陶瓷膜在食品工業(yè)上的應(yīng)用舉例
4月17日訊：陶瓷膜在食品工業(yè)上的應(yīng)用有以下幾個方面：
（一）應(yīng)用于乳品的濃縮和除菌：
無機(jī)膜初應(yīng)用于乳品制造工業(yè)上是在上世紀(jì)七十年代。首先是應(yīng)用在奶酪的制作上，后擴(kuò)展到乳清蛋白的濃縮、奶粉和凝乳的制造以及蛋白和肽的分離等領(lǐng)域。盡管可以用對應(yīng)的膜分離技術(shù)來分離提取各種尺寸大小不同的組分，但因牛乳成分較為復(fù)雜，各種成分的尺寸跨度還大，所以進(jìn)行膜分離處理的時候很容易造成膜污染、膜通量急速下降等問題。無機(jī)陶瓷膜在乳品工業(yè)中的應(yīng)用主要集中在微濾脫脂乳除菌、牛乳分離脂肪、回收乳白蛋白、濃縮酪蛋白、處理洗滌廢水等。
①除菌：傳統(tǒng)用于牛乳的殺菌方法是熱殺菌，以巴氏殺菌和溫瞬時殺菌（UHT）為主。而用無機(jī)陶瓷膜的微濾除菌時，在不影響牛乳風(fēng)味的同時還可以延長產(chǎn)品的貨架期，這種除菌方式可稱為冷殺菌。
②酪蛋白濃縮：用無機(jī)陶瓷膜對酪蛋白進(jìn)行濃縮，可以獲取酪蛋白濃縮液和透過液。酪蛋白濃縮液和稀奶油重新組合可以用來生產(chǎn)各種奶酪，還可以用于牛乳標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)使用的干酪蛋白。與奶酪清相比，用膜濃縮酪蛋白得到透過液，更適合提純?nèi)榘椎鞍住?/span>
③乳白蛋白回收：在工業(yè)上乳白蛋白主要是從乳清提取，所以乳白蛋白也常稱為乳清蛋白。超濾回收乳白蛋白的原理是選擇合適的膜，超濾乳清溶液，使大分子的乳白蛋白被截留濃縮，小分子的礦物質(zhì)則透過膜除去。有研究結(jié)果表明，無機(jī)陶瓷膜同有機(jī)膜相比更易清洗，且不易被微生物污染。
④分離脂肪：牛乳中的脂肪球直徑一般在0.1~15μm之間，平均直徑為3.4μm。用適當(dāng)孔徑的微濾膜可對全脂牛乳進(jìn)行脂肪分離。
⑤奶酪生產(chǎn)：在奶酪生產(chǎn)中應(yīng)用膜工藝包含利用各種牛奶生產(chǎn)新鮮、軟、硬和半硬品種的奶酪。超濾在生產(chǎn)新鮮奶酪品種上應(yīng)用甚廣，隨著陶瓷膜的出現(xiàn)，增加了超濾在酸性條件下進(jìn)行的可能。
（二）應(yīng)用于果汁濃縮和茶飲料的澄清：
陶瓷膜技術(shù)應(yīng)用到果汁生產(chǎn)中可以使加工過程里產(chǎn)生的大量細(xì)菌用較為綠色、科學(xué)的方法得以解決。與傳統(tǒng)方法相比，陶瓷膜技術(shù)能使果汁的渾濁度以及細(xì)菌總數(shù)明顯減少，且操作過程簡單、環(huán)保。超濾還可以濃縮果汁，除去茶飲料中的大分子物質(zhì)，不改變其原有風(fēng)味的同時使茶飲料保持澄清的外觀。
在綠茶等茶類產(chǎn)品的生產(chǎn)上，茶提取液內(nèi)的小顆粒懸浮物和茶多酚、咖啡堿、水溶性蛋白等絡(luò)合形成的絮狀物一直是個技術(shù)難點(diǎn)。陶瓷膜過濾綠茶提取液進(jìn)行澄清處理，旨在研究開發(fā)澄清綠茶提取液的陶瓷膜錯流過濾技術(shù)。采用0.05μm的陶瓷膜可以顯著提高綠茶提取液的澄清，操作條件對主要理化指標(biāo)沒有顯著影響，為提高膜通量應(yīng)選擇較高的壓力和溫度；膜的使用過程中通量的衰減是必然的，采用多種清洗劑交替清洗可使膜通量得到很高的恢復(fù)。通過技術(shù)上的改進(jìn)，陶瓷膜技術(shù)已在過濾綠茶提取液上取得了很好的效果。
（三）應(yīng)用于醬油生產(chǎn)中：
在傳統(tǒng)的醬油生產(chǎn)工藝中，所制得的原醬油是通過加熱的方法來達(dá)到滅菌滅酶、調(diào)和香氣、增加色澤以及去除懸浮物的，缺點(diǎn)在于能耗大、滅菌器容易結(jié)垢，操作不當(dāng)還易使醬油出現(xiàn)焦糊味，色澤還容易過深。陶瓷膜過濾代替加熱醬油來滅菌，能制得品質(zhì)的醬油，并且已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用0.4μm孔徑的陶瓷膜對原醬油進(jìn)行過濾，可以有效去除醬油中的細(xì)菌微生物，除菌率達(dá)95%以上，品質(zhì)佳。
淡醬油經(jīng)過超濾后，其全氮、氨基酸態(tài)氮、無鹽固形物、還原糖、色素等保持在98%左右，符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
（四）應(yīng)用于純化油茶皂苷：
油茶皂苷是從油茶餅粕中提取出的一種五環(huán)三萜類混合物，其基本結(jié)構(gòu)是由皂苷元、糖體和有機(jī)酸組成，具有乳化、分散、濕潤等性能，是一種性能優(yōu)良的天然表面活性劑，并且具有溶血、抗?jié)B消炎、化痰止咳、鎮(zhèn)痛、降血清膽固醇、抗高血壓高血脂以及抗癌等多種生物活性，被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)療及食品工業(yè)等領(lǐng)域。目前油茶皂苷的精制方法很多，但都存在著操作復(fù)雜，成本高流程長的缺點(diǎn)，難以工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。陶瓷膜分離技術(shù)應(yīng)用于油茶皂苷的提取和精制，能有效解決傳統(tǒng)方法加工成本高、產(chǎn)品質(zhì)量差，設(shè)備投資大以及生產(chǎn)安全性等缺點(diǎn)。已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面，以0.05μm的膜孔徑0.15MPa的操作壓力和1%的料液濃度為佳精制工藝條件，得到的濾液經(jīng)過濃縮并噴霧干燥。測定的產(chǎn)品純度也由原有的50%提高到81%，得率為66.4%，具有大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的可行性。
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