SU1722383A1 - Process for separating proteins from milk whey - Google Patents
Process for separating proteins from milk whey Download PDFInfo
- Publication number
- SU1722383A1 SU1722383A1 SU894751944A SU4751944A SU1722383A1 SU 1722383 A1 SU1722383 A1 SU 1722383A1 SU 894751944 A SU894751944 A SU 894751944A SU 4751944 A SU4751944 A SU 4751944A SU 1722383 A1 SU1722383 A1 SU 1722383A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- protein
- whey
- energy consumption
- cathode
- specific energy
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к биотехноло- гии, касаетс способа электроконтактного выделени остаточного белка из молочной сыворотки и может быть использовано в молочной промышленности. Цель изобретени - удешевление способа за счет снижени удельных энергозатрат. Дл достижени цели провод т коагул цию остаточного белка молочной сыворотки в катодной камере диафрагменного электролизера при плотности тока на катоде 0,002- 0,1 А/см2. Полученную суспензию раздел ют в поле массовых сил на белковую массу и осветленную сыворотку, которой заполн ют анодную камеру. Новым признаком в способе вл етс установление нижнего предела рН (6,51 + 0,05) - 0,005 (Т°С - 25), при котором наблюдаетс насыщение процесса коагул ции белков и их аг- регативна устойчивость, где Т°С - температурный интервал 20-45°С. При выдерживании указанного режима снижаютс удельные энергозатраты на выделение остаточного белка сыворотки. 1 ил., 1 табл. и СThe invention relates to biotechnology, relates to a method of electrocontact separation of residual protein from whey and can be used in the dairy industry. The purpose of the invention is to reduce the cost of the method by reducing the specific energy consumption. To achieve the goal, residual whey protein is coagulated in the cathode chamber of a diaphragm electrolyzer at a cathode current density of 0.002-0.1 A / cm2. The resulting suspension is divided in a field of mass forces into a protein mass and a clarified serum, which is filled with an anode chamber. A new feature in the method is the establishment of a lower limit of pH (6.51 + 0.05) - 0.005 (T ° C - 25), at which saturation of the process of coagulation of proteins and their aggrega- tive stability are observed, where T & C is the temperature range of 20-45 ° C. While maintaining this mode, the specific energy consumption for the release of residual whey protein is reduced. 1 ill., 1 tab. and C
Description
Изобретение относитс к биотехнологии и пищевой промышленности, а именно к способам извлечени остаточного белка из молочной сыворотки..The invention relates to biotechnology and the food industry, in particular to methods for extracting residual protein from whey.
Известен стюсоб извлечени белковых компонентов в результате их электроконтактной коагул ции в анодной камере диаф- раг менного электролизера при плотности тока на аноде 0,05-0,3 А/см2 It is known to extract protein components as a result of their electrocontact coagulation in the anode chamber of a diaphragm electrolyzer at an anode current density of 0.05-0.3 A / cm2.
Однако повышенна кислотность конечного продукта и его загр знение продуктами электрохимических реакций на аноде снижают его потребительскую ценность.However, the increased acidity of the final product and its contamination with the products of electrochemical reactions at the anode reduce its consumer value.
Известен также способ выделени остаточного белка из молочной сыворотки в ка- тоднои камере диафрагменного электролизера при 60°С и плотности тека 0,002-0,1 А/см2 согласно которому анодную камеру заполн ют осветленной сывороткой с рН 7,0-7,5 после выделени из нее скоагулированного белка.There is also known a method for isolating residual protein from whey in the cathode chamber of a diaphragm electrolyzer at 60 ° C and a flow density of 0.002-0.1 A / cm2, according to which the anodic chamber is filled with clarified whey with a pH of 7.0-7.5 after separation. from it coagulated protein.
Недостатком способа вл етс больша степень подщелачивани (рНисх 4,5), что понижает потребительскую ценность продукта и требует повышенных энергетических затрат.The disadvantage of this method is a high degree of alkalization (pH 4.5), which lowers the use value of the product and requires increased energy costs.
Цель изобретени - удешевление способа за счет уменьшени удельных энергозатрат .The purpose of the invention is to reduce the cost of the method by reducing the specific energy consumption.
Дл этого в известном способе выделени остаточного белка из молочной сыворотки путем пропускани через нее посто нного электрического тока плотностью 0,002-0,1 А/см2 в катодной камере диафрагменного электролизера, дальнейшего разделени агрегированной белковой массы от осветленной сыворотки и заполнени ею анодной камеры дл достижени постав 1For this, in a known method of extracting residual protein from whey by passing through it a constant electric current of density 0.002-0.1 A / cm2 in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer, further separating the aggregated protein mass from the clarified whey and filling the anode chamber with it to achieve one
ГОGO
юYu
00 00 W00 00 W
ленной цели процесс ведут при минимальной достаточной степени подщелачивани среды, рН которой должен быть не менее (6,51 + 0,05)- 0,005(), дл интервала температур 20-45и С. Процесс электрокоагул ции ведут в интервале температур 20 (температура сыворотки, поступающей с производства) 45°С, в котором исключена веро тность конформационных изменений, ведущих к потере биологической ценности белка. Поэтому, ввиду температурной зависимости активной кислотности, в значение рН (6,51 + 0,05) ввод т определенную экспериментально температурную поправку 0.005 (Т°С-25°), где 0,005 ДрН АТ°С 1.For the intended purpose, the process is carried out with a minimum sufficient degree of alkalization of the medium, the pH of which should be at least (6.51 + 0.05) - 0.005 (), for the temperature range of 20-45 and C. The electrocoagulation process is carried out in the temperature range of 20 (serum temperature coming from production) 45 ° С, in which the probability of conformational changes leading to the loss of the biological value of the protein is excluded. Therefore, in view of the temperature dependence of the active acidity, the experimentally determined temperature correction 0.005 (T ° C-25 °), where 0.005 DRN AT ° C 1, is introduced into the pH value (6.51 + 0.05).
Предлагаемый способ извлечени остаточного белка из молочной сыворотки реализуетс следующим образом.The proposed method of extracting residual protein from whey is implemented as follows.
Молочную сыворотку с исходным рН 4,5 пропускают через катодную камеру диаф- рагменного электролизера. В анодную камеру поступает осветленна обработанна сыворотка. Процесс провод т при посто нной плотности тока на катоде 0.015 А/см2 и посто нной температуре 25°С. В процессе электролиза происходит коагул ци белка в силу совокупности факторов (непосредственный электролиз гидратных оболочек, взаимодействие на границе с газовым пузырьком , градиенты и концентраци гидро- ксильных ионов и др.). Скоагулированный из полученной гетерофазной системы жидкость-лена белок после перемешивани отдел ют в поле . массовых сил, а надосадочную жидкость анализируют спектрофотометрически. Полученные данные были обработаны методом линейной регрессии дл ломаной зависимости.Whey with an initial pH of 4.5 is passed through the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer. Clarified treated serum enters the anode chamber. The process is carried out at a constant current density at the cathode of 0.015 A / cm2 and a constant temperature of 25 ° C. During electrolysis, protein coagulation occurs due to a combination of factors (direct electrolysis of hydration shells, interaction at the boundary with a gas bubble, gradients and concentration of hydroxyl ions, etc.). Coagulated from the resulting liquid-Lena heterophase system, after stirring, is separated in the field. mass forces, and the supernatant analyzed spectrophotometrically. The data obtained were processed by the linear regression method for the broken dependency.
На чертеже дана графическа интерпретаци расчетных (сплошна лини ) и экспериментальных (звездочки) результатов.The drawing is a graphical interpretation of the calculated (solid line) and experimental (asterisk) results.
Согласно приведенному графику процесс коагул ции начинаетс при достижении рН 6.2 и переходит в стадию насыщени при рН 6,51 (tg угла наклона третьего линейного участка равен 0,003067). Таким образом, дл образовани агрегативно-устойчивой дисперсной фазы, позвол ющей отделение от дисперсной среды в поле массовых сил, достаточно, чтобы рН среды превышал лишь значение 6,51-0,05. Дл этого необходимо пропускать через чейку меньшее количество электричества, чем дл достижени рН 7,0-7,5.According to the graph, the coagulation process starts at a pH of 6.2 and goes into a saturation stage at a pH of 6.51 (the tg angle of inclination of the third linear section is 0.003067). Thus, for the formation of an aggregate-stable dispersed phase, allowing separation from the dispersed medium in the field of mass forces, it is sufficient that the pH of the medium exceed only 6.51-0.05. To do this, it is necessary to pass less electricity through the cell than to achieve a pH of 7.0-7.5.
Сопоставительный анализ изобретени с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличаетс от известного тем, что1 дл достижени той же степени извлечени остаточного белка рН среды должен превышать, в общем, лишь значени 6,51+A comparative analysis of the invention with the prototype shows that the proposed method differs from the well-known one in that, in order to achieve the same degree of extraction of residual protein, the pH of the medium must exceed, in general, only the values of 6.51+
0,05 (0,05. - точность прибора рН-340). Таким образом, .дл выделени одинакового количества белковой массы (что будет показано ) необходимо провести электролиз0.05 (0.05. - accuracy of the device pH-340). Thus, to isolate the same amount of protein mass (as will be shown), it is necessary to conduct electrolysis.
меньшего количества воды из сыворотки, а значит необходимо (в соответствии с законом Фараде ) пропускать через чейку меньшее количество электричества. Это значит, что удельные энергозатраты (затра0 ты на единицу массы выделенного белка) меньше.less water from whey, and therefore it is necessary (according to Farad’s law) to pass less electricity through the cell. This means that the specific energy consumption (the cost per unit mass of the isolated protein) is less.
Выделение примерно равного количества белка при рН. 6,51 и больше вплоть до значений рН денатурации 11,2 объ сн етс The allocation of approximately equal amounts of protein at pH. 6.51 and more up to a denaturation pH of 11.2 explained
5 характером диссоциации поверхностных амйно-и карбоксильных групп белков, который зависит от активной кислотности среды . Известно, что максимально диссоциированные группы создают вокруг5 by the nature of the dissociation of the surface amine and carboxyl groups of proteins, which depends on the active acidity of the medium. It is known that maximally dissociated groups create around
0 себ наиболее плотные гидратные оболочки , которые преп тствуют коагул ции.0 most dense hydration shells that prevent coagulation.
Дл решени св занных с этим противоречий предлагаетс подщелачивание, в данном случае электролитическое, в такой To resolve the inconsistencies associated with this, alkalization, in this case electrolytic, is proposed in such
5 степени, чтобы продуктами электролиза нейтрализовать часть диссоциированных групп, но не отклон сь сильно от рН изо- электрических, т.е. до превалировани рН 6,50-6,51. Дальнейшее повышение рН ли0 митирует процесс, так как уход от рНизд. уплотн ет общие гидратные оболочки.5 degrees so that the products of electrolysis neutralize part of the dissociated groups, but do not deviate strongly from the pH of the iso-electric, i.e. until a pH of 6.50-6.51 prevails. A further increase in pH modifies the process, since the departure from pHizd. compresses common hydrated shells.
На чертеже представлена зависимость степени извлечени белка в надосадочной жидкости от активной кислотности среды,The drawing shows the dependence of the degree of protein recovery in the supernatant from the active acidity of the medium,
5 измененной в процессе электролиза молочной сыворотки в катодной камере диафраг- менного электролизера. Степень извлечени определ сь спектрофотометрически , по изменению оптической плотно0 ста осветленной сыворотки на длине волны . 278 нм. Анализ оптической плотности в видимом диапазоне света не верен, так как сывороточный белок находитс в растворенном состо нии (раствор прозрачен, если отделить казеиновую пыль) и поглощает свет лишь в ультрафиолетовой области (например , 278 нм).5 modified in the process of electrolysis of whey in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer. The degree of extraction was determined spectrophotometrically based on the change in the optical density of the clarified serum at the wavelength. 278 nm. The optical density analysis in the visible range of light is not correct, since whey protein is in a dissolved state (the solution is clear if casein dust is separated) and absorbs light only in the ultraviolet region (for example, 278 nm).
Способ иллюстрируетс примером. Процесс провод т при следующих пара5 метрах: площадь катода 200 см2; сила тока стабилизировалась при J ЗА (т.е. 0,015 А/см , что соответствует и режимам прототипа ); проточность через катодную камеру П 500 мл/ч. The method is illustrated by an example. The process is carried out with the following parameters: 5 meters: cathode area 200 cm2; the current was stabilized at J for (ie, 0.015 A / cm, which corresponds to the modes of the prototype); flow through the cathode chamber P 500 ml / h.
0 Результаты выделени белка приведены в таблице.0 The results of protein isolation are listed in the table.
Исход из данных таблицы, а также приведенного графика, можно отметить, что степень выделени белков достигает предельного значени при рН 6,51-6,52.Based on the data in the table, as well as the graph, it can be noted that the degree of protein secretion reaches a limiting value at pH 6.51-6.52.
Обработка сыворотки при рН 7 по известному способу требует дополнительных 15 мин обработки, на что необходимо затратить работу, равную WTreatment of serum at pH 7 by a known method requires an additional 15 minutes of treatment, on which it is necessary to expend work equal to W
ЗА -40ВFOR-40V
60ч60h
15мин г ЗОВт ч15min g HOW
Способ был осуществлен также при 20, 30, 35, 40, 45(°С). Получены зависимости D (рН), аналогичные по характеру с зависимостью , данной на чертеже, и отличающиес лишь значением активной кислотности среды , котора измен етс на -0,005 при AT 1°С, т.е. искома величина рН равна (6,51+ 0.05)-0,005 (Т°С-25°).The method was also carried out at 20, 30, 35, 40, 45 (° C). The dependences D (pH), similar in character to the dependence given in the drawing, and differing only in the value of the active acidity of the medium, which changes by -0.005 at AT 1 ° C, i.e. The desired pH value is (6.51 + 0.05) -0.005 (T ° C-25 °).
Использование предлагаемого способа извлечени остаточного белка из молочной сыворотки обеспечивает по сравнению с известными: уменьшение степени подщелачи- вани среды в катодной камере, что приводит к экономии электроэнергии и, кроме того, к меньшей веро тности конфор- мационных изменений белков, а это способствует сохранению их биологической ценности . Кроме того, при тех же энергетических затратах, что и в аналогичных способах, можно обработать больший объем молочной сыворотки или же получать большее количество конечного продукта.The use of the proposed method of extracting residual protein from whey provides in comparison with the known ones: a decrease in the degree of alkalization of the medium in the cathode chamber, which leads to energy savings and, moreover, to a lower probability of conformational changes of proteins, and this helps to preserve them. biological value. In addition, with the same energy costs as in similar methods, it is possible to process a larger volume of whey or to obtain a larger amount of the final product.
В целом cnocofi позвол ет снизить удельные энергозатраты.In general, cnocofi allows to reduce the specific energy consumption.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894751944A SU1722383A1 (en) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Process for separating proteins from milk whey |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894751944A SU1722383A1 (en) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Process for separating proteins from milk whey |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1722383A1 true SU1722383A1 (en) | 1992-03-30 |
Family
ID=21475937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894751944A SU1722383A1 (en) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Process for separating proteins from milk whey |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1722383A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625030C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-07-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for preparing cultured milk product |
-
1989
- 1989-10-23 SU SU894751944A patent/SU1722383A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 747458, кл. А 23 С 19/02, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1220.б08,.кл;А-23 С21/00-,-1986.. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625030C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-07-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for preparing cultured milk product |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180258147A1 (en) | Pearl protein preparation method and a water-soluble pearl protein and acid-soluble pearl protein obtained by adopting this method | |
Enevoldsen et al. | Electro-ultrafiltration of industrial enzyme solutions | |
US3051640A (en) | Amino acid separation process | |
US3972791A (en) | Fractionation of proteins by electrical means | |
SU1722383A1 (en) | Process for separating proteins from milk whey | |
US4386110A (en) | Electrical treatment method of soybean protein | |
US5445948A (en) | Process for culturing recombinant cells | |
CN109619262A (en) | A method of stability of emulsion is improved by electrochemistry soybean protein isolate | |
US10219527B2 (en) | Method for producing a dehydrated food with a high content of hydrolysed proteins from fish stickwater | |
US1718282A (en) | Medical serum | |
JP2006204293A (en) | Agent for precipitating lees of alcoholic beverage | |
RU2065703C1 (en) | Method and electrolyzer for isoelectric coagulation of whey protein | |
Barzaghi et al. | Isoelectric protein purification in segmented immobilized pH gradients. Effect of salts on rat of contaminants' removal | |
GB505752A (en) | Improved process and apparatus for purifying, separating and concentrating colloidaldispersions | |
ZA875218B (en) | Process for the continuous separation by electro-phoreses and electro-osmosis of electrically charged powdery solids | |
SU1475170A1 (en) | Method of recovering vanadium from oil and petroleum products | |
Konarev | Use of electrodialysis in the pilot-and commercial-scale production of pharmaceutical substances | |
Molinari | Application of membrane separation techniques to the treatment of tanneries wastewaters | |
CN112979746B (en) | Method and device for synchronously separating active proteins in egg white | |
SU814881A1 (en) | Electrochemical method of water softening | |
SU710568A1 (en) | Method of purifying protein and amino-acid solution | |
Kranz et al. | Electrodecantation of serum proteins | |
JPS63158104A (en) | Desalting equipment by electrodialysis method | |
RU1713276C (en) | Method of manganese extraction from oxide and carbonate ores | |
RU2241343C1 (en) | Method for isolating proteins from sub-cheese whey |