膜技术分离活性物综述

膜技术分离活性成分的研究进展大家好，通过老师前一段时间的讲解，大家对膜分离技术已经有了基本的了解。

膜分离现象早在250多年以前就被发现,但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60年代以后。

中国的膜分离技术的发展是从1958年对离子交换膜的研究开始的,数十年来,取得了长足的进步。

目前中国研究所涉及的领域遍及化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。

膜分离技术在食品工业方面应用甚广，今天我主要从以下三个大方面举例介绍一下膜分离技术在食品中提取活性成分方面的应用。

一膜分离技术在提取蛋白质和蛋白类活性成分中的应用
1膜分离技术在回收乳清蛋白中的应用
膜分离技术在乳品行业中应用较为广泛，从乳品除菌、回收产品，到乳清脱盐、牛乳的浓缩，再到乳蛋白浓缩、乳的标准化等，全部都有膜分离技术的参与。

张云等（2008）研究了陶瓷膜（膜孔径为1.4μm，有效面积为13.3m2）在工厂实际生产膜过滤牛奶中的应用。

今天我主要介绍一下膜分离技术在回收乳清蛋白中起到的重要作用。

与传统的蒸发浓缩相比,膜技术不仅能减少加热引起的蛋白质变性,而且在产品提纯方面具有明显的优势。

利用超滤对乳清进行浓缩分离，可获得蛋白质含量在35%—85%的乳清蛋白粉。

此外,引入滤和反渗透组合技术,可以在浓缩乳清蛋白的同时,从膜的透过液中除掉乳糖和灰分等,使乳清蛋白的质量明显提高。

与传统的工艺生产所得的产品相比,蛋白质含量提高了近4倍,乳糖含量下降约40%。

ZADOW J G(1992)利用超滤技术分离乳清蛋白，得到蛋白质/总固形物的乳清分离蛋白含量达到35%—80%。

Maubois和Pearce（1997）提出热钙聚合方法，向超滤浓缩4—5倍的乳清截留液中加入NaOH调节PH值为7.5，55℃保温8min，0.1μm微滤膜分离蛋白—钙、脂肪和微生物。

无脂的透过液在经过超滤（＜5000D）后，渗滤得到蛋白质/总固形物的乳清分离蛋白。

2 膜分离技术在味精发酵行业对谷氨酸钠的提取
发酵法生产谷氨酸钠是国内外普遍使用的一种方法，传统的生产工艺是直接从含有菌体和蛋白质的发酵液中提取谷氨酸.由于发酵液中存在的菌体不利于谷氨酸结晶的分离,所以都存在着收率难以提高、质量不易控制、废水污染严重的缺点。

而最近的研究表明利用膜分离技术(超滤膜，纳滤膜，反渗透膜)可以改善传统发酵工艺带来的缺点，大大提高谷氨酸得率。

利用超滤和反渗透膜分离技术可提取废水中83.5％谷氨酸。

采用超滤(UF)膜分离技术去除味精发酵液中的菌体，与传统工艺比较，发酵液提取收率由90.12％提高到96.00％，谷氨酸品质得到改善，提取废水中的有机污染基本去除，有利于保护环境。

二膜分离技术在海洋生物活性物质分离纯化中的应用
1 酵母中海藻糖的分离纯化
传统的海藻糖提取工艺采用乙醇溶剂从酵母中提取。

但存在有机溶媒消耗量大,溶剂回收困难,生产成本高且产生
大量无机废水污染环境等缺点。

韩少卿等采用超滤—纳滤膜集成技术对活性干酵母溶液的海藻糖进行提取研究，经过超滤—纳滤处理,海藻糖提取率达85%以上,纯度为99.4%,产品质量和收率优于传统乙醇提取方法，而且可以很好的解决传统工艺所带来的缺点。

2 从海带中提取甘露醇
我国有不少企业将提碘后的海带浸泡水作为工业废水直接排放.这不仅严重污染生态环境,而且使宝贵的药用原料甘露醇白白地浪费，.对该种废水进行资源化处理,从中提取甘露醇的传统方法是离心水洗重结晶法,既耗能高又费力,而且
生产成本高。

近年来研究表明：将膜法集成技术应用于工业制取甘露醇工艺中，可提高甘露醇的得率和纯度，且大大降低了生产成本。

三膜分离技术对其他活性成分的分离提纯
1 膜分离技术纯化白藜芦醇的研究
白藜芦醇又名虎杖苷，是虎杖的有效成分之一，具有化学抗癌活性、抗氧化及抑菌等功效，是目前世界上一种最新的药用保健活性物质，在国内外有着广阔的市场前景。

传统纯化白藜芦醇的方法主要是大孔树脂吸附,这种方法主要存在原料消耗大、产品纯度不高、使用有毒化学物质多、污染大等缺点。

刘志昌等利用膜分离技术改善了以上缺点。

将虎杖苷液态发酵后浓缩,用60%的乙醇以1∶8的料液比在常温下提取,过滤得到滤液纯度达到8.7%（用高效液相谱(HPLC)法检测白藜芦醇的纯度），然后将滤液用两级膜进行处理。

经微滤膜处理后白藜芦醇的纯度达30. 5%,再经超滤膜处理,纯度达55. 8%。

整个过程无废水产生，能耗低。

2 膜分离技术纯化牛磺酸的研究
天然牛磺酸在水产动物如牡蛎、墨鱼、章鱼、蛤蜊等体内含量丰富,且以游离形式存在。

传统的提纯工艺采用酸碱沉淀法除牛磺酸水提液中的蛋白质,由于引入了大量Na+、Cl-、SO2-4等杂质离子,使得离子交换负荷加大,产品含盐量高,纯度低。

张凌晶等利用现代分离技术从低值牡蛎和鱼贝类下脚料中提取天然牛磺酸。

其研究结果表明：牛磺酸提取液经Ultra-flo和卷式膜系统两级超滤,收率约为90.6%,蛋白质平均质量分数可降至0.2%以下.与传统工艺相比,超滤除杂不引入杂质,滤液质量高,使后续工艺的提取收率也有较大提高.牛磺酸收集液经反渗透可浓缩35倍左右,效率高,能耗小.所得牛磺酸产品纯度达到标准品的水平,各项指标均符合食品要求。

提纯工艺：
原料预处理—水提—离心—超滤除蛋白质—离子交换脱盐—反渗透浓缩—醇沉结晶。