Properties of acid whey as a function of pH and temperature

Abstract

Compositional differences of acid whey (AW) in comparison with other whey types limit its processability and application of conventional membrane processing. Hence, the present study aimed to identify chemical and physical properties of AW solutions as a function of pH (3 to 10.5) at 4 different temperatures (15, 25, 40, or 90°C) to propose appropriate membrane-processing conditions for efficient use of AW streams. The concentration of minerals, mainly calcium and phosphate, and proteins in centrifuged supernatants was significantly lowered with increase in either pH or temperature. Lactic acid content decreased with pH decline and rose at higher temperatures. Calcium appeared to form complexes with phosphates and lactates mainly, which in turn may have induced molecular attractions with the proteins. An increase in pH led to more soluble protein aggregates with large particle sizes. Surface hydrophobicity of these particles increased significantly with temperature up to 40°C and decreased with further heating to 90°C. Surface charge was clearly pH dependent. High lactic acid concentrations appeared to hinder protein aggregation by hydrophobic interactions and may also indirectly influence protein denaturation. Processing conditions such as pH and temperature need to be optimized to manipulate composition, state, and surface characteristics of components of AW systems to achieve an efficient separation and concentration of lactic acid and lactose.

The Influence of Heat Treatment in Liquid Whey at Various pH on Immunoglobulin G and Lactoferrin from Yak and Cows’ Colostrum/Milk

“…An increase in pH influenced formation of soluble protein aggregates with large particle sizes which was removed out after centrifugation. The same explanation evidence reported recently by Chandrapala et al [52].…”

Elaboración de una bebida utilizando subproductos de la industria láctea

“…A nivel mundial se producen de 180 a 190 millones de toneladas de suero por año, eliminando la mitad de los sólidos totales presentes en la leche los que incluyen nutrientes como proteína, lactosa, minerales y vitaminas (Chandrapala et al, 2015). Muñi, Páez, Faría, Ferrer y Ramones (2005) estimaron que por cada kg de queso se producían 9 kg de lactosuero.…”

“…Muñi, Páez, Faría, Ferrer y Ramones (2005) estimaron que por cada kg de queso se producían 9 kg de lactosuero. En la actualidad, las compañías enfrentan un gran problema de contaminación al generar 1,6 billones de litros de suero ácido por año como residuo (Chandrapala et al, 2015). Los nutrientes presentes en el suero generan cerca de 3,5 kg de demanda biológica de oxígeno (DBO) y 6,8 kg de demanda química de oxígeno (DQO) por cada 100 kg de lactosuero líquido que debe degradarse, donde la lactosa es el principal componente que contribuye a la alta DBO y DQO (Muñi, Páez, Faría, Ferrer y Ramones, 2005).…”

“…El suero es un líquido que se obtiene después de la coagulación de las micelas de caseína en el proceso de cuajado de leche durante la elaboración de quesos y mantequillas (Vela, Castro, Caballero y Ballinas, 2012) y se clasifica en ácido y dulce (Chandrapala et al, 2015). El suero dulce, está basado en la coagulación enzimática (renina) de la caseína a pH 6,5.…”

“…El ácido resulta del proceso de fermentación o adición de ácidos orgánicos o ácidos minerales para coagular la caseína como ocurre en la elaboración de quesos frescos (Jelen, 2003). Además presenta bajo contenido de proteína y lactosa y un reducido pH; sin embargo, tiene mayor cantidad de fósforo, calcio y ácido láctico frente al suero dulce (Chandrapala et al, 2015). El suero de leche posee el más alto valor biológico de la proteína de cualquier otra fuente.…”