食品加工最新进展与技术.doc

食品加工最新进展与技术生物与农业工程学院 何晨 45080719食品工业是国民经济的重要支柱之一，是保障国家粮食和食物安全的基础，同时也是承载着国民营养健康的民生产业。随着当前全球一体化趋势、自然资源短缺与环境压力、国际金融危机和人们对食品营养质量与安全的广泛关注，食品工业将面临巨大的挑战，高新技术在食品工业中的应用可以有效提高食品资源利用率和增值加工程度，实现食品工业的可持续发展，满足人民群众日益增长的物质生活需求。下面我主要介绍以下几种最新的加工技术：1 高新技术在杀菌工艺中的应用1.1 脉冲磁场杀菌技术脉冲磁场杀菌技术是利用高强度脉冲磁场发生器向螺旋线圈发出的强脉冲磁场，食品微生物受强脉冲磁场的作用导致细胞跨膜电位、感应电流、带电粒子洛伦兹力、离子能量等的变化，致使细胞的结构被破坏，正常生理活动受影响，从而导致微生物死亡。与热杀菌比较，该方法具有杀菌时间短、能耗低、杀菌温度低、能保持食品原有的风味等特点。高梦祥等研究结果表明，经磁场杀菌后的牛奶，菌落总数和大肠菌群数已达到商业无菌要求。马海乐研究表明，西瓜汁的高强度脉冲磁场杀菌效果与脉冲磁场的强度和脉冲数有密切的关系。1.2 超高温杀菌技术食品工业中，加热杀菌在杀灭和抑制有害微生物的过程中占有极其重要的地位。理想的加热杀菌效果应该是在热力对食品品质的影响程度限制在最小限度的条件下，迅速而有效地杀死存在于食品物料中的有害微生物，达到产品指标的要求。超高温杀菌是达到这一理想效果的途径之一。将流体或半流体在2 s8 s内加热到135150，然后再迅速冷却到3040。这个过程中，微生物细菌的死亡速度远比食品质量受热发生化学变化而劣变的速度快，因而瞬间高温可完全杀死细菌，但对食品的质量影响不大，几乎可完全保持食品原有的色香味。现在，超高温杀菌技术广泛应用于牛乳、果汁、茶、酒、矿泉水等多种液体饮料和食品。1.3 辐照杀菌技术自从世界粮农组织、世界卫生组织和国际原子能机构的专家委员做出辐照剂量10 kGy 不会产生毒理学危害，不会引起特殊的营养学和微生物学问题的结论以来，食品辐照的应用有了显著进展。食品辐射技术是利用辐射源放出穿透性很强的-射线或电子射线来辐照食品，利用射线产生的辐射能对食品进行杀菌，从而使食品在一定时期内不变质的技术。辐照对微生物的致死作用主要在于它引起物质电离，其产生的带电粒子导致遗传物质DNA 断裂，从而可以造成微生物细胞的损伤和死亡。辐照技术特点是穿透力强，不提高物料的温度，因此特别适用于不耐热物料的灭菌以及已包装封好的整瓶、整袋、整盒制品的灭菌，可极大减小成品再染菌的机会。辐照技术在动物性食品加工中主要用于肉的保鲜和蛋类的辐照杀菌。刘慧研究表明，选择性辐照杀菌可有效地延长肉类及其制品的冷冻期3。1.4 电磁杀菌技术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。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。2 高新技术在食品安全检测中的应用食品安全与人民健康密切相关。随着食品生产过程中新技术、新原料、新产品的采用，以及国际上发生的二噁英、疯牛病、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，保障食品安全已成为国际共识，各种高新技术也广泛应用于食品的安全检测。2.1 生物芯片技术生物芯片是21 世纪一项革命性的技术，包括基因芯片、蛋白芯片及芯片实验室3 个领域。基因芯片技术是90 年代中期发展起来的一项新生物技术，它融合了生命科学、化学、微电子技术、计算机科学、统计学和生命信息学等多种学科的最新技术。自从1991 年美国某公司成功地研制出第一块寡核苷酸基因芯片以来，基因芯片技术越来越受到人们的关注，特别是在食品检测领域。基因芯片技术具有自动化程度高、检测效率高、成本低且应用广等特点，目前已广泛应用于食品致病微生物、转基因食品、食品营养成分等的检测。Anthoney 等采用基因芯片技术建立了可在4 h 内检测和识别出微生物的方法。蛋白质芯片技术是继基因芯片后发展起来的一项高新技术，近年来又与色谱、质谱、凝胶电泳等联用，为阐明疾病的发生、发展机制及疾病的诊断和药物筛选提供了大量的新信息。蛋白质芯片技术在食品检测中具有快速、定量分析大量蛋白质，灵敏度高，准确性好，所需试剂少，便于诊断等特点，可用于食品中兽药残留、农药残留、生物毒素和有害微生物等的快速检测。北京某公司已开发基于免疫原理的蛋白质芯片和配套的样品制备扫描和检测装置，可用于兽药残留的检测。2.2 免疫检测技术免疫检测技术是21 世纪初发展起来的将免疫反应和现代测试手段相结合而建立的超微量测定的新技术，是基于抗原、抗体的特异性识别和结合反应为基础的分析方法。现代免疫检测技术主要包括分子印迹技术、流动注射免疫分析、免疫传感器技术及多组分免疫分析等方法。Ferrer 等利用分子印迹聚合物固相萃取水样和土壤中氯三嗪农药，回收率为80 %，最低检测量0.05 g/L0.2 g/L。Tahir 等采用电化学免疫传感器技术检测大肠杆菌O157H7，可以在10 min 内完成分析，检测精度可达10 cfu/mL。2.3 现代仪器分析技术现代仪器分析技术的进步积极地推动了食品安全检测领域的发展。气相色谱高分辨质谱（GC/MS）、气相色谱二级串联质谱（GC/MS/MS）、高效液相色谱二级串联质谱（HPLC/MS/MS）、电感耦合等离子体质谱（ICP/MS）等高灵敏度、高准确度和高选择性的分析仪器满足了食品中农药残留、兽药残留、添加剂、重金属等有害物质检测的需求。而现代仪器与生物技术的联用可以满足食品安全检测的更高要求。徐君怡等进行了变性高效液相色谱检测食品中致泻性大肠杆菌的研究，结果表明，应用多聚酶链式反应（PCR）结合变性高效液相色谱（DHPLC）技术可以快速、准确地检测食品中的致泻性大肠杆菌。检测限可达到：肠产毒性大肠杆菌27 cfu/mL、肠致病性大肠杆菌33 cfu/mL、肠出血性大肠杆菌25 cfu/mL、肠侵袭性大肠杆菌42 cfu/mL。3 高新技术在食品保鲜中的应用高新技术在食品保鲜中的应用可以有效延长食品的贮藏期、大幅减少腐烂变质、极大地提高食品的附加值。目前，应用较多的技术主要有气调保鲜技术、生物保鲜技术和纳米保鲜技术。3.1 气调保鲜气调保鲜是通过调节贮藏环境中气体组分和浓度，抑制果蔬的呼吸强度，延长果蔬贮存期的一种贮藏方法。气调保鲜能减弱果蔬的呼吸活性，减少质量损失，延缓成熟和软化，使其生理紊乱和腐烂降到最小。气调保鲜技术是目前发达国家应用较广的果蔬保鲜技术，包括人工气调保鲜包装技术（CAP）和自发气调保鲜包装技术（MAP）。据统计，美国气调贮藏的果品高达75 %，法国约占40 % ，英国约占30 %，95 %以上的意大利鲜食水果在采摘后进行气调保鲜。3.2 生物技术保鲜生物技术保鲜是采用微生物菌株或抗菌素类物质，通过喷洒或浸渍果蔬，以降低或防治果蔬采后腐烂损失的保鲜方法。这是近年来新发展起来的一种食品保鲜方法，主要包括生物防治和基因工程技术保鲜。生物防治是利用生物方法降低或防治果蔬采后腐烂损失，可以降低病原微生物、预防或消除田间侵染、钝化伤害侵染以及抑制病害的发生和传播。基因工程技术保鲜从基因工程角度将农产品过熟、衰老调控基因以及抗病基因、抗褐变基因和抗冷等基因进行转导，以解决产品的保鲜问题。目前，国际上对通过信号传导控制的程序性细胞死亡与农产品保鲜的关系日益关注，已从植物中分离出表达死亡因子或其激活蛋白的基因。3.3 纳米保鲜技术纳米保鲜技术是采用纳米包装材料或纳米保鲜剂对产品进行保鲜处理的一种方法。其中纳米包装材料是研究较多的领域，通过对包装材料进行纳米合成、纳米添加、纳米改性，使其具备纳米结构、尺度、特异功能的包装新物性。苏晶等以柿果为材料，研究了3 种型号的新型纳米包装材料对甜柿呼吸强度、颜色、硬度、失重率及可溶性固形物含量变化的影响。祝钧等综述了纳米包装材料在果蔬保鲜中的应用。我国科研人员成功研制出“纳米保鲜膜”，可以提高果蔬储藏