保健食品生產中常用濃縮工藝

(1)常壓濃縮
常壓濃縮是在常壓下使溶液進行蒸發，如果溶劑為有機溶劑，常進行冷凝回收，以便回收利用并防止空氣污染。濃縮設備一般由加熱器、蒸發器、冷凝器和溶劑接收器組成。常壓濃縮設備比較簡單，操作方便，但由于蒸發溫度高，能耗較大。特點是濃縮后期，溶液濃度升高，沸點進一步上升，溶液中的許多成分容易在高溫條件下焦化、分解、氧化，使產品質量下降。因此，在實際生產中常壓濃縮已經用得越來越少。

(2)真空濃縮 ．

真空濃縮又稱減壓濃縮，在工業生產中應用極為普通、健食品生產中也采用更多。

真空濃縮具有很多優點。液體物質在沸騰狀態下溶劑的蒸發很快，其沸點因壓力而變化，壓力增大，沸點升高，壓力小，沸點降低。例如牛奶在101kPa下，沸點為100℃，而在真空度82．7—90．6kPa下，沸點只為45—55℃。由于在較低溫度下蒸發，可以節省大量能源。同時，由于物料不受高溫影響，避免了熱不穩定成分的破壞和損失．更好地保存了原料的營養成分和香氣。特別是某些氨基酸、綠源酸、黃酮類、酚類等物質，可防止受熱而破壞。而一些糖類、蛋白質、果膠、粘液質等粘性較大的物料，低溫蒸發可防止物料焦化。
真空濃縮設備可分為兩種類型，一類是間歇式濃縮設備，一類是連續式蒸發器。

a.間歇式單效盤管式真空濃縮鍋：該設備主要由盤管式加熱器、蒸發室、冷凝器、抽真空裝置、霧沫分離器、進出料閥及各種控制儀表所組成。該設備結構簡單、制造方便、操作穩定、易于控制。傳熱系數較高，蒸發速率快，一般蒸發量為1200L／h的濃縮設備，在生產乳粉時，其實際蒸發量可達1500L／h。可調節加熱蒸汽的量和蒸汽壓力的高低．以滿足生產或操作的需要。在鍋內物料混合均勻，特別適用于粘稠物料的濃縮。其缺點是間歇出料，物料受熱時間較長，在一定程度上對產品質量有一定影響。該設備體積較大，清洗比較困難。

b.單效升膜式濃縮設備：該設備為自然循環的長管型液膜式蒸發器，主要由加熱器、分離器、霧沫捕集器、水力噴射泵、循環管等部分組成。
該設備工作時，液料自加熱器底部進入加熱管，液位約占管長的1／5—1／4，蒸汽在管外加熱，使料液沸騰，迅速汽化，蒸汽高速在管內上升，將物料擠向管壁，二次蒸汽在管內由下而上逐漸增多，使物料不斷形成薄膜，在二次蒸汽的誘導及分離器高真空的吸力下，被濃縮的物料及二次蒸汽以較快的速度沿切線方向進入分離器。在分離器離心力作用下，物料沿其周壁高速旋轉，并均勻分布于周壁及錐底上，物料液表面積增大，加速了水分的進一步汽化。二次蒸汽及其夾帶的物料液滴、經霧沫分離器進一步分離后，二次蒸汽導入水力噴射泵冷凝，分離得到的濃縮液沿循環管下降，回到加熱器底部，與新加入的料液自行混合，再進入加熱管濃縮。幾分鐘后，料液濃度即可達到要求。其中一部分濃縮液可在循環管底部連續抽出，一部分回到加熱器。

單效升膜式濃縮設備結構簡單，制造方便，占地面積小，投資省，經濟實用。生產能力大，傳熱系數高，蒸汽消耗較低．可連續出料，有利于提高產品質量，特別適用于牛奶等易起泡沫的物料。但由于管子較長，清洗不太方便，且不大適用于粘度較大或高濃度物料。

c.單效降膜式濃縮設備：與升膜式濃縮設備的結構相似，所不同的是料液從加熱器頂部加入，經分配器導流管進入加熱器，沿管壁成膜狀向低流，故稱為降膜式。其中循環物料由泵再送回器身頂部，二次蒸汽由熱泵壓縮重新利用。
降膜式濃縮設備，物料循環時間少，物料受熱時間只2min左右，故適合于熱敏性物料的濃縮。其傳熱系數、能耗與升膜式相近。有時液膜形成不均勻，物料易焦化、結垢。
d.雙效升(降)膜式濃縮設備：該設備的結構及工作原理與單效膜式濃縮設備相似，主要是增加了一臺熱泵，并增加了二效加熱器、二效分離器等。主要是由于二次蒸汽能夠加以利用，降低了能耗，生產能力大。但設備結構趨于復雜，給操作和管理帶來較高要求。
在食品濃縮設備中，尚有多效薄膜式濃縮設備、刮板式薄膜蒸發器、板式蒸發器、離心式薄膜蒸發器等．后三者適合于高粘度或含懸浮顆粒的果蔬汁的濃縮。

(3)反滲透濃縮

反滲透濃縮是近20年來發展起來的新技術。膜分離是一種使用半透膜的分離方法。分離膜是一類堅固的具有一定大小孔徑的合成材科，在一定壓力或電場的作用下，可使溶液中不同大小的分子或不同電性的離子有選擇地通過膜，從而使物質得到分離、純化或濃縮。膜技術有超濾、反滲透和電滲析三種，其具體特點和應用后面特設置專題討論．這里只簡述反滲透在濃縮中的應用。
在膜分離中，如通過半透膜的只是溶劑，則溶液獲得了濃縮，此過程稱為膜濃縮。反滲透膜是一類具有表層非對稱的復合膜，它與一般滲透或超濾不同，不是純溶劑向溶液方向滲透，而是在外壓下溶液的溶劑向非溶液方向滲透，因此稱為

反滲透。

反滲透用于果蔬汁及其他食品溶液的濃縮，與傳統的蒸發法相比，具有較好的保持果蔬汁風味、營養成分，降低能耗和操作簡單等優點，而且能提高果蔬汁的穩定性。多年來，人們采用反滲透對蘋果、梨、柑、菠蘿、葡萄、番茄、西番蓮等果汁進行研究，取得了良好的結果。我國已有反滲透濃縮蘋果汁的生產，其果汁品質優于熱濃縮法。利用反滲透濃縮山植汁，不只可保持營養和功效成分，而且配合超濾可生產高凝膠能力的果膠，避免了熱濃縮時果膠的破壞。在國外，反滲透已用于牛奶、水果汁、氨基酸溶液的濃縮。

由于半透膜的制造技術以及膜過濾工藝條件的研究尚有差距，再加上其他一些原因，目前在我國食品生產上膜過濾實際應用還較少，但隨著技術的進步，膜分離會被寬廣認識并得到應用，并在保健食品生產中發揮重要的作用。

(4)冷凍濃縮

冷凍濃縮是利用冰與水溶液之間的固液平街原理的一種濃縮方法。當溶液中所含溶質濃度低于低共熔濃度時，溶液冷凍時，溶劑(水)或晶體從溶液中析出，余下的溶液中溶質濃度就提高了，這就是冷凍濃縮的基本原理。
冷凍濃縮特別適合于熱敏食品的濃縮。由于水分的排除是在冷凍條件下進行，可以避免芳香物質因加熱揮發造成損失。為了更好地使操作時形成的冰晶不混有溶質，分離時不至使冰晶夾帶溶質，防止造成過多的溶質損失，結晶操作時要避免局部過冷，分離操作時要很好地加以控制。該方法用于含芳香物質的食品的濃縮，除成本外，就制品質量而言，要比蒸發和反滲透法都好。

但冷凍濃縮也有缺點，①在加工中，細菌和酶的活性得不到抑制，所以制品還必須再經熱處理或冷凍保藏。②該方法受到溶液濃度的限制，濃度過高不宜采用。③操作過程中會造成溶質的損失，特別是粘度大的溶液分離比較困難。④成本高。迄今，尚有許多技術問題未能解決。

總體來看，目前用于保健食品濃縮的方法還是以真空蒸發為主，而反滲透濃縮技術在不遠的將來有可能以其突出的優點，在許多方面獲得越來越寬廣的應用。