电渗析在鲍鱼内脏鱼露脱盐过程中的应用

黄素芳

（福州市食品工业研究所，福建福州350000）

电渗析在鲍鱼内脏鱼露脱盐过程中的应用

黄素芳

（福州市食品工业研究所，福建福州350000）

鲍鱼价格昂贵、营养丰富，其废弃的内脏也具有较高的营养价值和药用价值，可以将鲍鱼内脏综合利用发酵酿制成鱼露。采用电渗析法对鲍鱼内脏鱼露进行脱盐，解决了自然发酵鱼露含盐量过高的问题，从而降低了食用人群患高血压疾病的风险。通过测定鲍鱼内脏鱼露在电渗析过程中不同电压、流量对脱盐率的影响，得出最佳脱盐的操作参数为电压20 V，流量10 L/h，初始盐质量分数5%（稀释5倍）。

鲍鱼内脏鱼露；电渗析；脱盐率

0 引言

鱼露又称鱼酱油、虾油，是我国福建、台湾、香港等地的传统调味珍品。鱼露是以鱼、虾及水产品加工的副产品为原料，利用鱼体自身所含的蛋白酶等一系列酶，以及原料中各种微生物所分泌的酶，使原料中的蛋白质、脂肪等成分进行分解后酿制而成。鱼露呈红褐色、鲜明有光泽、味道鲜美，具有原鱼特有香味特质[1-3]。氨基酸含量达18种以上，其中有7种人体必需氨基酸和特有成分氨基乙磺酸。因其拥有丰富的有机酸，如丙酮酸、富马酸、琥珀酸，另有醇类、脂类等，以及人体新陈代谢所必需的微量元素，如铜、锌、碘、铯等，而深受广大消费者的喜爱。

目前，鲍鱼内脏鱼露的生产方法有酸解、酶解、高温快速等方法，由于受其风味与腥臭味的直接影响，鲍鱼内脏鱼露的生产仍以自然发酵为主，继承了传统高盐浸渍的发酵方法。高盐浓度不仅使腐败微生物的繁殖受到抑制，同时有利于耐盐性和嗜盐性微生物的生长与繁殖，最重要的是只有在此盐浓度下，鲍鱼内脏鱼露的特有香味，如挥发性脂肪酸、肉类风味、氨基酸等才能通过自然发酵酿制而成，然而天然发酵的鲍鱼内脏鱼露也存在一定的安全隐患，食盐量过高便是其中最突出的问题[5-7]。过高的盐分不仅影响风味，同时现代医学也表明，高钠膳食容易引发高血压、高血脂、肾脏病和心血管疾病等，使消费人群的范围在无形中被限制了。为满足人们对低钠膳食的需求、保障饮食的健康，可将普通鲍鱼内脏鱼露中的盐分部分脱除成为低盐鲍鱼内脏鱼露。试验对鲍鱼内脏鱼露进行脱盐处理，不仅降低其含盐量，而且基本保持其风味。

鲍鱼内脏鱼露脱盐的方法有多种，如减压浓缩法、低盐水拌曲法、电渗析法、反渗透法、离子交换法等，但是目前国内外对鲍鱼内脏鱼露的脱盐报道鲜有研究[8-10]。其中，电渗析法因其对环境污染小、能耗低、药剂用量少、适应性强、操作简单、容易实现机械化和自动化、设备占用面积小和耐用、预处理简单等，更重要的是在进行膜清洗和分离的时候不需要添加化学试剂，易于衔接，易于实现大规模连续化操作，因而被广泛应用。

电渗析过程示意见图1。

图1 电渗析过程示意

由图1可知，电渗析是在外加直流电场下，使电位差成为推动力，让鲍鱼内脏鱼露中的离子选择性地通过离子交换膜，使盐与鲍鱼内脏鱼露分离开来。这是一种只允许一种电荷的离子通过，而将另一种电荷离子截留的特殊膜分离操作，即阳离子交换膜只允许阳离子通过、阴离子交换膜只允许阴离子通过成对交替平行排列的2种膜。在膜的2端加上电极，施加电场，方向与膜平面垂直，膜空间便构成多个小室。由于阴膜浓缩室和阳膜淡化室被阳离子交换膜和阴离子交换膜分隔出来交替存在，于是电渗析分离的两股产品也分别从浓缩室和淡化室引出。在试验中，电渗析将应用于鲍鱼内脏鱼露脱盐的研究，并讨论电渗析过程中各参数，如电压、流量对鲍鱼内脏鱼露脱盐率的影响。

1 试验材料与仪器

1.1 试验材料

鲍鱼内脏鱼露。

1.2 试验仪器

QQ-DM-1*2/40型电渗析器，浙江千秋环保水处理有限公司产品；SG3型电导率仪，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；DK-98-1型电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司产品；HJ-2型磁力搅拌器，常州国华电器有限公司产品。

2 试验方法

以脱盐率适当（相同时间内脱盐率最高）为指标，测定各单因素对脱盐过程的影响。

（1）电压不同对脱盐过程的影响。为了考虑不同电压，且初始盐质量分数为4.97%（稀释5倍），流量为15 L/h下的鲍鱼内脏鱼露脱盐过程中，对各项性能指标的影响。分别在不同电压8，12，16，20，28，32，38 V下，对鲍鱼内脏鱼露进行脱盐处理。在每个不同电压下运行电渗析的时候，保证每一次的鲍鱼内脏鱼露原始浓度与流量都保持一致，再对鲍鱼内脏鱼露进行循环脱盐。

（2）不同流量对脱盐过程的影响。在试验中，恒定初始盐质量分数（稀释5倍），电压为20 V时，分别考查鲍鱼内脏鱼露在流量为10，15，20，30 L/h下的脱盐率。

3 结果与分析

3.1 不同电压对脱盐过程的影响

恒定流量为10 L/h，初始盐质量分数为4.97%（稀释5倍），测定在不同电压8，12，16，20，28，32，38 V下各指标的变化情况。

不同电压对脱盐率的影响见图2。

图2 不同电压对脱盐率的影响

由图2可知，在恒定初始盐质量分数与恒定流量下，电压从8 V增加到12 V之间时，鲍鱼内脏鱼露的脱盐率呈明显上升趋势，这是因为起初随着电压的增加，离子迁移的推动力也得到增加，脱盐率便不断增大；当达到12～20 V的电压时，便有了较高的脱盐率。发生这种现象，主要是因为起初阶段电压较小，有比较严重的浓差扩散和水渗透，所以刚开始脱盐率较低。随着电压的逐渐升高，增加了离子迁移的推动力，脱盐率增大。当脱盐率增加到某一数值时，接着增加的速率不断减小，此时的电流密度称为极限电流密度，当超过极限电流密度时，大量水分电离生成H＋和OH-来负载电荷，参与电流传递，这种现象称为极化。极化的发生会严重影响电渗析的正常运行，并且降低电渗析的使用寿命，因此应严格控制电渗析在极限电流之下进行操作。

总的来说，在较低操作电压情况下，淡水室中的盐含量会随时间的增加而减少，脱盐效果也逐渐变差。由此可知，电压过高时，对鲍鱼内脏鱼露的脱盐率并没有较大的意义。

3.2 不同流量对脱盐过程的影响

恒定电压为20 V，初始盐质量分数为4.97%（稀释5倍），测定在不同流量10，15，20，30 L/h下各指标的变化情况。

不同流量对脱盐率的影响见图3。

图3 不同流量对脱盐率的影响

由图3中的试验最终数据可以看出，在恒定初始盐质量分数和恒定电压条件下，起初处于较低流量的情况下脱盐率较高、残留盐量低，此时电流密度也比较小。然而在低流量时，电渗析器中料液停留的时间长，能够大量透过离子交换膜而进入浓缩室。与之相反，如果提高流量，能够获得较大的电流密度，离子传递无法充分进行，脱盐率便会下降，此时剪切力和鲍鱼内脏鱼露的流动程度大。因此，建议在脱盐室用较低流量进行操作，即10 L/h。

4 结论

（1）根据以上对电渗析操作过程中各个因素的影响程度可知，电压是影响电渗析的主要因素，能够在很大程度上影响脱盐率等。经过综合比较之后，选择20 V为最佳电压。

（2）与电压相比，流量对电渗析过程中各项指标也有较大的影响，所以综合脱盐率的因素影响，应选择流量10 L/h为最佳操作工艺。

[1]张雪花，陈有容.鱼露发酵技术的研究现状[J].上海水产大学学报，2000，9（4）：355-358.

[2]刘贤杰，陈福明.电渗析技术在酱油脱盐中的应用[J].中国调味品，2004（4）：17-21.

[3]于璐.电渗析技术在食品与医药工业方面的应用[J].中国环境管理丛书，2010（2）：40-43.

[4]赵瑞华，凌开成.影响电渗析器极限电流密度的因素[J].广州食品工业科技，2002（4）：13-14.

[5]黄伟，刘东红.竹笋原液电渗析脱盐工艺的研究[J].食品与发酵工业，2007，33（3）：72-74.

[6]李广，梁艳玲.电渗析技术的发展及应用[J].化工技术与开发，2008，37（7）：28-30.

[7]徐佳，伍联营.脱盐过程的比较和选择[J].水处理技术，2005，31（11）：8-11.

[8]徐伟，任艳，薛长湖.鱼酱油国外研究进展[J].食品工业科技，2007（9）：244-247.

[9]韦明泉，刘宾.1,3-丙二醇发酵液电渗析脱盐技术研究[J].商情，2008（4）：93-97.

[10]孟洪，彭昌盛.电渗析过程中的浓差极化及水解离机理[J]. 2003，23（1）：7-11.◇

Electrodialysis Desalination Process in the Fish Sauce Made from Abalone Viscera

HUANG Sufang
（Fuzhou Food Industry Institute，Fuzhou，Fujian 350000，China）

Abalone is expensive and rich in nutrition.Its visceral also has high nutritious and medicinal value.Abalone visceral are made into the fish sauce by these experiments.This experiments use electrodialysis for desalination of fish sauce made from abandone visceral，it not only solve the problem about high salinity of fish sauce，but also reduce the risk of hypertension disease of the edible crowd.In these experiments，the limiting current density is determinated in different valtages and flow rates.In the process of electrodialysis，salt removal efficiency and amino acid recovery are reflected in different voltages，flow rates and salt concentration.And it is concluds the best parameter of desalination.Voltage is 20 V，flow rate for 10 L/h，salt concentration is 5%（namely dilution 5 times）.

fish sauce of abalone visceral；electrodialysis；salt removal efficiency

TQ920.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.03.006

1671-9646（2017）03a-0019-03

2017-03-03

黄素芳（1987—），女，本科，工程师，研究方向为食品营养。