食品科學(xué)與工程最新進(jìn)展與新技術(shù)應(yīng)用

1、食品科學(xué)與工程最新進(jìn)展與新技術(shù)應(yīng)用引言 中國有句古話叫“病從口入”，而人們的生活離不開衣食住行，食品尤其是安全的食品顯得尤為重要。這就更能顯示出我們對食品研究的迫切性與實(shí)用性。中國本是農(nóng)業(yè)大國，在工業(yè)化的過程中，食品工業(yè)崛起的相對較晚，但如今食品工業(yè)在整個工業(yè)中所占比重不容小覷。食品行業(yè)關(guān)系到國民發(fā)展，在中國這樣一個發(fā)展中的人口大國，食品工業(yè)及食品科技在取得突破進(jìn)展及作出重要貢獻(xiàn)的同時，也正呈現(xiàn)許多問題和新的發(fā)展趨勢。近年來，國家對食品問題高度重視，這也主觀上促進(jìn)了食品科學(xué)與工程的研究，并使得很多新技術(shù)在食品科學(xué)工程中得以應(yīng)用，使得食品方面的研究得到了快速的發(fā)展。國外很多國家都很重視農(nóng)業(yè)的發(fā)展

2、，經(jīng)濟(jì)如此發(fā)達(dá)的美國，各類糧食的出口量大都居于世界前列。食品工藝有著悠久的歷史、豐富的內(nèi)涵，它深深植根于人們的日常飲食生活中。如今演變成一個學(xué)科，我們需要做到在保持并發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上提高安全保障技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用。本文介紹了食品科學(xué)和食品工程方面的研究進(jìn)展以及食品科學(xué)研究中存在的問題，總結(jié)新技術(shù)在食品科學(xué)與工程方面的應(yīng)用，進(jìn)而對食品科學(xué)與工程未來發(fā)展進(jìn)行展望。1.食品科學(xué)研究進(jìn)展1.1食品保藏1.1.1物理保藏手段食品保藏中有很多技術(shù)，例如無菌保藏：（1）高溫滅菌保藏（2）輻照保藏（3）干燥和脫水保藏(4）低溫保藏原理：利用熱處理微波照射、過濾等方法處理食品將食品中的腐敗菌數(shù)量減少或消

3、滅到能夠長期儲藏所允許的最低限度并且長期維持這種狀態(tài)以免儲藏期內(nèi)腐敗變質(zhì)。特點(diǎn)如下：（1）高溫滅菌保藏食品經(jīng)高溫處理后，可殺滅其中絕大部分微生物，同時破壞食品中酶的活性，如配合密封、真空、迅速冷卻，可達(dá)到長期保存的目的。高溫滅菌保藏食品有兩種方法：一是高溫滅菌法，它適用于罐頭食品的消毒。常用溫度120攝氏度，時間30分鐘，有時60分鐘，有時甚至90分鐘。二是巴氏消毒法，將食品在60-65攝氏度，加熱30分鐘，可殺滅一般致病性微生物，近來采用高溫瞬間巴氏消毒法，即80-90攝氏度，加熱30秒或1分鐘。此法多用于消毒牛奶、醬油、飲料等。高溫滅菌的效果與溫度的高低、加熱的方式、時間以及食品種類有關(guān)，

4、高溫處理后的食品仍有再受微生物污染的可能，因此要注意消毒后保存的條件和時間。（2） 輻照保藏又叫激光輻照食品保藏，輻照食品保藏屬于高新科技，就是通過照(X射線、射線、電子射線照射),抑制食品的新陳代謝，同時殺滅害蟲和致病微生物，以改進(jìn)食品的品質(zhì)，減少儲運(yùn)損失，延長貯存期和貨架期。該方法是通過除去食品中的水分，如利用太陽曬干食品，使用各種設(shè)備，通過控制空氣的溫度、濕度干燥食物達(dá)到阻止霉菌、發(fā)酵菌和細(xì)菌生長，達(dá)到保藏的目的。（3） 低溫和冷凍是低溫保藏冷藏食品的常用方法，低溫可以降低或停止食品中微生物繁殖速度，減慢食品中的一切化學(xué)反應(yīng)速度，減緩食品腐敗速度，但不能殺滅微生物，食品在10以下保存時可

5、使微生物對食品的作用大為減低，0以下微生物對食品的分解作用基本停止。但在低溫下，食品中脂肪仍不能避免酸敗變質(zhì)，只有在-20以下時分解脂肪的酶才基本停止活動。依靠科技創(chuàng)新振興我國的食品保藏業(yè)。建立配套的市場流通體系和生產(chǎn)服務(wù)體系，組建地區(qū)性、全國性或國際性的專業(yè)合作組織或?qū)I(yè)協(xié)會。強(qiáng)化食品的商品質(zhì)量意識，重視產(chǎn)品的質(zhì)量與安全，實(shí)施綠色食品品牌戰(zhàn)略，增強(qiáng)其在國內(nèi)外市場的競爭力。重視對具有食品生產(chǎn)、貯藏加工、質(zhì)量檢測、市場營銷等綜合素質(zhì)的專業(yè)人才培養(yǎng)，加大食品保藏科技知識的推廣力度姚艾東.冷凍冷藏食品新技術(shù)的應(yīng)用與前景J.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006。1.1.2化學(xué)保藏手段食品的化學(xué)保藏

6、就是在食品生產(chǎn)和儲運(yùn)過程中使用食品添加劑提高食品的耐藏性和盡可能保持它原來品質(zhì)的措施。所謂化學(xué)保藏劑，就是指任何添加到食品中用于防止或延遲食品變質(zhì)的添加物質(zhì)，但是不包括鹽、糖、醋、香料以及熏煙，或者主要功能為殺蟲或者草藥功能的物質(zhì)。1.2食品添加劑食品添加劑，是指為改善食品品質(zhì)和色、香、味以及防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化學(xué)合成或是天然物質(zhì)。食品添加劑是一種非營養(yǎng)物質(zhì)，一般來說，食品添加劑按其來源可分為天然的和化學(xué)合成的兩大類。天然食品添加劑是利用動植物或微生物的代謝產(chǎn)物等為原料，經(jīng)提取所得的天然物質(zhì)?；瘜W(xué)合成食品添加劑是通過化學(xué)手段，使元素或化合物發(fā)生氧化、還原、縮合、聚合、成鹽等合成

7、反應(yīng)所得到的物質(zhì)。目前使用的大多屬于化學(xué)合成的食品添加劑?？梢哉f沒有食品添加劑就沒有現(xiàn)代食品工業(yè)。食品添加劑的正確、合理的使用將有利于食品工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、科技創(chuàng)新，成為食品工業(yè)發(fā)展的推動力。總之，食品添加劑的使用給人們的生活帶來了極大的方便，方便加工操作的同時也提高食品營養(yǎng)價值。但食品安全恐懼不消除，將嚴(yán)重影響我國食品行業(yè)的發(fā)展。重視食品安全，已成為衡量人民生活質(zhì)量、社會管理水平和國家法制建設(shè)的一個重要方面。為此，食品加工企業(yè)在選用食品添加劑時，首先要充分了解我國政府制定的有關(guān)食品添加劑的衛(wèi)生法規(guī)，并嚴(yán)格執(zhí)行。其次，選用的食品添加劑必須符合以下原則：（1）添加劑不能破壞食品的營養(yǎng)素，不能影響食

8、品的質(zhì)量及風(fēng)味；（2）不得掩蓋腐敗變質(zhì)食品的缺陷；（3）使用方便安全，符合相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)，不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)；（4）使用于食品中，能分析鑒定出來。食品添加劑主要體現(xiàn)以下五種優(yōu)點(diǎn)：（1）改善食品的感官和風(fēng)味；（2）保持和提高食品的營養(yǎng)價值；（3）有利于食品的加工操作；（4）提高食品的商品附加值；（5）增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)食品工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。 食品添加劑可以促進(jìn)食品工業(yè)向機(jī)械化自動化加工的方向發(fā)展。當(dāng)今世界食品消費(fèi)的潮流是風(fēng)味多樣化、家庭烹飪方便化、天然保健化。與此相適應(yīng)，食品添加劑將隨著食品工業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展。同時，食品添加劑的發(fā)展又能促進(jìn)食品工業(yè)的繼續(xù)進(jìn)步，兩者相輔相成彭珊珊,鐘瑞敏,李琳.食品

9、添加劑 M.北京:中國輕工出版社。1.3食品風(fēng)味化學(xué)當(dāng)今，國際食品風(fēng)味化學(xué)領(lǐng)域掀起了以分子感官科學(xué)技術(shù)對食品及其配料中特征賦予化合物的深入研究劉玉平，黃明泉，鄭福平，等. 中國白酒中揮發(fā)性成分研究進(jìn)展J.食品科學(xué)，2010,41（21）437-441。對食品中關(guān)鍵氣味活性化合物準(zhǔn)確定性定量及重要性排序，從分子層面揭示食品特征氣味的化學(xué)本質(zhì); 結(jié)合感官評定，對樣品中滋味活性化合物準(zhǔn)確定性定量分析; 在方法上引入"代謝組學(xué)技術(shù)，探索食品中苦味、酸味、鮮味、濃厚味等分子基礎(chǔ)，從分子水平上揭示賦予食品關(guān)鍵氣味、滋味物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)以及其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，為相關(guān)食品生產(chǎn)儲藏過程中質(zhì)量控制提供科學(xué)

10、依據(jù)，以期掌握及控制食品加工、儲藏過程中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的形成途徑及變化規(guī)律。我國食品風(fēng)味化學(xué)家對中國白酒和中國傳統(tǒng)食品( 竹蓀、醬牛肉、梅菜扣肉、臘羊肉) 中揮發(fā)性成分進(jìn)行了深入研究黃明泉，田紅玉，孫寶國，等.同時蒸餾萃取a氣質(zhì)聯(lián)用分析竹蓀揮發(fā)性成分J.食品科學(xué)，2011,32（2）205-212。為中國傳統(tǒng)食品工業(yè)化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。今后，我國食品風(fēng)味化學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下: 1) 真實(shí)再現(xiàn)食品風(fēng)味的風(fēng)味成分采集技術(shù);2) 氣味活性化合物精確定量技術(shù);3) 風(fēng)味化合物形成途徑及變化規(guī)律研究; 4) 以風(fēng)味為基礎(chǔ)的食品生產(chǎn)及儲藏過程的品質(zhì)評價和控制技術(shù)。1.4食品酶制劑食品酶制劑科學(xué)研究領(lǐng)域國

11、際食品酶制劑研究涉及分子生物學(xué)及下游應(yīng)用等諸多方面?；蚬こ虒W(xué)結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析深刻揭示酶催化機(jī)理及在生產(chǎn)中的應(yīng)用規(guī)律。分子生物學(xué)結(jié)合發(fā)酵工程對高效表達(dá)載體構(gòu)建、改造及酶制劑的高效生產(chǎn)進(jìn)行研究，為高品質(zhì)特種催化酶的生產(chǎn)及使用成本的降低提供技術(shù)層面的支持。微生物高質(zhì)量篩選及宏基因組學(xué)的應(yīng)用極大豐富了具有優(yōu)良催化活性特種酶的來源，為適應(yīng)食品產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用環(huán)境，提高酶使用效率提供了可能。此外，利用蛋白質(zhì)工程集合基因工程對現(xiàn)有酶種類進(jìn)行的修飾和改造進(jìn)一步延伸了酶的使用范圍。近幾十年隨著各種工程技術(shù)的高速融合，酶固定技術(shù)、酶反應(yīng)器、酶探針技術(shù)的出現(xiàn)及革新，在不斷改變酶制劑的使用方式的同時，顯著提升其使用效率

12、李銀聰.食品抗氧化劑作用機(jī)理及天然抗氧化劑J.中國食物，2011,17（2）：24-2 。我國雖然在酶產(chǎn)量及種類上有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，但相對于國外在研究投入和創(chuàng)新能力、生產(chǎn)核心技術(shù)、產(chǎn)品與應(yīng)用領(lǐng)域的深度接駁等方面尚顯不足。今后，我國酶學(xué)和酶工程領(lǐng)域的研究方向建議如下: 1) 針對具體行業(yè)需求，進(jìn)行特種酶篩選及建立行業(yè)使用、評價規(guī)范; 2) 適合工業(yè)化制備的工程菌構(gòu)建、改造研究; 3) 催化酶在具體生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)用規(guī)律及機(jī)理層面的闡釋; 4) 針對食品行業(yè)特點(diǎn)，立足食品安全層面及使用成本方面，加強(qiáng)酶產(chǎn)品安全評價及食源性菌株篩選工程菌株構(gòu)建方面的研究;5) 食品實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域相對一般生物領(lǐng)域

13、更加紛繁復(fù)雜，應(yīng)加強(qiáng)酶制劑在具體行業(yè)中應(yīng)用規(guī)律研究王雪.中國食品抗氧化劑發(fā)展亟待完善J.觀點(diǎn),2009,17(12):3。2.食品工程研究進(jìn)展2.1乳品科學(xué)研究領(lǐng)域在乳業(yè)發(fā)達(dá)國家，有關(guān)新技術(shù)、新工藝和新方法在乳品加工和質(zhì)量控制中的應(yīng)用得到了更深入的研究。宏基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的研究進(jìn)一步揭示了各種發(fā)酵乳制品加工和貯藏過程中乳品組分及品質(zhì)動態(tài)變化規(guī)律。乳品流變學(xué)性質(zhì)的深入研究，包括新型功能性配料、穩(wěn)定劑和乳化劑等的應(yīng)用及其與乳品組分之間相互作用的研究，為乳品質(zhì)量控制、獲得理想的乳品質(zhì)構(gòu)和感官性質(zhì)提供了新思路。對于乳酸菌健康功效、乳品組分營養(yǎng)特性和生理活性的研究，為新型功能性乳制品，包括

14、益生菌發(fā)酵乳制品和配方乳品等的研制奠定了理論基礎(chǔ)。同時，針對母乳營養(yǎng)成分及其動態(tài)變化對嬰幼兒健康的影響也進(jìn)行了大量深入的研究邵淑娟，李鐵柱，李倬林，等. 產(chǎn)凝乳酶黑曲霉JG微波誘變育種研究J.中國釀造,2010（7）：47-57。膜處理、非熱殺菌、清潔生產(chǎn)和在線檢測等新技術(shù)的研究開發(fā)不斷地提升了乳品安全加工水平和生產(chǎn)效率周蕊，李曉東，潘超，等.促熟干酪的非發(fā)酵劑乳酸菌篩選及其對干酪漿模型蛋白質(zhì)降解的研究J.食品科學(xué)，2012（1）：131-135。我國近年來著力于乳酸菌資源的研究開發(fā)，通過對乳酸菌生產(chǎn)性能和功能性的評價，研制發(fā)酵劑或益生菌制劑。對于乳酸菌功能性方面做了較深入的研究，涉及菌株的全

15、基因組測序、腸道菌群和免疫調(diào)節(jié)、菌株的功能性代謝產(chǎn)物如胞外多糖、酶類和其他功能因子等。但是，我國仍然缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的乳酸菌或益生菌菌株。在干酪加工技術(shù)方面，重點(diǎn)研究了凝乳劑包括微生物凝乳酶和基因工程凝乳酶、干酪發(fā)酵劑和干酪加工工藝，以及適于我國人群消費(fèi)特點(diǎn)的干酪產(chǎn)品。在干乳制品方面，著力于不同種類產(chǎn)品的工藝參數(shù)研究及新產(chǎn)品開發(fā)，初步開展了嬰幼兒奶粉加工相關(guān)的母乳成分檢測及嬰幼兒營養(yǎng)需求等基礎(chǔ)工作胡博韜，韓建春.干法生產(chǎn)工藝對嬰幼兒配方奶粉中花生四烯酸的影響J. 中國乳品工業(yè)，2012,40（10）：30-32 。此外，原料乳質(zhì)量安全快速檢測、膜技術(shù)的應(yīng)用、節(jié)能降耗技術(shù)及裝備、乳品配料生產(chǎn)

16、技術(shù)等仍有待進(jìn)一步研究開發(fā)。今后，我國乳品科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1) 原料乳的質(zhì)量安全控制技術(shù)研究，包括原料乳預(yù)處理技術(shù)及相關(guān)設(shè)備、儲運(yùn)環(huán)節(jié)品質(zhì)變化及控制、原料乳的快速檢測技術(shù)等的研究;2) 發(fā)酵乳制品加工用菌種及發(fā)酵劑、酶制劑、功能性配料等的研究開發(fā)，重點(diǎn)研究菌株的生產(chǎn)性能及其穩(wěn)定性、菌株的功能性、微生物發(fā)酵生產(chǎn)凝乳酶技術(shù)等; 3) 干酪加工技術(shù)研究，重點(diǎn)研究原料乳的凝固特性、干酪質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味物質(zhì)的形成、益生菌的應(yīng)用及不同種類適于我國消費(fèi)者食用習(xí)慣的干酪的研制; 4) 嬰幼兒奶粉質(zhì)量安全控制及功能性評價研究，重點(diǎn)研究不同年齡段嬰幼兒的營養(yǎng)需求及產(chǎn)品研制; 5) 新型乳制品和特種乳的加工技

17、術(shù)及裝備研究，包括在線檢測、節(jié)能降耗、非熱殺菌、特色乳品加工技術(shù)及裝備等。2.2肉品科學(xué)研究領(lǐng)域國際肉制品研究更關(guān)注營養(yǎng)素與機(jī)體健康關(guān)系，特別是低鹽低脂肉制品和功能性肉制品的研究開發(fā)成為未來肉制品發(fā)展的重要趨勢; 肉制品加工副產(chǎn)物的綜合利用實(shí)現(xiàn)了原料資源的充分利用和效益最大化; 減菌化技術(shù)、在線無損檢測技術(shù)的研發(fā)不斷提升肉制品安全控制水平。我國通過低溫肉制品加工關(guān)鍵技術(shù)、傳統(tǒng)肉制品的工業(yè)化及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和西式發(fā)酵肉制品加工關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，提高了低溫肉制品、傳統(tǒng)肉制品和西式發(fā)酵肉制品產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量安全水平。 但是，目前我國肉類工業(yè)仍以初加工產(chǎn)品居多，精深加工產(chǎn)品比重較低，產(chǎn)品科技含量低，研發(fā)能

18、力不足。在食品加工高新技術(shù)的應(yīng)用、肉制品加工副產(chǎn)物綜合利用、傳統(tǒng)肉制品風(fēng)味品質(zhì)保持和穩(wěn)定化、加工過程中有害物控制等方面有待進(jìn)一步研究鄧富江“十二五”期間國家肉類工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告J.肉類研究，2010（8）:3-8。今后，我國肉制品研究發(fā)展建議如下：1）制品風(fēng)味形成機(jī)理及其風(fēng)味保持技術(shù)研究和加工工藝和裝備的完善，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)肉制品加工工程化、標(biāo)準(zhǔn)化，保證肉制品風(fēng)味品質(zhì)穩(wěn)定;2) 肉制品加工中高效安全品質(zhì)改良劑的研究開發(fā)及作用機(jī)理研究，包括綠色高效保水劑、著色劑以及低鹽低脂肉制品及其替代品的研究開發(fā); 3) 肉制品中的危害因子和潛在危害因子的產(chǎn)生規(guī)律及調(diào)控機(jī)理研究;4) 肉制品加工副產(chǎn)物的綜合開發(fā)

19、和利用研究; 5) 肉品減菌化技術(shù)和無損檢測技術(shù)研究。2.3谷物加工科學(xué)研究領(lǐng)域谷物加工業(yè)是農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、食品工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)和人類的生命產(chǎn)業(yè)。對谷物的利用已由原來的僅作為口糧轉(zhuǎn)化為深度加工和綜合利用，最大限度地發(fā)揮谷物的各項(xiàng)功能。國內(nèi)外研究者從基本的原料特性( 包括谷物的品種、質(zhì)量、各種理化成分對其加工品質(zhì)、食用品質(zhì)、衍生產(chǎn)品特性影響的研究) 出發(fā)，通過谷物組分與結(jié)構(gòu)研究、淀粉的糊化、老化與凝膠化特性研究、谷物的儲藏與品質(zhì)研究等途徑，借助超微粉碎、擠壓、蒸煮、超高壓、烘烤、發(fā)酵、微波、速凍等技術(shù)手段，開發(fā)各種適合本國的谷物食品。隨著生物工程和固定化酶技術(shù)的不斷進(jìn)步，在代謝學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、

20、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究成果基礎(chǔ)上，制備、設(shè)計(jì)出新型改性營養(yǎng)保健產(chǎn)品，使谷物資源的高效利用、延伸谷物加工產(chǎn)業(yè)鏈的目標(biāo)成為可能。目前國內(nèi)，主要開展不同谷物原料的成分構(gòu)成、協(xié)同影響與制品加工特性、品質(zhì)的關(guān)系研究，確定谷物中活性成分的生理功效。以抗性淀粉為代表的功能性保健食品、以脂肪替代品為代表的食品添加劑及配料等新型、適合市場需求的產(chǎn)品受到青睞; 生物面粉改良劑替代化學(xué)改良劑是大勢所趨。由于技術(shù)和設(shè)備的原因，全谷物食品、主食、工業(yè)化食品的生產(chǎn)和加工尚面臨著成本高、感官品質(zhì)不佳等問題。另外，全谷物中各種抗氧化成分的存在、在體內(nèi)的協(xié)同抗氧化機(jī)制以及生理功能有待闡明郭順堂.我國全谷物食品的開發(fā)及存在的問題J.北京工

21、商大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版,2012(30):11-16。今后，谷物加工科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1) 方便、功能性米制品的研究，營養(yǎng)健康型大米( 食品專用米、蒸谷米、營養(yǎng)強(qiáng)化米、發(fā)芽糙米、留胚米等) 及制品生產(chǎn)中涉及的營養(yǎng)、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等方面研究，為主食工業(yè)化提供理論支撐。2) 谷物品質(zhì)改良技術(shù)的研究，小麥品質(zhì)與面粉的流變學(xué)特性，以小麥面筋、非面筋凝膠和添加品質(zhì)改良劑的研究為基礎(chǔ)，研究面團(tuán)、冷凍面團(tuán)的加工特性，開發(fā)各種新型的面粉品質(zhì)改良劑。3) 谷物精深加工及傳統(tǒng)發(fā)酵食品的高效生物轉(zhuǎn)化，利用生物工程、酶工程技術(shù)開發(fā)不同功能性的米淀粉、米蛋白、高果糖、低聚糖、脂肪替代品; 解決工業(yè)化生產(chǎn)的米粉(

22、 米線)、方便面、米飯、饅頭、掛面、鮮濕面條等米面制品的保鮮問題;確定傳統(tǒng)發(fā)酵食品。使其具有保健療效中間產(chǎn)物的功能因子。4) 谷物加工副產(chǎn)物的綜合利用，研究谷物油脂的營養(yǎng)保健機(jī)理; 利用超細(xì)粉碎、復(fù)合酶解、高壓均質(zhì)等技術(shù)，研究谷物蛋白、活性多肽、抗性糊精、低聚糖、膳食纖維等功能性產(chǎn)品的保健功效。5) 谷物食品安全性的研究，谷物中危害物( 如農(nóng)藥殘留、重金屬、微生物等) 污染情況及遷移機(jī)理; 制修訂符合國情的谷物加工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和檢測方法標(biāo)準(zhǔn); 研究、建立具有溯源、監(jiān)測、預(yù)警、關(guān)鍵點(diǎn)控制的評估方法和監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)。2.4果蔬貯藏與加工科學(xué)研究領(lǐng)域近年來，國外利用番茄作為模式生物，以突變

23、體為材料，采用分子生物學(xué)的手段，研究了影響果蔬在成熟過程中品質(zhì)形成的關(guān)鍵因子及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。對在果蔬衰老過程中發(fā)揮重要作用的乙烯等植物激素的合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)行了深入研究，鑒定了乙烯合成的關(guān)鍵基因、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的大多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子、乙烯受體蛋白和下游靶基因。研究了病原菌和果蔬之間的互作效應(yīng)，得到了果蔬防衛(wèi)反應(yīng)的相關(guān)基因和信號分子。對果蔬在逆境條件下的生理反應(yīng)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了與果蔬抗冷性相關(guān)的膜蛋白吳忠紅，杜鵑，王剛霞，等.植物內(nèi)生菌在果蔬保鮮中的研究進(jìn)展J. 生物技術(shù)進(jìn)展，2013(6):399-402。發(fā)達(dá)國家在果蔬采后商品化處理方面技術(shù)成熟，冷鏈物流設(shè)施齊全。果蔬采后工業(yè)化程度高，經(jīng)切分加工后

24、可直接食用。果蔬加工新技術(shù)應(yīng)用廣泛，例如超高壓、高密度二氧化碳等非熱殺菌技術(shù)的應(yīng)用最大程度保持了果蔬的固有品質(zhì)。經(jīng)過多年的研究，我國已經(jīng)基本掌握了大宗水果貯藏的適宜條件。開發(fā)了一些新型植物源和微生物源防腐保鮮劑，然而要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要解決防病成本高，效果不穩(wěn)定等一系列問題。果蔬中功能因子的提取及體外抗氧化活性的研究有大量報道，卻仍缺乏對果蔬功能因子在體內(nèi)的作用靶點(diǎn)及其相關(guān)信號通路的深入究，尤其是果蔬品質(zhì)與功能因子之間的關(guān)系還不明確。我國果蔬冷鏈物流的系統(tǒng)研究才剛剛起步，果蔬采后商品化處理還比較薄弱。今后，果蔬貯藏與加工科學(xué)領(lǐng)域的研究方向建議如下:1） 應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)果蔬采后品質(zhì)形成和成熟衰

25、老規(guī)律的基礎(chǔ)研究，利用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)研究各調(diào)控因子之間的互作效應(yīng)，為果蔬保鮮新技術(shù)的開發(fā)奠定基礎(chǔ); 2) 利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，建立果蔬質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn); 3) 研究減壓、細(xì)胞間水結(jié)構(gòu)化氣調(diào)保鮮、負(fù)氧離子保鮮等貯藏保鮮新技術(shù)的作用機(jī)理及應(yīng)用條件; 4) 繼續(xù)開發(fā)低毒高效的綠色植物源和微生物源防腐保鮮劑，深入研究其作用機(jī)制; 5) 建立果蔬精準(zhǔn)貯藏體系及技術(shù)規(guī)程; 6) 構(gòu)建果蔬貯藏冷鏈物流的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化操作體系; 7) 發(fā)展控制鮮切果蔬褐變和微生物污染的新技術(shù)，加強(qiáng)果蔬采后商品化處理和加工裝備開發(fā)。3.新技術(shù)在食品科學(xué)與工程中應(yīng)用進(jìn)展 食品工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)

26、的重要支柱之一，是保障國家糧食和食物安全的基礎(chǔ)，同時也是承載著國民營養(yǎng)健康的民生產(chǎn)業(yè)。隨著當(dāng)前全球一體化趨勢、自然資源短缺與環(huán)境壓力、國際金融危機(jī)和人們對食品營養(yǎng)質(zhì)量與安全的廣泛關(guān)注，食品工業(yè)將面臨巨大的挑戰(zhàn)，高新技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用可以有效提高食品資源利用率和增值加工程度，實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，滿足人民群眾日益增長的物質(zhì)生活需求。3.1臨界萃取技術(shù)超臨界CO2流體萃?。⊿FE）分離過程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次

27、萃取出來。當(dāng)然，對應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的，所以超臨界CO2流體萃取過程是由萃取和分離過程組合而成的Shantilal Parmar,E. G. Hammond.  Hydrolysis of fats and oils with moist oat caryopsesJ. Journal of the American Oil Chemists Society . 1994 (8) 。超臨界CO2萃取的特點(diǎn)決定了其應(yīng)用

28、范圍十分廣闊。如在醫(yī)藥工業(yè)中，可用于中草藥有效成份的提取，熱敏性生物制品藥物的精制，及脂質(zhì)類混合物的分離；在食品工業(yè)中，啤酒花的提取，色素的提取等；在香料工業(yè)中，天然及合成香料的精制；化學(xué)工業(yè)中混合物的分離等Zygler A,Wasik A,Namiesnik J.Analytical methodologies foe determination of artificial sweeteners in foodstuffs. Trends in Analytical Chemistry . 2009。具體應(yīng)用可以分為以下幾個方面：1）從藥用植物中萃取生物活性分子，生物堿萃取和分離；2）來自不

29、同微生物的類脂脂類，或用于類脂脂類回收，或從配糖和蛋白質(zhì)中去除類脂脂類；3）從多種植物中萃取抗癌物質(zhì)，特別是從紅豆杉樹皮和枝葉中獲得紫杉醇防治癌癥；4）維生素，主要是維生素E的萃取；5）對各種活性物質(zhì)（天然的或合成的）進(jìn)行提純，除去不需要分子（比如從蔬菜提取物中除掉殺蟲劑）或“渣物”以獲得提純產(chǎn)品；6）對各種天然抗菌或抗氧化萃取物的加工，如羅勒、串紅、百里香、蒜、洋蔥、春黃菊、辣椒粉、甘草和茴香子等Tajkarimi M M,Ibrahim S A,Cliver D O.Antimicrobial herb and spice compounds in food. Food Control .

30、 20105 Tajkarimi M M,Ibrahim S A,Cliver D O.Antimicrobial herb and spice compounds in food. Food Control . 2010。3.2包接絡(luò)合法包接絡(luò)合法又稱分子包埋法，利用具有特殊分子結(jié)構(gòu)的壁材進(jìn)行包埋而成。如常用的-環(huán)糊精進(jìn)行分子包埋取得了令人滿意的效果。-環(huán)糊精是由7個吡喃型葡萄糖分子以-1，4-糖苷鍵連接成環(huán)狀化合物，其外形成圓臺狀，親水性基團(tuán)分布在表面而形成親水區(qū)，內(nèi)部的中空部位則分布著疏水性基團(tuán)(疏水中心)，疏水中心可與許多物質(zhì)形成包接絡(luò)合物將外來分子置于中心部位而完成包埋過程。包接絡(luò)合

31、法的方法較簡單，一般將環(huán)糊精配制成飽和溶液，加入等摩爾量的心材，混合后充分?jǐn)嚢?0min，即得到所需絡(luò)合物。對一些溶解度大的心材分子，其絡(luò)合物在水中的溶解度也比較大，可加入有機(jī)溶劑促使析出沉淀，對不溶于水的固體心材，需先用少量溶劑溶解后，再混入環(huán)糊精的飽和溶液中陳軼.淺談生物技術(shù)在現(xiàn)代食品工業(yè)中的應(yīng)用A. 湖北省、武漢市營養(yǎng)學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)會議論文匯編C. 2007。3.3膜分離技術(shù)微濾、超濾、納濾、反滲透大致的分離范圍及在食品工業(yè)中應(yīng)用膜（membrane separation）：利用具有一定選擇性透過特性的過濾介質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)的分離純化，是人類最早應(yīng)用的分離技術(shù)之一膜分離技術(shù)包含著非

32、常豐富的內(nèi)容，在生物分離領(lǐng)域應(yīng)用的膜分離技術(shù)主要包括：透析（Dialysis，DS）、微濾（Micro-filtration，MF）、超濾（Ultrafiltration，UF）、納濾（Nanofiltration，NF）反滲透（Reverse osmosis，RO）、電滲析（Electrodialysis，ED）和滲透汽化（Pervaporation，PV）等方法，而應(yīng)用最廣泛的是超濾和反滲透。超濾：超濾膜的孔徑為1nm到200nm（或更大），主要用于過濾含有大分子或微細(xì)粒子的溶液，使大分子或微細(xì)粒子從溶液中分的過程叫超濾。超濾的推動力是壓差，一般操作壓力0.1-1.0MPa，在溶

33、液側(cè)加壓，使溶劑透過膜，同時小分子的溶質(zhì)也可透過。不同孔徑的超濾膜可以分離不同相對分子質(zhì)量和形狀的大分子物質(zhì)，能截留蛋白質(zhì)、脂肪、葡萄糖、色素、果膠體、病毒等物質(zhì)。純水的透過速度一般為1m3/（·h）。在生物與生化產(chǎn)品分離研究中十分活躍高海生,劉建珍,李秀梅,等.高壓處理技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究。反滲透：利用反滲透膜對溶液施加壓力，克服溶劑的滲透壓，使溶劑通過反滲透膜從溶液中分離出來的過程稱之為反滲透。與超濾不同，在反滲透過程中反滲透膜選擇性的只能透過溶劑（通常2是水）而不使溶質(zhì)透過，截留所有可溶物（包括鹽、糖、離子等相對分子量大于150道爾頓的物質(zhì)），因此又稱脫水技術(shù)。反滲透的操

34、作壓力高達(dá)1.010MPa，純水透過流速一般為1m3/（m2·d）第六屆全國包裝與食品工程學(xué)術(shù)年會論文集C. 2002。3.4免疫檢測技術(shù)免疫檢測技術(shù)是21世紀(jì)初發(fā)展起來的將免疫反應(yīng)和現(xiàn)代測試手段相結(jié)合而建立的超微量測定的新技術(shù)，是基于抗原、抗體的特異性識別和結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法?，F(xiàn)代免疫檢測技術(shù)主要包括分子印跡技術(shù)、流動注射免疫分析、免疫傳感器技術(shù)及多組分免疫分析等方法。Ferrer等利用分子印跡聚合物固相萃取水樣和土壤中氯三嗪農(nóng)藥，回收率為80%，最低檢測量0.05ug/L-0.2ug/L。Tahir等采用電化學(xué)免疫傳感器技術(shù)檢測大腸桿菌0157:H7，可以在10 

35、min內(nèi)完成分析，檢測精度可達(dá)10cfu/mLFang L,Jiang B,Zhang T.Effect of combined high pressure and thermal treatment on kiwifruit peroxidase. Food Chemistry . 2008。4.食品科學(xué)研究中存在的問題4.1轉(zhuǎn)化增值能力較低我國食品科學(xué)研究存在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化增值能力較低的問題。如農(nóng)業(yè)是食品業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),農(nóng)產(chǎn)品加工程度決定食品行業(yè)的規(guī)模和競爭力。先進(jìn)國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)值比例為13,而我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)值比例為10.5;先進(jìn)國家深加工用糧占糧食總產(chǎn)量比重為70%,我國

36、為深加工用糧占糧食總產(chǎn)量比重僅為8%。4.2行業(yè)整體技術(shù)水平低,裝備水平不高我國食品行業(yè)整體技術(shù)水平偏低,裝備技術(shù)水平不高,關(guān)鍵技術(shù)裝備自主創(chuàng)新率低,對外依存度高(如高速造紙機(jī)、高速卷煙機(jī)、高速灌裝機(jī)等),從而使輕工食品行業(yè)急需節(jié)能降耗。目前我國輕工食品行業(yè)的能源消耗、水耗情況如下：食品行業(yè)(味精、食用酒精、檸檬酸)我國食品行業(yè)中味精、食用酒精、檸檬酸的平均能耗、水耗情況如下：以淀粉為原料的味精廠平均能耗為1.9t標(biāo)煤/t產(chǎn)品,以大米為原料的味精廠平均能耗為1.98t標(biāo)煤/t產(chǎn)品,檸檬酸廠平均能耗為1.87t標(biāo)煤/t產(chǎn)品,酒精廠平均能耗為0.72t標(biāo)煤/t產(chǎn)品。以淀粉為原料的味精廠平均水耗為1

37、05m3/t產(chǎn)品,以大米為原料的味精廠平均水耗為115m3/t產(chǎn)品,以玉米為原料的檸檬酸廠平均水耗為40m3/t產(chǎn)品,以木薯為原料的檸檬酸廠平均水耗為43m3/t產(chǎn)品;酒精廠平均水耗為100m3/t產(chǎn)品(其中冷卻水70m3/t產(chǎn)品)。4.3企業(yè)規(guī)模小,行業(yè)集中度不高我國食品行業(yè)的企業(yè)規(guī)模小,小企業(yè)較多,行業(yè)集中度不高。例如味精行業(yè),全國擁有味精企業(yè)100多家,其中只有7家年產(chǎn)能力達(dá)10萬t以上,占總產(chǎn)量的85%柳曼曼.食品加工企業(yè)綠色競爭力問題研究D. 天津財(cái)經(jīng)大學(xué) 2008。5.食品科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展趨勢展望今后相當(dāng)長一段時期，我國食品學(xué)科將呈現(xiàn)長期持續(xù)快速增長態(tài)勢。概括起來：一是發(fā)展食品

38、學(xué)科已成為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特別是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的重要內(nèi)容。加快發(fā)展食品學(xué)科是現(xiàn)階段推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要帶動力量；二是通過加速培育發(fā)展以農(nóng)產(chǎn)品為原料加學(xué)科及食品學(xué)科，積極調(diào)整對食物與人體健康、食物資源、食品加工基本過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為推動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、緩解就業(yè)壓程的認(rèn)識和重大的安全、健康、環(huán)境、生態(tài)等問題的解決，并非單一學(xué)科和傳統(tǒng)手段所能完成，因而加強(qiáng)學(xué)科間的交叉、滲透來解決重大科學(xué)問題是當(dāng)今食品領(lǐng)域的基本特點(diǎn)。正是由于在許多重要的交叉點(diǎn)上蘊(yùn)含著更多的突破機(jī)會和新的生長點(diǎn)，將促使食品領(lǐng)域發(fā)生重大革命性的進(jìn)步。而這些新的優(yōu)勢生長點(diǎn)往往會被部署國家重大項(xiàng)目的預(yù)研究或者研究工作。從目前食品學(xué)科內(nèi)各個高校院所申請的國家項(xiàng)目以及完成情況看，在本領(lǐng)域的合作較多，跨領(lǐng)域甚至是加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求；五是發(fā)展食品學(xué)科，跨學(xué)科的合作較少。事實(shí)上，許多國家重要研究任務(wù)往往跨越基礎(chǔ)研究與高新技術(shù)研究等多個領(lǐng)域。因此，在本學(xué)科未來發(fā)展應(yīng)該重視學(xué)科交叉，重視跨領(lǐng)域研究合作，合理銜接國家重大科研任務(wù)，以突破領(lǐng)與工程學(xué)科在未來的發(fā)展趨勢上應(yīng)該主要側(cè)重的幾個方面包括： 5.1 面向國家戰(zhàn)略需求，加強(qiáng)原始創(chuàng)新目前，人類面臨