膜分離技術(shù)及其在農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用分析

□ 黎海濤　浙江醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校

膜分離技術(shù)及其在農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用分析

□ 黎海濤浙江醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校

膜分離技術(shù)有其顯著的技術(shù)應(yīng)用有效性，本文主要分析超濾（UF）膜技術(shù)、微濾（M F）膜技術(shù)、反滲透（RO）膜技術(shù)，重點(diǎn)介紹膜分離技術(shù)在牛初乳加工和果汁加工中的應(yīng)用，以期提高其技術(shù)應(yīng)用有效性。

常見的膜分離技術(shù)

超濾（UF）膜技術(shù)

超濾分離技術(shù)目前是膜分離技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一種分離手段。在國外，超濾膜分離技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)已成功地應(yīng)用在植物蛋白的分離、果汁的澄清、蔬菜汁的濃縮、酶精制、發(fā)酵液和菌體的濃縮及乳制品等方面。

微濾（MF）膜技術(shù)

微濾膜通常用于過濾和除菌。當(dāng)前我國在農(nóng)產(chǎn)品加工過程中已廣泛應(yīng)用該過濾技術(shù)。在實(shí)際加工中常會(huì)殘留廢棄物，且生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，為徹底除菌，一般還要再進(jìn)行一道工序。在充分利用微濾膜的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)，有助于有效提升產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步降低成本。

反滲透（RO）膜技術(shù)

充分利用反滲透膜的優(yōu)點(diǎn)，能保證水的分離效果，這在農(nóng)產(chǎn)品種應(yīng)用十分廣泛，往往適用于高濃度濃縮液的相應(yīng)處理過程中。美國的FM C公司和杜邦公司共同發(fā)明一種能夠分離果汁的機(jī)器，該機(jī)器能分離相應(yīng)的膜，主要應(yīng)用于水果的分離和濃縮，并將水果濃縮到極限，同時(shí)不會(huì)失去或稀釋水果原有的味道。此外，將分離薄膜技術(shù)和冷藏聯(lián)合的壓縮技術(shù)，反浸透和真空揮發(fā)相聯(lián)合的壓縮技術(shù)，也使反浸透在擴(kuò)大原液的濃縮范圍中獲得更多運(yùn)用。

膜分離技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工中的有效應(yīng)用

牛初乳加工中的膜分離技術(shù)應(yīng)用

1.在牛奶初加工中的應(yīng)用

膜分離技術(shù)應(yīng)用于牛奶初加工中，可大大提高分離效率。牛乳脂肪以乳濁液的形式存于牛奶中，其直徑在0.1～15 μ m，脂肪球的平均直徑僅有3.4 μ m。脂肪球受溫度影響，聚集程度也有所不同，低溫更易聚集，同時(shí)當(dāng)溫度在60 ℃以下時(shí)，其表面張力達(dá)到最小，因此破裂為更小的脂肪球。因此想要獲得最佳分離效果，溫度以50 ℃最佳。在微濾全脂牛奶的過程中，也有專家選擇使用2 μ m陶瓷膜，對(duì)所含的脂肪進(jìn)行離心分離，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示相較于離心分離，經(jīng)截留液分離后的稀奶油效果更佳。所以將這一技術(shù)手段牛乳加工及其他操作的過程中充分運(yùn)用，也能取得較好的效果，且生產(chǎn)出的相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)也更加優(yōu)良。

2.在牛奶濃縮中的應(yīng)用

牛奶濃縮的一般方法是加熱，過去的方法中運(yùn)用三種效果濃縮罐，如今采用較科學(xué)的技術(shù)的運(yùn)用六種效果濃縮罐。六種效果濃縮罐具有熱能利用率高的優(yōu)點(diǎn)，但它和傳統(tǒng)熱處理系統(tǒng)具有相同的缺點(diǎn)，即對(duì)蛋白質(zhì)破壞大，特別是破壞免疫球蛋白等活性物質(zhì)，用該設(shè)備加工牛初乳，牛初乳的保健功效將大大降低。此時(shí)需引入膜分離技術(shù)。有記載顯示，我國甘肅省膜技術(shù)科學(xué)院曾將管式反滲透膜技術(shù)應(yīng)用到提升牛奶濃度方面，結(jié)果顯示固形物可由最初的12%提升一倍，鑒于實(shí)驗(yàn)效果顯著，可將該技術(shù)運(yùn)用在牛初乳加工方面。

果汁加工中的膜分離技術(shù)應(yīng)用

1.果汁飲料

果膠的存在是果汁整體粘度提高的原因，如果壓榨將影響出汁率，有很多種方法可在加工過程中消除這些果膠，常用的有酶處理法澄清、加熱凝聚澄清、自然沉降澄清。酶處理法是添加果膠酶，將果肉里的果膠逐步分解成半乳糖醛酸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離純化這一效果，很大程度地地保留各類果汁里的氨基酸、各種維生素與礦物質(zhì)。由于新鮮果粒榨汁其中的各個(gè)組成部分和膠粒直徑大小不同，按照截取一定數(shù)量的超級(jí)細(xì)致的薄膜幫助酶的處理的方法澄清新鮮果汁。前期借助一小部分的果膠酶先消除表層的果膠，隨后使用超濾膜將剩余的部分實(shí)施過濾，該方法以節(jié)省資源，降低發(fā)生堵塞的概率，并在無高溫處理的條件下殺死細(xì)菌。

2.果汁濃縮

通常情況下會(huì)借助膜分離技術(shù)正常進(jìn)行，不但可節(jié)省能源還可極大地避免揮發(fā)，確保質(zhì)量，并具有反滲透、納濾和膜蒸餾的特點(diǎn)。通常配合反滲透與納濾的方式壓縮在現(xiàn)實(shí)案例中，首先提取一部分果汁利用反滲透預(yù)壓縮，然后運(yùn)用納濾膜（孔徑很?。┊?dāng)料液的張力到特定情況時(shí)，過濾其他物質(zhì)，如溶液和配料。

3.果汁脫氣

采用的有效脫除方式是水相脫氣法，依據(jù)氣體在水中溶解度與其表面分壓成正比的原理，逐漸降低氧氣分壓，從而使溶氧逸出。操作時(shí)將微孔膜一側(cè)與果汁接觸，另一側(cè)抽真空，調(diào)節(jié)孔徑可實(shí)現(xiàn)氧氣的選擇性脫除。

結(jié)語

膜分離技術(shù)有顯著的優(yōu)越性，如無污染、節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備簡(jiǎn)單等，尤其適合于農(nóng)產(chǎn)品加工，且膜技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性日益提高，國內(nèi)膜工業(yè)產(chǎn)值也逐漸增加。但我國膜技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用水平與國際技術(shù)先進(jìn)國家仍有較大差距，急需增加開發(fā)研究力度，提高其技術(shù)應(yīng)用有效性。

黎海濤（1989-），男，漢，浙江溫州人，碩士，浙江醫(yī)藥高等專科學(xué)校，助教。研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及儲(chǔ)藏。