现代食品加工技术的新进展

现代食品加工技术的新进展

人们吃是天堂，食物是几千年来人们生存和生活的物质基础之一。在任何历史阶段,在任何国家,食物始终是重要的战略物资。二十世纪中后期以来的科学技术革命对食品加工行业也产生了深远的影响。越来越多的新技术新方法应用于食品加工业,尤其是多种技术的综合运用,对食品行业的发展起了巨大的推动作用。综观影响和应用于食品加工的新技术有以下几个方面。1现代食品分离技术1.1膜技术在饮料感官领域的研究膜分离技术主要为电渗析、精滤、超滤和反渗透,是在常温下以膜两侧的压力差或电位差为动力对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化等的操作过程。膜技术在脱盐、饮用水净化等领域已取得了成功。目前我国研究比较多的是微滤、超滤、反渗透在饮料方面的应用。在发达国家,膜技术已用于食用色素的精制、调味液精制、脱色处理、牛奶浓缩杀菌及香气成分回收等。1.2食品工业研究在食品工业领域,超临界流体萃取技术作为一种安全、卫生、高品质、高效率、节省能源的食品加工方法,越来越受到人们的重视。目前,超临界CO2在食品工业中的应用虽然仅有20～30年的历史,但发展十分迅速。迄今为止,在食品工业中的应用研究主要集中在如下4个方面:(1)提取风味物质,如香辛料、呈味物质的提取等。(2)食品中某些特定成分的提取或脱除,如从可可豆、大豆、咖啡豆、棕榈籽、向日葵中提取植物油脂,从鱼油和肝油中提取高营养价值和药物价值的不饱和脂肪酸,从油炸食品中脱除脂肪,从乳脂中脱除胆固醇等。(3)提取色素及脱除异味,如提取辣椒色素,从猪肉脂肪中脱除雄烯酮和三甲基吲哚等致臭成分等。(4)灭菌防腐方面的研究。1.3常用分子展动装置分子蒸馏萃取技术也是一种高新分离技术。分子蒸馏的分离作用是利用液体分子受热会从液面逸出,而且不同种类分子逸出后,其分子运动平均自由程不同这一特性实现的。常用的分子蒸馏器设备主要有离心薄膜式和转子刮膜式两种。常用于蜂蜡、糠蜡、蔗蜡及棉籽蜡等精制,使产品达到食品和药品的要求。它与有机溶剂萃取法相比,工艺简单,操作安全可靠,自动化程度高,产品色泽浅。特别适合于保健食品加工中应用。1.4食品的复水性冷冻干燥又称真空冷冻干燥技术、冷冻升华干燥,分子干燥等。冷冻干燥能有效地防止热敏性物质的氧化变性,防止产品表面硬化,增强复水性,最大限度地保持食品固有的品质。目前,冻干食品的主要消费在工业发达的国家。冻干产品主要应用于饮料、汤料工业、快餐方便食品、医药、保健品等领域。因此,真空冷冻干燥食品的加工对中国农产品深加工业的发展,对农产品走向国际市场,出口创汇,将起到决定性作用。同时,对国防事业中的军需供应和储备,食品加工业的更新换代也具有巨大作用,具有较高的经济效益和社会效益。2微波加热干燥食品的特点微波是指波长在1mm}lm(频率在300-300000MHZ)之间的电磁波,吸收后,食品材料的极性分子在微波电场作用下,会顺向磁场方向而引起激烈振动或转动并放出热量。食品材料的温度因而上升,从而使电磁波能转变为热能。同时又由于微波的感应加热效果对水分子特别有效,因而可以使物料中的水分子迅速向外散失,从而达到良好的干燥效果。具有干燥速度快,干燥时间短、节约能源、加热干燥效率高等特点。并且加热迅速,比传统加热方式快10-20倍,而且便于控制,加热均匀,又有自动平衡的性能。所以微波加热干燥的食品,各种营养物质及色、香、味基本接近食物的天然品质。在食品加工中,微波加热主要用于如下几个方面:(1)食品微波解冻。(2)微波干燥。(3)微波杀菌。(4)微波焙烤。(5)微波膨化。(6)微波灭酶保鲜。3食品加工技术膨化方法可分为物理法(如挤压蒸煮法、油炸法、高压容器连续与不连续喷法,以及惰性气体膨化法等)和化学法(如在膨化物料中添加膨松剂等)。其中挤压膨化技术是按设计的目标将调配均匀的食品原料由螺旋挤压机来完成输送、混合、加热、质构重组、熟制、杀菌、成型等多加工单元,从而取代食品加工的传统生产方法。目前,我国在挤压技术方面,已研究开发出适应高蛋白、高油脂、高水分的挤压加工机械,用于生产各类工程肉、水产、谷物早餐食品等。膨化技术作为一种新型食品加工技术,具有工艺简单,成本低,原料的利用率高,占地面积小,生产能力高,可赋予制品较好的营养价值和功能等特点。能用于多种原料的加工,如豆类,谷类,薯类等。还能加工蔬菜及某些动物蛋白等,除广泛应用于食品加工外,在饲料、酿造,医药、建筑等方面亦广为利用。4间杀菌的效果在杀菌条件相同的情况下,超高温瞬时杀菌与低温长时间杀菌相比,不仅细菌致死时间显著缩短,而且食品成分的保存率也显著提高。目前这种杀菌技术已广泛应用于牛乳,果汁及各种饮料、豆乳茶、酒等产品的生产过程。5包装新技术5.1调整包装环境气调包装是指选用密封性能好的材料包装食品,并采用一定的方法来调整包装内的气体环境,以减缓氧化速度,抑制微生物的生长和防止酶促反应等,从而延长产品的货架期。5.2作为循环检测工具的一般可选用的食品该技术是一种新型的现代智能化包装技术,在食品的包装中装有智能化仪器。比如时间—温度指示器(TTI)。TTI有两方面应用:(1)作为仓库管理和零售食品的循环检测工具,对临近到期的食品作出是继续陈列还是销售处理掉。(2)作为动态的或活性货架期标签。信息包装在法国、意大利已有使用。5.3种杀菌技术无菌包装是指将被包装食品、包装容器、包装材料及包装辅助材料分别杀菌,并在无菌环境中进行充填封合的一种包装技术。无菌包装的食品一般为液态或半液态流动性食品,其特点为流动性食品可进行高温短时杀菌(HTST)或超高温短时杀菌(UHT)。进入无菌灌装系统的食品物料、包装容器、操作设备及环境都应是无菌的,任一环节未能彻底杀菌都将影响产品的无菌效果,因而进行无菌包装应注意各个环节的灭菌操作。6环境条件的影响微胶囊是由天然或合成高分子制成的微型容器或包装物,直径一般为5～200μm。微胶囊内部装载的物料称为心材,外部包裹的壁膜称为壁材。微胶囊具有保护心材物质免受环境条件的影响,屏蔽不良味道、颜色和气味,降低毒性,改变物质的性质或性能,延长挥发性物质储存时间,控制释放物质进入外界,将不可混合的化合物隔离等功能。采用乳化剂和微胶囊成型设备将调味香料、挥发性和容易氧化变质的物质包埋,形成微胶囊颗粒,不仅使用方便,还能大大增加香味的浓度,常用于鲜味剂、咸味剂、增香剂、高氨基酸、强化碘、锌、钙等营养元素,以及将液态动、植物油脂制成粉末油脂,添加到冲调、旅游、军用、救生及功能食品中,具有广泛的应用前景。7营养品质的变化高压加工技术是利用数千个大气压的静水压在常温或较低温度下对食品物料进行加压处理,水和受压介质中的蛋白质、淀粉等物质被压缩,即在高压下形成生物体构造的氨键结合、离子结合及疏水结合等非共有结合发生变性,酶失去活性,细菌被杀死。保持食品的营养价值,保持食品原有的色泽和风味,节约能源,缩短生成时间,延长产品的保质期。其在食品中的应用有:7.1细菌细胞的复制高压加工技术对微生物的致死作用主要是通过破坏细菌的细胞膜、抑制酶的活性和DNA等遗传物质的复制等来实现的。果汁、果酱及其他需长期保存的食品均可采用高压加工技术。7.2高压抑菌过程中的抑菌效果研究利用高压条件下冰点下降和压力瞬间传递的原理可实现食品物料的快速冷冻。这种加工方法即可以保持产品的质地、风味和营养价值,并可同时完成抑菌过程。食品品质和风味的改良。高压对酶的影响不完全同于对微生物的作用。除了可使大部分酶失活外,还可以使某些常压下受到抑制的酶激活,从而发生一些对品质有益的变化。高压也可以加快在常压下反应缓慢甚至不进行的反应,从而创造了新的物性。在实际生产中,可利用高压进行橘汁的脱苦、陈米的品质改良以及肉的嫩化等。7.3采用高压切割美式和法式的炸薯条及薯片、膨化食品、面点、糖果、果蔬,乃至整块肉、鸡胸脯肉和鱼类等食品的切割切断工作,以往都是采用金属切刀,现已有改用细如发丝的高压水流切割装置的例子。这种技术的优点是切割面整齐,不会留下刀片的切割痕迹,亦没有切割时掉下的碎屑物,不会损害食物细胞,且不用磨刀刃的工具,在降低生产成本的同时,也大大提高了生产效率,并能保护产品免受污染,清洁卫生。8辐照食品与东南角食品利用辐射源放出穿透性很强的γ-射线来辐照食品,不仅节省能源,保持食品的营养成分,还可深入食品内部进行杀菌,对方便面调料尤为有效。此外,辐照食品能延长食品的货架期,减少腐败损失,大大地降低加工成本。目前食品辐照在国际上已被广泛采用。9纳米抗菌材料纳米技术是上世纪80年代末、90年代初迅速发展起来的一种新技术,是物质颗粒径在1nm～1μm范围内的物质。研究发现,这类物质的电、光、磁、力学以至生物学等方面的性质发生了突变,为人类开发新功能性食品奠定了新的理论基础。采用纳米抗菌材料制成的纳米界面涂料,其涂膜界面为超双亲性二元协同界面,既疏水又避油污。将其涂在食品加工车间、贮藏库、原料库、成品库、冰箱冰柜、装运箱等的内、外表面上,任何油污、水及灰垢都不会存留,防止了外界对食品的污染。10发酵及食品加工技术食品生物技术就是通过生物技术手段,用生物程序、生产细胞或其代谢物质来制造食品,改进传统生产过程,以提高人类生活质量的科学技术。生物技术在食品生产中的应用已有几个世纪,主要采用徽生物发酵生产许多传统的食品,如面包、酸奶、奶酪、啤酒等,始终与人类生活息息相关。近年来,随着许多新兴的生物技术应用于食品生产与开发,促进了食品工业的飞速发展,主要体现在四个方面:一是利用基因工程、细胞工程技术对食品资源的改造与改良;二是利用发酵工程、酶工程技术将农副原材料加工成商品,如酒类、调味品、酸奶类等发酵制品;三是利用生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如许多功能性的低聚糖、食品添加剂等;四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统食品加工工艺进行改造,降低能耗、提高产率,改善食品品质。此外,与食品生产相关领域,如食品包装、储存、质量检测、三废处理等方面,生物技术也得到越来越广泛应用。总之,生物技术在食品领城中有广阔市场和发展前景。11电磁杀菌法电磁场能对食品中的最小单位进行有效的加工,有着其它加工方法不可替代的优越性。应用于食品工业中的电磁技术有静电场、电泳、电渗析、微波加热、远红外线加热、涡流加热、紫外光辐射、交变磁场杀菌等。用高压静电场对食醋进行处理,可缩短陈酿期,并改善色香味。目前国外已用交变磁场对酿造调味品如味精、醋、酱油、酒等进行杀菌,杀菌后产品品质好,货架期明显延长。12空罐5.mmhp真空技术在食品工业中的应用具有很大潜力。除目前食品工业中采用真空浓缩、真空脱气、真空包装、真空油炸、真空蒸煮和真空冷却等外,目前,在发达国家已开发出高真空罐头。真空度在600mmHg以上,比一般低真空罐头(200～400mmHg)要求高得多。这样高的真空罐头,热穿透力强,可大大缩短杀菌时间。此外,制造蜜饯