膜分离技术在食品工业中的应用(1)
《食品研究与开发》!""#年$月第!%卷第!期
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膜分离技术在食品工业中的应用
伍小红
摘
陕西师范大学食品工程系西安5’""%!
要：介绍了膜分离技术的原理、特点，膜分离方法的基本特征，以及其在食品工业中的应用。
关键词：膜分离技术；食品工业；应用
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膜分离技术是利用天然或人工合成的，具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离，分级，提纯和浓缩的技术。膜分离技术基本上不发生相变化，能耗低；一般在常温下进行，特别适用于热敏性物质的分离，且在闭合回路中运转，减少了材料与&!接触；操作时只需简单加压输送，反复循环。工艺简单，操作方便；无需通过膜的迁移，不会发生性质改变。基于这些特点，膜分离技术被称为传统化学分离方法的一次革命。对于天然产物的分离，它将是!’世纪最有发展前途的新技术之一。(’)
，钠滤（，膜；纤维膜材料主要用于反渗透（*+）,-.）微滤（，芳香聚酰胺类和杂环类膜材料主要用于/.）反渗透；聚砜是超滤（，微滤膜材料，并用作复合0.）模的支撑材料；聚酰亚胺是耐高温，化学稳定性好的膜材料，用于超滤和反渗透膜；聚丙烯晴膜水通量大于聚砜，是0.和/.的材料；其它如硅橡胶，聚烯烃类和含氟高分子等多用作渗透蒸发膜材料。在分离不同溶质时，先知道被分离物质的分子量，按其分子量的大小来考虑选用哪一种分离形式，以免造成膜表面有附着物和孔堵塞，类似的膜污染和劣化导致通量的衰减，造成膜的使用效率降低。所以，恰当的选择膜分离在生产流程中的切入点，料液的预处理和选择相应的膜清洗方式，将有效的延长膜的使用周期和寿命。
主要膜分离方法的基本特征如表’(!)
!膜分离方法的基本特性
膜是膜分离技术的核心。膜材料的物理化学性
质，膜的分离透性和膜的使用成本对膜分离技术起着决定性的影响。目前使用的分离膜多为高分子
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
油渣压缩成高蛋白饲料。南瓜中有一些类型和品种形状奇特、色泽艳丽、观赏期长，适合棚架和盆栽，也可做成“礼品果篮”等，极具观赏价值。
版社，!""’［7］扈文盛1
常用食品数据手册(/)1
北京：中国食品出版社，
’23#，3
韩雅珊1不同烹调方法为蔬菜!—胡萝卜素含量的影响［$］王强，
：(4)1食品科学，’225（$）#56#2
［#］谢宇1开发南瓜产品情报研究(4)1四川食品工业科技，’22’，
（：$）77675
［%］桑万邦1南瓜粉的药用与经济价值(4)1中国食品信息，’22’，
（：5）!!
［沈晓春1南瓜的药用价值及其开发利用的前景1中国5］张拥军，
计量学院学报，!""7，’$（：7）!"$6!"%
［刘洪银1谈谈几种常见植物油的营养(4)1食品科技，3］于纪姗，
：’22#（’）7#
"结束语
南瓜营养丰富，是目前开发保健食品的主要原
料之一。其各组成部分均有较高的营养和药用价值。可利用现代高新技术，根据南瓜不同部分的营养成分，发展南瓜的高新技术产品，满足不同生理人群的需求，进而抢占国际和国内市场；也可使南瓜产品变废为宝，综合利用，以提高经济效益和社会效益。参考文献：
［’］李时珍1本草纲目(/)1北京：人民卫生出版社，’23"
［!］于守洋，崔洪斌1中国保健食品的进展(/)1北京：人民卫生出
收稿日期：#$$"%$&%!’
’!《食品研究与开发》!""#年$月第!%卷第!期
表"
主要膜分离方法基本特征
透过组分溶液气体
传递机理筛分
膜类型多孔膜
膜分离方法
微滤超滤
分离目的溶液脱粒子气体脱粒子溶液脱大分子、大分子分级、大分子溶液
脱小分子溶剂脱溶质
浓缩
小分子溶液筛分优先吸附溶解—扩散阻扩散
非对称膜
反渗透渗析
溶剂小分子溶质或较小的溶质小离子组分气体较小组分或膜中易溶组分膜内易溶解或易挥发组分
非对称膜或复合模非对称膜或离子交
换膜离子交换膜均质膜，复合模，非
分对称膜均质膜，复合模，非
分对称膜
大分子溶质溶液脱小
分子
溶液脱小离子，小离
电渗析子溶质的浓缩，小粒
子的分级气体混合物分离，富集或特殊组分脱离挥发性液体混合物分
离
电迁移扩散
气体分离渗透蒸发
溶解—扩散溶解—扩散
!!&’
膜分离技术在食品工业中的应用啤酒酿造
反渗透法生产低度啤酒。首先将啤酒经反渗透
化操作。
!&$酿造酱油
利用超滤技术进行酱油的澄清除菌，可以获得
浓缩，由于膜对酒精的截留能力差，一定量的透过液一起被分离出来，然后用不含酒精的溶液（如无菌水）稀释浓缩液，这样就降低了啤酒的酒精度，另外使用电渗析和离子交换树脂联合装置，可除去水中细菌，病毒，残留农药等，净化啤酒酿造用水。
高澄清度优质酱油(#*。由于超滤膜的选择性，酱油中的氨基酸，盐，有机酸等小分子风味物质透过膜，其他的大分子物质如微生物菌体，大分子蛋白质，杂质颗粒沉淀等则被截留，从而获得澄清透明的酱油，但是膜材料易被污染，主要由蛋白质污染，是个重要因素。
!&!低度白酒及日本清酒的澄清
白酒中常含有棕榈酸乙酯，油有酸乙酯，亚油
!&#大豆乳清回收
大豆分离蛋白生产过程中的乳清一直是环保
酸乙酯等物质，溶于酒精不溶于水，当酒度和温度降低时，这些物质溶解度降低而使白酒混浊，影响产品质量，这些混浊物粒径小，比重轻，用常规法不佳，但用超滤法分离就可保证白酒质量()*。日本清酒类似我国黄酒，一般在%#度装瓶，易破坏部分香味物质，引起酒质下降，未经加热的生酒风味好，但易酸败产生白色沉淀。日本针对这些问题，用超滤法除去混浊物和菌体，用无菌瓶装工艺形成了完全不加热生产清酒的新技术。
治理的难点。乳清中的乳清蛋白质，大豆低聚糖和盐类，排放到自然水体会造成污染。其中大豆低聚糖被称为胀气因子过去一直不受欢迎，但八十年代日本研究发现大豆低聚糖中的棉籽糖和水苏糖对人体中的双歧杆菌有活化和增值作为，是功能性甜味剂。对大豆分离蛋白过程中产生的乳清经超滤!一级钠滤!二级钠滤!反渗透得到回收物质，变废为宝(%*。
!&)味精的分离
传统的味精提取工艺中，采用对发酵液的带菌
!&#茶饮料
绿茶种茶多酚抗癌，益健康，目前茶饮料很流
等电点离交法，收率低，且易形成!型谷氨酸，有人采用先除菌的发酵液浓缩进行浓缩等电点的研究，提高收率，但通常采用离心法除菌，除菌率低，操作强渡大，未被推广。膜分离可提高收率。传统有机膜存在通量较小，浓缩比较低的缺点，如今用新型的无机陶瓷膜($*，实现了除菌、洗菌、浓缩过程的连续
行。生产中茶水的多酚类物质和水溶蛋白质等咯合物形成絮状沉淀，茶多酚在生产中富集问题一直是技术难点(+*。选用不同的超滤膜可调节茶饮料中茶多酚和固形物含量，改善其凝絮，沉淀现象；若提取茶多酚，选用不同的超滤膜又可以从茶中分离出大分子蛋白质和果胶类物质，减少茶多酚与其络合物
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国内外小麦生产现状及发展趋势
崔桂霞
天津市宝坻区农业技术推广中心
天津农学院食品科学系
甄润英
3"4’""
3""3’$
&464
国内外小麦生产现状世界小麦生产情况
目前，世界小麦的种植面积大约为!!##%万
多。产量位居全球前#名的是中国、印度、美国、俄罗斯、法国。从面积、总产、进出口综合考虑，最重要的小麦生产国是中国、美国、印度、法国、加拿大、澳大利亚。根据4224>!""4年统计，这:个国家小麦面积占世界小麦总面积#:6’’@，小麦产量占世界小麦总产量的%"6:@。
根据国际谷物理事会（的统计，AB*）!""3C"$年度全球小麦产量为#6#!亿?，比上一年减少2""万
;
4224>!""4世界小麦年均总产量为#6:!亿?，占谷物总产量的!’6$’@。世界小麦生产主要集中在亚
洲、俄罗斯、北美和欧洲。其中，中国、印度、美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、土耳其和巴基斯坦面积最
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
生成的富集茶多酚，改善溶液萃取性质。
蒸发）；超滤）罗龙新&’(等人分别用)*（+,（-./（反渗透）；超滤）蒸发）；反渗透）四个+,（-)*（./（工艺对绿茶、红茶、乌龙茶汁进行浓缩实验，得出
外，还广泛应用于果汁生产，瓶装饮用水，酶制剂等食品加工领域，膜分离技术在美国发展的最快，其
43(
次是日本&4!、。我国的超滤膜技术与国外的差距正
日益减少，但绝大部分还远远落后于发达国家，还需要食品科技工作者不断地探索。参考文献：
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［422%（%）3］汪江波6发酵工业中的膜分离技术6中国酿造&8(，
［$］王焕章6陶瓷膜在谷氨酸发酵液贮存过程中的应用6食品与发
酵工业&8(，：!"""，!:（#）$!9$:［#］黄文彪6
酱油超滤过程的膜污染问题6
广州食品工业科技&8(，
+,-./，./这两种工艺对保留化学成分和香味品
质最佳；+,-./，+,-)*这两种工艺对从茶汁中取
出蛋白质，果胶的效果及茶汁的澄清度最佳。因而得出+,-./这种工艺为茶汁浓缩的最佳工艺。
另外，茶饮料的主要包装方式为透明0)1瓶装，对混浊沉淀要求高。尹军峰&2(等人采用最简捷的平板超滤膜系统对绿茶饮料进行膜分离研究，提供了参数和依据。通过膜分离处理的茶饮料和茶叶功能性成分提取物均对儿茶素有较高保留。膜分离工艺制品具有较高的抗氧化活性。
!""3642（3）
［%］高安全6膜分离技术在大都乳清回收中的应用6过滤与分离&8(，
!""4644（3）
［:］潘丽军6超滤膜分离对绿茶茶水处理效果的影响6饮料工业&8(，
344(
几种新型膜分离技术&4"、
4222（%）［’］罗龙新6
茶汁膜分离浓缩工艺与热蒸发浓缩工艺的比较研究6
茶叶科学&8(，：!"""，!"（4）3"93#
［!""3，2］尹军峰6滤膜澄清乌龙茶饮料技术的研究6茶叶科学&8(，
增）：!3（#’9%!
［4"］李英杰6几种新型膜分离技术及其在食品工业中的应用6广州
食品工业科技&8(，（!""4，4$：3）
［44］刘章武6膜分离技术在食品工业中的应用6科技进步与对策&8(，
渗透蒸发：在膜两侧组05被分离物通过膜时，分的蒸汽分压差作用下，液体混合物部分蒸发，从而达到分离。
钠滤：已应用于牛乳工艺。部分渗透膜稍大，截留粒子的直径为几个纳米，对乳糖、蛋白质等有低透过率，也可用于果汁加工业，有效截留果汁的糖类，生产出高糖酸比，低热量营养果汁。
膜反应器：膜分离与反应结合，形成膜催化反应器和膜惰性反应器，用于化工。
膜乳化：将分散相加压通过，但孔径微孔膜使其分散于连续项中的一种乳化技术。
结束语：膜分离技术除了在上述领域中应用
!""4（2）
［4!］王熊等6高新技术在现代食品工业中的应用—膜分离技术6食
品科学&8(，422’，42（4"）
［43］李应彪6膜及膜分离技术在食品工业中的应用6粮油加工与食
品机械&8(，!"""（!）
收稿日期：!""#$"%$&#