无论是从牛蹄中提取动物明胶，亦或是从豆粕中分离大豆蛋白，从食品生产加工的废弃物或下脚料中提取营养物质有着悠久的历史。

Baby carrots（小胡萝卜产品）有力的证明了食品加工副产物的应用潜力。早在1990年，美国加利福尼亚州贝克尔斯菲市（Bakersfield，Calif.）的Grimmway农场就开始将一些薄而畸形的胡萝卜通过切削制成Baby carrots，但是在这个加工过程中，所产生的废弃物几乎和最终成品质量相当。将食品加工废弃物用来喂养牲畜是处理废弃物的首选，但是在公司的工艺技术人员的不懈努力下，成功的设计出一条工艺路线，能够将加工过程中产生的胡萝卜废弃物制备成胡萝卜浓缩汁。

胡萝卜浓缩汁的消费市场并非是美国，而是主要集中在日本，在这里，消费者高度认可浓缩胡萝卜汁的营养价值。澳大利亚的供应商也曾向日本提供浓缩胡萝卜汁产品，但是他们的商业运营模式有悖于使原材料成本最小化这一新的挑战。因此在短期内，市场上的浓缩胡萝卜汁供应商只有一个，而它来自于北美地区。

一般而言，食品加工的副产物很少能对现有市场产生影响，但是baby carrot的例子很好的诠释了食品加工下脚料的隐藏价值能够通过对副产品的综合利用而加以实现。某些时候食品加工副产物的营养价值的发现是偶然性的，而另外一些时候，消费者的需求驱动了人们对食品加工副产物营养价值的探究。而对后者而言，最典型的例子就是乳清干酪的综合利用。

在美国佛蒙特州的米德尔堡的卡伯特奶油公司，通过真空过滤浓缩技术，将奶酪生产过程中的副产物回收富集，热稳定性强的乳清蛋白被浓缩至80%，成为一种高附加值产品。

几个世纪以来，干酪生产商在凝乳收集后，往往都采用最快速简洁的方式将乳清当做废弃物排放掉，尽管乳清中牛奶蛋白的含量几乎与凝乳相当。随着环保法规的进一步完善，下水道废弃物排放以及土地处理场的环保要求制约了干酪废弃物的排放，从而导致干酪加工企业的减少。而将含水量高达93%的奶酪加工副产物运输至废弃物处理场所，所带来的不仅仅是额外的开支的增加，如果奶酪加工副产物的处理场所位于数百公里之外，高昂的财政负担甚至会导致奶酪加工企业的倒闭。

卡伯特奶油公司（Cabot Creamery）是最早致力于发掘开发奶酪加工副产物乳清潜在价值的公司之一。本世纪之初，卡伯特奶油公司在其位于米德尔堡的切达奶酪加工厂附近，建立了一套非常先进的乳清处理系统，该项目投资达到2100万美元，有效缓解了每天多达130万镑乳清废弃物的运输压力。此外，乳清中的乳铁蛋白通过色谱层析技术被分离和富集，制备得到高纯度的乳铁蛋白。

在乳铁蛋白被分离纯化后，该乳清处理系统继续对乳清蛋白浓缩，最终得到固形物含量为80%的乳清蛋白浓缩液（WPC80），干燥过程同样会对透过性的糖分和矿物质起到浓缩作用，除去的仅仅只是多余的水分，而且部分被去除的水分还能被重复利用。

如今每年WPC80的产量约为5亿镑，相较于2002年，产量增加了一半，目前其产量已接近饱和状态。绝大部分的乳清蛋白原材料都是采用卡车从McCadam cheese的原产地——佛蒙特州的米德尔堡（Middlebury，Vt.）的卡伯特奶油公司以及位于纽约州的沙托盖公司（Chateaugay, N.Y.）等地运输过来的。而其它约9百万镑的乳清蛋白透过液被干燥和结晶。

卡伯特奶油公司在乳清副产物处理上的成功经验更进一步突出了采用敏捷和灵活的副产物处理方式的重要性。色谱层析法分离富集乳铁蛋白是一种非常昂贵的间断分批处理过程，目前很少有相关企业采用这种工艺，卡伯特奶油公司也不再采用这种分离富集工艺，部分原因在于目前市场上对乳清分离蛋白的需求和以前相比已经不可同日而语了。

与乳清分离蛋白相类似，目前市场上某些日用品，其价格波动很大。正因为如此，卡伯特奶油公司作为一家与农业密切相关的企业，重点关注特色产品，例如热稳定性强的A级WPC80，通过不断探索，为其应用提供不同的思路，例如将其添加到面粉中从而保持面粉一定的湿度等。

更好的膜分离系统

单纯的奶酪生产，其利润空间比较狭小，对于很多奶酪加工企业来说，奶酪加工副产物乳清的回收利用能够为企业带来更多的利润

卡伯特奶油公司通过对蒸发、结晶、膜过滤以及包含2个94英尺高的多级干燥系统的整合，摸索出了一套最佳的乳清处理工艺。Karen Smith是一位来自于威斯康星州麦迪逊市威斯康辛大学乳品研究中心的乳品处理工艺工程师，在他看来，卡伯特奶油公司的这套奶油处理工艺比现有的工艺要更加先进。

相较于现有的乳清处理工艺，卡伯特奶油公司设计的这套乳清处理工艺无论先进与否，都有很大的提升空间，尤其是在膜分离领域。Karen Smith指出，所有膜的制造工艺是不一样的，性能也存在差别。随着研究人员的不断鞭策以及膜分离过滤设备供应商持续不断的改进，目前通过膜分离技术处理乳清生产制备不同标准的乳清蛋白产品已成为可能，出现了诸如热稳定性的WPC以及低脂类的浓缩产物等。

目前，消费者对利基产品的需求也在不断增长，诸如来源于绵羊和山羊奶酪或者是来源于具有有机认证资质的乳清的非过敏源乳清蛋白产品。从牛奶中分离酪蛋白曾被认为是不可能实现的，但是随着技术壁垒的攻克，目前酪蛋白的分离已经变得很简单普遍。

供应商与企业之间通过密切协作令很多技术难题有了新的解决方法。但是除非或直到某一个产品的市场存在，该产品的商业化生产才会随之出现。最恰当的例子莫过于从乳清中分离纯化β-酪蛋白，早在十年之前，Karen Smith及其同事John Lucey以及James O’Mahony就提出了相关加工工艺，该项技术已被应用于从低脂牛奶中制备奶酪的上游工艺中。

去年，Karen Smith等相关研究人员已被授予了关于从乳清中分离纯化β-酪蛋白的技术专利，目前，工程技术人员已将其应用于实验室和中试水平并加以验证，但是该工艺在实际生产及应用中陷入了困境。尽管目前，β-酪蛋白尚未有相关商业化的应用的报道，但众所周知的是，在一系列的食物体系中，β-酪蛋白都是一种潜在的乳化稳定剂，此外，分离去除了β-酪蛋白的牛奶还适合诸如对新鲜牛奶存在消化不良的人群饮用。正是由于目前β-酪蛋白尚未形成一个固定的消费市场，因此截止目前，尚未有相关企业采用Karen Smith等人的专利技术。

伴随着希腊酸奶的流行，加工过程中产生的副产物的综合利用亟待解决。希腊酸奶富含高蛋白，因此也就意味着只有少量的蛋白质残留在酸性的乳清副产物中，之所以如此命名，是因为在乳清副产物中，乳糖、透过液以及有机酸是仅有的物质，将它们分离出来也同样是一个技术难题。

正如Karen Smith所认为的那样，酸性乳清的处理是一个难题，相关设备不能很好的适用于酸性乳清的处理。对纳滤膜组件而言，分离酸性乳清可能会导致纳滤膜孔径的收缩，从而导致需要更长的处理时间以及增加额外的设备。但是不管怎样说，酸性乳清都必须及时加以处理。

针对酸性乳清难以工业化处理的难题，大型原料供应商杜邦集团（DuPont Nutrition & Health）可能有一套解决方案，该方案借助了杜邦成熟的膜过滤技术。在推进酸奶研发的过程中，一位技术研发人员将酸性乳清副产物添加到果汁和橙汁中，调配出的产品深受其同事的喜爱。酸性乳清副产物其本身只含有极少量的营养成分，但是它能给人带来一种舒适的味觉享受，更何况总比将其当做废弃物排放掉要好。

Sarah Medina在位于Manitoba的中试车间成功地从菜籽油分离蛋白中制备得到了一种蛋清蛋白的替代物。这种替代物主要来源于残羹冷炙中的菜籽油。

植物蛋白的利用

在从植物油的加工副产物中分离提取蛋白质的工艺中，膜分离技术占据着举足轻重的地位。Randy Willardsen是总部位于加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华市的Burcon Nutrascience Corp公司工程技术部门的高级副总裁，通过在乳清蛋白的膜分离纯化中的不断摸索，掌握了精湛的膜分离工艺技巧，并将其应用于菜籽蛋白、大豆蛋白以及豌豆蛋白的分离提取中。16年来Randy Willardsen一直致力于相关设备工艺的研发工作，目前已拥有59项美国专利和多达129项国际专利，此外还有375项专利申请。

在Randy Willardsen看来，Burcon Nutrascience Corp公司采用机械法来替代酸法提取工艺，随之而来的是植物蛋白浓郁的豆腥味。在超滤技术应用以前，这类可食用蛋白被溶于冰冷的盐水中，使得蛋白质形成疏水性胶束而聚集絮凝。因此，植物油料的提取只能在较低的温度下进行，这种局限性还不是限制Burcon Nutrascience Corp公司获得Archer Daniels Midland认可的主要原因。

ADM集团将Burcon Nutrascience Corp公司关于大豆分离蛋白生产、销售以及市场等相关业务整合进入其天然风味和特殊配料业务中。（2014年年末，ADM集团斥资31亿美元收购Wild Flavors，这也是ADM集团迄今为止最大的一项并购）。此外，ADM集团还获得Burcon Nutrascience Corp公司大豆分离蛋白以及蛋清替代物的应用许可，这2款产品能够被用于替代类似蛋黄酱等调味料中的蛋清蛋白，诸如Hampton Creek’s Just Mayo等产品。

人们对植物蛋白的应用前景寄予厚望，研究者仍致力于解决植物蛋白存在的异味、溶解度变化、浑浊以及酸味等难题，但是关于植物蛋白的销售情况仍是随机且不可预测的，其核心价值主要体现在这类高附加值的植物蛋白产品主要是来源于食品加工产生的废弃物，而一般这类副产物往往都被当做动物饲料使用。