周敏食品科學與工程 071240313
摘要：膜技術是一項新興的高效分離技術，為食品工業的發展發揮了重要的作用。在飲料工業、乳品工業、大豆蛋白分離工業、食品色素精製工業、醬油食醋生產工業、酶製劑工業中得到了廣泛應用，並產生了巨大的經濟效應和社會效應。
關鍵詞：膜分離技術；食品工業；飲料工業；酶製劑工業；乳品工業；
the application of membrane sep aration technology in the food science
zhoumin food science and engineering 071240313
abstract:membrane technology is a new highly efficient separation technology, for the food industry has played an important role in the development. in the beverage industry, dairy industry, soy protein isolate, food pigment refining industry, soy sauce, vinegar production, has been widely used in enzyme preparation industry, and has produced great economic effect and social effect.
key words:membrane separation technology; the food industry. beverage industry; enzyme preparation industry; the dairy industy
1、引言隨著現代杜會對物質高敬分離與純化的要求．膜技術應運麗生，並形成一項欣欣向榮的高科投產業。膜分離法是以外界能量為動力，憑藉各組分柏-高分子薄膜中估質的選擇性差異，對多組分流體物質進住分離、分級、提純和富集的方法。膜分離法是微濾(mf)、超濾(uf)、納濾(nf)、反滲透(ro)、氣體分離(gp)、滲透蒸發(pv)、滲析(dl)和由滲析(ed)等一系列膜分離技術的總稱。
膜分離是一種分子級分離,主要的膜系統按膜孔的緊密程度由密到疏分為:反滲透(ｒｏ),奈米過濾(ｎｆ),超濾(ｕｆ),微濾(ｍｆ)。膜分離技術最突出的特點是高效節能,它可在常溫下實現對各組分的分離、提純、濃縮,因此尤其適合在食品加工業中應用。
2、膜技術應用於食品工業的特點
膜分離技術作為新興的化工分離單元．在食品工業中受到高度重視。主要特點如下
①在常溫下進行，營養成分損失極少，特別適臺於熱敏性物質如果汁酶等的分離、分級、濃縮與富集。
②小發生相變化，揮發性成分如芳香物質損失較少．可保持原有的芳香，與有相變化的分離法和其他分離法相比，能耗低，分離水分時．其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/2～1/5。
③密閉系統中進行被分離食品無色素分解和褐變反應。
④用化學試劑和新增劑，產品不受汙染。
⑤選擇性好．可在分子級內進行物質分離，具有普通濾材無法取代的卓效能。
⑥適應性強，使用範圍廣．司用於分離、濃縮、純化、澄清等工藝。
⑦處理規模可大可小，可以連續也可以間歇進行，膜元件可單獨使用也可聯臺使用，t藝簡單，操作簡便，易於實現自動化操作。在食品加工工業中，膜技術應用的最大障礙是處理料液多種多樣，物理性質千差萬別。同時食品工業要求膜技術的處理成本十分低廉，這就更增加了膜分離技術在食品_l業中的麻用難度。
3、膜技術在食品工業中的應用
3.1 在飲料工業中的應用
傳統的飲料加工工藝,不僅損害風味和營養,而且能耗與生產成本較高。而超濾和反滲透等膜分離技術的逐步應用,有望克服這些缺陷[1]。國外已採用超濾技術澄清蘋果汁、菠蘿汁、柑桔汁、葡萄汁、番茄汁、梨汁等,產品質量及效益較好.
等[2]研究了利用超濾和二乙烯基聚苯乙烯樹脂吸附的聯合過程,對葡萄柚汁進行脫苦,結果發現,由於超濾過程除去了一些苦味前體物質和易被樹脂吸附的大分子物質及懸浮小顆粒,樹脂的使用壽命和脫苦效率明顯改善,柚皮苷和檸檬鹼可被完全除去,明顯提高了果汁的風味.
多級反滲透技術利用高阻止率和低阻止率的反滲透膜同時使用的二級濃縮原理,果蔬汁濃縮,減少了滲透壓的影響,提高了濃縮程度[3],是乙個頗有發展前途的膜濃縮方法。另外,利用聯合膜分離過程,可改善反滲透操作。美國fmc公司和杜邦公司聯合研製出一套聯合的膜分離裝置,稱為freshnote系統,能高度濃縮橙汁,且幾乎完全保持了鮮果汁的風味芳香成分[4]。
將膜分離技術與冷凍濃縮相結合的果蔬汁濃縮技術、反滲透與真空蒸發相結合的果蔬汁濃縮技術[5,6]等,都具有一定的發展前途。
瓶裝茶飲料和速溶茶所面臨的最大的技術難題是「冷後混」,超濾是目前解決這一問題最簡單、最有效的方法。北京食品研究所於80年代末開始這一研究,並使該技術在生產中得到應用[7]。尹軍峰等[8]採用平板超濾裝置,可有效澄清綠茶汁,在合適的工藝引數下,有效風味成分保留率高,能截留大部分易發生沉澱的高分子物質,感官品質佳。
3.2 在乳品工業中的應用
利用膜分離技術的冷殺菌潛勢,可實現乳品滅菌。採用錯流過濾技術生產的牛奶,其保質期可由原來的6～8d延長到16～24d[9]。2023年,piot等人首次將無機膜用於全脂牛奶的過濾除菌。
現在,將巴氏殺菌和無機膜過濾相結合,生產濃縮的巴氏殺菌牛奶的過程已實現工業化[10]。利用膜技術對食品組分進行濃縮與提純,能夠保留食品原有的風味物質,目前也廣泛應用於脫脂乳的濃縮上。用反滲透法可去除60%以上的水分,而用超濾法則可得到蛋白質含量高達80%的脫脂濃乳[11]。
超濾濃縮現已應用於乳酪生產中,由於提高了原料乳的濃度,減少了後續工序中產生的乳清,從而減少酪蛋白和乳清的損失,提高了乳酪的產率[12]。
3.3 在食品色素工業中的應用
在天然色素的生產工藝中，需要脫除萃取過程中產生的不純物和雜菌，即便是生產合成色素，最後的除菌工序也是必不可少的。通常使用的方法是矽藻土過濾，但矽藻土過濾不可完全除菌，還需另外新增除菌過濾裝置。使用板式微濾分離裝置，不僅可以得到與矽藻土相同的透過通量，而且具有矽藻土所不具備的除菌功能。
因此，在使用色素的精緻工藝中微過濾膜分離裝置廣泛的取代了矽藻土過濾[13]。
3.4 在酶製劑工業中的應用
酶是一種生物催化劑，在發酵、食品、醫藥、環保、化工等行業有著重要的用途。工業上提取酶製劑，過去多採用真空濃縮、鹽析沉澱、溶劑萃取、吸附分離法等方法來進行酶液的濃縮和純化。超濾技術發展起來後，由於具有酶活性效率高、對環境汙染小 、生產能耗低等特點，很快便作為濃縮、純化酶製劑的方法而在生產中得到應用。
目前，酶製劑工業已成為膜技術在我國食品行業中應用較多的領域之一[14].
4、結論
食品工業隨著人類文明的發展而不斷更新,在工業化日新月異的今天,食品工業亟待現代化。雖然近幾年來我國**和地方**都十分重視食品工業,制定了一系列支援食品工業發展的政策,增加了資金投入,擴大了農業生產,提高了人民消費水平,使食品工業初步形成門模擬較齊全、技術不斷進步、產品日益豐富、運銷網路較為暢通的生產經營體系,成為國民經濟中具有重大戰略地位的第一大產業。但就目前狀況來看,食品工業與國民經濟增長的要求,與人民生活文化水平提高的要求,與我國加入ｗｔｏ的要求還有很大差距,食品行業的總體特點是商機巨大而水平低下,全行業在經歷由長期短缺向總量過剩的巨大轉折。
我國食品行業分工不夠明確。經貿委、農業部、科技部、輕工和內貿等部門都直接或間接地進入了食品這一行業,造成重複投資較多,歸口不清楚,國家沒有形成乙個全國性的跨行業的高新技術協調機構統領全域性。
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