第四章新技术、新工艺、新资源加工食品的安全性.ppt

1、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,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亚微米级粉碎：0.1-1 m纳米级粉碎：0.001-0.1 m，即1-100nm,分类（续）,性质化学方法物理方法（机械式粉碎法）粉碎过程中物料载体种类干法粉碎：气流式、高频

2、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,1.2 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。,安全,2 微胶囊造粒

3、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,原理：针对不同的心材和用途，选用一种或几种复合的壁材

4、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 1500m，壁的厚度为 0.5150m,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 微胶囊技术安全性评价,微胶囊壁材的生

5、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,3.1 微波工艺的原理,微波：频率300300000MHz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

6、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,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,5 电离辐射保鲜（辐照保鲜）,利用电离辐射（

7、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,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）：常用于香料和调料及调味品的消毒,食品辐照源,放射性核素60Co或137Cs产生的射线-射线：穿透

8、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60Co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。,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

9、瓦会议：食品辐照剂量10kGy以下（千戈瑞），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。,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,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

10、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

11、高热敏性物料肉类、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,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真空干燥的最佳工艺参数低温能源安全性,2 挤

12、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：食品物料的质构调整口感、质地淀粉、蛋白质利用率提高营养成分损失少杀菌效果好，水份含量低，产品保质期长,4,1,恒温冷却,高加水量,干粉喂料,组合螺杆,双螺杆挤压脱溶机,处理能力100t/d,挤压脱溶后物料含湿率45%,动力消耗37kw,2.1 挤压技术生产品的特点,结合了混合、蒸煮、揉搓、剪切、成型等几种单元操作的过程。通用性强，产品种类繁多生产效率高，成本低产品质量高，营养损失少，卫生条件好，无污染,2.2

13、挤压膨化技术的发展,挤压机理的深入研究挤压膨化设备的开发和研制大型化、自动化挤压膨化过程的自动控制多功能、多用途的挤压机,3 蔬菜的脱水加工,脱水蔬菜是将蔬菜加热干燥失去部分水分，脱水后，蔬菜中可溶性固体物占75%，含水率只有4-7%，从而达到常温下保存的目的。脱水蔬菜的特点保持鲜菜的色泽、风味和大部分营养成分方便贮藏、运输和使用复水性较好,3.1 脱水蔬菜加工方法,自然干制晒干、风干人工脱水热风干燥微波干燥膨化干燥接触干燥红外线及远红外线真空冷冻干燥,3.2 干燥设备,热风干燥：烘房式、隧道式、流床式热辐射干燥：热射线为热源小规模、实验室真空冷冻干燥：效果好、营养损失小发展目标,3.3 加工

14、工艺流程,胡萝卜丁,冷却包装,4 食品的流化速冻加工,食品流化速冻颗粒状、片状和块状食品冻结速冻快、对产品影响小、食用方便快速冻结避免在细胞之间生成过大的冰晶体减少细胞内水分外析，解冻时汁液流失少细胞组织内部浓缩溶质和食品组织、胶体以及各种成分相互接触的时间显著缩短低温抑制微生物生长和代谢活动连续化生产,5 食品包装材料,塑料制品的卫生与安全橡胶制品的卫生与安全纸类包装材料的卫生与安全涂料的卫生与安全其它食品包装材料与容器,1 微生物提供的食品新资源,1.1 单细胞蛋白（Single Cell Protein，SCP）细菌、真菌和某些低等藻类生物，在其生长过程中制造了丰富的微生物菌体蛋白，称为

15、微生物蛋白或单细胞蛋白。开发SCP的意义变废为宝提供稳定的蛋白质来源改善人类的食物结构减少人类对大自然的依赖,SCP的安全性评价,FAO、WHO等均有专门从事单细胞蛋白的安全性评价的工作委员会对于SCP的致癌性芳香族化合物、重金属、真菌毒素及菌的病原性、感染性、遗传性等均需经过长期而充分的评估。低核糖核酸（RNA）含量：酵母蛋白中RNA含量较高，过多食用会导致尿酸含量大大高于安全标准通风和肾结石提高蛋白质的有效性浓缩、改善性质,日本油墨公司在美国设立的Earthrise公司,1.2 微生物油脂的生产,酵母菌、曲霉菌、毛霉菌中发现的积累油脂较高的菌株细胞中油脂含量60%以上微生物油脂单细胞油脂（

16、SCO）与食用油脂性质相似，但有异味，需脱臭、精炼和脱毒后方可食用生产费用较高通过生物技术利用食品工业的废弃物来生产油脂,2 海洋提供的食品新资源,海洋动物资源：目前开发利用的还不足50%海藻资源：仅有1/4左右被利用海洋生物多能产生毒素，需进行毒理学评价,3 膳食纤维,膳食纤维的生理功能膳食纤维资源玉米麸皮纤维小麦麸皮纤维大豆纤维甜菜纤维魔芋纤维,4 保健食品的安全性评价,保健食品功能因子天然食品中的活性成分中草药成分新资源：柞蚕、蛾食品、昆虫、动物胎盘适用范围：治疗型、预防型安全性、功能性、产品标准、配方及生产工艺、与药品区分,5 食品工业用菌的安全性评价,工业用菌安全性评价内容：菌种本身对人和动物无致病性不产生对人和动物健康造成危害的有毒代谢产物或活性物质目前，中国食品生产用菌管理混乱，菌种来源复杂。中国疾病预防控制中心营养与食品安全研究所提出可安全食用的食品工业用菌菌种名单包括22种酵母、11种真菌和20种益生菌（9种细菌，11种真菌和酵母）,食品用微生物酶制剂,中国管理较混乱，认为其属于生物产品，较安全微生物酶制剂并非纯制品，常含有培养基残留物、无机盐、稀释剂、防腐剂等，还有可能含有生物毒素。有害微生物和重金属的污染转基因酶制剂,思考题,应用食品加工新技术和新工艺应注意哪些问题？食品包装材料的发展方向新资源在食品工业中应用时应该注意哪些问题？,