陶瓷膜在食品工业中的应用

第４３卷第　期　２Ｏ１４年１月　当　代　化　工　Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ　Ｃｈｅｍｉｃａ１　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏ１．４３．Ｎ０．１　Ｊａｎｕａｒｙ，２０１　４　

陶瓷膜在食品工业中的应用　

赵　翠，郭　

（辽宁石油化工大学，　羽，李　萍　

辽宁抚顺Ｉ１３００１）　

摘　要：陶瓷膜是无机膜中的一种，也是一种新型材料的膜。主要介绍了陶瓷膜在食品工业中的应用、发　展以及前景，主要包括陶瓷膜在酱油、果汁、酒类、味精以及食醋等的生产中的应用，并对其进行评价与比较，　

并对今后陶瓷膜的发展方向提出了建议。　关键词：陶瓷膜；分离技术；食品工业；除菌；提纯　中图分类号：ＴＱ　１７４．７５　文献标识码：Ａ　文章编号：　１６７１—０４６０（２０１４）０１－０１２９—０３　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｉｎ　Ｆｏｏｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　

ＺＨＡ０　Ｃｕｉ，ＧＵＯ　Ｙｕ，ＬＩＰｉｎｇ　

（Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｓｈｉｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｆｕｓｈｕｎ　１　１　３００　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｅｒａｍｉｃ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｍｅｍｂｒａｎｅｓ　ａｎｄ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｍａｔｅｒｉａ１．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅ￣ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｉｎ　ｆｏｏｄ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｙ　ｓａｕｃｅ，ｊｕｉｃｅ，ｗｉｎｅ，　ｍｏｎｏｓｏｄｉｕｍ　ｇｌｕｔａｍａｔｅ　ａｎｄ　ｖｉｎｅｇａｒ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｗｅｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｅｒａｍｉｃ　ｍｅｍｂｒａｎｅ；Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｆｏｏｄ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ；Ｂａｃｔｅｒｉａ；Ｐｕｒｉｆｉｅｄ　

陶瓷膜技术是无机陶瓷膜技术的一种，２０１２年　

我国发布的《高性能膜材料科技发展“十二五”专　项规划》中提出的目标包括：５－８种关键膜材料实　

现国产化，性能达到国际先进水平；建成膜生产线　３－６条；产业增长率３０％，形成千亿产业；形成１０　

家上市公司等。目前国内外学者对陶瓷膜在除杂澄　清方面做出大量的实验研究，本文主要对陶瓷膜技　

术在酱油、果酒、味精等发面做出说明，并且对以　后的发展提出了相关意见与建议。　

１陶瓷膜概述　

陶瓷膜也称ＣＴ膜，是一种应用较为广泛的无　

机膜。具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、　

耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机　械强度高、膜再生Ｉ生能好、分离过程简单、能耗低、　

操作维护简便、膜使用寿命长等优势。目前成功应　

用于食品、饮料、植（药）物深加工、生物医药、　

发酵、精细化工等众多领域，并且在分离、澄清、　

纯化、浓缩、除菌、除盐等工艺过程中发挥着巨大　

的作用。　

２陶瓷膜在食品工业中的应用现状　

２．１　陶瓷膜在酱油生产中的应用　

陶瓷膜分离技术可以把酱油生产过程中产生的　沉淀以及浑浊物质和细菌等物质分离出来，进而达　

到提纯酱油的目的，此技术广泛应用于酱油提纯中，　具有非常可观的开发前景…。尹谷余　等人将预处理　

后的酱油原油（料液）引入到陶瓷膜超滤处理装置　

的循环箱对酱油进行超滤处理。并对处理后的无机　

陶瓷膜清洗再生。实验结果表明经过超滤的酱油，　其全氮、氨基酸态氮、无盐固形物、还原糖、色素　

等的保持率在９８％以上，体态清澈，透光率因色素不　同最高能达到７０％左右，其菌落总数＜１００个／ｍＬ。冯　

杰ｐ　等人选取膜孔径为２００、４５０、８００　ａｍ的三种陶　

瓷膜在３０℃、０．２０　ＭＰａ、膜面流速为０．６　ｍ／ｓ的条　

件下进行对比实验，最终得出结论：温度在３０￣Ｃ（为　

了实验具有可比性，固定为３０　ｃＣ）、操作压力０．２０　

ＭＰａ、膜面流速０．６　ｍ／ｓ。过滤后的酱油感官、理化　和卫生均符合国家酿造酱油标准，避光放置ｌ８月以　

上无返浑现象。目前陶瓷膜除杂灭菌技术在酱油工　

艺领域的应用中取得了明显的研究成果，并在广东　

某食品有限公司的酱油工艺中得到应用推广，处理　能力显著，近五年来的运行状况正常，为厂家提供高　

档次产品，拓展市场前景广阔，并且该厂于２００７—２００８　年多次扩产。　

２．２陶瓷膜在果汁生产中的应用　

应用陶瓷膜技术可以把果汁生产中产生的大量　

细菌　卅用较为绿色、科学的方法解决。张敬翻等人通　

收稿日期：２０１　３－０６－１　７　作者简介：赵翠（１９８４一），女，辽宁抚顺人，在读研究生，研究方向：分析化学。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｃｇｇ９１４＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。　通讯作者：　李萍（１９６１一），女，教授，博士，水处理。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｃｈｕｎｂｊ＠１　２６．ｃｏｍ。

　化　工　２０１４年１月　

过对哈密瓜生产过程中产生的细菌问题进行了研　

究，实验选用最佳的工艺参数：膜孔径０．２　ｇｍ，操　

作压力０．２　ＭＰａ，进料温度２５℃的条件下，在此条　

件下处理的哈密瓜汁透光度可达９８．８％，浊度为　

２．６１ＮＴＵ，菌落总数为１３ＣＦＵ．ｍＬ一，其中大肠菌　

群、霉菌、酵母菌均未检出。李军嘲等用膜孔径为　

１００　ｎｍ的陶瓷膜对用果胶酶酶解后的鲜榨果汁进　

行细菌的测定，在跨膜压力为０．８５×１０　Ｐａ，温度为　

５０℃，膜面流速为５　ｍ／ｓ；以０．５％次氯酸钠和４％　

ＮａＯＨ溶液作为清洗剂，与传统的加热方法相比，　

结果实验表明，在相同的时间内，经过两种方法相　

比，通过陶瓷膜处理的果汁中细菌的数量明显减少　

的更多，而且果汁样品的透光率、色值、浊度、粘　

度、可溶性固形物、总酸、ｐＨ值、果胶和淀粉等果　汁质量的重要指标进行测定后皆表明陶瓷膜效果更　

好，而且在储藏期间果汁中没有微生物检出。张和　

禹　等在膜孑Ｌ径为０．５　ｇｍ、压力为０．１５　ＭＰａ、相同　

的温度和时间下对陶瓷膜方法与传统的巴氏方法相　

比，并对桑葚汁的澄清度、除菌效果以及主要理化　

指标进行测定，并作感官评价。最后实验表明经过陶　

瓷膜处理的桑葚汁在澄清度、细菌总数上明显优于　

传统的方法。陈晨　等人采用０．１　ｕｍ的陶瓷膜流速　为８０　ｍｋ／ｍｉｎ有机膜操作压力为２Ｏ　ｋｇ条件下生产的　

白刺果汁与传统方式下生产的白刺果汁相比较，结　果表明，采用陶瓷膜的白刺汁中其多酚含量与澄清　

度都比传统的方法效果明显，而且口感也纯正。总　

体来说，陶瓷膜技术在果汁生产中具有很大作用，　

与传统方法相比，操作过程简单、环保，而且效果　

明显，果汁的浊度以及细菌总数明显减少，但是对　

陶瓷膜的应用还不是很广泛，采用不恰当的陶瓷膜　

会造成膜污染。　

２．３陶瓷膜技术在酒类生产中的应用　

应用陶瓷膜技术可以有效的解决在酒类生产中　存在的浑浊度及废水的问题，陶瓷膜技术在这些方　

面都有所作用。单成俊　等通过陶瓷膜技术对黑莓　

果酒进行过滤澄清，采用不同膜孔半径的陶瓷膜观　察过滤澄清效果以及果酒品质变化情况，实验结果　

表明，使用孑Ｌ半径为５０　ｎｍ的陶瓷膜对黑莓酒中的　

大分子蛋白质、以及可溶性固形物有阻挡的作用，　

过滤后的果酒清澈见底，透光率以及色度都有所增　加。傅金祥　伽等人选取某啤酒厂的成品包装车间洗　

瓶机碱液槽进行研究，经过絮凝沉淀预处理，使用　

ＺｒＯｚ／ＴｉＯ　／ＡｈＯ，等多种复合材料制备的复合陶瓷　

膜，０．２０％硝酸＋Ｏ．５５％次氯酸钠＋Ｏ．１５％三聚磷酸钠　

复合清洗再生陶瓷膜，废碱液中主要污染物质为颗　

粒性杂质、铝系络合碱性溶胶和可溶性ＣＯＤ膜通量　

恢复率在８５％以上。陶瓷膜连续运行两个月，清洗　再生效果稳定，具有工程实用价值。刘丽丽　”等针　

对山茱萸果酒制作过程中产生的沉淀和细菌问题进　

行研究，采用陶瓷膜技术对经葡萄酒高活性干酵母　

发酵生产山茱萸保健果酒进行澄清和灭菌，实验结　

果表明，经过采用孔径为０．２　ｇｍ的陶瓷膜处理的山　

茱萸果酒，其酒中的酒渣成分被明显的去除掉，使　

酒液变得澄清，有效地去除了酒中的有害物质，而　

且保留了酒的香气成分，使口感也非常的香醇。李　

梅生　等人针对黄酒为对象进行研究，采用陶瓷膜，　

对采用膜处理的黄酒与传统的方法制作的黄酒技术　

相对比，同时也对膜孔径、膜材质、过程参数处理　

效果的影响进行系统研究，结果表明，经过陶瓷膜　

技术处理的生黄酒在非生物稳定性和感官上明显优　

于传统的方法，而且在黄酒的细菌除杂及稳定性上　

也比传统的方法优越。总的看来陶瓷膜技术在酒的　制作和后期的处理中都有着很大的作用，而且使用　

也较为方便和环保，有着很大的开发前景，但是同　

时使用过程中也存在着膜污染事件，需要谨慎的使　

用。　

２．４陶瓷膜在食醋中的应用　

陶瓷膜技术在在食醋的除菌以及膨胀的方面都　

发挥着巨大的作用，可提高食醋的澄清度以及口感。　

安凤平　等通过对荔枝果醋进行研究，原料为来自　

福州的荔枝，食品级的浓度为１５％的酸性硅溶胶，　

以及食品级的ＮａＯＨ，对荔枝进行果醋发酵，然后　

用陶瓷膜对发酵的果醋进行除菌，结果表明经过陶　

瓷膜处理的荔枝果醋其中的沉淀都得到去除，果醋　

的透光率也明显提高，口感也得到增强。马净丽　

等人以食醋胀桶为研究对象，对食醋进行陶瓷膜处　

理，结果表明，与其他方法相比，经过陶瓷膜处理　

的食醋，其胀桶和细菌问题得到明显的解决，改善　

了食醋的感官、品质以及口感问题，同时也极大的　

解决了食醋因为胀桶而产生的浪费的问题。总的看　

来，陶瓷膜技术在食醋生产中有着重要的应用，可　

以有效的解决食醋的除菌　、胀桶问题，有着重要　

的应用，但是陶瓷膜在食醋中的应用还有着许多的　

问题需要解决，陶瓷膜还没有广泛的应用于食醋的　

生产中。　

２．５陶瓷膜在味精和茶饮料上的应用　

陶瓷膜技术在味精生产上有着广泛的应用，尤　

其在味精的除菌和体高纯度方面效果明显。任洪艳　

ｑ等以ｐＨ等于３左右的上清母液为研究对象进行　

研究，其母液中含有丰富的可利用成分，经过无机　陶瓷膜技术处理后，观察其各项的指标。结果表明，　

经过陶瓷膜技术处理的电母液其细菌数量明显减　

少，而且母液中的味精纯度也得到明显提高，对废　

物的利用率也得到提高。覃国勉　等人以糖蜜味精