作為嬰幼兒的主要食物來源之一,奶粉雖然含有人體所需的脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸以及鈣、鐵、鋅等豐富的營養(yǎng)組分,但是對于特需嬰幼兒（乳糖不耐癥患者）來說,奶粉也含有無法吸收的組分-乳糖。特需人群不僅無法有效食用奶粉,而且還會引起非感染性腹瀉等癥狀。乳糖不耐已經(jīng)是廣泛存在的世界性問題;相應(yīng)的,人們對無乳糖或低乳糖乳制品的需求日益增長。為此,本課題設(shè)計出適用于乳體系的超濾、納濾及電滲析相耦合的一體化膜分離工程體系,在基本保障牛奶中原有成分（蛋白質(zhì)、脂肪、無機鹽及部分氨基酸等）的前提下,精準(zhǔn)分離出乳糖,最終制備出高品質(zhì)低乳糖奶粉。在本研究中,以新鮮牛奶為原料,首先使用超濾膜技術(shù)提取出大分子營養(yǎng)組分（如蛋白質(zhì)、脂肪和大部氨基酸等）,其次通過電滲析分離出礦物質(zhì)鹽,隨后通過納濾膜技術(shù)提取分離乳糖,最后將超濾和電滲析分離出的有效成分以及納濾的滲濾液合并,并通過噴霧干燥技術(shù)制備出低乳糖奶粉。最終,獲得了乳糖含量低于0.2%的低乳糖奶粉,同時,可以從NF濃縮物（乳糖濃縮物）中有效地回收高純度（95.7%）的乳糖粉。在整個膜分離過程中,基于物理孔徑篩分機制,而無需添加任何對牛奶的物理和化學(xué)性質(zhì)影響的化學(xué)試劑。此外... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

結(jié)垢機理類型的示意圖：（a）完全堵塞孔；（b）堵塞中間孔；（c）標(biāo)準(zhǔn)收縮孔；（d）形成濾餅層Figure1-1.Schematicdiagramofthetypeofscalingmechanism:(a)completely

耦合膜分離技術(shù)在低乳糖奶粉方面的應(yīng)用11自締合，也可以通過磷酸化中心與膠體磷酸鈣連接形成聚集體（如圖1-2A）[36]，在這兩種作用力下天然牛奶中的酪蛋白形成粒徑80～450nm大小的膠束。圖1-2（A）酪蛋白的鈣橋連接模型和（B）酪蛋白膠束的場發(fā)射掃描電子顯微鏡圖像Figure1-2.(A)Themodelofcaseinlinkedbycolloidalcalciumphosphateand(B)thefieldemission-SEMofcaseinmicelle乳清蛋白中60%是β-乳球蛋白。β-乳球蛋白是一種高度結(jié)構(gòu)化的蛋白質(zhì)，二級結(jié)構(gòu)含有10%左右的α-螺旋，其余90%呈β-折疊和任意螺旋。每一個單體以直徑3.6nm左右的球體形式存在，pH對乳球蛋白的四級結(jié)構(gòu)影響較大，當(dāng)pH小于3或大于7.5時，β-乳球蛋白主要以單體的形式存在；pH為3～7時以二聚體形式存在。α-乳白蛋白是一種與Ca2+結(jié)合的金屬蛋白，Ca2+結(jié)合在10個序列氨基酸內(nèi)，形成轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)。pH小于5時會失去Ca2+，構(gòu)象發(fā)生變化。乳清蛋白的聚集通常與β-Lg，α-La和BSA的熱穩(wěn)定性有關(guān)，但牛奶中的其他主要乳清蛋白也對聚集反應(yīng)做出了重要貢獻。Chaplin和Lyster（1986）[37,38]研究了熱處理過程中α-La的變性和聚集行為，并報道了α-La在沒有β-Lg的情況下不能形成聚集體。α-La除非在沒有鈣的情況下加熱至高溫（95℃）至少14分鐘，否則不會發(fā)生不可逆的變性。α-La的高熱穩(wěn)定性部分是由于其不包含游離SH基團的二級結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的。1.6.2膜和蛋白質(zhì)相互作用的蛋白質(zhì)大小和構(gòu)象各種膜材料和操作過程在回收乳清蛋白方面的應(yīng)用都受到膜表面污染的阻礙，這種污染會導(dǎo)致滲透通量和蛋白質(zhì)傳遞隨時間的減少。盡管已經(jīng)進行了大量的研究來確定膜表面污染的機理模型，但其機理仍然不清楚。膜過濾是一個非常復(fù)雜的過程，很多因素的存在限制了膜分離過程的運行，特別是長期?

耦合膜分離技術(shù)在低乳糖奶粉方面的應(yīng)用19體細胞10μm蛋白質(zhì)0.1μm~14000Da2.9乳糖342Da4.5礦物質(zhì)100~300Da0.3離子40~100Da2.2.2實驗儀器與設(shè)備食品級超濾納濾膜片測試儀（杭州瑞納膜工程有限公司）；實驗室小型超濾中空纖維膜測試儀（浙江賽特膜技術(shù)有限公司）；實驗室電滲析測試儀（浙江賽特膜技術(shù)有限公司）；真空干燥箱（上海森信實驗儀器有限公司）；超聲波清洗儀器（上海比朗儀器有限公司）。2.2.3實驗步驟根據(jù)表2-1里牛奶成分大小，設(shè)計了下圖所示生產(chǎn)低乳糖奶粉的耦合膜分離技術(shù)工藝流程圖，并設(shè)計了以下實驗步驟。圖2-1耦合膜分離技術(shù)用于制備低乳糖奶粉實驗示意圖Figure2-1.Schematicdiagramofpreparationoflowlactosemilkpowderbycoupledmembraneseparationtechnology（1）超濾過程對蛋白質(zhì)及脂肪的截留超濾的目的是在牛奶中截留大分子物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)和脂肪。為了確保高流量和低污染以提高經(jīng)濟效率，超濾過程細分為兩個步驟。在實驗開始前，選取的PES超濾膜在使用前預(yù)先進行24h的浸泡，然后通過1h的預(yù)壓處理，以保證膜分離過程中膜的穩(wěn)定性。首先進行中空纖維膜超濾過程，將巴氏殺菌的牛奶通過截留分子量為100KDaPVC中空纖維超濾膜過濾，在流速為2L/min，壓力為1bar，及在室溫（25±2℃）下截留牛奶中的脂肪和較大蛋白質(zhì)膠束（多為酪蛋白膠束）。過濾后將截留液保存起來，作為在最后過程中制備低乳糖奶粉的混合液中的一部

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]山茶蜂花粉多糖的分離純化和免疫活性研究[D]. 劉恩緒.東北師范大學(xué) 2011



本文編號：3116478