世界牛奶產(chǎn)量
世界牛奶產(chǎn)量的分布極為不均衡（圖1），1995年的世界總產(chǎn)量大約4.15億噸。歐洲大陸是世界奶產(chǎn)量最大的洲，占總量的50%，其中歐洲共同體（12國）大約占29%，WPC歐洲國家約占21%。其中，俄羅斯，德國，法國，英國，烏克蘭和波蘭是歐洲的主要生產(chǎn)大國。就國家來說，美國是牛奶生產(chǎn)最大的國家，占世界總產(chǎn)量的18%。而亞洲國家的牛奶產(chǎn)量僅占世界總產(chǎn)量的15.5%，接下來為拉丁美洲9.7%，大洋洲4.39%，加拿大1.9%和非洲1.2%。除印度之外，中國和WPC亞洲國家是乳制品的凈進口國，1995年中國的牛奶產(chǎn)量約為5.76萬噸。
牛奶加工和乳制品原料
動物飼料中所用的乳制品原料來源于食品加工的平行產(chǎn)品。圖2以圖表的形式總結(jié)了牛奶加工的流程和相應(yīng)的乳產(chǎn)品。乳清粉是乳酪生產(chǎn)過程中的平行產(chǎn)品而脫脂乳粉黃油生產(chǎn)的平行產(chǎn)品。乳加工分為三大類。可以干燥加工成全脂奶粉或生產(chǎn)乳酪。也可以通過分離生產(chǎn)奶油和脫脂乳粉。許多WPC乳制品為上述三類乳產(chǎn)品的深加或提煉的精細產(chǎn)品。
乳清粉是乳酪和酪蛋白生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的平行產(chǎn)品。乳清是指全乳，奶油和脫脂乳粉的生產(chǎn)過程中除去凝固物質(zhì)后的剩余液體物質(zhì)。在生產(chǎn)乳酪的過程中主要使用凝乳酶和微生物發(fā)酵進行凝乳的。所產(chǎn)生的乳清為甜乳清。甜乳清的PH值通常大約5.6。如果凝乳過程是通過加酸或WPC方式將乳的PH降低到5.1或更低，這種低蛋白乳清粉所生產(chǎn)的乳清為酸性乳清。
乳清是一種黃色半透明液體。其中，可溶性固體物質(zhì)的平均含量約為6-7%。大約70%的固體物質(zhì)為乳糖，0.7%為乳清蛋白。乳清蛋白含有50%的β-乳球蛋白，25%α-乳清蛋白和25%WPC蛋白包括免疫球蛋白。乳清液可以用噴霧和滾筒兩種方法干燥。不同的干燥方法導(dǎo)致不同的產(chǎn)品特點。由于在乳清液中加入了漂白粉，因此，噴霧干燥生產(chǎn)的乳清粉比滾筒干燥的乳清粉顏色白些。然而，由于噴霧干燥的乳清粉是一種非常細的粉末，極易吸潮，因此要十分注意包裝和存儲條件。滾筒干燥所用乳清液新鮮且不經(jīng)過漂白，加之，有些乳酪的生產(chǎn)過程中添加了色素，因此一般情況滾筒干燥的乳清粉顏色自然且更暗。例如，用切達乳酪的乳清生產(chǎn)的乳清粉有輕微的桔黃色。而瑞士乳酪的乳清顏色較白。另外，滾筒干燥的乳清粉為顆粒狀，表面積小，吸潮性低，具有良好的流動性和成顆粒飼料性狀。另外一個區(qū)別是滾筒干燥的乳清粉β-乳糖的含量高，使得它的口感更甜一些。但滾筒干燥和噴霧干燥的乳清粉在營養(yǎng)成分上沒有區(qū)別。平均來說，乳清粉含有11.5%的蛋白質(zhì)，0.7%的脂肪，8.0%的灰分，55-70%的乳糖，3%的鹽份。但是，由酸乳清制成的乳清粉灰分含量稍高，乳糖含量稍低。這是由于中和酸加入鈣物質(zhì)的緣故。
隨著加工技術(shù)的不斷改進，研究人員已經(jīng)從乳清粉中開發(fā)出更多種類的產(chǎn)品。乳清液可以被濃縮或通過過濾膜，離子分離和電滲析系統(tǒng)分離其中的成分。最近，由乳清液生產(chǎn)出兩種新型的產(chǎn)品。它們是乳清蛋白濃縮粉和乳清滲出物或類乳清液。當(dāng)乳清通過超過濾膜時絕大部分乳清蛋白被截留在膜的一邊。同時，大部分乳糖和可溶性維生素保留在滲出液中，也就是通過超過濾膜的液體中。乳清蛋白和類乳清液可以干燥制成食品原料。此外，類乳清液也可以用于結(jié)晶乳糖的生產(chǎn)。
乳糖是一種只存在于哺乳動物奶中的碳水化合物，由一個分子的葡萄糖和一個分子的半乳糖縮合而成，分子式為C12H22O11
分子量為342.31，乳糖有兩種同分異構(gòu)體α-乳糖和β-乳糖。這兩種乳糖的不同是分子中葡萄糖殘基上第一碳原子上的羥基構(gòu)象不同。乳制品中的乳糖以兩種結(jié)晶形態(tài)組成。一種是α-水合型和β-糖酐型的結(jié)晶。另一種是α和β兩種乳糖的無定型玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)。
商業(yè)乳糖的生產(chǎn)是將含有乳糖的水溶液濃縮到過飽和狀態(tài)。然后在93.5℃下以中等速度結(jié)晶。如果干乳糖吸潮也會導(dǎo)致乳糖的重新結(jié)晶。這樣的結(jié)晶為α-乳糖。在93.5℃以上結(jié)晶的乳糖為β-乳糖。β-乳糖比α-乳糖的甜度高。因此，富含β-乳糖的乳清產(chǎn)品具有更好的風(fēng)味和誘食力，可以刺激動物的采食量。
不論是動物還是人的營養(yǎng)，乳清蛋白粉都優(yōu)于WPC蛋白質(zhì)來源。Delaney（1976）報道超過濾的乳清蛋白粉的蛋白質(zhì)組成為68%的β-乳球蛋白，21%的α-乳清蛋白和10%的血清蛋白。這樣的蛋白質(zhì)組成與全奶的成分相近，乳清蛋白粉與全奶的區(qū)別在于乳清蛋白含有更高的色氨酸和半胱氨酸。另外，乳清蛋白的賴氨酸，色氨酸，蛋氨酸和半胱氨酸的含量都較高，因此乳清蛋白粉是谷物原料的理想蛋白質(zhì)補充物（Forum，1979）。McDonough等（1974）發(fā)現(xiàn)在脫脂乳粉中按40%的比例加入乳清蛋白粉使得脫脂乳粉的蛋白質(zhì)效價由2.51提供到2.83。因此，乳清蛋白粉的一個主要用途是谷物蛋白的營養(yǎng)補充物。
類乳清液是乳清液過濾的另一種產(chǎn)品。與乳清液一樣，它可以被濃縮和干燥。類乳清液中保留了乳清液中的大部分乳糖和水溶性維生素。因此，干燥的類乳清粉是理想的乳糖和水溶性維生素來源。干燥的類乳清液，也稱作低蛋白乳清粉。它的組成成分列在表1，它含有80%乳糖，4-6%的蛋白質(zhì)，8%的灰分。因此，低蛋白乳清粉是高蛋白乳清粉的理想替代品。
最近，用色譜法有選擇地提取乳清中含量較小的成分成為研究人員很感興趣的課題。所用的方法可以是傳統(tǒng)的色譜法和親和色譜普法。十分有價值的兩種成分乳鐵蛋白和乳過氧化合物酶已經(jīng)加入商品化生產(chǎn)。據(jù)估計，1升乳清中可以提取80毫克乳鐵蛋白。Yoshida和Yexiuyun（1991）報道了如何用羥甲基陰離子交換色譜從牛奶乳清中提取乳過氧化物酶和乳鐵蛋白。結(jié)果為每升牛奶乳清提取出41毫克乳過氧化物酶，21毫克乳鐵蛋白A，67毫克乳鐵蛋白B。
世界乳清和乳糖產(chǎn)量和貿(mào)易概況
世界液體乳清的產(chǎn)量為1.09億噸，隨著乳酪產(chǎn)量的增加以每年3%的速度遞增。該數(shù)據(jù)是以1995年世界乳酪產(chǎn)量0.125億噸為基礎(chǔ)做出的估計。如果液體乳清中的干物質(zhì)6%，那么，世界的乳清干物質(zhì)總產(chǎn)量應(yīng)該為654噸。但實際世界乳清粉和乳糖的產(chǎn)量僅為320萬噸。只占世界實際乳清干物質(zhì)的49%。由此可見，盡管有些液體乳清被用來制取濃縮乳清蛋白和低蛋白乳清粉，乳清干物質(zhì)還未得到充分利用。由于技術(shù)方面的限制，世界上仍然有大量的乳清干物質(zhì)未能得到加工和利用。特別是一些發(fā)展中國家更為明顯。酸性乳清粉和脫乳糖乳清粉滲出液是典型的未被加工的乳清干物質(zhì)。
表1.幾種乳制品的典型成分分析
成分 乳清粉 乳清蛋白粉 低蛋白乳清粉 脫脂乳粉
黃油奶粉 酪蛋白 乳糖
蛋白質(zhì)，% 11.5 34.0 3.5 34.0
32.0 83.7 0.15
脂肪，% 0.7 3.0 0.5 0.5 5.0 0.7 0.15
粗纖維，% 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.2 0.0
灰分，% 8.0 7.0 8.5 8.0 10.0 2.2 0.10
鹽分，% 3.0 0.0 3.5 1.4 1.3 0.0 0.0
水分，% 5.5 5.0 5.0 5.5 4.0 9.0 0.15
乳糖，% 65.0 52.0 80.0 52.0 41.0 3.5 99.40
賴氨酸，% 1.0 2.7 0.3 3.0 2.9 6.5 0.0
代謝能 3080 3700 3540 3565 3690 3590 3985
千卡/公斤
表2列出了世界主要的乳清粉生產(chǎn)國。美國是最大的乳清粉和乳糖生產(chǎn)國和供應(yīng)國。1996年美國乳清和乳清類產(chǎn)品為952658噸。其中，53%是乳清粉，19%乳糖，14%用于加工濃縮乳清蛋白粉，剩余部分為WPC產(chǎn)品如修飾乳清粉產(chǎn)品等。
表2.一些主要的乳清粉生產(chǎn)國及產(chǎn)量（1000噸）
國家 1991 1992 1993 1994
美國 518.6 550.4 556.1 527.2
法國 423.9 460.0 472.1 486.2
荷蘭 269.0 278.8 290.6 294.1
德國 142.2 157.4 158.1 145.9
加拿大 64.8 70.1 71.1 75.0
澳大利亞 29.1 40.4 39.0 39.7
丹麥 21.7 26.2 24.7 26.2
芬蘭 18.4 14.6 13.1 13.5
新西蘭 0 5. 5 8.0 10.0
來源：美國農(nóng)業(yè)部
世界乳清粉和乳糖的產(chǎn)量為320萬噸，美國占總量的25%，兩個主要的出口國家和地區(qū)（表3）為歐盟（37.5%）和美國（30%），然后是澳大利亞（11%），加拿大（10%），東歐和前蘇聯(lián)（6.3%），最后為新西蘭（3.11%）。歐洲15國和美國也是乳糖的最大出口國，兩者占世界乳糖出口的78%，新西蘭名列第三位（14.6%）。
亞洲國家是世界上最大的乳清粉和乳糖進口國家（表4），亞洲國家的乳清粉進口量占世界的48%，乳糖進口量占全部的67%，單日本的乳清粉進口量就達31363噸（占世界總量的10%），乳糖進口量為85895（占世界總量的50%）。墨西哥是另一個大的乳糖進口國。 |
