神奇“膜”力

神奇“膜”力

市面上销售的无糖茶饮、浓缩果汁、咖啡萃取液，甚至适合高血压人群吃的咸蛋黄月饼，皆与“膜”技术息息相关。位于山东省济南市高新区的博纳生物科技集团有限公司（下简称“博纳生科”）就是研发生产这类“膜”的龙头企业。目前，其自主研发量产的陶瓷膜元件已实现国产替代，价格仅是同品质进口产品的一半。

对话嘉宾：

朱海洋（山东博纳生物科技集团有限公司董事长）

李玉川（北京理工大学材料学院教授）

膜过滤应用广泛，前景广阔

李玉川：通俗讲，膜就是一种“筛子”。捞鱼的渔网、筛沙的铁丝网、面粉加工筛网，这些“筛子”的孔，是厘米、毫米级别，肉眼可见。还有一些“筛子”的孔，达到微米、纳米级别，需要借助分析仪器才能看到。这些“筛子”统称为“滤膜”。

“滤膜”应用在生活的方方面面。像家用净水器中的滤芯、输液管上的过滤器，这些都是微滤膜，将液体中微米级的灰尘、沙砾、碎屑、细菌等除去，使浑浊的液体变得澄明透亮，无肉眼可见杂质，实现液体的初步净化。

还有一些日常见不到但生产企业大量使用的过滤器，如陶瓷膜过滤器、针头过滤器、折叠滤芯过滤器等。比如中药口服液澄明透亮，就是用的高精度的微滤膜。超滤膜和纳滤膜孔径更小，过滤精度更高，在日常生活中应用较少，但在食品、药品、保健品、化妆品等行业中应用广泛。

朱海洋：博纳生科成立于2012年，主要业务为膜元件、膜组件、膜过滤分离纯化设备的研发、生产与销售。膜过滤技术依靠过滤材料、设备实现过滤纯化功能。过滤材料包括无机陶瓷膜、管式有机膜、卷式有机膜等。

膜过滤具有选择范围广、过滤精度高、过滤效果优异、不会导致产品变性等特点。比如，茶叶或果汁提取液的澄清和浓缩、有效成分的提纯、有害金属脱除、啤酒脱醇、黄酒脱杂醇、果汁脱糖脱酸、蛋白液脱盐等，都要用膜过滤来实现。

我们企业的任务，不仅是开发制造出优异的膜产品和设备，还要将其与行业需求相结合，开发优秀的膜过滤工艺。比如，采用有机膜脱除蛋清多肽中的钠离子，满足高血压人群的饮食需求。中国传统食品咸鸭蛋中的咸蛋黄被用于月饼等中式面点后，含有高浓度食盐的蛋清无法直接使用，采用有机膜过滤的方法，能轻松将咸蛋清中的食盐完全除去。

“膜”技术与饮食健康

朱海洋：当前，人们比较注重饮食健康，像配料表中的赤藓糖醇、阿斯巴甜、焦糖色等成分受到人们的特别关注。这些成分本身都是通过食品安全性检测，法规允许，可以放心食用。我们作为分离纯化专业人士，更关注的是怎么实现这些成分的高质量生产。

例如，赤藓糖醇原料是酵母菌发酵产生的，发酵液中除含有溶解状态的赤藓糖醇，还有大量的无关成分，如菌体、色素、蛋白、无机盐、葡萄糖等。我们优选高精度陶瓷膜实现菌体的去除，优选高精度有机超滤膜和纳滤膜实现料液脱蛋白、脱色、脱盐，配合浓缩和结晶技术，从一堆粥样液体中得到亮晶晶的高纯度赤藓糖醇晶体。

焦糖色在生产时会产生少量的有害成分，传统方法不易将其有效去除。而采用有机膜过滤技术，在不降低焦糖色收率的情况下，能轻松去除有害成分，极大提高焦糖色的质量。

天然食用色素蛋白——藻蓝蛋白，来自螺旋藻破壁液，采用有机微滤膜，将藻蓝蛋白和细胞碎片分离；再经过有机超滤膜浓缩消除杂质，得到藻蓝蛋白浓缩液；再经干燥得到高纯度的藻蓝蛋白粉，用来代替化工合成的亮蓝，应用到糖果、糕点、雪糕饮料中。

研究人员现场演示茶叶提取 郑雪婧 摄

李玉川：再比如高纯度茶叶提取物，是采用无机陶瓷膜将茶汤中导致浑浊的不溶性无效成分过滤掉，再经有机膜常温过滤，除去水分，得到茶多酚、咖啡因、茶碱及芳香物质的高倍浓缩液。经过膜过滤得到的茶叶提取物，具有易溶解和高纯度特点，大量用在绿茶、乌龙茶、红茶、奶茶、果茶等茶饮料中。

冷萃咖啡浓缩液的生产也使用到陶瓷膜澄清和有机膜浓缩技术，除去咖啡冷萃液中的悬浮物，咖啡因及香味成分得到保留和浓缩，用冷萃咖啡浓缩液调配后的饮品口感更佳。

如葡萄、苹果、梨浓缩果汁的生产，要用到微滤、超滤去除果汁中的悬浮颗粒、果胶、蛋白质、多酚等大分子物质，果汁澄明透亮，稳定性和口感均有显著提高；采用纳滤或反渗透浓缩，所得浓缩液不会产生褐变效应、没有“蒸煮味”，并且降低了果汁的运输成本。

牛奶行业也大量使用膜过滤技术，使用陶瓷膜微滤除去牛奶中绝大部分细菌，使用有机膜实现酪蛋白浓缩和乳清蛋白的分离、乳清蛋白的浓缩、脱乳糖、脱盐等。

未来“膜”应用

朱海洋：2024年，山东省鲁信创投合计向博纳生科投资4000万元，助力我们对接“膜过滤”新材料新技术的项目合作方，充分挖掘合成生物学、大健康等领域潜在客户资源，构建一体化生态圈，在人们的日常生活中处处施展“膜”力。

目前，可以用超滤膜或纳滤膜实现大分子和小分子的分离。展望未来，利用某种特种膜材料，可实现膜对类似物分子的色谱级分离。再比如，人体细胞具有离子通道功能，未来仿生学生物膜的出现，可实现像钠离子与钾离子的精细分离。在工艺上，随着AI的发展，可能不再需要进行大量实验，直接输入物料和膜的参数，实现膜和过滤工艺的自动匹配。

此外，随着太空事业的进步，特种气体分离膜、水汽回收膜、高效的能量回收膜都有可能变成现实。可以说，未来人们生活质量的提高，一定离不开膜技术的进步和应用。

采写：半月谈记者 郑雪婧