酪蛋白生产线

概述

酪蛋白是牛奶中最重要的蛋白组分,约占 80% 的比例。分离出来的酪蛋白(干酪素)是许多行业的宝贵原材料。食品行业使用酪蛋白(干酪素)粉末生产优质蛋白质。酪蛋白(干酪素)可以作为涂料和胶合板的粘合剂,作为蚀刻术的光刻胶,可以制造粘合剂、油灰、纺织整理剂以及皮革的抗污剂,因此有非常重要的作用。GEA 加工生产线支持使用酸或凝乳酶沉淀法回收提取酪蛋白。

胶体溶液形态的牛奶中即存在酪蛋白。根据温度不同,酪蛋白粒径为 10 到 200 微米不等。粒径介于 10 到 30 微米之间的粒子叫做酪蛋白超微胶粒,大于该范围的粒子叫做酪蛋白微胶粒。

酪蛋白由 20 种不同的长链氨基酸分子组成。这些分子链构成超微胶粒,这些超微胶粒又能形成磷酸盐。要分离酪蛋白,必须让牛奶中的酪蛋白微胶粒沉淀下来。当表面产生电荷,随后酪蛋白分子的排斥力降低而凝结时,即会发生沉淀现象。还可以通过使用酸或凝乳酶沉淀法实现这一目的。

酸沉淀

在使用无机酸的酸沉淀方法中,带正电的氢离子穿透酪蛋白微胶粒,因此酪蛋白微胶粒的净负电荷数下降。同时,水合物表层减弱,双电荷钙离子的数量也会下降。同极电荷和排斥力也下降,因此吸力较强。粒子的热能会让它们碰撞并凝结成较大的聚合物,也就在牛奶中形成了沉淀物。

凝乳酶沉淀

与可逆的酸沉淀不一样,在凝乳酶沉淀中,微胶粒会裂解,这是一个不可逆的过程。凝乳酶会使耐钙亲水部分裂解。因此,酪蛋白表面的净负电荷约丢失 50%,从而减弱保护性水合物表层,并暴露出酪蛋白微胶粒表面的钙敏感部分。现在,在酶促反应之后,第二个凝结阶段会发生聚合反应。让聚合物与钙离子结合后,将发生真正的胶化反应。

沉淀之前:从脱脂牛奶中去除细菌

无论是使用凝乳酶沉淀还是酸沉淀法,都是使用脱脂牛奶生成酪蛋白。为了能够制造完美的最终产品,不仅需要对脱脂牛奶进行巴氏消毒,还必须尽量减少微生物。

在除菌分离机中,以离心方式分离细菌和微生物将其从料碗中分批排出。杀菌后的脱脂牛奶随后在板式热交换器中加热到凝结温度。根据酪蛋白沉淀法(酸或凝乳酶),酪蛋白通过在线添加工艺酸或使用凝乳酶的方式沉淀下来。后一种沉淀方法需要一定的时间,因此应当批量进行。

为支持和促进凝结过程,在后续的反应过程中应当进一步采用间接加热的处理方式。

从乳清中分离凝结酪蛋白的操作由卧螺离心机执行。形成的乳清(第一阶段)经过冷却、澄清并输送往下一步工序。为了提高酪蛋白(干酪素)原料的纯度,需要大量分离附在酪蛋白上的矿物质和乳糖。为此,需要逆向冲洗酪蛋白,然后干燥到残余水分最多为 10% 的程度。GEA 提供的封闭式系统使用非常低的冲洗用水量,从而可节省自然资源并同时降低生产成本。