本文分析了芦荟原汁采用纳滤膜分离成的“芦荟浓缩液”与“芦荟水”两个组分中各种成份含量比较，为膜分离法在芦荟原汁加工中的应用提供了理论依据。

 关键词：膜分离、纳滤、芦荟、浓缩、截留率。

        膜分离是拆分、提取、分析芦荟原汁中各种有效成份的最佳方法之一。厦门牡丹香化实业有限公司从1996年开始试用膜分离技术“浓缩” 芦荟原汁，为了使实验能按预定的目标进行，做了大量的分析测试工作，直至找到认为“最佳”的工艺条件为止。

同样是膜分离，微滤、超滤、反渗透都可考虑用于芦荟原汁的加工过程中，它们之间存在相互重叠的现象，反渗透与超滤之间也有交叉。纳滤是最近出现的新型分子级分离技术，介于传统分离范围的超滤与反渗透之间（恰好填补了超滤与反渗透之间的空白），超滤膜在渗透过程中截留率大于95%的最小分子约为1nm（非对称微孔膜平均孔径为2nm），故称为“纳滤”。与其它膜分离过程比较，纳滤的一个优点是能截留透过超滤膜的那部分小分子量的有机物，又能透析反渗透膜所截留的无机盐——也就是能使“浓缩”与脱盐同步进行。其次，在同等的外加压力下，纳滤的通量要比反渗透大得多；而在通量一定时，纳滤所需的压力则比反渗透的低得多。所以用纳滤代替反渗透时，“浓缩”过程可更有效、快速地进行，并达到较大的“浓缩”倍数。

理论上，在使用纳滤膜进行的膜分离过程中，溶液中各种溶质的截留率：

  1、随着摩尔质量的增加而增加；

  2、（在给定进料浓度的情况下）随着跨膜压差的增加而增加；

  3、（在给定压力的情况下）随着浓度的增加而下降；

  4、（对于阴离子来说）按N0₃^-，Cl^-，OH^-，SO₄^2-，CO₃^2-顺序上升；

  5、（对于阳离子来说）按H⁺，Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺，Cu²⁺，顺序上升。

而实际情形如何呢？

我们采用纳滤膜[MD150/90]（对相对分子量大于150的有机溶质有90%以上的截留能力）以常规方法处理“芦荟原汁”（库拉索芦荟凝胶原汁、中国芦荟全叶汁各50%混合而成）到一定的程度，“芦荟原汁”被拆分成两个组分——“芦荟浓缩液”与“芦荟水”。经测定，这两个组分中含有的各种成份如下表：

表1

从表1中可以看出，“芦荟原汁”通过纳滤膜的膜分离过程后，多糖、芦荟素、各种氨基酸、维生素、微量元素等富集于“芦荟浓缩液”中，其中多糖在“芦荟浓缩液”中的含量是“芦荟水”中的152.4倍，芦荟素在“芦荟浓缩液”中的含量是“芦荟水”中的64.23倍，天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、精氨酸、缬氨酸、尼克酸、锌、钙、铁、镁、硫在“芦荟浓缩液”中的含量分别是“芦荟水”中的20.68、197.0、64.55、36.59、20.72、24.93、23.76、92.30、195.6、26.21、281.8、122.6倍，维生素B₁、B₂、叶酸、钠、磷在“芦荟浓缩液”中的含量分别是在“芦荟水”中的8.52、9.67、9.93、14.77、10.78倍。基本上显示出“分子量大的成份‘浓缩’倍数（截留率）也大”的规律。较为“反常”的是钾，在“芦荟浓缩液”中的含量仅是在“芦荟水”中含量的2.75倍，而钠在“芦荟浓缩液”中的含量却是在“芦荟水”中含量的14.77倍，产生这个现象的原因可能得从膜的材料成份去找答案。

“芦荟浓缩液（A）”含芦荟多糖12.3mg/ml，约1.23%，相当于芦荟凝胶原汁含量的20倍，所以我们把“芦荟浓缩液（A）”作为“20倍芦荟原汁浓缩液”直接出售给化妆品厂、制皂厂、牙膏厂、食品厂、制药厂等作添加剂。从表1中还可以看出，芦荟“原汁”通过膜分离“浓缩”以后，芦荟多糖有89%保留在“浓缩液”中，11%在“芦荟水”中；而芦荟素有77%保留在“浓缩液”中，23%在“芦荟水”中；其它各种“有效”成分也都有部分残留在“芦荟水”中。所以，“芦荟水”还是很有利用价值的，不能轻易抛弃，最好在当地找到利用途径。福建已有多家食品厂、化妆品厂对这种“芦荟水”感兴趣，购去配制各种饮料（复配果汁、可乐、酸奶、啤酒等）、果冻、软糖、化妆水、洗发水等等。

虽然“芦荟水”带走了部分的“有效成份”，“芦荟浓缩液”中大部分“有效成份”仍有芦荟凝胶的20倍左右。对原来直接使用芦荟原汁作为添加剂的厂家来说，购买这种膜分离的“20倍芦荟原汁浓缩液”可以节省大量的包装费、运费，经济上还是相当合算的。而对某些制造业（如香皂、牙膏等）来说，则不仅仅是经济上的好处而已，因为有的配方不允许带进太多的水分——如直接使用芦荟原汁的话，由于加入量受到限制，就不能充分发挥芦荟的优秀效果了。

用“芦荟浓缩液（A）”进一步再加工成“芦荟粉”，由于水份已经去掉了95%左右，物料处理量只有原来的二十分之一，不管采用喷雾干燥、冷冻干燥或其它方法，能耗都可降低百分之九十以上，设备紧凑，车间面积只要原来的百分之十左右就够了——这都是膜分离法带来的好处。当然，膜分离法带来更大的好处还在于整个“浓缩”过程都是在常温下进行的，芦荟原汁中各种“有效成分”在这个过程中基本上没有任何质的变化。

参考文献

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2、刘茉娥等，膜分离技术，化学工业出版社会，1994。

3、Daris R H.”Microfiltration”in “Membrane Handbook”edited by. Winston Ho W S, Sirkar K K, Van Nostrand Reinhold, 1992.

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8、李开罢，邵海玲，纳滤技术在医药行业中几例应用研究简报，膜分离技术在中药和保健品生产中应用研讨会论文集，承德，1998。

9、时钧等，膜技术手册，化学工业出版社，2001。

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