。このプロセスと、カチオンまたはアニオンの置換を可能にしてカチオンとアニオンの同時抽出ではなくするように構成された３－コンパートメント電気透析とは、混同されるべきでない。
米国特許第４，９７１，７０１号明細書
本発明は、（アニオン性および／またはカチオン性の）イオン交換樹脂を使用せずに、乳タンパク質組成物を脱ミネラルするプロセスを提案することを目的とする。
本発明はまた、乳タンパク質組成物への外因性ミネラル化合物の導入を制限するか、または排除する、乳タンパク質組成物を脱ミネラルするためのプロセスを提案することを目的とする。
（発明の開示）
本発明は、第１態様によれば、以下のステップ：
（ｉ）乳タンパク質組成物を提供するステップ；
（ｉｉ）前記乳タンパク質組成物を電気透析装置で電気透析するステップであって、前記装置のユニットセルが、３つのコンパートメントを有し、かつ前記乳タンパク質組成物における少なくとも１つのカチオンを、少なくとも１つの水素イオンＨ＋と置換して、少なくとも部分的に脱ミネラルされ酸性化された乳タンパク質組成物を得るように構成されている、ステップ；
（ｉｉｉ）ステップ（ｉｉ）で得られた前記乳タンパク質組成物を電気透析装置で電気透析するステップであって、前記装置のユニットセルが、３つのコンパートメントを有し、かつ前記乳タンパク質組成物における少なくとも１つのアニオンを、少なくとも１つのヒドロキシルイオンＯＨ－と置換するように構成されている、ステップ；
（ｉｖ）脱ミネラルされた乳タンパク質組成物を得るステップ
を含むことを特徴とする、脱ミネラルされた乳タンパク質組成物の製造プロセスを主題とすることにより、上記の問題を克服する。
一般に、電気透析では、塩、酸、塩基などの、溶解してイオン化したミネラルまたは有機種が、電流の作用でイオン膜を通って移送される。電気透析装置は、並列かつ交互に配置されるカチオン性（カチオン透過性）膜（ＭＥＣ）および／またはアニオン性（アニオン透過性）膜（ＭＥＡ）を備え得る。アノードおよびカソードによって印加される電界の作用下で、ＭＥＣはアニオンを遮断してカチオンを透過させ、ＭＥＡはカチオンを遮断してアニオンを透過させる。このようにして、濃縮コンパートメント（濃縮）と脱塩コンパートメントが作製される。この最も一般的なタイプの電気透析は、基本的なユニットセルが２つのコンパートメントを備える電気透析である。このユニットセルは、濃縮と脱塩の操作の最小の繰り返しパターンに対応している（１つのコンパートメントが、１つの濃縮または脱塩に対応する）。溶液は、膜の平面に平行な循環によってコンパートメント内で更新される。電流の印加は、膜の平面に平行で電気透析装置の両端に配置されている２つの電極により実行される。
有利なことに、本発明では、新規な様式で、電気透析装置は３つのコンパートメントを有し、さらにイオンの置換が可能である。したがって、ステップｉｉ）およびｉｉｉ）の電気透析装置は、脱塩コンパートメント（イオンが消失する）および濃縮コンパートメント（イオンが蓄積する）に加えて、ステップｉｉ）の場合はカチオンの、ステップｉｉｉ）の場合はアニオンの変換コンパートメントを備える。
ステップｉｉ）で得られた乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）は、カチオンが枯渇して酸性化（ｐＨ低下）し、一方、ステップｉｉｉ）で得られた乳タンパク質組成物は、アニオンが枯渇（ｐＨ上昇）する。ステップｉｉ）とｉｉｉ）を組み合わせることで、カチオン性脱ミネラル化に続いてアニオン性脱ミネラル化を実行することができ、これらのステップｉｉ）およびｉｉｉ）は、それぞれカチオン性置換およびアニオン性置換に対応している。もたらされる脱ミネラル化は強力で、７０％以上、特に７５％以上、８０％以上、さらには８５％以上、特に９０％以上の脱ミネラル率に達する可能性がある。
有利なことに、本発明によるプロセスは、処理されるべき再生廃液を生成せず、外因性の酸および塩基を消費しないか、または以下の異なる変形例によればほとんど消費しないので、汚染が少ない。このプロセスは、環境効率がよいと言える。
ステップｉｉ）で得られる乳タンパク質組成物は、特にステップｉ）のＭＰＣのタンパク質（特に血清タンパク質）の等電点以下、特に６以下、好ましくは４以下の、酸性のｐＨを有する。
この条件により、微生物学的安定性の制御が促進される。さらに、前記乳タンパク質組成物は、非酸性環境で適用される条件とは異なる温度および期間の条件で熱処理され得、これによりタンパク質の変性が制限される。そのため、乳タンパク質の分解が有利に抑えられる。
有利には、特に、処理された組成物の少なくとも１つの有機酸のｐＫａ以上になるように、ステップｉｉｉ）においてｐＨを上昇させることで、前記有機酸のアニオン性形態を得ることが可能になり、その結果、ステップｉｉｉ）においてアニオン性膜を介してそれを抽出することができる。
好ましくは、ステップｉｉ）および／またはステップｉｉｉ）における前記乳タンパク質組成物の温度は、４０℃以下、特に０℃超である。
ステップｉｉｉ）の後、特にステップｉｖ）における乳タンパク質組成物は、６以上、特に６．２以上、より特に８以下のｐＨを有する。
（乳タンパク質組成物）
好ましくは、前記乳タンパク質組成物は、例えば甘性ホエーもしくは酸性ホエーなどのホエー、またはそれらの混合物；乳の限外濾過透過物；乳の精密濾過透過物；ホエーの限外濾過保持物もしくは透過物；乳の精密濾過透過物の限外濾過保持物もしくは透過物；またはそれらの混合物（リストＩ）から選択される。
好ましくは、前記甘性ホエーおよび／または酸性ホエーは、粗製（raw）である、すなわち、それらのホエーは、それらのミネラル負荷を低減するためのいかなる操作も受けていない。したがって、正確に言及されていないホエーは、粗製または部分的に脱ミネラルされている可能性がある。
甘性ホエーは、前記カゼインおよび前記甘性ホエーの両方を回収するために、特にレンネットを用いて乳を化学的に処理することによって、好ましくは得られる。
酸性ホエーは、前記カゼインおよび前記酸性ホエーの両方を回収するために、特に乳酸および／または塩酸を用いて、乳を酸処理することによって、好ましくは得られる。
粗製または部分的に脱ミネラルされたホエーは、機械的に（例えば逆浸透もしくはナノ濾過またはそれらの組み合わせによって）または熱的に（例えば蒸発によって）事前濃縮され得る。粗製の酸性ホエーおよび／または粗製の甘性ホエーおよび／または乳の精密濾過透過物は、０％より大きく約６％（±１０％）以下の乾燥抽出物を有する。粗製のホエーおよび／または乳の精密濾過透過物は、約１８％（±１０％）以上および約２２％（±１０％）以下の乾燥抽出物をもたらすように、上記で定義されたような濃縮ステップを経てもよい。
本発明による乳タンパク質組成物は、使用時には液体である。それは、特に上記リストＩから選択される粉末および／または液体からの液体溶液を再構成することによって得ることができる。
好ましくは、ステップｉ）における前記乳タンパク質組成物は、部分的に脱ミネラルされている。この構成により、ステップｉｉ）および／またはステップｉｉｉ）における３－コンパートメント電気透析装置のサイズ、すなわち活性膜表面が小さくなる。
好ましくは、ステップｉ）における前記乳タンパク質組成物の脱ミネラル率は、３０％以上、より好ましくは４０％以上、優先的には５０％以上、特に６０％以上、特に７０％以下である。
好ましくは、ステップｉｖ）で得られた前記乳タンパク質組成物の脱ミネラル率は、７０％以上、特に８５％以上、より具体的には９０％（ＤＭ９０）以上である。
１つの実施形態では、前記乳タンパク質組成物は、質量で１％超、好ましくは５％以上、および１０％以下の乾燥抽出物を有する。それは、例えば、非濃縮ホエーである。
別の実施形態では、前記乳タンパク質組成物は、質量で１０％以上、３０％以下、好ましくは１５％以上、２５％以下の乾燥抽出物を有する。それは、例えば、濃縮ホエーである。前記ホエーの乾燥物の濃縮は、逆浸透、ナノ濾過、またはその他の熱濃縮法によって実行され得る。
一般に、前記乳タンパク質組成物は、任意の乳用メス（dairy female）から得られてもよい。
好ましくは、前記乳タンパク質組成物は、牛乳、ヤギの乳、羊の乳、ロバの乳、水牛の乳、雌馬の乳、またはそれらの混合物から選択される乳、さらに好ましくは、牛乳、ヤギの乳、および羊の乳またはそれらの混合物から選択される乳、特に牛乳である乳、から得られる。
前記タンパク質組成物は、乳タンパク質、特に血清タンパク質を含む。
前記ホエーは、血清タンパク質を含み、乳処理中にバルク（凝固）部分に、および／または乳精密濾過保持物中に残存するカゼインを含まない。
好ましくは、前記粗製の甘性ホエーは、以下の特性のうちの１つを、単独でまたは組み合わせて有する：
・ｐＨが５．８～６．５で構成されること；
・乾燥抽出物の質量に対するラクトースの質量の比率が、７０％以上、特に７４％以上であること；
・乾燥抽出物の質量に対するタンパク質の質量の比率が、１０％以上、特に１２％以上、特に３０％以下であること；
・乾燥物の質量に対する灰分の質量の比率が、８％以上、特に１０％以下であること；および
・乾燥抽出物の質量に対する有機酸の質量の比率が、２％以上、特に５％以下であること。
好ましくは、前記粗製の酸性ホエーは、以下の特性のうちの１つを、単独でまたは組み合わせて有する：
・ｐＨが５以下、特に４．５以下である；
・酸媒体でのチーズの製造から得られるホエーの場合、乾燥抽出物の質量に対するラクトースの質量の比率が、５５％以上、特に６５％以下であること；
・酸媒体でのカゼインの製造から得られるホエーの場合、乾燥物の質量に対するラクトースの質量の比率が、７０％以上、特に８５％以下であること；
・乾燥物の質量に対するタンパク質の質量の比率が、４％以上、特に１２％以下であること；
・乾燥物の質量に対する灰分の質量の比率が、１０％以上、特に１５％以下であること；および
・乳酸媒体におけるチーズの製造から得られるホエーの場合、乾燥抽出物の質量に対する有機酸の質量の比率が、１０％以上、特に２０％以下であること；
・酸媒体におけるカゼインの製造から得られるホエーの場合、乾燥物の質量に対する有機酸の質量の比率が、２％以上、特に５％以下であること。
脱ミネラルは、本質的に、乳タンパク質組成物中、特にホエー中に存在する灰分を全体的にまたは部分的に除去することから構成される。
前記乳タンパク質組成物の灰分は、「乳－灰分の測定－参照方法（Milk-Determination of ash-Reference method）」と題され標準化された方法ＮＦ Ｖ０４－２０８（１９８９年１０月）を用いて測定され得る。
本明細書において、質量での乾燥抽出物は、特に大気圧において、乳タンパク質組成物の総質量に基づいて安定した総乾燥質量が得られるまで水を蒸発させた後に得られる、乳タンパク質組成物の乾燥質量を意味すると理解される。前記質量での乾燥抽出物は、標準化された方法であるＩＳＯ ６７３１：２０１１年１月、「乳、クリーム、および無糖練乳－乾燥物の測定（参照方法）（Milk,cream,and unsweetened condensed milk-Determination of dry matter（Reference method））」を用いて測定され得る。
好ましくは、ステップｉ）における乳タンパク質組成物（またはＭＰＣ）は、１ｍＳ／ｃｍ以上、より好ましくは３ｍＳ／ｃｍ以上の導電性を有する。
好ましくは、ステップｉｖ）におけるＭＰＣは、乾燥基準で２．５％以下、好ましくは１．５％以下の灰分を有する。
好ましくは、前記乳タンパク質組成物は、以下のカチオン：カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムを含み、これらは特に、本発明による脱ミネラルプロセスの対象とされるカチオンである。
好ましくは、前記乳タンパク質組成物は、以下のアニオン：塩化物、リン酸塩、硫酸塩、乳酸塩、酢酸塩、およびクエン酸塩を含み、これらは特に本発明による脱ミネラルプロセスの対象とされるアニオンである。
１つの実施形態では、１価のカチオンおよび１価のアニオンは、ステップｉ）の前に、ナノ濾過または逆浸透ステップと、特にナノ濾過保持物に適用される２－コンパートメントの電気透析ステップとを含む事前の脱ミネラルステップにおいて、ＭＰＣから少なくとも部分的に抽出される。
変形例では、製造プロセスは、以下の塩：
・電気透析するステップｉｉ）から直接得られる塩、
・電気透析するステップｉｉ）から間接的に得られる塩、
・電気透析するステップｉｉｉ）から直接得られる塩、
・電気透析するステップｉｉｉ）から間接的に得られる塩、
・ステップｉ）における乳タンパク質組成物に対して実行される事前の脱ミネラルステップからの塩、
・これらの混合物（a mixture of the latter）
から選択される塩、好ましくは塩化ナトリウム塩および／または塩化カリウム塩（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）のうちの少なくとも一部を処理するステップ（ｖ）を含み、
前記処理するステップ（ｖ）は、一方で前記塩から１つ以上の酸、好ましくは塩酸および／または硫酸を生成し、他方で前記塩から１つ以上の塩基、好ましくは水酸化ナトリウムおよび／または水酸化カリウムを生成するように構成される。
前記塩がステップｉｉ）および／またはｉｉｉ）および／またはｉ）から直接得られるということは、この塩（the latter）が以下に定義されるステップｖｉ）またはｖｉｉ）、特にナノ濾過ステップを経ていないことが理解される。
塩がステップｉｉ）および／またはｉｉｉ）および／またはｉ）から間接的に得られるということは、この塩（the latter）が以下に定義されるステップｖｉ）またはｖｉｉ）、特にナノ濾過ステップを経ていることが理解される。
前記事前の脱ミネラルステップは、特にアニオン性および／またはカチオン性の選択透過膜を備える２－コンパートメント電気透析装置での電気透析のステップからなる／から構成される。この場合、ステップｉｉ）および／またはｉｉｉ）で使用される塩は、有利なことに、少なくとも部分的に乳タンパク質組成物自体から得られる。
本発明によるプロセスで使用される塩は、好ましくは、１価のカチオンの塩化物；２価のカチオンの塩化物；特に塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム；１価のカチオンの硫酸塩、２価のカチオンの硫酸塩；特に硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム；１価のカチオンのリン酸塩、２価のカチオンのリン酸塩；特にリン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、およびそれらの混合物から選択される。
好ましくは、ステップｉｉ）（特にカチオン性置換）は、２つのカチオン性膜の間で前記乳タンパク質組成物を循環させることを含み、特に、前記乳タンパク質組成物が循環するコンパートメントは、２つのカチオン性膜の間で区画されている。
好ましくは、ステップｉｉｉ）（特にアニオン性置換）は、２つのアニオン性膜の間で前記乳タンパク質組成物を循環させることを含み、特に、前記乳タンパク質組成物が循環するコンパートメントは、２つのアニオン性膜の間で区画されている。
変形例では、前記処理するステップ（ｖ）は、バイポーラ膜電気透析装置で実施される電気透析ステップから構成される。
バイポーラ膜は、親水性接合部で隔てられたカチオン交換層およびアニオン交換層によって構成される。
変形例では、ステップ（ｖ）において、前記バイポーラ膜電気透析装置は、３つのコンパートメントＡ、ＢおよびＣを有するユニットセルを備え、コンパートメントＡおよびＢには水が供給され、コンパートメントＡおよびＢの間に配置されたコンパートメントＣには、１つ以上の塩、特に塩化ナトリウム塩および／または塩化カリウム塩（ＮａＣｌおよび／またはＫＣｌ）が供給される。
１つの実施形態では、ステップｖ）における前記電気透析装置のユニットセルはそれぞれ、バイポーラ膜とアニオン性膜との間で区画された第１コンパートメント、アニオン性膜とカチオン性膜との間で区画された第２コンパートメント、およびカチオン性膜とバイポーラ膜との間で区画された第３コンパートメントを備える。
好ましくは、第１コンパートメントおよび第３コンパートメントには水が供給され、第１コンパートメントと第３コンパートメントとの間に配置された第２コンパートメントには塩が供給される。
有利には、ステップｖ）、特にバイポーラ膜電気透析ステップｖ）では、ステップｉｉ）および／またはｉｉｉ）、特にそれぞれの第１または第３コンパートメント（ステップｉｉ）および／またはｉｉｉ）において、以下に定義される選択透過膜が使用されるかどうかに応じて）から生じる塩の流れ（flows）から、酸（特に塩酸および／または硫酸）、および塩基（特に水酸化ナトリウムおよび／または水酸化カリウム）が生成される。
この構成により、前記乳タンパク質組成物自体からの酸性塩または塩基性塩を用いて電気透析するステップｉｉ）および／またはｉｉｉ）を実行することが可能になる。このプロセスにより、外因性ミネラル化合物の導入を排除するか、または少なくとも非常に大幅に削減することが可能になる。
前記塩、特に塩化ナトリウム塩は、部分的には、ステップｉ）で前記乳タンパク質組成物に適用される事前の脱ミネラルステップ、特にナノ濾過および／または電気透析（２つのコンパートメント）ステップから生じ得る。
変形例では、処理するステップ（ｖ）で得られる塩、特に塩酸および／または硫酸の少なくとも一部が、ステップｉｉ）における電気透析装置の３つのコンパートメントのうちの１つに供給される。
変形例では、処理するステップ（ｖ）で得られる塩、特に水酸化ナトリウムおよび／または水酸化カリウムの少なくとも一部が、ステップｉｉｉ）における電気透析装置の３つのコンパートメントのうちの１つに供給される。
変形例では、電気透析するステップｉｉ）において、塩化ナトリウム塩および／または塩化カリウム塩などの１価のカチオンの少なくとも１つの塩化物塩と、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）塩などの２価のカチオンの少なくとも１つの塩化物塩とを含む混合物が生成され、前記混合物は、１価のカチオンの前記塩化物塩および２価のカチオンの前記塩化物塩の分離ステップ（ｖｉ）、特にナノ濾過ステップを経る。
変形例では、本発明によるプロセスは、ステップｉｉ）で得られ、少なくとも部分的に脱ミネラルおよび酸性化された乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）を、２－コンパートメントユニットセルを備える電気透析装置で、ステップｉｉｉ）の前に電気透析するステップ、を含む。前記電気透析装置は、複数のセル、例えば、少なくとも５つのセルを備える。第１実施形態では、前記電気透析装置は、カチオン性膜とアニオン性膜との間で区画された第１コンパートメントと、アニオン性膜（特に第１コンパートメントのもの）とカチオン性膜（特に第１コンパートメントのもの）との間で区画された第２コンパートメントと、を有する少なくとも１つのユニットセルを備える。好ましくは、前記第１コンパートメントには、ステップｉｉ）で得られた部分的に脱ミネラルされ酸性化された乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）が供給される。好ましくは、前記第２コンパートメントには水が供給される。
このステップは、有利には、ＭＰＣ１におけるアニオンとカチオンの両方を抽出することを可能にする。
この中間的な電気透析ステップ、特にＥＳＣ（ｉｉ）とＥＳＡ（ｉｉｉ）との間のステップは、ステップｉｉｉ）において、電気透析装置のサイズ（すなわち、セルの数）を減らすことを可能にする。
ステップｉｉ）とｉｉｉ）との間で行われるこの中間の２－コンパートメント電気透析ステップはまた、９０％を超えるカチオンおよびアニオン除去率を達成することを可能にする。
２－コンパートメント電気透析装置での中間電気透析ステップは、本文中に記載の熱処理ステップｖｉｉｉ）の前または後に実行され得る。
変形例において、前記電気透析するステップｉｉｉ）では、１価のアニオンの少なくとも１つのナトリウム塩および２価のアニオンの少なくとも１つのナトリウム塩、特に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）塩およびリン酸ナトリウム塩、を含む混合物が生成され、この混合物は、１価のアニオンの前記ナトリウム塩の、および２価のアニオンの前記ナトリウム塩の分離ステップ（ｖｉｉ）、特にナノ濾過ステップを経る。
これらのステップｖｉ）および／またはｖｉｉ）では、特にステップｉｉ）およびｉｉｉ）が選択透過膜なしで実行される場合に、膜上、特にステップｖ）のバイポーラ電気透析のカチオン性膜上での２価のカチオン（特にカルシウムおよび／またはマグネシウム）の析出を回避することによって、バイポーラ膜電気透析を完了することが可能になる。
変形例では、分離ステップ（ｖｉ）および／または分離ステップ（ｖｉｉ）の完了時に収集される、１価のカチオンの塩、特に１価のカチオンの塩化物塩、好ましくは塩化ナトリウムが、電気透析するステップｉｉ）および／または電気透析するステップｉｉｉ）に供給される。
この構成は、特に、ステップ（ｉｉ）および（ｉｉｉ）が以下に定義されるような選択透過膜で実行される場合に適用される。
変形例では、分離ステップ（ｖｉ）および／または分離ステップ（ｖｉｉ）の完了時に収集される１価のカチオンの塩、特に１価のカチオンの塩化物塩、好ましくは塩化ナトリウムが、少なくとも部分的に処理ステップ（ｖ）を経る。
この構成は、特に、ステップ（ｉｉ）および（ｉｉｉ）が以下に定義されるような選択透過膜なしで実行される場合に適用される。
変形例では、ステップｉｉ）における電気透析装置は、１価のカチオンに対する選択透過性を有する少なくとも１つの膜を備える。
このように、１価のカチオン（または１価のアニオン）に対する選択透過性を有する膜は、１価のカチオン（または１価のアニオン）のみ通過が通過し、１より大きい原子価、特に２価を有する、アニオン（またはカチオン）およびカチオン（またはアニオン）は通過しない。
変形例では、ステップｉｉ）における電気透析装置の３－コンパートメントユニットセルは、少なくとも１つのユニットセルを含み、好ましくは、前記ユニットセルの各々は、以下：
・１価のカチオンに対する選択透過性を有する膜と、カチオン性膜との間で区画された第１コンパートメント；
・２つのカチオン性膜の間で区画された第２コンパートメント；および
・カチオン性膜と、１価のカチオンに対する選択透過性を有する膜との間で区画された第３コンパートメント、を備える。
別の変形例では、ステップｉｉ）における電気透析装置の３－コンパートメントユニットセルは、少なくとも１つのユニットセルを備え、好ましくは、各ユニットセルは、以下：
・アニオン性膜とカチオン性膜との間で区画された第１コンパートメント；
・２つのカチオン性膜の間で区画された第２コンパートメント；および
・カチオン性膜とアニオン性膜との間で区画された第３コンパートメント、を備える。
カチオン置換のステップ（ｉｉ）は、このようにして、選択透過膜を用いて、または用いずに実行され得る。
（上記ステップｉｉの変形の）亜変形（sub-variant）では、第１コンパートメントには少なくとも１つの酸性塩、好ましくは塩酸塩が供給され、第２コンパートメントにはステップｉ）の乳タンパク質組成物が供給され、第３コンパートメントには１価のカチオンの、好ましくはナトリウムの少なくとも１つの塩化物塩が供給される。
変形例では、ステップｉｉｉ）の電気透析装置は、１価のアニオンに対する選択透過性を有する少なくとも１つの膜を備える。
このように、１価のアニオンに対して選択透過性を有する膜は、１価のアニオンのみが通過し、１より高い原子価、特に２価の原子価を有するカチオンおよびアニオン、または９０（ダルトン、すなわち分子を構成する様々な原子の原子量の合計）以上の分子量を有するカチオンおよびアニオンは通過しない。
変形例では、ステップｉｉｉ）の電気透析装置の３－コンパートメントユニットセルは、少なくとも１つのユニットセルから構成され、好ましくは、各ユニットセルは、以下：
・１価のアニオンに対する選択透過性を有する膜と、アニオン性膜との間で区画された第１コンパートメント；
・２つのアニオン性膜の間で区画された第２コンパートメント；
・アニオン性膜と、１価のアニオンに対する選択透過性を有する膜との間で区画された第３コンパートメント、を備える。
別の変形例では、ステップｉｉｉ）における電気透析装置の３－コンパートメントユニットセルは、少なくとも１つのユニットセルを備え、好ましくは、各ユニットセルは、以下：
・カチオン性膜とアニオン性膜との間で区画された第１コンパートメント；
・２つのアニオン性膜の間で区画された第２コンパートメント；および
・アニオン性膜とカチオン性膜との間で区画された第３コンパートメント、を備える。
アニオン性置換のステップ（ｉｉｉ）は、このようにして、選択透過膜を用いて、または用いずに実行され得る。
（上記ステップｉｉｉの変形の）亜変形では、第１コンパートメントには少なくとも１つの塩基性塩、好ましくは水酸化ナトリウム塩が供給され、第２コンパートメントにステップｉｉ）で得られた部分的に脱ミネラルおよび酸性化された乳タンパク質組成物が供給され、第３コンパートメントには、１価のカチオンの、好ましくはナトリウムの、少なくとも１つの塩化物塩が供給される。
変形例では、本プロセスは、ステップ（ｉｉ）の後に、およびステップ（ｉｉｉ）の前に実行される熱処理ステップ（ｖｉｉｉ）を含む。
好ましくは、このステップ（ｖｉｉｉ）において、前記乳タンパク質組成物は、５秒以上かつ１０分以下の時間の間、７０℃以上かつ１１０℃以下の温度の状態を有する。
前記乳タンパク質組成物の酸性媒体により、芽胞菌（spore germs）などの、破壊がより困難なものを含む細菌の排除が促進される。
変形例では、ステップｉ）における前記乳タンパク質組成物は、特に有機農業に由来するホエーである。
変形例では、ステップｉ）における乳タンパク質組成物は、特に電気透析ステップ、ナノ濾過ステップ、逆浸透ステップ、エバポレーションステップ、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つのステップを経た、部分的に脱ミネラルされたホエーである。
これらのステップはまた、ＭＰＣを濃縮する、すなわち、その乾燥抽出物の質量を増加させる。
本発明の主題は、第２態様によれば、本発明の第１態様を参照して定義される実施形態の変形の何れかによる製造プロセスによって得ることができる、脱ミネラルされた乳タンパク質組成物に関する。
脱ミネラルされた乳タンパク質組成物の製造プロセスの第１例の様々なステップを概略的に表した図である。 本発明による処理ステップｖ）の例、特に図１および図３に示す第１および第２例のプロセスで実施されるバイポーラ膜電気透析装置のユニットセルを概略的に表した図である。 脱ミネラルされた乳タンパク質組成物の製造プロセスの第２例の様々なステップを概略的に表した図である。
（実施形態の説明）
図１に示される脱ミネラルされた乳タンパク質組成物の製造プロセスの第１例は、２つの電気透析装置５，１０を含み、それらの装置のユニットセル１５，３５は、３つのコンパートメントを有する。図１には、電気透析装置５の単一のユニットセル１５が示されている。このユニットセル１５は、カチオン性選択透過膜２２とカチオン性膜２４との間で区画された第１コンパートメント２０と、カチオン性膜２４とカチオン性膜２８との間で区画された第２コンパートメント２６と、カチオン性膜２８とカチオン性選択透過膜３２との間で区画された第３コンパートメント３０と、を備える。図１には、電気透析装置１０の単一のユニットセル３５が示されている。このユニットセル３５は、アニオン性選択透過膜３７とアニオン性膜４１との間で区画された第１コンパートメント３９と、アニオン性膜４１とアニオン性膜４５との間で区画された第２コンパートメント４３と、アニオン性膜４５とアニオン性選択透過膜４９との間で区画された第３コンパートメント４７と、を備える。カチオン性選択透過膜２２および３２は、１価のカチオンのみが通過でき、選択透過膜３７および４９は、１価のアニオンのみが通過できる。電気透析装置５および１０はそれぞれ、ユニットセル１５および３５のコンパートメントを通る導電性溶液を介して電流を発生させるカソード（８０，８８）およびアノード（７８，９０）を備えている。また、当該プロセスは、ステップｖｉ）を実行するための第１ナノ濾過装置５０、ステップｖｉｉ）を実行するための第２ナノ濾過装置６０、およびステップｖ）を実行するための、図２に詳述されている３－コンパートメントバイポーラ膜電気透析装置７０を含む。また、この第１例のプロセスは、熱処理ステップｖｉｉｉ）を実行するための熱処理装置７５を含む。
操作において、乳タンパク質組成物ＭＰＣ、特に少なくとも５０％に脱ミネラルされたホエーがステップｉ）で供給され、次に電気透析装置５の第２コンパートメント２６に供給される。同時に、酸性化された塩、特に塩酸溶液が第１コンパートメント２０に供給され、ブライン（brine）、特に塩化ナトリウム塩が第３コンパートメント３０に供給される。Ｈ＋イオンは、カチオン性膜２４を通過し、第３コンパートメント３０由来のＮａ＋イオンと置き換わり、電界の影響下で選択透過膜３２または選択透過膜２２を通過する。１価および／または２価のカチオン、特にＮａ＋イオンおよびＣａ２＋イオンは、電界の影響下で、カソード８０の方向にカチオン性膜２８を通過し、第１コンパートメント２０由来のＨ＋イオンと置き換わる。このようにして、ステップｉ）で得られたＭＰＣ１の乳タンパク質組成物は、部分的に脱ミネラルされ、カチオンがＨ＋によって置換され、酸性化される。ＭＰＣ１のｐＨは、４以下である。第３コンパートメント３０は、乳タンパク質組成物ＭＰＣに由来する塩化物塩、特に塩化カルシウム塩（ＣａＣｌ２）および塩化ナトリウム塩（ＮａＣｌ）の混合物を含む。このようにして、１価のイオン（例えば、Ｎａ＋；Ｋ＋）は、カチオン性選択透過膜２２またはカチオン性選択透過膜３２を通過して第１コンパートメント２０に供給される一方、２価のイオン（例えば、Ｃａ２＋）は第３コンパートメント３０に残る。
酸性化された乳タンパク質組成物ＭＰＣ１は、その細菌学的安定性を改善するために、ステップｖｉｉｉ）において、熱処理を受ける（９０℃、数分間）。有利には、組成物ＭＰＣ１は酸性化されているので、熱処理条件は通常よりも厳しく、タンパク質が変化しないように規定され得る。
第３コンパートメント３０に由来する塩の混合物は、塩化カルシウムＣａＣｌ２などの２価の塩の保持によって第３コンパートメント３０に由来する塩化ナトリウム塩の純度を高めるために、ナノ濾過ユニット５０でナノ濾過ステップｖｉ）を経てもよい。こうして精製された塩化ナトリウム塩は、第３コンパートメント３０に供給される。
特に低温殺菌された組成物ＭＰＣ１は、電気透析装置１０において第２電気透析ステップｉｉｉ）を経る。第１コンパートメント３９には、ステップｖ）から水酸化ナトリウムなどの塩基性塩が供給される。ＯＨ－イオンの移動度がＣｌ－イオンの移動度よりも大きくて、ＯＨ－イオンは、アニオン性膜４１を通過し、第１コンパートメント３９から生じて電界の影響下でアニオン性選択透過膜４９または３７を通過したＣｌ－イオンと、置き換わる。熱処理されて酸性化された組成物ＭＰＣ１が供給される第２コンパートメント４３では、残留アニオン（塩化物、硫酸塩、リン酸塩）が、アノード９０の方向に電界の影響下でアニオン性膜４５を通過し、第１コンパートメント３９からのＯＨ－イオンによって置換される。よって、ステップｉｖ）で得られた組成物ＭＰＣ２は、脱ミネラルおよび脱酸される。第３コンパートメント４７では、塩化ナトリウム塩および塩化カリウム塩（ＮａＣｌ，ＫＣｌ）とリン酸塩の混合物がＭＰＣ１から得られる。塩化物イオンは、アニオン性選択膜４９を通過し第１コンパートメント３９に供給される一方、２価のイオン、特にリン酸イオンは、アニオン性選択透過膜４９によって第３コンパートメント４７で遮断される。
第３コンパートメント４７から生じる塩は、リン酸イオンの保持によって第３コンパートメント４７から生じる塩化ナトリウム塩の純度を高めるために、ナノ濾過のステップｖｉｉ）を経てもよい。
この第１例のプロセスはまた、３－コンパートメントバイポーラ膜電気透析ユニット７０で塩化ナトリウム塩を処理するステップｖ）を含み、カチオンおよびアニオン電気透析ステップｉｉ）およびｉｉｉ）の第１コンパートメント２０および３９から生じたＮａＣｌの流れからの、および任意にステップｉ）の組成物ＭＰＣに対して上流で実施された事前の脱ミネラルステップから生じたＮａＣｌからの、および／または食品グレードのＮａＣｌからの、酸（主にＨＣｌ）および塩基（主に水酸化ナトリウム）の再生を可能にする。前記事前の脱ミネラルステップは、好ましくは、ナノ濾過ステップと、それに続くナノ濾過保持物に適用される２－コンパートメント電気透析ステップとからなる。ステップｖ）の開始時に使用される塩を除いて、電気透析ステップｉｉ）およびｉｉｉ）の実行に使用される酸性塩および塩基性塩は、乳タンパク質組成物ＭＰＣ１から生じ、これにより外因性ミネラル化合物の導入が回避される。
図２は、電気透析装置７０、およびそのユニットセル１０５を示し、このユニットセル１０５は、バイポーラ膜１１２とアニオン性膜１１４との間で区画された第１コンパートメント１１０と、アニオン性膜１１４とカチオン性膜１１８との間で区画された第２コンパートメント１１６と、カチオン性膜１１８とバイポーラ膜１２２との間で区画された第３コンパートメント１２０と、を備える。第２コンパートメント１１６には、塩、特に塩化ナトリウムまたは塩化カリウムが供給される。塩化物イオンは、電界の影響下でアニオン性膜１１４を通過してアノード１２５に向かい、一方、Ｎａ＋、Ｋ＋イオンは、電界の影響下でカチオン性膜を通過してカソード１２７に向かう。このステップｖ）により、酸性塩および塩基性塩、特に塩酸および水酸化ナトリウムを再生することができ、これらのうち、酸性塩についてはステップｉｉ）のユニットセル１５の第１コンパートメントに、塩基性塩についてはステップｉｉｉ）のユニットセル３５の第１コンパートメントに供給される。
図３に示す脱ミネラルされた乳タンパク質組成物の第２例の製造プロセスは、２つの電気透析装置２００および２０５を含み、それらの装置のユニットセル（２１５，２３５）は３つのコンパートメントを有する。図３には、電気透析装置２００の単一のユニットセル２１５が示されている。このユニットセル２１５は、アニオン性膜２２２とカチオン性膜２２４との間に区画された第１コンパートメント２２０と、カチオン性膜２２４とカチオン性膜２２８との間に区画された第２コンパートメント２２６と、カチオン性膜２２８とアニオン性膜２３２との間に区画された第３コンパートメント２３０とを備える。また、図３には、電気透析装置２０５の単一のユニットセル２３５が示されている。このユニットセル２３５は、カチオン性膜２３７とアニオン性膜２４１との間に区画された第１コンパートメント２３９と、アニオン性膜２４１とアニオン性膜２４５との間に区画された第２コンパートメント２４３と、アニオン性膜２４５とカチオン性膜２４９との間に区画された第３コンパートメント２４７とを備える。電気透析装置２００および２０５はそれぞれ、ユニットセル２１５および２３５のコンパートメントを通る導電性溶液を介して電流を生成するアノード（２７８，２９０）およびカソード（２８０，２８８）を備える。また、このプロセスは、ステップｖｉ）を実行するための第１ナノ濾過装置２５０、ステップｖｉｉ）を実行するための第２ナノ濾過装置２６０、およびステップｖ）を実行するための、図２に詳述されている３－コンパートメントバイポーラ膜電気透析装置７０を含む。さらに、このプロセスは、熱処理ステップｖｉｉｉ）を実行するための熱処理装置２７５を含む。
操作において、乳タンパク質組成物ＭＰＣ、特に少なくとも５０％に脱ミネラルされたホエーが、電気透析装置２００の第２コンパートメント２２６に供給される。同時に、酸性化された塩、特に塩酸溶液が第１コンパートメント２２０に供給され、ブライン、特に塩化ナトリウム塩および塩化カリウム塩が第３コンパートメント２３０に供給される。Ｈ＋イオンのみがカチオン性膜２２４を通過してカソード２８０に向かって第２コンパートメント２２６に入り、塩化物イオンはアニオン性膜２３２を通過してアノード２７８に向かって第３コンパートメント２３０に入る。第２コンパートメント２２６では、Ｎａ＋およびＣａ２＋などの１価または２価のカチオンが、電界の影響下で、カソード２８０の方向にカチオン性膜２２８を通過し、第１コンパートメント２２０からのＨ＋イオンと置換される。このようにして、ステップｉｉ）で得られたＭＰＣ１の乳タンパク質組成物は、部分的に脱ミネラルされ、カチオンがＨ＋イオンによって置換され、酸性化される。ＭＰＣ１のｐＨは４以下である。第３コンパートメント２３０は、乳タンパク質組成物ＭＰＣから生じるＣａＣｌ２とＮａＣｌの混合物を含む。第１コンパートメント２２０からの塩化物イオンは、アニオン膜２２２または２３２を通過して第３コンパートメント２３０に供給される。
酸性化された乳タンパク質組成物ＭＰＣ１は、細菌学的安定性を向上させるために、ステップｖｉｉｉ）において熱処理、特に熱処理ステップ（９０℃，数分間）を経る。有利には、組成物ＭＰＣ１が酸性化されているので、タンパク質が変化しないように熱処理の条件が、規定され得る。
第３コンパートメント２３０から生じる塩混合物は、塩化カルシウムＣａＣｌ２などの２価の塩を除去することによって、第３コンパートメント２３０から生じる塩化ナトリウム塩の純度を高めるために、ナノ濾過ユニット２５０でナノ濾過ステップｖｉ）を経てもよい。このステップでは、任意に、ステップｖ）の３～５ｐｐｍのインプット仕様を達成するために、キレート樹脂の操作を後続させてもよい。
特に熱処理された組成物ＭＰＣ１は、電気透析装置２０５で第２電気透析ステップｉｉｉ）を経る。第１コンパートメント２３９には、ステップｖ）から、水酸化ナトリウムなどの塩基性塩が供給される。ＯＨ－イオンは、第２コンパートメント２４３に向かってアニオン性膜２４１を通過し、Ｎａ＋イオンは、第３コンパートメント２４７に向かってカチオン性膜２４９を通過する。第２コンパートメント２４３では、塩化物およびリン酸塩などの酸性化され熱処理されたＭＰＣ１からの残留アニオンが、電界の影響下で、アノード２９０に向かってアニオン性膜２４５を通過し、第１コンパートメント２３９からのヒドロキシルイオンＯＨ－によって置換される。得られたＭＰＣ２の組成物は、ステップｉｖ）において脱ミネラルおよび脱酸される。第３コンパートメント２４７では、塩化カリウム塩および塩化ナトリウム塩、リン酸塩、硫酸塩を含む１価のカチオンの塩化物塩の混合物がＭＰＣ１から得られる。塩化物、リン酸塩、硫酸塩などの１価または２価のアニオンは、アニオン膜２４５を通過し、第３コンパートメント２４７に供給される。
第３コンパートメント２４７からの塩は、リン酸イオンを抽出することによって、第３コンパートメント２４７から生じる塩化ナトリウム塩の純度を高めるために、ナノ濾過ステップｖｉｉ）を経てもよい。
この第２例のプロセスはまた、ＮａＣｌの流れがステップｖｉ）およびｖｉｉ）のナノ濾過ステップを事前に経ているため、カチオンおよびアニオン電気透析のステップｉｉ）およびｉｉｉ）の第３コンパートメント２３０および２４７から間接的に得られたＮａＣｌの流れからの酸（主にＨＣｌ）および塩基（主に水酸化ナトリウム）の再生を可能にする３－コンパートメントバイポーラ膜電気透析ユニット７０で、塩化ナトリウム塩を処理するステップｖ）を、含む。前記ＮａＣｌの流れは、ステップｉｉ）およびｉｉｉ）から得られたものと混合されているか否かにかかわらず、ステップｉ）のＭＰＣ組成物に対して上流で実施された事前の脱ミネラルステップからのＮａＣｌ、および／または食品グレードのＮａＣｌから得られ得る。前記事前の脱ミネラルステップは、好ましくは、ナノ濾過ステップと、それに続くナノ濾過保持物に適用される２－コンパートメントの電気透析ステップと、からなる。ｉｉ）およびｉｉｉ）ステップの開始時に使用される塩を除いて、ｖ）ステップのおかげで、電気透析ステップｉｉ）およびｉｉｉ）の実施に使用される酸性塩および塩基性塩は乳タンパク質組成物ＭＰＣ１から生じ、これにより外因性ミネラル化合物の導入が回避される。
第２例のプロセスは、ステップｉｉ）およびｉｉｉ）が選択透過膜を含まない点、およびバイポーラ膜電気透析によって処理されたＮａＣｌの流れが電気透析装置２００および２０５から直接得られるのではなく、ステップｖｉ）またはｖｉｉ）に対応する中間ナノ濾過ステップを経る点で、第１例とは異なる。
カチオン置換ステップｉｉ）は、電気透析装置５（図１）または２００（図３）の何れかで実施され得る。
アニオン性置換ステップｉｉｉ）は、電気透析装置１０（図１）または２０５（図３）の何れかで実施され得る。
以下に記載する試験を実施するために、脱ミネラル水に乾燥質量１６％の甘性ホエーパウダー（粗製）の分散液を調製して、乳タンパク質組成物ＭＰＣを作成した。この分散液を、均質な混合物が得られるまで機械的に撹拌する。このようにして得られたＭＰＣのパラメータは以下の通りである：乾燥物中の質量比率：１５．９％（粉末質量／全質量）、ｐＨ＝５．９５、初期導電率＝１０．９５ｍＳ／ｃｍ、質量での灰分含有率＝８．１％、質量でのラクトース含有率＝７３．５％、質量でのカチオン含有率（特にＮａ，ＮＨ４，Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ）＝３.７９％、質量でのアニオン含有率（特にＣｌ，ＮＯ３，ＰＯ４，ＳＯ４）：３．６４％、各種質量比率（乾燥物中のものを除く）は、１つ以上の化合物の合計質量を乾燥物の合計質量と結びつけることによって計算される。
１－電気透析装置２００でのカチオン置換（図３）
電気透析装置２００は、例えば、５から１５個のセル２１５で構成される。第１コンパートメント２２０には、１００ｍＳ／ｃｍ以上、特に１５０ｍＳ／ｃｍ以上の導電率を有するＨＣｌ溶液が供給される。第２コンパートメント２２６には、上記で例示したＭＰＣが供給される。第３コンパートメントには、５０ｍＳ／ｃｍ以下、特に２５ｍＳ／ｃｍ以下、この具体例では１５ｍＳ／ｃｍ以下の導電率を有するＮａＣｌ溶液が供給される。電気透析装置２００には、１アンペア以上、特に２アンペア以下の電流（Ｉ）が印加され、電圧は好ましくはフリーである。電気透析ｉｉ）の間、ＭＰＣの導電率は減少してその脱ミネラル化を示し、その後、その構成物であるカチオンがＨ＋イオンに置換されるので、増加する。得られたＭＰＣ１のｐＨは１のオーダーであり、ＭＰＣ１の導電率は約１２ｍＳ／ｃｍである。第１コンパートメント２２０の出口での酸性溶液、すなわちＨＣｌの導電率は約７４％低下し、第３コンパートメント２３０の出口で得られるブライン、すなわちＮａＣｌの導電率は約２３４％上昇する。カチオン除去率は約８４％である。
２－電気透析装置５でのカチオン置換（図１）
電気透析装置５は、例えば、５～１５個のセル１５から構成される。第１コンパートメント２０には、１００ｍＳ／ｃｍ以上、特に１５０ｍＳ／ｃｍ以上の導電率を有するＨＣｌ溶液が供給される。第２コンパートメント２６には、上記で例示したＭＰＣが供給される。第３コンパートメントには、５０ｍＳ／ｃｍ以下、特に２５ｍＳ／ｃｍ以下、本具体例では１５ｍＳ／ｃｍ以下の導電率を有するＮａＣｌ溶液が供給される。電気透析装置５には、１アンペア以上、特に２アンペア以下の電流（Ｉ）が印加され、電圧は好ましくはフリーである。電気透析ｉｉ）の開始時には、ＭＰＣの導電率は減少してその脱ミネラル化を示し、その後、その構成物であるカチオンがＨ＋イオンに置換されるので、増加する。酸性コンパートメント２０では、Ｈ＋イオンが枯渇し、導電性の低いＮａＣｌが生成されるので、導電率が低下する。ＭＰＣから抽出されたカチオンは、ＮａＣｌよりも導電性の高い多価のカチオンが豊富なブラインコンパートメント３０に移行する。得られたＭＰＣ１のｐＨは１のオーダーであり、ＭＰＣ１の導電率は約１２ｍＳ／ｃｍである。第１コンパートメント２２０の出口における酸溶液の導電率は約３５％低下し、第３コンパートメント３０の出口で得られるブラインの導電率は約２５％上昇している。カチオン除去率は約８２％である。
ステップｉｉｉ）の実施のために、使用されるＭＰＣ１は、電気透析装置５または２００からのものの何れかであってもよく、なぜなら、それらの電気透析装置は、カチオン除去率に関して同一の性能を有するためである。
３－電気透析装置２０５でのアニオン置換（図３）
電気透析装置２０５は、例えば、５～１５個のセル２３５から構成される。第１コンパートメント２３９には、３０ｍＳ／ｃｍ以上、特に５０ｍＳ／ｃｍ以上の導電率を有するＮａＯＨ溶液が供給される。第２コンパートメント２４３には、上記で得られたＭＰＣ１が供給される。第３コンパートメント２４７には、５０ｍＳ／ｃｍ以下、特に２５ｍＳ／ｃｍ以下、この具体例では１５ｍＳ／ｃｍ以下の導電率を有するＮａＣｌ溶液が供給される。電気透析装置２０５には、１アンペア以上、特に２アンペア以下の電流（Ｉ）が印加され、電圧は好ましくはフリーである。電気透析ｉｉｉ）の間、ＭＰＣ１の導電率は減少し、その脱ミネラル化を示す。得られたＭＰＣ２のｐＨは６よりも大きく、この具体例では７．７のオーダーであり、ＭＰＣ２の導電率は約１ｍＳ／ｃｍである。第１コンパートメント２３９の出口における塩基性溶液、すなわちＮａＯＨの導電率は約１２０％低下し、第３コンパートメント２４７の出口で得られるブラインの導電率は約１２６％上昇する。アニオン除去率は約９８％である。ＭＰＣ２に達するまでのＭＰＣの導電率の低下は、８５％である。
４－電気透析装置１０でのアニオン置換（図１）
電気透析装置１０は、例えば、５から１５個のセル３５から構成される。第１コンパートメント３９には、３０ｍＳ／ｃｍ以上、特に５０ｍＳ／ｃｍ以上、この具体例では８０ｍＳ／ｃｍ以上の導電率を有するＮａＯＨ溶液が供給される。第２コンパートメント４３には、上記のＭＰＣ１が供給される。第３コンパートメント４７には、５０ｍＳ／ｃｍ以下、特に２５ｍＳ／ｃｍ以下、この具体例では１５ｍＳ／ｃｍ以下の導電率を有するＮａＣｌ溶液が供給される。電気透析装置１０には、１アンペア以上、特に２アンペア以下の電流（Ｉ）が印加され、電圧は好ましくはフリーである。電気透析ｉｉｉ）の間、ＭＰＣ１の導電率は低下し、その脱ミネラル化を示す。得られたＭＰＣ２のｐＨは６以上、７のオーダーであり、ＭＰＣ２の導電率は約２ｍＳ／ｃｍである。第１コンパートメント３９の出口における塩基性溶液の導電率は約２１％低下し、第３コンパートメント４７の出口で得られるブラインの導電率は２５％低下している。アニオンの除去率は約８４％である。ＭＰＣ２に到達するまでのＭＰＣの導電率低下率は７７％である。
所望の脱ミネラル率に応じて、例えば、上記の例示されたポイント１または２によるカチオン性置換と、上記の例示されたポイント３によるアニオン性置換とを組み合わせることによって、上記の例示されたＭＰＣから出発して、乾燥物（ＤＭ）について１．５％より低い灰分率で、９０％の脱ミネラル率に達することが可能である。
開始のＭＰＣがすでに部分的に脱ミネラルされている可能性もあり、このことにより、上記項目４による例示的なアニオン性置換と本発明によるカチオン性置換とを組み合わせることが可能になる。
以下に記載する試験のために、脱ミネラル水に乾燥質量１７％の甘性ホエイパウダー（粗製）の分散液を調製することにより、乳タンパク質組成物ＭＰＣ″を作成した。この分散液を、均質な混合物が得られるまで機械的に撹拌する。このようにして得られたＭＰＣ″のパラメータは以下の通りである：乾燥物の質量比率：１７％（粉末質量／全質量）、ｐＨ＝５、初期導電率：１２ｍＳ／ｃｍ、灰分の質量比率：８％，ラクトースの質量比率：７４％、カチオン（特にＮａ，ＮＨ４，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ）の質量比率：５％、アニオン（特にＣｌ，ＮＯ３，ＰＯ４，ＳＯ４）の質量比率：３％、種々の質量比率（乾燥物の質量比率を除く）は、１つ以上の化合物の合計質量を乾燥物の合計質量に結びつけることによって算出される。
５．電気透析装置２００でのカチオン置換（ＥＳＣ）（図３）
電気透析装置２００は、例えば、５から１５個のセル２１５で構成されている。第１コンパートメント２２０には、１００ｍＳ／ｃｍ以上、特に１５０ｍＳ／ｃｍ以上の導電率を有するＨＣｌ溶液が供給される。第２コンパートメント２２６には、上記の例示的なＭＰＣ″が供給される。第３コンパートメントには、５０ｍＳ／ｃｍ以下、特に２５ｍＳ／ｃｍ以下、本具体例では１５ｍＳ／ｃｍ以下の導電率を有するＮａＣｌ溶液が供給される。電気透析装置２００には、２アンペア以上、特に３アンペア以下の電流（Ｉ）が印加され、電圧は好ましくはフリーである。電気透析ｉｉ）の間、ＭＰＣ″の導電率は減少してその脱ミネラル化を示し、その後、その構成物であるカチオンがＨ＋イオンに置換されるので、増加する。得られたＭＰＣ１″のｐＨは約２、導電率は約１２ｍＳ／ｃｍである。第１コンパートメント２２０の出口で得られた酸溶液、すなわちＨＣｌの導電率は約５３％低下し、第３コンパートメント２３０の出口で得られたブライン、すなわちＮａＣｌの導電率は約２９２％上昇している。カチオン除去率（または置換率）は約７７％である。アニオン率は、ＭＰＣ″とＭＰＣ１″との間で実質的に類似している。
６．従来の２－コンパートメント電気透析（ＥＤ）（アニオン性膜／カチオン性膜）
この電気透析装置（図面には示されていない）は、例えば、５から１５個のセルを備える。第１コンパートメントは、カチオン性膜とアニオン性膜で区切られており、第２コンパートメントは、アニオン膜とカチオン膜で区切られている。第１コンパートメントには、上記のＭＰＣ１″が供給され、第２コンパートメントには、５ｍｓ／ｃｍ以上１５ｍｓ／ｃｍ以下の導電率を有する塩、特に塩化ナトリウムが供給される。試験中、１０Ｖ以上２０Ｖ以下、特に１５Ｖ以下の電圧を２－コンパートメントの電気透析装置に印加し、電流（Ｉ）をフリーにする。試験中、ＭＰＣ１″の導電率が低下し、その脱ミネラル化を示す。Ｈ＋イオンの一部はブラインコンパートメントに抽出され、それゆえ、出口におけるＭＰＣ１″（ＥＳＣ＋ＥＤ）のｐＨが上昇し、特に２．５以上、特に３以上のｐＨになる。この従来型の電気透析のおかげで、ＭＰＣ１″（ＥＳＣ＋ＥＤ）の最終的な導電率は、ＭＰＣと比較して約９０％低下する。ＭＰＣ１″（ＥＳＣ＋ＥＤ）におけるカチオン（Ｎａ，ＮＨ４，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ）除去率は９０％以上である（カチオン置換ＥＤの出口で得られたＭＰＣ１″との比較、図３）。ＭＰＣ１″（ＥＳＣ＋ＥＤ）におけるアニオン（Ｃｌ，ＮＯ３，ＰＯ４，ＳＯ４）除去率は、約８０％以上である（カチオン置換ＥＤの出口で得られたＭＰＣ１″との比較、図３）。
７．電気透析装置２０５でのアニオン置換（ＥＳＡ）（図３）
電気透析装置２０５は、例えば、５から１０個のセル２３５で構成される。第１コンパートメント２３９には、２０～３５ｍＳ／ｃｍの導電率を有するＮａＯＨ溶液が供給される。第２コンパートメント２４３には、上記で得られたＭＰＣ１″（ＥＳＣ＋ＥＤ）が供給される。第３コンパートメント２４７には、５０ｍＳ／ｃｍ以下、特に２５ｍＳ／ｃｍ以下、本具体例では１５ｍＳ／ｃｍ以下の導電率を有するＮａＣｌ溶液が供給される。１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧が印加され、電流（Ｉ）は好ましくはフリーである。電気透析ｉｉｉ）の間、ＭＰＣ１″（ＥＳＣ＋ＥＤ）の導電率は低下し、脱ミネラル化を示す。ＭＰＣ１″（ＥＳＣ＋ＥＤ）から抽出されたアニオンは、ブラインを含む第３コンパートメントに移動する。得られたＭＰＣ２″のｐＨは４よりも高く、この具体例では５のオーダーであり、ＭＰＣ２″の導電率は１よりも低い。第１コンパートメント２３９の出口における塩基性溶液、すなわちＮａＯＨの導電率は５５％超低下し、第３コンパートメント２４７の出口におけるブラインの導電率は３５％超増加している。ＭＰＣ２″に達するまでのＭＰＣ″からの導電率低減率は、９５％以上である。アニオンとカチオンの両方について、最終的な低減率（ＭＰＣ″とＭＰＣ２″との間）は、９５％以上である。

Claims (23)

  1. 脱ミネラルされた乳タンパク質組成物（ＭＰＣ２）の製造プロセスであって、以下のステップ：
    （ｉ）乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）を提供するステップ；
    （ｉｉ）前記乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）を電気透析装置（５，２００）で電気透析するステップであって、前記電気透析装置のユニットセル（１５，２１５）が、３つのコンパートメント（２０，２６，３０；２２０，２２６，２３０）を有し、かつ前記乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）における少なくとも１つのカチオンを、少なくとも１つの水素イオンＨ＋と置換して、少なくとも部分的に脱ミネラルされ酸性化された乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）を得るように構成されている、ステップ；
    （ｉｉｉ）ステップ（ｉｉ）で得られた前記乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）を電気透析装置（１０，２０５）で電気透析するステップであって、前記電気透析装置のユニットセルが、３つのコンパートメント（３９，４３，４７；２３９，２４３，２４７）を有し、かつ前記乳タンパク質組成物における少なくとも１つのアニオンを、少なくとも１つのヒドロキシルイオンＯＨ－と置換するように構成されている、ステップ；
    （ｉｖ）脱ミネラルされた乳タンパク質組成物（ＭＰＣ２）を得るステップ
    を含むことを特徴とする、プロセス。
  2. 以下の塩：
    ・電気透析するステップｉｉ）から直接得られる塩、
    ・電気透析するステップｉｉ）から間接的に得られる塩、
    ・電気透析するステップｉｉｉ）から直接得られる塩、
    ・電気透析するステップｉｉｉ）から間接的に得られる塩、
    ・ステップｉ）における前記乳タンパク質組成物に対して実行される事前の脱ミネラルステップからの塩、
    ・これらの混合物
    から選択される塩のうちの少なくとも一部を処理するステップ（ｖ）を含み、
    前記処理するステップ（ｖ）が、一方で前記塩から１つ以上の酸を生成し、他方で前記塩から塩基を生成するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の製造プロセス。
  3. 前記処理するステップ（ｖ）が、バイポーラ膜電気透析装置（７０）で実施される電気透析するステップからなることを特徴とする、請求項２に記載の製造プロセス。
  4. 前記バイポーラ膜電気透析装置（７０）が、ステップ（ｖ）において、３つのコンパートメントＡ、ＢおよびＣ（１１０，１１６，１２０）を有するユニットセル（１０５）を備え、前記コンパートメントＡおよびＢには水が供給され、前記コンパートメントＡおよびＢの間に配置されたコンパートメントＣには、１つ以上の塩が供給されることを特徴とする、請求項３に記載の製造プロセス。
  5. 処理するステップ（ｖ）で得られた前記塩、特に塩酸および／または硫酸の少なくとも一部が、ステップｉｉ）における前記電気透析装置（５，２００）の前記３つのコンパートメント（２０，２６，３０；２２０，２２６，２３０）のうちの１つに供給されることを特徴とする、請求項２～４の何れか１項に記載の製造プロセス。
  6. 処理するステップ（ｖ）で得られた前記塩、特に水酸化ナトリウムおよび／または水酸化カリウムの少なくとも一部が、ステップｉｉｉ）における前記電気透析装置（１０，２０５）の前記３つのコンパートメント（３９，４３，４７；２３９，２４３，２４７）のうちの１つに供給されることを特徴とする、請求項２～５の何れか１項に記載の製造プロセス。
  7. ステップｉｉ）で得られ、少なくとも部分的に脱ミネラルおよび酸性化された乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）を、２－コンパートメントユニットセルを備える電気透析装置で、ステップｉｉｉ）の前に電気透析するステップを含むことを特徴とする、請求項１～６の何れか１項に記載の製造プロセス。
  8. 前記電気透析するステップｉｉ）において、１価のカチオンの少なくとも１つの塩化物塩と、２価のカチオンの少なくとも１つの塩化物塩とを含む混合物が生成され、前記混合物が、１価のカチオンの前記塩化物塩および２価のカチオンの前記塩化物塩の分離ステップ（ｖｉ）、特にナノ濾過を経ることを特徴とする、請求項１～７の何れか１項に記載の製造プロセス。
  9. 前記電気透析するステップｉｉｉ）において、１価のアニオンの少なくとも１つのナトリウム塩と、２価のアニオンの少なくとも１つのナトリウム塩とを含む混合物が生成され、前記混合物が、１価のアニオンの前記ナトリウム塩および２価のアニオンの前記ナトリウム塩の分離ステップ（ｖｉｉ）、特にナノ濾過を経ることを特徴とする、請求項１～８の何れか１項に記載の製造プロセス。
  10. 前記分離ステップ（ｖｉ）および／または前記分離ステップ（ｖｉｉ）の完了時に収集される、１価のカチオンの塩、特に１価のカチオンの塩化物塩が、前記電気透析するステップｉｉ）および／または前記電気透析するステップｉｉｉ）に供給されることを特徴とする、請求項８または９の何れかに記載の製造プロセス。
  11. 前記分離ステップ（ｖｉ）および／または前記分離ステップ（ｖｉｉ）の完了時に収集される１価のカチオンの塩、特に１価のカチオンの塩化物塩が、少なくとも部分的に前記処理するステップ（ｖ）を経ることを特徴とする、請求項８または９の何れかに記載の製造プロセス。
  12. ステップｉｉ）における前記電気透析装置（５）が、１価のカチオンに対する選択透過性を有する少なくとも１つの膜（２２，３２）を備えることを特徴とする、請求項１～１１の何れか１項に記載の製造プロセス。
  13. ステップｉｉ）における前記電気透析装置（５）の３－コンパートメント（２０，２６，３０）ユニットセル（１５）が、
    １価のカチオンに対する選択透過性を有する膜（２２）と、カチオン性膜（２４）との間で区画された第１コンパートメント（２０）；
    ２つのカチオン性膜（２４，２８）の間で区画された第２コンパートメント（２６）；
    カチオン性膜（２８）と、１価のカチオンに対する選択透過性を有する膜（３２）との間で区画された第３コンパートメント（３０）；
    を備える少なくとも１つのユニットセル（１５）を含むことを特徴とする、請求項１～１２の何れか１項に記載の製造プロセス。
  14. ステップｉｉ）における前記電気透析装置（２００）の３－コンパートメント（２２０，２２６，２３０）ユニットセル（２１５）が、
    アニオン性膜（２２２）とカチオン性膜（２２４）との間で区画された第１コンパートメント（２２０）；
    ２つのカチオン性膜（２２４，２２８）の間で区画された第２コンパートメント（２２６）；および
    カチオン性膜（２２８）とアニオン性膜（２３２）との間で区画された第３コンパートメント（２３０）；
    を備える少なくとも１つのユニットセル（２１５）を含むことを特徴とする、請求項１～１３の何れか１項に記載の製造プロセス。
  15. 前記第１コンパートメント（２０，２２０）には、少なくとも１つの酸性塩、特に塩酸塩が供給され、前記第２コンパートメント（２６，２２６）には、ステップｉ）の前記乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）が供給され、第３コンパートメント（３０，２３０）には、１価のカチオンの少なくとも１つの塩化物塩が供給されることを特徴とする、請求項１３または１４の何れかに記載の製造プロセス。
  16. ステップｉｉｉ）における前記電気透析装置が、１価のアニオンに対する選択透過性を有する少なくとも１つの膜（３７，４９）を備えることを特徴とする、請求項１～１５の何れか１項に記載の製造プロセス。
  17. ステップｉｉｉ）における前記電気透析装置の３－コンパートメント（３９，４３，４７）ユニットセル（３５）が、
    １価のアニオンに対する選択透過性を有する膜（３７）と、アニオン性膜（４１）との間で区画された第１コンパートメント（３９）；
    ２つのアニオン性膜（４１，４５）の間で区画された第２コンパートメント（４３）；
    アニオン性膜（４５）と、１価のアニオンに対する選択透過性を有する膜（４９）との間で区画された第３コンパートメント（４７）；
    を備える少なくとも１つのユニットセル（３５）を含むことを特徴とする、請求項１～１６の何れか１項に記載の製造プロセス。
  18. ステップｉｉｉ）における前記電気透析装置（２０５）の３－コンパートメント（２３９，２４３，２４７）ユニットセル（２３５）が、
    カチオン性膜（２３７）とアニオン性膜（２４１）との間で区画された第１コンパートメント（２３９）；
    ２つのアニオン性膜（２４１，２４５）の間で区画された第２コンパートメント（２４３）；
    アニオン性膜（２４５）とカチオン性膜（２４９）との間で区画された第３コンパートメント（２４７）；
    を備える少なくとも１つのユニットセル（２３５）を含むことを特徴とする、請求項１～１５の何れか１項に記載の製造プロセス。
  19. 前記第１コンパートメント（３９，２３９）には、少なくとも１つの塩基性塩、好ましくは水酸化ナトリウムが供給され、前記第２コンパートメント（４３，２４３）には、ステップｉｉ）で得られた部分的に脱ミネラルおよび酸性化された前記乳タンパク質組成物（ＭＰＣ１）が供給され、前記第３コンパートメント（４７，２４７）には、１価のカチオンの少なくとも１つの塩化物塩が供給されることを特徴とする、請求項１７または１８の何れかに記載の製造プロセス。
  20. ステップ（ｉｉ）の後に、およびステップ（ｉｉｉ）の前に実行される熱処理ステップ（ｖｉｉｉ）（７５，２７５）を含むことを特徴とする、請求項１～１９の何れか１項に記載の製造プロセス。
  21. ステップｉ）における前記乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）が、特に有機農業に由来するホエーであることを特徴とする、請求項１～２０の何れか１項に記載の製造プロセス。
  22. ステップｉ）における前記乳タンパク質組成物（ＭＰＣ）が、特に、電気透析ステップ、ナノ濾過ステップ、逆浸透ステップ、エバポレーションステップ、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つのステップを経た、部分的に脱ミネラルされたホエーであることを特徴とする、請求項１～２１の何れか１項に記載の製造プロセス。
  23. 請求項１～２２の何れか１項に記載の製造プロセスによって得ることができる、脱ミネラルされた乳タンパク質組成物（ＭＰＣ２）。
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