高新技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用_百度文庫

1、高新技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用 食品工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一，是保障國家糧食和食物安全的基礎(chǔ)， 同時(shí)也是承載著國民營養(yǎng)健康的民生產(chǎn)業(yè)。隨著當(dāng)前全球一體化趨勢、自然資源 短缺與環(huán)境壓力、國際金融危機(jī)和人們對食品營養(yǎng)質(zhì)量與安全的廣泛關(guān)注，食品 工業(yè)將面臨巨大的挑戰(zhàn)，高新技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用可以有效提高食品資源利 用率和增值加工程度，實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，滿足人民群眾日益增長的物 質(zhì)生活需求。 1高新技術(shù)在殺菌工藝中的應(yīng)用 1.1脈沖磁場殺菌技術(shù) 脈沖磁場殺菌技術(shù)是利用高強(qiáng)度脈沖磁場發(fā)生器向螺旋線圈發(fā)出的強(qiáng)脈沖磁 場，食品微生物受強(qiáng)脈沖磁場的作用導(dǎo)致細(xì)胞跨膜電位、感應(yīng)電流、帶電粒子洛 倫茲力、

2、離子能量等的變化，致使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)被破壞，正常生理活動(dòng)受影響，從 而導(dǎo)致微生物死亡。與熱殺菌比較，該方法具有殺菌時(shí)間短、能耗低、殺菌溫度 低、能保持食品原有的風(fēng)味等特點(diǎn)。高夢祥等研究結(jié)果表明，經(jīng)磁場殺菌后的牛 奶，菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)已達(dá)到商業(yè)無菌要求。馬海樂研究表明，西瓜汁的高 強(qiáng)度脈沖磁場殺菌效果與脈沖磁場的強(qiáng)度和脈沖數(shù)有密切的關(guān)系。 1.2超咼溫殺菌技術(shù) 食品工業(yè)中，加熱殺菌在殺滅和抑制有害微生物的過程中占有極其重要的地 位。理想的加熱殺菌效果應(yīng)該是在熱力對食品品質(zhì)的影響程度限制在最小限度的 條件下，迅速而有效地殺死存在于食品物料中的有害微生物，達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)的要 求。超咼溫殺菌是達(dá)到這一理

3、想效果的途徑之一。將流體或半流體在2s 8s內(nèi)加 熱到135C 150C，然后再迅速冷卻到30C,-,40 C。這個(gè)過程中，微生物細(xì)菌的 死亡速度遠(yuǎn)比食品質(zhì)量受熱發(fā)生化學(xué)變化而劣變的速度快，因而瞬間高溫可完全 殺死細(xì)菌，但對食品的質(zhì)量影響不大，幾乎可完全保持食品原有的色香味?，F(xiàn) 在，超高溫殺菌技術(shù)廣泛應(yīng)用于牛乳、果汁、茶、酒、礦泉水等多種液體飲料和 食品。 1.3輻照殺菌技術(shù) 自從世界糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織和國際原子能機(jī)構(gòu)的專家委員做出輻照劑 量10 kGy不會(huì)產(chǎn)生毒理學(xué)危害，不會(huì)引起特殊的營養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)問題的結(jié)論以 來，食品輻照的應(yīng)用有了顯著進(jìn)展。食品輻射技術(shù)是利用輻射源放出穿透性很強(qiáng) 的

4、y射線或電子射線來輻照食品，利用射線產(chǎn)生的輻射能對食品進(jìn)行殺菌，從 而使食品在一定時(shí)期內(nèi)不變質(zhì)的技術(shù)。輻照對微生物的致死作用主要在于它引起 物質(zhì)電離，其產(chǎn)生的帶電粒子導(dǎo)致遺傳物質(zhì)DNA斷裂，從而可以造成微生物細(xì)胞 的損傷和死亡。輻照技術(shù)特點(diǎn)是穿透力強(qiáng)，不提高物料的溫度，因此特別適用于 不耐熱物料的滅菌以及已包裝封好的整瓶、整袋、整盒制品的滅菌，可極大減小 成品再染菌的機(jī)會(huì)。輻照技術(shù)在動(dòng)物性食品加工中主要用于肉的保鮮和蛋類的輻 照殺菌。劉慧研究表明，選擇性輻照殺菌可有效地延長肉類及其制品的冷凍期。 1.4電磁殺菌技術(shù) 電磁場能對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。

5、應(yīng)用于食品工業(yè)中的電磁技術(shù)有靜電場、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、交變磁場殺菌等。目前國外已用交變磁 場對釀造調(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。 2高新技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用 食品安全與人民健康密切相關(guān)。隨著食品生產(chǎn)過程中新技術(shù)、新原料、新產(chǎn) 品的采用，以及國際上發(fā)生的二嗯英、瘋牛病、口蹄疫、李斯特菌、丙烯酰胺、 禽流感、三聚氰胺等食物污染和禽畜疾病，保障食品安全已成為國際共識，各種 高新技術(shù)也廣泛應(yīng)用于食品的安全檢測。 2.1生物芯片技術(shù) 生物芯片是21世紀(jì)一項(xiàng)革命性的技術(shù)，包括基因芯片、蛋白芯片及芯片實(shí)驗(yàn) 室3個(gè)領(lǐng)

6、域。 基因芯片技術(shù)是90年代中期發(fā)展起來的一項(xiàng)新生物技術(shù)，它融合了生命科 學(xué)、化學(xué)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和生命信息學(xué)等多種學(xué)科的最新技 術(shù)。自從1991年美國某公司成功地研制出第一塊寡核苷酸基因芯片以來，基因芯 片技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，特別是在食品檢測領(lǐng)域?；蛐酒夹g(shù)具有自動(dòng) 化程度高、檢測效率高、成本低且應(yīng)用廣等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于食品致病微 生物、轉(zhuǎn)基因食品、食品營養(yǎng)成分等的檢測。Anthoney等采用基因芯片技術(shù)建立 了可在4h內(nèi)檢測和識別出微生物的方法。 蛋白質(zhì)芯片技術(shù)是繼基因芯片后發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，近年來又與色 譜、質(zhì)譜、凝膠電泳等聯(lián)用，為闡明疾病的發(fā)生、發(fā)展

7、機(jī)制及疾病的診斷和藥物 篩選提供了大量的新信息。蛋白質(zhì)芯片技術(shù)在食品檢測中具有快速、定量分析大 量蛋白質(zhì)，靈敏度高，準(zhǔn)確性好，所需試劑少，便于診斷等特點(diǎn)，可用于食品中 獸藥殘留、農(nóng)藥殘留、生物毒素和有害微生物等的快速檢測。北京某公司已開發(fā) 基于免疫原理的蛋白質(zhì)芯片和配套的樣品制備掃描和檢測裝置，可用于獸藥殘留 的檢測。 2.2免疫檢測技術(shù) 免疫檢測技術(shù)是21世紀(jì)初發(fā)展起來的將免疫反應(yīng)和現(xiàn)代測試手段相結(jié)合而建 立的超微量測定的新技術(shù)，是基于抗原、抗體的特異性識別和結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的 分析方法?，F(xiàn)代免疫檢測技術(shù)主要包括分子印跡技術(shù)、流動(dòng)注射免疫分析、免疫 傳感器技術(shù)及多組分免疫分析等方法。Ferre

8、r等利用分子印跡聚合物固相萃取水 樣和土壤中氯三嗪農(nóng)藥，回收率為 80%最低檢測量0.05 ug/L-0.2ug/L 。Tahir 等采用電化學(xué)免疫傳感器技術(shù)檢測大腸桿菌0157:H7,可以在10 min內(nèi)完成分 析，檢測精度可達(dá)10 cfu/mL。 2.3現(xiàn)代儀器分析技術(shù) 現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的進(jìn)步積極地推動(dòng)了食品安全檢測領(lǐng)域的發(fā)展。氣相色譜 高分辨質(zhì)譜（GC/MS氣相色譜二級串聯(lián)質(zhì)譜（GC/MS/MS高效液相色譜二級串聯(lián) 質(zhì)譜（HPLC/MS/MS電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP/MS等高靈敏度、高準(zhǔn)確度和高選 擇性的分析儀器滿足了食品中農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、添加劑、重金屬等有害物質(zhì) 檢測的需求。而

9、現(xiàn)代儀器與生物技術(shù)的聯(lián)用可以滿足食品安全檢測的更高要求。 徐君怡等進(jìn)行了變性高效液相色譜檢測食品中致瀉性大腸桿菌的研究，結(jié)果表 明，應(yīng)用多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR結(jié)合變性高效液相色譜（DHPLC技術(shù)可以快速、準(zhǔn) 確地檢測食品中的致瀉性大腸桿菌。檢測限可達(dá)到：腸產(chǎn)毒性大腸桿菌27 cfu/mL、腸致病性大腸桿菌33 cfu/mL、腸出血性大腸桿菌25 cfu/mL、腸侵襲性 大腸桿菌42 cfu/mL。 3高新技術(shù)在食品保鮮中的應(yīng)用 高新技術(shù)在食品保鮮中的應(yīng)用可以有效延長食品的貯藏期、大幅減少腐爛變 質(zhì)、極大地提高食品的附加值。目前，應(yīng)用較多的技術(shù)主要有氣調(diào)保鮮技術(shù)、生 物保鮮技術(shù)和納米保鮮技術(shù)。

10、3.1氣調(diào)保鮮 氣調(diào)保鮮是通過調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中氣體組分和濃度，抑制果蔬的呼吸強(qiáng)度，延 長果蔬貯存期的一種貯藏方法。氣調(diào)保鮮能減弱果蔬的呼吸活性，減少質(zhì)量損 失，延緩成熟和軟化，使其生理紊亂和腐爛降到最小。氣調(diào)保鮮技術(shù)是目前發(fā)達(dá) 國家應(yīng)用較廣的果蔬保鮮技術(shù)，包括人工氣調(diào)保鮮包裝技術(shù)（CAP和自發(fā)氣調(diào)保鮮 包裝技術(shù)（MAP據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國氣調(diào)貯藏的果品高達(dá) 75%法國約占40%英國約占 30% 95%上的意大利鮮食水果在采摘后進(jìn)行氣調(diào)保鮮。 3.2生物技術(shù)保鮮 生物技術(shù)保鮮是采用微生物菌株或抗菌素類物質(zhì)，通過噴灑或浸漬果蔬，以 降低或防治果蔬采后腐爛損失的保鮮方法。這是近年來新發(fā)展起來的一種食品保 鮮方

11、法，主要包括生物防治和基因工程技術(shù)保鮮。生物防治是利用生物方法降低 或防治果蔬采后腐爛損失，可以降低病原微生物、預(yù)防或消除田間侵染、鈍化傷 害侵染以及抑制病害的發(fā)生和傳播。基因工程技術(shù)保鮮從基因工程角度將農(nóng)產(chǎn)品 過熟、衰老調(diào)控基因以及抗病基因、抗褐變基因和抗冷等基因進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)，以解決 產(chǎn)品的保鮮問題。目前，國際上對通過信號傳導(dǎo)控制的程序性細(xì)胞死亡與農(nóng)產(chǎn)品 保鮮的關(guān)系日益關(guān)注，已從植物中分離出表達(dá)死亡因子或其激活蛋白的基因。 3.3納米保鮮技術(shù) 納米保鮮技術(shù)是采用納米包裝材料或納米保鮮劑對產(chǎn)品進(jìn)行保鮮處理的一種 方法。其中納米包裝材料是研究較多的領(lǐng)域，通過對包裝材料進(jìn)行納米合成、納 米添加、納米改

12、性，使其具備納米結(jié)構(gòu)、尺度、特異功能的包裝新物性。蘇晶等 以柿果為材料，研究了 3種型號的新型納米包裝材料對甜柿呼吸強(qiáng)度、顏色、硬 度、失重率及可溶性固形物含量變化的影響。祝鈞等綜述了納米包裝材料在果蔬 保鮮中的應(yīng)用。我國科研人員成功研制出“納米保鮮膜”，可以提高果蔬儲(chǔ)藏保 鮮質(zhì)量，減少因霉變和病害所造成的損失。張憨等用準(zhǔn)納米銀對蔬菜汁保鮮，可 以減弱加工工藝中的殺菌強(qiáng)度，避免了高溫長時(shí)間的殺菌對食品質(zhì)構(gòu)造成的破 壞。 4高新技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用 4.1超臨界流體萃取技術(shù) 超臨界流體萃取是利用介質(zhì)在超臨界區(qū)域兼具有氣、液兩性的特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)溶 質(zhì)溶解并分離的一項(xiàng)新型的食品分離技術(shù)。超臨界流體萃取

13、一般采用C02作為萃 取劑，具有溫度低、選擇性好、提取效率高、無溶劑殘留、安全和節(jié)約能源等特 點(diǎn)。它在食品工業(yè)中的應(yīng)用主要集中在以下3個(gè)方面：第一，提取風(fēng)味物質(zhì)，如 香辛料、呈味物質(zhì)等。第二，食品中某些特定成分提取或脫除，如從可可豆、咖 啡豆和向日葵中提取油脂，從魚油和肝油中提取高營養(yǎng)和有藥物價(jià)值的不飽和脂 肪酸，從乳脂中脫除膽固醇等。第三，提取色素，脫除異味，如提取辣椒色素， 從豬油中脫除雄酮和三甲基吲哚等致臭成分。 4.2微膠囊技術(shù) 微膠囊技術(shù)是當(dāng)今世界上的一種新穎而又迅速發(fā)展的高新技術(shù)，是指利用天 然或合成的高分子包囊材料，將固體、液體或氣體的微小囊核物質(zhì)包覆形成直徑 為1um-5 00

14、0 um范圍內(nèi)的一種具有半透明或密圭寸囊膜的微型膠囊技術(shù)。微膠囊技 術(shù)可以改變被包裹食品的性質(zhì)，如溶解性、反應(yīng)性、耐熱性和儲(chǔ)藏性等；還可以 有效減少物料與外界不良因素的接觸，最大限度地保持其原有的營養(yǎng)物質(zhì)、色香 味和生物活性，且有緩釋功能；可以使不易加工儲(chǔ)存的氣體或液體轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的 固體形式，防止或延緩產(chǎn)品劣變發(fā)生。微膠囊技術(shù)主要用于果味奶粉、姜汁奶 粉、可樂奶粉、啤酒奶粉、粉末乳酒、補(bǔ)血奶粉、膨體乳制品等的生產(chǎn)，促進(jìn)干 酪早熟，保護(hù)免疫球蛋白等方面。 4.3膜分離技術(shù) 膜分離技術(shù)是一種在常溫下以半透膜兩側(cè)的壓力差或電位差為動(dòng)力對溶質(zhì)和 溶劑進(jìn)行分離、濃縮、純化等的操作過程。該技術(shù)是分離領(lǐng)域中

15、公認(rèn)有效而又經(jīng) 濟(jì)的一種分離手段，它包括反滲透、微濾、超濾、納濾、電透析、氣體分離和液 膜分離技術(shù)等。膜分離技術(shù)具有以下特點(diǎn)：分離過程不發(fā)生相變，減少了能耗； 操作在常溫下進(jìn)行，適用于熱敏性物質(zhì)的分離；在閉合回路中運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了與氧 的接觸。目前，膜分離技術(shù)主要應(yīng)用于有效成分的分離、濃縮、精制和除菌等； 應(yīng)用于乳品、果汁、飲料、酒類、動(dòng)植物蛋白質(zhì)、食用膠、氨基酸、多糖、咖啡 和茶的加工；應(yīng)用于乳品深加工和馬鈴薯加工業(yè)廢水中回收蛋白質(zhì)、天然色素、 食品添加劑的分離和濃縮、海水濃縮制食鹽和食物中脫鹽等方面。 4.4擠壓膨化技術(shù) 擠壓膨化技術(shù)是按照預(yù)先設(shè)計(jì)的目標(biāo)將調(diào)配均勻的食品原料通過螺旋擠壓機(jī) 完成

16、輸送、混合、加熱、質(zhì)構(gòu)重組、熟制、殺菌、成型等多種加工單兀，從而取 代傳統(tǒng)食品加工方法。物料在擠壓機(jī)內(nèi)受到強(qiáng)烈擠壓、剪切和磨擦作用，使溫度 和壓力漸漸增大，當(dāng)這些物料在機(jī)械作用下通過一個(gè)專門設(shè)計(jì)的模具時(shí)，壓力驟 降而發(fā)生噴爆，使之形成具有多孔海綿狀態(tài)。擠壓膨化技術(shù)自20世紀(jì)問世以來， 在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。它具有產(chǎn)品種類多、生產(chǎn)效率高、成本低、產(chǎn)量 高、質(zhì)量好、無廢棄物、可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程的自動(dòng)化和連續(xù)化操作等特點(diǎn)，是膨 化食品加工技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。現(xiàn)在，國內(nèi)外食品行業(yè)中多采用同向旋轉(zhuǎn)的雙 螺桿擠壓機(jī)。據(jù)報(bào)道，目前美國擠壓膨化食品的銷售額已超過10億美元。我國在 擠壓技術(shù)方面，已研究開發(fā)出

17、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)、谷物早餐等食品。 4.5高壓加工技術(shù) 食品的高壓處理技術(shù)是指在常溫或較低溫度下將食品物料放入液體介質(zhì)中， 在100 MPa-1 000 MPa的壓力作用一段時(shí)間后，使食品中的酶、蛋白質(zhì)和淀粉等 生物高分子物質(zhì)失去活性、變性或糊化，同時(shí)殺死微生物的過程。高壓處理技術(shù) 是用對食品進(jìn)行非熱加工的處理技術(shù)，相對于熱加工食品而言，可避免營養(yǎng)成分 和重量的損失，對食品的風(fēng)味物質(zhì)、色素等各種小分子物質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)及水解物 質(zhì)均無影響。該技術(shù)工藝簡單、操作簡便、節(jié)約能源。在日本已應(yīng)用該技術(shù)處理 大豆蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)，形成蛋白質(zhì)的可逆性作用

18、，達(dá)到殺菌的目的。Oey等 綜述了高壓處理技術(shù)對食品色澤、質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味的影響，認(rèn)為與其它食品加工技術(shù) 相比，高壓處理是一項(xiàng)獨(dú)特的加工技術(shù)，可以促進(jìn)或延緩一些化學(xué)及生化反應(yīng)， 從而改變生物聚合物的特性。 4.6超微粉碎技術(shù) 超微粉碎是近20年迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，已經(jīng)在各行業(yè)得到廣泛應(yīng) 用。超微粉碎是利用特殊的粉碎設(shè)備，對物料進(jìn)行沖擊、碰撞、研磨、分散等加 工，將粒徑為3 mm以上的物料粉碎至粒徑為10um-25 um以下的微細(xì)顆粒，是一 種食品精細(xì)加工過程。超微粉碎的形式很多，隨著物質(zhì)粒度的超微化，其表面分 子排列、電子分布結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)均發(fā)生了變化，產(chǎn)生普通粒度的物料所不具備 的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，產(chǎn)生一系列優(yōu)異的物 理、化學(xué)、界面性質(zhì)，從而有利于增加物料的吸收利用率，可延長食品的保鮮 期，提高資源的利用率，節(jié)約資源，擴(kuò)大食用資源的利用范圍。張炳文、郝征紅 等研究表明，超微粉碎后的可食與藥用動(dòng)物資源能較好地保持物料的生物活性及 營養(yǎng)成分。 4.7超聲技術(shù) 超聲技術(shù)是利用超聲波來加速物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)，啟動(dòng)新的反應(yīng)