1、多糖的分離和精制

米糖脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生物學(xué)活性多樣，可誘生干擾素及腫瘤壞死因了(TNF)，直接或間接激活B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞及巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體的特異性及非特異性免疫力，而且有效劑量低，一般每公斤體重的劑量僅在納克(ng)數(shù)量級。

陳正行采用超濾和納濾進(jìn)行了分離濃縮米糖脂多糖提取液的研究。結(jié)果表明，超濾后米糖脂多糖提取液中蛋白和多糖雜質(zhì)含量降低85.5%和89.6%。采用不加水循環(huán)納濾的方式，濃縮倍數(shù)可達(dá)8倍，同時(shí)米糖脂多糖濃縮液中的87.4%的無機(jī)鹽可除去。Matsubara等研究從大豆廢水中提取大豆低聚糖。他們用超濾分離去除大分子蛋白，反滲透除鹽和納濾精制分離低聚糖。合成低聚糖則通過蔗糖的酶化反應(yīng)來制取。為了得到高純度低聚糖，需除去原料蔗糖和另一產(chǎn)物葡萄糖。

通常采用高效液相色譜法(HPLC)分離。但HPLC法處理量小，耗資大，并且需要大量的水稀釋，因而后面濃縮需要的能耗很高。采用納濾膜技術(shù)來處理可以達(dá)到高效液相分離法同樣的效果，而且大大降低了操作成本。

2、果汁的高濃度濃縮

果汁的濃縮可以減少體積，便環(huán)境貯存和運(yùn)輸，又可提高其貯存的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)上是用蒸餾法或冷凍法濃縮，不但消耗大量的能源，還會導(dǎo)致果汁風(fēng)味和芳香成分的散失。人們考慮利用膜技術(shù)來濃縮。

在果汁濃縮過程中，隨著果汁濃度的提高，滲透壓也在提高，因此在利用反滲透進(jìn)行果汁濃縮時(shí)，存在著一個(gè)濃縮上限(一般是30wt%)，使得單一的反滲透法由于滲透壓的限制委難以單級方式把果汁濃縮到較高濃度。綱濾膜的出現(xiàn)，很好地解決了這個(gè)問題。首先使用只能透過水的反滲透進(jìn)行預(yù)濃縮，使第一級濃縮液濃度達(dá)到30%，30%的濃縮液再利用有一定溶質(zhì)透過量的納濾膜進(jìn)行處理，這時(shí)，由于透過液中含有溶質(zhì)，使得濃縮液與透過液之間的滲透壓差減小，第二級濃縮液濃度達(dá)到40%。因此，即使是在7.0MPa的操作壓力下，也可以進(jìn)行滲透壓為10.2MPa，濃度達(dá)到40wt%的濃縮操作。含有溶質(zhì)的濃縮液再返回第一級的預(yù)濃縮工序中。這個(gè)系統(tǒng)可適用于各種果汁的濃縮，既可以保證果汁在濃縮過程中色、香、味不變，又可以節(jié)省大量的能源。

納濾膜還可用超濾膜結(jié)合對桔子汁和洋李酸浸液進(jìn)行濃縮脫鹽。對洋李酸浸液，脫鹽率達(dá)54.5%，有機(jī)酸脫除率可達(dá)80%，自身可被濃縮到10倍以上。

3、在乳品工業(yè)中的應(yīng)用

3.1、牛奶及乳清蛋白的濃縮

利用納濾膜濃縮的牛乳可以制成高級冰激淋。因在一般的濃縮乳中，由于存于其中的鹽類也被濃縮，所制成的冰激淋口感不佳，面暖和納舉世矚目膜濃縮的牛乳，鹽類減少，使制成的冰激淋口感嫩滑，同時(shí)因?yàn)闆]有被加熱，制品的奶味格外濃郁。

乳粉的貯藏過程中，最易發(fā)生的是風(fēng)味變壞，我們把產(chǎn)生各種不良?xì)馕兜奈镔|(zhì)稱為雜味物質(zhì)。利用納濾分離，可以除這些物質(zhì)。

由表2可以看到，未經(jīng)處理的復(fù)原脫脂乳中雜味很強(qiáng)，評價(jià)較差。使用反滲透濃縮處理的乳，其風(fēng)味在某種程度上得到改善，但由于鹽類和乳糖都被濃縮，咸味與甜味都被增強(qiáng)，使總體評價(jià)降低。而使用納濾膜，選擇適當(dāng)?shù)臐饪s比進(jìn)行處理，不僅除去了乳中的雜味成分，還使脫脂乳具有鹽類平衡的良好風(fēng)味。

表2利用膜分離進(jìn)行風(fēng)味改變的效果比較

4、氨基酸的分離和純化

氨基酸的分子量價(jià)了100-1000之間，納濾的截留分子量為200-1000因此納濾分離氨基酸主要靠電荷效應(yīng)起作用。氨基酸帶有離子官能團(tuán)如羧基或氨基，在等電點(diǎn)時(shí)是中性的，納濾膜對于處于等電點(diǎn)狀態(tài)的氨基酸溶質(zhì)的截留率幾乎為零。當(dāng)高于或低于等電點(diǎn)時(shí)氨基酸帶正電荷或負(fù)電荷，因?yàn)槿苜|(zhì)離子與膜之間產(chǎn)生靜電排斥，使膜對偏離等電點(diǎn)狀態(tài)的氨基酸溶質(zhì)有較高截留率。調(diào)整溶液的pH值，使不同的氨基酸在不同的pH值時(shí)帶上不同的電荷，利用膜的電荷效應(yīng)分離和純化分子量接近的氨基酸。

根據(jù)上述原理，王曉琳等設(shè)計(jì)了苯丙氨酸和天冬氨酸的納濾分離過程。當(dāng)pH=8時(shí)，處理質(zhì)量比率為0.15的苯丙氨酸與天冬氨酸混合原料液，操作壓力為1.0MPa，溫度為35℃，料液流量1.22×10-4m3/s，選用有效面積為5.1m2的納濾膜組件進(jìn)行分離操作。結(jié)果使苯丙氨酸與天冬氨酸質(zhì)量比率降為0.04。

5、飲用水凈化

水污染的日益加劇，使人們對飲用水水質(zhì)越來越關(guān)心。美、歐、日等發(fā)達(dá)國家都有改善水質(zhì)的計(jì)劃，如日本的MAC-21計(jì)劃和新MAC-21計(jì)劃，將膜技術(shù)作為水凈化的最有效手段。歐、美等國也支持了許多膜法(NF)水凈化試驗(yàn)，效果明顯。特別是NF，可能成為21世紀(jì)水凈化的首選技術(shù)，因?yàn)镹F可去除消毒的副產(chǎn)物、痕量的除草劑、殺蟲劑、重金屬、天然有機(jī)物及部分硬度、SO2-4和NO-3等。一般的過程為：進(jìn)水→預(yù)處理(絮凝、過濾等)→MF(UF)→NF→(備用)其優(yōu)點(diǎn)是水質(zhì)好且穩(wěn)定，化學(xué)藥劑用量少，占地少，節(jié)能，省勞力，易管理和維修，基本上可零排放。

6 、膜生化反應(yīng)器的開發(fā)

我國是制糖大國，糖蜜廢水中含有較高的COD及色度，其中由焦糖色素引起的COD，BOD及色度是一般生物方法不能完全處理的。制糖業(yè)廢水的直接排放將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。潘巧明等采用膜生物反應(yīng)器(MBR)與納濾(NF)相聯(lián)合的集成膜技術(shù)處理糖蜜廢水，取得了較好的結(jié)果，可達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水回收率大于80%，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。具體參見http://www.bnynw.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

Jeantet等將納濾膜與CSTR(連續(xù)攪攔反應(yīng)器)耦合組成納濾膜生物反應(yīng)器(NFMBR)用于乳酸的半連續(xù)生產(chǎn)，利用膜截留底物和菌體細(xì)胞而乳酸被不斷移去，得到較高的產(chǎn)率約為7.1g/L.h，乳酸濃度為55g/L。膜反應(yīng)器是一項(xiàng)急待開發(fā)的新型技術(shù)，目前工業(yè)進(jìn)展較慢，但由于它的卓越性能，必將得到廣泛的應(yīng)用。

7、其他應(yīng)用

納濾膜分離技術(shù)在食品工業(yè)中的其他應(yīng)用：

1)與超臨界萃取結(jié)合，從魚油中分離出甘油三酯。

2)從廢糖液中回收更多的糖

3)濃縮分離1，6—二磷酸果糖

4)分離和純化環(huán)糊精、乳酸酯、酵母、有機(jī)酸等。

5)用于醬油、氨基酸調(diào)味料等的脫色。

8、結(jié)束語

納濾膜由于截留分子量介于超濾與反滲透之間，同時(shí)還存在Donann效應(yīng)，因此對低分子量有機(jī)物和鹽的分離有很好的效果，并具有不影響分離物質(zhì)生物活性、節(jié)能、無公害等特點(diǎn)，在食品工業(yè)得到越來越廣泛的運(yùn)用。但納濾膜的應(yīng)用同時(shí)也存在一些問題，如膜污染等，并且由于食品業(yè)對衛(wèi)生要求極嚴(yán)，膜需要經(jīng)常的殺菌、清洗等處理，使得該技術(shù)的廣泛使用受到一定的影響。作為一種新興的膜分離技術(shù)，納濾膜獨(dú)特的分離性能存在眾多的優(yōu)越性，是一個(gè)新興的值得矚目的領(lǐng)域，必將會有廣闊的發(fā)展前景。