牛奶中含有数百种蛋白质，
包括酪蛋白、乳清蛋白及乳脂肪球膜蛋白等等。
如何将各种乳蛋白进行分离，有多种方法，
大规模商业化生产中经常使用的是膜过滤分离技术，
一起了解下如何利用膜过滤将不同的蛋白组分进行分离的。
一、牛奶的成分组成
牛奶含有独特的营养成分，包括蛋白质、脂肪、乳糖、矿物质和其他。这些成分的含量、大小、结构和物理性质各不相同。
牛奶中大约3.6%的蛋白质由约80%酪蛋白和20%的乳清蛋白组成。
酪蛋白和乳清蛋白具有很不相同的结构和物理性质，两者的区别见下表。
根据牛奶成分的独特特性来改变牛奶成分的加工技术，使乳制品行业有能力用牛奶生产出各种各样的乳品成分，其中膜过滤方法可以根据
牛奶成分的分子量大小将其分离。
二、膜过滤分离技术
膜过滤，是一种通过半渗透膜将液体分离成两股流的分离过程。这两种流被称为渗余物（截留物）和渗透物。
通过使用不同孔径的膜，可以分离牛奶和乳清的特定成分，也可以浓缩或去除/减少指定的成分。
膜过滤基本上可分为四种主要技术，
• 微滤（Microfiltration，MF）
• 超滤（Ultrafiltration，UF）
• 纳滤（Nanofiltration，NF）
• 反渗透（Reverse osmosis，RO）
微滤和超滤技术是乳制品行业使用的主要膜分离技术。
微滤（MF）
微滤是一种基于开放结构膜的低压驱动膜过滤工艺。它允许溶解的成分通过，而大多数未溶解的成分被膜排斥。
图引自GEA Membrane filtration inthe dairy industry
在乳制品行业，微滤广泛用于减少牛奶和乳清中的细菌和孢子，去除脂肪，以及蛋白质和酪蛋白的标准化。
超滤（UF）
超滤是一种中压驱动的膜过滤工艺。超滤是基于具有中等开放结构的膜，允许大多数溶解组分和一些未溶解组分通过，而较大的组分被膜挡住。
在乳制品工业，UF广泛用于乳清蛋白浓度和乳蛋白浓度的浓缩和/或标准化。
引自GEA Membrane filtration inthe dairy industry
纳滤（NF）
纳滤是一种中高压驱动的膜过滤工艺。一般来说，纳滤是另一种类型的反渗透，其中膜具有稍微更开放的结构，主要允许单价离子通过膜。
二价离子在很大程度上被膜排斥。
在乳制品行业，纳滤主要用于乳清的部分脱盐、无乳糖牛奶或乳清的体积减少。
反渗透（RO）
反渗透是一种基于非常致密的膜的高压驱动的膜过滤过程。原则上，只有水能通过膜层。
在乳制品行业，反渗透通常用于牛奶和乳清的浓缩或体积减少、牛奶固体回收和水回收。
三、乳蛋白的膜分离
乳蛋白分离时，需要考虑乳蛋白组分的分子大小和膜孔径大小。与其他膜过滤过程一样，保留在膜中的较大分子被称为“截留物”，通过膜的较小分子成为“渗透物”。
牛奶组分相对大小与膜孔径范围
图引自Technical Report: Milk Fractionation Technology and Emerging Milk Protein Opportunities.
乳制品工业应用超滤从乳清液中浓缩乳清中的乳清蛋白和乳中的乳蛋白。脱脂乳经超滤可以将乳蛋白与乳糖分离，从而产生浓缩牛奶蛋白（MPC）；对干酪乳清进行超滤可以将乳清蛋白与乳糖分离，从而生产乳清蛋白浓缩物。
酪蛋白的分子量大于大多数乳清蛋白，因此可以通过微滤将牛奶蛋白分离成酪蛋白和乳清蛋白。含有酪蛋白（截留物）的部分通常被称为“胶束酪蛋白”，而含有乳清蛋白（渗透物）的组分常被称为“天然乳清蛋白”。膜分离酪蛋白可用于生产高质量酪蛋白或酪蛋白酸盐，或用于生产富含酪蛋白的乳制品的胶束酪蛋白。膜分离乳清部分（渗透物）含有不受热处理、酶（凝乳酶）或细菌（发酵剂培养物）影响的天然形式的乳清蛋白。该产品特别适用于生产高质量的液体稳定剂、乳清蛋白浓缩物（WPC）和乳清蛋白分离物（WPI）。
将上面所讲汇总成下面的示意图，可以让我们更好理解乳蛋白是如何利用膜分离技术分开的。
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参考文献：
1. Kimberlee (K.J.) Burrington,Technical Report: Milk Fractionation Technology and Emerging Milk Protein Opportunities. U.S Dairy Export Council
2. GEA Membrane filtration inthe dairy industry.
（文章来源——银河路Milky）
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