液态乳制品中陶瓷膜的灭菌技术

目前，国产液态奶产品主要包括巴氏杀菌奶和超高温灭菌奶。 ESL（延长保存期限）牛奶，即延长保存期限的巴氏杀菌牛奶，是乳品加工业的研究热点。巴氏杀菌牛奶的保质期短且味道差。超高温灭菌牛奶的保质期较长，但营养损失大，蛋白质变性更大，严重破坏了维生素，外观和风味也较差[2]。基于风味和保质期考虑，出现了ESL牛奶。通过杀死或减少牛奶中的微生物，可以延长乳制品的保质期。常见的灭菌技术包括：离心灭菌技术，超高压灭菌技术，紫外线灭菌技术，二氧化碳灭菌技术和膜分离灭菌技术。等待。其中，膜分离技术是20世纪成功开发的一种新型，高效，精确的分离技术。其原理是使用聚合物膜的选择性渗透性，并使用浓度差梯度，压力梯度或电势梯度作为驱动力。进行传质以达到分离和纯化不同组分的目的[3]。无机膜是膜分离技术发展的新阶段。它的主要材料是稳定的ZrO2，TiO2和Al2O3。这些材料通过溶胶-凝胶法镀在陶瓷载体上，因此一般的无机膜也称为陶瓷。膜。陶瓷膜在乳业中的应用主要是超滤和微滤膜。微滤膜保留了脂肪，细菌和大分子酪蛋白，并渗透了分子量相对较小的物质，例如牛奶蛋白，乳糖和盐。微滤在乳品行业中的应用主要是对大分子物质进行脱脂，灭菌和浓缩，这取决于牛奶中每种成分的大小。陶瓷膜具有耐高温，耐腐蚀，机械性能好，清洗方便，使用寿命长等优点，因此在乳品工业中得到越来越广泛的应用。陶瓷膜已被用于牛奶的杀菌，国外有一些报道，但在中国相关研究很少。本实验研究了云浮无机陶瓷膜错流技术在牛奶微滤和杀菌中的应用，取得了良好的效果。讨论了影响杀菌效果的因素，并确定了操作条件，为相关工业生产提供了实验依据。 1材料与方法1.1材料鲜奶由南京渭岗乳业有限公司制备，营养琼脂培养基为0.50％NaOH，0.50％聚磷酸钠，0.10％EDTA，0.20％十二烷基苯磺酸钠。 1.2仪器LRH-250A生化培养箱广东省医疗机械厂，UL-40AC牛奶成分分析仪杭州浙大宇创科技有限公司，SJM-IM型云浮无机陶瓷膜滤池设备合肥世杰膜工程有限公司1.3方法1.3。 1实验系统的消毒实验系统中的病原微生物通过在50-60°C下用0.5％NaOH溶液进行循环灭菌来灭菌，并通过灭菌循环进行30分钟灭菌。灭菌后，用中性水冲洗至中性。 1.3.2原奶脱脂乳中脂肪球的粒径为0.1〜22.0μm，基本覆盖了乳中所有细菌的大小，严重影响了灭菌和过滤效果。因此，在进行微滤之前，应先分离出乳脂，并对脱脂乳进行过滤和灭菌。分离出的乳脂可以单独灭菌，也可以与渗余物混合灭菌，然后与灭菌脱脂奶混合并标准化制成产品。该实验使用离心分离技术获得脂肪含量＜0.50％的脱脂乳。 1.3.3脱脂乳过滤条件选择错流微滤脱脂乳，观察并记录不同膜孔径在压力（0.04〜1.6MPa），时间（0〜60min），温度（25〜50℃）下的渗透通量。 ）。八肽G。 1.3.4微滤工艺条件的优化陶瓷膜微滤的灭菌效果和渗透通量受三个因素的影响：孔径，温度和压力。因此，基于单因素测试，为每个因素选择三个级别，并选择L9。 （34）正交试验台。结果如表1所示。1.3.5微生物检查菌落总数：使用营养琼脂培养基，置于（36±1℃）恒温培养箱中48小时并计数。孢子总数的测定：过滤前后的脱脂牛奶在80°C灭菌10分钟，然后冷却，然后将平板以不同稀释度的营养琼脂倒入（36±1°C）恒温培养箱72小时，并计数。 1.3.6脱脂奶质量的测定在不同的过滤条件下，使用牛奶成分分析仪确定过滤前后脱脂奶蛋白质，乳糖和脱脂奶固体含量的变化，并分析脱脂奶的保留率营养成分。 1.3.7膜的清洁和回收过滤完成后，应及时清洁陶瓷膜。本实验采用化学清洗方法，在室温下使用复合清洗剂（0.5％的聚磷酸钠，0.1％EDTA，0.2％的十二烷基苯磺酸钠）清洗45至60分钟，每次使用纯净水清洗循环并清洗至中性（pH 7）。清洁结束后，此时测量陶瓷膜的纯净水通量。与过滤前的纯水通量相比，要求膜通量回收率必须大于90％。 2结果与分析2.1不同孔径对杀菌效率和脱脂乳成分的影响。实验是在25°C和TMP（跨膜压力）= 0.12 MPa的情况下，用孔径分别为0.5、0.8和1.2μm的陶瓷膜进行的。主要研究内容是细菌和孢子的去除效率以及蛋白质，乳糖和脱脂乳固体的保留率。结果显示在图1中。由图1可知，当使用三种孔径的膜过滤脱脂乳时，细菌的排泄率大于99％，孢子的排泄率大于95％，杀菌率较高。蛋白质和脱脂乳固体的保留率会随着孔径的增加而降低。这与郭本恒[9]和其他研究的结果相似，但是他获得的结果是蛋白质的保留率与分子量呈负线性关系。该实验直接反映了蛋白质保留率和孔径之间的负线性关系，并直接反映了孔径对蛋白质保留率的影响。这三种孔径的膜的乳糖保留率非常低，几乎是100％透明的，这主要是因为乳糖的分子大小很小，仅为0.8 nm。 2.2膜渗透通量在0.12 MPa下随时间的变化。在相同温度下，测量了三种孔径的膜渗透通量随时间的变化。结果示于图2。从图2可以看出，随着过滤时间的延长，三种孔径的膜渗透通量呈下降趋势。这主要是因为许多具有不同分子量的大分子蛋白质同时通过膜孔形成膜孔堵塞。低扩散速度还受到静电作用的影响，静电作用导致一些大分子蛋白质残留在膜孔中，这加剧了浓度极化现象并降低了渗透通量。该图还显示孔径为1.2μm的膜渗透通量的衰减很小，孔径为0.5和0.8μm的膜渗透通量分别衰减了30％和50％，这表明膜孔被严重封锁。 2.3压力对膜渗透通量的影响在25℃的室温下，调节压力，并测量膜渗透通量随压力的变化。结果如图3所示。从图3可以看出，孔径为0.5μm和1.2μm的膜的渗透通量随着压力的增加而逐渐增加，但是当TMP达到0.12 MPa，渗透通量没有显着增加，孔径为0.5μm的膜甚至略有减小。 。孔径为0.8μm的膜的渗透通量在0.12 MPa时达到，并降低至0.16 MPa。这可能会受到浓度极化效应的影响。随着压力的进一步增加，渗透通量增加，但不是太明显。通常，当TMP <0.12mpa时，渗透通量随压力的增加而增加，表明在此压力范围内，微滤过程主要受压力控制，但随着压力的进一步升高，渗透通量的增加浓度极化不明显，渗透通量趋于稳定。因此，微滤的压力被认为是约0.12mpa。 2.4温度对膜渗透通量的影响温度也是影响渗透通量和蛋白质保留的因素。随着温度升高，脱脂乳的密度将降低，这有利于渗透通量的增加。本实验在tmp="0.12MPa，温度范围25〜50℃的条件下进行。">