一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法技术

本发明专利技术为一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其能够达到较高的浓缩度，同时全程为非热过程，从而完好保存浓缩液热敏性成分。浓缩过程膜污染主要以可逆污染为主，便于清洗去除。而且过程驱动力为渗透压差，不需施加压力，操作简单。本发明专利技术可用于热敏性食品原料液的非热高度浓缩。本发明专利技术的方法步骤为：（1）对热敏性食品原料液进行澄清处理；（2）然后采用正渗透膜进行正渗透浓缩，使用盐溶液作为汲取液，通过汲取液质量的变化量计算水通量，通过原料液质量的变化量计算浓缩度；（3）当水通量下降到2‑6 L/m

A Non-thermal High Concentration Method for Thermosensitive Food Raw Material Solution

【技术实现步骤摘要】
一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法一、
：本专利技术涉及食品浓缩领域，具体涉及一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法。二、
技术介绍
：食品工业领域中，原料液的浓缩研究具有推动食品工业发展的重要意义。在经济上，浓缩可以减少物料体积，从而降低贮藏和运输成本；较高的浓度可以提高后续工艺的单产能力，降低后续干燥工艺的设备成本和能源成本。在产品品质方面，浓缩处理可以降低物料的水分活度，延长保藏期。食品物料的浓缩技术种类繁多，以多效蒸发为代表的热法浓缩应用最为普遍。但是，食品原料液中有一个重要的分类——热敏性食品原料液。这种原料液含有受热易分解、变性的热敏性成分。其主要包括以乳制品、禽蛋制品为代表的蛋白制品；以苹果汁、番茄汁为代表的果蔬汁；以桦树汁、银杏提取物为代表的植物提取液等。这些热敏性食品原料液在进行热处理时会产生褐变、香气损失、维生素氧化分解等一系列品质恶化反应。因此，使用非热技术处理热敏性食品原料液，是食品工业领域的研究热点。膜技术是一种重要的非热技术。传统的压力驱动式膜技术在浓缩食品原料液时，有着非常巨大的优势，也有显著的缺陷。优势主要有：工艺过程中没有相变，能最大程度保留原料液中的热敏性成分；操作简单，人员作业环境适宜；设备成本低廉；模块化，可连续运行。压力驱动式膜技术的不足主要有：易产生膜污染，通量下降快；过程需要较高液压，能源成本高昂；不可逆膜污染较多，降低膜的使用寿命；难以达到较高的浓缩度。在膜法浓缩的实际应用中，传统的压力驱动式膜浓缩技术主要是用于蒸发浓缩之前的预浓缩步骤。这种应用模式使得整个浓缩工艺达不到全过程非热的要求，不利于最大程度的保留食品原料液中的热敏性成分，难以得到高品质的食品浓缩液。三、
技术实现思路
本专利技术的提供一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其能够达到较高的浓缩度，同时其热敏性成分能够得到最大程度的保留。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其特征在于：所述的方法步骤为：(1)对热敏性食品原料液进行澄清处理；(2)然后采用正渗透膜进行正渗透浓缩，使用盐溶液作为汲取液，通过汲取液质量的变化量计算水通量，通过原料液质量的变化量计算浓缩度；(3)当水通量下降到2-6L/m2h时，对正渗透膜进行清洗，更换汲取液，继续浓缩；(4)循环步骤(3)，直至浓缩度达到要求为止。所述的步骤(1)中澄清处理的方法为：当原料液中功能性成分为大分子物质时，采用纱布过滤；当原料液中功能性成分为小分子物质时，采用滤膜过滤。所述的步骤(2)所采用的盐溶液为NaCl、MgCl2、KCl、Na2SO4或MgSO4，其浓度范围为0.5—4mol/L。所述的步骤(2)正渗透浓缩：正渗透膜的活性层面向原料液，支撑层面向汲取液，使用称量装置记录原料液重量变化，以此计算浓缩度；使用称量装置记录汲取液重量变化，以此计算水通量。所述的步骤(2)所采用的水通量计算方法：将称量装置连接到电脑端，称量数据实时传输至电脑，直接计算出水通量，便于监控通量变化。所述的步骤(3)中单次浓缩循环终点判定依据：由于不同的食品原料液具有不同的性质和加工要求，同时不同的工艺过程有不同的生产安排，一般为水通量下降到2-6L/m2h时即认为影响到浓缩工艺效率，为单次浓缩循环终点。所述的步骤(3)中正渗透膜进行清洗：如果原料液为大分子物质的清洗方法为：将膜两侧的原料液和汲取液排空，然后使用去离子水在膜两侧循环清洗，循环结束之后，将清洗溶液排空；如果原料液为小分子物质的清洗方法为：将膜两侧的原料液和汲取液排空，然后使用EDTA溶液、SDS溶液、HCl溶液或NaOH溶液在膜两侧循环清洗，循环结束之后，将清洗溶液排空，然后使用去离子水循环清洗，循环结束之后，将清洗溶液排空。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和效果：1、本专利技术采用渗透压驱动的正渗透技术，作为膜技术的一种，不仅具备传统膜技术中无相变的优势，也因其工艺原理避免了传统压力驱动式膜技术的不足。其特征优势主要有：可以通过调控汲取液获得高于压力驱动膜过程的驱动力，进而实现更高的浓缩度；正渗透膜孔径小，可以很好的截留食品物料中的小分子组分；自发渗透过程，不需外加压力，操作简单；以可逆污染为主，大部分污染通过简单的水力清洗即可去除。2、本专利技术为解决热敏性食品原料液的浓缩问题，采用基于正渗透的热敏性食品原料液非热浓缩新方法。采用本专利技术所述方法能够达到较高的浓缩度，同时其热敏性成分能够得到最大程度的保留。浓缩过程膜污染主要以可逆污染为主，便于清洗去除。而且过程驱动力为渗透压差，不需施加压力，操作简单。本专利技术对于实际食品生产的效果提升，食品工业的发展具有重要意义。3、本专利技术原料液的浓缩度显著提升；4、本专利技术原料液中的热敏性成分保留率可达100％；5、本专利技术浓缩过程中无外界压力存在，操作简单。6、本专利技术对于实际食品生产的效果提升，食品工业的发展具有重要意义。四、附图说明：图1为浓缩方法流程简图；图2为蛋清液正渗透浓缩过程中的通量和浓缩度变化；图3为苹果汁正渗透浓缩过程中的通量和浓缩度变化。五、具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的限定：一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法步骤为：(1)对热敏性食品原料液进行澄清处理，澄清处理的方法为：当原料液中主要功能性成分为蛋白质等大分子物质时(如牛奶，蛋清等)，采用纱布过滤；当原料液中主要功能性成分为糖、多酚、维生素等小分子物质时(如果汁、植物提取液等)，采用滤膜过滤；(2)然后采用正渗透膜进行正渗透浓缩，使用盐溶液作为汲取液，通过汲取液质量的变化量计算水通量，通过原料液质量的变化量计算浓缩度；盐溶液为NaCl、MgCl2、KCl、Na2SO4或MgSO4，其浓度范围为0.5—4mol/L。正渗透膜的活性层面向原料液，支撑层面向汲取液，使用称量装置记录原料液重量变化，以此计算浓缩度；使用称量装置记录汲取液重量变化，以此计算水通量。水通量计算方法：将称量装置连接到电脑端，称量数据实时传输至电脑，直接计算出水通量，便于监控通量变化。(3)当水通量下降到2-6L/m2h时，对正渗透膜进行清洗，更换汲取液，继续浓缩；单次浓缩循环终点判定依据：由于不同的食品原料液具有不同的性质和加工要求，同时不同的工艺过程有不同的生产安排，一般为水通量下降到2-6L/m2h时即认为影响到浓缩工艺效率，为单次浓缩循环终点清洗的方法为：如果原料液为大分子物质的清洗方法为：将膜两侧的原料液和汲取液排空，然后使用去离子水在膜两侧循环清洗，循环结束之后，将清洗溶液排空；如果原料液为小分子物质的清洗方法为：将膜两侧的原料液和汲取液排空，然后使用EDTA溶液、SDS溶液、HCl溶液或NaOH溶液在膜两侧循环清洗，循环结束之后，将清洗溶液排空，然后使用去离子水循环清洗，循环结束之后，将清洗溶液排空。(4)循环步骤(3)，直至浓缩度达到要求为止。本专利技术正渗透系统简图如图1所示，包括电脑、两个称量装置、正渗透膜组件和两台泵，原料液和汲取液分别放置在两个称量装置上，称量装置会实时记录原料液和汲取液的质量变化，将质量数据传输到电脑上自动计算，进而得到水通量，两个称量装置防止于正渗透膜的两侧，其中一个称量装置与电脑连接。实施例1：基于正渗透的蛋清液非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其特征在于：所述的方法步骤为：(1)对热敏性食品原料液进行澄清处理；(2)然后采用正渗透膜进行正渗透浓缩，使用盐溶液作为汲取液，通过汲取液质量的变化量计算水通量，通过原料液质量的变化量计算浓缩度；(3)当水通量下降到2‑6L/m

【技术特征摘要】
1.一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其特征在于：所述的方法步骤为：(1)对热敏性食品原料液进行澄清处理；(2)然后采用正渗透膜进行正渗透浓缩，使用盐溶液作为汲取液，通过汲取液质量的变化量计算水通量，通过原料液质量的变化量计算浓缩度；(3)当水通量下降到2-6L/m2h时，对正渗透膜进行清洗，更换汲取液，继续浓缩；(4)循环步骤(3)，直至浓缩度达到要求为止。2.根据权利要求1所述的一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其特征在于：所述的步骤(1)中澄清处理的方法为：当原料液中功能性成分为大分子物质时，采用纱布过滤；当原料液中功能性成分为小分子物质时，采用滤膜过滤。3.根据权利要求1或2所述的一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其特征在于：所述的步骤(2)所采用的盐溶液为NaCl、MgCl2、KCl、Na2SO4或MgSO4，其浓度范围为0.5—4mol/L。4.根据权利要求3所述的一种热敏性食品原料液非热高度浓缩方法，其特征在于：所述的步骤(2)正渗透浓缩：正渗透膜的活性层面向原料液，支撑层面向汲取液，使用称量装置记录原料液重量变化，以此计算浓缩度；使用称量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振宇，裴剑飞，任宋萍，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61