膜分离技术在低度姜酒除浊中的应用

孙静

（莱芜职业技术学院 生物教研室，山东 莱芜 271100）

由于人们健康意识逐步提高，酒消费正逐步由高度向低度化方向发展。优质低度酒不但口感柔和、顺喉，而且由于酒精含量低了，甲醇、杂醇油等有害物质含量也相应减少，更有利于健康。因此，高度酒向低度酒的成功转化适应了现代人的需求[1]。酒的颜色和澄清度的稳定性直接影响着产品的质量，如何在保持其良好的营养和功能成分同时，尽可能获得良好的稳定性，便成为新产品能否开发成功的关键。姜酒因其原料生姜具有抗菌抑菌、抗老防衰、抗癌防癌之功效，是一种重要的保健酒，但由于姜酒的营养成分特别丰富，酒体中含有较多的蛋白质、淀粉、脂肪、多糖等大分子成分，在低度姜酒生产过程中出现了一些问题：浑浊、失光、产生絮状沉淀等，严重影响姜酒外观质量、口感风味及稳定性。因此，解决低度姜酒出现浑浊，沉淀及风味变化和成品酒稳定性的问题，确保产品的内在品质和外观质量，成为姜酒厂亟待解决的问题。

膜分离技术在分离物质过程中可在维持原生物体系环境的条件下实现分离，不涉及相变，无二次污染，并可高效地浓缩、富集产物，有效地去除杂质，加之操作方便，结构紧凑、能耗低，易于自动化，因而它是现代分离技术中一种效率较高的分离手段，应用前景十分广泛，已被国际上公认为最有发展前途的技术之一，成为世界各国研究的热点[2]。

1 膜分离技术的机理

膜分离技术是借助于人工合成的具有选择透过性的聚合膜或无机膜，利用压力差、浓度差、电位差等作为推动力，基于物质能否透过膜或透过膜的速率不同，使流体中各成分得以分离、分级或富集的技术。根据推动力以及截留物质尺寸的大小，膜分离技术可分为微滤 （Microfiltration）、超滤 （Ultrafiltration）、电渗析（Electrodialysis）和反渗透（ReverseOsmosis）等[2]。膜分离现象早在200多年前便被人们所发现，但是直到上个世纪六十年代才得到迅速发展。其中，微滤和超滤技术应用最广泛、最成熟，它们分离的机理基本相同，都是筛孔分离过程[3]。

2 低度姜酒沉淀的产生原因

姜酒沉淀从形成的过程来看，包括生物沉淀和非生物沉淀2个方面。生物沉淀指由于微生物原因引起的产品外观质量变化，即由于感染杂菌造成产品浑浊、失光、沉淀，影响最终产品质量。由于生姜的强力防腐作用，在密封良好情况下，产品内部不易感染杂菌。非生物沉淀，是指姜酒由于本身的胶体性质及所含各种活性物质，姜酒以生姜为原料，生姜中含有蛋白质、维生素、淀粉等多糖，铁等多种营养和功能成分，这些成分既有亲水性的，也有亲脂性的；既有挥发性成分，也有不挥发性成分。如酒体中蛋白质胶体溶液不稳定性、蛋白质与多酚的缔合作用、溶解氧对蛋白质和多酚的氧化作用、铁离子的催化作用等，在氧、光、热、冷、射线等外界条件作用下，发生复杂的化学反应和物理变化，造成产品的外观质量，如颜色、亮度、透明度等发生变化，影响外观和口感。低度姜酒生产中，由于在勾调过程中打破了原有酒体中各种香味成分和功能成分的平衡，从而使某些营养和功能成分溶解度降低，再次成为酒中的不稳定因素，重新生成沉淀。

3 膜分离技术在低度姜酒除浊中的应用

3.1 膜分离技术处理低度姜酒比较

表1 低度姜酒膜分离处理前后的感官评价Table 1 Sensory evaluation of the low of ginger liquor with membrane separation treatment

3.2 微滤在低度姜酒除浊中的应用

微滤可以处理含有细小粒子的溶液，能够截留直径为0.05 μm～10 μm的微粒或分子量大于106的高分子，从而达到净化、分离的目的。在实验室中，微滤技术是检验有形细微杂质的重要工具，主要用于微生物和微粒子的检测；在工业中，主要用于灭菌液体的生产，反渗透和超滤的前处理等[4]。选取一定孔径的微滤膜处理酒液，能大量去除形成大颗粒的前体物质高分子蛋白质以及蛋白质-多酚缔合物。

3.3 微滤与冷冻处理法在低度姜酒除浊中的应用

微滤技术在去除永久浑浊方面效果较好，冷冻技术在去除冷浑浊方面效果较好，微滤与冷冻技术相结合来处理姜酒，不仅提高了姜酒品质，而且也基本消除酒体的“冷浑浊”现象，改善了姜酒的稳定性。

3.4 复合微滤膜在低度姜酒除浊中的应用

复合微滤膜由纤维、活性炭、硅藻土和成膜剂组成，在微滤膜分离物料时，交织纤维的筛分性能，固体微粒的吸附性能，使膜分离技术能同时充分发挥作用，并提高微滤膜分辨力，能将不同物质和不同分子量同一类物质从溶液中分离出来[1]。复合微滤膜过滤低度姜酒，在其生产过程中，必须有一定的压力，这种压力保证了复合微滤膜功能吸附是一种深层吸附，每一个大大小小的微孔都在吸附，每一粒酒分子都在被吸附或走其微孔通道经过，这样的运动行程，就完全保证了低度姜酒除浊的彻底和完全。

3.5 超滤在低度姜酒除浊中的应用

超滤法近年来已被有些国家成功的用于从酒中除去蛋白质。超滤法可分离酒中分子量大于10000的蛋白质，因为酒中蛋白质群分子量大多大于12000，所以实际上几乎所有蛋白质都能被除去。超滤法最主要的优点是既可以使酒中蛋白质稳定，能保留许多芳香成分，并且仅有2%的损失，又可以连续自动操作。超滤是一种新型过滤分离技术，它是以压差为推动力，应用微孔薄膜作为过滤介质，选择性地阻止溶液中较大的溶质分子通过，在果汁的过滤、澄清及浓缩方面显示了其优越性，具有分离精度高、不影响风味、可在常温低压下过滤和连续使用等优点，并具有一定的除菌能力[5]。当姜酒在压力的作用下通过半透膜时，酒液中的高分子物质如蛋白质、多糖、纤维素等和胶体物质如单宁、果胶及部分微生物就会被截留下来，使滤出液清澈透明。

4 结论

膜分离技术由于良好的选择性和定向性，分离效率高，而且能达到浓缩、净化和分离的目的，广泛应用于酿酒、制药、生物制品等领域，虽然目前膜分离技术在酿酒领域上的应用尚存在一些问题，如可供选择的膜材料品种偏少、膜污染后的清洗和再生使用技术需进一步提高、成本相对过高等，但膜分离技术是对传统分离技术的一次革命，在低度姜酒除浊中具有很大的应用前景，可以预见，膜分离技术将不断完善，推动酿酒工业的发展，并为社会带来巨大的经济效益和社会效益。

[1]黄建城,黄永光，刘建华，等.膜分离技术及其在低度白酒除浊中的应用[J].酿酒科技，2007(6):95-97

[2]王湛.膜分离技术基础[M].北京：化学工业出版社，2000:2-7

[3]任建新.膜分离技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2003:1

[4]于文国，卞进发.生化分离技术[M].北京:化学工业出版社,2007:114

[5]张静,阴启忠，孙鹤宁.超滤技术在澄清果汁加工中的应用[J].落叶果树，2000(6):34-35