膜技术在果汁浓缩中的应用

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1、膜技术在果汁浓缩中的应用　　常规的果汁浓缩是采用多级真空蒸发法。但是，由于热影响而导致果汁风味芳香成分的大量损失，色泽分解和褐色素的产生，能耗及生产成本都较高。为了提高产品质量和降低能耗，近几十年来，人们致力于新的浓缩技术的研究。目前最有前途的替代法是膜分离技术，其用于果蔬汁浓缩一般采用反渗透浓缩技术。它适用于分子量小于500的低分子无机物或有机物水溶液的分离，操作压力容易控制，一般为0．1～10Mpa。　　■反渗透技术果蔬汁浓缩多用醋酸纤维素反渗透膜，它对醇和有机酸的分离率较低，即随着浓缩的进行，果汁的脱酸效果也增加，糖酸比例增大，同时由于部分醇的分离，结果使浓缩果汁有更好的芳香感

2、与清凉感。与蒸发法相比，反渗透浓缩的果汁有很好的品质。例如，采用蒸发法浓缩的果汁，其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％，而采用反渗透法，果汁芳香成分可保留30％～60％，而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多。同时，反渗透浓缩与蒸发浓缩相比可以显著地降低能耗。　　为了使膜分离过程具有较高的效率，膜分离的压力通常为原果汁渗透压的数倍。随着果汁浓缩倍数的提高，其渗透压随之增大。由于当前分离设备承压能力及膜和组件运转的稳定性的限制，不能将操作压力无限增加。但若采用二级浓缩，虽能实现高倍率的浓缩，但经济成本高，因此，一般果汁的浓缩限度为25～30°Brx。纤维素类膜和

3、新发展的聚酰胺膜均能获得较高的透水速率以及果汁组分的保持率，同样由于高渗透压的限制，很难以一级方式把果汁浓缩到蒸发法所达到的浓度。正是这一缺陷，使反渗透浓缩技术迟迟未能实现工业化。　　■联合膜分离技术随着膜材料及膜组件的发展，克服反渗透浓缩的缺陷成为主要的研究课题。利用联合的膜分离来浓缩果汁，对于工业化生产浓缩汁产品而言，已越来越引起人们的兴趣和重视。　　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，这样果汁的黏度大。直接用反渗透浓缩，因膜污染严重和高渗透压而造成较低的透水速率，很难以一级方式把果汁浓缩到蒸发法所达到的浓度。超滤适用于大分子（如蛋白质

4、、胶体、多糖）与小分子（无机盐及低分子有机物等）溶液的分离，微滤适用于细菌、微粒等分离。如果在反渗透前，用超滤或微滤除去果汁中的果胶等悬浮性固形物，可降低黏度，减少膜污染程度，从而显著提高反渗透的透水速率。80年代以来，超滤和微滤已成功地实现了苹果、梨和柑橘等果汁的澄清，超滤过程不影响果汁风味，其对芳香物的截留率高。因此，用联合膜分离过程来浓缩果汁可克服单一膜分离过程的缺点。据报道，FMC公司和杜邦公司的合资企业SeparasystemsLP研制出一套联合的膜分离装置，称为Freshrnote系统，能把橙汁浓缩到60°Brx以上，而且几乎安全保持了鲜果汁的风味芳香成分。Fres-hn

5、ote系统的生产工艺流程，包括超滤、反渗透、杀菌和调配等步骤。　　利用该装置生产的浓缩汁用水稀释复原后，经气相色谱和感官鉴定证明，其风味同鲜果汁的风味几乎没有区别。该装置的研制成功，为工业化规模采用膜法加工浓缩果汁展现了广阔的前景