[发明专利]一种牛奶蛋白分级的膜集成处理工艺

说明书

本发明提供了一种牛奶蛋白分级的膜集成处理工艺，本工艺是先将原料奶进行脱脂，得到脱脂牛奶和乳脂，然后将脱脂牛奶依次经过两道动态陶瓷膜系统得到浓缩液和透过液，实现酪蛋白、乳清蛋白的分离，然后再利用反渗透、纳滤或电渗析进行浓缩得到乳糖浓缩物，最终实现牛奶中酪蛋白、乳清蛋白、乳糖的分离。本方法采用全膜集成技术，避免各种化学试剂的添加，既绿色节能，又能保持牛奶中各种成分的天然风味和营养，整个工艺过程减少废物、废水的排放，实现各种有营养价值的成分回收，选用的陶瓷膜化学性质稳定易清洗，浓缩倍数高，不对牛奶中各成分产生影响，陶瓷膜系统高效节能，占地面积小。

技术领域

本发明涉及乳品分离技术领域，尤其涉及一种牛奶蛋白分级的膜集成处理工艺。

背景技术

牛奶是人们日常生活中喜爱的饮食之一，牛奶的化学成分很复杂，主要由水、脂肪、蛋白质、乳糖、无机盐等物质组成，牛奶中含有丰富的钙、维生素等，包含人体生长发育所需的全部氨基酸，消化率高达98%，是其他食物无法比拟的。牛奶中含有脂肪，对一些高血压、高血脂、肥胖人群来说则是不需要的。脱脂牛奶对高血压、高血脂具有很好的稳定以及下降作用，用脱脂牛奶代替其他的鲜奶，还具有控制体重的作用。

酪蛋白是一些含磷蛋白的混合物，占牛奶蛋白总量的80%。目前常用的酪蛋白分离方法是利用等电点时蛋白质溶解度最低的原理，在一定温度下用缓冲液将牛奶pH值调至等电点，酪蛋白发生沉淀，然后用水和有机溶剂洗涤共沉杂蛋白、乳糖，得到纯酪蛋白，实现分离。

乳清液多为乳酪生产的副产品，其中含有丰富的优质乳清蛋白，易于婴幼儿吸收，但是乳清液中盐含量较高，对婴幼儿身体容易产生不良影响，因此，需要进行脱盐、脱乳糖处理。由于乳糖不溶于乙醇，当乙醇混入水溶液中，乳糖会结晶出来，实现分离，常用此法进行分离。

目前，在牛奶分离工艺中，可通过过滤分离方法得到不同乳制品以满足人们的各种需求。常用方法主要有等电沉积、凝胶过滤层析、有机溶剂沉淀和膜过滤分离等方法。在分离过程中添加化学试剂不仅会增加生产成本，还会对牛奶中的成分造成损害，影响营养价值和口味。常用的膜过滤分离方法虽然可简化工艺，降低能耗，避免化学试剂的添加，但是现在牛奶分离工艺中主要使用有机膜进行过滤分离，有机膜容易污染，不易清洗，在高温高压和强酸强碱清洗过程中容易破裂，影响使用寿命。

有鉴于此，有必要对现有技术中乳品分离工艺予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种牛奶蛋白分级的膜集成处理工艺，选用不同过滤精度的陶瓷膜对牛奶中不同成分实现过滤分离，再使用反渗透和纳滤或者电渗析的方法浓缩乳糖和脱盐，实现废水回收，减少废物排放。

为实现上述目的，本发明提供了一种牛奶蛋白分级的膜集成处理工艺，包括以下步骤：

步骤一：将原料奶进行脱脂，得到脱脂牛奶和乳脂；

步骤二：将脱脂牛奶经过第一陶瓷膜得到第一浓缩液和第一透过液，其中第一浓缩液中含有酪蛋白，第一透过液中含有乳清蛋白和乳糖；

步骤三：将第一透过液经过第二陶瓷膜得到第二浓缩液和第二透过液，其中第二浓缩液中含有乳清蛋白，第二透过液中含有乳糖和无机盐；

步骤四：将第二透过液先经过反渗透膜脱水后，得到反渗透浓缩物，再利用纳滤或电渗析进行浓缩得到乳糖浓缩物或将第二透过液通过纳滤或电渗析先进行乳糖浓缩，再利用反渗透脱盐处理。

在一些实施方式中，所述步骤一中将原料奶进行脱脂可以采用离心脱脂或者膜分离脱脂，脱脂温度为40～55℃，脱脂牛奶脂肪含量低于0.5%。

在一些实施方式中，所述第一陶瓷膜孔径为0.08～0.2μm，所述第一浓缩液可浓缩至40～70%，所述第一透过液中酪蛋白含量低于5%。