高新技术在食品工业中的应用
http://www.cction.com 2008-12-02 09:23 中企顾问网
本文导读：随着科学技术的发展，工业发达国家将一系列现代营养、生物、卫生、电子、光电、电磁、机械、程控、材料等科学领域中的高新技术广泛应用于食品工业的科研与各项加工环节中，从而提高产品质量，改善产品品质与风味，保证营养与卫生安全，提高生产效率并节能降耗，也使得高
随着科学技术的发展，工业发达国家将一系列现代营养、生物、卫生、电子、光电、电磁、机械、程控、材料等科学领域中的高新技术广泛应用于食品工业的科研与各项加工环节中，从而提高产品质量，改善产品品质与风味，保证营养与卫生安全，提高生产效率并节能降耗，也使得高新技术在食品工业中的应用得到了广泛重视。
1、食品工业高新技术内涵
在以农副产品为主要原料的食品制造业中，大量采用各门学科中新的、先进的技术，使食品生产中损耗降低、投入产出比增大，这些具有良好的社会效益和经济效益的技术，就组成了食品工业高新技术的基础，也是其基本内涵。
2、食品工业高新技术分类
目前高新技术在食品工业的应用通常分为以下4类：
(1)加工新技术：主要有微波干燥技术、真空冷冻干燥技术、超高压技术、膜分离技术、超微粉碎技术、微胶囊技术、电子技术、超临界流体萃取技术、磁场技术、电场技术、核磁共振技术和栅栏技术等。
(2)包装新技术：主要有可食性包装、气调包装、无菌包装、自热和自冷型包装、无氧技术包装、温控包装、抗雾包装、可释放远红外的包装和可除去臭氧的包装等。
(3)杀菌保鲜技术：主要有超高压杀菌、磁力杀菌、电子杀菌、液态食品灭菌、静电杀菌，感应电子杀菌、强光脉冲杀菌、Ｘ射线杀菌、紫外线杀菌、红外线杀菌、核辐射杀菌、壳多糖杀菌、抗生酶杀菌和微波杀菌等。
(4)生物技术：主要有基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。
3、高新技术在食品工业中的应用
目前高新技术在食品工业中应用较为广泛，现将10种高新技术的应用予以介绍。
(1)食品超高压处理技术：食品的超高压处理技术是指将食品放入液体介质(通常是水)中，在100～1000ＭＰａ的压力下作用一段时间后，使食品中的酶、淀粉、蛋白质等生物高分子物质分别失去活性、糊化和变性，同时杀死以微生物为主的生物过程。现该技术已用于消毒和灭菌、贮藏和改善食品口感、提高营养等方面。
(2)微胶囊技术：微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物。微胶囊技术就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊内作为一种固体微粒产品的技术，真空能够保护被包裹的物料，使之与外界环境相隔绝，达到最大限度的保护原有的色香味、性能和生活物性，防止营养物质的破坏与损失。现应用于酶或细胞的固定化、传统液体产品的固体粉末化和食品添加剂的胶囊化。香精香料微胶囊是微胶囊技术中的一个分支，现对其的研究和应用受到广泛重视。
(3)微波技术：为了防止食品早期变质，通常使用紫外光、蒸气、高压、钴60、臭氧、充氮、添加防腐剂等方法进行杀菌，微波技术则又开辟了一种理想方式，能在短时间内，对物料内外同时杀菌，又不破坏其营养成分。在实际应用中，微波技术与传统加热技术结合可发挥各自的工艺优势，可真正实现内外加热。使加工食品口感好、风味独特，且加工成本较低。
(4)包装新技术：该项技术包括①无菌包装，无菌包装从狭义上讲就是在无菌环境条件下，把无菌的或经杀菌的产品充填到无菌容器中并加以密封。目前，用于无菌包装的食品主要分为两大类：能在常温下保存的无菌食品和在低温下保存的无菌食品。②其他包装技术，世界各国对食品保鲜技术十分重视。目前，工业发达国家在食品包装技术上已取得了很大的进展。首先，美国和日本在可食性包装膜的研制开发上，有不少可喜的成果。其次，还出现了可食性蛋白质膜包装种类，如牛奶蛋白膜、酪蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜等。
(5)辐照技术：食品辐射是利用原子能射线的辐射能量对食品进行杀菌，以使其在一定时期内不腐败变质，延长保藏期。在辐射处理中，食品内部不会升温，也不会引起色香味等方面的变化，是一种冷处理方法。该技术能最大限度地保存食品原有的品质和风味。由于辐射处理是物理过程，无化学药物的残留污染，而且比较节省能源，应用范围又广，所以与传统食品加工处理方法相比具有显著优点。
(6)冻干技术：将经过前处理的物料速冻后，在真空条件下使其中的水分由固态水升华为汽，从而使物料脱水干燥，这就是真空冷冻干燥。真空冻干食品的特点：①可保留新鲜物料色香味及营养成分不损失;②干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有形态;③冻干制品成海绵形，无干缩，故复水性很好，比其他干燥方法生产的物料复水后更接近新鲜物料;④在升华过程中溶于水的可溶性物质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移而将无机盐和营养物携带到物料表面而造成表面硬化和营养损失的现象;⑤冻干制品采取真空或充氮气包装和避光保存，可保持5ａ不变质。
(7)膜技术：膜分离是一种分子级分离，主要的膜系统按膜孔的紧密程度由密到疏分为：反渗透(ＲＯ)，纳米过滤(ＮＦ)，超滤(ＵＦ)，微滤(ＭＦ)。膜分离技术最突出的特点是高效节能，它可在常温下实现对各组分的分离、提纯、浓缩，因此尤其适合在食品加工业中应用。
(8)生物技术：生物技术在食品中的应用日益广泛和深入，极大地推动了食品工业的革新。在以基因工程为核心内容，包括细胞工程、酶工程和发酵工程的生物技术领域中， 逐渐形成崭新的食品生物技术重要分支学科，该学科的基础研究正不断的深入和发展。例如，利用基因工程可改良食品加工的原料、改变微生物菌种性能、生产酶制剂、改进食品加工工艺和生产保健食品的有效成分。酶工程在葡萄糖生产、蛋白质的加工和果汁加工中有良好效果。
(9)现代核磁共振技术：原子核在外磁场中受到磁化，产生一定频率的振动。当外加能量(射频场)与原子核振动相同时，原子核受能量影响发生能级跃迁，产生共振吸收信号，这就是核磁共振的基本原理。目前现代核磁共振技术在食品中的应用，主要是研究大分子与水的接合所产生的流动性，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，为食品的后期加工的顺利进行作了有效的准备，相信随着这一技术的进一步完善，成本的进一步降低，它在分析研究食品这一复杂体系中的应用会更为广泛。
(10)电子技术在食品中的应用：多年来，人的感官如鼻子在评估很多食品方面是一个重要的工具。但这种传统方法主观性强、重复性差，并且人的鼻子对气味具有适应性，容易出现疲劳而影响分析结果。随着生产过程自动化程度的提高，食品工业越来越需要一种客观、快捷、重复性好的方法和技术来评估食品气味这种主观信息。随着材料科学、制造工艺及其相关科学的发展，经过多年的努力，电子鼻的研究取得了实质性的进展，目前AlphaMOS、Airsense等公司已经生产出商业化的电子鼻设备，这些设备可以应用在包括食品工业在内的许多应用领域。
1、食品工业高新技术内涵
在以农副产品为主要原料的食品制造业中，大量采用各门学科中新的、先进的技术，使食品生产中损耗降低、投入产出比增大，这些具有良好的社会效益和经济效益的技术，就组成了食品工业高新技术的基础，也是其基本内涵。
2、食品工业高新技术分类
目前高新技术在食品工业的应用通常分为以下4类：
(1)加工新技术：主要有微波干燥技术、真空冷冻干燥技术、超高压技术、膜分离技术、超微粉碎技术、微胶囊技术、电子技术、超临界流体萃取技术、磁场技术、电场技术、核磁共振技术和栅栏技术等。
(2)包装新技术：主要有可食性包装、气调包装、无菌包装、自热和自冷型包装、无氧技术包装、温控包装、抗雾包装、可释放远红外的包装和可除去臭氧的包装等。
(3)杀菌保鲜技术：主要有超高压杀菌、磁力杀菌、电子杀菌、液态食品灭菌、静电杀菌，感应电子杀菌、强光脉冲杀菌、Ｘ射线杀菌、紫外线杀菌、红外线杀菌、核辐射杀菌、壳多糖杀菌、抗生酶杀菌和微波杀菌等。
(4)生物技术：主要有基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。
3、高新技术在食品工业中的应用
目前高新技术在食品工业中应用较为广泛，现将10种高新技术的应用予以介绍。
(1)食品超高压处理技术：食品的超高压处理技术是指将食品放入液体介质(通常是水)中，在100～1000ＭＰａ的压力下作用一段时间后，使食品中的酶、淀粉、蛋白质等生物高分子物质分别失去活性、糊化和变性，同时杀死以微生物为主的生物过程。现该技术已用于消毒和灭菌、贮藏和改善食品口感、提高营养等方面。
(2)微胶囊技术：微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物。微胶囊技术就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊内作为一种固体微粒产品的技术，真空能够保护被包裹的物料，使之与外界环境相隔绝，达到最大限度的保护原有的色香味、性能和生活物性，防止营养物质的破坏与损失。现应用于酶或细胞的固定化、传统液体产品的固体粉末化和食品添加剂的胶囊化。香精香料微胶囊是微胶囊技术中的一个分支，现对其的研究和应用受到广泛重视。
(3)微波技术：为了防止食品早期变质，通常使用紫外光、蒸气、高压、钴60、臭氧、充氮、添加防腐剂等方法进行杀菌，微波技术则又开辟了一种理想方式，能在短时间内，对物料内外同时杀菌，又不破坏其营养成分。在实际应用中，微波技术与传统加热技术结合可发挥各自的工艺优势，可真正实现内外加热。使加工食品口感好、风味独特，且加工成本较低。
(4)包装新技术：该项技术包括①无菌包装，无菌包装从狭义上讲就是在无菌环境条件下，把无菌的或经杀菌的产品充填到无菌容器中并加以密封。目前，用于无菌包装的食品主要分为两大类：能在常温下保存的无菌食品和在低温下保存的无菌食品。②其他包装技术，世界各国对食品保鲜技术十分重视。目前，工业发达国家在食品包装技术上已取得了很大的进展。首先，美国和日本在可食性包装膜的研制开发上，有不少可喜的成果。其次，还出现了可食性蛋白质膜包装种类，如牛奶蛋白膜、酪蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜等。
(5)辐照技术：食品辐射是利用原子能射线的辐射能量对食品进行杀菌，以使其在一定时期内不腐败变质，延长保藏期。在辐射处理中，食品内部不会升温，也不会引起色香味等方面的变化，是一种冷处理方法。该技术能最大限度地保存食品原有的品质和风味。由于辐射处理是物理过程，无化学药物的残留污染，而且比较节省能源，应用范围又广，所以与传统食品加工处理方法相比具有显著优点。
(6)冻干技术：将经过前处理的物料速冻后，在真空条件下使其中的水分由固态水升华为汽，从而使物料脱水干燥，这就是真空冷冻干燥。真空冻干食品的特点：①可保留新鲜物料色香味及营养成分不损失;②干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有形态;③冻干制品成海绵形，无干缩，故复水性很好，比其他干燥方法生产的物料复水后更接近新鲜物料;④在升华过程中溶于水的可溶性物质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移而将无机盐和营养物携带到物料表面而造成表面硬化和营养损失的现象;⑤冻干制品采取真空或充氮气包装和避光保存，可保持5ａ不变质。
(7)膜技术：膜分离是一种分子级分离，主要的膜系统按膜孔的紧密程度由密到疏分为：反渗透(ＲＯ)，纳米过滤(ＮＦ)，超滤(ＵＦ)，微滤(ＭＦ)。膜分离技术最突出的特点是高效节能，它可在常温下实现对各组分的分离、提纯、浓缩，因此尤其适合在食品加工业中应用。
(8)生物技术：生物技术在食品中的应用日益广泛和深入，极大地推动了食品工业的革新。在以基因工程为核心内容，包括细胞工程、酶工程和发酵工程的生物技术领域中， 逐渐形成崭新的食品生物技术重要分支学科，该学科的基础研究正不断的深入和发展。例如，利用基因工程可改良食品加工的原料、改变微生物菌种性能、生产酶制剂、改进食品加工工艺和生产保健食品的有效成分。酶工程在葡萄糖生产、蛋白质的加工和果汁加工中有良好效果。
(9)现代核磁共振技术：原子核在外磁场中受到磁化，产生一定频率的振动。当外加能量(射频场)与原子核振动相同时，原子核受能量影响发生能级跃迁，产生共振吸收信号，这就是核磁共振的基本原理。目前现代核磁共振技术在食品中的应用，主要是研究大分子与水的接合所产生的流动性，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，为食品的后期加工的顺利进行作了有效的准备，相信随着这一技术的进一步完善，成本的进一步降低，它在分析研究食品这一复杂体系中的应用会更为广泛。
(10)电子技术在食品中的应用：多年来，人的感官如鼻子在评估很多食品方面是一个重要的工具。但这种传统方法主观性强、重复性差，并且人的鼻子对气味具有适应性，容易出现疲劳而影响分析结果。随着生产过程自动化程度的提高，食品工业越来越需要一种客观、快捷、重复性好的方法和技术来评估食品气味这种主观信息。随着材料科学、制造工艺及其相关科学的发展，经过多年的努力，电子鼻的研究取得了实质性的进展，目前AlphaMOS、Airsense等公司已经生产出商业化的电子鼻设备，这些设备可以应用在包括食品工业在内的许多应用领域。
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