国初科技新型分离技术在果蔬汁加工中的应用

时间：2017-03-17

一、	前言
膜分离法现已广泛应用于饮料的原辅料生产，饮用水处理。膜分离技术可用于果蔬汁的脱酸、脱苦、澄清、浓缩及过滤等方面。它对于提高果蔬汁产品的质量，增加产量，降低饮料生产成本等均具有重要的作用。国初科技（厦门）有限公司的新型膜分离技术的出现为果蔬汁深加工提供了新的更加有效的途径。
二、	膜分离技术在果蔬汁加工中的优点
膜分离法现已广泛应用于饮料的原辅料生产、饮用水处理、果蔬汁的澄清及过滤等方面。而且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。膜分离技术应用于果蔬汁生产具有如下优点：
1)膜分离过程为物理过程，不需加入化学药剂，属于“绿色”分离技术，因此将膜技术应用于果蔬汁生产过程，既可以达到分离的目的，又可以保持果蔬汁的“绿色、**”本质。 
2)膜分离过程是在压力驱动下，在常温下进行的分离过程，特别适合于对热敏感的物质，如酶、果蔬汁、某些药品等的分离、浓缩、精制等．因此将膜分离技术用于果蔬汁生产可以减少果蔬汁中Vc等热敏性物质的损失，减少挥发性芳香类物质的挥发，保持果蔬汁的的营养成分，有利于保持果蔬汁的“原汁原味”。
3)膜分离技术由于只是以压力差作为驱动力，因此，该项技术所采用的装置简单，操作方便。采用该项技术可以减少果蔬汁的生产环节，简化生产流程，减少生产损耗，缩短生产周期，有利于避免加工时问过长而导致果蔬色、香、味的损失。
4)膜分离技术适用分离的范围较广，分离范围可以从小分子到大分子；从细菌到病毒；从蛋白质、胶体到多糖；选择不同分离精度的膜可以满足果蔬汁生产过程的澄清、浓缩等不同的分离要求。
5)膜分离过程不发生相变化，基本在常温下进行，特别是与其它如蒸馏、冷冻等分离方法比较，节能效果显着，因此将膜分离技术用于果蔬汁生产可以明显减少能源的消耗，节约生产成本。
鉴于上述优点，膜分离技术既符合果蔬汁**、健康的加工要求，又符合当今社会发展节约型经济的潮流。
目前，果蔬汁产品根据是否含有果肉和粗纤维分为浊汁、清汁，通常把含有果肉的果蔬汁称为浊汁，不含果肉的果蔬汁称为清汁。由于二者生产要求的不同，膜分离技术在果蔬清汁、浊汁生产中的应用也存在一定的差异。
三、国初科技膜分离技术在果蔬清汁生产中的应用
1.国初科技微/超滤技术用于澄清过滤
果蔬清汁生产过程中，澄清工序的目的不仅要除去果蔬汁中的果肉等肉眼可见的悬浮性物质(悬浮固体、纤维等)，同时浊汁里的蛋白质、淀粉、糊精和单宁分子等引起果蔬汁成品的存储期内产生浑浊、二次沉淀的物质必须去除，在保证果蔬汁长期保持澄清的同时，很少损失果蔬汁的有效营养成分和芳香成分．果蔬清汁的基本生产工艺流程为： 
 
传统的果蔬汁澄清方法通常是用酶长时间处理，然后再用硅藻土过滤除去悬浮物。传统的澄清过程需要几个单元操作，如碟片离心机分离、酶处理、用硅藻土进行转动真空过滤等。
超滤作为新型的分离技术，具有澄清度高，果蔬汁风味保持较好，保留Vc，截留可溶性蛋白，褐变程度小等优点，近年来国内外对超滤澄清苹果汁、葡萄汁、猕猴桃汁、甘蔗汁、西番莲汁及桑椹汁等果蔬汁开展了广泛的研究，其中许多已实现了工业化生产。超滤法成为近年来新兴的果蔬汁澄清方法。以超滤法结合酶处理生产果蔬汁比常规法优越之处在于：
1)节省成本，节省澄清剂，增加澄清度，节省助滤剂费用，减少离心机、压滤机、反应罐等设备的费用，可节省60％的酶；
2)操作单元少，减少过程损耗，采用超滤膜可使果蔬汁的工艺损失少于2％～3％；
3)质量稳定可靠，在连续的操作工艺中始终保持产品质量一致；
4)减少生产环节，过程时间较硅藻土过滤减少近1/2。
2. 国初科技微/超滤技术用于果蔬汁脱色
目前，用于果蔬清汁脱色的方法主要有两种：1)采用树脂脱色；2)采用活性炭结合微/超滤技术实现脱色过程。其中树脂脱色由于控制较为方便可靠得到广泛应用，但是由于吸附技术对酚类化合物并无选择性，使一些具有**生理功效的小分子酚类化合物中如类黄酮(芦丁、槲皮素等)同样被从果蔬汁中脱出，降低了果蔬汁的营养价值。因此，采用活性炭吸附脱色技术在保持果蔬汁营养、口感方面仍然有*特的优势。
活性炭是一种优良的吸附剂，其内部有大量的微孔和空隙，表面积可达200～500ｍ2/g。它对色素、细菌、热原等杂质有很强的吸附能力通常，采用活性炭脱色是在果蔬浊汁酶解脱胶后加入活性炭，经过一段时问后再进行微/超滤，从而实现果蔬汁脱色。
3. 国初科技纳滤/反渗透技术用于果蔬汁浓缩
浓缩果蔬汁由于体积小、糖度高，便于运输贮藏，因此目前大部分果蔬汁产品都是以浓缩汁的形式生产。常规的果蔬汁浓缩方法是采用多级真空蒸发法，在蒸发过程中，果蔬汁要承受高达90多度的高温，易导致果蔬汁芳香成分的挥发损失、褐变和产生焦糊味道，而且在蒸发过程存在相变过程，因此耗能非常高。
由于膜分离过程可以在常温条件下操作，而且分离过程无相变，因此能源的消耗较蒸发过程少，而且可以减少由于蒸发受热导致的芳香成分的挥发损失、褐变和产生焦糊味道等弊端。多年的研究表明，果蔬汁浓缩多用醋酸纤维素反渗透膜，它对醇和**酸的分离率较低，与蒸发法相比，反渗透浓缩的果蔬汁可使浓缩果蔬汁有更好的芳香感与清凉感；采用蒸发法浓缩的果蔬汁，其中芳香成分几乎全部损失了，而采用反渗透法芳香成分可保留30％~60％，Vc、氨基酸及香气成分的损失均比真空蒸馏浓缩要小得多。采用反渗透膜技术，可有效地将果蔬汁的浓缩至25°~30°Brix，结合蒸发等技术较终将浓度提高到60°~70°Brix，因此目前普遍将反渗透作为果蔬汁预浓缩手段，特别是用于蔬菜汁的预浓缩，因为一般蔬菜汁的糖度比较低，如黄瓜汁、胡萝卜汁的初始糖度一般为3°～5°Brix，如果首先采用反渗透膜预浓缩到15°Brix再采用蒸发浓缩到要求糖度，则可减少3～5倍的蒸发量，可以较大减小蒸发器的规模，减少浓缩所需要的能耗。
四、国初科技膜分离技术在果蔬浊汁生产中的应用
    1. 国初科技超滤技术用于果蔬浊汁脱苦
柑橘类果蔬汁由于含有柚皮苷、柠檬类苦素等苦味物质，破坏了产品的风味和商业价值。一般情况下，主要是采用树脂对这类果蔬汁脱苦处理，但是由于浊汁中的果肉会导致树脂污染和堵塞，因此在进树脂脱苦前先采用微/超滤技术分离出果肉，只将清汁用树脂进行脱苦处理后再把先前分离出来的果肉加入脱苦后的清汁。其基本生产工艺流程为：
 
在微／超滤技术与树脂联合脱苦技术中，微／超滤技术的作用不仅仅是起到分离出浊汁中果肉的作用，由于超滤过程除去了一些苦味前体物质和易被树脂吸附的大分子物质及悬浮小颗粒，树脂的使用寿命和脱苦效率明显改善，柚皮苷和柠檬碱可被完全除去，明显提高了果蔬汁的风味。
    2. 国初科技膜分离技术用于果蔬浊汁浓缩
浓缩果蔬汁时主要是将果蔬汁中的大部分水分去掉，因此采用膜技术进行果蔬汁浓缩主要是依靠反渗透膜技术，但是，如果直接采用反渗透膜进行浓缩，果蔬汁有果胶、蛋白质、纤维素等悬浮性固形物易造成严重的膜污染，而且由于果胶、蛋白质、纤维素等悬浮性固形物的存在导致果蔬汁的黏度较高，不利于提高反渗透膜的通量。
采用超滤、反渗透和杀菌等多种技术，能将橙汁浓缩达到60°Brix，且几乎完全保持了鲜果蔬汁的风味芳香成分。其基本的生产过程如下：
 
六、结语
膜分离技术应用于果汁工业可以提高产品的质量，简化生产工艺，降低能耗等优势，随着世界市场对果汁需求量的增加和对高品质果汁的需求，膜技术在果汁行业领域也将有更广泛的应用。国初科技（厦门）有限公司在果汁行业拥有丰富的膜分离技术的应用经验，为用户提供新型分离技术的综合解决方案。

词条
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