膜分离技术及其在乳品工业中的应用

吴志东 罗云 高安平 董成

【摘  要】在乳品生产过程中应用先进的技术能够有效提高乳品的综合品质。目前我国乳品生产过程中还存在较多技术问题，对乳品质量安全造成了较大影响，因此需要重视对高新技术的应用，有效提高乳品质量，从而为乳品生产企业带来更高的经济效益，促进乳品工业的发展。

【关键词】乳制品;加工;膜分离;应用

引言

在當前经济快速发展的形势下，人们的物质生活水平有了较大程度的提升，这也使人们对食品安全更为关注。特别是近年来乳品质量安全问题频繁发生，这也对乳品生产提出了更高的要求。在当前乳品生产过程中，通过运用高新技术，可以有效提高乳品的安全性和稳定性，确保乳品质量，为百姓提供更安全、放心的乳品。

1.高新技术在乳品生产中的应用分析

1.1膜分离技术

选择天然或是合成膜纤维，在压力梯度、浓度梯度和电势梯度的作用下，促使分子在膜之间运动，实现不同组分的分离。在当前我国乳品生产过程中，膜分离技术的应用较少，但在国外乳品工业生产过程中，膜分离技术在乳蛋白浓缩、乳品灭菌、乳品浓缩、乳清回收利用与乳品标准化等方面都有着广泛应用。

1.2微胶囊技术

微胶囊技术是通过运用天然或是人工合成的新型高分子材料来改善乳品质量，在维持乳品状态的基础上，有效延长乳品的存储时间，提升乳品的新鲜度。而且在实际微胶囊技术应用过程中，通过对技术的不断革新，实现乳品的规模化生产，并进一步简化生产步骤。微胶囊技术能够保持乳品风味，提高乳品保存效果，避免乳品出现异味或是结块问题。近年来，在乳品实际生产过程中，部分商家通过添加益生菌的方式来延长乳品保存时间，将益生菌与微胶囊技术结合，可以有效提高技术的应用效果。

1.3超高压技术

在乳品生产过程中运用超高压技术，在高压环境中对乳品进行杀菌，可以有效提高乳品的安全性，延长乳品保存时间。利用超高压对乳品加压，并产生能量因子，能量因子作用在乳品上，则会提高其温度，产生良好的杀菌效果。而且应用超高压技术不会破坏食品中的营养物质含量，使食品成分保持稳定，可有效延长食品的食用时间。乳品生产过程中，利用超高压技术对其进行后期处理，可以有效保留乳品内的蛋白质及糖类等物质，稳定食品成分，使其不易被破坏。而且乳品经过超高压处理后，其外部品质会有较大程度的提升，能够有效避免乳品脱水。超高压技术作为一种食品灭菌方式，在杀死乳品中大部分微生物的同时，还能够有效保留乳品中的营养成分，开发出全新的功能性产品，促进乳品加工领域的发展。在实际乳品生产中，利用超高技术能够解决乳品脂肪上浮问题，通过调节超高压技术的压力值，可以将牛乳脂肪氧化程度控制在最低水平，抑制牛乳中脂肪的上浮。而且通过提升压力值，能够降低乳品的浊度和吸光度，保持乳品浊度及吸光度的稳定性。

1.4生物技术

利用生物技术检测乳品中的病原菌和细菌总数，能够满足快速和简单检测的要求。生物荧光技术中常用的技术包括细菌生物荧光技术和ATP生物荧光技术。细菌生物荧光技术是运用分子遗传学原理构建荧光发光系统，检测乳品内的固定病原菌，将生物荧光基因导入噬菌体内，当宿主细胞被带有荧光基因的噬菌体感染后，荧光基因会整合到宿主基因组内，使宿主细胞发光，发光程度与细菌感染数量呈正比，利用光度计即可完成检测。ATP生物荧光技术是运用萤火虫发光原理进行检测，一般情况下所有活性微生物中都存在ATP，ATP分子能量可依靠荧光酶复合物转变为光能，可利用光度计来测量这种光能;而且在某种特定条件下，光能与原始样品内的ATP含量存在一定的关系，可通过光能计算出检测样品内的微生物含量。因此在乳品预测、生产和原料奶验收过程中通常会应用到生物荧光技术，这种技术也可用于噬菌体、抗生素的检测。酶联免疫法是一种综合性技术，利用酶催化底物的方法特性强化抗原与抗体的特异性结合反应，可用于定量和定位检测。另外一种生物技术—固定化技术，主要在半固体或固体乳品的生产中应用，通过选择特定的载体，并采用化学和物理手段将酶与微生物菌体定位或限制在特定空间内，以此来保证其活力和催化性，使乳品保持良好的口感。在当前酸奶和奶酪等乳品的生产过程中可利用固定化技术有效延长乳品中菌类的活性，提高产品的口感和保质期。可以在说乳品生产中应用生物技术，可提升乳品产品的检测效率，并改善产品的品质，提高检测结果的准确性。

2.膜分离技术的应用

2.1乳品微滤除菌

膜分离技术通过将细菌和孢子捕获在微孔中来对乳制品进行灭菌。这具有巴氏灭菌的优点。微滤具有明显的抗菌作用，延长了保质期，简化了存储条件，降低了存储和运输成本，并保持了牛奶的原始物理和化学平衡。其中，陶瓷膜微滤细菌的保留率为99.94%，孢子的保留率为99.86%，体细胞的去除率为99%以上，杀菌效果非常好，并且具有热灭菌的优势。

2.2牛乳标准化

牛奶质量取决于奶牛的类型，喂养环境和季节性条件，但是为了便于生产和稳定产品质量，需要对牛奶进行标准化。目前，牛奶中脂肪和蛋白质的标准化很普遍，通过离心原理很快解决了牛奶中脂肪的标准化，膜技术的出现使得牛奶中蛋白质的标准化方便。我们通常使用超滤和微滤来标准化牛奶蛋白质。它不影响蛋白质的性质和结构。数据显示，当通过微滤将脱脂牛奶浓缩6倍时，截留物中的牛奶蛋白质质量分数将从3.75%增加到20%。

2.3牛乳浓缩

使用膜技术浓缩牛奶有助于更好地保持牛奶的营养和风味。广泛用于乳制品生产。传统的浓缩方法（例如闪蒸和降膜蒸发）通常需要加热。例如闪蒸、降膜工艺牛奶沿切线方向进入真空箱。罐内温度通常为68-72°C。牛奶在桶中滚动并掉落，最后从底部收集。在此过程中，气体和蒸汽与牛奶分离并上升到顶部，一些蒸汽从顶部排出，从而增加了固体浓度。传统的蒸发主要与高能耗和对蛋白质的巨大破坏有关。引入膜分离技术可以大大降低能耗、提高品质。

在传统的奶粉制造中，首先进行加热以挥发以除去大部分水，然后进行喷雾干燥以制成奶粉。引入了膜分离技术，可通过超滤除去牛奶中的水分，然后浓缩并喷雾干燥。相反，膜分离技术在资本投资和运营成本方面具有优势。

3.现代乳品生产中高新技术的应用前景

3.1应用范围更加广阔

在现代乳品生产过程中应用高新技术有效提高了乳品的加工质量，而且所生产的乳品在营养和外观等方面都能满足消费者的要求。因此需要大力推进膜分离等高新技术的应用，使其在乳品生产中的应用不断深入，并不断拓展其应用范围，以此来提高食品抵御细菌的能力，实现乳品的长期保存。

3.2技术更加成熟

当前乳品生产中的高新技术还存在许多不足，这与乳品产业整体发展结构具有紧密联系。随着市场对乳品需求量的增加，需要加大对高新技术的研究力度，积极调整、优化技术的应用和控制过程，以灵活应用技术，在保证乳品质量的基础上，实现乳品的长期保存。

4.结束语

在当前我国整体经济水平大幅度提升的形势下，食品产业取得了较大的进步，这也使人们更关注食品安全问题，并对食品质量安全提出了更高的要求。在现代乳品生产中应用膜分离等高新技术有效处理乳品，可进一步提高乳制品的品质，并可运用高新技术很好控制乳品的整体质量。乳品行业从业技术人员宜积极引进膜分离等高新技术持续提升乳品处理效率，从而为乳品行业的健康、持续发展奠定基础。

参考文献

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[2]张刘平.现代食品工程高新技术在乳品工业中的应用[J].生物技术世界，2019（11）：83.