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膜技术在食品工业中的应用 摘要：膜技术是一项新兴的高效分离技术，为食品工业的发展发挥了重要的作用。在果蔬汁、乳制品、粮油加工和酿造工业、制糖工业中得到了广泛应用，并产生了巨大的经济效应和社会效应。 关键词：膜技术；食品加工 膜技术的原理及分类 ? 微滤（Micro Filtration，MF) ? ??? 微滤以静压差为推动力，利用膜的“筛分”作用进行分离的膜技术。微滤膜具有比较整齐、均匀的多孔结构，在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过滤膜，比膜孔大的粒子则被阻拦在滤膜表面，从而实现不同组分的分离。微滤膜是均匀的多孔薄膜，厚度在90～150μm左右，过滤粒径0.025～10μm之间，操作压力在0.01～0.2MPa之间。 ? ??? 其分离原理有以下几种：（1）机械截留作用：膜截留了比它孔径大或相当的粒子；（2）物理作用：吸附和电性能；（3）架桥作用：微粒因为架桥作用被截留；（4）膜的内部截留作用：微粒截留在膜的内部。 ? 在食品工业中，MF广泛代替离心用于分离，代替热处理用于杀菌。主要是除去悬浮固体颗粒、脂肪、大分子蛋白质[6]。 超滤（Ultra Filtration，UF） ??? 超滤在一定压力下，含有小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑的膜表面时，溶剂和小分子溶质透过膜，大分子被截留作为浓缩液被回收。超滤膜的过滤粒径为5～10nm之间，操作压力在0.1～0.25MPa之间。 ?? ??? 反渗透，又称高滤，是渗透的逆过程，通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力，使原溶液中的溶剂压到半透膜的另一边。反渗透膜的过滤粒径为0.2～1.0nm之间，操作压力在1～10MPa之间。?? 其分离原理有以下几种：（1）毛细管流机理：针对醋酸纤维素膜提出，水进入醋酸纤维素膜的非结晶部分后，由于和羧基的氧原子发生氢键作用而构成结合水，孔径越小，结合越牢。结合水把孔占满，不与醋酸纤维素膜氢键结合的溶质就不能扩散通过，能与膜结合的离子和分子就通过了膜；（2）溶解?蛳 扩散模型：把半透膜看作完全致? 膜分离与传统的分离技术(蒸馏、吸收、萃取、深冷分离等)相比，具有以下特点: ? ??? （1）膜分离过程不发生相变化，是一种节能技术； ? ??? （2）膜分离在常温和一定压力下进行，特别适合热敏性物质，如酶、果汁的分离浓缩、精制等； ? ??? （3）膜分离是一个高效的分离过程，其适用范围极广，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级等； ? ??? （4）膜分离设备本身没有运动部件，很少需要维护，可靠度很高，操作简单，降低操作费用； ? ??? （5）膜分离具有良好的化学和温度适应性，提高了废物的利用率； ? ??? （6）膜分离的压力降较低，膜的使用寿命较长。 ? 膜技术在食品加工中的应用?? 随着社会的进步，天然、安全、营养的食品得到了人们的认可和欢迎。现代膜分离技术因为其加工温度不高、无毒、无害、无残留、无污染、分离效率高等特点，在食品加工中得到了广泛的应用。管状、中空或螺旋膜在食品工业有不同的应用，如：产品加工、分级、浓缩以及废水处理。膜技术在果蔬汁加工中应用 ? ??? 我国果蔬业的深加工每年都能带来巨大的财政收入，但由于加工技术和产业化滞后，每年约有三成果蔬因缺乏贮藏及加工手段而腐烂。果蔬汁浓缩是一种很好的果蔬贮藏方法。目前膜分离技术应用于果蔬汁的澄清浓缩、澄清过滤和无菌化。 ? ? 膜技术在酿造工业中应用 ??? 国内许多厂家采用膜分离技术进行酱油、醋的除菌、除浊，解决低度白酒、保健酒的沉淀以及生啤酒的除酵母。如：微滤和超滤应用于白酒的分级、稳定、杀菌以及品质的提高[19]。 ? ?酱油酿造 ? ??? 利用超滤进行酱油的澄清除菌，可以获得高澄清度优质酱油。利用超滤膜的选择性，酱油中的氨基酸、盐、有机酸等小分子风味物质透过膜，其他大分子物质如微生物菌体、蛋白质、杂质颗粒等则被截留，从而获得澄清透明的酱油[5]。 ? ?啤酒酿造? ? ??? 啤酒经反渗透浓缩，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，降低酒精度，使酒精度达到0.5%（V/V）以下的无醇标准。挥发性风味物质基本无差别，非挥发性风味物质总损失率在10%以内[5，20]。范广璞等选择0.5μm孔径的陶瓷膜对生啤酒进行微过滤，对蛋白质和色素的截留率均很低，啤酒中的微生物数量亦符合要求，能达到除菌的目的，理化指标较为理想，尤其是双乙酰含量的降低，使得生啤酒的口味更能满足大众的要求[21]。 ? ?低度白酒的澄清 ? ??? 白酒中常含有棕榈酸乙酯、油有酸乙酯、亚油酸乙酯等物质，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