摘要:目前膜分离技术在乳品工业中的应用还有:乳品除菌、乳品浓缩、乳清脱盐、乳蛋白分级分离等。乳品加工厂对乳蛋白的浓缩应用最多的是超滤膜,利用超滤分离技术对原乳中的蛋白进行截留,让乳糖和灰分透过。

乳制品行业的蓬勃发展离不开社会的发展与科学技术的进步,今天牛奶已经成为人类日常生活中必不可少的饮品,可是牛奶并不是一出现就受到人类的偏爱,甚至在很长一段时间内,人们谈“奶”色变。在19世纪以前由于缺乏杀菌技术,在较高温度下,刚挤出的牛奶容易被细菌污染变质,从而让饮用的人发生疾病,当时主流观点认为牛奶是高危食品。直至19世纪后,由于技术的发展,巴氏灭菌方法的推广提高了牛奶的安全,使得奶制品得到空前的发展,从此牛奶成为居民餐桌上的常见饮品。根据2018年国民经济和社会发展统计公报显示,2018年牛奶产量3075万吨,与2017年相比,仅增长1.2%,国内牛奶供应依然保持趋紧。

乳制品的营养价值

牛奶是人体蛋白质、钙、磷、维生素A和维生素B2的重要来源。牛奶的蛋白质含量约为3~4%,其中以酪蛋白为主,其余为乳清蛋白、乳球蛋白。牛奶的脂肪含量约为2.8~4%,以微粒状的脂肪球存在,易消化吸收。在牛奶中含有丰富的乳糖,促进人体对钙、铁、锌等矿物质的吸收,调节胃酸、促进胃肠蠕动,促进消化液分泌,对于我们大脑正常工作,智力发育等方面也有着极为重要的作用。牛奶还具有安神的作用,睡前喝上一杯温热的牛奶,可以起到助睡眠的作用。另外牛奶还含有丰富的动物性钙物质,人体对于动物性钙质更容易吸收,牛乳是膳食中钙的最佳来源。

膜分离技术提升乳制品品质

有不少人喝完牛奶后可能会出现肚子不舒服、腹胀、腹泻、咕咕叫等现象,这种现象叫“乳糖不耐受”。以其把乳糖不耐受称作“病”,不如称它为一种“性状”更合适一些。因为这种情况实在太普遍了,70%的亚洲人不吸收乳糖,而我国75%以上的人是乳糖不耐症。

如何在不影响牛奶风味及营养成分的前提下把牛奶中的乳糖去掉呢,这里就要用到我们所说的膜分离技术。首先用超滤膜截留住牛奶中的蛋白质、脂肪,让其他物质流出。再利用纳滤膜截留住乳糖,让水、无机盐、矿物质等流出。在牛奶依次通过两层膜后,我们把被超滤截留住的那部份加入到最后流出的液体中混匀,得到的就是不含乳糖的牛奶拉。

目前膜分离技术在乳品工业中的应用还有:乳品除菌、乳品浓缩、乳清脱盐、乳蛋白分级分离等。

乳品除菌

传统工艺乳品杀菌的方法是热杀菌,主要有巴氏杀菌和超高温瞬时杀菌。膜技术去除乳品中细菌是近几年发展起来的,微滤技术可以代替热杀菌和化学防腐剂,对乳品中的细菌及孢子进行截留,而乳品中的有效成分可以透过,不影响乳品的风味,同时延长乳品的的保质期。采用错流过滤技术(膜孔径1.2 um)去除脱脂、低脂牛奶中的细菌,其除菌率>99.6%。用膜分离工艺生产的乳品,保质期由原来的6-15天延长到16-21天。

乳品浓缩

膜分离在乳品浓缩主要在:全脂乳浓缩,脱脂乳的浓缩,乳清蛋白的浓缩,酸奶浓缩等。天然牛奶中约含87%的水分,在运输前对牛乳进行浓缩,投入生产时再加水还原成全奶,可以减少牛奶的运输成本。目前,用反渗透法可去除 60% 以上的水分,而用超滤法则可得到蛋白质含量高达80%的脱脂浓乳。乳品加工厂对乳蛋白的浓缩应用最多的是超滤膜,利用超滤分离技术对原乳中的蛋白进行截留,让乳糖和灰分透过。通过不断加入洗水重复过滤,可最大程度地对乳糖和灰分进行去除,从而制取高蛋白含量的浓缩乳蛋白和乳糖。传统的浓缩方法如闪蒸等,需要加热,能耗高且会造成牛乳中的蛋白质变性,引入膜分离技术后可大大降低能耗。

乳清脱盐

生产奶酪所产生的乳清盐分含量较高,必须先脱盐然后才能回收、蒸发、干燥。纳滤膜分离技术可以对乳清中二价离子及组分进行一定程度的截留,允许单价离子透过,对于浓缩液可以加入适量的洗水,对乳清进行脱盐以达到产品要求,清液可以直接进行排放。纳滤膜分离技术能有效地除去杂味和盐味,而且不破坏牛奶的风味和营养价值。

乳蛋白分级分离中

每一种乳蛋白质都具有不同的营养功效和特异的功能性质。因此近些年来乳蛋白的分级分离成为全世界乳品工业关注的焦点。乳蛋白质的分离分级包括乳清蛋白的分离分级和酪蛋白的分级分离。利用不同分子量膜对乳蛋白质进行分级分离、纯化,得到不同的蛋白,如乳清蛋白、血清白蛋白、乳球蛋白、乳白蛋白,蛋清蛋白、西蒙德木蛋白等。目前国外正在研究将各种膜分离技术和色谱方法及化学处理、酶处理结合起来,可以将乳蛋白中各种组分分开。

在发达国家,膜分离技术已经成熟应用在乳品生产中,且不断扩大应用范围。我国膜分离技术在乳品中应用处于初步阶段,但随着我国人民生活水平提高,对乳制品需求量及品质不断提高,现代膜分离技术,凭借其独特的性能,使得它在乳品工业发展中有着广阔的前景。

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