膜技术在乳品行业的应用
来源： 阅读：2481 更新时间：2008-09-18 14:471、牛乳的成分和性质
牛乳的化学成分很复杂，经证实至少有100多种化学成分，但主要由水、脂肪、蛋白质、乳糖、维生素、酶类、无机盐等物质组成。牛乳中的乳糖和部分可溶性盐类形成真溶液，其微粒直径小于1nm；蛋白质和不溶性的无机盐类形成胶体悬浮液，其微粒直径为1～100nm；脂肪球的直径为0.1～100um，绝大部分为2～5um，牛乳是由上述三种体系组成的均匀、稳定的胶体性液体。人们习惯根据分离的方式对牛乳的组成进行分类，因此，牛乳的组成可以表示为：
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2、乳品生产中的常见工艺
1）、液态鲜乳生产工艺
无论包装形式如何，液态鲜乳的生产都可以分为巴氏消毒乳和超高温灭菌乳。这两种乳的生产流程非常接近。液态鲜乳的生产过程如下：原料乳的检验——净乳——冷却——标准化——预热——均质——杀菌或灭菌——冷却——灌装或无菌灌装——封口——装箱——冷藏——检验——出厂。
注：黑色斜体表示可以采用膜技术改进，下同。
2）、乳粉生产工艺
乳粉是以乳或乳产品为原料，经浓缩、干燥工艺制成的固态乳产品，其中可以根据需要添加糖和其他营养素。
全脂乳粉的生产工艺流程为：原料验收——净化——冷却——贮存——标准化——预热杀菌——真空浓缩——过滤——喷雾干燥——冷却——过筛——包装——检验——出厂。
由于乳粉在常温下的保藏期长，脂肪酶、蛋白酶、过氧化物酶的残留会对产品的风味、色泽造成严重影响，必须加以纯化。因此，对原料乳必须进行杀菌：
膜分离技术在乳品行业的应用
乳品工业中，可简化生产工艺，降低能耗，减少废水污染，提高乳品综合利用率。目前膜技术在乳品工业中的应用主要有：乳品灭菌及浓缩、乳品的标准化、乳蛋白浓缩、乳清的回收与加工利用、废水处理等。
①乳品灭菌
膜分离技术具有冷杀菌优势，通过微孔对细菌及孢子的截留，可实现乳品灭菌。微滤技术可以代替巴氏杀菌和化学防腐剂，有效地截留乳品中的细菌、酵母菌和霉菌，而使乳品中的有效成分透过。微滤技术能耗低，又避免了高温加热 ，鲜奶几乎保持原有风味。采用错流过滤技术（膜孔径为1～1.5μｍ）去除低脂、中脂牛奶中的细菌，其除菌率>99.6%。
从表1可以看出 ，微滤奶卫生指标已完全达标。从表2～表4结果看出，微滤膜对细菌截留效果明显，对大分子的蛋白质不起作用。由于鲜奶中脂肪球较大 ，过滤前脱除鲜奶中大部分脂肪，经高温灭菌后再与脱脂奶（微滤、巴氏杀菌）混合。微滤奶风味与处理前基本一致，保持鲜奶原有的香味。
表1 微滤奶卫生指标测定结果
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②牛乳浓缩
利用膜技术对食品组分进行浓缩与提纯，能够保留食品原有的风味物质，目前已广泛应用于脱脂乳的浓缩上。利用纳滤膜浓缩的牛乳可以制成高级冰淇淋，在一般的浓缩乳中，由于存于其中的盐类也被浓缩，所制成的冰淇淋口感不佳。而经纳滤膜浓缩的牛乳中盐类减少，使制成的冰淇淋口感嫩滑，同时因为没有被加热，制品的奶味格外浓郁。
在奶酪生产中超滤浓缩已得到广泛应用，采用不同的浓缩比对生产奶酪的原料乳进行浓缩，提高了原料乳的浓度，可节省发酵剂和凝乳酶的用量，减少后续工序中产生的乳清，从而减少了酪蛋白和乳清的损失，提高了奶酪的产率。
③、乳蛋白浓缩
超滤可截留原料乳中几乎全部的蛋白质，而允许乳糖和灰分通过。所以超滤在乳品工厂的另一重要应用是乳蛋白的浓缩。通过全过滤（diafiltration）即不断地在截留液中加水重复过滤，可最大程度地去除乳糖和灰分，从而制取高蛋白含量的浓缩乳蛋白（蛋白含量>85%）。此项技术还应用于生产高蛋白含量的脱脂奶粉和脱盐、脱乳糖的乳清粉，并将其用于生产冰淇淋和酸奶及软奶酪和其他发酵乳制品。还可将超滤和电渗析结合起来生产乳清蛋白浓缩物（其固形物含量为 96%、乳糖 50%、含氮物 35%、灰分8%）。
乳品工厂中恰当地使用膜分离技术，可以降低能耗，减少废水污染及综合利用副产品等，从而给生产者带来极大的利益。相信随着膜分离技术的迅速发展，其在乳品工业中的应用将会更为广泛深入，一些膜工艺的新的潜在用途会有更远的应用前景,包括改变乳品工业单元操作，它会成为一项生产新产品的重要手段。
