随着我国科学技术飞速发展，在生物、化学以及物理等学科领域有了很多科学研究项，并逐渐出现了膜分离技术。膜分离技术的优势非常明显，在食品工业中合理应用膜分离技术可以提高产品质量。膜分离技术主要是利用物理原理，不需要加入其他化学物质，因此可以节约大量的能源，而且绿色无污染。膜分离的过程中不会出现相变，可以有效分离和浓缩生物活性物质。在食品工业中应用膜分离技术可以避免营养成分被破坏，很好地保证了食品原有的味道。

01、膜分离技术的原理及特点

一、膜分离技术的原理[1]

膜分离技术主要是利用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力对液液、气气、液固、气固等体系中的不同组分进行分离、纯化、富集的一项新技术。膜材料的研制方法、膜分离过程的研究及膜技术的应用种类多种多样，但在工业上膜分离技术一般可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等。分离类型不同，其作用机理也不尽相同，不同的分离技术虽各具优势和特点，但其基本原理都是以高分子膜的选择透过性为基础，以浓度差、压力梯度或电势梯度作为推动力，在膜相际之间进行传质，从而达到不同组分的分离、纯化的目的。

二、膜分离技术的主要类别及其特点[2]

膜分离技术主要有4 大类，分别是微滤、超滤、纳滤及高滤。现对这4 种膜分离技术的特点进行分析，具体如下。

表1　4种主要的膜分离技术

（一）微滤

微滤技术的膜孔径大约是0.1 μm，分离过程主要是根据膜的筛分原理进行压力驱动型膜。这样，在静压差的驱动下，比膜孔径小的粒子可以透过膜，而比膜孔径大的粒子会被截留在膜的表面，从而将污染物、微生物以及微米级悬浮物、亚微米级悬浮物等从液相物质和气相物质里截留出来，实现分离、净化以及浓缩的目的。

（二）超滤

超滤技术的膜孔径是1 nm ～ 0.05 μm，相对分子质量大于500 的胶体与大分子都能够被分离出。将压力差当作推动力，由于溶液中的溶质分子大小不一样，这样当溶液通过超滤膜的表面，溶剂与无机盐类等小分子物质就会从膜的表面透过，作为透过液被收集起来，有机胶体等大分子溶质会被截留在膜的表面，作为浓缩液被回收。

（三）纳滤

纳滤是在压力差推动力作用下，让盐及小分子物质透过纳滤膜，而截留大分子物质的一种液分离方法。纳滤膜截留分子量范围为200 ～ 1 000，介于超滤和反渗透之间，主要应用于溶液中大分子物质的浓缩和纯化。

（四）高滤

高滤技术也叫反渗透技术，膜孔径是1 nm，和其他膜分离技术相比，高滤技术的分离过程更加精细，能够将0.1 ～ 1 nm 小分子物质截留出来。将两侧的静压力当作推动力，让溶剂透过反渗透膜，从而达到分离混合物的效果。

三、膜分离技术的优缺点[2]

膜分离技术的本质特征是按照混合物的化学性质和物理性质的类别，用具有不同选择透过性的膜将它们分离开。膜分离技术具有很多优点：①可以在温和的条件下操作，而且要求的压强和温度比较低，非常适合分离生物活性物质，能够最大程度保障产品的生物活性。②膜分离过程可以实现自动化，操作非常简单，同时对环境的污染很小。③膜分离技术的工作效率非常高，消耗的能源很少，通常不会涉及相变。

但是，膜分离技术也有一些不足：①膜的耐热性和耐药性有一定的局限性，会影响膜的使用范围和使用效果。②膜非常容易受到外界的污染。被污染后，膜的使用性能会大大降低，甚至丧失滤过能力。

在实际应用中，要根据食品加工的具体情况，选择合适的膜分离技术，提高分离的效率和质量。

02、膜分离技术在食品工业中的应用

一、应用于现代果蔬的加工过程中[3]

（一）超滤技术在水果加工中的应用

超滤膜具有不对称的微孔结构，在常温下以膜两侧压力差为动力，对水果进行分离、浓缩、提纯，实现对水果大、小分子分离、净化，超滤澄清可全部去除水果悬浮颗粒、果胶以及部分杂菌，更好地保留糖和维生素。由于超滤膜孔径在2 ～ 200 nm，超滤加工前可采取粗滤、精滤、酶处理工序，延长膜的使用寿命，提高超滤的分离速度和效率。