连续式微滤膜分离乳清蛋白的研究

文章研究了跨膜压力对连续式微滤膜分离技术工艺参数、分离效果及组分组成的影响。以脱脂乳为原料,使用0.1μm陶瓷微滤膜三级连续在线洗滤工艺分离乳清蛋白和酪蛋白。实验使用0.08、0.11、0.14 MPa 3个梯度,在50℃,3.5倍浓缩的条件下连续生产240 min。计算跨膜压力并且检测截留液和透过液中的α-乳白蛋白(α-La),β-乳球蛋白(β-LG)含量及钾、钙、钠、镁等金属离子的含量。结果表明一级膜通量下降是导致整体膜通量下降的主要因素,经过240 min实验通量下降约17.2%。研究了不同跨膜压力下的膜通量变化情况,膜通量与跨膜压力呈正相关关系,水洗恢复率与跨膜压力呈负相关关系。随着实验时间的延长,膜表面形成不可逆的污堵层,乳清蛋白分离率下降,透过液中乳清蛋白含量下降,150 min后α-乳白蛋白浓度下降37%,β-乳球蛋白浓度下降36.5%。乳清蛋白中2种主要蛋白质比例会随着跨膜压力变化而变化,随着跨膜压力的升高β-乳球蛋白含量会逐渐升高。三级连续膜过滤后,乳清蛋白最高分离率90%左右(α-乳白蛋白为90.4%,β-乳球蛋白为92.7%)。乳中蛋白质的形态和功能受金属离子影响,分离过程中一价阳离子在膜两侧分布较均匀(脱除率大于80%),而二价阳离子则主要集中在截留液一侧(钙离子脱除率为38%)。透过液中的每克蛋白质所对应的金属离子比例远远大于其在截留液中的比例。

正渗透膜浓缩技术对热敏性蛋白质保留率的影响

评估使用正渗透膜浓缩技术生产的浓缩乳复原后的热敏性蛋白质的保留率。以全脂生牛乳为原料,分别使用正渗透膜浓缩技术和传统真空蒸发浓缩技术制备浓缩倍数相似的浓缩乳原料,按比例复溶后,分别测定生牛乳与复原乳的各项理化指标、α-乳白蛋白,β-乳球蛋白,乳铁蛋白,免疫球蛋白等活性蛋白含量、糠氨酸和乳果糖等热加工判定指标及色度指标,分析不同浓缩方法制备的复原乳与生牛乳的差异。研究了实验过程中的汲取液选择以及温度对于浓缩过程和微生物的影响。正渗透技术为一种非热浓缩技术,可以实现与传统浓缩技术相同的浓缩倍数,同时相较于传统的浓缩技术使用正渗透技术生产的浓缩乳酸度更低更易于保存。复溶后,α-乳白蛋白等活性蛋白比热浓缩复原乳高4~7倍,糠氨酸和乳果糖分别为9.37 mg/100g蛋白和4.93 mg/L与生牛乳差异很小。标准色差ΔE为0.94相较于传统热浓缩方法能够更加保留牛奶原有的颜色。相比于使用传统浓缩技术制备的复原乳,正渗透膜浓缩制备的浓缩乳复原乳在活性蛋白保留率、热加工指标和颜色还原等方面都有较大优势,更接近生牛乳。

浓缩乳储藏特性和保质期预测

以冷冻浓缩乳(储藏温度为-18℃)和冷藏浓缩乳(储藏温度为2℃)在储藏期内不同时间段作为研究对象,通过描述性感官评价,理化、微生物、毒素、卫生指标测试,酸稳定性和热稳定性实验,研究冷冻浓缩乳和冷藏浓缩乳储藏期特性,并预测其保质期。结果表明,在储藏期内冷冻浓缩乳随着时间的延长,感官评价属性总体接受度下降,保质期预测为24个月;冷藏浓缩乳随着储藏时间的延长,酸度、嗜冷菌、酵母菌数量逐渐增多,保质期预测为0.5个月。本文分析冷冻和冷藏浓缩乳储藏特性及预测保质期,旨在为后续优化生产工艺和提升浓缩乳品质等方面提供科学的理论依据。

剪切力对浓缩乳体系稳定性的影响

采用高剪切混合器工艺,探讨了转速、持续时间、温度等条件对解冻后的冷冻浓缩乳的体系影响,并探索、建立了粒径分析法判断其体系稳定性的模型参数。

基于正渗透膜技术的全脂牛乳浓缩

利用正渗透膜技术浓缩全脂生牛乳以制备总固形物浓度高于40%的浓缩乳。探究汲取液种类、汲取液浓度、试验温度、时间、跨膜压力等因素对于试验的影响。选择CaCl_(2)作为试验的汲取液,在控制跨膜压力相同的条件下,配制使用12%,14%等不同浓度汲取液,在15,20及30℃三个不同温度条件下进行浓缩试验。试验表明,膜通量随汲取液浓度增加而增加,过高的汲取液浓度可能导致钙离子进入浓缩乳中。膜通量随试验温度增加而增加,温度增加将导致系统内微生物生长,30℃试验温度制备的浓缩乳菌落总数是相同条件下15℃制备的浓缩乳的近10倍。膜通量随试验时间增加而降低,受到膜表面附着污垢逐渐增多和浓差极化现象的影响,膜通量最后可能趋近于零。跨膜压力增大时膜通量同样增大。