离子交换及色谱分离
离子交换技术
离子交换是指采用离子交换树脂，使交换剂和溶液中可交换离子之间发生等物质量的可逆性交换，交换剂的结构不发生实质性变化。主要应用于水质软化、水质除盐、高纯水制取，贵重金属回收、乳清脱盐等。
离子交换系统
色谱分离技术
根据目标物的分离特性，色谱分离可以分为如下几类：
| 特性 | 分类 |
| 表面电荷 | 离子交换色谱（IEX） |
| 颗粒尺寸 | 体积排阻色谱（SEC），也称为凝胶过滤（GF） |
| 配体特异性 | 亲和色谱 |
| 亲疏水性 | 疏水色谱（HIC）、反相色谱（RPC） |
离子交换及色谱在乳制品中的应用
1. 乳清脱盐
乳清是干酪生产或干酪素生产的液态副产物。乳清体积占生产加工的原乳体积的80%~90%，乳清中含有乳糖、乳清蛋白、微生素及无机盐。 其中无机盐含量约0.6~0.8%，主要为Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-。按照矿物质去除率可分为D40、D70、D90等型号，其中D90乳清粉灰分含量在1.5%以下，是生产婴儿配方奶粉的主要原料。同时在烘焙食品、营养品、保健食品等产品中也被广泛应用。
据统计数据显示，我国乳清粉进口量年均增长率约为10.7%，2022年乳清类进口约59.9万吨，其中用于婴幼儿配方奶粉生产的脱盐乳清粉约15万吨。
采用纳滤+电渗析+离子交换可以制备不同规格的脱盐乳清。
| 工艺 | 纳滤 | 纳滤+电渗析 | 纳滤+电渗析+离子交换 |
|---|---|---|---|
| 脱盐 | 30%~35% | 50%~70% | >90% |
| 乳糖 | <70% | 70%~75% | >80% |
| 灰分 | >5% | 2.5%~4.0% | <1% |
2. 乳清蛋白提取
乳清含有原乳中营养成分的~50%，同时蛋白含量占原乳中的~20%，从乳清中分离回收对人体有益的营养成分（如乳铁、免疫球蛋白等）具有重要意义。
根据下图可知，利用乳清中不同蛋白质等电点、分子质量等性质，可用选择不同种类的树脂完成活性蛋白的分离、纯化。
以乳铁蛋白LF与乳过氧化物酶LP的分离为例：
由上表可知，乳清中大部分蛋白的等电点较低（4~5左右），而乳铁蛋白LF与乳过氧化物酶LP的等电点较高（7~9左右），因此可以通过调节乳清pH，使LF和LP带正电荷，而其他蛋白带负电荷，选择阳离子树脂，达到LF/LP与乳清其他蛋白的分离，再通过梯度洗脱，完成LF与LP的分离。，