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無(wú)機(jī)膜在牛奶工業(yè)中的應(yīng)用主要是超濾和微濾膜。微濾膜截留脂肪、細(xì)菌及大分子酪蛋白，透過(guò)乳蛋白、乳糖、鹽類(lèi)等相對(duì)分子量較小的物質(zhì)。超濾膜截留液中則含有乳蛋白，只有小分子物質(zhì)如乳糖、可溶鹽及非蛋白可透過(guò)膜。
1、牛奶的微濾除菌
微濾在乳品工業(yè)中的應(yīng)用主要是脫脂除菌和濃縮大分子酪蛋白物質(zhì)，這是由牛奶中各種成分的尺寸決定的，如表1所示：
牛奶中的細(xì)菌尺寸一般大于0.2μm，而脂肪粒的尺寸在0.1～2μm之間，都比其他成分要大，因此采用微濾膜可以去除牛奶中的細(xì)菌，對(duì)于脫脂奶，在微濾除菌前后其品質(zhì)變化不大。在全奶的研究中發(fā)現(xiàn)，采用1.8μm的氧化鋁膜進(jìn)行微濾，可以使細(xì)菌數(shù)下降兩倍，同時(shí)有98%的脂肪被去除，而蛋白質(zhì)則較好的被保留在過(guò)濾后的牛奶中。
2、全奶或巴氏殺菌奶的濃縮
在奶酪生產(chǎn)中可以采用膜技術(shù)進(jìn)行全奶或巴氏殺菌奶的濃縮。此技術(shù)可制備高蛋白含量(>20%～22%)的液態(tài)奶酪，作為制備軟或半硬奶酪的原料。通過(guò)膜過(guò)濾，脂肪、蛋白質(zhì)留在濃縮液中，而乳糖、溶解蛋白、礦物質(zhì)和其他微量成分留在乳清液中，使蛋白質(zhì)與脂肪的比例達(dá)到奶酪的正常水平，成為液態(tài)標(biāo)準(zhǔn)乳酪。
用超濾法生產(chǎn)奶酪的好處在于：
● 使奶酪產(chǎn)量增加10%～30%；
● 降低凝乳酶用量70%～85%；
● 由于水和乳糖都被去除，產(chǎn)生的乳清量很少；
● 能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化和自動(dòng)化。
在乳品工業(yè)的奶酪生產(chǎn)過(guò)程中，將產(chǎn)生大量的乳清。一般來(lái)說(shuō)，每100kg牛奶生產(chǎn)10～20kg，同時(shí)有80～90kg的乳清產(chǎn)生，由于其中蛋白質(zhì)和乳糖比例太低以及高的BOD(30000～50000)含量，使得它很難處理。
采用膜技術(shù)處理乳清包括乳清的微濾澄清和超濾濃縮等過(guò)程，如圖所示：
乳清的微濾主要是去除細(xì)菌、類(lèi)脂物質(zhì)等，為了下一步超濾濃縮提供澄清的乳清。通過(guò)超濾，可使乳清中蛋白質(zhì)濃縮并濾去乳糖而提高濃縮物兩者的比例，制作乳清蛋白濃縮物(WPC)，繼而生產(chǎn)乳清蛋白粉。由于操作條件、pH值等相對(duì)比較溫和，乳清蛋白在濃縮后仍然保持良好的性能，因而超濾在乳清蛋白濃縮方面已得到很廣泛的應(yīng)用。采用超濾技術(shù)可把蛋白質(zhì)濃度由10%～12%增加都35%，50%乃至80%，同時(shí)降低了濃縮液中乳糖和一些鹽類(lèi)，若進(jìn)一步脫鹽、干燥蒸發(fā)可制嬰兒奶粉，比傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝大大節(jié)省了能源消耗。
脫脂乳或全乳在乳酸發(fā)酵后，可以生產(chǎn)新鮮的奶酪，這一過(guò)程包括將含有乳糖和無(wú)機(jī)物的水溶液相從發(fā)酵后的酸奶體系中分開(kāi)，而全部蛋白質(zhì)和脂肪則保留在截留液中，傳統(tǒng)上使用蒸發(fā)濃縮法或離心分離法，不但能耗較高，且會(huì)破壞牛奶中的某些熱敏性成份，影響產(chǎn)品質(zhì)量。將超濾和反滲透膜技術(shù)用于稀牛奶的濃縮，可生產(chǎn)出品質(zhì)令人滿意的奶酪及甜酸奶。國(guó)外已經(jīng)采用超濾的方法來(lái)進(jìn)行濃縮，從而去除了蒸發(fā)濃縮或離心分離工藝，由于酸奶的pH值在4.4左右，在此條件下鈣鹽*溶解，因此在制得的奶酪中保留了鈣含量，口味與傳統(tǒng)方法制得的相似。
初乳除擁有常乳的所有成分外，還富含了比常乳高得多的對(duì)人體正常的新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的生理調(diào)節(jié)功能的生活活性成分，加工并開(kāi)發(fā)初乳產(chǎn)品具有很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。初乳的除菌是進(jìn)行初乳加工的道工序，是保證初乳產(chǎn)品質(zhì)量的首要前提。由于初乳化學(xué)成分特殊，功能因子對(duì)酸堿酶熱很敏感，采用低溫巴氏殺菌和噴霧干燥及冷凍干燥加紫外線殺菌等方法往往使IgG部分失活，或者除菌不*，且留下大量的細(xì)菌殘?bào)w及由其引起的毒素。因此，用傳統(tǒng)法對(duì)初乳除菌顯然是不合適的。
采用無(wú)機(jī)膜分離技術(shù)處理加工初乳不僅保持了分離工程中一些功能性組分的生物活性，而且能對(duì)初乳進(jìn)行“冷殺菌”，是進(jìn)行初乳滅菌的理想手段。
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