現(xiàn)代食品加工技術(shù)的新進(jìn)展

現(xiàn)代食品加工技術(shù)的新進(jìn)展

人們吃是天堂，食物是幾千年來(lái)人們生存和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。在任何歷史階段,在任何國(guó)家,食物始終是重要的戰(zhàn)略物資。二十世紀(jì)中后期以來(lái)的科學(xué)技術(shù)革命對(duì)食品加工行業(yè)也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。越來(lái)越多的新技術(shù)新方法應(yīng)用于食品加工業(yè),尤其是多種技術(shù)的綜合運(yùn)用,對(duì)食品行業(yè)的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用。綜觀影響和應(yīng)用于食品加工的新技術(shù)有以下幾個(gè)方面。1現(xiàn)代食品分離技術(shù)1.1膜技術(shù)在飲料感官領(lǐng)域的研究膜分離技術(shù)主要為電滲析、精濾、超濾和反滲透,是在常溫下以膜兩側(cè)的壓力差或電位差為動(dòng)力對(duì)溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、濃縮、純化等的操作過(guò)程。膜技術(shù)在脫鹽、飲用水凈化等領(lǐng)域已取得了成功。目前我國(guó)研究比較多的是微濾、超濾、反滲透在飲料方面的應(yīng)用。在發(fā)達(dá)國(guó)家,膜技術(shù)已用于食用色素的精制、調(diào)味液精制、脫色處理、牛奶濃縮殺菌及香氣成分回收等。1.2食品工業(yè)研究在食品工業(yè)領(lǐng)域,超臨界流體萃取技術(shù)作為一種安全、衛(wèi)生、高品質(zhì)、高效率、節(jié)省能源的食品加工方法,越來(lái)越受到人們的重視。目前,超臨界CO2在食品工業(yè)中的應(yīng)用雖然僅有20～30年的歷史,但發(fā)展十分迅速。迄今為止,在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究主要集中在如下4個(gè)方面:(1)提取風(fēng)味物質(zhì),如香辛料、呈味物質(zhì)的提取等。(2)食品中某些特定成分的提取或脫除,如從可可豆、大豆、咖啡豆、棕櫚籽、向日葵中提取植物油脂,從魚(yú)油和肝油中提取高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥物價(jià)值的不飽和脂肪酸,從油炸食品中脫除脂肪,從乳脂中脫除膽固醇等。(3)提取色素及脫除異味,如提取辣椒色素,從豬肉脂肪中脫除雄烯酮和三甲基吲哚等致臭成分等。(4)滅菌防腐方面的研究。1.3常用分子展動(dòng)裝置分子蒸餾萃取技術(shù)也是一種高新分離技術(shù)。分子蒸餾的分離作用是利用液體分子受熱會(huì)從液面逸出,而且不同種類分子逸出后,其分子運(yùn)動(dòng)平均自由程不同這一特性實(shí)現(xiàn)的。常用的分子蒸餾器設(shè)備主要有離心薄膜式和轉(zhuǎn)子刮膜式兩種。常用于蜂蠟、糠蠟、蔗蠟及棉籽蠟等精制,使產(chǎn)品達(dá)到食品和藥品的要求。它與有機(jī)溶劑萃取法相比,工藝簡(jiǎn)單,操作安全可靠,自動(dòng)化程度高,產(chǎn)品色澤淺。特別適合于保健食品加工中應(yīng)用。1.4食品的復(fù)水性冷凍干燥又稱真空冷凍干燥技術(shù)、冷凍升華干燥,分子干燥等。冷凍干燥能有效地防止熱敏性物質(zhì)的氧化變性,防止產(chǎn)品表面硬化,增強(qiáng)復(fù)水性,最大限度地保持食品固有的品質(zhì)。目前,凍干食品的主要消費(fèi)在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家。凍干產(chǎn)品主要應(yīng)用于飲料、湯料工業(yè)、快餐方便食品、醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域。因此,真空冷凍干燥食品的加工對(duì)中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品深加工業(yè)的發(fā)展,對(duì)農(nóng)產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng),出口創(chuàng)匯,將起到?jīng)Q定性作用。同時(shí),對(duì)國(guó)防事業(yè)中的軍需供應(yīng)和儲(chǔ)備,食品加工業(yè)的更新?lián)Q代也具有巨大作用,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2微波加熱干燥食品的特點(diǎn)微波是指波長(zhǎng)在1mm}lm(頻率在300-300000MHZ)之間的電磁波,吸收后,食品材料的極性分子在微波電場(chǎng)作用下,會(huì)順向磁場(chǎng)方向而引起激烈振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)并放出熱量。食品材料的溫度因而上升,從而使電磁波能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。同時(shí)又由于微波的感應(yīng)加熱效果對(duì)水分子特別有效,因而可以使物料中的水分子迅速向外散失,從而達(dá)到良好的干燥效果。具有干燥速度快,干燥時(shí)間短、節(jié)約能源、加熱干燥效率高等特點(diǎn)。并且加熱迅速,比傳統(tǒng)加熱方式快10-20倍,而且便于控制,加熱均勻,又有自動(dòng)平衡的性能。所以微波加熱干燥的食品,各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及色、香、味基本接近食物的天然品質(zhì)。在食品加工中,微波加熱主要用于如下幾個(gè)方面:(1)食品微波解凍。(2)微波干燥。(3)微波殺菌。(4)微波焙烤。(5)微波膨化。(6)微波滅酶保鮮。3食品加工技術(shù)膨化方法可分為物理法(如擠壓蒸煮法、油炸法、高壓容器連續(xù)與不連續(xù)噴法,以及惰性氣體膨化法等)和化學(xué)法(如在膨化物料中添加膨松劑等)。其中擠壓膨化技術(shù)是按設(shè)計(jì)的目標(biāo)將調(diào)配均勻的食品原料由螺旋擠壓機(jī)來(lái)完成輸送、混合、加熱、質(zhì)構(gòu)重組、熟制、殺菌、成型等多加工單元,從而取代食品加工的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法。目前,我國(guó)在擠壓技術(shù)方面,已研究開(kāi)發(fā)出適應(yīng)高蛋白、高油脂、高水分的擠壓加工機(jī)械,用于生產(chǎn)各類工程肉、水產(chǎn)、谷物早餐食品等。膨化技術(shù)作為一種新型食品加工技術(shù),具有工藝簡(jiǎn)單,成本低,原料的利用率高,占地面積小,生產(chǎn)能力高,可賦予制品較好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能等特點(diǎn)。能用于多種原料的加工,如豆類,谷類,薯類等。還能加工蔬菜及某些動(dòng)物蛋白等,除廣泛應(yīng)用于食品加工外,在飼料、釀造,醫(yī)藥、建筑等方面亦廣為利用。4間殺菌的效果在殺菌條件相同的情況下,超高溫瞬時(shí)殺菌與低溫長(zhǎng)時(shí)間殺菌相比,不僅細(xì)菌致死時(shí)間顯著縮短,而且食品成分的保存率也顯著提高。目前這種殺菌技術(shù)已廣泛應(yīng)用于牛乳,果汁及各種飲料、豆乳茶、酒等產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。5包裝新技術(shù)5.1調(diào)整包裝環(huán)境氣調(diào)包裝是指選用密封性能好的材料包裝食品,并采用一定的方法來(lái)調(diào)整包裝內(nèi)的氣體環(huán)境,以減緩氧化速度,抑制微生物的生長(zhǎng)和防止酶促反應(yīng)等,從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。5.2作為循環(huán)檢測(cè)工具的一般可選用的食品該技術(shù)是一種新型的現(xiàn)代智能化包裝技術(shù),在食品的包裝中裝有智能化儀器。比如時(shí)間—溫度指示器(TTI)。TTI有兩方面應(yīng)用:(1)作為倉(cāng)庫(kù)管理和零售食品的循環(huán)檢測(cè)工具,對(duì)臨近到期的食品作出是繼續(xù)陳列還是銷售處理掉。(2)作為動(dòng)態(tài)的或活性貨架期標(biāo)簽。信息包裝在法國(guó)、意大利已有使用。5.3種殺菌技術(shù)無(wú)菌包裝是指將被包裝食品、包裝容器、包裝材料及包裝輔助材料分別殺菌,并在無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行充填封合的一種包裝技術(shù)。無(wú)菌包裝的食品一般為液態(tài)或半液態(tài)流動(dòng)性食品,其特點(diǎn)為流動(dòng)性食品可進(jìn)行高溫短時(shí)殺菌(HTST)或超高溫短時(shí)殺菌(UHT)。進(jìn)入無(wú)菌灌裝系統(tǒng)的食品物料、包裝容器、操作設(shè)備及環(huán)境都應(yīng)是無(wú)菌的,任一環(huán)節(jié)未能徹底殺菌都將影響產(chǎn)品的無(wú)菌效果,因而進(jìn)行無(wú)菌包裝應(yīng)注意各個(gè)環(huán)節(jié)的滅菌操作。6環(huán)境條件的影響微膠囊是由天然或合成高分子制成的微型容器或包裝物,直徑一般為5～200μm。微膠囊內(nèi)部裝載的物料稱為心材,外部包裹的壁膜稱為壁材。微膠囊具有保護(hù)心材物質(zhì)免受環(huán)境條件的影響,屏蔽不良味道、顏色和氣味,降低毒性,改變物質(zhì)的性質(zhì)或性能,延長(zhǎng)揮發(fā)性物質(zhì)儲(chǔ)存時(shí)間,控制釋放物質(zhì)進(jìn)入外界,將不可混合的化合物隔離等功能。采用乳化劑和微膠囊成型設(shè)備將調(diào)味香料、揮發(fā)性和容易氧化變質(zhì)的物質(zhì)包埋,形成微膠囊顆粒,不僅使用方便,還能大大增加香味的濃度,常用于鮮味劑、咸味劑、增香劑、高氨基酸、強(qiáng)化碘、鋅、鈣等營(yíng)養(yǎng)元素,以及將液態(tài)動(dòng)、植物油脂制成粉末油脂,添加到?jīng)_調(diào)、旅游、軍用、救生及功能食品中,具有廣泛的應(yīng)用前景。7營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的變化高壓加工技術(shù)是利用數(shù)千個(gè)大氣壓的靜水壓在常溫或較低溫度下對(duì)食品物料進(jìn)行加壓處理,水和受壓介質(zhì)中的蛋白質(zhì)、淀粉等物質(zhì)被壓縮,即在高壓下形成生物體構(gòu)造的氨鍵結(jié)合、離子結(jié)合及疏水結(jié)合等非共有結(jié)合發(fā)生變性,酶失去活性,細(xì)菌被殺死。保持食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,保持食品原有的色澤和風(fēng)味,節(jié)約能源,縮短生成時(shí)間,延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。其在食品中的應(yīng)用有:7.1細(xì)菌細(xì)胞的復(fù)制高壓加工技術(shù)對(duì)微生物的致死作用主要是通過(guò)破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜、抑制酶的活性和DNA等遺傳物質(zhì)的復(fù)制等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。果汁、果醬及其他需長(zhǎng)期保存的食品均可采用高壓加工技術(shù)。7.2高壓抑菌過(guò)程中的抑菌效果研究利用高壓條件下冰點(diǎn)下降和壓力瞬間傳遞的原理可實(shí)現(xiàn)食品物料的快速冷凍。這種加工方法即可以保持產(chǎn)品的質(zhì)地、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,并可同時(shí)完成抑菌過(guò)程。食品品質(zhì)和風(fēng)味的改良。高壓對(duì)酶的影響不完全同于對(duì)微生物的作用。除了可使大部分酶失活外,還可以使某些常壓下受到抑制的酶激活,從而發(fā)生一些對(duì)品質(zhì)有益的變化。高壓也可以加快在常壓下反應(yīng)緩慢甚至不進(jìn)行的反應(yīng),從而創(chuàng)造了新的物性。在實(shí)際生產(chǎn)中,可利用高壓進(jìn)行橘汁的脫苦、陳米的品質(zhì)改良以及肉的嫩化等。7.3采用高壓切割美式和法式的炸薯?xiàng)l及薯片、膨化食品、面點(diǎn)、糖果、果蔬,乃至整塊肉、雞胸脯肉和魚(yú)類等食品的切割切斷工作,以往都是采用金屬切刀,現(xiàn)已有改用細(xì)如發(fā)絲的高壓水流切割裝置的例子。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是切割面整齊,不會(huì)留下刀片的切割痕跡,亦沒(méi)有切割時(shí)掉下的碎屑物,不會(huì)損害食物細(xì)胞,且不用磨刀刃的工具,在降低生產(chǎn)成本的同時(shí),也大大提高了生產(chǎn)效率,并能保護(hù)產(chǎn)品免受污染,清潔衛(wèi)生。8輻照食品與東南角食品利用輻射源放出穿透性很強(qiáng)的γ-射線來(lái)輻照食品,不僅節(jié)省能源,保持食品的營(yíng)養(yǎng)成分,還可深入食品內(nèi)部進(jìn)行殺菌,對(duì)方便面調(diào)料尤為有效。此外,輻照食品能延長(zhǎng)食品的貨架期,減少腐敗損失,大大地降低加工成本。目前食品輻照在國(guó)際上已被廣泛采用。9納米抗菌材料納米技術(shù)是上世紀(jì)80年代末、90年代初迅速發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù),是物質(zhì)顆粒徑在1nm～1μm范圍內(nèi)的物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),這類物質(zhì)的電、光、磁、力學(xué)以至生物學(xué)等方面的性質(zhì)發(fā)生了突變,為人類開(kāi)發(fā)新功能性食品奠定了新的理論基礎(chǔ)。采用納米抗菌材料制成的納米界面涂料,其涂膜界面為超雙親性二元協(xié)同界面,既疏水又避油污。將其涂在食品加工車間、貯藏庫(kù)、原料庫(kù)、成品庫(kù)、冰箱冰柜、裝運(yùn)箱等的內(nèi)、外表面上,任何油污、水及灰垢都不會(huì)存留,防止了外界對(duì)食品的污染。10發(fā)酵及食品加工技術(shù)食品生物技術(shù)就是通過(guò)生物技術(shù)手段,用生物程序、生產(chǎn)細(xì)胞或其代謝物質(zhì)來(lái)制造食品,改進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程,以提高人類生活質(zhì)量的科學(xué)技術(shù)。生物技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用已有幾個(gè)世紀(jì),主要采用徽生物發(fā)酵生產(chǎn)許多傳統(tǒng)的食品,如面包、酸奶、奶酪、啤酒等,始終與人類生活息息相關(guān)。近年來(lái),隨著許多新興的生物技術(shù)應(yīng)用于食品生產(chǎn)與開(kāi)發(fā),促進(jìn)了食品工業(yè)的飛速發(fā)展,主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:一是利用基因工程、細(xì)胞工程技術(shù)對(duì)食品資源的改造與改良;二是利用發(fā)酵工程、酶工程技術(shù)將農(nóng)副原材料加工成商品,如酒類、調(diào)味品、酸奶類等發(fā)酵制品;三是利用生物技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),形成新的產(chǎn)品,如許多功能性的低聚糖、食品添加劑等;四是利用酶工藝、發(fā)酵技術(shù)、生物反應(yīng)器等對(duì)傳統(tǒng)食品加工工藝進(jìn)行改造,降低能耗、提高產(chǎn)率,改善食品品質(zhì)。此外,與食品生產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域,如食品包裝、儲(chǔ)存、質(zhì)量檢測(cè)、三廢處理等方面,生物技術(shù)也得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用?？傊?生物技術(shù)在食品領(lǐng)城中有廣闊市場(chǎng)和發(fā)展前景。11電磁殺菌法電磁場(chǎng)能對(duì)食品中的最小單位進(jìn)行有效的加工,有著其它加工方法不可替代的優(yōu)越性。應(yīng)用于食品工業(yè)中的電磁技術(shù)有靜電場(chǎng)、電泳、電滲析、微波加熱、遠(yuǎn)紅外線加熱、渦流加熱、紫外光輻射、交變磁場(chǎng)殺菌等。用高壓靜電場(chǎng)對(duì)食醋進(jìn)行處理,可縮短陳釀期,并改善色香味。目前國(guó)外已用交變磁場(chǎng)對(duì)釀造調(diào)味品如味精、醋、醬油、酒等進(jìn)行殺菌,殺菌后產(chǎn)品品質(zhì)好,貨架期明顯延長(zhǎng)。12空罐5.mmhp真空技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用具有很大潛力。除目前食品工業(yè)中采用真空濃縮、真空脫氣、真空包裝、真空油炸、真空蒸煮和真空冷卻等外,目前,在發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)發(fā)出高真空罐頭。真空度在600mmHg以上,比一般低真空罐頭(200～400mmHg)要求高得多。這樣高的真空罐頭,熱穿透力強(qiáng),可大大縮短殺菌時(shí)間。此外,制造蜜餞