4 新技术、新工艺、新资源加工食品的安全性

6 超声波技术

低强度超声波：能量一般小于1W/cm2，通过体系 时不会对介质产生物化破坏作用，主要用于食品 分析领域。 高强度超声波：能量通常为10-100W/cm2，足以使 介质发生物理裂解以及加速某些化学反应，主要 应用于促进乳化、破解细胞壁和分散聚沉物。

6.1 低强度超声波技术——无损检测
原理：针对不同的心材和用途，选用一种或几 种复合的壁材进行包覆。
油溶性心材——水溶性壁材 水溶性心材——油溶性壁材

微胶囊的直径一般为 1~500m，壁的厚度为 0.5~150m
2.2 微胶囊的作用

改变物料的存在状态、物料的质量与体积 隔离物料间的相互作用，保护敏感成分


掩盖不良风味，降低挥发性
1 超微粉碎技术

超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至 10m以下的一种粉碎技术。 应用：中药加工、功能因子提取和添加

分类：
微米级粉碎：1-100
m m m，即1-100nm
亚微米级粉碎：0.1-1
纳米级粉碎：0.001-0.1
分类（续）

性质
化学方法
物理方法（机械式粉碎法）
中药生产：促进药材成分的溶出，提高药效
食品资源的利用：膳食纤维的微粒化、骨粉、虾 蟹壳产品
饲料的加工——水产饲料

1.5 超微粉碎技术的安全性评价

超微粉碎的颗粒粒径范围为1-75m，一般平均粒 径≤15m，粒径在此范围的中药粉体所含的药效 成分与普通中药制剂相比，分子结构上不会发生 明显变化，因此其吸收利用机理也不会改变，对 安全方面不会构成威胁。
4.1 欧姆杀菌（电阻加热杀菌）

欧姆杀菌：借助通入电流使食品内部产生热量达 到杀菌的目的。 特点：
适合于处理大颗粒物料 加热速度快、效率高、效果好 加热均匀

4.2 高压杀菌


200MPa以上的压力，对微生物有致死作用 特点： 冷杀菌，对食品营养成分影响小 食品物性的影响：产生特殊的质地和风味 效果好，作用均匀 能耗小 缺陷 设备成本高 杀灭芽孢效果不及热杀菌 灭酶作用不及热杀菌

1.3 超微粉碎方法
（2）高频振动式

原理：利用球或棒形磨作高频振动产生冲击、摩 擦和剪切等作用力实现对物料的粉碎。 典型设备：间歇式和连续式振动粉碎机

1.3 超微粉碎方法
（3）旋转球（棒）磨式

原理：利用球或棒形磨介做水平回转时产生冲击 和摩擦等作用实现对物料的粉碎。 典型设备：球磨机、棒磨机、管磨机、球棒磨机
ห้องสมุดไป่ตู้
及调味品的消毒
食品辐照源

放射性核素60Co或137Cs产生的γ射线
γ-射线：穿透力很强，适合于完整食品及各种
包装食品的内部杀菌处理。

电子加速器产生的电子束
电子束：穿透力较弱，一般用于小包装食品或
冷冻食品的杀菌，特别适用于对食品的表面杀 菌处理。
辐照源的特点

钴源的安全防护要求高、存在废源回收处理等问 题 电子束的产生依靠电作为能源，不需要借助任何 放射性元素 相近输出功率情况下，加速器辐照站比 60 Co辐照 站的总造价低，占地面积少。 电子束辐照食品保鲜有其独特优点，发展迅猛。
能将相互反应的组分分步微胶囊化后，稳定的存 放在同一物质中 降低食品添加剂的毒理作用 控制释放

2.3 微胶囊技术的应用

茶饮料：保香，去除杂味、速溶茶生产 果汁、蔬菜汁、果蔬汁：稳定性、悬浮性、风味


固体饮料：固体碳酸饮料
医药：药物缓释
农药：延长、提高药效，降低损失和挥发性气味
5 电离辐射保鲜（辐照保鲜）


利用电离辐射（γ射线、电子束或X射线）与物质 的相互作用所产生的物理、化学和生物效应，对 食品进行加工处理的新型保藏技术。 特点： 通过各种途径，达到食品保鲜的效果 无残留 具有穿透性 处理效果快速、均匀、彻底 非热过程 能耗小
食品辐照剂量
3.1 微波工艺的原理

微波：频率300—300000MHz即波长1-0.01m，有 穿透性的电磁辐射线。

微波进入到物料内部时，诱使物料中的水等极性 分子随微波频率做同步旋转，水分子等的高速旋 转的结果是产生摩擦热，导致物料表面和内部同 时升温。
3.2 微波技术在食品中的应用

微波烹调 微波干燥



电离辐射保鲜的安全性评价

食品的辐照剂量 食品的包装方法和包装材料


辐射化学
动物或家畜喂养实验
辐照食品的毒理学研究
电离辐射保鲜的安全性评价

在辐射剂量适当的前提下，基本上不存在安全性 问题。 1980 年 ， WHO ， 日 内 瓦 会 议 ： 食 品 辐 照 剂 量 10kGy以下，是一个物理过程，不需要做毒理学 实验，同时在营养学和微生物学上也是安全的。
超声波嫩化
改善起晶 超声波提取
7 生物技术在食品中的应用

生物技术：酶工程、发酵工程、细胞工程、基因 工程和组织培养技术 应用
酶在食品工业的应用 微生物及发酵产物的应用：食品添加剂、辅料 组织、细胞培养产物的应用 转基因食品 食品检测

生物技术产品的安全性评价

酶 微生物及发酵产物
1.2 超微粉碎技术的优点

超微粉碎后的超微粉体处于微观粒子和宏观物体 之间的过渡状态
速度快，可低温粉碎 粒径细，分布均匀 节省原料，提高利用率 减少污染——密闭系统中进行 提高发酵、酶解过程的反应速度 有利于机体对营养成分的吸收
药物 当归散 川贝母 西洋参 银翘解毒汤 黄连解毒汤 芪蛭真武汤 云芝 人参 红参

1.2 优点

可以粉碎常温下难以粉碎的物料 可以制成比常温粒体流动性更好、粒度分布更理 想的产品 不会发生常温粉碎时因发热、氧化造成的变质现 象 粉碎时不会发生气味逸出、粉尘爆炸等


1.3 冷冻粉碎工艺的主要研究内容

被冷冻粉碎对象的玻璃化温度（脆化温度） 冷冻粉碎的最佳工艺参数

热敏性物料

肉类、巧克力、大豆粉、花生粉、杏仁粉、中草 药、香辛料等
1.1 原理

利用物料的“低温脆性” 玻璃化转变：非晶态聚合物在温度变化时会出现 力学性质的变化，形成橡胶态和玻璃态两种物理 状态；而且温度变化过程可以产生由橡胶态向玻 璃态的转变。 在食品体系中也存在这种现象 玻璃化温度——脆化温度


真空干燥的最佳工艺参数
低温能源
安全性
2 挤压膨化工艺

挤压膨化技术：是将物料置于膨化设备内，由于 受挤压而产生200-300℃高温和1-10MPa高压，当 突然排出于常温常压下发生膨化，使物体的物理 和化学性质发生变化。 挤压膨化的作用：

测定介质的厚度：巧克力涂层厚度、肉的厚度、 罐头中液层厚度、蛋壳厚度 探测食品中的杂质异物：非透明体系 流速的测定



食品组成的测定
分散相粒度测定
乳状液分层的检测
相转变的监测 超声波显影技术
6.2 高强度超声波技术

促进氧化反应 对酶的作用


超声波杀菌
助滤、加速扩散

微胶囊的制作方法
2.5 微胶囊技术安全性评价

微胶囊壁材的生物安全性 微胶囊的稳定性


微胶囊制备工艺对产品最终性质的影响
心材释放后的残壳的处理和分离
3 微波技术

微波技术：靠电磁波把能量传播到被加热物体的 内部。

特点：
加热速度快、热效率高 具有穿透力 电能消耗大

应用：食品熟制、焙烤、干燥、解冻、杀菌
天麻 当归
>200
>10000 >10000
1-75
0.06-0.32 0.076
80-100
180 180
150-180
80 80
人参皂苷Rb1提高56%
天麻素溶出量90% 阿魏酸提取量提高 12.95%
1.3 超微粉碎方法
（1）气流式

原理：利用气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈的 冲击、碰撞和摩擦等作用力实现对物料的粉碎。 典型设备：环形喷射式、圆盘式、对喷式、超音 速式、叶轮式气流粉碎机。
粉碎后粒度 目数/目 >500 300 500-1340 >200 500-1340 500-1340 3000 >200 >200 微米/μm 1-28.4 48 10-25 1-75 10-25 10-25 5 1-75 1-75
粉碎前的粒度 目数/目 80-100 80-100 80-100 80-100 80-100 80-100 80-100 80-100 80-100 微米/μm 150-180 150-180 150-180 150-180 150-180 150-180 150-180 150-180 150-180

采用不同的剂量处理会产生不同的效果，不同产 品需要的辐照剂量也有差别。按剂量划分可分为 低、中、高辐照三种技术标准。
低剂量辐照：抑制蔬菜发芽，防止食品虫害并
延长水果和蔬菜的生理过程——1kGy以下
中剂量辐照：既可延长食品室温保藏期，又可
改善食品的工艺品质——1-10kGy
高剂量辐照（10-50kGy）：常用于香料和调料
粉碎后溶出效果
总溶出物、含氮量、阿 魏酸等提高20%
4h总生物碱溶出量提高 1.3倍。 人参皂苷Rb1提高0.9倍 水溶性浸出物提高71% 黄芩苷含量提高 51.23%(开水冲搅) 超微粉水浸液中黄芪甲 苷含量提高41.37% 多糖得率高61% 人参皂苷Rb1提高57% 人参皂苷Rb1提高66%
三七


组织、细胞培养产物
转基因技术
第二节 新工艺及安全性评价

冷冻粉碎加工工艺 挤压膨化加工工艺


蔬菜的脱水加工
食品的流化速冻加工
食品包装材料
1 冷冻粉碎加工工艺

食品冷冻粉碎加工工艺是利用冷冻和粉碎技术相 结合，使食品原料在冻结状态下进行粉碎制成干 粉的技术。
应用：
含水、油含量较高
第四章 新技术、新工艺、 新资源加工食品的安全性
本章主要内容

食品加工新技术及安全性评价 新工艺及安全性评价


新资源及安全性评价
食品工业用菌的安全性评价
第一节 食品加工新技术及安全性评价

超微粉碎技术
微胶囊造粒技术 微波技术 食品杀菌新技术 电离辐射保鲜


超声波技术
生物技术在食品中的应用


微波解冻
微波杀菌和保鲜
微波膨化
3.3 微波技术的安全性评价


微波设备对人体健康的影响
微波处理食品的安全性
微波加热对蛋白质结构有影响——癌变？ 食品的营养价值被破坏 研究发现长期摄入微波食物会影响机体免疫力
和引起缺氧
微波加热水的分子结构变化
微波残余能量对机体的影响
4 食品杀菌新技术
2 微胶囊造粒技术

或称微胶囊技术，是将固体、液体或气体物质包 埋、封存在一种微型胶内成为一种固体微粒产品 的技术。 能够保护被包裹的物料，使之与外界环境相隔绝， 达到最大限度的保持原有的色香味、性能和生物 活性，防止营养物质的破坏与损失。

2.1 微胶囊技术的原理

内部装载的材料——心（芯）材

粉碎过程中物料载体种类
干法粉碎：气流式、高频振动式、旋转球（棒）
磨式、锤击式、自磨式
湿法粉碎：胶体磨、均质机

深冷冻超微粉碎法：韧性、黏性、热敏性、纤维 类物料
1.1 超微粉碎的原理

超微粉碎的原理与普通粉碎相同，只是细度要求 更高，它利用外加机械力，使机械力转变成自由 能，部分破坏物质分子间的内聚力，来达到粉碎 的目的。


外部包裹的壁膜——壁材
微胶囊技术实质上是一种包装技术，其效果的好 坏与“包装材料”壁材的选择紧密相关，而壁材 的组成又决定了微胶囊产品的一些性能如：溶解 性、缓释性、流动性等，同时它还对微胶囊化工 工艺方法有一定影响，因此壁材的选择是进行微 胶囊化首先要解决的问题。
2.1 微胶囊技术的原理


1.3 超微粉碎方法
（4）转辊式

原理：利用磨辊的旋转产生摩擦、挤压和剪切力 等作用粉碎物料 典型设备：悬辊式盘磨机、弹簧辊式盘磨机、辊 磨式、精磨式盘磨机

1.4 超微粉碎技术的应用

改善食品品质，改变传统工艺，降低生产成本 软饮料加工：茶粉、植物蛋白饮料等


巧克力生产：巧克力配料的精磨
香精、香料：液体转化为固体 化妆品：化妆品活性成分的微胶囊化
2.4 微胶囊化方法

物理法：主要有空气悬浮法、喷雾干燥法、包结 络合法等。

化学法：主要利用单体小分子发生聚合反应生成 高分子或膜材料并将芯材包覆，常使用的是界面 聚合法和原位聚合法。 物理化学法：通过改变条件（温度、pH值、加入 电解质等）使溶解状态的成膜材料从溶液中聚沉 出来并将芯材包覆形成微胶囊，具体有凝聚法、 油相分离法、干燥浴法、熔化分散冷凝法等。