食品精加工中膜分离技术的应用

摘 要：膜分离技术广泛应用于食品加工业，而且促进了食品精加工业的迅速发展。膜分离技术具有诸多优点，比如分离率高、操作方便、效果显著等等。本文依据食品的生产种类来综合系统地阐述食品精加工中膜分离技术的应用。

关键词：食品精加工；膜分离技术；应用

1 膜分离技术介绍

膜分离技术是一种利用化学位或者外界能量的推动，通过选择性透过膜这一分离介质，将含有多种组分的液体或是气体进行分级、分离以及富集的一项技术。这项技术在操作过程中不需要加热，在常温下就可以进行，整套工艺流程相对简单，不涉及化学反应，因此没有损坏待分离组分的生物活性，也没有改变食品的质量以及味道，特别是对于生物活性物质和热敏性物质很适合用膜分离技术进行分离。膜分离技术前期投入资金少，但是效率很高，而且还有环保节能的优点。膜分离技术可以分为纳滤、超滤、电渗析、膜蒸馏、蒸馏、反渗透等几大类，这几种方法用途各异，在膜孔径的选择上差别也很大。

大部分膜分离过程中组分并不会发生任何改变，它可以将溶液中的无机盐以及大分子去除掉，对于沸点比较接近或是共沸物的组分也可以通过膜分离技术去除，此外，在膜分离的过程中，细菌和病毒这些微粒也能一并除去，因此它还能起到杀菌和消毒的效果，膜分离过程中也可以除去病毒、细菌等微粒，所以有着简单的消毒杀菌作用。正是因为膜分离技术具有很多其他技术没有的优点，使得它在食品精加工领域的地位越来越无可取代。

2 膜分离技术在食品精加工中的应用

2.1 膜分离技术在饮料精加工过程的应用

對饮料进行澄清处理时我们经常会应用到膜分离技术，比如周家春在做蜂蜜型饮料的澄清研究时发现，我们经常使用超滤的方法澄清果汁，如果用超滤这一技术来处理生产的苹果汁，果汁得率可以高达97%，而且这项操作简单可行，也很省时，霉菌和细菌也可以在超滤过程中得到去除，这样能增加果汁的保质期。另外，研究还发现蒸发浓缩几乎会破坏原果汁中所有的有效物质。但是如果用反渗透技术在10Mpa压力下加工苹果汁或柑橘汁时，将会大大降低可溶性固形物的损失率，其值低于1%，像维生素和芳香物这种有效物质均能保存下来。近些年，国外很多国家已经将反渗透和超滤技术广泛应用于番茄汁、苹果汁、梨汁等各种果汁的浓缩和澄清中，而且取得了良好的收益。Jesus等人运用反渗透膜技术浓缩柑橘汁时发现，当压力分别为2、4、6Mpa时，浓缩液里的可溶性固形物含量可以达到16%、28%和36%，VC含量也得到了大幅度提升，从原来的29.3mg/100g分别提高至53.9mg/100g、82.7mg/100g、101.1mg/100g，保持了原产品的风味。Cassano等人运用反渗透、渗透蒸馏和超滤技术浓缩血橙汁和胡萝卜汁时，开始通过超滤技术去除果汁中的纤维素和果胶等大分子物质，其后运用反渗透技术浓缩可溶性固形物的含量，最后在常温下通过渗透蒸馏的技术将果汁中可溶性固形物的含量浓缩至62%，大大提高了原汁的品质。周仲实等人运用膜分离技术在做果胶提取试验时发现，在1倍控制浓缩下，采用5000分子量的膜，得到的超滤效果是最好的，用电渗析至比电导小于 110 m/Ω·cm时，得到的成品果胶灰分低于1%，这样可以大幅度减少生产果胶的成本，而且可以提高成品果胶的质量。

2.2 膜分离技术在酒类精加工过程中的应用

酒类加工也离不开膜分离技术的应用，范明霞等人在做膜分离技术脱醇的试验中发现，当操作压力为0.2 Mpa，操作温度为55℃，膜面流速为4.0 m/s时，采用30 nm 陶瓷无机膜进行试验，可以获得原汁原味而且澄清的无醇米酒。

冯玲蕾等人在运用反渗透技术做啤酒过滤的试验时发现，啤酒的酒精度可以降低89.7%，但是总浸出物的浓度并没有发生变化，也没有蒸煮味，这项技术可以去除啤酒中的乙醇但是保留啤酒中的风味物质，在酒精度降低到0.5%（V/V）的同时不会破坏啤酒的味道。

纳滤与反渗透技术是当前最具前景的降低酒精度的工艺生产方式，这种方法在低温下就可以操作，而且能保留酒的芳香性。Labanda等人将这两种方法结合起来进行实验以降低白酒的酒精度，酒的发酵过程是十分复杂的，而且过程中会有各种各样的产物出现，如果酒中出现很多引发排斥的化合物时，要对酒中特征香气成分进行渗透处理，在实验过程中，白酒发酵液的原酒精度是12%，经过纳滤和反渗透处理后，酒精体积分数得到降低，而特征香气成分化合物成功留下来，在数学模型的计算下也验证了这一结果。

3 膜分离技术在食品精加工业中存在的问题

膜分离技术已经越来越多地应用于食品精加工业，相较于传统方法它有很多优势，比如它可以保留原品的品质，减少成本与能耗，在节省时间的同时还能大大提高效率，将很多工业过程简单化，是一项环保的技术，这项技术也在不断地促进食品加工业的快速发展。

虽然膜分离技术已经日趋成熟，不过它依然还有一些问题尚未解决，这也影响了它在食品加工业中的应用。第一，在食品精加工过程中会有膜污染的情况出现，但是目前还没有解决和避免这一污染的技术和方法；第二，浓度极差会影响分离的效果，如何降低影响现在还没有一个好的方法；第三，很多膜的使用寿命不长，这就要求我们要继续研发高分子膜材料，而且有的膜的价格太高，这就加大了研究投入成本。这些问题都制约着膜技术的发展和应用，所以，膜分离技术在给人类带来很多便利的同时也会引发一些问题，我们只有把这些问题解决好才可以让膜分离技术更广泛地应用于食品加工业中。

4 结语

现阶段，膜分离技术在食品精加工业已经广泛应用于果胶提纯浓缩、果汁澄清、酒类加工、营养保健口服液加工等等。它有传统分离技术所不能替代的优点，比如高效节能等，但同时也存在一些问题还需解决，所以我们要更加深入地发掘和研究膜分离技术，解决膜分离技术在应用时出现的问题，让它给人们创造更多的效益。

参考文献：

[1]韩虎子，杨红.膜分离技术现状及其在食品行业的应用[J].食品与发酵科技，2012，48（05）：23-26.

[2]侯琤斐，任虹，彭乙雪，刘曼.膜分离技术在食品精深加工中的应用[J].食品科学，2012，33（13）：287-291.

作者简介：王瑞丰（1995-），男，安徽合肥人，专业： 应用化学。