乳清

ホエイから脂肪が除去され、食用として加工される（ホエイバターを参照）。^{[ 3 ]}加工は単純な乾燥によって行うこともできるし、脂質やその他の非タンパク質物質を除去することで相対的なタンパク質含有量を増やすこともできる。^{[ 8 ]}例えば、膜ろ過後の噴霧乾燥によってタンパク質がホエイから分離される。^{[ 9 ]}

熱 によってホエイタンパク質は変性し、タンパク質ゲルに凝固します。このゲルは一部の食品に有用です。72  ℃を超える高温が持続すると、ホエイタンパク質は変性します。^{[ 8 ]}熱変性したホエイでも、一部の人にアレルギーを引き起こす可能性があります。^{[ 10 ]}

ホエイプロテインは一般的に栄養補助食品として販売されており、代替医療コミュニティではさまざまな健康効果が謳われています。^{[ 18 ]}ホエイプロテインは牛乳アレルギー の原因となる場合もありますが、牛乳の主なアレルゲンはカゼインです。^{[ 19 ] [ 20 ]}

ホエイは、アスリートやボディビルダーが筋肉の構築/維持に必要な量のタンパク質を毎日摂取するために主に使用するほとんどのプロテインパウダーの主成分です。ホエイプロテインには、3つの分岐鎖アミノ酸の1つであるロイシンが高濃度で含まれており、筋肉の成長と修復に理想的です。^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} ホエイは、液体中に有害な細菌が繁殖しないように低温殺菌されます。70 ～80 ℃（158～176 °F）に加熱され、その後4 ℃（39 °F）まで冷却されます。研究によると、この極端な温度を使用するプロセスにより、タンパク質を固まりにすることなく、細菌の99.7%が除去されます。次に、ホエイはろ過する必要があり、巨大なセラミックフィルターとステンレス鋼タービンの網に投入されます。これらの機械は乳糖と脂肪を分離し、90％のホエイプロテインを含む液体を残します。 ^{[ 24 ]}    

加水分解物は、代謝を容易にするために前消化および部分的に加水分解されたホエイタンパク質ですが、一般的にコストが高くなります。 ^{[ 8 ]} 高度に加水分解されたホエイは、加水分解によって得られる短鎖ペプチドが連続エピトープの除去により抗原性が低いため、他の形態のホエイよりもアレルギー性が低い可能性があります。^{[ 10 ] [ 25 ]}

天然ホエイプロテインは脱脂乳から抽出され、チーズ製造の副産物として得られるものではなく、濃縮物および分離物として生産されます。^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

クリームはホエイから分離できます。ホエイクリームは、牛乳から分離した（「スイート」）クリームよりも塩味、酸味、そして「チーズのような」風味があり、ホエイバターの製造に使用できます。ホエイの脂肪分が少ないため、収率は高くなく、通常、牛乳1,000部から製造されるホエイからは2～5部のバターが作られます。^{[ 11 ]}ホエイクリームとバターは、それ自体に強い風味があるため、バター風味の食品を作るのに適しています。また、スイートクリームやバターよりも製造コストが安価です。

2010年に欧州食品安全機関の委員会がホエイプロテインの健康強調表示を調査しました。以下の強調表示については、主張された効果に関する参考文献が提供されていないか、提供された研究が強調表示を検証していないか、または矛盾する結果を報告していました。^{[ 18 ]}

• 満腹感の増加によりエネルギー摂取量が減少する
• 正常体重の維持または達成への貢献
• 筋肉量の増加または維持（他のタンパク質源と比較して）
• エネルギー制限とレジスタンストレーニング中の除脂肪体重の増加（他のタンパク質源と比較した場合）
• エネルギー制限とレジスタンストレーニング中の体脂肪量の減少（他のタンパク質源と比較した場合）
• （他のタンパク質源と比較して）筋力の向上
• 激しい運動後の次の運動セッションにおける持久力の向上
• 骨格筋組織の修復（他のタンパク質源との比較）
• 運動後の筋肉疲労からの回復が速い（他のタンパク質源と比較して）。

筋肉量と筋力に関する研究では、ホエイプロテインが他のタンパク質源と比較されました。タンパク質は筋肉を作るために必要不可欠であり、この研究ではホエイプロテインが他のタンパク質源よりも筋力と筋肉量を増やすのに優れているわけではないことが証明されたため、この点は重要です。

提示されたデータに基づき、2010年の委員会は、ホエイプロテインの摂取とこれらの主張との間に因果関係は確立されていないと結論付けた。

嫌気性消化は、生分解性が高い（約99%）ため、チーズホエイの処理に広く用いられている方法です。機械攪拌式嫌気性シーケンシングバッチリアクター（ASBR）は、有機物の除去効率が90%以上であることが示されています。しかし、このプロセスでは、安定性を維持し、高有機負荷時に粘性ポリマーが形成されることによる粒状バイオマスの浮上を防ぐために、アルカリ度（多くの場合、重炭酸ナトリウムを添加）を注意深く制御する必要があります。^{[ 38 ]}

エネルギー回収を強化するために、単独消化の限界を克服する共消化戦略が開発されてきました。Lovato ら (2018) の研究では、バイオディーゼル産業の主要な副産物であるグリセリンとチーズホエイを共消化することで、バイオ水素の生産を大幅に改善できることが実証されました。彼らの研究では、 接種菌の前処理と微量栄養素の補給が適用される場合、中温条件 (30 °C) がこれらの共消化システムでの水素生産に最適であることが示されました。^{[ 39 ]}

さらなる進歩は、酸生成（水素生成）段階とメタン生成（メタン生成）段階を分離する2段階嫌気性消化システムに焦点を当てています。Lovatoら（2020）による比較研究では、ホエイとグリセリンの混合物を処理する2段階システムは、従来の1段階メタン生成システムよりもエネルギー的に実現可能であり、より高い正味エネルギー収量が得られることが確認されています。^{[ 40 ]}さらに、これらの2段階システムを好熱条件（55  ℃）で運転することは、実規模アプリケーション向けの堅牢な戦略として検証されており、1段階構成と比較して、より高い有機負荷率と最適化されたエネルギー回収を可能にします。^{[ 41 ]}

乳製品業界の最近のトレンドは、循環型経済アプローチに焦点を当て、ホエイ処理プラントをバイオ精製所に転換しています。バイオガスだけを生産するのではなく、カルボン酸プラットフォームを介して揮発性脂肪酸（VFA）を生成するために、酸生成発酵にプロセスを調整することができます。^{[ 37 ]}最近の研究では、接種物に熱およびアルカリ前処理を適用することで、メタン生成を効果的に停止し、バイオプラスチックやその他の化学物質の貴重な前駆体となるVFAの蓄積を促進できることが示唆されています。^{[ 42 ]}

嫌気性消化と微細藻類培養を組み合わせた統合システムも提案されている。これらの「クローズドループ」シナリオでは、栄養豊富な消化液が微細藻類バイオマス生産の基質として機能し、バイオ燃料や高付加価値色素として収穫できると同時に、窒素とリン（例えば、ストルバイトとして）を回収できる。^{[ 37 ]}