WPC-urile produse din permeatele MF (membrana ceramică cu dimensiunea porilor de 0,2 µm) ale SM și lactozei (BM) au fost comparabile în ceea ce privește cantitatea de proteine ​​din zer și fosfolipide (PL) prezente - principalele diferențe fiind printre concentrațiile de PL individuale (Svanborg, Johansen, Abrahamsen și Skeie, 2015).

concentratul

Termeni asociați:

  • Lactoză
  • Cazeină
  • Ultrafiltrare
  • Proteine
  • Drojdii
  • Proteine ​​din zer
  • Zer
  • Izolat de proteine ​​din zer
  • Proteine ​​din lapte
  • Beta-Lactoglobulina

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Produse lactate și ingrediente alimentare pe bază de lapte

Concentrate de proteine ​​din zer

Concentratele de proteine ​​din zer (WPC) sunt un grup important de ingrediente alimentare pe bază de zer. Sunt folosite în produse de cofetărie, batoane de cereale și nutriție, brânzeturi procesate, produse de patiserie, băuturi sportive și formulări de câștig muscular. Pulberile WPC cu conținut de proteine ​​în intervalul 35-65% pot fi produse prin ultrafiltrare (UF) care elimină lactoza, mineralele și azotul neproteic (NPN), lăsând proteinele din zer să fie uscate prin pulverizare. Pulberile WPC cu conținut de proteine ​​de până la 90% pot fi produse prin diafiltrare, unde retentatul de proteine ​​din zer în procesarea UF este diluat cu apă pentru a spăla aproape toate lactoza și mineralele.

WHEY AND WHEY POWDERS Concentrate și fracțiuni de proteine

Îndepărtarea lipidelor din zer și din fracțiunile de proteine ​​din zer

WPC-urile conțin în mod inevitabil niveluri de lipide reziduale, în ciuda încercărilor producătorilor de a îndepărta cât mai mult posibil Așa cum era de așteptat, nivelurile de lipide reziduale cresc odată cu creșterea concentrației de proteine. Rapoartele au sugerat niveluri de aproximativ 2,1% grăsimi în 35% WPC, 3,7% grăsimi în 50% WPC și 7,2% grăsimi în 80% WPC. După cum se poate observa în produsele cu conținut ridicat de proteine, nivelul lipidelor este destul de semnificativ. Îndepărtarea lipidelor din zer are ca rezultat nu numai o îmbunătățire a fluxului de ultrafiltrare, ci și îmbunătățește semnificativ funcționalitatea produsului. De exemplu, niveluri mai ridicate de lipide s-au dovedit a fi dăunătoare caracteristicilor de spumare și aromă ale WPC. Îndepărtarea lipidelor crește în mod substanțial depășirea biciuirii, precum și creșterea stabilității spumei. Nivelurile mai ridicate de lipide inhibă, de asemenea, proprietățile de gelificare termică a WPC.

Compoziția fracțiunii lipidice din WPC nu este similară cu cea a laptelui în vrac, fiind mai mare în fosfolipide și în materialul membranei globulei de grăsime din lapte.

În general, prin urmare, se consideră că fracțiunea lipidică din zer inhibă o mare parte din funcționalitatea potențială a WPC-urilor și a fracțiilor de proteine ​​din zer. Fracția lipidică din zer este, de asemenea, parțial responsabilă de murdărirea membranelor la procesarea ultrafiltrării zerului. Îndepărtarea fracției lipidice poate îmbunătăți astfel eficiența prelucrării (dacă se folosește ultrafiltrarea), precum și funcționalitatea produsului.

Îndepărtarea unor astfel de lipide din zer înainte de ultrafiltrare sau fracționare se poate realiza prin microfiltrare folosind membrane cu o dimensiune adecvată a porilor pentru a îndepărta materialul care conține lipide relativ mare. Cu toate acestea, murdărirea membranelor de microfiltrare (probabil și de fracția care conține lipide) în astfel de procese s-a atenuat până acum împotriva adoptării comerciale extinse a acestei abordări. Cu toate acestea, este probabil că îmbunătățirile membranelor de microfiltrare, coroborate cu ajustarea adecvată a condițiilor de procesare, vor duce la o comercializare sporită a acestor procese în viitorul apropiat.

Adăugarea de calciu la lipoproteinele agregate din zer a fost, de asemenea, propusă ca o alternativă la microfiltrare pentru îndepărtarea lipidelor. În timp ce acest proces este eficient din punct de vedere tehnic, acesta poate prezenta dificultăți deosebite în ceea ce privește extinderea la operațiunea comercială.

O serie de procese de fracționare a zerului prezentate anterior au ca rezultat transferul preferențial al oricărei porțiuni de zer care conțin lipide într-o anumită fracțiune. De exemplu, fracția lipidică din zer se găsește preferențial în fracțiunea α produsă prin procesul australian care utilizează agregarea termică. Un astfel de material lipidic poate fi îndepărtat din fracțiunile din zer, de exemplu, prin microfiltrare. Acest lucru ar avea ca rezultat o fracțiune proteică cu funcționalitate crescută și o fracțiune lipidică cu caracteristici excelente de emulsificare.

Impactul proteinelor și peptidelor din zer din laptele bovin asupra sistemelor gastrointestinale, imune și a altor sisteme

WPC - Imucare

Unele concentrate de proteine ​​din zer pot acționa ca componente dietetice imunostimulatoare și anticanceroase atunci când sunt livrate ca sursă majoră de proteine ​​animalelor și ființelor umane. Într-un studiu, Rutherfurd-Markwick și colab. (2005) au investigat efectele unui WPC imunostimulator cunoscut (IMUCARE), atunci când a fost administrat șoarecilor într-un lapte praf modificat (MMP), care a fost echilibrat nutrițional pentru copiii mici (cu vârsta de unu până la trei ani).

Grupuri de șoareci BALB/c au fost hrăniți cu diete pe bază de MMP cu sau fără IMUCARE WPC suplimentat cu 10,5 g/100 g de dietă pentru perioade de patru săptămâni. Testele imunologice ex vivo au indicat faptul că răspunsurile limfoproliferative splenice, precum și activitatea fagocitară a leucocitelor sanguine și peritoneale, au fost crescute la șoarecii hrăniți cu MMP suplimentați cu IMUCARE WPC, în comparație cu șoarecii hrăniți doar cu MMP sau pentru a controla șoarecii care nu au primit proteine ​​din lapte. . Spre deosebire de aceasta, s-a arătat că atât MMP suplimentat cu IMUCARE WPC, cât și MMP singur stimulează imunitatea umorală crescută, la acești șoareci fiind înregistrate răspunsuri semnificative crescute ale anticorpilor serici și ai tractului intestinal la antigenii administrați oral, comparativ cu animalele hrănite cu proteine ​​neaptice.

Rezultatele confirmă faptul că IMUCARE WPC păstrează eficacitatea imunitară atunci când este livrat într-un produs lactat echilibrat nutrițional și identifică în plus MMP echilibrat nutrițional ca un produs alimentar dietetic imunostimulator potențial. În plus față de creșterea funcției imune celulare, rezultatele acestei lucrări indică, de asemenea, că atât dietele suplimentate cu MMP, cât și IMUCARE WPC au crescut imunorespondența la șoareci atât la nivel sistemic (ser sanguin), cât și în mediul mucoasei intestinale (probe de secreții de spălare intestinală).

Separarea convențională a macro- și micromoleculelor

Chiranjib Bhattacharjee,. Sudip Chakraborty, în Recuperarea deșeurilor alimentare, 2015

5.3.2 Aplicarea în industria produselor lactate

Concentratele de proteine ​​din zer (WPC) sunt produse astăzi folosind membrane UF cu un MWCO între 10-20 kDa. Aceste membrane permit separarea lactozei și a mineralelor din permeat de proteinele din zer din retentat. Retentatul poate fi procesat în continuare prin evaporare și uscare prin pulverizare. Conținutul de proteine ​​al produsului final este afectat de gradul de concentrație. De exemplu, WPC-urile cu un conținut de 35-60% proteine ​​pot fi obținute la un raport de concentrație de volum cuprins între 4,5 și 20, respectiv (Zydney, 1998). Atra și colab. (2005) au obținut WPC-uri cu un conținut de proteine ​​de 8-10%, utilizând membrane PVDF de 6-8 kDa. Aceste concentrate pot fi refolosite pentru fabricarea brânzeturilor. Permeatele UF, conținând 0,1-0,5% proteine ​​și 5% lactoză, pot fi încărcate în continuare în unități NF pentru a obține lactoză concentrată pentru aplicații de cofetărie. În plus, imunoglobulinele purificate (până la 90%) pot fi obținute după un proces membranar în două etape, incluzând un pretratament macroscopic MF pentru a elimina globulele de grăsime și micelele de cazeină înainte de tratamentul UF cu o membrană de 100 kDa (Piot și colab., 2004 ).

Proteine ​​din lapte

Concentrate de proteine ​​din zer (WPC)

Concentratele de proteine ​​din zer (WPC) cu concentrații variate de proteine ​​(35-85% proteine) sunt fabricate în condiții ușoare de pH și temperatură prin ultrafiltrare (UF), o tehnică de separare fizico-chimică în care zerul curge sub presiune peste membranele microporoase care facilitează separarea moleculelor mici, cum ar fi lactoza, sărurile și apa ca un permeat din proteinele din zer, globulele de grăsime și solidele suspendate, care sunt concentrate în raport cu alte substanțe dizolvate din retentat. Pentru a crește nivelul proteinei în WPC, se utilizează diafiltrarea (DF); aceasta implică diluarea retentatului cu apă pentru a crește îndepărtarea moleculelor permeabile la membrană. După UF/DF, retentatul este în mod normal răcit la 4 ° C și depozitat până când se acumulează un volum suficient pentru uscarea prin pulverizare. Pentru a minimiza costul îndepărtării apei, retentatul este de obicei concentrat prin evaporare înainte de uscare prin pulverizare. Pasteurizarea sau chiar tratamentul UHT al retentatului pot fi, de asemenea, necesare, deoarece bacteriile și sporii din zer sunt, de asemenea, concentrați în timpul UF/DF.

Zerul este de obicei tratat în prealabil înainte de procesarea UF/DF prin metode care implică ajustări la temperatură și/sau pH, adăugarea de agenți de complexare a calciului sau a calciului și fie în repaus, centrifugare sau microfiltrare pentru dizolvarea fosfatului de calciu coloidal și/sau pentru îndepărtarea brânzei insolubile fine de caș sau cazeină, grăsimi din lapte și complexe de lipofosfoproteine ​​de calciu. 20 Aceste pretratamente cresc fluxul în timpul UF, previn murdărirea membranelor, reduc conținutul de lipide și modifică proprietățile concentratelor de proteine ​​din zer, rezultând produse cu conținut scăzut de grăsimi, cu funcționalitate îmbunătățită în unele aplicații.

Suplimentele pentru sport și exerciții fizice

Aimol Ali,. Kay J. Rutherfurd-Markwick, în Whey Proteins, 2019

16.10.2 Intoleranță la lactoză, alergii, diete fără lactate

WPC conține lactoză (în diferite măsuri, în funcție de gradul de prelucrare) și, prin urmare, poate să nu fie adecvată consumului de către persoanele care au intoleranță la lactoză și nici nu este potrivită pentru persoanele care suferă de alergii la proteinele din laptele lactat. Copiii constituie un grup vulnerabil pentru alergia la proteinele din laptele de vacă, 2% -7% dezvoltând această alergie (Patel, 2015) și pot duce la dermatită atopică (eczeme). Cu toate acestea, WP hidrolizat enzimatic poate fi mai bine tolerat, deoarece acestea sunt mai puțin alergenice. Duan, Yang, Li, Zhao și Huo (2014) au arătat că șoarecii hrăniți cu WPH aveau alergenicitate mai mică în raport cu WPC. Cu toate acestea, procesul de hidroliză produce peptide amare care fac produsul mai puțin plăcut. Deși ultrafiltrarea poate fi utilizată pentru îndepărtarea peptidelor amare mai mari, acest proces va duce, de asemenea, la îndepărtarea peptidelor potențial utile (de exemplu, peptide bioactive) și a proteinelor, precum și la scumpirea produsului.

O alternativă pentru sportivii care evită produsele lactate din orice motiv sunt numeroasele surse de proteine ​​disponibile pe bază de plante, deși un număr mare conține niveluri mai mici de leucină (6% -8%) decât proteinele de origine animală (8% -11%) și prin urmare, poate să nu stimuleze MPS într-o măsură similară cu WP (Joy și colab., 2013). Cea mai populară sursă de proteine ​​pe bază de plante este proteina din soia, deoarece este o proteină de calitate superioară celorlalte proteine ​​vegetale, iar SPI este tipul de produs preferat, deoarece conține cel mai mare conținut de proteine ​​la 90% (Paul, 2009). O serie de studii efectuate la subiecți instruiți în rezistență au arătat că suplimentarea cu SPI sau WP obține un câștig similar LBM (Paul, 2009). S-a demonstrat că izolatul de proteine ​​din orez sprijină modificări similare în rezistență și compoziția corpului ca WPI la subiecții de antrenament de rezistență (Joy și colab., 2013).

Parotta din sudul Indiei: o pâine nedospită

Parotta nutritivă

Utilizarea concentratului de proteine ​​din zer

Conținutul de proteine ​​din concentratul de proteine ​​din zer variază de la 65 la 75%. Proteinele din zer sunt proteinele de cea mai bună calitate disponibile și au un raport ridicat al eficienței proteinelor (3,6) și posedă aproape toți aminoacizii esențiali. Un studiu privind efectul înlocuirii făinii de grâu cu 5, 10 și 15% concentrat de proteine ​​din zer (WPC) asupra calității parottelor a arătat că utilizarea WPC scade absorbția apei farinografice (Indrani, Prabhasankar, și colab., 2007) . O creștere a rezistenței extensografului la valori de extensie de până la 10% WPC și o scădere a valorilor extensibilității sunt observate odată cu creșterea nivelului de WPC de la 0 la 15%. Se observă o scădere semnificativă a scorului general de calitate a parottelor care conțin peste 5% WPC. Prin urmare, înlocuirea făinii de grâu cu 5% WPC este recomandată pentru prepararea parotta hrănitoare cu un conținut crescut de proteine ​​de 3 sau 4%.

Modificări ale pulberilor de proteine ​​din zer în timpul depozitării

Eve-Anne Norwood,. Romain Jeantet, în Whey Proteins, 2019

Abstract

În timpul fabricării pulberilor concentrate de proteine ​​din zer (WPC) și izolate de proteine ​​din zer (WPI), se iau măsuri de precauție pentru a asigura funcționalități tehnologice și nutriționale optime în ceea ce privește cerințele lor de utilizare finală. Cu toate acestea, controlul depozitării lor este încă destul de empiric și apar schimbări structurale și funcționale, în ciuda importanței economice a acestor produse. Acest capitol își propune să ofere o imagine de ansamblu asupra lucrărilor de cercetare bazate pe stocarea pulberilor WPC și WPI. Se concentrează pe modificările fizico-chimice la o scară de particule (de exemplu, microstructură, chimia suprafeței) și pe o scară moleculară (de exemplu, modificări legate de proteine ​​și lactoză) care apar în timpul depozitării în funcție de condiții, inclusiv impactul lor asupra proprietăților funcționale (de exemplu, proprietăți de agregare interfaciale, spumante, emulsionante și induse de căldură). Acest capitol evidențiază, de asemenea, mai multe domenii de îmbunătățire pentru a minimiza modificările induse de depozitare, cum ar fi o mai bună monitorizare a reacției Maillard, acționând asupra factorilor cheie de influență și prezicând modificările pulberilor.

Aplicarea proteazelor pentru producția de peptide bioactive

Lye Yee Chew,. Amin Ismail, în Enzymes in Food Biotechnology, 2019

15.6.2 Activitate antioxidantă

Hidrolizatul alcalazic al concentratului de proteine ​​din zer (Lin și colab., 2012) a arătat în mod constant cea mai mare activitate în reducerea fericianurii, reducerea ferului și eliminarea radicalilor difenil-picril hidrazinil în comparație cu hidrolizatele de pepsină, tripsină și Flavourzyme. Creșterea activității antioxidante a hidrolizatului Alcalase a fost coincidentă cu creșterea gradului de hidroliză al hidrolizatului. Între timp, fracțiunea peptidică cu greutate moleculară mai mică de 10 kDa care a fost separată prin ultrafiltrare de hidrolizat Flavorzyme din făină de gluten de porumb (Zhuang și colab., 2013) au prezentat cel mai înalt nivel de eliminare a radicalilor liberi, ion metalic (Fe 2 +/Cu 2 +) capacități de chelare și inhibare a peroxidării lipidelor.

Pulberi lactate

17.5.1 Produse lactate

Lapte, zer și pudră WPC pot fi utilizate într-o gamă largă de produse lactate, dintre care trei sunt discutate în această secțiune (înghețată, iaurt și băuturi cu ciocolată). Acest lucru nu înseamnă că altele precum produsele din brânză sunt mai puțin interesate, dar sunt mai bine cunoscute (De Wit, 2001).

Înghețata poate fi împărțită în patru categorii principale în funcție de ingredientele utilizate: (a) înghețată de lapte fabricată exclusiv din produse lactate, (b) înghețată care conține grăsimi vegetale, (c) înghețată de șerbet din suc de fructe cu adaos de grăsime din lapte și solide din lapte fără grăsimi și (d) sorbet sau gheață de apă din apă, zahăr și concentrat de fructe. Primele două tipuri de înghețată reprezintă aproximativ 80-90% din producția mondială totală. Fabricarea tipică folosește lapte praf cu căldură medie, dintre care unele (25-50%) este uneori înlocuit cu WPC sau praf de zer demineralizat delactozat.

Fabricarea industrială a iaurtului a avut ca rezultat diferite tipuri de produse în funcție de compoziție, tipuri de cultură, metodă de producție și arome sau aditivi. Principalele tipuri produse sunt iaurtul setat, amestecat și băut. Iaurtul poate fi obținut din laptele oricărei specii, în principal lapte de vacă, dar laptele de oaie și de capră sunt, de asemenea, surse bine cunoscute. O creștere a conținutului de solide fără grăsime are ca rezultat o structură mai fermă a iaurtului. Acest lucru se realizează de obicei prin adăugarea de SMP, dar sunt utilizați și stabilizatori precum gelatină, cazeinat de sodiu sau produse din proteine ​​din zer. O proporție mai mare de proteine ​​din zer în lapte are ca rezultat un iaurt cu o textură netedă și mai plăcută și o calitate nutrițională mai ridicată. Înlocuirea a 20% din laptele de iaurt cu WPC-35 este permisă în unele țări europene (De Wit, 2001).

Pentru băuturile cu ciocolată, care sunt băuturi gustoase din lapte, preparate în mod tradițional din lapte standard sau degresat prin adăugarea de cacao, zahăr și un stabilizator, De Wit (2001) a raportat un model de proces de producție începând cu SMP. Fabricarea băuturilor cu ciocolată este mai puțin strict reglementată decât laptele de ciocolată. Înlocuirea SMP cu pulberea WPC-35 urmează o procedură ușor diferită.

Publicații recomandate:

  • Journal of Dairy Science
  • Despre ScienceDirect
  • Acces de la distanță
  • Cărucior de cumpărături
  • Face publicitate
  • Contact și asistență
  • Termeni si conditii
  • Politica de Confidențialitate

Folosim cookie-uri pentru a ne oferi și îmbunătăți serviciile și pentru a adapta conținutul și reclamele. Continuând sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor .