一种浓缩型乳清蛋白WPC80及其制备方法

摘要

本发明公开了一种浓缩型乳清蛋白WPC80及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：①乳清经孔径为0.2μm的膜材料微滤得渗透液A和截留液A；②渗透液A调节pH值3.5～5.2，经孔径为50kDa的膜材料超滤浓缩后收集渗透液B和截留液B；③渗透液B采用孔径为5kDa的膜材料浓缩至固形物含量为15～25％后得截留液C与渗透液C，将截留液C真空浓缩至固形物含量为25～45％后进行喷雾干燥，即得WPC80。本发明制得的浓缩型乳清蛋白WPC80中，蛋白总量达到80％以上，并且α-La占总蛋白含量60％以上纯度较高，溶解性好，流动性好，较好保持蛋白特性，且WPC80加工特性较好，制备方法简单，易于工业化生产。

说明书

技术领域

本发明涉及一种浓缩型乳清蛋白WPC80及其制备方法。

背景技术

乳清蛋白是指pH值4.6沉淀酪蛋白后乳清中剩余蛋白质的统称，约占 牛乳蛋白的20％，主要有β-乳球蛋白(β-Lg)、α-乳白蛋白(α-La)、牛血清 蛋白(BSA)、免疫球蛋白(Ig)和一些微量蛋白质及其水解物组成。

乳清蛋白浓缩物(WPC)是采用超滤/二次超滤或离子交换色谱法生产的， 根据工艺条件的不同可以生产出蛋白含量在35～80％的WPC，且随着蛋白含 量的增加，乳糖和矿物质的含量降低。WPC在食品中有广泛的引用，如婴 幼儿配方食品、烘焙制品、糖果制品和营养健康制品等。

α-La约占牛乳总蛋白的3.5％，占乳清蛋白的20％左右。α-La富含色氨 酸，在食品和药品加工中有着广泛的应用。食品加工中，α-La主要用于婴幼 儿食品中，与牛乳相比，母乳中α-La的含量是其2倍，且不含β-Lg。β-Lg 对婴幼儿具有致敏作用，因此在婴幼儿乳制品加工中通常去除β-Lg。

近年来，随着功能性食品的发展，乳清蛋白中具有功能性的蛋白需求量 增加，因此生产高α-La含量的WPC不仅可以改善食品的凝胶性，乳化性等， 还可以强化产品中的α-La含量。现有技术关于高α-La含量的乳清蛋白制品， 采用热处理、沉淀、膜分离法、离心分离和离子色谱等技术。热处理和沉淀 法等方法很难实现连续生产，且会对蛋白的加工性质造成一定的影响；色谱 技术广泛用来分离乳清蛋白。色谱技术有较高的分离能力和分离纯度，但是 产量较低，且耗时长，价格昂贵，树脂再生过程中用到大量的洗脱试剂。在 乳品加工中，膜过滤技术广泛用于乳蛋白的浓缩和分离，易于工业化生产， 且生产周期较短，经济效益更高。采用膜分离方法生产高α-La含量的 WPC80中主要的问题是乳清蛋白中α-La和β-Lg的分子量和等电点接近，很 难利用分子量和电荷的差异性将两者分开，从而会影响WPC80中α-La的 纯度。另外超滤过程中蛋白和脂肪会对膜造成膜污染，从而降低了膜的分离 能力。

目前商业化的膜分离法生产的富含α-La的WPC80中，α-La的含量为 20～45％，纯度较低，且所得的WPC80的溶解性较差。因此选用合适的膜材 料和分离条件，提高WPC80中α-La的含量，并很好的保留蛋白原有的结构， 改善其加工特性在食品加工中具有广泛的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术膜分离法生产富含α-La 的浓缩型乳清蛋白WPC80时，α-La含量、纯度较低，α-La和β-Lg较难分 离，蛋白和脂肪会造成膜污染，从而降低了膜的分离能力，WPC80的加工 特性如溶解性等较差的问题，提供了一种浓缩型α-乳白蛋白含量的WPC80 及其制备方法。本发明制得的浓缩型乳清蛋白WPC80中，α-La含量、纯度 较高，溶解性好，流动性好，较好保持了蛋白的特性，且WPC80的加工特 性较好，制备方法简单，易于工业化生产。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种浓缩型乳清蛋白WPC80的制备方法，其包括如下步 骤：

①乳清经孔径为0.2μm的膜材料微滤得渗透液A和截留液A，其中，所 述的微滤的终点为所述的截留液A的质量占所述的乳清的质量的1/5～1/10， 即浓缩了5～10倍；

②渗透液A调节pH值3.5～5.2，经孔径为50kDa的膜材料超滤浓缩后 收集渗透液B和截留液B，其中，所述的超滤的终点为所述的截留液B的质 量为所述的渗透液A的质量的1/8～1/10，即浓缩了8～10倍；

③渗透液B采用孔径为5kDa的膜材料浓缩至固形物含量为15～25％后 得截留液C与渗透液C，将截留液C真空浓缩至固形物含量为25～45％后进 行喷雾干燥，即得WPC80；

其中，步骤①、②和③中，所述的膜材料均为纤维素酯膜、再生纤维素 膜、陶瓷膜、聚醚砜膜或聚偏氟乙烯膜。

本发明中，步骤①中，所述的乳清为本领域常规所说制备乳清蛋白的乳 清原料乳清，较佳地为新鲜干酪生产的甜乳清，是在酶凝干酪如切达，高达 的生产过程中获得的，其中，所述的甜乳清中总固形物含量较佳地为 6.0～6.8％、更佳地为6.4～6.8％，脂肪含量较佳地为≤0.04％，总蛋白质含量较 佳地为0.5～0.7％、更佳地为0.55～0.65％，乳糖的含量较佳地为4.60～4.90％、 更佳地为4.70～4.80％，pH值较佳地为6.0～6.5、更佳地为6.1～6.3，α-La占 所述的总蛋白质的质量百分比较佳地为18～22％、更佳地为19.89～21.68％； 上述百分比皆为质量百分比。

步骤①和②中，所述的膜材料较佳地为聚偏氟乙烯膜。

步骤①、②和③中，所述的膜材料的面积较佳地为0.01～0.03m²，更佳 地为0.02m²。

步骤①中，所述的微滤的过膜压力较佳地为45～60kPa，更佳地为 50～55kPa。

步骤①中，所述的乳清的温度较佳地为30～60℃，更佳地为50～55℃。

步骤①中，所述的微滤的渗透端流量较佳地为110～130LMH(L/m²/hr)。

步骤①中，所述的微滤的终点较佳地为所述的截留液A的质量占所述的 乳清的质量的1/7～1/9，即浓缩了7～9倍。

步骤②中，所述的调节pH值的操作为本领域内常规，较佳地为采用标 准盐酸和硫酸溶液。所述的pH值较佳地为4.3。

步骤②中，所述的超滤的过膜压力较佳地为100～120kPa，更佳地为 105～115kPa。

步骤②中，所述的渗透液A的过滤时温度较佳地为50～60℃，更佳地为 50～55℃。

步骤②中，所述的超滤的渗透端流量较佳地为60～70LMH(L/m²/hr)。

步骤③中，所述的膜材料较佳地为聚醚砜膜。

步骤③中，所述的膜材料浓缩的步骤之前，所述的渗透液B较佳地在 50～60℃下，转速100～200rpm搅拌15～30分钟。

步骤③中，所述的膜材料浓缩的过膜压力较佳地为110～210kPa，更佳的 为110～160kPa。

步骤③中，所述的膜材料浓缩的温度较佳地为50～60℃，更佳地为 50～55℃。

步骤③中，所述的膜材料浓缩的渗透端流量较佳地为15～25LMH (L/m²/hr)。

步骤③中，所述的膜材料浓缩至固形物含量的较佳地为20～25％。

步骤③中，所述的真空浓缩的压力较佳地为0.07～0.085MPa。所述的真 空浓缩的温度较佳地为50～70℃。

步骤③中，所述的喷雾干燥的进口温度较佳地为110～140℃，更佳地为 115～135℃。所述的喷雾干燥的出口温度较佳地为50～70℃，更佳地为 65～70℃。所述的喷雾干燥的进料压力较佳地为1.45～2.5bar，更佳地为 1.6～2.35bar。所述的喷雾干燥的进料流速较佳地为2.5～5.5kg/h，更佳地为 3～4kg/h。所述的喷雾干燥的料液温度较佳地为40～60℃，更佳地为50～55℃。

本发明还提供了一种由上述制备方法制备而得到的WPC80。

其中，所述的WPC80中，溶解度较佳地为80.70～89.30％，水分含量较 佳地为3～5％，总蛋白质含量较佳地为80.50～82.0％，脂肪含量较佳地为 3.5～5.5％，菌落总数较佳的为≤2×10⁴cfu/g，α-La占总蛋白质的质量百分比 较佳地为60.10～65.5％，上述百分比为质量百分比。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发 明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明制得的浓缩型乳清蛋白WPC80不仅蛋白总量达到80％以上， 并且α-La占总蛋白含量60％以上；本发明方法制得的富含α-La的WPC80 中蛋白含量、α-La纯度及α-La与β-Lg的比例显著高于市售产品，且粉体色 泽呈白色，风味较淡，颗粒均一，溶解性较好，产品的性质稳定性较好，可 广泛的用于婴幼儿食品中以提高其中的α-La的含量。

2、本发明的生产工艺除获得上述优质的浓缩型乳清蛋白WPC80以外， 工艺简单，易于工业化生产。

附图说明

图1为实施例1的聚丙烯酰胺凝胶电泳图。其中，编号1、2、3和4的 电泳条带分别为代表乳清原样，0.2μm的PVDF膜分离后的渗透液， 50kDaPVDF膜分离后的截留液和渗透液。

图2为实施例2的不同膜分离后的截留液与渗透液的状态照片，其中， 编号A、B、C、D与E分别为0.2μm的PVDF膜分离后的渗透液，采用50kDa  PVDF膜分离后所得到的截留液和渗透液，以及5kDa PES膜浓缩后截留液 和渗透液。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在 所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常 规方法和条件，或按照商品说明书选择。

下面实施例中所用的材料如下：生牛乳：光明乳业股份有限公司乳品二 厂；凝乳酶：Marzyme 150MG,丹尼斯克(中国)有限公司；菌种：CHOOZIT  RM 32LYO，丹尼斯克(中国)有限公司；α-La标准品，Sigma化学试剂

膜设备：0.2μmPVDF，50kDa PVDF和5kDa PES膜均为Synder filtration 有限公司；薄膜蒸发浓缩器：上海德大天壹化工设备有限公司；喷雾干燥设 备购自GEA工程技术中国有限公司。

下面实施例中所用的过膜压力(TMP)的得率采用下述公式计算：

其中，P_进料和P_回流分别代表进料端和回流端的压力；

下面实施例中聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)的方法如下：

1、样品的制备

取10μL样品与2×SDS凝胶加样缓冲液按照1：1比例混合，沸水浴5min， 制得样品。其中，10mL的2×SDS凝胶加样缓冲液的配置比例表1所示：

表110mL的2×SDS凝胶加样缓冲液的配置方法

试剂 添加量/mL 0.5mol/L Tris-Cl(pH 6.8) 2 10％(W/V)SDS 4 甘油 2 β-巯基乙醇 1 溴酚兰 0.02 双蒸水 0.5

2、凝胶的制备

电泳采用12％分离胶和4％浓缩胶浓度，上样量10μL。凝胶电泳先15mA 恒流下进行，待蛋白条带进入分离胶，换20mA恒流继续。电泳结束后，采 用1％考马斯亮蓝G250染色2h，并用摇床脱色至背景清晰后摄像， AlphaEaseFC软件分析后采用灰度定量法。

其中，12％的分离胶制备方法如下：1.6mL的蒸馏水，2.0mL的30％丙 烯酰胺混合液，1.3mL浓度为1.5mol/L Tris(pH值为8.8)，0.05mL质量分 数为10％的十二烷基磺酸钠(SDS)，0.05mL质量分数为10％的过硫酸铵和 0.002mL四甲基乙二胺(TEMED)先后混合配置而成。

4％的浓缩胶制备方法如下：2.1mL的蒸馏水，0.5mL的质量分数为30％ 丙烯酰胺混合液，0.38mL浓度为1.5mol/L Tris(pH值为6.8)，0.03mL质量 分数为10％的SDS，0.03mL质量分数为10％的过硫酸铵和0.003mL TEMED 先后混合配置而成。

下面实施例中α-La含量的测定参考Alomirah and Alli,2004的方法，采 用反相高效液相色谱法，具体方法如下：

色谱柱为C4反相色谱柱(0.46×25cm，5μm)；流动相A为质量分数0.065％ 的三氟乙酸(TFA)水溶液，pH为2.2，B为质量分数0.055％的TPA乙腈 溶液，二级阵列检测器，检测波长为215nm，柱温30℃，进样量为20μL。 采用α-La标准品对样品中α-La蛋白的含量进行定量分析。

下述实施例中，所述的百分比皆为质量百分率。

实施例1

1)微滤除菌：取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到 的甜乳清中总固形物含量为6.60％，脂肪含量为0.02％，蛋白质含量为0.60％， 乳糖的含量为4.75％，pH为6.20，α-La/总蛋白为21％。将所有的乳清置于 微滤设备中，采用孔径为0.2μm的PVDF膜过滤除菌，膜面积为0.02m²，过 膜压力为50kPa，料液温度为50℃，此时渗透端的流量为120LMH(L/m²/hr)， 过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/8，即浓缩了8倍后可停止过滤，收 集渗透液52.5kg。

2)超滤浓缩：取步骤1)中渗透液50kg，用盐酸标准溶液调节pH为 3.5，采用孔径为50kDa的PVDF膜进行过滤，膜面积0.01m²，过膜压力为 110kPa，料液温度为50℃，此时流量为65.61LMH(L/m²/hr)。过滤至截留 液液质量为初始渗透液50kg的1/8，即浓缩了8倍，截留液的质量为6.25kg， 渗透液质量为43.75kg，即可停止过滤，收集渗透液43.75kg。

采用孔径为50kDa的PVDF膜分离过程中，分别取过滤的截留液和渗透 液测定其中总蛋白和固形物含量，α-La占总蛋白的百分比，如表2所示。

表250kDa的PVDF膜分离过程中蛋白组分百分含量(w/w)的变化

  总蛋白含量/％ 固形物含量/％ α-La/总蛋白/％ 原样 0.63 6.42 21.23 渗透液 0.39 0.77 63 截留液 0.29 5.93 42.52

由表2可知，所得的渗透液中α-La占总蛋白含量的63％。

3)将步骤2)中所有的渗透液混合为43.75kg，在50℃下，采用100rpm 搅拌30min，此时渗透液中蛋白含量为0.39％，固形物含量为0.77％。将料 液用孔径为5kDa的PES膜进行浓缩，膜面积0.02m²，浓缩条件为温度为50℃， TMP为150kPa，此时流量为20LMH，浓缩至固形物含量为16.21％，即浓 缩了21.05倍后停止过滤。此时截留液的质量为2.08kg，渗透液的质量为 41.67kg。

4)真空浓缩：将固形物含量为16.21％的截留液2.08kg进行真空浓缩至 固形物含量为27.31％。其中，真空浓缩的温度为55℃，压力为0.08MPa。

5)喷雾干燥：将步骤4)所得到的固形物含量为27.31％的浓缩液进行 喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进口温度135℃，出口温度65℃，进料压力为 1.65bar，进料流速为3.8kg/h，料液温度为50℃。即得富含α-La的WPC80。

富含α-La的WPC80的主要成分如表3所示。

表3富含α-La的WPC80的主要成分含量

成分 指标 水份 3.751％ 总蛋白质 81.79％ 脂肪 3.75％ α-La/总蛋白 63.79％ 溶解度 89.3％ 菌落总数 1×10⁴CFU/g

如图1所示的聚丙烯酰胺凝胶电泳图；其中，编号1、2、3和4的电泳 条带分别代表本实施例的乳清原样，0.2μm的PVDF膜分离后的渗透液， 50kDaPVDF膜分离后的截留液和渗透液。通过图示表明本实施例的方法将 β-Lg与α-La充分分离开来。

实施例2

1)微滤除菌：取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到 的甜乳清中总固形物含量为6.80％，脂肪含量为0.04％，蛋白质含量为0.65％， 乳糖的含量为4.80％，pH值为6.30，α-La/总蛋白为21.68％。将所有的乳 清置于微滤设备中，采用孔径为0.2μm的PVDF膜过滤除菌，膜面积为0.02 m²，过膜压力为55kPa，料液温度为55℃，此时渗透端的流量为130LMH (L/m²/hr)，过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/10，即浓缩了10倍后可 停止过滤，收集渗透液54kg。

2)超滤浓缩：取步骤1)中渗透液54kg，用盐酸标准溶液调节pH值为 5.2，采用孔径为50kDa的PVDF膜进行过滤，膜面积0.03m²，过膜压力为 115kPa，料液温度为50℃，此时流量为60LMH(L/m²/hr)。过滤至截留液质 量为初始乳清质量的1/8，即浓缩了8倍，截留液的质量为6.75kg，渗透液 质量为47.25kg，即可停止过滤，收集渗透液。

采用孔径为50kDa的PVDF膜分离过程中，分别取过滤的截留液和渗透 液测定其中总蛋白和固形物含量，α-La占总蛋白的百分比，如表4所示。

表4孔径50kDa的PVDF膜分离过程中蛋白组分百分含量(w/w)的变化

  总蛋白含量/％ 固形物含量/％ α-La/总蛋白/％ 原样 0.672 6.562 21.74 渗透液 0.406 0.791 61.28 截留液 0.275 5.772 44.33

由表4可知，所得的渗透液中α-La占总蛋白含量的61.28％。

3)将步骤2)中所有的渗透液混合为47.25kg，在50℃下，采用200rpm 搅拌15min，此时渗透液中蛋白含量为0.406％，固形物含量为0.791％。将 料液用孔径为5kDa的PES膜进行浓缩，膜面积0.02m²，浓缩条件为温度为 50℃，TMP为160kPa，此时流量为15LMH，浓缩至固形物含量为25％，即 浓缩了31.61倍后停止过滤。此时截留液的质量为2.14kg，渗透液的质量为 45.11kg。

4)真空浓缩：将固形物含量为25％的截留液2.14kg进行真空浓缩至固 形物含量为28.71％。其中，真空浓缩的条件为70℃，压力为0.085MPa。

5)喷雾干燥：将步骤4)所得到的固形物含量为28.71％的浓缩液进行 喷雾干燥，，喷雾干燥条件为：进口温度135℃，出口温度65℃，进料压力 为1.65bar，进料流速为3.8kg/h，料液温度为50℃。即得富含α-La的WPC80。

富含α-La的WPC80的主要成分如表5所示。

表5富含α-La的WPC80的主要成分含量

成分 指标 水份 4.046％

总蛋白质 80.95％ 脂肪 3.52％ α-La/总蛋白质 61.35％ 溶解度 81.05％ 菌落总数 1×10⁴CFU/g

如图2所示不同膜分离后的截留液与渗透液的状态照片，其中，编号A、 B、C、D与E分别为0.2μm的PVDF膜分离后的渗透液，采用50kDa PVDF 膜分离后所得到的截留液和渗透液，以及5kDa PES膜浓缩后截留液和渗透 液，β-Lg与α-La分离充分。

实施例3

1)微滤除菌：取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到 的甜乳清中总固形物含量为6.40％，脂肪含量为0.02％，蛋白质含量为0.55％， 乳糖的含量为4.70％，pH值为6.10，α-La/总蛋白为19.89％。将所有的乳清 置于微滤设备中，采用孔径为0.2μm的PVDF膜过滤除菌，膜面积为0.02m²， 过膜压力为50kPa，料液温度为50℃，此时渗透端的流量为110LMH(L/m²/hr)， 过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/5，即浓缩了5倍后可停止过滤，收 集渗透液48kg。

2)超滤浓缩：取步骤1)中渗透液48kg，用盐酸标准溶液调节pH为 4.3，采用孔径为50kDa的PVDF膜进行过滤，膜面积0.03m²，过膜压力为 105kPa，料液温度为50℃，此时流量为70LMH(L/m²/hr)。过滤至截留液 质量为初始乳清质量的1/9，即浓缩了9倍，截留液的质量为5.33kg，渗透 液质量为42.67kg，即可停止过滤，收集渗透液。

采用孔径为50kDa的PVDF膜分离过程中，分别取过滤的截留液和渗透 液测定其中总蛋白和固形物含量，α-La占总蛋白的百分比，如表6所示。

表6孔径50kDa的PVDF膜分离过程中蛋白组分百分含量(w/w)的变化

  总蛋白含量/％ 固形物含量/％ α-La/总蛋白/％ 原样 0.591 6.362 20.61 渗透液 0.415 0.771 60.21 截留液 0.225 5.613 44.12

由表6可知，所得的渗透液中α-La占总蛋白含量的60.21％。

3)将步骤2)中所有的渗透液混合为42.67kg，在50℃下，采用200rpm 搅拌20min，此时渗透液中蛋白含量为0.406％，固形物含量为0.791％。将 料液用孔径为5kDa的PES膜进行浓缩，膜面积0.03m²，浓缩条件为温度为 55℃，TMP为110kPa，此时流量为15LMH，浓缩至固形物含量为20％，即 浓缩了25.28倍后停止过滤。此时截留液的质量为1.64kg，渗透液的质量为 41.03kg。

4)真空浓缩：将固形物含量为20％的截留液1.64kg进行真空浓缩至固 形物含量为28.71％。其中，真空浓缩的条件为70℃，压力为0.085MPa。

5)喷雾干燥：将步骤4)所得到的固形物含量为28.71％的浓缩液进行 喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进口温度135℃，出口温度65℃，进料压力为 1.65bar，进料流速为3.8kg/h，料液温度为50℃。即得富含α-La的WPC80。

富含α-La的WPC80的主要成分如表7所示。

表7富含α-La的WPC80的主要成分含量

成分 指标 水份 3.945％ 总蛋白质 80.25％ 脂肪 3.51％ α-La/总蛋白质 60.21％ 溶解度 81.05％ 菌落总数 1×10⁴CFU/g

实施例4

1)微滤除菌：取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到 的甜乳清中总固形物含量为6.50％，脂肪含量为0.02％，蛋白质含量为0.60％， 乳糖的含量为4.75％，pH值为6.10，α-La/总蛋白为20.14％。将所有的乳清 置于微滤设备中，采用孔径为0.2μm的PES膜过滤除菌，膜面积为0.02m²， 过膜压力为50kPa，料液温度为50℃，此时渗透端的流量为125LMH(L/m²/hr)， 过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/5，即浓缩了5倍后可停止过滤，收 集渗透液48kg。

2)超滤浓缩：取步骤1)中渗透液48kg，用盐酸标准溶液调节pH为 4.70，采用孔径为50kDa的PVDF膜进行过滤，膜面积0.01m²，过膜压力为 110kPa，料液温度为50℃，此时流量为60LMH(L/m²/hr)。过滤至截留液质 量为初始乳清质量的1/9，即浓缩了9倍，截留液的质量为5.33kg，渗透液 质量为42.67kg，即可停止过滤，收集渗透液。

采用孔径为50kDa的PVDF膜分离过程中，分别取过滤的截留液和渗透 液测定其中总蛋白和固形物含量，α-La占总蛋白的百分比，如表8所示。

表8孔径50kDa的PVDF膜分离过程中蛋白组分百分含量(w/w)的变化

  总蛋白含量/％ 固形物含量/％ α-La/总蛋白/％ 原样 0.589 6.358 20.59 渗透液 0.416 0.776 60.06 截留液 0.224 5.611 44.19

由表8可知，所得的渗透液中α-La占总蛋白含量的60.06％。

3)将步骤2)中所有的渗透液混合为42.67kg，在50℃下，采用200rpm 搅拌20min，此时渗透液中蛋白含量为0.416％，固形物含量为0.779％。将 料液用孔径为5kDa的PES膜进行浓缩，膜面积0.02m²，浓缩条件为温度为 55℃，TMP为110kPa，此时流量为15LMH，浓缩至固形物含量为20％，即 浓缩了25.67倍后停止过滤。此时截留液的质量为1.64kg，渗透液的质量为 41.03kg。

4)真空浓缩：将固形物含量为20％的截留液1.64kg进行真空浓缩至固 形物含量为28.71％。其中，真空浓缩的条件为70℃，压力为0.085MPa。

5)喷雾干燥：将步骤4)所得到的固形物含量为28.71％的浓缩液进行 喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进口温度135℃，出口温度65℃，进料压力为 1.65bar，进料流速为3.8kg/h，料液温度为50℃。即得富含α-La的WPC80。

富含α-La的WPC80的主要成分如表9所示。

表9富含α-La的WPC80的主要成分含量

成分 指标 水份 3.894％ 总蛋白质 80.15％ 脂肪 4.21％ α-La/总蛋白质 60.11％

溶解度 81.16％ 菌落总数 1×10⁴CFU/g

实施例5

除下述特殊条件外，其它控制条件与实施1相同，所得产品WPC80与 实施例1效果相当。

1)微滤除菌膜为再生纤维素膜，膜面积为0.03m²；

2)超滤膜为陶瓷膜，膜面积为0.03m²；

3)聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行浓缩过滤，膜面积为0.03m²；浓缩至固 形物含量为25％

4)浓缩至固形物含量为25％，真空浓缩的为将固形物含量为25％的截 留液进行真空浓缩至固形物含量为45％。其中，真空浓缩的条件为60℃， 压力为0.07MPa；

5)喷雾干燥：所得到的固形物含量为45％的浓缩液进行喷雾干燥，喷 雾干燥条件为：进口温度115℃，出口温度70℃，进料压力为2.5bar，进料 流速为5.5kg/h，料液温度为40℃。即得富含α-La的WPC80。

实施例6

除下述特殊条件外，其它控制条件与实施1相同，所得产品WPC80与 实施例1效果相当。

1)微滤除菌膜为陶瓷膜，膜面积为0.01m²；

2)超滤膜为聚醚砜膜(PES)，膜面积为0.01m²；

3)再生纤维素膜进行浓缩过滤，膜面积为0.01m²；浓缩至固形物含量 为15％

4)浓缩至固形物含量为15％，真空浓缩的为将固形物含量为15％的截 留液进行真空浓缩至固形物含量为30％。其中，真空浓缩的条件为65℃， 压力为0.075MPa；

5)喷雾干燥：所得到的固形物含量为30％的浓缩液进行喷雾干燥，喷 雾干燥条件为：进口温度140℃，出口温度50℃，进料压力为2.35bar，进料 流速为2.5kg/h，料液温度为60℃。即得富含α-La的WPC80。

实施例7-11

实施例7-11中膜材料的种类依次为5种膜材料：纤维素酯膜、再生纤维 素膜、陶瓷膜、聚醚砜膜或聚偏氟乙烯膜，其它控制条件与实施1相同，所 得产品WPC80与实施例1效果相当。

对比实施例1

1)微滤除菌：取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到 的甜乳清中总固形物含量为6.60％，脂肪含量为0.03％，蛋白质含量为0.55％， 乳糖的含量为4.65％，pH为6.3，α-La/总蛋白为20.15％。将所有的乳清置 于微滤设备中，采用孔径为0.2μm的PVDF膜过滤除菌，膜面积为0.02m²， 过膜压力为65kPa，料液温度为40℃，此时渗透端的流量为90LMH(L/m²/hr)， 过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/3，即浓缩了3倍后可停止过滤，收 集渗透液40kg。

2)超滤浓缩：取步骤1)中渗透液40kg，采用孔径为50kDa的PVDF 膜进行过滤，膜面积0.01m²，过膜压力为100kPa，料液温度为40℃，此时 流量为50.21LMH(L/m²/hr)。过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/8，即 浓缩了8倍，截留液的质量为5kg，渗透液质量为35kg，即可停止过滤，收 集渗透液。

采用孔径为50kDa的PVDF膜分离过程中，分别取膜分离后的截留液和 渗透液测定其中总蛋白和固形物含量，α-La占总蛋白的百分比，如表10所 示。

表1050kDa的PVDF膜分离过程中蛋白组分百分含量(w/w)的变化

  总蛋白含量/％ 固形物含量/％ α-La/总蛋白/％ 原样 0.583 6.571 20.15 渗透液 0.327 0.620 51.24 截留液 0.361 6.04 44.72

由表10可知，所得到的渗透液中α-La占总蛋白含量的51.24％。

3)将步骤2)中所有的渗透液混合为35kg，在50℃下，采用100rpm 搅拌15min，此时渗透液中蛋白含量为0.327％，固形物含量为0.620％。将 料液用孔径为5kDa的PES膜进行浓缩，膜面积0.01m²，浓缩条件为温度为 50℃，TMP为150kPa，此时流量为20LMH，浓缩至固形物含量为16.53％， 即浓缩了26.66倍后停止过滤。此时截留液的质量为1.31kg，渗透液的质量 为33.69kg。

4)真空浓缩：将固形物含量为16.53％的截留液1.31kg进行真空浓缩至 固形物含量为25.31％。其中，真空浓缩的条件为50℃，压力为0.08MPa。

5)喷雾干燥：将步骤4)所得到的固形物含量为25.31％的浓缩液进行 喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进口温度135℃，出口温度65℃，进料压力为 2.50bar，进料流速为3.5kg/h，料液温度为40℃。即得含有α-La的WPC80。

含α-La的WPC80的主要成分如表11所示。

表11富含α-La的WPC80的主要成分含量

成分 指标 水份 4.091％ 总蛋白质 82.36％ 脂肪 3.50％ α-La/总蛋白质 50.26％ 溶解度 80.5％ 菌落总数 1×10⁴CFU/g

对比实施例2

1)微滤除菌：取切达干酪制得的新鲜乳清60kg进行试验，其中所得到 的甜乳清中总固形物含量为6.8％，脂肪含量为0.04％，蛋白质含量为0.65％， 乳糖的含量为4.80％，pH值为6.2，α-La/总蛋白为21.60％。将所有的乳清 置于微滤设备中，采用孔径为0.2μm的PVDF膜过滤除菌，膜面积为0.02m²， 过膜压力为80kPa，料液温度为50℃，此时渗透端的流量为75LMH(L/m²/hr)， 过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/3，即浓缩了3倍后膜通量下降，此 时可停止过滤，收集渗透液40kg。

2)超滤浓缩：取步骤1)中渗透液40kg，采用孔径为50kDa的PVDF 膜进行过滤，膜面积0.01m²，过膜压力为130kPa，料液温度为40℃，此时 流量为30.72LMH(L/m²/hr)。过滤至截留液质量为初始乳清质量的1/5，即 浓缩了5倍，截留液的质量为8kg，渗透液质量为32kg，即可停止过滤，收 集渗透液

采用孔径为50kDa的PVDF膜分离后，分别取膜分离的截留液和渗透液 测定其中总蛋白和固形物含量，α-La占总蛋白的百分比，如表12所示。

表12孔径50kDa的PVDF膜分离过程中蛋白组分百分含量(w/w)的变化

  总蛋白含量/％ 固形物含量/％ α-La/总蛋白/％ 原样 0.654 6.780 21.60 渗透液 0.254 0.402 23.15 截留液 0.451 6.266 62.46

由表12可知，所得到的渗透液中α-La占总蛋白含量的23.15％。

3)将步骤2)中所有的渗透液混合为32kg，在50℃下，采用100rpm 搅拌15min，此时渗透液中蛋白含量为0.254％，固形物含量为0.402％。将 料液用孔径为5kDa的PES膜进行浓缩，膜面积0.01m²，浓缩条件如下：温 度为50℃，TMP为120kPa，此时流量为22LMH(L/m²/hr)，浓缩至固形物 含量为14.73％，即浓缩了36.64倍后停止过滤。此时截留液的质量为0.87kg， 渗透液的质量为31.13kg。

4)真空浓缩：将固形物含量为14.73％的截留液0.87kg进行真空浓缩至 固形物含量为20.31％。其中，真空浓缩的条件为50℃，压力为0.07MPa。

5)喷雾干燥：将步骤4)所得到的固形物含量为20.31％的浓缩液进行 喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进口温度125℃，出口温度50℃，进料压力为 1.60bar，进料流速为4.0kg/h，料液温度为50℃。即得含有α-La的WPC80。

含α-La的WPC80的主要成分如表13所示。

表13富含α-La的WPC80的主要成分含量

成分 含量/％ 水份 4.157 总蛋白质 75.39 脂肪 1.24 α-La/总蛋白 44.18 溶解度 69.64 菌落总数 1×10⁴CFU/g

比较实施例1、2与对比实施例1、2发现，只有在本发明规定范围内进 行操作，才能获得蛋白总量达到80％以上，α-La占总蛋白含量60％以上的 WPC80。

对比实施例3

除下述特殊条件外，其它控制条件与实施1相同。

1)微滤除菌膜为再生纤维素膜，膜面积为0.03m²；

2)超滤膜为聚偏氟乙烯膜(PVDF)，膜面积为0.03m²，膜孔径为30kDa；

3)聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行浓缩过滤，膜面积为0.03m²，膜孔径为 5kDa；浓缩至固形物含量为25％

4)浓缩至固形物含量为25％，真空浓缩的为将固形物含量为25％的截 留液进行真空浓缩至固形物含量为45％。其中，真空浓缩的条件为60℃， 压力为0.07MPa；

5)喷雾干燥：所得到的固形物含量为45％的浓缩液进行喷雾干燥，喷 雾干燥条件为：进口温度115℃，出口温度70℃，进料压力为2.5bar，进料 流速为5.5kg/h，料液温度为40℃。即得富含α-La的WPC80。

表14富含α-La的WPC80的主要成分含量

成分 含量/％ 水份 4.275 总蛋白质 88.41 脂肪 1.32 α-La/总蛋白 14.53 溶解度 64.31 菌落总数 1×10⁴CFU/g

当采用30kDa PVDF膜代替50kDa PVDF膜进行分离时，所得到的WPC 中蛋白总含量较高，但是α-La的纯度较低。

效果实施例1

测定所得的高α-La含量的WPC80粉体性质，结果如表15。

表15高α-La含量的WPC80粉体性质

休止角的大小直接反应粉体的流动性，休止角越小，粉体的流动性越好。 休止角是指在静平衡状态下，粉体堆积斜面与底部水平面所夹锐角。它是通 过特定方式使粉体自然下落到特定平台上形成的。

压缩度越小，粉体的流动性越好。压缩度是指粉体的振实密度与松装密 度之差与振实密度之比。其中振实密度是指一定重量(或体积)的粉体装填 在特定容器后，对容器进行一定强度的震动，从而破坏粉体颗粒间的空隙，使 颗粒处于紧密状态，这时的粉体密度叫振实密度；松装密度是指粉体在特定容 器中处于自然充满状态后的密度

由表15可知，本发明采用膜分离法所制得的高α-La含量的WPC80粉 体的流动性、与对比例1、市售采用其他方法制得的高α-La含量的WPC80 粉体流动性接近，均没有显著性差异，但是对比例1因其成分含量限制并不 能够很好应用于婴幼儿食品中；因而，只有本发明所用的膜分离方法不止蛋 白总量达到80％以上，α-La占总蛋白含量60％以上，而且更易于大规模进 行生产。