国外高新技术在食品工业中的应用

7．生产优质天然高蛋白食品  　　人们早已知道某些昆虫及其幼虫具有食用价值，而苍蝇的食用性却鲜为人知。苍蝇的幼虫（蛆）富含62％左右的蛋白质及各种氨基酸，从蛆壳中还可提取纯度很高的壳聚糖（几丁质）。苍蝇还可用于研制医药产品。因此，利用生物技术对苍蝇进行工业化开发，引起国内外地浓厚兴趣。  　　其他昆虫也可用于生产天然高蛋白食品，如中华稻蝗的蛋白质含量占虫体干重的73.5％，其氮基酸组成与鸡蛋蛋白相似，称之为完全蛋白。还有蟋蟀、蝉、蝴蝶、蚂蚁的蛋白质分别占干重的75％、72％、71％和67％，都具有食用价值，完全可以开发。中华稻蝗、蝉、柞蚕等的氨基酸含量分别占总氨基酸的47.73％、44.63％和46％，仅次于鸡蛋，高于猪、牛、鸡、鱼和大豆。可以说，昆虫食物是人类较为理想的优质天然高蛋白食品，有望成为人类重要的食物来源。   　　螺旋藻是一种古老的单细胞水生藻类，其蛋白质优于普通植物性蛋白。人们发现螺旋藻中含有类胰岛素、超氧化物歧化酶（SOD），富含多种维生素。螺旋藻还含有10％～20％的藻兰素，具有多种酶和激素的功能，已用于食品和化妆品着色剂，还可用于癌症治疗。科学家认为，螺旋藻是人和动物理想的纯天然的优质蛋白食品。  　　螺旋藻正以其营养成分齐全、营养价值高，以及独特的生物学特性，引起世界各国的普遍关注。联合国粮农组织已将螺旋藻正式列入21世纪人类食品资源开发计划，我国也已将螺旋藻的研发列为工作重点。目前，我国的养殖条件为每平方米水面每天可产螺旋藻10～20克，已位居世界先进水平。  　　8、生产生物可降解的食品包装材料  　　目前，食品工业常用塑料作为包装材料，盛盒饭用的饭盒也是用塑料制成的。这些塑料包装材料，在使用完以后，很难被破坏、分解，长期堆积在自然界，会造成“白色污染”。近来，人们已经可以用淀粉为原料，经微生物发酵、生产L-乳酸、β-羟基丁酸。然后，再用化学方法制成聚乳酸、聚β-羟基丁酸戊酸等共聚物，可以用作生物可降解的食品包装材料。  　　9、生产微生物杀虫剂、微生物肥料和农用抗生素  　　利用能使昆虫致病的病源微生物，可以制成代替化学农药、杀灭农业害虫的微生物杀虫剂，包括多种细菌、病素、真菌、原生动物等。如防治农林害虫的苏云金杆菌和白僵菌，用于防治棉铃虫的核型多角体病毒等。农用抗生素，能使农业害虫致病的昆虫、线虫、以及能够捕食害虫的昆虫、鸟类、兽类、鱼类、两栖动物(蛙、蟾蜍)等，也能代替化学农药杀灭农作物的病虫害。此外，人们也可制成微生物肥料。施放到土壤后，通过微生物的生命活动，改善农作物的营养状态。目前已经大量应用的有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料等。  　　10、为农副产品的深加工和综合利用提供高效的途径  　　生物技术用于玉米的深加工和综合利用在国外早已普及。近来，果蔬、大豆、茶叶、水产品等的深加工和综合利用正在不断取得新的进展。以苹果为例，美国能够充分加以利用。首先用苹果制成苹果汁，制汁后剩下的皮渣，再采用微生物固态发酵技术，可以生产酒精。剩下的果渣可以用黑曲霉发酵生产柠檬酸。剩下残渣可以提取纤维素，生产粉状苹果纤维素，可作为膳食纤维，是固态保健食品中的重要基料。最终剩下的废物，还可以经厌氧细菌发酵，生产沼气，用作燃料。以上各部分合计，苹果可以利用的部分达到96%以上。由此可见综合利用程度是何等之高。  　　11、提供各种快速、简便、精确的食品分析技术  　　利用酶工程的固定化技术，可以制成酶电极、酶试纸等，可以快速、简便地测定食品中的化学成分，包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、酒精、谷氨酸、赖氨酸等。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和最终产品是否掺假，检测谷物、坚果、牛奶中所含有的微量毒素，如黄曲霉毒素等。利用核酸聚合酶连锁反应(PCR)技术可以迅速扩增DNA和RNA片段，使其达到能够检测出的数量。这种方法可用于检测食品中微量的细菌或病毒的污染，如水产中肝炎病毒的污染等。能够检测出致突变、致畸变和致癌变化学物质的艾姆斯试验法(Ames test)，可用于检测食品添加剂是否安全、无害。  　　12、处理食品工业废水  　　食品工厂在生产各种美味食品的同时，也产生一些工业废水。废水中常有残存的糖、脂肪、蛋白质、有机酸、醇类、悬浮物、菌体等。此外，废水中BOD、COD也很高，不能直接排放到江河湖海中，必须进行处理。通常，可以采用生物转盘、生物塔式滤池、活性污泥法、厌氧发酵法处理，或用活性污泥法和厌氧发酵法结合处理，使BOD、COD大大降低，达到排放标准。此外，采用厌氧发酵法处理时，还能产生沼气，可以直接用作燃料或用于发电，供给食品厂使用。  二。膜分离技术  　　膜分离技术是一项新型高效分离技术，具有在常温下操作，营养成分损失少，设备简单、操作方便、无相变、不产生化学变化、选择性强、分离效率高和节省能源等优点。按照膜孔径的大小，膜分离技术可以进一步细分为微滤、超滤、纳滤、反渗透技术等。目前，膜技术在食品工业中的应用主要有过滤、浓缩、除菌和分离提取功能食品的功能配料等。该项技术已经广泛用于食品工业，现简述如下：         1。 生产果蔬汁         在果蔬汁生产中，微滤、超滤技术用于澄清过滤；纳滤、反渗透技术用于浓缩。用超滤法澄清果汁时，细菌将与滤渣一起被膜截留，不必加热就可除去混入果汁中的细菌。利用反渗透技术浓缩果蔬汁，可以提高果汁成份的稳定性、减少体积以便运输，并能除去不良物质，改善果蔬汁风味。例如：果蔬汁中的芳香成份在蒸发浓缩过程中几乎全部失去，冷冻脱水法也只能保留大约8%，而用反渗透技术则能保留30-60%。          2。 用于乳品工业         反渗透、超滤技术主要用于乳清蛋白的回收和牛乳的浓缩。目前各国广泛应用超滤法作为回收乳清蛋白的标准技术。         与其他方法相比，利用膜分离技术加工乳品，可以降低能耗，提高产品质量。将反渗透技术用于稀牛奶的浓缩，可生产出品质令人满意的奶酪及甜酸奶。用反渗透技术除去乳牛清中的微量青霉素，大大延长了乳制品的保质期。当采用超滤法浓缩乳清蛋白时，还可同时除去乳糖、灰分等。          3。 生产酒类  利用超滤技术，可以除去酒及酒精饮料中残存的酵母菌、杂菌及胶体物质等，可以改善酒的澄清度，延长保存期，还能使生酒具有熟成味，缩短老熟期。经超滤处理后，酒的风味有所改善，变得清爽可口，而又醇香延绵。目前采用超滤法精制酒和酒精饮料，已在美国、意大利、日本等国得到应用。此法还可避免酒的热杀菌易引起的混浊成分的析出，简化过滤设备。所处理的酒类有葡萄酒、威士忌、烧酒、清酒、黄酒等。  生啤酒的口味虽优于熟啤酒，但不能长期保存，给运输及销售等带来一定的困难。采用超滤技术进行啤酒的精滤和无菌过滤，可以使生啤酒不经低温加热灭菌而能长期保存。           4。 用于豆制品工业          膜技术在豆制品工业中的主要应用是分离和回收蛋白质。生产豆乳时产生的大豆乳清，通常方法只能从中提取60%的蛋白质，利用超滤法浓缩残留蛋白质，能够增加20～30%的豆腐收得率。采用超滤法还可以在浓缩蛋白的同时，去除产生豆膻味和影响豆乳稳定性的低分子物质，提高豆乳质量。          豆制品工业中的乳清处理，对防止水体污染意义重大。大豆乳清中含有多种低分子蛋白质、多糖类、肽、少糖类等物质，采用超滤法可以从大豆乳清中回收浓缩大豆蛋白，以满足人类和畜牧业的需求。此外，还可获得β-淀粉酶产品。  利用膜技术还可以获得大豆异黄酮、大豆寡糖、大豆分离蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹叶黄酮等功能食品的功能配料。           5．用于调味品工业          在制酱工厂排出的废水中，80%以上BOD主要来自大豆的蒸煮汁。利用超滤法对大豆煮汁进行分阶段处理，其透过液可作为生产用水回收，浓缩液可用作生产原料。  三．超临界流体萃取技术          超临界流体萃取技术是利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响来分离和提取所需要的物质的一项新技术。在超临界条件下，使超临界流体与待分离的物质充分接触，该流体就能有选择地将极性大小不同、沸点高低不同，以及分子量大小不同的成分，依次先后萃取出来。超临界的CO2常长被用作萃取剂。      超临界流体萃取技术工艺流程简单，萃取温度低，对营养成分破坏极少，目前已经在食品工业中得到广泛应用。现简述如下：         1．生产食用油         超临界流体萃取技术常用于提取食用油。与压榨泛相比，可以大大提高得油率。与有机溶剂萃取法相比，产品中不含残留的有机溶剂，质量明显提高。超临界流体萃取技术还可以用于食用油的脱臭，可以使呈臭味的低级脂肪酸含量由0.3% - 0.4% 降低到0.015% - 0.02%。大量实践证明，利用超临界流体萃取技术从大豆和花生中提取食用油，得油率高，杂质少，色泽浅，质量好。  　　2．提取食品风味成分  　　超临界流体萃取技术可以用于从鲜花（梅花、菊花、兰花、玫瑰等）、香辛料、果皮、蔬菜中提取各种精油、风味剂、呈味物质等。日本早在20世纪80年代，就安装了亚洲最大的生产调味品用的超临界CO2萃取设备。  　　3．提取生理活性物质  　　超临界流体萃取技术可以用于从植物和动物原料中提取各种生理活性物质，如人参皂苷、银杏黄酮、γ-亚油酸、茶多酚、萜类、生物碱、EPA、DHA等。这些生理活性物质常常可以用做保健食品的功能配料。

4．脱臭、脱苦和脱色  　　超临界流体萃取技术可以用于提取羊肉的膻味物质、柑橘汁的苦味物质，以及辣椒的辣椒红素，达到脱臭、脱苦和脱色的目的。  四．微胶囊技术  　　微胶囊技术又称微胶囊包埋技术，或微胶囊造粒技术。所谓微胶囊包埋技术是将固体、液体和气体物质包埋在一个微型胶囊内，成为一种固体微粒的技术。该技术能够使被包埋的物质与外界环境隔离，有效地减少被包埋物质向环境的扩散和蒸发，掩盖被包埋的物质的异味，最大限度地保持其原有的色、香、味，理化性能和生物活性，防止营养成分被破坏，并具有缓释的功能。  　　用于制造微型胶囊的材料称为壁材，被包埋的物质称为芯材。常用的壁材有变性淀粉、环状糊精、纤维素、蛋白质、脂类等。在食品方面，常用的微胶囊化方法有挤压包埋、喷雾干燥、空气悬浮、离心挤出、旋转悬浮分离、凝聚等。该项技术已经广泛用于食品工业，现简述如下：  　　1.饮料工业  　　该技术在饮料工业中可用于生产微胶囊复合果蔬饮料。产品富含叶酸、维生素C、蛋白质、钙等营养成分。具有色泽明快、风味独特、营养丰富、稳定性强等优点。  　　2.乳品工业  　　该技术在乳品工业可用于生产微胶囊果味奶粉、姜汁奶粉、可乐奶粉、发泡奶粉等。产品具有独特风味、不结块、冲调性好、保质期长等优点。  　　3.糖果工业  　　该技术在糖果工业可用于糖果的调色、调香、调味，以及糖果的营养强化和品质改良。采用该技术生产出的糖果，具有色泽鲜亮持久、风味独特、营养丰富、残品保质期常等优点。  　　4.调味品工业  　　该技术在调味品工业可用于将普通酱油、醋、液体香精、香料等，与其他营养成分一起，制成微胶囊固体粉末状调味品。产品具有风味独特、营养丰富、便于携带、使用方便、稳定性好等优点。  　　5.食品添加剂的应用  　　目前，该技术主要用于包埋稳定性差的甜味剂、色素等。例如，用于包埋阿斯巴甜。既能大大提高阿斯巴甜的稳定性，防止在高温烘烤过程中分子被破坏，导致甜味的丧失；又可以使其慢慢释放，充分发挥作用。用于包埋色素，既可改善溶解性能，又能提高稳定性。该技术也用于生产微胶囊化的面团品质改良剂、用于肉制品及其他方面微胶囊化酸味剂等。  五．超微粉碎技术   　　超微粉碎技术起源于20世纪70代，是指利用机械或流体动力学的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3毫米以上的物料颗粒粉碎至10-25微米(1微米=10-6米)的一项物料加工的新技术。常用的粉碎设备主要为气流磨和高速冲击磨。  　　超微粉碎的最终产品是超微细粉末，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性，以及易于被人体消化、吸收和利用等生物学性质。因此，超微粉碎技术已广泛应用于食品工业的许多领域。现简述如下：  　　1。提高食物资源的利用率  　　小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮、玉米胚芽渣、豆皮、米糠、甜菜渣和甘蔗渣等，含有丰富维生素、微量元素等，具有很好的营养价值，但由于常规粉碎的纤维粒度大，影响食品的口感，而使消费者难于接受。利用超微粉碎技术，可以明显改善纤维食品的口感和吸收性’从而使食物资源得到了充分的利用，而且丰富了食品的营养。果皮、果核经超微粉碎可转变为食品。蔬菜在低温下磨成微膏粉，既保存全部的营养素，纤维质也因微细化而增加了水溶性，口感更佳。  　　一些动物体的不可食部分如骨猪、蛋壳、虾皮等，含有丰富的蛋白质和脂肪、磷脂质、磷蛋白，能促进儿童大脑神经的发育，有健脑增智的功效。鲜骨中含有的骨胶原、软骨素等，有滋润皮肤防衰老的作用。鲜骨中还含有维生素A、B，、B2、B12等营养成分。钙、铁等在鲜骨中的含量也极高。采用超微粉碎技术可以将它们进行多级粉碎加工，制成泥状或粉状食品，既能保持95％以上的营养素，而且营养成分又易被人体直接吸收和利用，吸收率可达90％以上。  　　传统上用开水冲泡茶叶，但是人体并没有完全吸收茶叶的全部营养成分，一些不溶性或难溶的成分，例如维生素A、K、E及绝大部分蛋白质、碳水化合物、胡罗卜素以及部分矿物质等，都大量残存于茶渣中，大大影响了茶叶的营养及保健功能。如果将茶叶在常温、干燥状态下制成粉茶，使粉体的粒径小于5微米，则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收，用水冲饮时成为溶液状，无沉淀。   　　2。生产新型功能食品或添加剂  　　（1）纤维食品  　　纤维素被现代营养学界称为"第七营养素" ，它可作为食物填充剂或生理活性物质，是防治现代"文明病"和平衡膳食结构的重要功能性配料。因此，增加膳食纤维的摄入是提高人体健康的重要措施。借助现代超微粉碎技术，使食物纤维微粒化，能明显改善纤维食品的口感和吸收性。  　　（2）补钙食品  　　动物骨、壳、皮等通过超微粉碎后得到的微粉状有机钙，比无机钙容易被人体吸收、利用。这些有机钙可以作为添加剂，制成高钙、高铁的骨粉（泥）系列食品，具有独到的营养保健功能，因此被誉为"21世纪功能性食品"。当这些有机钙粉（包括珍珠粉）的粒度小于5微米时，可添加到某些缺钙食品（如豆奶等）中。   　　（3）新型食品添加剂  　　利用超微粉碎技术制成甲壳素。蟹壳、虾壳、蛆、蛹等的超微粉末，可用作保鲜剂、持水剂、抗氧化剂等，改性后还有许多其他功能。  　　3。改变传统工艺  　　超微粉碎技术可以改善食品品质、降低生产成本，使部分食品加工过程或工艺产生革命性的变化。如速溶茶生产，传统的方法是通过萃取，将茶叶中的有效成分提取出来，然后浓缩、干燥，制得粉状速溶茶。现在采用超微粉碎仅需一步工序便得到粉茶产品，既彻底简化生产工艺，又大大降低生产成本。再如豆粉的生产，传统的工艺是先将大豆浸泡，然后破碎、去皮、细磨、脱水、干燥。如果采用干法超微粉碎技术，大豆不需要加水浸泡，便可直接破碎、得到超微豆粉产品。这样，既保留了豆皮的营养，又大大节省能量。  　　4。软饮料加工  　　利用气流微粉碎技术，可开发出的各种软饮料，有粉茶、豆类固体饮料、超细骨粉配制的富钙饮料，速溶绿豆精等。如果将茶叶在常温、干燥状态下制成茶粉、使粉体的粒径小于5微米，则茶叶的全部营养成分易被人体肠胃直接吸收，可以即冲即饮。乌龙茶、红茶、绿茶的茶粉还可加入到各种食品中，从而加工出一种全新的茶制品。  　　在牛奶生产过程中，利用均质机能使脂肪明显细化。若98%的脂肪球直径在2微米以下，则可达到良好的均质效果，口感好，易于消化。植物蛋白饮料是以富含蛋白质的植物种子和各种果实为原料，经浸泡、磨浆、均质等操作单元制成的乳状制品。磨浆时用胶体磨磨至粒径5-8微米，再均质至1-2微米。在这样的粒度下，可使蛋白质固体颗粒、脂肪颗粒变小，从而防止蛋白质下沉和脂肪上浮。  　　5。生产巧克力  　　巧克力必须具有细腻滑润的良好口感，因此巧克力配料的粒度不能大于25微米。当平均粒径大于40微米时，巧克力的口感就明显粗糙。因此，只有超微粉碎加工巧克力配料才能保证巧克力的质量。瑞士、日本等国，主要采用五辊精磨机和球磨精磨机。  　　6．生产调味料  　　将调味品加工成微粉状食品，巨大的孔隙会形成集合孔腔，可吸收并容纳香气经久不散，这是重要的固香方法之一。因此，超微粉末调味品的香味和滋味更浓郁、突出。超微粉碎技术作为一种新型的食品加工方法，可以使传统调味料（主要是香辛料）粉碎成粒度均一、分散性好的超微颗粒。由于香辛料微粒粒径的不断减小，其流动性、溶解性和吸收率都有所增大，调味效果也得到改善。   六．纳米技术  　　纳米技术在20世纪80年代末兴起，在90年代初迅速发展并引发了一场新的工业革命。纳米技术同样也使传统产业，如食品、染料、涂料等，发生“旧貌换新颜”的巨大变化。现将纳米技术在食品工业的应用简述如下：  　　1．用作食品包装材料   　　传统的食品包装经常使用的一种聚酰胺塑料薄膜，是用普通聚酯胺6（Piti，即尼龙6）制成，可使食物与空气隔绝开，避免氧化作用使食物变质。但它对氧气、二氧化碳的阻隔性并不理想，对水的阻隔性则更差。采用纳米复合技术制成的聚酯胺6纳米塑料（NPA6），其氧气透过率与PJfi相比可降低一半，水蒸汽的透过率也降低了V3以上。用其来包装食品，就会大幅度延长香肠、火腿等食物的保质期。   　　纳米包装材料也可以用作瓶装材料。目前啤酒依然采用玻璃瓶包装。玻璃啤酒瓶脆、硬、重，携带与启用都很不安全。而且，玻璃的生产是一个高耗能、高污染的行业。但传统的塑料瓶包装只能使啤酒的保质期达到1个月。采用纳米塑料制成的啤酒瓶的阻隔性较普通的PET瓶有很大改善，符合食品包装的要求。把啤酒装在这种NPET瓶里保存了四五个月后，啤酒的口味与新鲜啤酒没有明显区别。有望代替玻璃啤酒瓶。

3．生产纳米食品       所谓纳米食品是指纳米尺寸大小(1纳米=10-9米) 的食品。目前补钙产品很多，但很多是不溶于水的钙盐，颗粒很大，不溶于水，很难被人体吸收。如果把钙盐的颗粒制成纳米尺寸的，钙就比较容易被吸收和利用。当然，并不是所有的食品都需要达到纳米尺寸，如面粉与奶粉等容易被吸收的食品，就没有必要。此外，纳米食品的造价很高。如微米尺寸的的钙，成本只有几千元一吨。而纳米尺寸的钙，成本高达几万元一吨。   　　4．纳米过滤技术  　　纳米孔径大小的过滤膜，可以用于分离和浓缩香菇多糖、黄酮类等有生物活性的功能因子，提取和分离鸡蛋黄中的免疫球蛋白，以及从牛乳分离各种有用成分等方面。既能提高收得率，又能改善产品质量。   　　5．生产纳米保健食品和保健用品  　　目前中国和德国的科学家正开展联合研究，将生物工程技术、纳米技术、食品高新工程技术三大高新技术结合起来，研发具有新概念的保健食品和保健用品。正在研究的项目有利用生物工程技术提取动植物中可食抗菌物质，经纳米化、食品化制成，具有清咽润喉、消除口臭、防治蛀牙、消灭口腔病菌、防治口腔溃疡等功效的纳米级口腔保健喷雾剂。全新口腔喷雾剂采用全天然成分，味道清新甘凉，适合所有人群。特别适合下列人群：慢性咽炎、喉炎、扁桃体炎患者；烟民；易患虫牙（龋齿）的儿童；口臭患者；口腔易患溃疡者等。这种新型喷雾剂无任何毒副作用，安全可靠，效果显著。   　　此外，纳米技术还可制用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后，可以主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排斥反应；研究耐用的人工组织、器官复明和复聪器件；可以开发疾病早期诊断的纳米传感器系统。   七．高压加工技术  　　高压加工技术又称高静压（High Hydrostatic pressure，简称HHP）技术， 是指一定温度下，用100MPa以上的压力（100-1000MPa）来处理食品，以达到杀菌、灭酶和改善食品功能特性的一项加工新技术。  　　美国化学家Bert Hite最先于1899年发现450MPa的高静压能够延长牛奶的保存期。但直到20世纪60年代，高静压技术才再次引起人们的关注。日本率先在高静压灭菌，及其对酶促反应和蛋白质变性的影响等方面，取得了一系列研究成果。1992年10月欧洲在法国召开首次高静压技术应用于食品工业的会议 ，欧共体随后贷款资助了高静压处理技术加工保藏食品的多国研究计划。美国则将高静压食品开发计划列入21世纪美国食品工程、加工和包装的主要研究项目。高压加工技术在食品开发中具有很大的发展潜力。现简述如下：  　　1．低温杀菌和灭酶  　　为了保证食品安全质量，防止微生物和酶类使食品变质，必须对食品进行杀菌和灭酶。常用的加热处理技术，在杀菌和灭酶的同时，会使食品产生褐变、热臭味、变色及营养成分损失等。而高静压处理只对蛋白质和酶类的分子立体结构中非共价键产生影响，对其他的风味物质、色素、维生素等没有影响，在杀菌和灭酶的同时，保持了食品原有的味道和色泽。如，高静压加工后的果汁保持了95%以上的维生素含量，而热加工后的果汁只有72% -78%。目前用高静压处理的西瓜果肉汁、柑桔汁已能达到无菌要求，在室温下可保持数月，且果汁的维生素、可溶性固形物、氨基酸等成分都没有变化。利用高静压技术的低温杀菌和灭酶作用，可研究和开发出一系列天然、营养的果汁、果酱和蛋白饮料，满足人们对健康食品的需求。日本还有人利用高静压处理生鲜贝类和猪肉，既达到灭菌的效果，又不会对贝类和猪肉的组成成分和外观造成影响，是理想的冷灭菌技术。  　　2．开发新型食品  　　由于高静压处理对食品的蛋白质、脂类、多糖等主要成分有不同程度的作用，可以改善其功能特性，生产出各种不同类型的新型食品。食品中的蛋白质经过高静压处理后发生变性，形成凝胶，其组织结构、凝胶强度、外观、口感均比热处理形成的凝胶要好。例如，鸡蛋经500MPa压力处理后产生凝固，与热处理煮熟的鸡蛋不同，味道特别鲜美，蛋黄富有弹性，且呈鲜黄色，营养成分几乎没有变化；将鳕鱼糜、青鳕和拉丁鱼在400MPa下处理10min，都可制成外观细腻、口感很好的鱼糕；高静压还可以使牛肉组织嫩化。  　　利用高静压的冷加工特色，将鱼肉、猪肉、牛肉、羊肉等肉片加压处理，一方面可以杀菌，另一方面可使肉类组织的结构和形状得到改善，生产出便于食用的方便食品（可采用微波烹调、或简单加热）。在高压条件下，还可以改变脂类的可塑性，利用临界温度的改变，制造具有不同口感和感官特性的食品，如新型的巧克力、冰淇淋等。高静压可以使淀粉糊化，使陈米经高压处理后具有新米一样的口感，并缩短大米煮制的时间，可用于陈米的改良和快熟大米的生产。  八．挤压膨化技术  　　挤压膨化技术是指含有一定水分的物料在高温、高压的条件下，呈现熔融状态。通过机械作用将物料从挤压机套筒内突然挤出，压力骤然下降，物料中水汽突然膨胀，并急速蒸发，产生类似“爆炸”的状况，产品随之膨胀，水分失散，物料温度迅速下降，从而使物料固化定形。现将挤压膨化技术在食品工业的应用简述如下：  　　1．谷类加工  　　采用挤压膨化技术，可以使谷物胚乳细胞间隙里的水汽突然膨胀并经瞬间减压而突破，改善谷物的外形、结构和性质，使部分淀粉变为糊精和糖，多糖凝胶化，蛋白质改性和组织化，从而开发出各种新型食品，如膨化食品、早餐谷物和组织蛋白等。  　　2．调味品工业  　　在食醋和酱油等生产中，采用挤压膨化技术，可以使谷物原料经挤压后呈现片状或蜂窝状结构，体积膨胀，表面积加大，加快酶对原料的作用。挤压膨化可使淀粉糊化，蛋白质降解，加快酶和酵母的作用进程，将减少酵母用量，缩短发酵周期。利用挤压膨化的原料生产食醋，可以原料利用率提高40% - 50%。在酱油生产添加挤压膨化的玉米，可提高种曲和大曲的酶活力，增加成品的糖度和醇厚感，改善酱油的风味。   九。电磁场技术  　　电磁场技术能够对食品中的最小单位进行有效的加工，具有效率高、无污染、节省能源、易于控制等其他加工方法所不具备的优点。目前常用的电磁场技术主要有静电场技术、微波技术、远红外技术、电渗析、交变磁场杀菌、紫外线杀菌等等。应用这些技术可以开发的产品有微波食品、饮料、功能水，如磁化水、电子水、共鸣场水、强酸化水等等。现将一些最常用的技术简介如下：  　　1。微波技术  　　微波是指波长从1mm – 1m 的电磁波。由于微波的频率很高，又称超高频电磁波。微波技术用于食品加工就是利用微波对物质的场致作用来对食品进行加热、干燥、灭菌、催熟等，是一种特殊的加工工艺。目前，微波技术在食品工业中常用的单元操作有焙烤和烧灸，干燥和膨化，灭菌和消毒，解冻和调温，催熟和其他等六项。其中，解冻、调温、催熟等是微波技术特有的加工效果。  　　目前，在调味品加工中，利用频率为2450 MHz的微波来对酱油灭菌，不仅可以代替防腐剂，杀灭和抑制霉菌，而且可以加快酱油成熟，味道更加鲜美。具有低温、快速、经济、防霉的效果。  　　2．交变磁场杀菌  　　研究证实，磁场强度大于27的交变磁场具有明显的杀菌作用。利用磁场强度为5-50T，频率为5 - 500 KHz的单个磁脉冲处理食品，可使微生物地数量减少两个数量级。目前，国外已经利用交变磁场对味精、酱油、醋和酒等进行杀菌，可以明显提高产品质量，延长保质期。                                                       十。生物传感器技术  　　生物传感器是将各种生物分子探针表面的生化反应转变成可定量测定的物理信号的一种电子元件，可以用于检测生物分子的存在与浓度等。生物传感器最先由美国发明于20世纪60年代中期，全面兴起开始于20世纪80年代。有人将21世纪称为生命科学的世纪，也有人把21世纪称为信息科学的世纪。生物传感器正是在生命科学和信息科学之间发展起来的一项新型交叉技术。  　　1．生物传感器的分类  　　生物传感器主要有两种分类方式：  　　(1)根据生物传感器中信号检测器上的敏感物质分类  　　根据敏感物质的不同，生物传感器可分酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等。生物学工作者习惯于采用这种分类方法。  　　(2)根据生物传感器的信号转换器分类  　　生物传感器中可以利用电化学电极、场效应晶体管、热敏电阻、光电器件、声学装置等作为生物传感器中的信号转换器。因此，又将传感器分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等。电子工程学工作者习惯于采用这种分类方法。  　　20多年来，生物传感器技术发展非常迅速。目前正进入全面研究、开发时期，各种微型化、集成化、智能化、实用化的生物传感器与系统越来越多。  　　2．生物传感器在食品工业方面的应用  　　现就生物传感器技术在食品工业中的应用简述如下：        （1）用于食品分析  　　生物传感器在食品分析中，可用于食品成分、食品添加剂、有害毒物及食品鲜度等的测定分析。在食品工业中，葡萄糖的含量是衡量水果成熟度和贮藏寿命的一个重要指标。已开发的酶电极型生物传感器可用来分析白酒、苹果汁、果酱和蜂蜜中的葡萄糖等。  　　亚硫酸盐通常用作食品工业的漂白剂和防腐剂，采用亚硫酸盐氧化酶为敏感材料制成的电流型二氧化硫酶电极可用于测定食品中的亚硫酸含量。此外，也可以利用生物传感器测定食用色素和乳化剂。  　　（2）测定发酵过程中各种参数  　　与其他生物传感器相比，微生物传感器具有成本低、设备简单、不受发酵液混浊程度的限制、可以消除发酵过程中干扰物质的干扰等特点。因此，在发酵工业中广泛地采用微生物传感器测定发酵工业中的原料和代谢产物的浓度，还可用于微生物细胞数目的测定。利用这种电化学微生物细胞数传感器可以实现菌体浓度连续、在线的测定。  　　3．未来的发展      　　近年来，随着生物科学、信息科学和材料科学发展的推动，生物传感器技术飞速发展。可以预见，未来的生物传感器将具有以下特点：  　　（1）功能多样化  　　未来的生物传感器将进一步涉及医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境监测、发酵工业的各个领域。目前，生物传感器研究中的重要内容之一就是研究能代替生物视觉、听觉和触觉等感觉器官的生物传感器，即仿生传感器。  　　（2）微型化  　　随着微加工技术和纳米技术的进步，生物传感器将不断地微型化，各种便携式生物传感器的出现使人们可以在市场上直接检测食品成为可能。  　　（3）智能化与集成化  　　未来的生物传感器必将与计算机紧密结合，自动采集数据、处理数据，更科学、更准确地提供结果，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化系统。同时，芯片技术将越来越多地进入传感器领域，实现检测系统的集成化、一体化。  　　（4） 低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命  　　生物传感器技术的不断进步，必然要求不断降低产品成本，提高灵敏度、稳定性和延长寿命。这些特性的改善也会加速生物传感器市场化、商品化的进程。                           十一．基因芯片技术  　　 所谓基因芯片技术技术是一种高效、快速和可同时测定基因组成千上万个基因活动的新技术，能用于揭示所有的基因转录表达层次上的信息。基因芯片(gene chip)又叫DNA芯片或DNA微阵列，是指采用原位合成或显微打印手段，按特定的排列方式固定了数以万计的基因探针/基因片段的硅片、玻片或塑料片。          该项技术首先由美国的Affymetrix公司于1994年发明。基因芯片技术是高效地大规模获取相关生物信息的最有效的手段。该项技术是融合微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，其迅猛发展和优越性引起了生命科学领域乃至整个科学领域的普遍重视，甚至革命性的变革，在临床疾病诊断，药物筛选和新药开发，基因功能研究，环境保护，农业和畜牧业，军事和司法等方面，具有十分诱人的应用前景。  现将基因芯片技术在食品工业中的应用简述如下：  　　1．开发新型食品资源  　　利用基因芯片技术，对有重要经济价值的农作物、水果、蔬菜、家畜、家禽等的基因组进行大规模高通量的研究，可高效、快速发现新的高产、优质、抗逆、抗病和抗虫等新基因，筛选相关的正基因突变，进而寻找高产量、抗病虫、抗干旱、抗冷冻的相关基因，以便开发高技术含量、高附加值的新食品资源，包括农作物、水果、蔬菜、家畜、家禽等。  　　2．开发高效低毒的生物农药  　　基因芯片技术不仅可高敏感地定性、定量检测基因表达水平，而且能同时研究同一生物组织中成千上万个基因的表达水平的差异。具有被检目标DNA密度高、样品用量极少、自动化程度高等优点，能够有效地筛选、开发高效低毒的生物农药，使筛选、发现新农药的速度大大提高。  　　3．准确鉴别食品原料是不是转基因生物    　　转基因生物，如转基因大豆、转基因玉米、转基因油菜、转基因马铃薯等，已经广泛用于食品工业。转基因生物将为解决发展中国家人民的食品与营养问题，发挥无可替代的巨大作用。但是，人们对于转基因生物对人类健康、生态环境及社会经济的影响，始终存在一些疑虑。例如，目前对转基因食品的营养价值是否会发生改变，特别是一些抗虫、除草、抗病毒的转基因食品是否存在潜在的毒性、过敏原性、抗生素抗性等问题，短期内还无法研究清楚，因此，让消费者拥有知情权，确切地知道食品工业所用的原料究竟是不是转基因生物，显得非常重要。基因芯片技术等新技术，可以帮助人们快速鉴别食品原料的来源，鉴别其究竟是不是转基因生物。  　　4．鉴定食品原料和成品的质量  　　利用基因芯片技术可以快速、准确地鉴定食品原料和成品的质量。鉴别食品原料和农作物种子是否掺假。将真杂交种的特异性标记基因制作成基因芯片，可用于检测农作物种子的纯度，具有快速、准确、特异性强等优点。  　　 5．为今后开发个性化食品提供科学依据  　　基因芯片技术是随着“人类基因组计划”(human genome project,HGP)的进展而发展起来的。研究工作证明，人的基因组含有30亿碱基对，约4万个基因。每个人与别人之间约有99.9%的基因是相同的。剩下的0.1%基因的差异对确定不同人之间的千差万别非常重要。可以预期，在不久的将来，搞清楚每个人的基因图谱即将成为现实。这就为制定适合于每个人需要的食谱成为可能，为今后开发个性化食品提供科学依据。  　　随着世界经济的蓬勃发展和科学技术的飞速进步，随着国际科技交流的日益深入和国外先进技术和设备的不断引进，我国在将高新技术，应用于食品工业方面，已经取得了长足的进步。  　　我国食品工业作为一个传统产业，要在21世纪国际化的竞争中立于不败之地，要实现全面、协调、快速、高效、可持续的发展，就必须坚持科学的发展观，借鉴发达国家的成功经验，利用现代科学技术改造传统生产，特别要用各种高新技术来替代粗放、落后的技术，推动我国的自主技术创新，逐步实现我国食品工业的科技化和现代化。我们相信，依靠我国食品行业从业人员的共同努力和密切合作，我们的目标一定能够实现。