高新技術在食品工業中的應用
http://www.cnkawayi.cn 2008-12-02 09:23 中企顧問網
本文導讀：隨著科學技術的發展，工業發達國家將一系列現代營養、生物、衛生、電子、光電、電磁、機械、程控、材料等科學領域中的高新技術廣泛應用于食品工業的科研與各項加工環節中，從而提高產品質量，改善產品品質與風味，保證營養與衛生安全，提高生產效率并節能降耗，也使得高
隨著科學技術的發展，工業發達國家將一系列現代營養、生物、衛生、電子、光電、電磁、機械、程控、材料等科學領域中的高新技術廣泛應用于食品工業的科研與各項加工環節中，從而提高產品質量，改善產品品質與風味，保證營養與衛生安全，提高生產效率并節能降耗，也使得高新技術在食品工業中的應用得到了廣泛重視。
1、食品工業高新技術內涵
在以農副產品為主要原料的食品制造業中，大量采用各門學科中新的、先進的技術，使食品生產中損耗降低、投入產出比增大，這些具有良好的社會效益和經濟效益的技術，就組成了食品工業高新技術的基礎，也是其基本內涵。
2、食品工業高新技術分類
目前高新技術在食品工業的應用通常分為以下4類：
(1)加工新技術：主要有微波干燥技術、真空冷凍干燥技術、超高壓技術、膜分離技術、超微粉碎技術、微膠囊技術、電子技術、超臨界流體萃取技術、磁場技術、電場技術、核磁共振技術和柵欄技術等。
(2)包裝新技術：主要有可食性包裝、氣調包裝、無菌包裝、自熱和自冷型包裝、無氧技術包裝、溫控包裝、抗霧包裝、可釋放遠紅外的包裝和可除去臭氧的包裝等。
(3)殺菌保鮮技術：主要有超高壓殺菌、磁力殺菌、電子殺菌、液態食品滅菌、靜電殺菌，感應電子殺菌、強光脈沖殺菌、Ｘ射線殺菌、紫外線殺菌、紅外線殺菌、核輻射殺菌、殼多糖殺菌、抗生酶殺菌和微波殺菌等。
(4)生物技術：主要有基因工程、細胞工程、發酵工程和酶工程。
3、高新技術在食品工業中的應用
目前高新技術在食品工業中應用較為廣泛，現將10種高新技術的應用予以介紹。
(1)食品超高壓處理技術：食品的超高壓處理技術是指將食品放入液體介質(通常是水)中，在100～1000ＭＰａ的壓力下作用一段時間后，使食品中的酶、淀粉、蛋白質等生物高分子物質分別失去活性、糊化和變性，同時殺死以微生物為主的生物過程。現該技術已用于消毒和滅菌、貯藏和改善食品口感、提高營養等方面。
(2)微膠囊技術：微膠囊是指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物。微膠囊技術就是將固體、液體或氣體物質包埋、封存在一種微型膠囊內作為一種固體微粒產品的技術，真空能夠保護被包裹的物料，使之與外界環境相隔絕，達到最大限度的保護原有的色香味、性能和生活物性，防止營養物質的破壞與損失。現應用于酶或細胞的固定化、傳統液體產品的固體粉末化和食品添加劑的膠囊化。香精香料微膠囊是微膠囊技術中的一個分支，現對其的研究和應用受到廣泛重視。
(3)微波技術：為了防止食品早期變質，通常使用紫外光、蒸氣、高壓、鈷60、臭氧、充氮、添加防腐劑等方法進行殺菌，微波技術則又開辟了一種理想方式，能在短時間內，對物料內外同時殺菌，又不破壞其營養成分。在實際應用中，微波技術與傳統加熱技術結合可發揮各自的工藝優勢，可真正實現內外加熱。使加工食品口感好、風味獨特，且加工成本較低。
(4)包裝新技術：該項技術包括①無菌包裝，無菌包裝從狹義上講就是在無菌環境條件下，把無菌的或經殺菌的產品充填到無菌容器中并加以密封。目前，用于無菌包裝的食品主要分為兩大類：能在常溫下保存的無菌食品和在低溫下保存的無菌食品。②其他包裝技術，世界各國對食品保鮮技術十分重視。目前，工業發達國家在食品包裝技術上已取得了很大的進展。首先，美國和日本在可食性包裝膜的研制開發上，有不少可喜的成果。其次，還出現了可食性蛋白質膜包裝種類，如牛奶蛋白膜、酪蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜等。
(5)輻照技術：食品輻射是利用原子能射線的輻射能量對食品進行殺菌，以使其在一定時期內不腐敗變質，延長保藏期。在輻射處理中，食品內部不會升溫，也不會引起色香味等方面的變化，是一種冷處理方法。該技術能最大限度地保存食品原有的品質和風味。由于輻射處理是物理過程，無化學藥物的殘留污染，而且比較節省能源，應用范圍又廣，所以與傳統食品加工處理方法相比具有顯著優點。
(6)凍干技術：將經過前處理的物料速凍后，在真空條件下使其中的水分由固態水升華為汽，從而使物料脫水干燥，這就是真空冷凍干燥。真空凍干食品的特點：①可保留新鮮物料色香味及營養成分不損失;②干燥制品不失原有的固體骨架結構，保持物料原有形態;③凍干制品成海綿形，無干縮，故復水性很好，比其他干燥方法生產的物料復水后更接近新鮮物料;④在升華過程中溶于水的可溶性物質就地析出，避免了一般干燥方法中因物料內部水分向表面遷移而將無機鹽和營養物攜帶到物料表面而造成表面硬化和營養損失的現象;⑤凍干制品采取真空或充氮氣包裝和避光保存，可保持5ａ不變質。
(7)膜技術：膜分離是一種分子級分離，主要的膜系統按膜孔的緊密程度由密到疏分為：反滲透(ＲＯ)，納米過濾(ＮＦ)，超濾(ＵＦ)，微濾(ＭＦ)。膜分離技術最突出的特點是高效節能，它可在常溫下實現對各組分的分離、提純、濃縮，因此尤其適合在食品加工業中應用。
(8)生物技術：生物技術在食品中的應用日益廣泛和深入，極大地推動了食品工業的革新。在以基因工程為核心內容，包括細胞工程、酶工程和發酵工程的生物技術領域中， 逐漸形成嶄新的食品生物技術重要分支學科，該學科的基礎研究正不斷的深入和發展。例如，利用基因工程可改良食品加工的原料、改變微生物菌種性能、生產酶制劑、改進食品加工工藝和生產保健食品的有效成分。酶工程在葡萄糖生產、蛋白質的加工和果汁加工中有良好效果。
(9)現代核磁共振技術：原子核在外磁場中受到磁化，產生一定頻率的振動。當外加能量(射頻場)與原子核振動相同時，原子核受能量影響發生能級躍遷，產生共振吸收信號，這就是核磁共振的基本原理。目前現代核磁共振技術在食品中的應用，主要是研究大分子與水的接合所產生的流動性，淀粉的糊化，用NMR定量分析食品中脂肪和水分的含量以及分布等，為食品的后期加工的順利進行作了有效的準備，相信隨著這一技術的進一步完善，成本的進一步降低，它在分析研究食品這一復雜體系中的應用會更為廣泛。
(10)電子技術在食品中的應用：多年來，人的感官如鼻子在評估很多食品方面是一個重要的工具。但這種傳統方法主觀性強、重復性差，并且人的鼻子對氣味具有適應性，容易出現疲勞而影響分析結果。隨著生產過程自動化程度的提高，食品工業越來越需要一種客觀、快捷、重復性好的方法和技術來評估食品氣味這種主觀信息。隨著材料科學、制造工藝及其相關科學的發展，經過多年的努力，電子鼻的研究取得了實質性的進展，目前AlphaMOS、Airsense等公司已經生產出商業化的電子鼻設備，這些設備可以應用在包括食品工業在內的許多應用領域。
1、食品工業高新技術內涵
在以農副產品為主要原料的食品制造業中，大量采用各門學科中新的、先進的技術，使食品生產中損耗降低、投入產出比增大，這些具有良好的社會效益和經濟效益的技術，就組成了食品工業高新技術的基礎，也是其基本內涵。
2、食品工業高新技術分類
目前高新技術在食品工業的應用通常分為以下4類：
(1)加工新技術：主要有微波干燥技術、真空冷凍干燥技術、超高壓技術、膜分離技術、超微粉碎技術、微膠囊技術、電子技術、超臨界流體萃取技術、磁場技術、電場技術、核磁共振技術和柵欄技術等。
(2)包裝新技術：主要有可食性包裝、氣調包裝、無菌包裝、自熱和自冷型包裝、無氧技術包裝、溫控包裝、抗霧包裝、可釋放遠紅外的包裝和可除去臭氧的包裝等。
(3)殺菌保鮮技術：主要有超高壓殺菌、磁力殺菌、電子殺菌、液態食品滅菌、靜電殺菌，感應電子殺菌、強光脈沖殺菌、Ｘ射線殺菌、紫外線殺菌、紅外線殺菌、核輻射殺菌、殼多糖殺菌、抗生酶殺菌和微波殺菌等。
(4)生物技術：主要有基因工程、細胞工程、發酵工程和酶工程。
3、高新技術在食品工業中的應用
目前高新技術在食品工業中應用較為廣泛，現將10種高新技術的應用予以介紹。
(1)食品超高壓處理技術：食品的超高壓處理技術是指將食品放入液體介質(通常是水)中，在100～1000ＭＰａ的壓力下作用一段時間后，使食品中的酶、淀粉、蛋白質等生物高分子物質分別失去活性、糊化和變性，同時殺死以微生物為主的生物過程。現該技術已用于消毒和滅菌、貯藏和改善食品口感、提高營養等方面。
(2)微膠囊技術：微膠囊是指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物。微膠囊技術就是將固體、液體或氣體物質包埋、封存在一種微型膠囊內作為一種固體微粒產品的技術，真空能夠保護被包裹的物料，使之與外界環境相隔絕，達到最大限度的保護原有的色香味、性能和生活物性，防止營養物質的破壞與損失。現應用于酶或細胞的固定化、傳統液體產品的固體粉末化和食品添加劑的膠囊化。香精香料微膠囊是微膠囊技術中的一個分支，現對其的研究和應用受到廣泛重視。
(3)微波技術：為了防止食品早期變質，通常使用紫外光、蒸氣、高壓、鈷60、臭氧、充氮、添加防腐劑等方法進行殺菌，微波技術則又開辟了一種理想方式，能在短時間內，對物料內外同時殺菌，又不破壞其營養成分。在實際應用中，微波技術與傳統加熱技術結合可發揮各自的工藝優勢，可真正實現內外加熱。使加工食品口感好、風味獨特，且加工成本較低。
(4)包裝新技術：該項技術包括①無菌包裝，無菌包裝從狹義上講就是在無菌環境條件下，把無菌的或經殺菌的產品充填到無菌容器中并加以密封。目前，用于無菌包裝的食品主要分為兩大類：能在常溫下保存的無菌食品和在低溫下保存的無菌食品。②其他包裝技術，世界各國對食品保鮮技術十分重視。目前，工業發達國家在食品包裝技術上已取得了很大的進展。首先，美國和日本在可食性包裝膜的研制開發上，有不少可喜的成果。其次，還出現了可食性蛋白質膜包裝種類，如牛奶蛋白膜、酪蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜等。
(5)輻照技術：食品輻射是利用原子能射線的輻射能量對食品進行殺菌，以使其在一定時期內不腐敗變質，延長保藏期。在輻射處理中，食品內部不會升溫，也不會引起色香味等方面的變化，是一種冷處理方法。該技術能最大限度地保存食品原有的品質和風味。由于輻射處理是物理過程，無化學藥物的殘留污染，而且比較節省能源，應用范圍又廣，所以與傳統食品加工處理方法相比具有顯著優點。
(6)凍干技術：將經過前處理的物料速凍后，在真空條件下使其中的水分由固態水升華為汽，從而使物料脫水干燥，這就是真空冷凍干燥。真空凍干食品的特點：①可保留新鮮物料色香味及營養成分不損失;②干燥制品不失原有的固體骨架結構，保持物料原有形態;③凍干制品成海綿形，無干縮，故復水性很好，比其他干燥方法生產的物料復水后更接近新鮮物料;④在升華過程中溶于水的可溶性物質就地析出，避免了一般干燥方法中因物料內部水分向表面遷移而將無機鹽和營養物攜帶到物料表面而造成表面硬化和營養損失的現象;⑤凍干制品采取真空或充氮氣包裝和避光保存，可保持5ａ不變質。
(7)膜技術：膜分離是一種分子級分離，主要的膜系統按膜孔的緊密程度由密到疏分為：反滲透(ＲＯ)，納米過濾(ＮＦ)，超濾(ＵＦ)，微濾(ＭＦ)。膜分離技術最突出的特點是高效節能，它可在常溫下實現對各組分的分離、提純、濃縮，因此尤其適合在食品加工業中應用。
(8)生物技術：生物技術在食品中的應用日益廣泛和深入，極大地推動了食品工業的革新。在以基因工程為核心內容，包括細胞工程、酶工程和發酵工程的生物技術領域中， 逐漸形成嶄新的食品生物技術重要分支學科，該學科的基礎研究正不斷的深入和發展。例如，利用基因工程可改良食品加工的原料、改變微生物菌種性能、生產酶制劑、改進食品加工工藝和生產保健食品的有效成分。酶工程在葡萄糖生產、蛋白質的加工和果汁加工中有良好效果。
(9)現代核磁共振技術：原子核在外磁場中受到磁化，產生一定頻率的振動。當外加能量(射頻場)與原子核振動相同時，原子核受能量影響發生能級躍遷，產生共振吸收信號，這就是核磁共振的基本原理。目前現代核磁共振技術在食品中的應用，主要是研究大分子與水的接合所產生的流動性，淀粉的糊化，用NMR定量分析食品中脂肪和水分的含量以及分布等，為食品的后期加工的順利進行作了有效的準備，相信隨著這一技術的進一步完善，成本的進一步降低，它在分析研究食品這一復雜體系中的應用會更為廣泛。
(10)電子技術在食品中的應用：多年來，人的感官如鼻子在評估很多食品方面是一個重要的工具。但這種傳統方法主觀性強、重復性差，并且人的鼻子對氣味具有適應性，容易出現疲勞而影響分析結果。隨著生產過程自動化程度的提高，食品工業越來越需要一種客觀、快捷、重復性好的方法和技術來評估食品氣味這種主觀信息。隨著材料科學、制造工藝及其相關科學的發展，經過多年的努力，電子鼻的研究取得了實質性的進展，目前AlphaMOS、Airsense等公司已經生產出商業化的電子鼻設備，這些設備可以應用在包括食品工業在內的許多應用領域。
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