膜技术用于果汁澄清与浓缩

膜技术用于果汁澄清与浓缩

现代高新技术的研究成果，不断被发达国家应用于农产品加工领域，膜分离技术、现代发酵工程、酶工程、微电子技术、信息技术、无损伤检测技术、超临界萃取技术、超高压加工技术、微波技术等新技术、新工艺被广泛应用于农副产品的精深加工。

我国作为世界4大果蔬生产国之一,果蔬加工量还不及总产量的1/7。发达国家农副产品加工业产值一般为农业产值的 200％－ 370％，而我国只有 80％，因此我国发展农副产品-果蔬精深加工的空间很大。

膜分离技术是当代国际上公认的最具有经济效益和社会效益和最有发展前途的高新技术之一，在农副产品加工、食品/饮料工业中的应用日益广泛。在果蔬汁生产中,膜分离技术可用于果蔬汁澄清、浓缩、脱苦、脱酸、等等。

用于果蔬汁澄清的超滤膜设备

在传统加工工艺中,果蔬中的风味物质和营养物质损失多、能耗多、成本高，而利用膜分离技术澄清果汁能有效克服这些缺陷,不但能保持产品的营养成分和风味,而且可降低成本,提高效益,作为一种具有产生新的附加值的有效技术博得了很高的评价。

超滤膜设备用于果蔬汁澄清具有以下优点：

①超滤技术澄清果蔬汁,使用条件温和,时间短,速度快,与硅藻土过滤相比,时间仅为其1/4；

②能改善果汁口感,保持果蔬汁原有风味和营养成分,果蔬汁的回收率可以提高5%～10%；

③不用硅藻土等助滤剂、澄清剂,能节省酶用量,可降低原材料费用,减少反应罐、泵、压滤机、离心机等设备,设备占地面积小,降低生产成本；

④减少废渣,废水处理量少,从而减少了环境污染；

⑤能够去除所有细菌,做到无菌过滤,可直接与无菌包装机连接,生产高质量产品,省却了专门的杀菌工艺；

⑥澄清效果好,超滤不仅可以除去果胶、蛋白质(包括酶)、淀粉等大分子物质和微小的果蔬组织碎屑,而且可除去部分褐变色素及苦味前体,从而改善产品外观和口感；

⑦果蔬汁易于浓缩。

浓缩是果蔬浓缩汁加工的主要工序 由于果蔬原汁多为热敏性物质,容易受到高温损害,故现多采用膜技术进行浓缩，最常用的方法是反渗透法,它已用于苹果、梨、柑橘、菠萝、葡萄、番茄、西番莲等果蔬汁的浓缩 。

反渗透果汁浓缩设备

常规的果汁浓缩是采用多级真空蒸发法。由于热作用的影响易导致果汁芳香成分的逸散、褐变和焦糊味道的产生,耗能高。采用蒸发法浓缩的果汁,其中芳香成分几乎全部消失；采用速冻法浓缩的果汁芳香成分只保留8%，而采用反渗透膜技术芳香成分可保留30%～60%,而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多,Ｖｃ、氨基酸及香气成份的损失均比真空蒸馏浓缩要小得多，可使浓缩果汁有更好的芳香感与清凉感。透过膜的液体成分,一般都含有一定量的无机盐和果酸,透过液可作为矿泉水或天然饮料的用水。

对于粘度较高的果蔬汁,尤其是随浓度升高而粘度迅速上升的果蔬汁(例如梨、桃、杏、番茄等),可采用反渗透与真空蒸发相结合的浓缩方法。由于反渗透法可很容易地将大多数果蔬汁浓缩到25～30°Ｂx，而且与单纯真空蒸发法相比其成本较低,因此可以反渗透作为预浓缩工艺,然后用真空蒸发法浓缩到较高浓度。采用多级反渗透装置更能提高浓缩度。

反渗透膜技术浓缩果蔬汁的优点：

1反渗透法无相变,能耗仅为蒸发法的1/17,是较理想的浓缩方法；

2反渗透法无加热过程,不会生产加热臭和发生褐变物质,可防止焦糖化反应,色泽变化小,芳香物质和营养成分损失少,能最大程度地保持果蔬汁的原有风味，反渗透膜在浓缩过程中,可溶性固形物损失率仅为0.1%～0.3% ；

3 浓缩过程只有加压,流动和循环,设备少,易安装,操作简单；

4 用较低的运行费用可获得较高浓度的浓缩果蔬汁。

膜集成技术浓缩果蔬汁

通常,果汁除含有糖、酸等可溶性成分外,还含有果胶、蛋白质、纤维素等悬浮性固形物,这样果汁的粘度大。直接用反渗透浓缩,易造成严重的膜污染和较低的透水速率,难以一级方式把果汁浓缩到蒸发法所达到的浓度。利用膜集成技术来浓缩果汁,对于工业化生产浓缩汁产品而言,是更为有效的集成工艺。在反渗透以前,采用超滤或微滤除去果汁中的果胶等悬浮性固形物,这样可降低粘度,减少膜污染程度,从而显著提高反渗透的效率。

1膜分离过程是在压力(电能)驱动下,在常温下进行的分离过程,营养成分损失极少,特别适用于热敏物质如果汁、酶等的分离、分级、浓缩与富集。

2膜分离过程不发生相变,挥发性成分,如芳香物质损失较少,可保持原有的芳香和风味。

3与有相变化的分离和其他分离法相比,膜分离过程是一种节能技术, 分离水分时，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/2-1/5。而反渗透法浓缩果汁的能耗仅为蒸发(馏)法的1/17。

4膜分离适应性强,选择性好, 可在分子级内进行物质分离，使用范围极广，从微生物菌体到微粒级、离子级的物质均可处理,可用于分离、浓缩、纯化、澄清等工艺,具有无法取代的卓越性能。

5膜分离技术在密闭系统中进行,被分离原料无色素分解和褐变反应。

6膜分离技术不用化学试剂和添加剂,产品不受污染。