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食品加工的高新技术及其发展趋势 宋彦显，闵玉涛 (中州大学，郑州 450044) 作者简介：宋彦显（1979 ），女，河南南阳人，硕士研究生，助教，主要从事天然产物提取及功能性食品研究。 摘 要：本文全面综述了当前国内外食品加工的高新技术，详细介绍了微波技术、微胶囊技术、超高压技 术、膜技术、超微粉碎技术、真空冷冻干燥等技术，并对高新技术的发展趋势进行了展望。 关键词：食品加工；高新技术；发展趋势 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。 1 食品加工中的高新技术 1.1 微波技术 微波是指波长为1m m1m，频率在30M H Z 30GHZ之间的电磁波，在食品加工业中常用的频率有 915MHZ和2450MHZ 。微波食品加工技术是应用微波 对物质的场致作用来进行食品的加热、干燥、灭菌、 膨化、抑酶等加工，是一种特殊的加工工艺，是当今 食品加工的高新技术之一。1960年以前，微波技术的 应用只限于在食品烹调和解冻方面。1960年以后，微 波技术尤其是微波加热和微波杀菌技术在食品工业中 的应用得以广泛发展。目前在食品微波干燥，微波膨 化，微波杀菌，微波灭酶保鲜，微波萃取等方面的研 究都有了一定的进展。 微波干燥技术发展较快，近年来微波真空干燥技 术在法国、日本、美国已经推广到工业化生产。美国 加州大学与某公司合作，使用微波真空干燥无籽葡萄 干，保持了葡萄原有的形状和颜色，避免了过去的 传统工艺产品颜色、形状、风味和营养成分变化的缺 点，产品质量大大提高。法国某公司制造的微波真空 干燥机加工速溶桔粉，产品不仅保有原有的色香味， 其维生素的保留也远远高于喷雾干燥 1。微波具有磁 场效应和热效应的共同作用，对物料的干燥效果不仅 是失水，还有增强物料性能的作用，如在茶叶的处理 中，韩国、日本用微波蒸热，制成的绿茶氨基酸、维 生素C含量都有所增加2。微波膨化在食品加工中的应 用有：淀粉膨化食品加工、蛋白质食品膨化加工和瓜 果蔬菜类物料的膨化。微波灭菌有速度快，适用范围 广的特点。对肉制品、蛋制品、蔬菜水果、乳制品、 豆制品、谷类等都有杀菌效果，对沙门氏杆菌、大肠 杆菌、乳酸菌等都有杀伤作用。同样还可以使酵母、 霉菌、霉菌孢子失活。利用微波杀菌对熟食品的保鲜 上，吴永年已经进行了几年研究，对盐水鸭、烧鸡、 风鹅、酱制品、烤鸭等试验总结了微波杀菌保鲜的作 用优势3。 微波技术作为一种现代高新技术在食品中的应用 将越来越广泛。微波技术将在很大程度上促进了食品 工业的发展，且以其独特的加热特点，在食品工业中 的应用前景将十分广阔。 1.2 微胶囊技术 微胶囊技术，也称微胶囊造粒技术，是指利用成 膜材料将固体、液体或气体囊于其中，形成直径几十 微米至上千微米的微小容器的技术。微胶囊技术应用 于食品工业始于20世纪80年代中期，这一新技术正为 食品工业开发新产品、更新传统工艺和改善产品质量 等发挥着越来越大的作用。 微胶囊具有保护物质免受环境的影响，降低毒 性，掩蔽不良味道，控制核心释放，延长存储期，改 变物态便于携带和运输，改变物性使不能相容的成分 均匀混合，易于降解等功能。这些功能使微胶囊技术 2010年第04期No.04，2010 中 国 食 物 与 营 养 Food and Nutrition in China 成为工业领域中有效的商品化方法。美国N R C公司 利用微胶囊技术于1954年研制成第一代无碳复写纸 微胶囊，并投放市场，从此微胶囊技术得到突飞猛 进的发展。 随着微胶囊技术的发展，其在食品工业中的应用 越来越广泛4，目前主要应用于食品配料，例如香精 香料、脂肪、甜味剂、酸味剂、维生素、矿物质、具 生理功能物质等。其中以香料和脂肪的微胶囊化研究 最为广泛，对于生理活性物质的微胶囊化研究在将来 也会成为一个重要的课题。一些营养强化剂、色素、 矿物质、多肽、膨松剂、抗氧化剂、风味剂等不稳定 的成分都可以采用微胶囊技术增加其稳定性，拓展其 应用范围。 1.3 真空冷冻干燥技术 真空冷冻干燥为世界上公认最先进的食品加工高 新技术，该技术的产品具有能保留新鲜食品的色、 香、味及营养成分，有良好的速溶性和复水性，及 易于运输、贮藏成本低等优点，在食品工业得到了 广泛的应用。 目前，冻干食品在国际市场的价格是热风干燥食 品的46倍，在一些发达国家的民用食品中确立了稳 固的地位。近年来，冻干食品的年消费量，美国是 500万t以上，日本是160万t以上，法国是150万t以上， 还有许多国家的消费量都很可观5。我国的山东、辽 宁、宁夏、江苏、广东、福建等省（区）也相继建立 了真空冷冻干燥食品厂，产品以蔬菜、水果、调味 品为主。冻干食品质量轻，复水快，色、香、味俱 佳，与罐装食品、冷冻食品相比，以其运输、储存 等经常性费用较低等优点，日益得到人们的青睐， 但由于生产成本高的缺点，一直是人们致力加以改 善的研究热点。 近几年，国外有一些关于真空冻干与其它方法组 合的干燥试验研究报道6，人们在不断认识冻干过程 本质的基础上，正在探索采用联合干燥，如微波冻 干联合，远红外冻干联合，热风冻干联合等解决 方法，其目的都是期望能在保证制品质量的前提下， 提高干燥速率，缩短干燥时间，降低能耗。 1.4 超高压技术 超高压技术是指将食品密封于弹性容器或置于无 菌压力系统中（常以水或其它流体介质作为传递压力 的媒介），在高静压（一般为100900MPa）下处理 一段时间，以达到加工保藏的目的。超高压加工食品 的原理为在超高压下食品中的小分子（如水分子）之 间的距离将缩小，而蛋白质等大分子团组成的物质还 仍保持原状。这时水分子就要产生渗透和填充效果， 进入并粘附在蛋白质等大分子团内的氨基酸周围，改 变了蛋白质的性质，称之为“变性”的大分子链在压 力下降为常压后被拉长，而导致其部分立体结构被破 坏。超高压技术的一个独特性质就是它只作用于非共 价键，而保证共价键完好无损，这在保持食品原有品 质方面是非常有益的。通过超高压处理激活或灭活食 品中的食品品质酶，非常有利于食品色泽、香味及品 质的提高7。 早在1895年，H,Royer就进行了利用超高压处理杀 死细菌的研究，1899年，Berthite报道了利用450MPA 或更高压力能延长牛奶的保存期；1914年高压物理学 家P.W.Bridgman首先发现，超高压会产生蛋白质的加 压凝固和酶的失活，还能杀死微生物8。后来陆续也 有一些报道，但大多数研究只是在单纯培养基上进行 的，而且在很长时间里，并没有人把这种技术应用到 食品行业的研究领域中。1991年日本首次将超高压技 术处理产品果酱投放市场，其独到风味立即引起了 发达国家政府、科研机构及企业界的高度重视。 目前，国内的食品超高压技术研究还处于起步阶 段，注重于食品灭菌、大分子变性等研究，蔬汁超 高压灭菌、高压糊化淀粉等9，虽取得一定的研究成 果，但还没有成熟的超高压灭菌技术可投入食品生产 中。然而国内一些研究人员已参与国际合作研究并跟 踪这一高新技术的发展，例如中国农业大学与日本国 际农林水产业研究中心合作，对超高压下生成的豆腐 凝胶进行了多方面的研究10。 1.5 膜技术 膜技术是一种新兴的多学科交叉的高新技术。膜 分离技术具有如下特点：膜分离过程不发生相变 化，因此膜分离技术是一种节能技术。膜分离过程 是在压力驱动下，在常温下进行分离的，特别适合于 对热敏感物质，如酶、果汁、某些药品分离、浓缩、 精制等。膜分离技术适用分离范围极广，从微粒级 到微生物菌体，甚至离子级等都有其用武之地，其关 键在于选择不同的膜类型。膜分离技术由于只是以 压力差作为驱动力，因此，该项技术所采用装置简 单，操作方便。 膜分离技术是一项新型高效、精密分离技术，它 是材料科学与介质分离技术交叉结合，具有高效分 33宋彦显等：食品加工的高新技术及其发展趋势 离、设备简单、节能、常温操作、无污染等优点，广 泛应用于各个工业领域。膜分离技术首先应用于乳品 加工和啤酒无菌过滤，随后应用于果汁生产、料质无 菌超滤、酒类精制和酶制剂提纯及浓缩方面11。据报 道12，微滤膜技术在茶饮料澄清工艺中能有效保留茶 汁中有效成分，除浊效果好，膜通量恢复率高，较超 滤膜适合于茶饮料澄清工艺。 膜技术是当代国际上公认的最具有经济效益和社 会效益的高新技术之一。虽然分离膜存在一些缺点， 但其优势非常明显，为了提高产品附加值及开发新产 品而采用膜分离技术是食品加工的发展方向之一。 1.6 超微粉碎技术 随着现代食品(尤其是保健食品)工业的不断发展, 以往普通的粉碎手段已越来越不适应生产的需要。超 微粉碎技术作为一种高新技术加工方法，已运用于许 多食品的加工中。超微粉碎一般是指将直径为3m m 以上的物料颗粒粉碎至1025m的过程。由于颗粒 向微细化发展，导致物料表面积和孔隙率大幅度的增 加，因此超微粉体具有独特的物理和化学性质，如良 好的溶解性、分散性、吸附性、化学活性等，其应用 领域十分广泛。此外，食品加工中液氮低温研磨技 术、改善食品原料加工特性技术、冷冻浓缩技术等也 是世界范围内研究开发活跃的高新技术，值得研究、 开发。袁惠新等人的研究表明13，许多可食动植物、 微生物等原料都可用超微粉碎设备加工成超微粉， 甚至动植物的不可食部分也可以通过超微化后被人 体吸收。 食品超微粉碎技术是食品加工业一种新的手段， 对于传统工艺的改进、新产品的开发必将带来巨大的 推动力。目前日本、美国市场上销售的果味凉茶、冻 干水果粉、超低温速冻龟鳖粉14等都是应用超微粉碎 技术加工而成的。随着现代食品工业的发展，生产设 备和技术的不断改进和完善，超徽粉碎技术必将得到 大力的推广和应用，为食品工业做出更大的贡献。 1.7 高压水切割技术 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。 1.8 其他高新技术 能应用于食品行业的高新技术还有很多，如：超 临界萃取技术、分子蒸馏技术、纳米技术、超高温杀 菌技术、挤压膨化技术、真空包装技术、真空油炸技 术、辐照技术等等，这些技术也都有着十分广阔的应 用前景。 2 食品加工高新技术的发展趋势 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 化的趋势发展。传统的食品加工技术往往难以适应现 代食品加工业的发展，不能满足开发新产品的要求。 因此，依靠科学采用高新技术将是食品工业发展的必 然。食品工业高新技术将会朝着可最大限度保持食品 营养成分和其固有的品质，且生产能耗低、效率高、 效益好的方向发展。 参考文献 1张静，等. 几种食品干燥新技术的进展与应用.包装与 食品机械，2003，21（1）：2932. 2刘新，等. 微波加热在茶叶中的应用. 食品科学， 2002，23（10）：7275. 3吴永年，等. 低温肉禽制品微波杀菌综合保鲜技术的理 论与实践.肉类研究，2003，1：3840. 4Usha R.Pothakamury,GustavoV.Barbosa-Cnovas. Fundamentalaspects of controlled release in foods . Trends in food science & technology，1995，6(12)：397-406. 5孔凡真. 真空冻干食品市场前景广阔. 包装与食品机， 2003，1：23-25. 6李云飞，等. 真空冻干节能研究. 低温工程，1997，4： 5156. 7Peter Butz,Bemhard Tauscher.Recent studies on pressure- induced chemical changes in food constituents. High Pressure Research，2000，19：11-18. 8Bridgman P W. The coagulation of albumin by pressure. J， Bidehem，1914，19：511-512. 9马成林. 玉米高压糊化淀粉的老化特征和变色性质. 农 业工程学报，1997，13（2）：203205. 10张宏康，李里特，辰巳英三，等.超高压生成豆腐凝 胶的扫描电镜观察. 电子显微学报，2001，20（4）： 445447. 34中 国 食 物 与 营 养 糖基化反应改善水产蛋白功能特性的研究进展 陈 欣1，黄 和1，李中权2 （1广东海洋大学食品科技学院，湛江 524025；2广东海洋大学水产学院，湛江 524025） 作者简介：陈欣（1985 ），女，黑龙江讷河人，硕士研究生，研究方向：食品质量与安全。 通讯作者：黄和 摘 要：糖基化反应是改善蛋白质功能特性的一种有效方法。本文主要介绍蛋白质糖基化反应的机理、糖基 化反应对水产蛋白功能特性的影响以及国内外的研究进展。 关键词：糖基化反应；水产蛋白；功能特性 由于食品加工业的飞速发展，现迫切需要大量的 具有优良功能特性和营养特性的蛋白质，作为食品的 原料成分或添加基料等。为满足人类的特殊需求，一 方面要大力开发具有优良特性的蛋白质资源，另一方 面就是要对现有的蛋白质进行改造。现有的大多数蛋 白质来源丰富，因此可以采用特定的改性技术获得所需 的蛋白质。目前用于蛋白质改性的方法很多，其中糖基 化反应就是一种行之有效的改性方法。该方法是一个自 然、自发的反应，不需要外加化学试剂，加热就可以 很大程度的加速该反应的进程。 水产蛋白来源丰富，其所含必需氨基酸种类丰 富、营养均衡，有着陆地蛋白资源无法替代的优越 性。虽然水产蛋白具有一些较好的功能特性，如乳化 性和成凝胶能力等，但水产蛋白的热稳定性和化学稳 定性比脊椎动物蛋白和植物蛋白都低，在蛋白质发生 变性以后，它的功能特性也会随之降低。这很大程度 上制约着水产蛋白的广泛利用。因此，在用水产蛋白 作为加工食品的原料时，提高其功能特性就显得尤其 重要。 本文对蛋白质糖基化反应的机理、糖基化反应对 2010年第04期No.04，2010 中 国 食 物 与 营 养 Food and Nutrition in China 11 罗丽萍，高荫榆，杨柏云.膜分离技术在食品工业上 的应用. 江西科学，2004，22（2）：146150. 12刘建力，王龙兴，戴海平，等. 微滤膜技术在茶饮料 澄清中的应用. 食品与发酵工业，2004，30（2）： 97100. 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