一种从乳源原料中分离活性物质的方法及其产品和应用与流程

本发明涉及乳制品加工领域，具体而言，涉及一种从乳源原料中分离活性物质的方法及其产品和应用。

背景技术：

1、乳清是奶酪或酸奶等乳制品生产过程中的主要副产物。乳清废液中含有大量具有丰富营养价值和生物活性的乳清蛋白，直接排放不仅造成蛋白质资源的严重浪费，也是乳制品工业的重要污染来源。乳清蛋白是多种功能性蛋白的混合物，主要包括α-乳白蛋白（α-lactalbumin，α-la）、β-乳球蛋白（β-lactoglobulin，β-lg）、牛血清白蛋白、乳铁蛋白和免疫球蛋白等。其中，α-乳白蛋白占总蛋白含量的20-25%，β-乳球蛋白占总蛋白含量的30-55%。此外，乳清中还含有骨桥蛋白（osteopontin，opn）等具有重要生理功能的微量活性物质成分。

2、α-乳白蛋白被广泛用于功能保健品及婴幼儿配方奶粉。β-乳球蛋白同样具有多种功效，但同时也是诱发牛奶过敏的主要过敏原，因此将其与α-乳白蛋白有效分离具有重要意义。骨桥蛋白是人乳和牛乳中均存在的活性物质，在牛乳中浓度较低，以牛乳为基底的婴儿配方奶粉需要添加骨桥蛋白以使其成分更接近母乳。因此，如何从乳清中高效分离获得高纯度的上述活性物质，不仅能够有效降低乳清废水的环境污染，还具有重要的经济价值。

3、目前，从乳清中分离回收乳清蛋白的方法主要包括沉淀法、膜分离技术和层析法。

4、沉淀法通过加热或改变ph值来选择性地使目标蛋白沉淀，虽然操作相对简便，但该方法需要消耗大量的酸、碱和盐，容易导致蛋白质严重变性，且后处理工序复杂。例如，采用两步硫酸铵沉淀法对乳清蛋白进行初级分离，或利用等电点沉淀法去除酪蛋白，但这些方法难以实现单一蛋白组分的高纯度分离。

5、膜分离技术（如超滤、微滤等）虽然能耗低、易于工业化放大，但由于乳清中多种蛋白的分子量相近，常规膜技术难以将α-乳白蛋白和β-乳球蛋白等分子量相似的蛋白进行有效分离。例如，采用多级超滤虽然能够实现一定程度的分离，但分离纯度往往难以满足高纯度产品的需求。近年来虽有研究将膜过滤与电渗析耦合用于乳清蛋白的同步浓缩与脱盐，但仍难以实现多种目标蛋白的同时高纯度分离。

6、传统层析方法通常存在收率偏低、处理规模难以进一步扩大、能耗较高等问题。例如，采用阳离子交换层析从乳清中分离α-乳白蛋白，或利用离子交换与葡聚糖凝胶层析联用技术提取乳碱性蛋白，但这些方法通常仅针对单一目标蛋白，工艺流程较长，且难以实现多种蛋白的同步、高效分离。

7、对于骨桥蛋白的分离，现有技术主要采用特定的层析工艺，但这些方法通常仅针对骨桥蛋白单一目标进行设计，工艺流程较为专一且条件苛刻、步骤繁琐，对原料的预处理要求高，难以与乳清中其他活性物质（如α-乳白蛋白和β-乳球蛋白）的回收工艺实现有效整合。

8、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种从乳源原料中分离活性物质的方法及其产品和应用。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明的实施例提供了一种从乳源原料中分离活性物质的方法，其包括以下步骤：对乳清蛋白液进行预处理，所述预处理包括：将电导调整至第一设定阈值，ph调整至第二设定阈值；所述第一设定阈值为2~10 ms/cm，所述第二设定阈值为6~7.2；对预处理后的蛋白液进行阴离子交换层析，以获得含α-乳白蛋白的流穿液、含β-乳球蛋白的洗杂组分和含骨桥蛋白的洗脱组分。

4、第二方面，本发明的实施例提供了如前述实施例所述的一种从乳源原料中分离活性物质的方法制备获得的产品。

5、第三方面，本发明的实施例提供了如前述实施例所述的方法或前述实施例所述的产品在制备食品或保健品中的应用。

6、本发明具有以下有益效果：

7、（1）通过对原料预处理的优化，简化了工艺流程

8、本申请能够从天然膜分离乳清蛋白液中高纯度提取α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和骨桥蛋白。本申请意外地发现，通过特定的预处理步骤结合阴离子层析技术，能够在不经复杂预处理的情况下，直接以天然膜分离乳清蛋白液为原料实现多种目标蛋白的高效分离，实现了乳制品加工副产物的高值化利用。

9、（2）通过工艺参数优化，实现了多种活性物质的同步、高纯度分离

10、本申请通过对预处理、层析工艺参数和膜过滤技术的系统筛选和优化，实现了α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和骨桥蛋白的有序分离，各活性物质纯度可达到较高水平。

11、（3）工艺条件温和，保持了目标蛋白的天然活性，产品安全性好

12、本申请整个分离纯化过程均在温和的水相体系中进行，避免了现有沉淀法中高温或极端ph导致的蛋白质变性失活问题。各层析步骤的操作条件经优化选择，能够最大程度地维持多种活性蛋白的天然构象和生物学活性。同时，本申请采用的原辅料均为符合食品级或医药级要求的材料，不涉及有毒有害有机溶剂，产品中无有机溶剂残留风险，内毒素水平和生物负荷可控，所得三种活性蛋白产品可直接用于婴幼儿配方奶粉的功能性配料或食品、特殊膳食用蛋白原料，具有良好的安全性和应用价值。

13、（4）易于工业化放大

14、本申请的工艺路线清晰，操作参数可控，具有良好的批次稳定性和重现性。与传统方法相比，本申请工艺流程相对简洁，生产周期短，减少了中间处理步骤和辅料消耗，降低了生产能耗和废液排放，具有良好的经济性和环保性，易于实现规模化工业生产。

1.一种从乳源原料中分离活性物质的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设定阈值为3~6ms/cm，所述第二设定阈值为6.4~7.0；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗杂液的用量为5~15倍柱体积；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阴离子交换层析的层析程序包括：cip-高盐再生-平衡-上样-上样后淋洗-洗杂-洗脱；

5.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述第二截留液进行干燥。

7. 根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述含β-乳球蛋白的洗杂组分进行纳滤浓缩、微滤和/或干燥，纳滤的滤膜分子截留量为200~500 da，浓缩倍数为1~5倍，洗滤液包括ro水，洗滤至截留液电导＜3ms/cm，浓缩至固形物＞18%；微滤的滤膜孔径为0.1~10μm；

8.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述乳清蛋白液包括天然膜分离乳清蛋白液；

9.一种富含α-乳白蛋白的制剂，其特征在于，所述α-乳白蛋白的质量占总蛋白总量的95%以上；所述α-乳白蛋白结合有钙离子，所述α-乳白蛋白的钙离子结合量为1~1.4 mol ca²+/mol α-la；所述制剂中不含igg或igg的质量占总蛋白总量的0.1%以下；

10.根据权利要求9所述的制剂，其特征在于，所述制剂满足以下至少一项：

11.根据权利要求9或10所述的制剂，其特征在于，所述制剂的制备方法采用权利要求1、2、3、5或6中所述的方法。