摘要
α-乳白蛋白(α-Lactalbumin，α-La)可以促进婴幼儿发育，是生产婴幼儿配方奶粉的重要原料。β-乳球蛋白(β-Lactoglobulin，β-Lg)对于婴幼儿是主要的过敏原之一，应从婴幼儿食品中去除，因具有乳化、起泡、增稠等功能可用于食品加工中。因此，将α-La和β-Lg分离有利于实现二者独特的价值。然而我国尚未建立α-La和β-Lg的工业化分离工艺，成为乳业发展的“卡脖子”问题。本研究聚焦于乳品行业重大需求，采用超滤法从浓缩乳清蛋白中分离α-La,并对截留液的功能特性进行评价。主要内容如下: 本研究首先利用30kDa超滤管探究物料pH对α-La分离效果的影响，结果表明，pH为6.5时具有较好的分离效果与实际应用性。其次，利用切向流超滤膜分离系统，探究超滤膜截留分子量(molecularweightcutoff，MWCO)、体积浓缩倍数、操作压力和渗滤次数对α-La分离效果的影响。结果显示:相较于30kDa的超滤膜，100kDa超滤膜膜通量、α-La含量和纯度更高，因此确定最佳超滤膜MWCO为100kDa;在2～4的体积浓缩倍数范围内，α-La含量随着体积浓缩倍数的升高而升高，因此确定最佳体积浓缩倍数为4倍;在0.3～0.5MPa的操作压力范围内，膜通量、α-La的含量和纯度随操作压力的升高而降低，因此确定0.3MPa为最优的操作压力;在1～5的渗滤次数下，渗滤5次后透过液中仍有高纯度的α-La,α-La富集率随渗滤次数的增加而提高，因此确定5次渗滤为最佳渗滤次数。综上，可实现α-La分离的最佳物料pH、超滤膜MWCO、体积浓缩倍数、操作压力、渗滤次数分别为6.5、100kDa、4倍、0.3MPa和5次。在该工艺下，透过液中α-La/β-Lg的比例可提高至9以上，较浓缩乳清蛋白中这一比例提高23倍。 为提高副产物利用价值，对截留液的功能特性进行了研究，考察了50～90℃加热对截留液功能特性的影响，并解析了热处理后截留液起泡性、乳化性、增稠性提高的机制。结果表明:60℃加热10min可显著提高截留液的起泡性;70～80℃加热10min可显著提高其乳化能力;80℃加热10min可获得最佳黏度。其原因是:50～80℃加热时，乳清蛋白结构展开，表面疏水性、游离巯基含量提高，二级结构中α-螺旋向无规则卷曲转变，蛋白柔性提高，这些结构变化有助于提高截留液的界面性质和黏度，使起泡性、乳化性、增稠性提高。而90℃加热时乳清蛋白大量变性沉淀，溶解度急剧下降，导致截留液的功能特性降低。 综上，本研究筛选确定了α-La的膜分离工艺，并评价了热处理对截留液的功能特性和结构的影响，为乳清蛋白全组分利用提供可借鉴的方案。
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