Precyzyjne oddzielenie różnych cząsteczek ma ważne znaczenie w przemyśle spożywczym; zwłaszcza przy produkcji piwa, soku jabłkowego oraz wielu produktów mlecznych. Przykładem prostej, funkcjonalnej i mającej świetne perspektywy rozwoju technologii zapewniającej dobrą jakość produktu spożywczego jest filtracja błonowa.
Co to jest filtracja błonowa?
Filtracja błonowa jest techniką wykorzystującą barierę fizyczną, którą stanowi porowata membrana lub filtr, dla separowania cząstek w środowisku płynnym. Cząstki są rozdzielane z użyciem ciśnienia ze względu na różnice w ich wielkości i kształcie, na co pozwala użycie membran z różną wielkością porów. Wykorzystuje się wiele odmian filtracji błonowej (np. odwrotna osmoza, nanofiltracja, ultrafiltracja i mikrofiltracja – w kolejności zwiększającej się wielkości porów) ale wszystkie one służą do separacji lub koncentracji określonej substancji ze środowiska płynnego.
Podstawowe zastosowania
Filtracja błonowa jest podstawową metodą stosowaną przez przemysł spożywczy dla oczyszczania, zagęszczania, frakcjonowania (oddzielania różnych składników), odsalania i klarowania wielu produktów płynnych. Jest ona również stosowana dla poprawy bezpieczeństwa żywności, co osiąga się bez ogrzewania produktów (czego wymagają inne metody). Niektóre przykłady finalnych produktów, które są wytwarzane przy użyciu filtracji błonowej to soki warzywne i owocowe (zwłaszcza sok jabłkowy i marchwiowy), sery (np. ricotta), lody, masło, fermentowane produkty mleczne, mleko odtłuszczone i z niską zawartością laktozy, mleko mikrofiltrowane, wina, cydr, itp.
Serowarstwo
Ultrafiltracja mleka jest uważana za pierwszą w historii serowarstwa istotną modyfikacją technologiczną, przynoszącą istotne korzyści producentom oraz konsumentom. Podczas produkcji serów niektóre składniki mleka są tracone z serwatką (np. węglowodany, witaminy i składniki mineralne). Te straty mają znaczący wpływ na technologię produkcji oraz jej koszt. Przy zastosowaniu ultrafiltracji można skutecznie odzyskać utracone składniki i mogą one być następnie dodane do sera w dalszym etapie jego produkcji. Tym sposobem można poprawić walory żywieniowe sera przy niskich nakładach finansowych. Innym zastosowaniem mikrofiltracji w serowarstwie jest usuwanie z mleka stosowanego do produkcji serów niepożądanych mikroorganizmów.
Mleko mikrofiltrowane
Klasyczne techniki stosowane dla przedłużenia okresu przydatności mleka do spożycia oraz poprawy bezpieczeństwa produktów mlecznych opierały się na zastosowaniu ciepła. Do tych technik zaliczają się pasteryzacja i sterylizacja. Jednak ich zastosowanie zmienia niektóre walory sensoryczne mleka, na przykład jego smak. Metoda mikrofiltracji jest postępowaniem alternatywnym, które redukuje ilość bakterii w mleku, poprawia bezpieczeństwo mikrobiologiczne mleka i znacznie wydłuża okres przydatności do spożycia (jest on daleko dłuższy niż przy zastosowaniu tradycyjnej pasteryzacji świeżego mleka). Nowe zastosowanie techniki filtracji błonowej daje podobne efekty w aspekcie bezpieczeństwa higienicznego jak „termizacja” odtłuszczonego mleka w temperaturze 50oC. Pozwala to na wprowadzenie na rynek mleka, które przechowywane w temperaturze pokojowej, ma okres przydatności do spożycia sięgający sześciu miesięcy a smak podobny do świeżego pasteryzowanego mleka.
Inne korzyści
Zastosowanie filtracji błonowej przynosi wiele korzyści, zarówno konsumentom jak i producentom żywności. Z jednej strony technologia filtracji jest skutecznym sposobem dla osiągnięcia najwyższej jakości i bezpieczeństwa produktów bez ingerowania w podstawowe naturalne własności produktu. Zastosowanie tej metody pozwala na usuwanie z produktu niechcianych składników, takich jak mikroorganizmy czy składniki osadu, które mają negatywny wpływ na jakość produktu. W efekcie produkt spożywczy staje się bardziej atrakcyjny a często ma również dłuższy okres przydatności do spożycia. Z drugiej strony, zastosowanie filtracji błonowej nierzadko pozwala na uproszczenie procedury technologicznej i zwiększa jej wydajność oraz poprawia kontrolę nad procesem produkcyjnym przy jednoczesnym niskim koszcie.
Proces wprowadzania technik filtracji do przemysłu spożywczego jest daleki od ukończenia. Ciągle odkrywa się nowe zastosowania dla tej metody. Nowe perspektywy dla technologii filtracji stworzy zastosowanie lepszych i trwalszych filtrów.
Piśmiennictwo:
- Thomet, A. und Gallmann, P. (2003): Neue Milchprodukte dank Membrantrenntechnik (Hrsg): FAM in: FAM – Info, April 2003, Nr. 453
- Eichhammer, W. (1995): Energy efficiency in industry: cross-cutting technologies, in: K. Blok, W.C. Turkenburg, W. Eichhammer, U Farinelli and T.B. Johansson, Overview of Energy RD&D Options for a Sustainable Future, European Commission DG XII, Science, Research and Development, June 1995
FOOD TODAY (Żywność Dzisiaj) 09/2005
.jpg)