食品加工新技术(1).ppt

第九章 食品加工新技术二、食品工业新技术 第一节第一节 微胶囊技术微胶囊技术n n 一、微胶囊的一、微胶囊的基本组成和作用基本组成和作用n n 微胶囊技术微胶囊技术是用特殊手段将固体、液体或是用特殊手段将固体、液体或气体物质包裹在封闭性微小的胶囊内的过气体物质包裹在封闭性微小的胶囊内的过程，一般胶囊粒大小在微米至毫米范围。程，一般胶囊粒大小在微米至毫米范围。n n微胶囊内容物的释放条件、释放速率是微胶囊内容物的释放条件、释放速率是可可控制的控制的。采用微胶囊技术制得的产品称为。采用微胶囊技术制得的产品称为微胶囊制品。微胶囊制品。一、微胶囊的基本组成和作用一、微胶囊的基本组成和作用n n被包覆的物料称为被包覆的物料称为被包覆的物料称为被包覆的物料称为芯材、囊心、内核、填充物芯材、囊心、内核、填充物芯材、囊心、内核、填充物芯材、囊心、内核、填充物，芯材可以是固体粉末，也可以是液体材料，采用芯材可以是固体粉末，也可以是液体材料，采用芯材可以是固体粉末，也可以是液体材料，采用芯材可以是固体粉末，也可以是液体材料，采用特殊的制备方法，还可以包封住气体。特殊的制备方法，还可以包封住气体。特殊的制备方法，还可以包封住气体。特殊的制备方法，还可以包封住气体。n n微胶囊外部的包覆膜称为微胶囊外部的包覆膜称为微胶囊外部的包覆膜称为微胶囊外部的包覆膜称为壁材、囊壁、包膜、壳壁材、囊壁、包膜、壳壁材、囊壁、包膜、壳壁材、囊壁、包膜、壳体体体体。n n制备时先将被包覆内容物分散成微粒，然后使成制备时先将被包覆内容物分散成微粒，然后使成制备时先将被包覆内容物分散成微粒，然后使成制备时先将被包覆内容物分散成微粒，然后使成膜材料在微粒上沉积聚合或干燥固化，形成外层膜材料在微粒上沉积聚合或干燥固化，形成外层膜材料在微粒上沉积聚合或干燥固化，形成外层膜材料在微粒上沉积聚合或干燥固化，形成外层包衣而制成。通常制备的微胶囊粒子大小一般在包衣而制成。通常制备的微胶囊粒子大小一般在包衣而制成。通常制备的微胶囊粒子大小一般在包衣而制成。通常制备的微胶囊粒子大小一般在2 210001000 mm范围，有时甚至扩大到数毫米，但多数范围，有时甚至扩大到数毫米，但多数范围，有时甚至扩大到数毫米，但多数范围，有时甚至扩大到数毫米，但多数分布在分布在分布在分布在5 5200200 mm范围。范围。范围。范围。一、微胶囊的基本组成和作用一、微胶囊的基本组成和作用n n微胶囊能够以微细状态贮存物质，在需要时释放，并且能保持物质原有的色、香、味、形和溶解性、热敏性、光敏性、压敏性等性状。n n微胶囊化技术在食品领域中的发展极为迅速，主要包括：一、微胶囊的基本组成和作用一、微胶囊的基本组成和作用n n1、将液体、气体转变为容易处理的将液体、气体转变为容易处理的固体固体。使液态物质在需要的时间破囊而出，使用使液态物质在需要的时间破囊而出，使用方便而精确，运输、贮存、使用都得到简方便而精确，运输、贮存、使用都得到简化，化，n n2、保护敏感成分保护敏感成分，防止其受氧化、紫外辐，防止其受氧化、紫外辐射和温、湿度等因素的影响，有利于保持射和温、湿度等因素的影响，有利于保持物料特性和营养，如大蒜素的微胶囊。物料特性和营养，如大蒜素的微胶囊。n n3、隔离活性成分隔离活性成分，使易于反应的物质处于，使易于反应的物质处于同一物系而相互稳定。同一物系而相互稳定。一、微胶囊的基本组成和作用一、微胶囊的基本组成和作用n n4 4、改变物料比重改变物料比重改变物料比重改变物料比重。使物料重量增加，下沉性提高，。使物料重量增加，下沉性提高，。使物料重量增加，下沉性提高，。使物料重量增加，下沉性提高，或者制成含空气的胶囊而使物料比重下降，这一技或者制成含空气的胶囊而使物料比重下降，这一技或者制成含空气的胶囊而使物料比重下降，这一技或者制成含空气的胶囊而使物料比重下降，这一技术对生产高档水产品饵料十分有用。术对生产高档水产品饵料十分有用。术对生产高档水产品饵料十分有用。术对生产高档水产品饵料十分有用。n n5 5、降低挥发性，保存易挥发物质，、降低挥发性，保存易挥发物质，、降低挥发性，保存易挥发物质，、降低挥发性，保存易挥发物质，减少食品香气成减少食品香气成减少食品香气成减少食品香气成分损失分损失分损失分损失，并掩盖不良气味的释放，如香精和香辛料，并掩盖不良气味的释放，如香精和香辛料，并掩盖不良气味的释放，如香精和香辛料，并掩盖不良气味的释放，如香精和香辛料的微胶囊。的微胶囊。的微胶囊。的微胶囊。n n6 6、控制物质的释放时机控制物质的释放时机控制物质的释放时机控制物质的释放时机，包括风味物质的释放，减，包括风味物质的释放，减，包括风味物质的释放，减，包括风味物质的释放，减少其在加工过程中的损失，降低生产成本，如焙烤少其在加工过程中的损失，降低生产成本，如焙烤少其在加工过程中的损失，降低生产成本，如焙烤少其在加工过程中的损失，降低生产成本，如焙烤制品和糖果用香精经微胶囊化处理，在生产加工过制品和糖果用香精经微胶囊化处理，在生产加工过制品和糖果用香精经微胶囊化处理，在生产加工过制品和糖果用香精经微胶囊化处理，在生产加工过程中的香气损失可减少一半以上。程中的香气损失可减少一半以上。程中的香气损失可减少一半以上。程中的香气损失可减少一半以上。二、微胶囊化方法和材料二、微胶囊化方法和材料n n微胶囊化的基本步骤是先将芯材分散成微粒，微胶囊化的基本步骤是先将芯材分散成微粒，后以壁材包敷其上，最后固化定形。后以壁材包敷其上，最后固化定形。1、壁材壁材微胶囊外部的包覆膜微胶囊外部的包覆膜天然高分子化合物天然高分子化合物半合成的纤维素衍生物半合成的纤维素衍生物合成高分子化合物合成高分子化合物 二、微胶囊化方法和材料二、微胶囊化方法和材料n nA A、植物胶类植物胶类植物胶类植物胶类，如阿拉伯树胶、琼脂、琼脂糖、褐，如阿拉伯树胶、琼脂、琼脂糖、褐，如阿拉伯树胶、琼脂、琼脂糖、褐，如阿拉伯树胶、琼脂、琼脂糖、褐藻酸钠、角叉胶、黄蓍胶等；藻酸钠、角叉胶、黄蓍胶等；藻酸钠、角叉胶、黄蓍胶等；藻酸钠、角叉胶、黄蓍胶等；n nB B、碳水化合物类碳水化合物类碳水化合物类碳水化合物类，如麦芽糊精、环糊精、变性淀，如麦芽糊精、环糊精、变性淀，如麦芽糊精、环糊精、变性淀，如麦芽糊精、环糊精、变性淀粉、玉米糖浆等；粉、玉米糖浆等；粉、玉米糖浆等；粉、玉米糖浆等；n nC C、蛋白质类蛋白质类蛋白质类蛋白质类，如明胶、酪蛋白、纤维蛋白原、血，如明胶、酪蛋白、纤维蛋白原、血，如明胶、酪蛋白、纤维蛋白原、血，如明胶、酪蛋白、纤维蛋白原、血红蛋白、血清蛋白、玉米蛋白、鸡蛋蛋白等；红蛋白、血清蛋白、玉米蛋白、鸡蛋蛋白等；红蛋白、血清蛋白、玉米蛋白、鸡蛋蛋白等；红蛋白、血清蛋白、玉米蛋白、鸡蛋蛋白等；n nDD、脂类脂类脂类脂类 ，如石蜡、蜂蜡、硬脂酸、硬化油类、松，如石蜡、蜂蜡、硬脂酸、硬化油类、松，如石蜡、蜂蜡、硬脂酸、硬化油类、松，如石蜡、蜂蜡、硬脂酸、硬化油类、松香等；香等；香等；香等；n nE E、其他材料其他材料其他材料其他材料，如虫胶等。天然高分子材料具有安，如虫胶等。天然高分子材料具有安，如虫胶等。天然高分子材料具有安，如虫胶等。天然高分子材料具有安全、成膜性能好的特点。全、成膜性能好的特点。全、成膜性能好的特点。全、成膜性能好的特点。二、微胶囊化方法和材料二、微胶囊化方法和材料n2、微胶囊的主要制备微胶囊的主要制备方法方法n化学法化学法 n物理化学法物理化学法n物理机械法物理机械法 2、微胶囊的主要制备方法n n1）喷雾干燥法喷雾干燥法n n喷雾干燥是最常用的微胶囊制备方法，其喷雾干燥是最常用的微胶囊制备方法，其基本过程可分为三个阶段：基本过程可分为三个阶段：n n囊壁材料的溶解囊壁材料的溶解n n囊芯在囊壁溶液中的乳化囊芯在囊壁溶液中的乳化n n喷雾干制喷雾干制2、微胶囊的主要制备方法n n1）喷雾干燥法）喷雾干燥法n n在喷雾干燥过程中，由芯材和壁材组成的均匀物在喷雾干燥过程中，由芯材和壁材组成的均匀物在喷雾干燥过程中，由芯材和壁材组成的均匀物在喷雾干燥过程中，由芯材和壁材组成的均匀物料被雾化成微小液滴，在干燥室热交换途中，液料被雾化成微小液滴，在干燥室热交换途中，液料被雾化成微小液滴，在干燥室热交换途中，液料被雾化成微小液滴，在干燥室热交换途中，液滴表面形成一层网状结构的半透膜，其筛网作用滴表面形成一层网状结构的半透膜，其筛网作用滴表面形成一层网状结构的半透膜，其筛网作用滴表面形成一层网状结构的半透膜，其筛网作用可将分子体积大的芯材滞留在网内，小分子物质可将分子体积大的芯材滞留在网内，小分子物质可将分子体积大的芯材滞留在网内，小分子物质可将分子体积大的芯材滞留在网内，小分子物质（溶剂）由于体积小，可顺利逸出网膜，芯材物（溶剂）由于体积小，可顺利逸出网膜，芯材物（溶剂）由于体积小，可顺利逸出网膜，芯材物（溶剂）由于体积小，可顺利逸出网膜，芯材物质便被包理在壁材之内，完成包埋，成为质便被包理在壁材之内，完成包埋，成为质便被包理在壁材之内，完成包埋，成为质便被包理在壁材之内，完成包埋，成为粉末状粉末状粉末状粉末状的微胶囊颗粒。的微胶囊颗粒。的微胶囊颗粒。的微胶囊颗粒。2、微胶囊的主要制备方法n n2）界面聚合法）界面聚合法 n n界面聚合法微胶囊是利用分散在不同相中界面聚合法微胶囊是利用分散在不同相中单体小分子为原料，在相界面上接触时单单体小分子为原料，在相界面上接触时单体发生聚合反应生成高分子形成囊壁而将体发生聚合反应生成高分子形成囊壁而将囊芯包埋的工艺。囊芯包埋的工艺。n n界面聚合法既可以包埋水溶性囊芯材料，界面聚合法既可以包埋水溶性囊芯材料，也可以包埋脂溶性囊芯也可以包埋脂溶性囊芯。2、微胶囊的主要制备方法n n2）界面聚合法）界面聚合法 n n界面聚合法采用两种以上具有多官能团的界面聚合法采用两种以上具有多官能团的单体，将其中之一溶于水溶液中，另一单单体，将其中之一溶于水溶液中，另一单体溶于有机相中，然后使两相混合并加入体溶于有机相中，然后使两相混合并加入乳化剂，并用机械方法乳化分散，形成水乳化剂，并用机械方法乳化分散，形成水包油型或油包水型乳状液，数量较少的一包油型或油包水型乳状液，数量较少的一种作分散相，数量较多的作连续相。种作分散相，数量较多的作连续相。2、微胶囊的主要制备方法n n3 3）原位聚合法）原位聚合法）原位聚合法）原位聚合法n n原位聚合法微胶囊化过程中，单体成分及催化剂原位聚合法微胶囊化过程中，单体成分及催化剂原位聚合法微胶囊化过程中，单体成分及催化剂原位聚合法微胶囊化过程中，单体成分及催化剂同时处于芯材液滴的内部或外部，聚合前的同时处于芯材液滴的内部或外部，聚合前的同时处于芯材液滴的内部或外部，聚合前的同时处于芯材液滴的内部或外部，聚合前的单体单体单体单体是可溶的，而聚合物是不可溶的。是可溶的，而聚合物是不可溶的。是可溶的，而聚合物是不可溶的。是可溶的，而聚合物是不可溶的。n n聚合反应同样在芯材液滴表面上发生，生成的聚聚合反应同样在芯材液滴表面上发生，生成的聚聚合反应同样在芯材液滴表面上发生，生成的聚聚合反应同样在芯材液滴表面上发生，生成的聚合物薄膜可覆盖住芯材液滴的全表面。合物薄膜可覆盖住芯材液滴的全表面。合物薄膜可覆盖住芯材液滴的全表面。合物薄膜可覆盖住芯材液滴的全表面。n n原位聚合法的单体可以是气溶胶、液体、水溶性原位聚合法的单体可以是气溶胶、液体、水溶性原位聚合法的单体可以是气溶胶、液体、水溶性原位聚合法的单体可以是气溶胶、液体、水溶性或油溶性的或油溶性的或油溶性的或油溶性的单体或单体的混合物单体或单体的混合物单体或单体的混合物单体或单体的混合物，亦可以是低分，亦可以是低分，亦可以是低分，亦可以是低分子的子的子的子的聚合物或预聚物聚合物或预聚物聚合物或预聚物聚合物或预聚物。2、微胶囊的主要制备方法n n4）凝聚法）凝聚法n n凝聚法又称凝聚法又称相分离法相分离法，是在分散有囊，是在分散有囊芯材料的连续相（芯材料的连续相（a）中，利用改变）中，利用改变温度、在溶液中加入无机盐、成膜材温度、在溶液中加入无机盐、成膜材料的凝聚剂，或其他诱导两种成膜材料的凝聚剂，或其他诱导两种成膜材料间相互结合的方法，使壁材溶液产料间相互结合的方法，使壁材溶液产生相分离，形成两个新相，使原来的生相分离，形成两个新相，使原来的两相体系转变成三相体系两相体系转变成三相体系(b)，含壁材，含壁材浓度很高的新相称凝聚胶体相，含壁浓度很高的新相称凝聚胶体相，含壁材很少的称稀释胶体相。材很少的称稀释胶体相。三、微胶囊技术在食品工业中的应用三、微胶囊技术在食品工业中的应用一、食品及原料的微胶囊：一、食品及原料的微胶囊：一、食品及原料的微胶囊：一、食品及原料的微胶囊：粉末油脂、粉末酒类粉末油脂、粉末酒类粉末油脂、粉末酒类粉末油脂、粉末酒类 、固体饮料、固体饮料、固体饮料、固体饮料 二、食品添加剂的微胶囊：二、食品添加剂的微胶囊：二、食品添加剂的微胶囊：二、食品添加剂的微胶囊：粉末香精、酸味剂微胶囊、粉末香精、酸味剂微胶囊、粉末香精、酸味剂微胶囊、粉末香精、酸味剂微胶囊、甜味剂微胶囊、防腐剂甜味剂微胶囊、防腐剂甜味剂微胶囊、防腐剂甜味剂微胶囊、防腐剂微胶囊微胶囊微胶囊微胶囊三、营养强化剂的微胶囊三、营养强化剂的微胶囊三、营养强化剂的微胶囊三、营养强化剂的微胶囊氨基酸微胶囊、维生素微胶囊微量元素微胶囊氨基酸微胶囊、维生素微胶囊微量元素微胶囊氨基酸微胶囊、维生素微胶囊微量元素微胶囊氨基酸微胶囊、维生素微胶囊微量元素微胶囊 第二节第二节 超临界流体萃超临界流体萃（supercritical fluid extraction，SCFE）n n把气体压缩到临界点之上成为超临把气体压缩到临界点之上成为超临把气体压缩到临界点之上成为超临把气体压缩到临界点之上成为超临界状态后，对溶质的溶解能力会得界状态后，对溶质的溶解能力会得界状态后，对溶质的溶解能力会得界状态后，对溶质的溶解能力会得到极大提高到极大提高到极大提高到极大提高 。n n从纯物质的相图可知，三相点为气从纯物质的相图可知，三相点为气从纯物质的相图可知，三相点为气从纯物质的相图可知，三相点为气-液液液液-固共存体系，系统状态的自由度固共存体系，系统状态的自由度固共存体系，系统状态的自由度固共存体系，系统状态的自由度为零。当纯物质沿气为零。当纯物质沿气为零。当纯物质沿气为零。当纯物质沿气-液饱和线升温液饱和线升温液饱和线升温液饱和线升温时，气体在此过程中因压力增加而时，气体在此过程中因压力增加而时，气体在此过程中因压力增加而时，气体在此过程中因压力增加而密度上升，液体则因温度上升而密密度上升，液体则因温度上升而密密度上升，液体则因温度上升而密密度上升，液体则因温度上升而密度减小，当达到超临界点（度减小，当达到超临界点（度减小，当达到超临界点（度减小，当达到超临界点（CPCP）时，）时，）时，）时，气气气气-液相态的差别消失，形成一个新液相态的差别消失，形成一个新液相态的差别消失，形成一个新液相态的差别消失，形成一个新的均一物态，即超临界态，对应的的均一物态，即超临界态，对应的的均一物态，即超临界态，对应的的均一物态，即超临界态，对应的温度称临界温度（温度称临界温度（温度称临界温度（温度称临界温度（TcTc），对应的压），对应的压），对应的压），对应的压力称临界压力（力称临界压力（力称临界压力（力称临界压力（PcPc）。）。）。）。第二节第二节 超临界萃取超临界萃取n n超超临临界界流流体体兼兼有有气气液液两两相相的的特特点点，和和常常态态的气体、液体有很大差别。的气体、液体有很大差别。n n超超临临界界流流体体的的密密度度与与液液体体的的密密度度相相近近，因因此此具具有有较较强强的的溶溶解解能能力力，其其粘粘度度却却与与普普通通气气体体相相近近，比比液液体体要要小小近近百百倍倍，流流动动性性要要比液体好得多比液体好得多。n n在在相相同同的的流流速速下下，超超临临界界流流体体的的流流动动雷雷诺诺数数比比液液体体大大得得多多，因因此此传传质质系系数数也也比比液液体体大得多，能在短时间内达到平衡。大得多，能在短时间内达到平衡。第二节第二节 超临界萃取超临界萃取n n超超临临界界流流体体萃萃取取体体系系包包含含有有溶溶剂剂相相和和溶溶质质，可可作作为为超超临临界界流流体体萃萃取取的的溶溶剂剂有有二二氧氧化化碳碳、乙乙醇醇、乙乙烷烷、乙乙烯烯、水水等等，其其中中二二氧氧化化碳碳由由于于具具有有合合适适的的临临界界条条件件、化化学学性性质质稳稳定定、无无臭臭无无味味无无残残留留、安安全全无无污污染染等等优优点点而而得得到广泛应用，对食品原料的萃取尤为适合。到广泛应用，对食品原料的萃取尤为适合。第二节第二节 超临界萃取超临界萃取n n超临界流体在食品工业中的超临界流体在食品工业中的应用应用：n n1、咖啡中、咖啡中咖啡因咖啡因的超临界流体脱除的超临界流体脱除n n2、啤酒花啤酒花的超临界流体萃取的超临界流体萃取n n3、植物种子、植物种子油类油类的超临界流体萃取的超临界流体萃取 n n4、植物中、植物中风味物质风味物质等的超临界流体萃取等的超临界流体萃取n n5、鱼油鱼油的超临界流体萃取的超临界流体萃取n n超超临临界界萃萃取取在在食食品品工工业业中中的的其其他他应应用用还还有有精精油油脱脱萜萜、大大蒜蒜脱脱臭臭、橄橄榄榄油油脱脱酸酸、烟烟叶叶中中脱脱尼尼古古丁丁、天天然然色色素素的的提提取取、作作为为蛋蛋白白质质结结晶晶和酶反应介质等。和酶反应介质等。第三节 食品的非加热杀菌 n n根据杀菌方式、温度的不同，杀菌可分为：根据杀菌方式、温度的不同，杀菌可分为：根据杀菌方式、温度的不同，杀菌可分为：根据杀菌方式、温度的不同，杀菌可分为：n n热杀菌热杀菌热杀菌热杀菌用加热的方法杀灭微生物。热杀菌是食品用加热的方法杀灭微生物。热杀菌是食品用加热的方法杀灭微生物。热杀菌是食品用加热的方法杀灭微生物。热杀菌是食品工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色、香、味工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色、香、味工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色、香、味工业常用的灭菌方法，但热处理对食品的色、香、味及营养成分影响颇大。及营养成分影响颇大。及营养成分影响颇大。及营养成分影响颇大。n n非热（冷）杀菌非热（冷）杀菌非热（冷）杀菌非热（冷）杀菌用非加热的手段杀灭微生物，杀用非加热的手段杀灭微生物，杀用非加热的手段杀灭微生物，杀用非加热的手段杀灭微生物，杀菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于保菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于保菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于保菌过程中食品温度并不升高或升高很低，既有利于保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持色、香、味及营养成分。味及营养成分。味及营养成分。味及营养成分。非热杀菌技术主要包括：非热杀菌技术主要包括：n n物理杀菌物理杀菌非热物理杀菌是采用物理手非热物理杀菌是采用物理手段（如电磁波、压力、光照等）进行杀菌段（如电磁波、压力、光照等）进行杀菌n n化学杀菌化学杀菌化学杀菌则是通过化学试剂化学杀菌则是通过化学试剂来达到杀菌的作用。来达到杀菌的作用。非热物理杀菌包括：非热物理杀菌包括：n n1 1超高压（超高压（超高压（超高压（UHPUHP，又称为高静压又称为高静压又称为高静压又称为高静压HHPHHP）杀菌技术）杀菌技术）杀菌技术）杀菌技术 n n2 2高压脉冲电场（高压脉冲电场（高压脉冲电场（高压脉冲电场（PEFPEF）杀菌）杀菌）杀菌）杀菌 n n3 3脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌n n4 4磁力杀菌磁力杀菌磁力杀菌磁力杀菌n n5 5感应电子杀菌感应电子杀菌感应电子杀菌感应电子杀菌n n6 6半导体光催化杀菌半导体光催化杀菌半导体光催化杀菌半导体光催化杀菌n n7 7超声波灭菌超声波灭菌超声波灭菌超声波灭菌n n8 8紫外线杀菌紫外线杀菌紫外线杀菌紫外线杀菌 n n9 9电阻杀菌技术电阻杀菌技术电阻杀菌技术电阻杀菌技术 1超高压（超高压（UHP，又称为高静压，又称为高静压HHP）杀菌技术杀菌技术n n食品的食品的超高压处理技术超高压处理技术是指将密封于弹性是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其他液体作为传压容器内的食品置于水或其他液体作为传压介质的压力系统中，经介质的压力系统中，经100MPa以上以上的压力的压力处理，以达到杀菌、灭酶和改善食品的功处理，以达到杀菌、灭酶和改善食品的功能特性等作用。能特性等作用。1超高压（超高压（UHP，又称为高静压，又称为高静压HHP）杀菌技术）杀菌技术n n超高压处理通常在室温或较低的温度下进行，超高压处理通常在室温或较低的温度下进行，超高压处理通常在室温或较低的温度下进行，超高压处理通常在室温或较低的温度下进行，在一定高压下食品在一定高压下食品在一定高压下食品在一定高压下食品蛋白质变性、淀粉糊化、酶蛋白质变性、淀粉糊化、酶蛋白质变性、淀粉糊化、酶蛋白质变性、淀粉糊化、酶失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀死。失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀死。失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀死。失活，生命停止活动，细菌等微生物被杀死。n n而在超高压作用下，蛋白质等生物高分子物质而在超高压作用下，蛋白质等生物高分子物质而在超高压作用下，蛋白质等生物高分子物质而在超高压作用下，蛋白质等生物高分子物质及色素、维生素、香气成分等低分子化合物的及色素、维生素、香气成分等低分子化合物的及色素、维生素、香气成分等低分子化合物的及色素、维生素、香气成分等低分子化合物的共价键却不发生变化，从而使超高压处理过的共价键却不发生变化，从而使超高压处理过的共价键却不发生变化，从而使超高压处理过的共价键却不发生变化，从而使超高压处理过的食品仍然保持其食品仍然保持其食品仍然保持其食品仍然保持其原有的营养价值、色泽和天然原有的营养价值、色泽和天然原有的营养价值、色泽和天然原有的营养价值、色泽和天然风味。风味。风味。风味。1超高压（超高压（UHP，又称为高静压，又称为高静压HHP）杀菌技术）杀菌技术n n与传统的热处理相比，超高压处理具有无可比拟的与传统的热处理相比，超高压处理具有无可比拟的与传统的热处理相比，超高压处理具有无可比拟的与传统的热处理相比，超高压处理具有无可比拟的优点优点优点优点：n n1 1）它能在）它能在）它能在）它能在常温或较低温度常温或较低温度常温或较低温度常温或较低温度下达到杀菌、灭酶的作下达到杀菌、灭酶的作下达到杀菌、灭酶的作下达到杀菌、灭酶的作用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理引用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理引用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理引用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理引起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化；起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化；起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化；起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化；n n2 2）由于）由于）由于）由于传压速度快、均匀，不存在压力梯度传压速度快、均匀，不存在压力梯度传压速度快、均匀，不存在压力梯度传压速度快、均匀，不存在压力梯度，超，超，超，超高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超高高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超高高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超高高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超高压处理过程较为简单；压处理过程较为简单；压处理过程较为简单；压处理过程较为简单；n n3 3）这一技术）这一技术）这一技术）这一技术耗能也较少耗能也较少耗能也较少耗能也较少，处理过程中只需要在升，处理过程中只需要在升，处理过程中只需要在升，处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则不需要输入能量。不需要输入能量。不需要输入能量。不需要输入能量。1超高压杀菌技术超高压杀菌技术 从国内外的现状和趋势看，有关超高压处理从国内外的现状和趋势看，有关超高压处理技术的研究和应用集中在两方面：技术的研究和应用集中在两方面：n n1)以达到食品以达到食品保藏保藏为目的，研究超高压的杀为目的，研究超高压的杀菌、灭酶作用菌、灭酶作用n n2)以以修饰、改变食品修饰、改变食品有关特性为宗旨，研究有关特性为宗旨，研究超高压对食品理化性质的影响超高压对食品理化性质的影响 第四节 膜分离技术膜分离技术 n n膜分离技术膜分离技术是一项新型高效分离技术，具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化、选择性强、分离效率高和节省能源等优点。优点。n n按照膜孔径的大小，膜分离技术可以进一按照膜孔径的大小，膜分离技术可以进一步细分为步细分为微滤、超滤、纳滤、反渗透微滤、超滤、纳滤、反渗透技术技术等。目前，膜技术在食品工业中的应用主等。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要有过滤、浓缩、除菌和分离提取功能食品的功能配料等。品的功能配料等。第四节 膜分离技术膜分离技术 n n膜分离技术膜分离技术是以分离膜为介质，以外界能是以分离膜为介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组量或化学位差为推动力，对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、提纯或富集的过分溶质和溶剂进行分离、提纯或富集的过程。程。1、膜分离技术原理膜分离技术原理 n n1）微滤（）微滤（MF）：主要用于从气相和液：主要用于从气相和液相物质中截留微米及亚微米级的细小悬相物质中截留微米及亚微米级的细小悬浮物、微生物、微粒、细菌、酵母、红浮物、微生物、微粒、细菌、酵母、红血球、污染物等以达到净化，分离和浓血球、污染物等以达到净化，分离和浓缩的目的。缩的目的。n n2）超滤（）超滤（UF）：是以压力为推动力，：是以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液利用超滤膜不同孔径对液 体进行分离的体进行分离的物理筛分过程。其分子切割量物理筛分过程。其分子切割量（CWCO）一）一 般为般为6000到到 50万，孔径为万，孔径为100nm（纳米）。（纳米）。1）膜分离技术原理膜分离技术原理 n n3）纳滤（）纳滤（NF）：）：n n纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种压纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术，能够分离水中分力驱动型膜分离技术，能够分离水中分子量为数百的小分子有机化合物，对于子量为数百的小分子有机化合物，对于不同价态阴离子存在不同价态阴离子存在Donnan效应。效应。n n溶质的荷电性、离子价数、浓度对纳滤溶质的荷电性、离子价数、浓度对纳滤效果有很大影响。纳滤的操作压差为效果有很大影响。纳滤的操作压差为0.52.0MPa，分子截留值为，分子截留值为2001000,可分可分离分子大小约为离分子大小约为1nm的溶解组分。的溶解组分。1）膜分离技术原理膜分离技术原理 n n4）反渗透（）反渗透（RO）n n反渗透是在膜两侧静压差推动下进行的反渗透是在膜两侧静压差推动下进行的液相混合物操作压力高于超滤和微滤，液相混合物操作压力高于超滤和微滤，操作压一般在操作压一般在1.510.5MPa，对称膜上的，对称膜上的操作压力较高，而超低压反渗透膜操作操作压力较高，而超低压反渗透膜操作压力可低于压力可低于1MPa。n n反渗透可以完全截留分子量在反渗透可以完全截留分子量在150有机组有机组分分2、膜分离技术在食品工业的应用膜分离技术在食品工业的应用 n n1 1）生产果蔬汁）生产果蔬汁 n n在果蔬汁生产中，在果蔬汁生产中，在果蔬汁生产中，在果蔬汁生产中，微滤、超滤技术用于澄清过滤；微滤、超滤技术用于澄清过滤；微滤、超滤技术用于澄清过滤；微滤、超滤技术用于澄清过滤；用超滤法澄清果汁时，细菌将与滤渣一起被膜截用超滤法澄清果汁时，细菌将与滤渣一起被膜截用超滤法澄清果汁时，细菌将与滤渣一起被膜截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。留，不必加热就可除去混入果汁中的细菌。留，不必加热就可除去混入果汁中的细菌。留，不必加热就可除去混入果汁中的细菌。n n纳滤、反渗透技术用于浓缩纳滤、反渗透技术用于浓缩纳滤、反渗透技术用于浓缩纳滤、反渗透技术用于浓缩。利用反渗透技术浓。利用反渗透技术浓。利用反渗透技术浓。利用反渗透技术浓缩果蔬汁，可以提高果汁成份的稳定性、减少体缩果蔬汁，可以提高果汁成份的稳定性、减少体缩果蔬汁，可以提高果汁成份的稳定性、减少体缩果蔬汁，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，改善果蔬汁风积以便运输，并能除去不良物质，改善果蔬汁风积以便运输，并能除去不良物质，改善果蔬汁风积以便运输，并能除去不良物质，改善果蔬汁风味。味。味。味。n n例如：果蔬汁中的芳香成份在蒸发浓缩过程中几例如：果蔬汁中的芳香成份在蒸发浓缩过程中几例如：果蔬汁中的芳香成份在蒸发浓缩过程中几例如：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乎全部失去，冷冻脱水法也只能保留大约乎全部失去，冷冻脱水法也只能保留大约乎全部失去，冷冻脱水法也只能保留大约8%8%，而，而，而，而用反渗透技术则能保留用反渗透技术则能保留用反渗透技术则能保留用反渗透技术则能保留30-60%30-60%。2、膜分离技术在食品工业的应用膜分离技术在食品工业的应用 n n2 2）应）应）应）应 用于乳品工业用于乳品工业用于乳品工业用于乳品工业 n n与其他方法相比，利用膜分离技术加工乳品，可与其他方法相比，利用膜分离技术加工乳品，可与其他方法相比，利用膜分离技术加工乳品，可与其他方法相比，利用膜分离技术加工乳品，可以降低能耗，提高产品质量。以降低能耗，提高产品质量。以降低能耗，提高产品质量。以降低能耗，提高产品质量。n n反渗透、超滤技术主要用于反渗透、超滤技术主要用于反渗透、超滤技术主要用于反渗透、超滤技术主要用于乳清蛋白乳清蛋白乳清蛋白乳清蛋白的回收和牛的回收和牛的回收和牛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乳的浓缩。目前各国广泛应用超滤法作为回收乳乳的浓缩。目前各国广泛应用超滤法作为回收乳乳的浓缩。目前各国广泛应用超滤法作为回收乳清蛋白的标准技术。采用超滤法浓缩乳清蛋白时，清蛋白的标准技术。采用超滤法浓缩乳清蛋白时，清蛋白的标准技术。采用超滤法浓缩乳清蛋白时，清蛋白的标准技术。采用超滤法浓缩乳清蛋白时，还可同时除去乳糖、灰分等。还可同时除去乳糖、灰分等。还可同时除去乳糖、灰分等。还可同时除去乳糖、灰分等。n n将反渗透技术用于将反渗透技术用于将反渗透技术用于将反渗透技术用于稀牛奶的浓缩稀牛奶的浓缩稀牛奶的浓缩稀牛奶的浓缩，可生产出品质，可生产出品质，可生产出品质，可生产出品质令人满意的奶酪及甜酸奶。令人满意的奶酪及甜酸奶。令人满意的奶酪及甜酸奶。令人满意的奶酪及甜酸奶。n n用反渗透技术用反渗透技术用反渗透技术用反渗透技术除去乳牛清中的微量青霉素，除去乳牛清中的微量青霉素，除去乳牛清中的微量青霉素，除去乳牛清中的微量青霉素，大大大大大大大大延长了乳制品的保质期。延长了乳制品的保质期。延长了乳制品的保质期。延长了乳制品的保质期。2、膜分离技术在食品工业的应用膜分离技术在食品工业的应用 n n液态奶加工液态奶加工-通过一种通过一种选择性透过膜选择性透过膜来过滤，来过滤，让牛奶中的有益成分通过，而过滤掉有害让牛奶中的有益成分通过，而过滤掉有害成分，可以让牛奶在成分，可以让牛奶在70过滤掉绝大部分的过滤掉绝大部分的细菌，最大范围保留牛奶活性成分，在细菌，最大范围保留牛奶活性成分，在4摄摄氏度状态下，能保存达氏度状态下，能保存达32天之久。天之久。n n如光明的如光明的“致优致优”奶奶 既未采用超高温杀菌技既未采用超高温杀菌技术，也未采用传统的巴氏杀菌技术，而采术，也未采用传统的巴氏杀菌技术，而采用了用了陶瓷膜过滤陶瓷膜过滤技术，成为技术，成为UHT奶和巴氏奶和巴氏奶以外的第三种液态牛奶。奶以外的第三种液态牛奶。2、膜分离技术在食品工业的应用膜分离技术在食品工业的应用 n n 3）生产酒类）生产酒类n n利用超滤技术，可以除去酒及酒精饮料中利用超滤技术，可以除去酒及酒精饮料中残残存的酵母菌、杂菌及胶体物质等存的酵母菌、杂菌及胶体物质等，可以改善，可以改善酒的澄清度，延长保存期，还能使生酒具有酒的澄清度，延长保存期，还能使生酒具有熟成味，缩短老熟期。熟成味，缩短老熟期。n n生啤酒的口味虽优于熟啤酒，但不能长期保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，可以超滤技术进行啤酒的精滤和无菌过滤，可以使使生啤酒不经低温加热灭菌而能长期保存生啤酒不经低温加热灭菌而能长期保存。2、膜分离技术在食品工业的应用膜分离技术在食品工业的应用 n n4）用于豆制品工业用于豆制品工业n n膜技术在豆制品工业中的主要应用是分离膜技术在豆制品工业中的主要应用是分离和回收蛋白质。和回收蛋白质。n n生产豆乳时产生的大豆乳清，通常方法只生产豆乳时产生的大豆乳清，通常方法只能从中提取能从中提取60%的蛋白质，利用超滤法浓缩的蛋白质，利用超滤法浓缩残留蛋白质，能够增加残留蛋白质，能够增加2030%的豆腐收得的豆腐收得率。率。n n采用超滤法还可以在浓缩蛋白的同时，去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。物质，提高豆乳质量。2、膜分离技术在食品工业的应用膜分离技术在食品工业的应用 n n 4 4）用于豆制品工业用于豆制品工业用于豆制品工业用于豆制品工业n n豆制品工业中的豆制品工业中的豆制品工业中的豆制品工业中的乳清处理乳清处理乳清处理乳清处理，对防止水体污染意义，对防止水体污染意义，对防止水体污染意义，对防止水体污染意义重大。重大。重大。重大。n n大豆乳清中含有多种低分子蛋白质、多糖类、肽、大豆乳清中含有多种低分子蛋白质、多糖类、肽、大豆乳清中含有多种低分子蛋白质、多糖类、肽、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少糖类等物质，采用超滤法可以从大豆乳清中少糖类等物质，采用超滤法可以从大豆乳清中少糖类等物质，采用超滤法可以从大豆乳清中回回回回收浓缩大豆蛋白收浓缩大豆蛋白收浓缩大豆蛋白收浓缩大豆蛋白，以满足人类和畜牧业的需求。，以满足人类和畜牧业的需求。，以满足人类和畜牧业的需求。，以满足人类和畜牧业的需求。此外，还可获得此外，还可获得此外，还可获得此外，还可获得-淀粉酶产品。淀粉酶产品。淀粉酶产品。淀粉酶产品。n n利用膜技术还可以获得利用膜技术还可以获得利用膜技术还可以获得利用膜技术还可以获得大豆异黄酮、大豆寡糖、大豆异黄酮、大豆寡糖、大豆异黄酮、大豆寡糖、大豆异黄酮、大豆寡糖、大豆分离蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹叶黄酮大豆分离蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹叶黄酮大豆分离蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹叶黄酮大豆分离蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹叶黄酮等等等等功能食品的功能配料。功能食品的功能配料。功能食品的功能配料。功能食品的功能配料。生工学院生工学院冯屏冯屏谢 谢！