食品精加工中膜分離技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)，而且促進了食品精加工業(yè)的迅速發(fā)展。膜分離技術(shù)具有諸多優(yōu)點，比如分離率高、操作方便、效果顯著等等。本文依據(jù)食品的生產(chǎn)種類來綜合系統(tǒng)地闡述食品精加工中膜分離技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：食品精加工；膜分離技術(shù)；應(yīng)用

1 膜分離技術(shù)介紹

膜分離技術(shù)是一種利用化學位或者外界能量的推動，通過選擇性透過膜這一分離介質(zhì)，將含有多種組分的液體或是氣體進行分級、分離以及富集的一項技術(shù)。這項技術(shù)在操作過程中不需要加熱，在常溫下就可以進行，整套工藝流程相對簡單，不涉及化學反應(yīng)，因此沒有損壞待分離組分的生物活性，也沒有改變食品的質(zhì)量以及味道，特別是對于生物活性物質(zhì)和熱敏性物質(zhì)很適合用膜分離技術(shù)進行分離。膜分離技術(shù)前期投入資金少，但是效率很高，而且還有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點。膜分離技術(shù)可以分為納濾、超濾、電滲析、膜蒸餾、蒸餾、反滲透等幾大類，這幾種方法用途各異，在膜孔徑的選擇上差別也很大。

大部分膜分離過程中組分并不會發(fā)生任何改變，它可以將溶液中的無機鹽以及大分子去除掉，對于沸點比較接近或是共沸物的組分也可以通過膜分離技術(shù)去除，此外，在膜分離的過程中，細菌和病毒這些微粒也能一并除去，因此它還能起到殺菌和消毒的效果，膜分離過程中也可以除去病毒、細菌等微粒，所以有著簡單的消毒殺菌作用。正是因為膜分離技術(shù)具有很多其他技術(shù)沒有的優(yōu)點，使得它在食品精加工領(lǐng)域的地位越來越無可取代。

2 膜分離技術(shù)在食品精加工中的應(yīng)用

2.1 膜分離技術(shù)在飲料精加工過程的應(yīng)用

對飲料進行澄清處理時我們經(jīng)常會應(yīng)用到膜分離技術(shù)，比如周家春在做蜂蜜型飲料的澄清研究時發(fā)現(xiàn)，我們經(jīng)常使用超濾的方法澄清果汁，如果用超濾這一技術(shù)來處理生產(chǎn)的蘋果汁，果汁得率可以高達97%，而且這項操作簡單可行，也很省時，霉菌和細菌也可以在超濾過程中得到去除，這樣能增加果汁的保質(zhì)期。另外，研究還發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)濃縮幾乎會破壞原果汁中所有的有效物質(zhì)。但是如果用反滲透技術(shù)在10Mpa壓力下加工蘋果汁或柑橘汁時，將會大大降低可溶性固形物的損失率，其值低于1%，像維生素和芳香物這種有效物質(zhì)均能保存下來。近些年，國外很多國家已經(jīng)將反滲透和超濾技術(shù)廣泛應(yīng)用于番茄汁、蘋果汁、梨汁等各種果汁的濃縮和澄清中，而且取得了良好的收益。Jesus等人運用反滲透膜技術(shù)濃縮柑橘汁時發(fā)現(xiàn)，當壓力分別為2、4、6Mpa時，濃縮液里的可溶性固形物含量可以達到16%、28%和36%，VC含量也得到了大幅度提升，從原來的29.3mg/100g分別提高至53.9mg/100g、82.7mg/100g、101.1mg/100g，保持了原產(chǎn)品的風味。Cassano等人運用反滲透、滲透蒸餾和超濾技術(shù)濃縮血橙汁和胡蘿卜汁時，開始通過超濾技術(shù)去除果汁中的纖維素和果膠等大分子物質(zhì)，其后運用反滲透技術(shù)濃縮可溶性固形物的含量，最后在常溫下通過滲透蒸餾的技術(shù)將果汁中可溶性固形物的含量濃縮至62%，大大提高了原汁的品質(zhì)。周仲實等人運用膜分離技術(shù)在做果膠提取試驗時發(fā)現(xiàn)，在1倍控制濃縮下，采用5000分子量的膜，得到的超濾效果是最好的，用電滲析至比電導小于 110 m/Ω·cm時，得到的成品果膠灰分低于1%，這樣可以大幅度減少生產(chǎn)果膠的成本，而且可以提高成品果膠的質(zhì)量。

2.2 膜分離技術(shù)在酒類精加工過程中的應(yīng)用

酒類加工也離不開膜分離技術(shù)的應(yīng)用，范明霞等人在做膜分離技術(shù)脫醇的試驗中發(fā)現(xiàn)，當操作壓力為0.2 Mpa，操作溫度為55℃，膜面流速為4.0 m/s時，采用30 nm 陶瓷無機膜進行試驗，可以獲得原汁原味而且澄清的無醇米酒。

馮玲蕾等人在運用反滲透技術(shù)做啤酒過濾的試驗時發(fā)現(xiàn)，啤酒的酒精度可以降低89.7%，但是總浸出物的濃度并沒有發(fā)生變化，也沒有蒸煮味，這項技術(shù)可以去除啤酒中的乙醇但是保留啤酒中的風味物質(zhì)，在酒精度降低到0.5%（V/V）的同時不會破壞啤酒的味道。

納濾與反滲透技術(shù)是當前最具前景的降低酒精度的工藝生產(chǎn)方式，這種方法在低溫下就可以操作，而且能保留酒的芳香性。Labanda等人將這兩種方法結(jié)合起來進行實驗以降低白酒的酒精度，酒的發(fā)酵過程是十分復(fù)雜的，而且過程中會有各種各樣的產(chǎn)物出現(xiàn)，如果酒中出現(xiàn)很多引發(fā)排斥的化合物時，要對酒中特征香氣成分進行滲透處理，在實驗過程中，白酒發(fā)酵液的原酒精度是12%，經(jīng)過納濾和反滲透處理后，酒精體積分數(shù)得到降低，而特征香氣成分化合物成功留下來，在數(shù)學模型的計算下也驗證了這一結(jié)果。

3 膜分離技術(shù)在食品精加工業(yè)中存在的問題

膜分離技術(shù)已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于食品精加工業(yè)，相較于傳統(tǒng)方法它有很多優(yōu)勢，比如它可以保留原品的品質(zhì)，減少成本與能耗，在節(jié)省時間的同時還能大大提高效率，將很多工業(yè)過程簡單化，是一項環(huán)保的技術(shù)，這項技術(shù)也在不斷地促進食品加工業(yè)的快速發(fā)展。

雖然膜分離技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，不過它依然還有一些問題尚未解決，這也影響了它在食品加工業(yè)中的應(yīng)用。第一，在食品精加工過程中會有膜污染的情況出現(xiàn)，但是目前還沒有解決和避免這一污染的技術(shù)和方法；第二，濃度極差會影響分離的效果，如何降低影響現(xiàn)在還沒有一個好的方法；第三，很多膜的使用壽命不長，這就要求我們要繼續(xù)研發(fā)高分子膜材料，而且有的膜的價格太高，這就加大了研究投入成本。這些問題都制約著膜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，所以，膜分離技術(shù)在給人類帶來很多便利的同時也會引發(fā)一些問題，我們只有把這些問題解決好才可以讓膜分離技術(shù)更廣泛地應(yīng)用于食品加工業(yè)中。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，膜分離技術(shù)在食品精加工業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于果膠提純濃縮、果汁澄清、酒類加工、營養(yǎng)保健口服液加工等等。它有傳統(tǒng)分離技術(shù)所不能替代的優(yōu)點，比如高效節(jié)能等，但同時也存在一些問題還需解決，所以我們要更加深入地發(fā)掘和研究膜分離技術(shù)，解決膜分離技術(shù)在應(yīng)用時出現(xiàn)的問題，讓它給人們創(chuàng)造更多的效益。

參考文獻：

[1]韓虎子，楊紅.膜分離技術(shù)現(xiàn)狀及其在食品行業(yè)的應(yīng)用[J].食品與發(fā)酵科技，2012，48（05）：23-26.

[2]侯琤斐，任虹，彭乙雪，劉曼.膜分離技術(shù)在食品精深加工中的應(yīng)用[J].食品科學，2012，33（13）：287-291.

作者簡介：王瑞豐（1995-），男，安徽合肥人，專業(yè)： 應(yīng)用化學。