NO151567B - Fremgangsmaate for oppnaaelse av et alfa-laktalbumin-anriket produkt fra myse. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår behandling av myse, spesielt med henblikk på å oppnå verdifulle produkter.

Myse er et velkjent biprodukt i osteindustrien.

Sammensetningen av myse er omtrent den samme som skummet

melk, bortsett fra dennes kasein. Generelt skiller man mellom to typer myse, søtmyser eller "ostefabrikkmyser",

og sure myser eller "kaseinfabrikkmyser".

Tilsetning av løype til melk forårsaker synereser,

noe som resulterer i en myse kalt løypemyse. Hvis løype-tilsetning skjer ved melkens pH-verdi eller ved en noe lavere pH-verdi, f.eks. etter lett metning med melkegjær,

men over et område på ca. 5,8 til 6, blir mysen kalt søt-

myse. Surgjøring av melken enten ved tilsetning av en mineralsyre eller ved å fremstille melkesyre (pode melken med melkefermenter) ved en pH-verdi nær kaseinets isoelektriske punkt, forårsaker flokulering eller koagulering. Etter separering av dravle oppnås surmyse.

Myse defineres derfor med henblikk på arten av

melkens koagulering. I osteindustrien er mesteparten av mysene i virkeligheten blandede myser der en av koaguler-ingsprosessene er noe fremherskende overfor den annen. Søt-mysene kommer fra fremstilling av oster kalt (kokt eller ukokt) presset dravle (Emmental, Gruyere, Cheddar, Cantal, Saint-Paulin etc...). Surmyser er hovedsakelig biprodukter

ved fremstilling av frisk dravle og kaseinanlegg. Mellom-liggende varianter finnes også som biprodukter ved fremstilling av de fleste myke dravler og marmorerte slike (blåost). Således er sammensetningen av myser gjenstand for vide variasjoner som hovedsakelig avhenger av den opp-rinnelig melk samt den ostefremstillingsprosess som benytt-

es.

Myse har interessante bestanddeler, hovedsakelig

den nitrogenholdige fraksjon som i det vesentlige innehold-

er oppløselige melkeproteiner som har en høy biologisk verdi, større enn 90%. Det skal henvises til en artikkel av E. Forsum og L. Hambraeus, "J. of Dairy Sc", 60 (3), 370-377, 1977. Inntil nå var de tre tradisjonelle måter å

disponere myse på en utspredning på åker og eng, dumping i vannveier og anvendelse som dyrefSr. Interessen retter seg imidlertid nå mot nye teknologiske prosesser, f.eks. ultrafiltrering som tillater separering, konsentrasjon og rens-ing av mysekomponentené på selektiv måte og deretter å modifisere disses fysikalske-kjemiske egenskaper mens mån bibeholder eller sågar forbedrer næringskvalitetene. På

det nåværende tidspunkt blir mer og mer forskning rettet mot teknikker for behandling av myse som tillater fremstilling av nye og varierte produkter som kan finne anvendelse som næringsmidler. Teknikere på dette område har spesiell interesse i de proteiner som finnes i mysen for å oppnå varierte matprodukter som kan tilfredsstille spesielle krav.

Tallrike dokumenter fra den kjente teknikk illustrerer behandlingsmåter for myse ved ultrafiltrering. I osteteknikken har det allerede vært foreslått å ultrafiTt-rere mysen for å oppnå et "retentat" (som er konsentratet som holdes tilbake av ultrafiltreringsmembranet) inneholdende oppløselige proteiner, idet retentatet deretter ble gjeninnført i osten'ved fremstillirigsprosessen. Videre finnes det myseultrafiltreringsprosesser som tillater differensiell eller selektiv separering av diverse komponenter. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse faller innenfor den siste kategori.

Gjenstand for oppfinnelsen er en fremgangsmåte for fra myse ved ultrafiltrering å oppnå et a-laktalbuminanriket produkt. Selv om proteinene relativt sett represen-terer en liten del av faststoffinnholdet i mysen (mindre enn 12%) er de hovedmålet for å øke verdien for dette biprodukt. Den proteinholdige fraksjon som i det vesentlige består av oppløselige melkeproteiner: 6-laktoglobulin, a-laktalbumin, serumalbumin og immunoglobuliner, er inter-essant på grunn av næringsverdien og de funksjonelle egenskaper.

Tallrike arbeider foreligger når det gjelder karak-terisering" av de oppløselige proteiner i myse. Hva angår B-laktoglobulin skal det henvises til et verk av

G. Braunitzer, R. Chen, B. Shrank, A. Stangl, Automatic Sequence Analysis of Protein (g<->laktoglobulin AB), Hoppe Seyier's "Z. Physiol. Chem." 353 (5), 832-834, 1972. Kort sagt kan det finnes at g<->laktoglobulinet på grunn av nærværet av en fri SH-gruppe har en tendens til polymerisering og til å foreligge i form av en monomer-dimer-oktamer likevekt. Dimerformen er generelt fremherskende ved ultrafilt-reringsbetingelser og ved lav temperatur ved pH-verdier nærmere det isoelektriske punkt (pH over 5 favoriserer oktamerisering). Ved en pH større enn 7,5 går balansen i retning av monomerformen. Konformasjonen for Ø-laktoglobulinet er relativt stabil under pH 7. H. A. McKenzie,

"Milk Proteins", vol. 1 og 2, Academic Press, New York 1970, har foretatt et studium av formene og forskjellige karakteristika for 8-laktoglobulin. Virkningen av pH-verdién på konformasjonen for dette protein er bekreftet (se f.eks. E. Mihalyi, "Application of Proteolytic Enzyme

to Protein Structure", 1972),

Når det gjelder a-laktalbumin er sekvensen generelt kjent, se K. Brew, F. J. Castellino, T. C. Vanamam, R. L. Hill, "The Complete Amino Acid Sequence of Bovine a-laktalbumin", "J. Biol. Chem." 245 (17), 4570-4582, 1973. I mot-setning til B-Jaktoglobulin har denne forbindelse ikke noen fri SH-gruppe. D.N. Lee og R. L. Merson har i "Prefiltration of Cottage Cheese Whey to Reduce Fouling of Ultrå-^ filtration Memjaranes", "J. Food Sc." 41:403-410, 1976 vist at formen for a-laktalbuminmolekylene kan variere ifølge pH-verdien. Ved sure pH-verdier har molekylene en tendens til å assosiere i dimer eller trimer form. Ved pH-verdier større enn 8 finner man også en polymerisering av proteinet.

På samme måte som B-laktoglobulin har serumalbumin en fri SH-gruppe og foreligger i monomer-og dimerformer.

Det er også kjent at koagulering av melk oppnås

ved surgjøring eller proteolyse av K-kaseinet. Denne enzym-atiske hydrolyse med løype frigjør fra mysen et fosfoglyko-peptid kalt kaseinmakropeptid (CMP). Mengden av CMP i myser varierer i henhold til arten og koaguleringstiden og når

på det høyeste 1 g/liter i søt myse.

Tallrike andre oppløselige proteiner foreligger i melk. og myse: Nærværet.i mindre mengder enn de foregående gjør dem mindre viktige hva angår -bidraget til protein- - konsentratets fysikk <p>g kjemi enn når det gjelder deres biologiske.rolle,

De eldste teknikker for ekstrahering av proteiner fra myser består i å gjøre dem uoppløselige ved en de-natureringsvarmebehandling ved en pH-verdi nær det isoelektriske punkt. Denne prosess som er hyppig brukt ble nylig diskutert av B.P. Robinson, J. L..Short,, K. R. Marshall, "Traditional Lactalbumin Manufacture, Properties and Uses", "N. Z. J. Dairy Sc. and Techn.", 11 (2), 114-126, 1976. Mangelen ved denne teknikk er åpenbart denatur-eringsaspektet..Andre "laboratorieprosesser har på vesentlig måte prøvd, å bøte på denne mangel. Det er f.eks. foreslått å utføre en adsorpsjon av proteiner i en ionebytter (J. B. Ward, "Separation Processes in the Biological Industry", "Process Biochemistry", 1 1 (7),, 1 976. Ionebyttingsteknikker medfører automatisering og vanskeligheter ved kontinuerlig drift, store investeringer (mengder av harpikseluerings-middel, konsentrasjon av eluater). Oppnåelsen av rensede ..produkter er ikke alltid en fordel.

Andre.prosesser benytter kjemisk ekstraksjon og gir ikke grunn til tilfredsstillelse fra et næringssyns-punkt. Kromatografiske ionebytterprosesser er også foreslått (se f.eks. B. Mirabel, "Nouveau procédé d'Extraction des Protéines du Lactosérum, "Ann. de la Nutrition.et de 1'Alimentation", 34 (2-3), 243-253, 1978). Filtrering gjennom en gel har også vært benyttet, men i det vesentlige i laboratoriet. Det kan.f.eks. henvises til et verk

av L., 0. Lindquist og K. W. Williams, "Aspects of Whey Processing by Gel Filtration", "Dairy Industries", 38 (10), 459-464, 1973, og en artikkel av E. Forsum, L. Hambraeus og I. H. Siddiqt, "Large Scale Fractionation of Whey Protein Concentrates"., "J. of Dairy Sc. , 57 (6), 659-664, 1974. Behandling ved gelfiltrering har et antall mangler.

Det kreves hovedsakelig en forkonsentrasjon av proteiner som ikke må være denaturert for å unngå risiko for for-andring av gjenoppløsningen mellom de forskjellige fraksjoner. Disse fraksjoner må så konsentreres og tørkes.

De dårlige mekaniske egenskaper for gel og tilstoppings-evnen for mysekonsentrater på grunn av nærværet av lipo-proteinkomplekser har gitt denne prosess meget begrenset anvendelse.

Ultrafiltrering gjennom et membran og tatt i betraktning det fremskritt som er gjort både med henblikk på apparatur og disses ytelse, er blitt hyppig brukt i meieriindustrien både for behandling av melk og myse (se f.eks. et arbeid av Mocquot et al, "Préparation de Fromage å Partir de "Préfromage liquide" obteriu par Ultrafiltration du Lait", "Le Lait", 51 (508) 495-533, 1971.

Under filtrering av myse gjennom et ultrafiltrer-ingsmembran går vann, oppløselige mineralsalter og vann-oppløselige vitaminer gjennom membranen. Produktet som passerer gjennom membranen er kjent som ultrafiltratet eller permeatet. På den annen side holdes proteinene og dermed forbundede bestanddeler (kalsium, fosfor), fett og lipofile elementer tilbake og konsentreres da den vandige fase eli-mineres. Disse bestanddeler er kjent som "retentat" eller proteinkonsentrat. Proteinkonsentrater som oppnås ved ultrafiltrering kan defineres enten ved konsentrasjonsfak-toren eller ved proteinenes renhetsgrad. Oppnåelse av meget rene konsentrater nødvendiggjør anvendelse av ultrafiltrering fulgt av eller ledsaget av diafiltrering som består i å vaske proteinkonsentratet. Under diafiltrering bringes væsken som skal ultrafiltreres i kontakt med membranet samtidig som oppløsningen, f.eks. en vandig oppløsning. Tallrike studier er foretatt hva angår sammensetningen for myseultrafiltratet (se f.eks. Hargrove et al. i "Production and Properties of Deproteinized Whey Powders", "J. of Dairy Sc", 59 (1 ), 5-33, 1976, Hiddink et al i "Ultrafiltration of Condensed Whey", "Zuivelzicht" 68 (48-51), 1064-1066, 1126-1127, 1978; L. Kivieniemi i "Microbial Growth During the Ultrafiltration of Sweet Whey and Skirn Milk", "Kemia-Kemi", 12, 791-795, 1974). Sammensetningen av retentatene eller proteinkonsentratet er også bestemt (se f.eks. B. S. Horton, R. L. Goldsmith og R. R. Zall i "Membrane Processing of Cheese Whey Reaches Commercial Scale", "Food Technol". 26 (30), 1972.

De virkelige betingelser for ultrafiltrering er slik at den ikke skjer i henhold til idealhypoteser. F.eks. har ultrafiltreringsretentatet en relativt stor restandel av fett såvel som av mineralelementer. Videre har dagens ultrafiltreringsmembraner variabel porediameter. Deres grenseverdi er derfor ikke absolutt nøyaktig og tilsvarer ikke en ideell isoporøs membran. Videre er membranen ikke inert. Temperatur, trykk og pH-verdi kan modifisere de fysikalske egenskaper og dermed også diameteren av porene og hydratiseringen av membranen kan variere. Avhengig av membranens kjemiske art, kan ioniske eller hydrofobiske reaksjoner skje mellom denne og proteiner og/eller mineraler. I tillegg til disse typer binding må man ta med muligheten for fysikalsk fastholding av molekyler i membranens porer. Alle disse fenomener medfører membranens permeabilitet med henblikk på ultrafiltrerbare elementer og vann. Videre er det nødvendig å understreke viktigheten av dannelsen på ultrafiltreringsmembranen av et polymeriseringsskikt som også er kjent som et dynamisk membran som hovedsakelig inneholder proteiner. Uten å mestre dette fenomen vil enhver forbedring hva angår membranens selektivitet være satt på spill, se J. Murkes i "Quelques Opinions sur les Appli-cations Industrielles de la Technologie des Membranes", "Journées Européennes de la Filtration", Paris, 21. okt. 1978. Med andre ord må en membrans kapasitet for å tilfredsstille en gitt funksjon ikke tas bokstavelig, membranen må prøves under driftsbetingelser fordi det er umulig ikke å

ta hensyn til polariseringsskiktet som dannes under ultrafiltreringen og som modifiserer overføring av oppløst mate-riale over membranen, for derved å redusere dennes ytelse, spesielt gjennomtrengningshastigheten. Kvalitative forand-

ringer i retentatet og permeatet kan også observeres. Dette polariseringsskikt tjener som et andre membran og den totale permeabilitet i membranen under drift vil avhenge av denne sistes tykkelse og også arten av komponenter.

Hva angår ultrafiltrering av myse skal det henvises til et arbeid av D. N. Lee og R. L. Merson, "Prefiltration of Cottage Cheese Whey to Reduce Fouling of Ultrafiltration Membranes", "J. of Food Sc." 41, 403-410, 1976. Disse forfattere bestemte et antall betingelser som tillater at tykkelsen og densiteten for polariseringsskiktet kan mini-maliseres for å forbedre membranens permeabilitet. De bemerket også innflytelsen av pH-verdien som virker på oppløseligheten av proteinene. Det anbefales derfor å just-ere pH-verdien dithen at man tar mysens opprinnelse med i betraktning. Se også J. F. Hayes, J. A. Dunkerley, L. L. Muller og A. T. Griffin, "Studies on Whey Processing by Ultrafiltration II Improving Permeation Rates by Preventing Fouling", "The Australian J. of Dairy Tech." 37 (3), 132-140, 1974. Disse forfattere beskriver foroppvarming av myse, f.eks. til 80°C i 15 sekunder, noe som skal bevirke forbedring av apparaturens ytelse. Generelt sagt er det også kjent å forbehandle mysen, f.eks. ved varmebehandling, særlig ved pasteurisering for å forhindre bakteriell konta-minering. Det er således kjent at myse inneholder 10 til 20% av fremstilt melks bakterier. Pasteurisering har derfor ofte vært anbefalt for å bevare mysens sunnhetskvalitet.

De ovenfor angitte artikler av Lee og Merson (1976) og Hayes viser at betingelsene ved ultrafiltrering av myser er av stor praktisk viktighet.

Prosesser kalt diafiltrering er også kjent og disse består i å tilsette vann til retentatet og samtidig eller deretter å eliminere en ekvivalent mengde permeat. Virkningen a<y> diafiltrering er å redusere filtrerbare elementer fra retentatet. Det kan være en satsprosess (fortynning fulgt av etterfølgende konsentrasjon) eller en kontinuerlig sådan (vann tilsettes i samme hastighet som permeat fjernes). Diafiltrering tillater generelt å oppnå proteinkonsentrater

med øket renhet.

Det skal således henvises til de følgende publika-sjoner som beskriver den kjente teknikk på ultrafiltrerings-området.

FR-PS 71 04 839 (publikasjon nr. 2 125 137) og

74 24 441 (publikasjon nr. 2 239 208), "Chemical Abstracts", Vol. 81, N° 3, 22. juli 1974, s. 218, Abstract No 11969,

som henviser til en artikkel av "Sei. Tecnol. Alimenti" 1973, 3 (4) 209-215 av C. Pompei et al.

FR-PS 71 04 839 angår delaktosering av melk og foreslår en fremgangsmåte for fremstilling av en melk som inneholder alle bestanddeler i naturlig melk bortsett fra laktose, et slikt produkt er brukbart som næringsmiddel for diabetikere. Den beskrevne prosess angår melk som utgangsstoff og ikke myse, og den medfører minst ett trinn med omvendt osmose. Karakteristisk består fremgangsmåten ifølge FR-PS 71 04 839 i ultrafiltrering av melk, gjenvinning av ultrafiltratet, behandling av ultrafiltratet ved omvendt osmose med henblikk på å eliminere laktose i melken hvoretter avløpet fra den omvendte osmose blandes med ultrafiltreringsretentatet for å oppnå en rekonstituert melk uten laktose.

FR-PS 74 24 441 foreslår å behandle melk eller myse ved ultrafiltrering ved fortynning av retentatet med en vandig oppløsning for å fremstille spesielt human-melk. Etter ultrafiltrering av mysen oppnås det et produkt som

kan spraytørkes og som etter blanding med natriumkaseinat resulterer i et additiv som kan tilsettes til melk for å korrigere eller modifisere forholdet mellom kasein og opp-løselige proteiner. En slik prosess omfatter derfor alle mysens oppløselige proteiner. Artikkelen av C. Pompei et al., som angitt ovenfor foreslår også behandling av myse ved ultrafiltrering for å oppnå et proteinkonsentrat som kan spraytørkes. En slik prosess muliggjør at alle myseproteiner kan isoleres, men beskriver ikke fraksjonering av disse.

Et studium av den kjente teknikk har vist at retensjonen av oppløselige myseproteiner på ultrafiltreringsmembranen slik prosessen benyttes på klassisk måte i dag i industrien ikke er fullstendig. Retensjonen varierer også avhengig av proteinenes art.

Således kan a-laktalbumin gå fritt gjennom de i dag benyttede membraner på grunn av den lave molekylvekt (14 000 - 15 000), den kompakte, kuleformede konfigurasjon og den manglende evne til polymerisering i ikke-denaturert tilstand på grunn av fraværet av frie SH-grupper. Under aktuelle driftsbetingelser ved ultrafiltrering finnes dog en partiell retensjon av a-laktalbumin, noe som sikkert skyldes nærværet av polariseringsskiktet i det dynamiske membran på det virkelige membran. Hva angår B-laktoglobulin som også finnes partielt tilbakeholdt går dette gjennom membranen i monomer form. pH-betingelsene er derfor av vesentlig betydning.

Foreliggende oppfinnelse trekker fordeler av disse observasjoner i den kjente teknikk og tilbyr en fremgangsmåte som på grunn av anvendelse av en teknikk med ultrafiltrering av myse under driftsbetingelser tillater at det oppnås et produkt som er meget anriket på a-laktalbumin til fordel for andre proteiner som er oppløselige i myse.

For dette formål tilbyr oppfinnelsen en selektiv eller differensiell behandling av myse som etter suksessiv ultrafiltrering tillater å trekke ut en a-laktalbuminanriket fraksjon. Hver ultrafiltrering gjennomføres under på forhånd bestemte betingelser og med på forhånd bestemte membraner .

Produktet som oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes spesielt innen næringsmiddel- og me-disinteknikken, som meieriprodukterstatning eller supplement, spesielt ved hjelp av et næringsmiddel som tilfredsstiller spesifikke næringskrav, f.eks. for å oppnå kvaliteten av mors-nelk, for intensivbehandling via enteraltrakten såvel som for human- eller animal terapeutisk næring.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å forbedre den kjente teknikk og angår således en fremgangsmåte for oppnåelse av et ct-laktalbuminanriket produkt ved 2-trinns ultrafiltrering av myse, karakterisert ved at den omfatter å ut-føre den første ultrafiltrering med kjente membraner med en sperregrense generelt større enn 5000, tilpasset til å tillate retensjon av myseproteiner av typen oppløselige proteiner, idet denne ultrafiltrering gjennomføres på en myse med en pH-verdi som er mellom 6,3 og 7,0, og at ultrafiltratet fra den første ultrafiltrering i den andre ultrafiltrering bringes i kontakt med en membran med en sperregrense som er mindre enn 5000, som er istand til å holde tilbake a-laktalbumin og på i og for seg kjent måte å gjenvinne det ønskede produkt i form av retentatet fra den andre ultrafiltrering.

Først og fremst er det viktig å definere råmateri-alet som benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Mysen kan være av en hvilken som helst

art, idet fremgangsmåten kan anvendes på søtmyse fra oste-fremstilling og på surmyse. Allikevel er de resulterende produkter fra disse utgangsstoffer forskjellige. Hvis søt-myse er utgangsmaterialet oppnås det et a-laktalbuminanriket produkt med en liten andel 6-laktoglobulin og noe CMP. Hvis på den annen side surmyse er utgangsmaterialet inneholder det a-laktalbuminanrikede produkt så og si intet CMP. Avhengig av mysens opprinnelse kan således produktet fra prosessen inneholde mer eller mindre eller sågar intet kaseinmakropeptid. Det skal her bemerkes at CMP foreligger i to former: Glykosylform: bestående av to forskjellige fraksjoner avhengig av arten og mengden av forgrenede sukkere (galaktosamin, galaktose, N-acetyl-neuraminsyre); og Ikkeglykosyl form.

CMP inneholder også en eller to fosfoseriner, ingen aromatisk aminosyre (tryptofan, fenylalanin, tyrosin) og er rik på treonin, prolin og serin.

Det er hensiktsmessig å bruke en myse, uansett

opprinnelse, som ikke på forhånd har vært underkastet varmebehandling av den type som vanligvis benyttes for pasteurisering. Gjenstanden for oppfinnelsen er å eliminere eventu-elle bakterielle kontaminanter. Innenfor oppfinnelsen ligger det at så snart mysen er samlet blir den underkastet en konvensjonell skumming som er ment å fjerne fett som frem-deles er til stede i råmysen, hvoretter den kan underkastes den første ultrafiltrering. Den kan også holde i et egnet tidsrom ved lav temperatur, f.eks. i størrelsesordenen 0 til 4°C mens man imidlertid forhindrer krystallisering av laktose. Under den første ultrafiltrering kan selvfølgelig mysen oppvarmes for å øke utbyttet. F.eks. kan den egnede temperatur ligge innen området 30 til 60°C, fortrinnsvis

i størrelsesorden 45°C. Ultrafiltreringen kan imidlertid også gjennomføres ved omgivelsestemperatur. Det er fremfor alt viktig at mysen før eller under ultrafiltreringen ikke oppvarmes til en så høy temperatur som man benytter ved konvensjonell pasteurisering.

En annen viktig betraktning i forbindelse med den første ultrafiltrering gjelder mysens pH-verdi. Ifølge oppfinnelsen bør pH-verdien i mysen være til en verdi noe mindre enn 7, i det minste lik 6,3 og helst i størrel-sesorden 6,6. Tatt i betraktning egenskapene for typiske myser gjennomføres denne justering for disse hensiktsmessig ved å tilsette basiske reagenser. I prinsippet kan en hvilken

som helst base benyttes, slik som natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd, natriumkarbonat, kaliumkarbonat, kalsiumhydroksyd, ammoniumhydroksyd og andre tilsvarende basiske forbindelser.

Kaliumhydroksyd foretrekkes med henblikk på produktenes sluttanvendelse som næringsmidler.

Videre gjennomføres den første ultrafiltrering under kjente betingelser. Man kan benytte et hvilket som helst i dag tilgjengelig utstyr, f.eks. moduler av typen flate, bunt eller rør. De semipermeable membraner som benyttes er således allerede kjent for å holde tilbake eller å konsentrere oppløselige proteiner. Generelt har disse membraner en sperregrense større enn 5 000, f.eks. i størrelsesorden 50 000. Arten av membranen er ikke av viktighet. Den kan være en hvilken som helst uorganisk eller organisk membran. Når det f.eks. gjelder organiske membraner kan et hvilket som helst porøst substrat som tilfredsstiller den ovenfor angitte definisjon benyttes. Alle disse trekk er velkjente for fagmannen på området av ultrafiltrering av melk eller myse og skal derfor ikke forklares nærmere.

Under driftsbetingelsene for den første ultrafiltrering oppfører membranen seg som en membran som ikke er konstruert for å konsentrere eller holde tilbake a-laktalbumin og tillater derfor denne forbindelse å gå igjennom. Ved ferdig ultrafiltrering oppnås det derfor en a-laktalbuminanriket oppløsning. Således er i en slik oppløsning forholdet mellom B-laktoglobulin og a-laktalbumin snudd sammenlignet med utgangsmysen. I tillegg inneholder ultrafiltratet ikke proteiner med molekylvekt over ca. 20 000.

Som nevnt ovenfor blir den første ultrafiltrering gjennomført på kjent måte. Hvis nødvendig er det mulig å ty til en preliminær prøve for å bestemme den eksakte membran som passer i dette trinn, tatt i betraktning den dynamiske oppførsel.

Ifølge oppfinnelsen blir ultrafiltratet som oppnås under den første ultrafiltrering deretter underkastet en andre ultrafiltrering der det som membran brukes en som er i stand til å holde tilbake eller å konsentrere a-laktal-buminet. Som en generell regel har en slik membran en sperregrense på mindre enn 5 000 og fortrinnsvis mellom 1.500 og 2.000. Den kjemiske og/eller fysikalske art av membranen har lite å si så lenge a-laktalbumintilbake-holdingen tilfredsstilles under driftsbetingelsene for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. På samme måte som ved den første ultrafiltrering kan et hvilket som helst konven-sjonelt tilgjengelig utstyr benyttes. Vanligvis er det fordelaktig å gjennomføre en diafiltrering heller enn en ultrafiltrering, dvs. å gjennomføre ultrafiltreringen ved å tilsette kontinuerlig eller diskontinuerlig til ultrafiltratet fra den første ultrafiltrering en vandig opp-løsning av rent vann eller en vandig oppløsning inneholdende mineralsalter oppstrøms membranen i forhold til gjennom-trengningsretningen i den andre ultrafiltrering.

Den andre ultrafiltrering gir et ultrafiltrat som består av laktosesaft og et retentat eller konsentrat som inneholder den ønskede a-laktalbuminanrikede oppløsning. Oppfinnelsen illustreres i fig. 1 i de ledsagende tegninger og figuren illustrerer fremgangsmåtens trinn skjematisk.

Produktene som oppnås ifølge oppfinnelsen er brukbare som næringsmidler, spesielt som human-næringsmiddel. Det er kjent at human-melk inneholder ca. 40% kasein og

60% oppløselige proteiner, B-laktoglobulin er ikke blant disse. For å rekonstituere melk som kommer så nær som mulig human-melk er det derfor hensiktsmessig at melkepro-duktet ikke inneholder 3-laktoglobulin, men allikevel opp-fyller sammensetningen av morsmelk i andre henseender. Produktene som fremstilles ifølge oppfinnelsen tilfredsstiller således et behov og er derfor egnet for det som kalles "motherization" av melk. Videre kan det være brukbart å ha tilgjengelig et a-laktalbuminanriket produkt for spesielle dietkrav, a-laktalbumin er et protein som har den spesielle egenskap at det er meget rikt på tryptofan.

I slike næringsmiddelanvendelser kan produktet som fremstilles ifølge oppfinnelsen benyttes som et supplement eller erstatning for human-næringsmidler eller animal-næringsmidler.

Produktene som oppnås . kan ha andre anvend-elser på grunn av deres spesielle egenskaper. Disse produkter er rike på tryptofan som kan benyttes som næringsmiddel for diet- eller terapeutiske formål.

Spesielt er i disse produkter forholdet mellom tryptofan og såkalte nøytrale aminosyrer (tyrosin + fenylalanin + leucin + isoleucin + valin) høyt, spesielt er det høyere eller lik 0,06. Forholdet mellom tyrosin og tryptofan er tilsvarende lavt, spesielt mindre enn 2,5 og kan nå verdier i nærheten av 1.

Produktene som oppnås er derfor brukbare

som dietiske produkter for mennesker eller dyr. De kan også benyttes som intensivbehandlingsprodukter eller næringsmidler for pasienter som krever en spesiell protein-diet. Disse produkter tilfredsstiller næringsbehov når det f.eks. gjelder mukoviscidose eller systisk fibrose i pancreas, nyreuregelmessigheter eller for pasienter med en infeksjon eller betennelse i intestinalveggen såvel som når det gjelder betydelig vevdestruksjon etter alvorlige forbrenninger eller lignende.

Produktene som oppnås kan også anvendes

som terapeutisk næring for mennesker og dyr. Tidligere arbeider, se f.eks. artikler av R. J. Wurtmann og J. D. Fernstrøm i "Nutrition Review", 7 (32), 193-200 juli 1964, og i "The American Journal of Clinical Nutrition", (28), 638-647, juni 1975 har vist at mulighetene for å øke trypto-faninnholdet som er tilgjengelig innvendig i hjerneceller ved å variere mengdene og likevektene for aminosyrer i næringsinntak kan være av interesse fra et neurofarmakolo-gisk synspunkt. Tryptofan er en serotinforløper. På samme måte kan man ved å påvirke inntak av tyrosin og fenylalanin og disses likevekt med henblikk på andre aminosyrer være i stand til å påvirke mengden av dopamin og noradrenalin.

En anoreksigen virkning kan observeres ved å øke tryptofan-innholdet alene uten å redusere den biologiske verdi av proteinblandingen ved et balansefenomen. Den samme virkning kan forsterkes ved alltid å stå innenfor det identiske biologiske verdirammeverk mens man reduserer mengden av fenylalanin og tyrosin.

Produktene som oppnås kan derfor benyttes

på mennesker eller dyr med henblikk på terapeutisk næring, spesielt for behandling av fedme ved å ta fordel av den anoreksigene virkning eller for å regulere spisevanen. Videre kan produktene som oppnås benyttes for • å forbedre farmakologisk virkning av farmasøytiske produkter ved å tillate en økning av produksjonen av "neurotransmitter" aminer, nemlig serotin på den ene side og dopamin og nor-

adrenalin på den annen. Som eksempel kan virkningen av beroligende midler økes under transport av dyr som har mottatt et produkt som fremstilles ifølge oppfinnelsen.

Når det gjelder den fysikalske form for de nye produkter (oppløselig pulver i et vandig medium) gir inn-givelsesformen ikke grunn til problemer. De oppnådde produkter kan inngis som sådanne via enteraltrakten eller f.eks. blandet med et vanlig næringsmiddel.

Doser på 0,1 til 2 g/kg pr. dag er egnet. Oppfinnelsen skal illustreres nærmere ved de følgende eksempler.

Eksemp_el_2

I dette eksempel ble det som utgangsstoff benyttet en myse av løypetype. Denne myse ble oppnådd ved koagulering av skummet melk, varmebehandlet ved 72°C i 15 sek., uten avkjøling, med 30 ml Boll-løype (10 -4) og deretter filtrert.

Etter lagring i 18 timer ved 4°C ble mysen ultrafiltrert ved 45°C i en DC 10 ultrafiltreringsmodul med et XM 50 membran på 1,4 m 2 og av kommersiell tilgjengelig type. XM 50 membraner indikeres av produsenten å ha en sperregrense i nærheten av 50 000. DC 10 ultrafiltrerings-modulen benytter membran av hulfibertypen, samlet i rør-bunter. Ultrafiltreringspermeatet ble gjenvunnet og sammensetningen ble fulgt med tiden. Resultatene er tabulert i tabell 1 nedenfor:

Ultrafiltratet som ble oppnådd fra denne første ultrafiltrering gjennom XM 50 membranen ble samlet og ultrafiltrert igjen gjennom en AM2 membran ved 15°C, også her ved bruk av den samme DC 10 ultrafiltreringsmodul. Overflatearealet for membranen var også lik 1,4 m <2>og membranen var av hulfibertypen. AM2 membranen hadde en sperregrense i størrelsesorden 2 000. Forandringen i sammensetningen av retentatet i løpet av denne andre ultrafiltrering er tabulert i tabell 2 nedenfor.

For å analysere og derfor karakterisere det ende-lige retentatet ble det filtrert gjennom en G 75 gel i et fosfatbuffermedium ved pH 7,0 på en kolonne (2 m x 0,02) ved en strømningshastighet på 15 ml/time. Målingen ble gjennomført på et elueringsmiddel av neuraminsyre idet den optiske densitet ble målt ved 280 nm og måling av nin-hydrin ved 750 nm. Resultatene er illustrert ved fig. 2. Hovedsignalene kan der erkjennes.

1. DO280 lav/NH2 570 NaNa høy

2. DO280 lav/NH2 570 3. DO280 høy/NH2 570

Analysen av hele prøven ved elektroforese og de forskjellige signaler er bevis på at retentatet inneholder en blanding av a-laktalbumin, B-laktoglobulin og glykosyl/ eller ikke glykosyl CMP.

For å bestemme de respektive mengder ble oppløselig nitrogen målt i forskjellige styrker av trikloreddiksyre (se K. Fox et al. i "Separation of 3-laktoglobulin from Other Milk Serum Proteins by Trichloroacetic acid", "Journal of Dairy Science", vol. 50, No 9, s.1363-1367, 1967).Det vises således at: ved 2% forble 75% av B-laktoglobulinet, all CMP og en rest av a-laktalbumin-oppløselig nitrogen (peptider + frie aminosyrer) oppløselige: ved 4% forble 50% 6-laktoglobulin, all CMP og en a-laktalbumin-oppløselig-oppløselig-N (peptider + frie aminosyrer) oppløselige;

ved 6% forble all CMP-oppløselig N oppløselig; og

ved 12% forble all glykosyl CMP-oppløselig N opp-løselig.

5§!>ultater£

Produktet tilsvarte omtrent den følgende vekt-sammensetning:

Fra de ovenfor anførte tall og aminosyresammen-setningen i hver av bestanddelene ble det teoretiske aminogram bestemt og dette ble sammenlignet med det virkelige aminogrammet.

Man fant en korrelasjonskoeffisient på 0,96. Ved ikke å ta hensyn til glutaminsyre og prolin som er kjent som hovedaminosyrer i den oppløselige fase av U.F.-permeatet (Hargrove et al., "J. Dairy Science", 59, 25-33, 1976) ble koeffisienten 0,986 som er i god korrelasjon med de virkelige verdier.

Det er verdt å merke seg rikheten på tryptofan på grunn av nærværet av a-laktalbumin (nær to ganger så stor som den vanlige prosentandel i det opprinnelige konsentrat).

Produktet er videre meget oppløselig og har en behagelig søt smak som skyldes nærværet av glykosyl CMP.

Eksem<p>el_2

I dette eksempel ble det behandlet en melkesyre-myse. Mysen kom fra melkesyrekoagulering og hadde ingen

CMP.

Koagulering av melken ble oppnådd ved tilsetning av melkesyre opptil en pH-verdi på 4,6. Etter fjerning av dravlen ble pH-verdien justert til 6,6 ved tilsetning av kaliumhydroksyd og 2/1000 trinatriumcitrat ble tilsatt for å unngå tilstoppingsproblemer for membranene på grunn av kalsiumsalter. Før ultrafiltrering ble surmysen underkastet sentrifugering ved 1000 G i 15 min..

Ultrafiltreringen ble deretter utført ved 25°C i en DC 10 ultrafiltreringsmodul med XM 50 membraner som i eksempel 1. Sammensetningen for permeatet og retentatet under ultrafiltreringen er angitt i tabell 3.

Det således oppnådde ultrafiltrat ble deretter ultrafiltrert igjen over et AM2 membran med en DC 10 modul ved 15°C. Sammensetningen for retentat og permeat er angitt i tabell 4.

Retentatet for den andre ultrafiltrering og som besto av det ønskede produkt hadde den omtrentlige følgende sammensetning:

Ultrafiltrering gjennom en gel gjennomført under

de samme betingelser som i eksempel 1 men i en 1 meter høy kolonne inneholdende G 75 gel viste klart et signal 1 tilsvarende a-laktalbumin og signal 2 tilsvarende B-laktoglobulin. Figur 3 i de ledsagende tegninger viser dette.

Det teoretiske aminogram for denne proteinoppløs-ning ville være:

Eksemp_el_3

Dette eksempel viser fremstilling av melk med en sammensetning tilsvarende morsmelk. Et produkt som tilfreds-

Eksemgel_4

Dette eksempel angår et intensivbehandlingsprodukt ingitt enteralt til pasienter som krever et proteininntak i størrelsesorden 7 til 12% av det totale kaloriinntak. Et slikt produkt tilfredsstiller næringskrav med henblikk på mukoviscidose eller systisk fibrose i pancreas, nyremangler såvel som pasienter som lider under betennelse eller infeksjon i intestinalveggen. Disse proteiner tilføres fortrinnsvis i forfermentert form.

En egnet sammensetning er følgende:

Eksemp_el_5

Dette eksempel angår et intensivbehandlingsprodukt som kan brukes gjennom enteraltrakten for pasienter som har behov for et proteininntak i størrelsesorden 23% av det totale kaloriinntak i for-fermentert form og med lavt lipidinntak. Dette kan være tilfelle ved betydelige vev-ødeleggelser etter alvorlige skader eller forbrenninger.

En egnet sammensetning er den følgende:

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for oppnåelse av et a-laktalbuminanriket produkt ved 2-trinns ultrafiltrering av myse, karakterisert ved at den omfatter å utføre den første ultrafiltrering med kjente membraner med en sperregrense generelt større enn 5000, tilpasset til å tillate retensjon av myseproteiner av typen oppløselige proteiner, idet denne ultrafiltrering gjennomføres på en myse med en pH-verdi som er justert til mellom 6,3 og 7,0 og at ultrafiltratet fra den første ultrafiltrering i den andre ultrafiltrering bringes i kontakt med en membran med en sperregrense som er mindre enn 5000 og på i og for seg kjent måte å gjenvinne det ønskede produkt i form av retentatet fra den andre ultrafiltrering.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det i den andre ultrafiltrering anvendes en membran med en sperregrense på mellom 1500 og 2000 som er istand til å holde tilbake a-laktalbumin.

3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 og 2, karakterisert ved at pH-verdien i mysen justeres til en verdi i størrelsesorden 6,6.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den første ultrafiltrering gjennomføres ved en temperatur av 30 til 6 0°C med membraner med en sperregrense i størrelsesorden 50.000.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4,karakterisert ved at den første ultrafiltrering gjennomføres ved en temperatur av størrelses-orden 45°C med membraner med en sperregrense i størrelsesorden 50.000.