現(xiàn)代食品工程高新技術(shù)1

1、微膠囊的定義微膠囊就是指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物。微膠囊造粒技術(shù)/微膠囊技術(shù)將固體、液體或氣體物質(zhì)包埋、封存在一種微型膠囊內(nèi)成為一種固體微粒產(chǎn)品的技術(shù)。微膠囊造粒的基本原理/微膠囊化的基本原理針對不同的心材和用途，選用一種或幾種復合的壁材進行包囊。一般說來，油溶性的心材 應采用水溶性的壁材，而水溶性的心材必須采用油溶性的壁材。微膠囊的功能與局限功能改變物料的存在狀態(tài)，物料的質(zhì)量與體積隔離物料間的相互作用，保護敏感性物料掩蓋不良風味、降低揮發(fā)性控制釋放降低食品添加劑的毒理作用局限心材釋放后剩下的殘殼會引起一些問題。如果心材和壁材2者都能溶于水，則問題不大，但 要選擇一種不同溶解度的聚

2、合物使壁殼可以從填充物相中遺留下來而呈現(xiàn)出不連續(xù)的分離 相，同時要求兩相均溶于水，這是相當困難的。如將控制釋放的微膠囊用于懸浮液介質(zhì)中， 則可能由于增加了壁囊的厚度而使心材的釋放變得困難。故在制備微膠囊時，需要權(quán)衡微膠 囊釋放速度和壁囊厚度兩方面的因素。微膠囊的步驟將心材分散入微膠囊化的介質(zhì)中將壁材放入該分散體系中通過某一種方法將壁材聚集、沉漬或包敷在已分散的心材周圍。用物理或化學的方法進行處理微膠囊產(chǎn)品質(zhì)量評價方法溶出速度通過微膠囊溶出速度的測定可直接反映心材的釋放速度。心材含量的測定根據(jù)心材性質(zhì)的不同，測定方法也是不一樣的。例如：對于揮發(fā)油類微膠囊的測定，通常以 索式提取法來計算含油量。微

3、膠囊尺寸大小的測定微膠囊的外形一般為圓球形或卵圓形，其大小測定方法可采用顯微鏡法。分子包囊法是一種發(fā)生在分子水平上的微膠囊化法，它主要是利用B-環(huán)糊精作為膠囊化的包覆介質(zhì)。食品工業(yè)中常用的幾種微膠囊化方法微膠囊化方法大致可分為化學法、物理法和融合二者的物理化學法。具體方法可有20 余種。目前能在食品工業(yè)中應用的方法只有少數(shù)幾種。主要有噴霧干燥法、分子包接法、水 相分離法、油相分離法等八種方法。1.固定化酶和固定化細胞上的應用歸納起來包括載體結(jié)合法、交聯(lián)法、包囊化法。舉例：包囊化葡萄糖異構(gòu)酶、包囊化大 腸桿菌、包囊化乳糖酶。2在傳統(tǒng)液體產(chǎn)品固體粉末化過程中的應用2.1香精香料的粉末化應用微膠囊技

4、術(shù)將液體香味物質(zhì)包囊化后，能夠保護香味物質(zhì)免受熱、光和溫度的影響 而引起氧化變質(zhì)，避免有效成分的揮發(fā)，可以有效控制香味物質(zhì)的釋放，提高貯存、運輸和 應用時的方便性。常用方法有噴霧干燥法、分子包囊法、水相分離法等。2.2食用油脂的粉末化極大的提高了粉末油脂產(chǎn)品的質(zhì)量，拓寬了應用范圍。經(jīng)常使用的技術(shù)有：噴霧干燥法、 水相分離法和分子包囊法。2.3酒的粉末法（噴霧干燥法）3食品添加劑包囊化過程中的應用3.1微膠囊化酸味劑和甜味劑酸味劑：醋酸、檸檬酸等。甜味劑：如阿斯巴甜。3.2微膠囊化防腐劑微膠囊化低醇度殺菌防腐劑，既避免了直接添加防腐劑引起介質(zhì)pH值下降影響產(chǎn)品， 又保證防腐劑的有效作用。3.3微

5、膠囊化營養(yǎng)強化劑通過銳孔法制備蛋氨酸微膠囊；通過噴霧干燥法制備維生素E微膠囊；通過噴霧干燥法制備維生素C微膠囊；通過油相分離法制備硫酸亞鐵微膠囊。4微膠囊化生理活性物質(zhì)生理活性物質(zhì)包括膳食纖維、活性多糖、多不飽和脂肪酸、活性肽等。由于部分產(chǎn)品性 質(zhì)不穩(wěn)定，需要用微膠囊技術(shù)進行包囊化處理，以提高它們在功能性食品中的應用。固定化酶的優(yōu)點:1）極易與底物和產(chǎn)物分離開2）可以在較長時間內(nèi)進行反復分批反應和裝柱連續(xù)反應3）在大多數(shù)的情況下可以提高酶的穩(wěn)定性4）酶反應過程能得到嚴格的控制5）產(chǎn)物溶液中沒有酶的殘留因而簡化了提純工藝6）較水溶性酶更適合于多酶反應7）可增加產(chǎn)物的得率并提高產(chǎn)物的質(zhì)量8）酶使用

6、效率的提高帶來了生產(chǎn)成本的降低缺點:1）固定化過程中對酶的活力有所損失2）增加了固定化的成本，工廠開始時投資成本大3）只能用于水溶性底物，只對小分子底物適宜，對大分子就不適宜4）與完整菌體相比它不適合多酶反應，特別是需要輔助因子的反應5）胞內(nèi)酶必須經(jīng)過酶的分離處理超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應用1新型功能食品或添加劑纖維素被現(xiàn)代營養(yǎng)學界稱為第七營養(yǎng)素，是防治現(xiàn)代文明病和平衡膳食結(jié)構(gòu)的重 要功能性基料食品。借助現(xiàn)代超微粉碎技術(shù)，使食物纖維微粒化，能明顯改善纖維食品的口 感和吸收性。補鈣食品。動物骨、殼、皮等通過超微粉碎后得到的微粉屬有機鈣，比無機鈣容易被人 體吸收、利用。這些有機鈣可以作為添加劑，

7、制成高鈣高鐵的骨粉(泥)系列食品，具有獨 到的營養(yǎng)保健功能。甲殼素。蟹殼、蝦殼、蛆、蛹等的超微粉末可用作保鮮劑、持水劑、抗氧化劑等，改性 后還有其他許多功能性。2軟飲料加工利用氣流微粉碎技術(shù)，可開發(fā)出如粉茶、豆類固體飲料等軟飲料。如果將茶葉在常溫、 干燥狀態(tài)下制成茶粉、使粉體的粒徑小于5微米，則茶葉的全部營養(yǎng)成分易被人體腸胃直接 吸收，可以即沖即飲。在牛奶生產(chǎn)過程中，利用均質(zhì)機能使脂肪明顯細化。若98%的脂肪球直徑在2微米以下， 則可達到優(yōu)良的均質(zhì)效果，口感好，易于消化。調(diào)味品加工微粉食品的巨大孔隙造成集合孔腔，可吸收并容納香氣經(jīng)久不散，這是重要 的固香方法之一，因此作為調(diào)味品使用的超微粉，其

8、香味和滋味更濃郁、突出。3巧克力生產(chǎn)巧克力必須具有細膩滑潤的良好口感，因此巧克力配料的粒度不能大于25微米。當平均 粒徑大于40微米時，巧克力的口感就明顯粗糙。因此，只有超微粉碎加工巧克力配料才能 保證巧克力的質(zhì)量。瑞士、日本等國，主要采用五輥精磨機和球磨精磨機。以上列舉了超微粉碎技術(shù)在食品加工中的幾種應用，其實超微粉碎技術(shù)在食品中的應用 遠遠不限于此。第三章遠紅外線應用遠紅外線概念工業(yè)上波長為2.5-1000微米的電磁波。遠紅外作用原理對紅外線敏感的物質(zhì)，其分子、原子吸收紅外線后，不僅會發(fā)生能級躍遷，也擴大了以平衡 位置為中心的各種運動的幅度，質(zhì)點的內(nèi)能量加大。微觀結(jié)構(gòu)質(zhì)點運動加劇的宏觀反映

9、就是 物體溫度的升高，即物質(zhì)吸收紅外線后，便產(chǎn)生自發(fā)的熱效應。由于這種熱效應直接產(chǎn)生于 物體的內(nèi)部，所以能快速有效的對物質(zhì)加熱。食品加熱中，為什么可以選擇遠紅外線進行加熱？食品中很多成分在3-10微米的遠紅外區(qū)有很強烈的吸收，受紅外線照射后，這些物質(zhì)在固 有的振動頻率下產(chǎn)生共振作用，因而吸收遠紅外線的熱能，使物質(zhì)內(nèi)部熱能改變，具有加熱 效率良好的性質(zhì)。因此在食品加熱中，往往選擇遠紅外線進行加熱。從遠紅外加熱原理和食品加工要求看，在食品加工中應用遠紅外加熱所具有哪些優(yōu)點？熱輻射率高在食品加工的加熱的溫度范圍內(nèi)，黑體和近似黑體熱輻射密度最大的波長正是在2.5-20微 米遠紅外線的波長范圍內(nèi)，因此使

10、用遠紅外線加熱食品有著較高的熱輻射率。熱損失小輻射加熱不存在傳熱界面，遠紅外線直接輻射到被加熱物體的表面，遠紅外線在空氣中傳播 時的損失很小，即傳熱損失小。容易進行操作控制遠紅外線具有直接傳播、漫反射和鏡反射的性質(zhì)，因此可以通過光的集散、遮斷機構(gòu)，更合 理的控制輻射熱，以提高加熱質(zhì)量。加熱速度快，傳熱效率高熱源與物料不直接接觸，可以在保證無聊不過熱的情況下，提高熱源溫度。由于遠紅外加熱 速度與熱源表面溫度和物料溫度的4次方之差成正比，因此遠紅外加熱的速度可以比傳導和 對流傳熱快很多。有一定的穿透力受熱比較均勻，不會局部過熱。產(chǎn)品質(zhì)量好遠紅外線的光子能量比紫外線、可見光都要小，因此一般只產(chǎn)生熱效

11、應，不會引起食物成分 的化學變化。另外，遠紅外加熱的速度快，食品成分受熱分解的可能性也小。熱吸收率高大部分食材的電磁波吸收峰多集中在遠紅外線波長范圍內(nèi)，對遠紅外線都有很高的吸收率。遠紅外加熱在食品工業(yè)中的應用1食品遠紅外干燥由于遠紅外加熱具有：加熱迅速，吸收均一，加熱效率高，化學分解作用小，食品原料不易變性等優(yōu) 美，因此對于熱敏性物質(zhì)的干燥表現(xiàn)出獨特的優(yōu)點，目前巳用于蔬菜、水產(chǎn)品如魚、藻類等的干燥。例如 經(jīng)遠紅外干燥的菠菜，其維生素C的殘存量為一般電熱干燥產(chǎn)品的2倍。面條采用遠紅外干燥，其產(chǎn)品表 面不形成粗糙現(xiàn)象，而且干燥時間大大縮短。2食品遠紅外焙烤遠紅外焙烤具有加熱速度快，表層加熱效果好的

12、特點。在餅干、糕點等面糖制品和肉類制品等的焙烤中巳 應用的相當普遍。在魚肉油炸和煎蛋加工中，使用遠紅外加熱技術(shù)均可改善產(chǎn)品的品質(zhì)，節(jié)約時間和成本。 3食品遠紅外熟成利用遠紅外對食品進行熟成處理可以縮短熟成時間?？蓱糜卺勗焓称?、魚肉煉制品、蒸蛋等食品的熟成。 對于腌制食品也有促進發(fā)酵的作用。4食品遠紅外殺菌遠紅外加熱殺菌不需經(jīng)過熱媒，其傳熱可直接由表面滲透到內(nèi)部，因此遠紅外線不僅可用于一般的粉狀 和塊狀食品的殺菌，且可以用于堅果類食品如咖啡豆、花生和谷物的殺菌和滅霉以及袋裝食品的直接殺菌。 4.1谷物和果實的表層殺菌處理使用遠紅外照射對谷物和果實進行表面殺菌，不僅可殺滅表面的酵母菌和霉菌，在一

13、定程度上降低表面 的微生物污染，且可以有助于脫殼。4.2谷物和果實的內(nèi)部處理大豆的滅酶處理豌豆的滅酶處理飼料用蠶豆的滅酶處理餅用小麥面粉的處理油菜籽處理谷物或果實的內(nèi)外同時處理5食品遠紅外解凍利用遠紅外具有內(nèi)部加熱的性質(zhì)，遠紅外巳較多的應用于冷凍食品的快速解凍中。第4章微波應用微波的概念微波一般是指波長在1mm-1m范圍的電磁波。微波加熱的原理介質(zhì)從電結(jié)構(gòu)看，一類分子叫無極分子電介質(zhì)，另一類叫有極分子電介質(zhì)。在一般情況下， 它們都呈無規(guī)則排列，如果把它們置于交變的電場之中，這些介質(zhì)的極性分子取向也隨著電 場的極性變化而變化，這就叫做極化。外加電場越強，極化作用也就越強，外加電場極性變 化得越快

14、，極化得也越快，分子的熱運動和相鄰分子之間的摩擦作用也就越劇烈。在此過程 中即完成了電磁能向熱能的轉(zhuǎn)換，當被加熱物質(zhì)放在微波場中時，其極性分子隨微波頻率以 每秒幾十億次的高頻來回擺動、摩擦，產(chǎn)生的熱量足以使食物在很短的時間內(nèi)達到熱熟的目 的。微波加熱在食品加工中的應用1食品微波烹調(diào)微波烹調(diào)具有方便、快速，維生素等營養(yǎng)成分損失少，鮮嫩多汁等優(yōu)點。1.1微波爐烹調(diào)食品蒸燉魚肉、紅燒肉和雞，還可以烘烤膨化營養(yǎng)面餅、煎炸荷包蛋、蒸制米飯等。1.2微波爐方便食品日本的微波爐食品有四大類：高溫殺菌食品-紅小豆飯；耐熱容器裝的冷凍食品-蝦肉米飯； 加水后用微波烹調(diào)的食品-各類蛋糕；冷藏食品-咖喱牛肉。1.3

15、微波爐容器的食品2食品微波干燥具有廠房利用率高，干燥速度快，產(chǎn)品質(zhì)量好，衛(wèi)生條件好，節(jié)能等優(yōu)點。采用微波真空干 燥的果汁有：橙汁、檸檬汁等，另外還有茶汁和香草提取液。3食品微波解凍工業(yè)上已用微波加熱解凍的食品有：肉、肉制品、水產(chǎn)品、水果制品。4食品微波殺菌殺菌機理包括熱效應和非熱生化效應。應用于肉制品、禽制品、水產(chǎn)品、水果蔬菜、罐頭、 奶制品等。5食品微波焙烤與烘烤適用微波烘烤的的產(chǎn)品有面包、糕點和多種餅。也可以用于堅果類的烘烤。花生、可可豆、 杏仁、腰果等。6微波膨化利用微波的內(nèi)部加熱特性，使得物料內(nèi)部迅速受熱升溫產(chǎn)生大量蒸汽，內(nèi)部蒸汽往外沖出， 形成無數(shù)微小孔道，使物料組織膨脹、疏松。如爆

16、玉米花。第5章水油混合式深層油炸與真空油炸水油混合式深層油炸工藝的基本原理水油混合式深層油炸工藝是指在同一敞口容器中加入油和水，相對密度小的油占據(jù)容器的上 半部，相對密度大的水則占據(jù)容器的下半部，將電熱管水平安置在容器的油層中，油炸時食 品處在油層中，油水界面處設(shè)置水平冷卻器以及強制循環(huán)風機對水進行冷卻，使油水分界的 溫度控制在55C以下。炸制食品時產(chǎn)生的食物殘渣從高溫油層落下，積存于底部溫度較低 的水層中，同時殘渣中所含的油經(jīng)過水層分離后又返回油層，落入水中的殘渣可以隨水排出。特點與優(yōu)點：該工藝使油局部受熱，因而油的氧化程度顯著降低。自動控溫加熱器使上層油溫保持 在180C230C左右，油水

17、分界面的溫度控制在55C以下，下層油溫比較低，因而油 的氧化程度大為降低，油的重復使用率大大提高。 炸制食品時產(chǎn)生的食物殘渣由于重力作用從高溫油層落下，積存于底部的水層中，可 定期經(jīng)排污口排除，無需過濾處理，避免了傳統(tǒng)純油油炸工藝產(chǎn)生的食物殘渣對食品造成 的許多不良影響。與傳統(tǒng)油炸工藝設(shè)備上的區(qū)別：1）與傳統(tǒng)油炸設(shè)備比較，水油混合式油炸設(shè)備的加熱部位位于油層2）在油水分界面處設(shè)置水平冷卻器以及強制循環(huán)風機，用于對水進行冷卻將其控制在55C 以下3）殘渣可以通過水層的分離而得到凈化第10章超高溫殺菌按照加熱方式，高溫瞬時殺菌可分為哪兩類？簡述各自原理及應用對象。按照物料與加熱介質(zhì)接觸與否，UHT

18、瞬時殺菌過程可分為：間壁式加熱法和直接混合式 加熱法兩類。直接混合式加熱法UHT過程是采用高熱純凈的蒸汽直接與待殺菌物料混合接觸，進行熱 交換，使物料瞬間被加熱到135-160C。由于不可避免地有部分冷凝進入物料，同時又有部 分料液水分因受熱閃蒸而逸出，因此在物料水分閃蒸過程中，易揮發(fā)的風味物質(zhì)將隨之部分 去除，故該方式不適用于果汁殺菌，而常常用于牛乳以及其他需脫去不良風味物料的殺菌。直接混合式加熱法可按兩種方式進行。一是注射式，即將高壓蒸汽注射到待殺菌物料中; 另一種式噴射式，即將待殺菌物料噴射到蒸汽中。間接式加熱UHT過程是采用高壓蒸汽或高壓水為加熱介質(zhì)，熱量經(jīng)固體換熱壁轉(zhuǎn)傳給待 加熱殺菌

19、物料。由于加熱介質(zhì)不直接與食品接觸，所以可較好的保持食品物料的原有風味。 故廣泛用于果汁、牛乳等的UHT殺菌過程。直接混合式加熱UHT過程與間接式加熱UHT過程相比，前者具有加熱速率快、熱處理 時間短、食品顏色、風味及營養(yǎng)成分損失少的優(yōu)點，但同時也因為控制系統(tǒng)復雜和加熱蒸汽 需要凈化而帶來產(chǎn)品成本的提高。而后者相對成本較低，生產(chǎn)易于控制，但傳熱速率相對前 者較低。第11章高壓殺菌高壓殺菌的概念就是將食品物料以某種方式包裝以后，置于高壓（200MPa以上）裝置中加壓處理，使之 達到滅酶要求的目的?；驹砀邏簹⒕幕驹砭褪菈毫ξ⑸锏闹滤雷饔?。高壓導致微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物化 學反應、基因

20、機制以及細胞壁膜發(fā)生多方面的變化，從而影響微生物原有的生理活動機能， 甚至使原有功能破壞或發(fā)生不可逆變化。歐姆殺菌歐姆加熱是利用電極，將電流直接導入食品，由食品本身介電性質(zhì)所產(chǎn)生的熱量，以達到直接殺菌的目的。高壓殺菌和加熱殺菌的區(qū)別高壓殺菌就是將食品物料以某種方式包裝以后，置于高壓（200MPa以上）裝置中加壓處 理，使之達到滅酶要求的目的。而加熱殺菌是按照微生物一般致死原理，加熱溫度使微生物處在高于其耐受溫度的熱環(huán)境 中致死，達到殺菌的作用。高壓殺菌對對食品品質(zhì)的影響（蛋白質(zhì)、淀粉）傳統(tǒng)的食品加工方法主要采用熱處理，因此食品中熱敏性的營養(yǎng)成分易被破壞。而采用高 壓技術(shù)處理食品，可以在滅菌的同時，較好地保持食品原有的色、香、味及營養(yǎng)成分。1高壓對蛋白質(zhì)的影響高壓使蛋白質(zhì)變性，這是因為壓力使蛋白質(zhì)原始結(jié)構(gòu)伸展，導致蛋白質(zhì)體積的改變。如雞蛋 白在超過3 0 0 MPa的壓力下會發(fā)生不可逆變性，而且壓力越