浓缩乳蛋白（MPC）是脱脂乳经超滤和洗滤后,通过喷雾干燥制备的功能性乳蛋白配料。MPC具有高蛋白、低脂肪和低乳糖含量的特点,但是其溶解性、热稳定性、界面活性等功能性质的缺陷限制了它在食品中的应用。鉴于MPC的功能性质主要是受酪蛋白胶束的结构（即酪蛋白的聚集状态）的影响,而酪蛋白胶束的结构主要是由钙离子桥连和疏水相互作用共同维持,脱除酪蛋白胶束中的钙离子、改变其内部结构中静电排斥力与疏水相互作用之间的平衡,可定向调控酪蛋白胶束结构,并进而实现MPC功能性质的改善。在众多脱钙处理中,脱脂乳的酸化处理具有简单高效的优点。然而,酪蛋白胶束的结构较为复杂,且对环境因素的变化较为敏感。因此,选择恰当的酸化处理条件、以及探究脱脂乳的酸化处理是如何在MPC的膜分离生产工艺中逐步影响酪蛋白胶束的结构,是实现酪蛋白胶束结构调控以及MPC功能性质改善的关键。本课题以MPC的生产工艺为主线,采用TEM、SAXS、SEM、RP-HPLC、CLSM等手段,逐步研究了脱脂乳的酸化处理对脱脂乳中、膜过滤截留液中和MPC中酪蛋白胶束结构的影响,从而得到了具有不同酪蛋白胶束结构的一系列MPC;进而研究了不同酪蛋白胶束结构对MPC溶解性、热稳定性、乳化性和起泡性等主要功能性质的影响。首先研究了酸化方式（GDL、HCl）与程度（p H 6.7-4.8）对脱脂乳中钙离子分布和酪蛋白胶束结构的影响。结果显示,胶束钙随酸化程度的增加而逐渐解离,且解离程度的增幅在pH 5.8-5.4之间达最大。胶束态酪蛋白的解离程度也在pH 5.8-5.4之间达最大,其对应的游离总酪蛋白含量占脱脂乳中总酪蛋白含量的百分比为23%,且各酪蛋白解离程度的排序为κ>β>α_s1>α_s2,与各酪蛋白所含磷酸化残基的多少顺序相反。在pH6.7-6.0之间,胶束结构保持较好;在pH 5.8-5.4之间,胶束结构中逐渐解离出非胶束态酪蛋白聚集体;在pH 5.2-4.8之间,酪蛋白相互间产生等电点聚集。另外,随着酸化程度的增加,胶束表面κ-酪蛋白“毛发层”逐渐坍塌,且胶束内部结构中酪蛋白的空间分布逐渐变均一。同时,酸化方式的对比研究显示,GDL使胶束钙和胶束态酪蛋白的解离程度都更高,且GDL使脱脂乳产生均一式酸化,而HCl则使脱脂乳中生成局部酪蛋白聚集体。因此,选择GDL作为酸化剂、并选择6.7-5.4作为酸化处理的pH范围,进行下一步研究。然后研究了脱脂乳酸化处理（pH 6.7-5.4）对超滤和洗滤截留液中钙离子分布和酪蛋白胶束结构的影响。采用膜过滤分离的阶段数为4（超滤+3阶段洗滤）,各阶段的浓缩倍数为3,各阶段的截留液依次对应于MPC56、MPC70、MPC80和MPC85。结果显示,截留液pH随脱脂乳酸化程度的增加而降低,随分离阶段数的增加而增加,且最大增幅为0.3-0.4。胶束钙的解离程度随酸化程度和分离阶段数的增加而增加;胶束态酪蛋白的解离程度也随酸化程度和分离阶段数的增加而增加,且增幅在pH 5.8-5.4之间达最大,其中最大解离程度所对应的游离总酪蛋白含量占脱脂乳中总酪蛋白含量的百分比为82%。在pH 6.7-6.0之间,胶束结构随分离阶段数的增加而保持较好;在pH 5.8-5.6之间,胶束结构随分离阶段数的增加而部分解离;在pH 5.4,胶束结构随分离阶段数的增加而完全解离。结果表明在酸化脱脂乳的超滤和洗滤过程中,胶束内部钙离子桥连进一步减少,截留液pH逐渐增加,截留液离子强度逐渐降低,从而使胶束内部静电排斥力逐渐增加,并进而促使胶束骨架结构发生解离。以MPC85的膜过滤工艺为例、并选择6.7、6.0、5.7和5.4作为酸化处理的pH梯度系列,进行下一步研究。其次研究了脱脂乳酸化处理（pH 6.7、6.0、5.7、5.4）和截留液pH回调对MPC中钙离子分布和酪蛋白胶束结构的影响。结果显示,对由未回调截留液制备的MPC,集粉率随脱脂乳酸化程度的增加而降低,而截留液pH回调则使集粉率大幅增加。胶束钙的解离程度随脱脂乳酸化程度的增加而增加,而截留液pH回调则使游离钙含量略有降低,并使胶束钙含量略有增加。胶束态酪蛋白的解离程度也随脱脂乳酸化程度的增加而增加,且增幅在pH 5.7-5.4之间达最大,而截留液pH回调则使胶束态酪蛋白的解离程度进一步增加,其中最大解离程度所对应的游离总酪蛋白含量占脱脂乳中总酪蛋白含量的百分比为94%。胶束结构在pH 6.7-6.0之间保持较好,在pH 5.7-5.4之间则急剧解离,而截留液pH回调则使胶束结构进一步解离。结果表明截留液pH回调使胶束态酪蛋白所带的净负电荷进一步增加,从而使胶束内部静电排斥力进一步增加,并进而促使胶束骨架结构发生进一步的解离。基于本部分制备的MPC,进行下一步研究。另外研究了脱脂乳酸化处理（pH 6.7、6.0、5.7、5.4）和截留液pH回调对MPC主要功能性的影响。结果显示,各MPC的初始溶解度都在88%以上,且随脱脂乳酸化程度的增加而略有增加,而截留液pH回调则使初始溶解度进一步增加。在贮藏过程中,溶解度下降的速度随脱脂乳酸化程度的增加而降低,而截留液pH回调则使溶解度下降的速度进一步降低,且在pH 5.4溶解度保持几乎不变。溶解度的降低主要是由酪蛋白的聚集所导致的,且各酪蛋白溶解程度的排序为κ>β>α_s1>α_s2。对由未回调截留液制备的MPC,热稳定性随脱脂乳酸化程度的增加而降低,而截留液pH回调则使热稳定性大幅提高。乳化性和乳化稳定性以及起泡性和泡沫稳定性都随脱脂乳酸化程度的增加而增加,且增幅在pH 5.7-5.4之间达最大,而截留液pH回调则使乳化性和乳化稳定性以及起泡性和泡沫稳定性都进一步增加。最后研究了高度酸化（pH 5.4）和未酸化（pH 6.7）脱脂乳膜过滤截留液按比例混合对MPC主要功能性的影响。结果显示,当高度酸化和未酸化处理截留液的混合比在20:80及以上时,MPC的溶解性得到了显著改善。采用高度酸化和未酸化处理截留液按比例混合法与特定pH酸化法,制备了具有相同脱钙率的两种MPC,对比研究显示,其酪蛋白胶束结构无显著差异,其溶解性得到了相同程度的提高,且两种MPC的热稳定性、乳化性和乳化稳定性、以及起泡性和泡沫稳定性也都无显著差异。结果表明在高度酸化和未酸化处理截留液混合后,酪蛋白和钙离子在乳清与酪蛋白胶束之间重新分布,从而使截留液混合体系逐渐达到了平衡状态,进而使得相同脱钙率下两种不同制备方法所得MPC的酪蛋白胶束结构和主要功能性质都无显著差异。综上所述,本课题通过脱脂乳的酸化处理实现了酪蛋白胶束结构的调控以及MPC85部分功能性质的改善。当脱脂乳的酸化处理在pH 6.0左右,所得MPC85较好地保留了酪蛋白胶束的结构,且具有较好的溶解性,可用于奶酪、酸奶和浑浊型乳蛋白饮料等食品的研制。当脱脂乳的酸化处理在pH 5.7-5.4之间,所得MPC85具有较高的溶解性、且其复溶液具有较高的乳化性、起泡性、热稳定性、粘度和澄清度,可用于冰淇淋、搅打奶油、奶泡、以及半透明型和透明型乳蛋白饮料等食品的研制。此外,通过高度酸化和未酸化脱脂乳膜过滤截留液按比例混合的方法,可实现MPC脱钙率的标准化调控、以及不同脱钙率的系列MPC产品的同批次制备,进而实现膜过滤分离工艺整体效率的提高。