乳清成分的分离和纯化制造技术

一种用于从乳清，尤其是乳酪乳清分离和/或纯化所需成分，尤其是3′唾液酸乳糖的方法，所述方法包括以下步骤：任选地对乳清进行超滤以提供蛋白质浓缩物和乳清渗透物；将乳清或乳清渗透物与至少一个系列的离子交换树脂接触以将乳清渗透物脱矿质，所述系列包括第一弱酸阳离子交换树脂、第一弱碱阴离子交换树脂、第二强酸阳离子交换树脂、第二弱碱阴离子交换树脂；使该脱矿质渗透物与两个最终离子交换树脂接触，所述最终离子交换树脂包括强酸阳离子交换树脂和最终弱碱阴离子交换树脂，其中所述所需成分，如3′唾液酸乳糖，被吸在最终阴离子交换树脂上；以及将所述所需成分从所述最终阴离子交换树脂洗脱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】乳清成分的分离和纯化本专利技术涉及用于乳清成分的分离和纯化的方法，具体地但是非排他地从乳清渗透物分离乳清的成分，尤其是唾液酸乳糖(Sialyl lactose)，特别是3'唾液酸乳糖(或者称作3' -SL或3-SL或3精华)的分离。乳酪生产通常包括或者通过酶对乳的作用或者通过使用合适的酸降低乳的pH， 使得乳蛋白(酪蛋白)凝聚，以将乳固体物和乳脂捕获在凝乳基体中。之后将该凝乳基体固化以榨出液体级分，即乳酪乳清。乳酪乳清含有未被约束在凝乳基体中的乳固体物，尤其是乳的糖类和可溶性蛋白质。乳清占乳酪制造过程中使用的乳的总体积的80-90%，并且含有超过一半的来自原始全乳的固体物，包括20%的蛋白质和大部分的乳糖并且具有非常高的有机质含量。由于其高有机质含量，乳清的处理对于乳品加工业经常是一个问题。现在可以从乳清回收可溶性蛋白质以及来自乳糖的有价值物，并且明显需要的是回收尽可能多的有机质内含物以降低流出流的有机负荷量并从乳清获得更高的利润。为开发对于该物品的使用，奶酪加工公司正在进行大量的努力。在商业中对于乳清进行超滤(UF)以提供蛋白质浓缩物和乳清渗透物已经变得普遍。已经发现蛋白质浓缩物在动物饲料、肥料、发酵以及作为食品填料中的应用。然而，富乳糖渗透物通常保持为废产物，这归因于不能满意地将渗透物的单独成分分离并纯化，以使得它们适合于进一步使用。富乳糖渗透物包括多种低聚糖、如3'-唾液酸乳糖。已经发现它在例如药品和婴儿食品应用中具有有价值的应用，但是必需以足够纯的形式提供该成分。US 6 323 OOS(Pelletier)提供了用于由乳品源和奶酪加工废物流制备唾液低聚糖的方法，所述方法通过使用α (2-3)反式-唾液酸酶的催化活性以利用在奶酪加工废料中天然存在的高浓度的乳糖和唾液酸糖苷，以推动α (2-3)唾液酸-乳糖的酶催化合成。将通过该酶作用制备的唾液酸乳糖通过使混合物通过阳离子交换树脂之后通过强阴离子交换树脂而纯化。唾液酸乳糖被吸在阴离子交换树脂上并且使用适当的溶液将其洗脱。该方法确实纯化了唾液酸乳糖但是受到以下缺点的困扰阳离子交换树脂仅移除一些阳离子并有剩余的正电荷物种与唾液酸乳糖形成盐。这之后需要强阴离子交换树脂以将盐分开并且使得唾液酸乳糖能够结合至树脂。然而，实际上结合至柱的唾液酸乳糖的量将依赖于废料中存在的其它阴离子相对于唾液酸乳糖的量，并且这将从而需要将富含其它阴离子的洗脱物的净化。本专利技术的目标是提供用于乳清成分的分离和纯化的方法，尤其是3'-唾液酸乳糖，特别地但非排他地从乳清渗透物分离乳清成分，所述方法克服或至少减轻了上述缺点。因此，本专利技术的第一方面提供一种用于将乳清的所需成分，如3'-唾液酸乳糖， 从乳清分离和/或纯化的方法，所述方法包括以下步骤使乳清与至少一个系列的离子交换树脂接触以将乳清脱矿质，所述系列包括第一阳离子交换树脂、第一阴离子交换树脂、第二阳离子交换树脂和第二阴离子交换树脂；使该脱矿质乳清与两个另外的或最终离子交换树脂接触，所述两个另外的或最终离子交换树脂包括强酸阳离子和最终弱碱阴离子交换树脂，其中将所述所需成分吸在所述阴离子交换树脂上；以及使用合适的洗脱剂将所需成分从最终阴离子交换树脂洗脱。在本专利技术的优选实施方案中，在使原料乳清与离子交换树脂接触之前对其进行超滤，所述超滤步骤提供蛋白质浓缩物和乳清渗透物，其中所述乳清渗透物与离子交换树脂接触。然而，原料乳清或脱矿质乳清可以被用于该方法。所需成分优选为3'-唾液酸乳糖。其他成分可以包括渗透物中存在的6'-唾液酸乳糖和/或其它阴离子性低聚糖。优选地，第一阳离子交换树脂是弱酸阳离子交换树脂。优选的是第二阳离子交换树脂为强酸阳离子交换树脂。如果第二阳离子交换树脂为弱酸阳离子交换树脂，应该将进入该树脂的物质的PH保持在高于pH 5，优选高于pH 5. 5。优选地，第一和第二碱阴离子(交换树脂)包括弱碱阴离子(交换树脂)。本专利技术的第二方面针对根据本专利技术的第一方面的方法从乳清分离和纯化的所需成分，尤其是3'-唾液酸乳糖。可以使超滤(UF)乳清渗透物直接通过离子交换树脂，或者可以使用如渗析、电渗析、纳米过滤或者以上的任意组合的技术对其进行完全或者更优选部分预脱矿质步骤以最优化成本效率和/或技术效率。在本专利技术的一个实施方案中，在将浓缩物与如在本专利技术的第一方面中所定义的树脂系列接触之前，使用纳米过滤将UF乳清渗透物浓缩。在该实施方案中，优选的是使浓缩物与两个系列的树脂接触，即弱酸阳离子交换树脂、碱阴离子交换树脂、强酸阳离子交换树月旨、碱阴离子交换树脂的第一系列，之后是弱酸阳离子交换树脂、碱阴离子交换树脂、强酸阳离子交换树脂、碱阴离子交换树脂的第二系列。碱阴离子交换树脂可以是强的或弱的，但是优选为弱的以最小化损失并最优化洗脱。可以通过电渗析对渗透物进行部分脱矿质。这之后通过一系列的阳离子和阴离子交换树脂以使得完全净化并且之后3-SL结合至最终阴离子交换树脂上。在本专利技术的一个实施方案中，在与根据本专利技术的第一方面的树脂系列接触之前， 可以通过离子渗透色谱(或离子排斥色谱)提高浓缩UF乳清渗透物中的相对3' -SL含量。优选地，在升高的温度下进行离子渗透色谱，所述升高的温度为优选至少50°C，优选 50°C至80°C。洗脱物包含含有带电荷的分子(包括3'-唾液酸乳糖)的第一级分，之后是含有不带电荷的分子如乳糖的第二级分。之后使含有3'-唾液酸乳糖的第一级分与树脂系列接触，使3'-唾液酸乳糖被吸在阴离子交换树脂上。色谱分离树脂优选为由Rohm & Haas提供的CR 1310K。然而存在其他合适的树脂。其实例包括，但是不限于，CR1310Ca & Na或CR1320 Ca、K或Na，陶氏(Dow)的 DOffEX Monosphere 99Ca/320 或者三菱(Mitsubishi)的 Diaion UBK530 或者 Purolite 的 PCR145K0使用碱、盐、缓冲溶液或酸的适当稀释溶液将3'-唾液酸乳糖从阴离子交换树脂洗脱。所使用的碱包括氢氧化铵、NaOH, KOH ；盐溶液包括NaCl、KCl、氯化铵、乙酸铵、甲酸铵、碳酸铵等；并且酸包括稀HC1、乙酸、甲酸，和/或含有足以将3'-唾液酸乳糖从阴离子交换树脂洗脱的抗衡阴离子的缓冲溶液，或者以上各项的适当的混合物。然而，铵盐是优选的，因为它们倾向于挥发。可以对使用合适的碱或盐从阴离子交换树脂洗脱的3'-唾液酸乳糖使用脱盐树脂如kphadex G25进行盐移除。例如，可以使用纳米过滤将洗脱产物浓缩至 20-30% 固体物并且将所得到的物质G25(或者市场上可得的其他这样的脱盐树脂) 上层析。洗脱的第一物质为与一些较大分子在一起的3'-唾液酸乳糖，之后是较小的分子如NPN类和盐。如果要使用含有大离子如乙酸根、甲酸根等的溶液，这些分子通过 SephadexG25或其等价树脂的移除略差。然而可以通过调整树脂床深度和流速提高纯度。 在这种情况下，可以选择使用合适的阴离子交换树脂(强碱或弱碱阴离子交换树脂)移除杂质之后通过弱酸阳离子交换树脂将PH调节至中性。也可以将盐通过渗滤、纳米过滤、电渗析、渗析或其他方法移除。可以将净化的洗脱物通过纳米过滤和/或蒸发进一步浓缩并且优选将其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·尼尔·斯科特，阿肖克·克里希纳皮莱，
申请(专利权)人：分离技术投资有限公司，
类型：发明
国别省市：