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乳清产品的生产包括哪些主要工艺

离心,蒸发和干燥,膜技术,电渗析,离子交换,色谱分离法,结晶,吸附等。
离心:从干酪缸中得到的乳清含有干酪微粒、脂类、酸、矿物质、微生物及未包埋在干酪凝乳中的其他牛乳成分。干酪生产者通常用离心的方法去除乳清中的干酪微粒和大部分乳脂。
蒸发和干燥:几乎所有的乳清产品都用到的工艺,蒸发将去掉乳清中的水分,增加乳清的乳固体含量,还是其他一些工艺步骤如结晶和干燥的前提。干燥将水分进一步去除。蒸发和干燥的方式会影响到最终产品的质量,供人们食用的乳清产品基本上都是采用喷雾干燥设备生产的,他们通常不会使蛋白质变性。
乳清中有价值的成分可以通过许多工艺来浓缩或分离,包括:膜技术、电渗析、离子交换和结晶。
膜技术是指让液态乳清通过一个半透膜来实现浓缩或分离。通过泵和阀门的组合可以产生加在膜上的压力梯度,乳清中的小分子物质能够通过膜,大分子物质和粒子由于不能通过膜而被浓缩。采用不同孔径或不同截留分子量的膜,能够选择性分离或浓缩乳清成分。
电渗析也使用半透膜,不同的是它用电流来代替压力作为乳清成分分离的推动力。电渗析膜只允许矿物质通过而截留乳糖和蛋白质。
离子交换是色谱分离技术的一种。它是指让乳清通过一个充满结合离子(带电荷的矿物质)的吸收柱来达到分离的目的。
色谱分离法:色谱分离技术就是通过带电荷的树脂将蛋白质同乳清中其它成分分离。蛋白质能结合到带相反电荷的树脂上而乳清中的其他成分如乳糖因为不能结合而直接流出这个系统。
结晶技术可用于生产乳糖或非吸湿性乳清粉/透过物。乳清或透过物通过蒸发浓缩至总固形物不低于50%,这时乳糖处于过饱和状态,冷却浓缩乳清或透过液,乳糖就很容易结晶析出。
还有几个工艺能提高乳清的价值,包括乳糖水解、蛋白质水解和定制变性。
乳糖水解:β-半乳糖苷酶可加入乳清中将双糖—乳糖水解成单糖:葡萄糖和半乳糖。通常控制水解时间和温度可控制乳糖的水解程度。
蛋白质水解:蛋白酶是加入乳清中水解蛋白质的酶。通常控制蛋白酶的种类、水解时间和温度来控制蛋白水解的类型和程度。
定制变性:乳清蛋白可以通过加热使其变性来改变它们的功能特性。通过控制加热温度和时间的组合可以控制蛋白质的变性。
乳清产品有哪些功能特性?
溶解性:乳清蛋白与酪蛋白和大豆蛋白相比具有高度的溶解性。在大部分食品加工中,使用可溶性且易分散的配料能够简化工艺并改善产品的均一性。通常,蛋白质的溶解性受加热影响。加热温度超过70℃会引起蛋白质变性。在pH3-5时蛋白质溶解性下降,因为这时一些乳清蛋白在等电点(pH4.5-5.5)发生聚合和沉淀。有一些离子,如钙离子,在加热时会加速蛋白质溶解性下降。未变性的乳清蛋白在很宽的范围内有极好的溶解性。将乳清浓缩蛋白水溶液90℃加热5分钟后有80%的蛋白质可溶。将pH在6.5以上的稀释液80℃加热10分钟或更长时间,蛋白质仍然可溶。在需要加热处理的食品中,可通过加入蔗糖来改善乳清蛋白的热稳定性。
持水性和粘度:当加热乳清蛋白时,负责其球状结构的键被打断,蛋白质分子展开后,产生了许多额外的结合水位点,这样就增加了溶液的粘度。在营养饮料产品中,较低的粘度使得研发人员能够增加蛋白质的使用量不用担心影响产品的外观、口感和质地。乳清能够增加产品的浊度或不透明性,使饮料看起来像牛奶或奶油。在布丁酸奶产品中,持水性有助于形成更厚的质地并防止乳清析出。在肉馅和焙烤食品中,持水性有利于肉糜和焙烤面团的质地,减少蒸煮和焙烤得损失,增加得率,并有助于最终产品保持湿润。乳制品中额外的水分可促进风味释放,有助于增强产品的感官特性。持水性还有利于低脂食品,因为它能带给食品类似脂肪的滑腻和口感。此外,某些乳清产品能增加低脂乳制品的不透明性。
胶凝作用:在特定条件下,乳清蛋白能形成不可逆凝胶。凝胶性质取决于蛋白质的浓度、溶液的pH,钙离子浓度和钠离子浓度。例如:蛋白质浓度为3-5%,温度为55-70℃时,溶液形成的凝胶透明且柔软。当蛋白质含量较高(10%)加热温度也高(90-100℃)的时候就会形成不透明的凝胶。酸性条件下,凝胶趋向于不透明、湿润并且强度弱。中性和碱性溶液中,凝胶趋向于透明且有弹性。乳清蛋白独特的凝胶作用可用于焙烤食品和肉制品中保持水分,也可用于饮料和乳制品中增加产品的不透明性,还可用于低脂产品、酸奶、布丁、乳蛋糕、肉糜和海鲜食品中改善质地和口感。
乳化作用:乳清蛋白具有亲水基和疏水基,吸附在油/水界面上并在油滴或水滴周围形成界面膜,部分蛋白质在界面展开,稳定球体并防止聚合和油脂析出。乳清蛋白乳状液的稳定性可通过添加胶体或加热形成蛋白质凝胶来进一步增强。乳清蛋白的乳化作用在许多在制食品中发挥优势作用,包括:人造奶油、沙司、肉糜、海鲜、冰淇淋混料、面包面团、蛋糕糊和色拉调味料。
掼打性、起泡性和充气性:泡沫的形成同乳化液的形成相似,不同的是,乳清蛋白在泡沫形成过程中的作用是稳定两个气泡之间的界面。空气的混入速度和泡沫的稳定性取决于许多参数,如总固体、pH值、钙和其它离子的浓度以及掼打的方法。在焙烤食品中,乳清蛋白能部分取代鸡蛋或使鸡蛋渗入到焙烤食品里,它既能带来成本优势又能给消费者带来一个友好的标签。良好的掼打性和起泡性对于掼打顶饰、软糖、牛轧糖、糖霜、冰淇淋和冷冻酸奶等产品的生产十分关键。
风味:乳清蛋白在纯净状态下风味是很柔和的。然而,在不同的应用中,乳清不仅能够衬托突出已有的风味,而且能赋予产品自身的风味。当加热乳清蛋白时,会产生挥发性的硫化物。游离氨基酸通过加热以及同其它物质发生化学反应也可以转化成风味物质。乳清蛋白可以提供多种风味,也能给焙烤食品提供香味。在饮料和糖果中,乳清柔和并略带甜味的风味更容易衬托其他水果或巧克力的风味。在汤类和沙司中,香料和植物的风味得到增强。乳清矿物质也能增强乳制品、肉制品和开胃食品的风味。有些不希望出现矿物质风味的食品中,可以使用脱盐乳清粉或乳清浓缩蛋白。
分散性:通常乳清配料有很好的分散性,这种性质在固体速溶饮料的应用中尤其重要。
可食用膜的形成:乳清蛋白配料能形成基于水的可食用膜,这种透明、无味且柔软,能够在相对较低的湿度下很好的阻止氧气、香味和油的挥发。这类应用中,乳清分离蛋白的使用浓度为5-10%。
抗氧化性:乳清在预制肉,如猪肉和三文鱼中能防止脂类氧化。
粘附性:乳清产品的粘附特性有助于改善食品质地的均一性。WPC有助于将面包屑或面糊粘附在肉、鱼或蔬菜上,它还有利于将肉片粘附在一起。往焙烤制品的糖衣中添加WPC能改善糖衣对产品的粘附性。
褐变:因为乳清产品中含有乳糖和蛋白质,这两种组分为加热褐变反应提供了必要的物质。

什么是乳清蛋白氮指数?
乳清蛋白氮指数是间接测定乳清蛋白中未变性乳清蛋白的方法。乳清蛋白氮指数能反映蛋白质在加工过程中受到热处理的程度。乳清蛋白的溶解性同乳清蛋白氮指数息息相关,所以乳清蛋白氮指数可作为产品的一项重要指标。
微滤和离子交换/色谱法生产出来的乳清分离蛋白有什么不同?
无论是离子交换/色谱法还是微滤生产乳清分离蛋白总的组成是相似的。这两种方法最大的不同就是微滤生产的乳清分离蛋白含有糖聚肽。最终的用户如果要宣传糖聚肽的好处就应当选用微滤生产的乳清分离蛋白。两种类型的乳清分离蛋白其他方面的功能性是相似的。
什么是焦粉颗粒?
焦粉颗粒是肉眼可见的一些很小、颜色为棕色到褐色的颗粒。在干燥过程中,一些乳清可能会接触并粘到干燥塔的壁上,这些乳清会受到更高温度的处理,最终这些粘附在干燥塔壁上的乳清粒子会充分干燥而落到乳清粉中。由于受到高温处理导致这些粒子变成褐色并且溶解性差。根据产品的最终用途,焦粉颗粒可能重要也可能不重要。因为焦粉颗粒颜色较暗并且不溶解,可能会限制含焦粉颗粒乳清粉的应用。
乳清蛋白在运动营养中有什么益处?
1易消化高质量蛋白—提供额外能量,节约内源蛋白。
2支链氨基酸含量高:亮氨酸、异亮氨酸和纈氨酸—可延缓衰竭。
3含硫氨基酸,如半光氨酸和蛋氨酸的良好来源—可维持体内抗氧化剂水平,并被认为在细胞分裂期间稳定的DNA。
4精氨酸和赖氨酸含量高—可刺激生长激素释放,刺激肌肉生长并减少人体脂肪。
5含谷氨酸胺—有助于肌糖原更新,并防止由于过度劳累造成的免疫功能下降。
6生物活性钙的良好来源—减少运动造成的硬力骨折,防止闭经女运动员的骨质损失。
 

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