干酪乳清的生产工艺分析

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1、干酪乳清的生产工艺分析乳清是一种含有乳糖、蛋白质、矿物质和脂肪的黄绿色的稀溶液，苴最大的特点是体积量大和仍含有乳中多种营养庭分,乳清中的营养密J#占原料乳中一半罠上*容駁罷生1产力I【工乳的刈90%+乳清总周形厠含屋是6%左右，约07%的乳清蛋白，苴屮乳騎占了0%以上。乳清大部分是来自I酪生产加工中排放的液态刷产物”也有部分是干酪素加工的副产物根据乳清的农源和生产工艺的不同，乳清的成分不相同，主要有甜乳清、酸乳清两种类型*甜乳清是软质潜、泮换质干酪、硬质干酹、凝乳酶干酩索筲卞产加r.-1W的乳消JtpHffL范皿从5.9到6.6.釆川肚酸肚沉淀I产!酪索所排啟的乳清是峨乳涓.JtpH值范114

2、.3到4一氣早期生产商们都专注于干酪和干醋素的生产*一直把乳清褫为一种废弃物，但近年來”随着环保总识的増嘟和激到的经济竟便人们逐渐意识到乳淸是种具有丰富营养价值的乳品加工副产物.可以作为工他高质产品加工所需的原材料.因此开发乳清新产品及可实现的加工技术正逐渐成为人们追逐的新兴产业川“本文综述了马苏干酪乳清生产工艺.乳清咸分与处理s乳清蛋白制品、乳清Sfttt性.和乳诸于酪的发展现狀马苏里拉干SS(MozzarellaCheese)是一种米黄色的干酪*具有柔和的风味和普51彼国人接受的口!#马苏里拉干酪起源JSA利,最开始以水牛奶为唯一的原料,如今大部分以牛奶为原料制造MozzarellaChe

3、ese.Mozzarella干酪IDI：需蔓经过一种特殊的揉捏拉伸工序*直到具有了一定的砚度后，再浸入热乳清屮.丙此直最大特点是fl有拉丝性和口感劲道21马苏里拉干酪的生产工艺为：首先标准化处理新鲜无抗牛乳，确保脂肪仟认达到3.0%,然后将牛乳进行72X?杀菌1%,冷却到37C.按乳最的I%抑入乳酸发酵剂.按需要加入一定量的礙乳酶溶液，搅拌.待凝乳和切割处理后*再缓慢升温到沁，等到乳清pHffl为(M时排故乳消*堆臥同时加入1.8%的盐揉和，经过一定时间的热烫和拉伸后*冷却干酪并除干.用真空包装，并在4的低温环境中让其成熟24周.干酩乳清的营养成分不同的干酪生产工艺，排放的乳清成分是不同的，加

4、工10公斤鲜奶获得1公斤干酪，排放出9公斤的乳清。表1所示为不同來源乳清的组成。干酪乳清中含水飛为93-94%,营养成分:乳糖，町溶性蛋白，矿物质,乳酸,脂肪，此外，还含有柠檬酸，非蛋白氮化合物，维生素等，免疫球蛋白、乳白蛋白、血清白蛋白、大分子多肽和乳球蛋白等乳清成分中所具有的营养和医疗待性进步说明了F酪乳清的潜在价（ft141.表1不同來源乳清的组成甜乳清瑞士干酪埃达姆干酪卡门伯特干酪切达干酪液态乳清固形物/%6.55.06.56166PH6.76.566.1干乳清/（%干基）乳糖76757574-81蛋门13.513.513.()灰分8.08.59.07卜9.2乳酸1.82.02.22.

5、0脂肪1.01.01.01.0矿物质Ca0.60.650.7P0.60.650.70.76NaCl2.52.52.52.5乳清的处理方法乳清中的黄绿色是由维生索B2引起的，残留在乳清中的乳糖（3960kgnf3）成为主要的有机负载5,乳清中脂肪（0.9910.58kgm3）和蛋白质（1.4-&0kgm3）也造成部分有机污染;乳清的化学需氧最（COD、生物需氧童（BOD）分别为50102kgm3、2760kgmJ,其BOD5/COD的比值高于0.5,因此,易引发微1:物作丿IJ,造成；5染。乳沖11矿物?上（0.46、1（）号.）也易J|起无机；7染,要是氯化钠，氯化钾及磷酸钙盐，生产下酪过程中

6、添加的无机盐氯化钠是造成无机物污染的主要原I対：因此没有经过处理的干酪乳清不能直接排放。人类尝试过的乳淸处理拒要有三种方式:-是直接排放,排入城市卜水道,河流，湖泊，海洋，废弃井矿、采石场或山洞等，由丁乳清生物盂氧录极高，排入水中会汚染水体，导致水生物死亡，在水流静止的地方，长期排放还会产生臭气,令人反感，因此倾倒地点不训离居民点或奶酪厂*近,但如果距离太远，乳清的运输费用会令企业望而却步：二是污水处理厂处理，由于乳清人稀，但体积帚人，匸厂采用生物处理或物理化学处理的成本人高，不合理：三是废物再利用，如厌氧发酵乳消生产生物燃料、把乳清卖给农夫作为动物饲料、F燥乳消用于食品或饲料等。理论可以通过

7、发酵乳清产生足够奶酪厂所需的全部热能，但这种热能不够也定，初期投入较人，需耍毎U乳淸排放股30倍容枳的发酵罐。乳消卖给农夫n-为动物饲料，这也足现实中常用的种处理方法，但是这样处理的乳清数录行限，而但耍承担不菲的运输费用。干燥乳清产品相对便宜，而TL能源消耗务，经济利润不高W因此,利用乳清生产浓缩乳清蛋白、乳清干酪、乳糖及乳清饮料铮高附加值产品,是未來的主要发展趋势.乳清的研究1:要集中在对蛋rI质和多肽的利用,及他们的许多物理、化学性质和生化活性,将乳清废料转为可利用的乳制品,在食品,医药及生物技术市场中都有很朮要的作用.乳清蛋白是球状蛋白分子组成的复杂混合物,其中b乳球蛋白倉晟约50%（质

8、最百分比），乳门蛋白占到20%左右，免疫球蛋门约10%,牛血清白蛋白约6%,还有一些小分子蛋白质和多肽，如乳铁蛋白，乳过氧化物酶,溶解酵素,生长因子等I呦。乳清粉制备的过出是将乳消浓缩至50%固形物，在达到乳糖门发结晶的时间点之前,保证最后一段浓缩的乳清仍然保持较高的温度（防止乳糖自发结晶）,然后喷雾干燥。根堀风味、香气、外观、细菌数、焦粒含屋、溶解系数及酸皮等指标来判断乳清标准。浓缩乳清蛋白制品比Jt他浓缩品的蛋白质含鼠更高,但不同的制备方法获得的浓缩蛋白制品组分差异很大。干乳清粉含有乳糖65-70%.蛋白质1115%、灰分8-10%，其高盐含駅使该制品不适合应用在負品中，因此，作为一种功能

9、性配料必须除糖和盐。乳清中除盐和除糖的方法很多，现常用电渗析除盐,乳糖结晶、离子交换可获得除盐和除糖的乳清制品l，0J，,o浓缩乳清蛋白（WPC）是乳清蛋白制品总称,蛋白质25-95%,通过超滤、凝胶过滤或多磷酸盐沉淀技术可做到,趙滤膜、反潅透和选择性过滤获得的蛋白质具冇好的溶解性和功能特性。因此,结合超滤、喷雾F燥可制备出浓缩乳清蛋门.介35%、50%、60%、X0%蛋白质.46%、31%、21%、3%乳糖.8%、6%、4%、3%灰分卩山1。分离乳清蛋白是蛋白含最在90%以上的一种重要的乳清蛋白粉，通过离子交换色谱或微滤操作制备，然后经过喷雾干燥将液态材料转变成干燥粉的形式。喷雾干燥阶段，液

10、料通过热气和蒸发生产出干燥颗粒，随后在气流屮分离。尽管这种喷雾干燥屮的高温操作会有损分离乳清蛋白的许多特性，但是这种喷雾干燥方法仍然是目前最适合生产乳清蛋白粉的方法W乳清蛋白浓缩生产屮，需要特别注意预热、蒸发、干燥和一系列加工过程对蛋白质变性的影响，变性程度可依据pH值4.5时溶解性损失來评估，乳清蛋白商品的溶解度在pH值为6、7时分别为24-93%.65-100%,美拉德褐变反应也能产生变性和溶解性损失。因此，乳清蛋白易发生变性，必须小心处理I，4J51乳清蛋白理化特性（1）成胶性加热、加压、酸化、酹催化及盐等条件可诱导乳清蛋白产生凝胶，变性的蛋白分子Z间通过相互的吸引、排斥形成凝胶网络，其

11、人小、形状和空间结构影响凝胶的流变特性，感官质最及持水能力。当加热温度达到65C时，乳清蛋白就开始成胶，温度70C90C、10%12%的蛋白质最分数及pH值从4.6到6.0的酸性范刖是最佳成胶条件。乳清蛋白凝胶开始形成的必要条件是乳清中蛋白质最分数达到7%,但要形成典型的凝胶，乳清分离蛋白和乳清浓缩蛋白的含最必须很高才行卩叫当乳清蛋白浓度低丁凝胶形成所需浓度，且在低离子强度、远离等电点时，添加盐或调解pH值可产生凝胶（2）搅打起泡性乳清蛋白是一种易丁搅打起泡的蛋白，搅打时，会发生向水、空气的界面迁移的现象，使得分子展开，泡沫稳定，即具有表面活性功能。正是这种特性使得乳淸蛋白在某些应用中叮以佇效

12、替代鸡蛋淸。XtT浓缩乳品蛋白形成的泡沫，蛋白含最8%12%可以达到最人膨胀率；低脂肪的浓缩乳清蛋白的泡沫膨胀性很高，可缩短起泡时间，一定的耐受剪切变性力I阖，该特性应用在饼干、蛋糕、冷冻衣品屮有很人帮助。（3）乳化性乳清蛋白分子结构屮既包含了疏水基团也包含了亲水基团，亲水基团在水溶液中人部分都暴露在蛋白质分子的外侧，因此，具有良好的水溶性，这种特殊的结构使得乳清蛋白具有优良的乳化稳定性和表面活性。在酸性条件卜，酶水解和热处理可以提高乳清蛋白乳化性2叫（4）持水性在水中，浓缩乳清蛋白不只是溶解性好，而且其不结合人最水的大然构彖，大然的乳清蛋白的水合值是每克蛋白质中含水0.320.60g但热处理

13、使乳清蛋白肽链扩展，持水能力越來越人1。因此，在生产香肠、肉馅、蛋糕及面包等負品屮，乳清蛋白可作为一种重要的持水剂应用。（5）成膜性用具有极佳的涂布特性和成膜特性的乳清蛋白制备的nJ衣性膜能较好的阻隔水和氧气,提高产品稳定性、改善II感、优化外观、保护食品风味和香味，及延长食品保质期。在以坚果类如花生为原料的衣品中利用乳清蛋白可食膜降低其哈败速度,保持坚果食品的脆性:作为微胶曩材料的乳清蛋白町显苦降低无水黄油氧化的发生率阖(6) 热稳定性在40C到6(TCZ间的温和加热温度对乳清蛋白的结构、溶解度影响是川逆的，这匸要是由于疏水基团的结合引起的：当温度达到60-C,乳清蛋白的疏水结合增加，当温度

14、卜降则减弱：当温度达到60-100-C时，蛋白质变性现彖仃两种可能：肽链的伸展过程是可逆或不叮逆的;凝结的过程大多伴仃肽懺不可逆伸展1。乳清蛋白在热变性的过程中或之后,pH对乳清蛋白的构象、溶解度、热稳疋性影响极人：此外，离子坏境待别足钙离子和樸离子対乳请蛍白热稳定性谚响也很大】乳清蛋白质分子量检测技术乳清蛋白的当前研究，主要是卩乳球蛋白和a乳白蛋白，0乳球蛋白主要存在于牛乳屮，与乳白蛋口相比,具冇更好的热凝胶性，而且在人乳中不含有3乳球蛋白，它是茂用奶粉的婴儿的主要过敏原.分离卩乳球蛋白和a乳白敛门的方法仃很藝，如超滤、微滤、沉淀、离子交换树脂等卩纠。本文采川凝胶电泳技术检資乳清蛋白,这种技

15、术不需要分离蛋白即可检査,只需要结合凝胶成像系统仪対蛋白电泳的凝胶条带进行分析，与标准蛋白比对得到蛋白分子起。凝胶电泳赵-种主要的蛋门质检测技术，采用固定化介质,将样品放入流动相屮进行分离。固定化介质有纸、硅胶、琼脂糖、乙酸纤维素、淀粉、氧化铝及聚丙烯酰胺凝胶等种类，其中聚丙烯st胺凝胶是一个孔径与蛋白质分r大小相近的能更好的分辨蛋白质的多孔胶。而且聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)的制胶过程方便、机械强度高、化学稳定性好，温度稳定性高，对pH变化稳定，可重复性，并且其凝胶透明便f显色和观察,-直以來广泛应用丁检测蛋匚i质的分rs.通过分析扌I描染色后蛋白质在凝胶上的着色度，町以进一步实现PAGE

16、法定帚蛋白质仃三种常用的PAGE类型，十二烷基硫酸钠聚丙烯醜胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、孔梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳(PG-PAGE)和等电焦聚聚丙烯醸胺凝胶电泳(IEF-PAGE)。对分子就人小筛分能力不强的IEF-PAGE足根据不同蛋门等电点实现蛋门质分离的：PG-PAGE体系凝胶孔的尺寸从上到卜是不断减小的，在电场力的作用卜，不同的蛋白质和对分子駅在不同位置受到的阻力不同，从而形成不同的区域,提高了分辨率:由凝胶孔径大小、浓缩效应、缓冲液的pH值将SDS-PAGE分为连续和不连续系统。连续系统貝有相同凝胶浓度，相同缓冲液pH值,带电颗粒在电场作用卜主耍靠分子筛效应与电荷的作用;不连续系统的缓冲液离子成分八何不连续性、pH不连续性、电位悌度不连续性及凝胶浓度不连续性，带电颗粒在电场作用卜除了分子筛效应和电荷作用外还具有浓缩效应，因而其条带分离淸晰、分辨率髙