膜技術在乳品行業的應用
來源： 閱讀：2653 更新時間：2008-09-18 14:471、牛乳的成分和性質
牛乳的化學成分很復雜，經證實至少有100多種化學成分，但主要由水、脂肪、蛋白質、乳糖、維生素、酶類、無機鹽等物質組成。牛乳中的乳糖和部分可溶性鹽類形成真溶液，其微粒直徑小于1nm；蛋白質和不溶性的無機鹽類形成膠體懸浮液，其微粒直徑為1～100nm；脂肪球的直徑為0.1～100um，絕大部分為2～5um，牛乳是由上述三種體系組成的均勻、穩定的膠體性液體。人們習慣根據分離的方式對牛乳的組成進行分類，因此，牛乳的組成可以表示為：
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2、乳品生產中的常見工藝
1）、液態鮮乳生產工藝
無論包裝形式如何，液態鮮乳的生產都可以分為巴氏消毒乳和超高溫滅菌乳。這兩種乳的生產流程非常接近。液態鮮乳的生產過程如下：原料乳的檢驗——凈乳——冷卻——標準化——預熱——均質——殺菌或滅菌——冷卻——灌裝或無菌灌裝——封口——裝箱——冷藏——檢驗——出廠。
注：黑色斜體表示可以采用膜技術改進，下同。
2）、乳粉生產工藝
乳粉是以乳或乳產品為原料，經濃縮、干燥工藝制成的固態乳產品，其中可以根據需要添加糖和其他營養素。
全脂乳粉的生產工藝流程為：原料驗收——凈化——冷卻——貯存——標準化——預熱殺菌——真空濃縮——過濾——噴霧干燥——冷卻——過篩——包裝——檢驗——出廠。
由于乳粉在常溫下的保藏期長，脂肪酶、蛋白酶、過氧化物酶的殘留會對產品的風味、色澤造成嚴重影響，必須加以純化。因此，對原料乳必須進行殺菌：
膜分離技術在乳品行業的應用
乳品工業中，可簡化生產工藝，降低能耗，減少廢水污染，提高乳品綜合利用率。目前膜技術在乳品工業中的應用主要有：乳品滅菌及濃縮、乳品的標準化、乳蛋白濃縮、乳清的回收與加工利用、廢水處理等。
①乳品滅菌
膜分離技術具有冷殺菌優勢，通過微孔對細菌及孢子的截留，可實現乳品滅菌。微濾技術可以代替巴氏殺菌和化學防腐劑，有效地截留乳品中的細菌、酵母菌和霉菌，而使乳品中的有效成分透過。微濾技術能耗低，又避免了高溫加熱 ，鮮奶幾乎保持原有風味。采用錯流過濾技術（膜孔徑為1～1.5μｍ）去除低脂、中脂牛奶中的細菌，其除菌率>99.6%。
從表1可以看出 ，微濾奶衛生指標已完全達標。從表2～表4結果看出，微濾膜對細菌截留效果明顯，對大分子的蛋白質不起作用。由于鮮奶中脂肪球較大 ，過濾前脫除鮮奶中大部分脂肪，經高溫滅菌后再與脫脂奶（微濾、巴氏殺菌）混合。微濾奶風味與處理前基本一致，保持鮮奶原有的香味。
表1 微濾奶衛生指標測定結果
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②牛乳濃縮
利用膜技術對食品組分進行濃縮與提純，能夠保留食品原有的風味物質，目前已廣泛應用于脫脂乳的濃縮上。利用納濾膜濃縮的牛乳可以制成高級冰淇淋，在一般的濃縮乳中，由于存于其中的鹽類也被濃縮，所制成的冰淇淋口感不佳。而經納濾膜濃縮的牛乳中鹽類減少，使制成的冰淇淋口感嫩滑，同時因為沒有被加熱，制品的奶味格外濃郁。
在奶酪生產中超濾濃縮已得到廣泛應用，采用不同的濃縮比對生產奶酪的原料乳進行濃縮，提高了原料乳的濃度，可節省發酵劑和凝乳酶的用量，減少后續工序中產生的乳清，從而減少了酪蛋白和乳清的損失，提高了奶酪的產率。
③、乳蛋白濃縮
超濾可截留原料乳中幾乎全部的蛋白質，而允許乳糖和灰分通過。所以超濾在乳品工廠的另一重要應用是乳蛋白的濃縮。通過全過濾（diafiltration）即不斷地在截留液中加水重復過濾，可最大程度地去除乳糖和灰分，從而制取高蛋白含量的濃縮乳蛋白（蛋白含量>85%）。此項技術還應用于生產高蛋白含量的脫脂奶粉和脫鹽、脫乳糖的乳清粉，并將其用于生產冰淇淋和酸奶及軟奶酪和其他發酵乳制品。還可將超濾和電滲析結合起來生產乳清蛋白濃縮物（其固形物含量為 96%、乳糖 50%、含氮物 35%、灰分8%）。
乳品工廠中恰當地使用膜分離技術，可以降低能耗，減少廢水污染及綜合利用副產品等，從而給生產者帶來極大的利益。相信隨著膜分離技術的迅速發展，其在乳品工業中的應用將會更為廣泛深入，一些膜工藝的新的潛在用途會有更遠的應用前景,包括改變乳品工業單元操作，它會成為一項生產新產品的重要手段。
