甘肃农业大学：《食品加工高新技术》课程教学资源（学业论文）食品加工中的新技术.pdf_大学文库

石萍 (甘肃农业大学食品科学与工程学院食品工程专业，甘肃兰州，730070) 摘要：现代食品工业为满足人们的营养和消费需求。正向善追求安全、营养、美味、快棱、方便、多样性的趋势发展。传统的食品加工技术往往很难适应现代食品加工业的发展，不能满足开发新产品的要求。近年表我国食品工业有了很大发展，其中高浙技术的开发应用，已成为食品工业发展的个重要方向。它不仅可提高生产率，降低成本，而且可改善食品品质，开发新食品。随着越来越多的高新技术应用于食品加工领域，食品加工业也呈现出前所未有的繁荣景象。利用高新技术手段，开发出新一代的高档食品，是世界各国食品技术专家的奋斗目标，也是食品工业的主要发展趋势。关键词：食品工业：传统方法：新技术前言新时期，葡若高新技术逐光应用到食品加工行业，食品加工呈现出迅猛发展的势头，技术研究和创新也成为食品加工专业人员追求的最高目标。技术化的食品加工产业，一方面，会节约成本，提高效率：另一方面，会提升食品的口感和质量，加快新产品的研究速度。借助高新技术去研制开发出高端食品不仅是全球食品专家的任务和使命，也是未来食品加工行业势不可挡的潮流 1高新技术在食品工业中的应用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、充电、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。 1.1食品加工高新技术在以农副产品为主要原料的食品制浩业中，大最采用各门学科中新的、先讲的技术，使食品出产中损耗降低、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，就组成了食品加工高新技术」 1.2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。 1.3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。 1.4杀菌保鲜技术主要有超高压杀菌、磁力杀菌、电子杀菌、液体食品灭菌、静电杀闲、感应电子杀菌、抢光脉冲杀菌、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 1.5食品生物技术主要有基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。 2食品加工中的新技术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，就组成了食品加工高新技术。 2.1超高压食品加工技术 2.1.1超高压技术原理超高压技术又称为高静水压技术，是指利用100MPa以上的压力，在常温或较低温度条件下，使食品中的酶、蛋白质及淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，同时杀死细菌等微生物的一种食品处理方法

石萍（甘肃农业大学食品科学与工程学院食品工程专业，甘肃兰州，730070）摘要：现代食品工业为满足人们的营养和消费需求，正向着追求安全、营养、美味、快捷、方便、多样性的趋势发展。传统的食品加工技术往往很难适应现代食品加工业的发展，不能满足开发新产品的要求。近年来我国食品工业有了很大发展，其中高新技术的开发应用，已成为食品工业发展的一个重要方向。它不仅可提高生产率，降低成本，而且可改善食品品质，开发新食品。随着越来越多的高新技术应用于食品加工领域，食品加工业也呈现出前所未有的繁荣景象。利用高新技术手段，开发出新一代的高档食品，是世界各国食品技术专家的奋斗目标，也是食品工业的主要发展趋势。关键词：食品工业；传统方法；新技术; 前言新时期，随着高新技术逐步应用到食品加工行业，食品加工呈现出迅猛发展的势头，技术研究和创新也成为食品加工专业人员追求的最高目标。技术化的食品加工产业，一方面，会节约成本，提高效率；另一方面，会提升食品的口感和质量，加快新产品的研究速度。借助高新技术去研制开发出高端食品不仅是全球食品专家的任务和使命，也是未来食品加工行业势不可挡的潮流。 1 高新技术在食品工业中的应用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、充电、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。 1.1 食品加工高新技术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，就组成了食品加工高新技术。 1.2 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。 1.3 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。 1.4 杀菌保鲜技术主要有超高压杀菌、磁力杀菌、电子杀菌、液体食品灭菌、静电杀菌、感应电子杀菌、抢光脉冲杀菌、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。 1.5 食品生物技术主要有基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。 2 食品加工中的新技术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，就组成了食品加工高新技术。 2.1 超高压食品加工技术 2.1.1 超高压技术原理超高压技术又称为高静水压技术，是指利用100 M Pa以上的压力，在常温或较低温度条件下，使食品中的酶、蛋白质及淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，同时杀死细菌等微生物的一种食品处理方法

2.1.2超高压技术的应用超高压技术的实现方式是以水或其他液体介质为传递压力的媒介物，然后将进行真空密封包装的被加工食品放入其中，在一定温度下对其进行加压处理。目前，食品超高压技术的应用主要有： (1)超高压灭菌、杀毒及保鲜： (2)食品的冷冻与解冻： (3)超高压改变食品的物理和功能特性： (4)物质的超高压辅助提取 21.3超高压技术对于食品成分与品质的影响超高压能引起食品成分的非共价键（氢键、离子键、疏水键）的破坏或形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质失活、变性、糊化，从而使物料改性、产生新的组织结构，改变食品的品质和改变食品的某些物理化学反应速度。压力会导致盐雄以及部分疏水键的破坏，氢雄在某种程度上加强，但共价键的可压缩性较小，对压力的变化不敏感。 2.1.4超高压技术的优势超高压技术能够杀菌、抑制酶活力从而延长食品保藏期。因为超高压作用食品时主要破坏的是非共价键，而对共价键是几乎不起作用的，因此食品中的一些物质如氨基酸、维生素、风味或者香味物质不会被破坏，从而能够保持食品的风味、营养物质，并且具有节约资源、保护环境等优点。超高压处理还能够增加蛋白质食品对蛋白酶的敏感度，提高可消化性和降低过敏性。这些优点让超高压技术成为一种理想的食品杀菌方法 2.2超微粉碎技术龆微粉碎技术是国际性食品加工新枝术之一，利用机城设备对物料讲行研磨和撞击，克服物料内部凝聚力，将其粉碎至微米级。随着物料的微细化，其表积、孔隙率及晶体构型均发生变化，从而赋予超微产品更优的理化特性。 2.2.1超微粉碎技术原理超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备，通过一定的加工工艺流程，对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径3mm以上的物料粉碎至粒径为10-25um以下的微细颗粒，从而使产品具有界面活性，呈现出特殊的功能 2.2.2超微粉碎技术的优点与块状或粒状物料相比，微粉具有更好地流动性、分散性、吸附性及溶解性，有助于营养成分的溶出、机体的消化吸收及物质资源的充分利用。超微粉碎技术在食品、中药及化妆品领域应用十分泛 (1)速度快，可低温粉碎： (2)粒径细，分布均匀： (3)节省原料科，提高利用率： (4)减少污染 (5)提高了发酵、酶解过程的化学反应速率： (6)利于对食品营养成分的吸收。 2.2.3超微粉碎在不同领域的应用 2.2.3.1在粮食加工领域的应用超微粉碎技术作为一种物理手段目前已应用于麸皮、淀粉、小麦粉加工等方面，粉碎后物料的理化特性普遍得到不同程度的改善。物料经超微粉碎后，颗粒的比表面积显著增加，从而增加颗粒分散性、溶解性、生物功能性，表现较强的表面吸附力，人体摄取后更容易吸收消化，减少浪费。 2.2.3.2在饲料加工领域的应用国内外研究者对饲料粉碎粒度作了大量的研究，大多数研究表明，降低饲料粉碎粒度可显著改善其营养价值。随着饲料原料粒度的降低，饲料干物质、能

2.1.2 超高压技术的应用超高压技术的实现方式是以水或其他液体介质为传递压力的媒介物，然后将进行真空密封包装的被加工食品放入其中，在一定温度下对其进行加压处理。目前，食品超高压技术的应用主要有：（1）超高压灭菌、杀毒及保鲜；（2）食品的冷冻与解冻；（3）超高压改变食品的物理和功能特性；（4）物质的超高压辅助提取。 2.1.3 超高压技术对于食品成分与品质的影响超高压能引起食品成分的非共价键（氢键、离子键、疏水键）的破坏或形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质失活、变性、糊化，从而使物料改性、产生新的组织结构，改变食品的品质和改变食品的某些物理化学反应速度。压力会导致盐键以及部分疏水键的破坏，氢键在某种程度上加强，但共价键的可压缩性较小，对压力的变化不敏感。 2.1.4 超高压技术的优势超高压技术能够杀菌、抑制酶活力从而延长食品保藏期。因为超高压作用食品时主要破坏的是非共价键，而对共价键是几乎不起作用的，因此食品中的一些物质如氨基酸、维生素、风味或者香味物质不会被破坏，从而能够保持食品的风味、营养物质，并且具有节约资源、保护环境等优点。超高压处理还能够增加蛋白质食品对蛋白酶的敏感度，提高可消化性和降低过敏性。这些优点让超高压技术成为一种理想的食品杀菌方法。 2.2 超微粉碎技术超微粉碎技术是国际性食品加工新技术之一，利用机械设备对物料进行研磨和撞击，克服物料内部凝聚力，将其粉碎至微米级。随着物料的微细化，其表积、孔隙率及晶体构型均发生变化，从而赋予超微产品更优的理化特性。 2.2.1 超微粉碎技术原理超微粉碎技术是利用特殊的粉碎设备，通过一定的加工工艺流程，对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径3 mm以上的物料粉碎至粒径为10--25μm以下的微细颗粒，从而使产品具有界面活性，呈现出特殊的功能。 2.2.2 超微粉碎技术的优点与块状或粒状物料相比，微粉具有更好地流动性、分散性、吸附性及溶解性，有助于营养成分的溶出、机体的消化吸收及物质资源的充分利用。超微粉碎技术在食品、中药及化妆品领域应用十分广泛。（1）速度快，可低温粉碎；（2）粒径细，分布均匀；（3）节省原料，提高利用率；（4）减少污染；（5）提高了发酵、酶解过程的化学反应速率；（6）利于对食品营养成分的吸收。 2.2.3 超微粉碎在不同领域的应用 2.2.3.1 在粮食加工领域的应用超微粉碎技术作为一种物理手段目前已应用于麸皮、淀粉、小麦粉加工等方面，粉碎后物料的理化特性普遍得到不同程度的改善。物料经超微粉碎后，颗粒的比表面积显著增加，从而增加颗粒分散性、溶解性、生物功能性，表现较强的表面吸附力，人体摄取后更容易吸收消化，减少浪费。 2.2.3.2 在饲料加工领域的应用国内外研究者对饲料粉碎粒度作了大量的研究，大多数研究表明，降低饲料粉碎粒度可显著改善其营养价值。随着饲料原料粒度的降低，饲料干物质、能

量和氮消化率都会得到明显的升高。其原因是降低饲料粒度对动物生产性能、养分消化率、动物肠道健康等方面具有重要作用。 2.2.3.3在其他领域的应用超微粉碎技术具有显著优势，目前超微粉广泛应用于陶瓷、电材料、化工和造纸领域以及制药行业中 2.2.4超微粉碎技术的发展招微粉碎加工技术活用范用广，操作工梦简单，产品附加值高，经济效益显著，是食品加工业的新技术、新手段，对于传统食品加工工艺和配方的改进及新产品的开发，尤其是保健食品（功能食品)的开发将产生巨大的推动作用。 2.3微波干燥技术微波是频率在300MHz到300GHz波长在1mm到1m(不含1m)之间的电磁波微被干操不同于传统干操方式，其热传导方向与水分打散方向相同。与传统干燥方式相比，具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点，因而在干燥的各个领域越来越受到重视。 2.3.1微波干燥技术原理微波加热利用的是介质损耗原理，物料中的水分子是极性分子且水是强烈吸收微波的物质，在微波作用下，其极性取向随着外电磁场的变化而变化。15MHz的微波可使水分子运动达18.3亿次/s, 致使分子急剧摩擦碰撞，使物料产生热化和膨化等一系列过程而达到加热目的。 2.3.2微波干燥的特点微波干燥具有能量利用率高、干燥速度快、自动控制容易、干燥效果均匀、灭菌能力强等优点，有利于提高生产效率、改善劳动条件，通过优选的干燥条件改善产品物理性状，可以减少有效成分损失，有利于提高产品质量。因此微波干架是一种有效、实用、有前景的新型干燥技术，如果可以从产地初加工到贮藏养护过程中都利用微波干燥技术集杀灭细菌与干燥于一体，在中药贮藏养护的过程中将起到重大作用，中药材无障碍流通全球的目标指日可待。 2.3.3微波干燥技术的发展利用热风、真空、冷冻等传统技术的优点，与微波技术联合作用，能克服单一干燥方式的不足，有效改善微波干燥的均匀性。虽然组合干燥存在各自的问题，但开发高效节能、快速均匀、高品质、高成品率的微波组合干燥工艺，能将微波干燥效果大大改善，并且产品成多样化发展。因此，发展新型微波组合干燥工艺与装备是当前微波干燥农产品要面对工业化发展的研究方向。 2.4“绿色”加工由于现代化生活节奏的加快，消费者对微波食品、休闲食品、冷冻食品等速冻食品的需求量越来越大，食品加工方面进一步转向“绿色”加工。绿色包装是一种高新技术形态的包装，从原料开始，到包装的设计、制造再到产品的使用回收，每一个环节都要节源、高效、无害 241绿色加工技术有学者将绿色加工技术定义为基于绿色环保理念，在传统加工工艺的基础上，结合各类先进的机械控制技术、生物加工技术、材料科学技术等高新技术进行生产加工的一系列现代化技术。还有学者认为绿色加工的目的就是合理利用资源，降低生产成本，减少加工对环境造成的污染和破坏。绿色加工技术的概念常用于机械加工中具有低能耗、低水耗，尤其是指少量或者不需要切制割的加工技术。目前，绿色加工技术已被应用到包括食品加工的各个领域。 2.4.2绿色加工技术的发展前景绿色包装材料得到世界的广泛关注，其研究要从开发、设计、生产、使用、废弃等过程全程考虑。预计未来循环经济将成为包装行业发展的主要模式，包装废资源回收利用将实现产业化，绿色包装材料将获得大力开发和发展，包装基础工业也将加快发展

量和氮消化率都会得到明显的升高。其原因是降低饲料粒度对动物生产性能、养分消化率、动物肠道健康等方面具有重要作用。 2.2.3.3 在其他领域的应用超微粉碎技术具有显著优势，目前超微粉广泛应用于陶瓷、电材料、化工和造纸领域以及制药行业中。 2.2.4 超微粉碎技术的发展超微粉碎加工技术适用范围广，操作工艺简单，产品附加值高，经济效益显著，是食品加工业的新技术、新手段，对于传统食品加工工艺和配方的改进及新产品的开发，尤其是保健食品(功能食品)的开发将产生巨大的推动作用。 2.3 微波干燥技术微波是频率在300MHz到300GHz波长在1mm到1m（不含1m）之间的电磁波。微波干燥不同于传统干燥方式，其热传导方向与水分扩散方向相同。与传统干燥方式相比，具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点，因而在干燥的各个领域越来越受到重视。 2.3.1 微波干燥技术原理微波加热利用的是介质损耗原理，物料中的水分子是极性分子且水是强烈吸收微波的物质，在微波作用下，其极性取向随着外电磁场的变化而变化。15MHz的微波可使水分子运动达18.3亿次/s，致使分子急剧摩擦碰撞，使物料产生热化和膨化等一系列过程而达到加热目的。 2.3.2 微波干燥的特点微波干燥具有能量利用率高、干燥速度快、自动控制容易、干燥效果均匀、灭菌能力强等优点，有利于提高生产效率、改善劳动条件，通过优选的干燥条件改善产品物理性状，可以减少有效成分损失，有利于提高产品质量。因此微波干燥是一种有效、实用、有前景的新型干燥技术，如果可以从产地初加工到贮藏养护过程中都利用微波干燥技术集杀灭细菌与干燥于一体，在中药贮藏养护的过程中将起到重大作用，中药材无障碍流通全球的目标指日可待。 2.3.3 微波干燥技术的发展利用热风、真空、冷冻等传统技术的优点，与微波技术联合作用，能克服单一干燥方式的不足，有效改善微波干燥的均匀性。虽然组合干燥存在各自的问题，但开发高效节能、快速均匀、高品质、高成品率的微波组合干燥工艺，能将微波干燥效果大大改善，并且产品成多样化发展。因此，发展新型微波组合干燥工艺与装备是当前微波干燥农产品要面对工业化发展的研究方向。 2.4 “绿色”加工由于现代化生活节奏的加快，消费者对微波食品、休闲食品、冷冻食品等速冻食品的需求量越来越大，食品加工方面进一步转向“绿色”加工。绿色包装是一种高新技术形态的包装，从原料开始，到包装的设计、制造再到产品的使用回收，每一个环节都要节源、高效、无害。 2.4.1 绿色加工技术有学者将绿色加工技术定义为基于绿色环保理念，在传统加工工艺的基础上，结合各类先进的机械控制技术、生物加工技术、材料科学技术等高新技术进行生产加工的一系列现代化技术。还有学者认为绿色加工的目的就是合理利用资源，降低生产成本，减少加工对环境造成的污染和破坏。绿色加工技术的概念常用于机械加工中具有低能耗、低水耗，尤其是指少量或者不需要切割的加工技术。目前，绿色加工技术已被应用到包括食品加工的各个领域。 2.4.2 绿色加工技术的发展前景绿色包装材料得到世界的广泛关注，其研究要从开发、设计、生产、使用、废弃等过程全程考虑。预计未来循环经济将成为包装行业发展的主要模式，包装废资源回收利用将实现产业化，绿色包装材料将获得大力开发和发展，包装基础工业也将加快发展