食品高新技術(shù)的范疇

食品高技術(shù)的范疇分類：1、依據(jù)加工的原料分：糧食加工工藝、油脂加工工藝、發(fā)酵工藝、軟飲料加工工藝等。2、依據(jù)加工單元操作分：粉碎技術(shù)、加熱技術(shù)、低溫技術(shù)、分散技術(shù)、成型技術(shù)、生物技術(shù)、材料工藝等。3、依據(jù)包裝技術(shù)特點分：真空包裝技術(shù)、充氣包裝技術(shù)、防潮包裝技術(shù)、緩沖包裝技術(shù)、防氧化包裝技術(shù)、無菌包裝技術(shù)及其他特種包裝技術(shù)等。本書中，主要從超微粉碎技術(shù)、食品冷凍技術(shù)、食品分別技術(shù)、殺菌技術(shù)、包裝技術(shù)、食品質(zhì)構(gòu)調(diào)整技術(shù)、食品生物技術(shù)等幾個領(lǐng)域來闡述這些高技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用第一章食品生物技術(shù)第一節(jié)生物技術(shù)概述一、生物技術(shù)的定義〔一〕Biotechnology術(shù)語的誕生1919年一位匈牙利農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學(xué)家KarlEreky首創(chuàng)了“Biotechnology”一詞。目的：表達一切用生物轉(zhuǎn)化手段進展生產(chǎn)的概念，并說明生物學(xué)與技術(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系?！捕硣H應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會的定義〔1982〕的技術(shù)。三〕國際經(jīng)濟合作及進展組織的定義〔1982〕生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)和工程學(xué)的原理，依靠生物催化劑(酶或活細胞)的作用對物料進展加工，以供給產(chǎn)品為社會效勞的技術(shù)。組織或酶，進展生物合成、生物轉(zhuǎn)化或生物降解，在最適宜的條件下生產(chǎn)有價值的產(chǎn)物或進展有益過程的技術(shù)。二、生物技術(shù)的進展傳統(tǒng)生物技術(shù)：釀造技術(shù)和發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)代生物技術(shù)：①重組DNA技術(shù)及其他轉(zhuǎn)基因技術(shù)；②細胞和原生質(zhì)融合技術(shù)；③酶和細胞固定化技術(shù)；④植物脫毒和快速生殖技術(shù)；⑤動物和植物細胞大量培育技術(shù)；⑥動物胚胎工程技術(shù)；⑦現(xiàn)代微生物發(fā)酵技術(shù)⑧現(xiàn)代生物反響工程和分別工程；⑨蛋白質(zhì)工程；⑩分子進化工程三、生物技術(shù)的構(gòu)成基因工程細胞工程酶工程蛋白質(zhì)工程發(fā)酵工程〔一〕基因工程主要原理：以分子遺傳學(xué)為根底，利用人工方法把生物的遺傳物質(zhì)分別出來，在體外進展切割、拼接和重組。然后將重組的DNA導(dǎo)入某種宿主細胞中，從而轉(zhuǎn)變它們的遺傳性質(zhì)。這種制造生物并賜予生物以特別功能的過程稱為基因工程。1982年，美國食品與藥物治理局批準(zhǔn)了首例基因工程產(chǎn)品——人胰島素投放市場——它標(biāo)志了基因工程產(chǎn)品正式進入到商業(yè)化階段轉(zhuǎn)基因牛魚〔二〕細胞工程獲得某些有用的物質(zhì)的過程。它包括了動物和植物細胞的體外大量培育技術(shù)、細胞融合技術(shù)(也稱細胞雜交技術(shù))、細胞拆分、染色體工程和生殖生物學(xué)技術(shù)等。應(yīng)用于糧食與蔬菜生產(chǎn)河南省農(nóng)科院培育的小麥品種，具有抗倒伏、抗銹病、抗白粉病等優(yōu)良性狀在蔬菜引種與繁育、品種的種性提純與復(fù)壯、育種過程的某些中間環(huán)節(jié)，植物細胞工程技術(shù)大有作為〔三〕酶工程是指利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能，或?qū)γ笜?gòu)造進展修飾改造，并借助于生物反響器和工藝優(yōu)化過程，有效地發(fā)揮酶的催化特性來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的技術(shù)。它包括酶固定化技術(shù)、細胞固定化技術(shù)、酶化學(xué)修飾技術(shù)和酶反響器設(shè)計等技術(shù)〔四〕蛋白質(zhì)工程將干擾素分子上的一個半胱氨酸轉(zhuǎn)變成絲氨酸可在-70℃的條件下保存半年蛋白質(zhì)工程使蛋白質(zhì)的構(gòu)造功能發(fā)生變化，產(chǎn)生符合人們所需的蛋白質(zhì)或酶。蛋白質(zhì)改造類型1、大改：制造自然界不存在的全蛋白質(zhì)。2、中改：在蛋白質(zhì)分子中替代一個肽段。3、小改：改造蛋白質(zhì)分子的幾個氨基酸〔五〕發(fā)酵工程利用微生物生長速度快、生長條件簡潔以及代謝過程特別等特點，在適宜條件下，通過現(xiàn)代酵工程，也稱微生物工程。它包括了微生物生長動力學(xué)，發(fā)酵條件的優(yōu)化和掌握，生化反響器的設(shè)計以及產(chǎn)品的分別、提取和精制等技術(shù)。四、生物技術(shù)各構(gòu)成成分之間的關(guān)系在現(xiàn)代生物技術(shù)中基因工程是核心技術(shù)細胞工程中的動物和植物細胞大量培育技術(shù)原理類似于發(fā)酵工程。酶工程是從發(fā)酵工程中分別出來的一局部蛋白質(zhì)工程是酶工程中酶的分子修飾同基因工程相結(jié)合的產(chǎn)物五、現(xiàn)代生物技術(shù)的前景〔一〕現(xiàn)代生物技術(shù)對人類生活的影響疾病診斷、預(yù)防；提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量；開發(fā)藥物；食品添加劑；制造優(yōu)良家畜；凈化環(huán)境；增加食物養(yǎng)分；解決能源危機等?！捕超F(xiàn)代生物技術(shù)對經(jīng)濟社會進展及環(huán)境的影響1、生物技術(shù)與糧食——提高產(chǎn)量、品質(zhì)哪種大米更有益身體安康？一般大米實際上不是“安康食品”以大米為主食的人，易患鐵缺乏癥而導(dǎo)致貧血轉(zhuǎn)基因水稻AA缺乏癥解決鐵吸取的問題，往“金大米”中再轉(zhuǎn)入三種基因：一種是來自真菌的酶基因，這種酶能夠把肌醇六磷酸降解掉；一種是來自菜豆的鐵蛋白基因，鐵蛋白能夠儲存鐵；還有一種是來自印度香米的基因，它生產(chǎn)的蛋白質(zhì)有助于人的腸道吸取鐵。2、抗性基因工程育種轉(zhuǎn)基因抗蟲農(nóng)作物：煙草、番茄、馬鈴薯、棉花、玉米等。美國斯坦福大學(xué)把仙人掌基因?qū)胄←湣⒋蠖沟茸魑?，育成抗旱、抗逆的品種。我國已克隆了耐鹽堿相關(guān)基因，通過遺傳轉(zhuǎn)化已獲得了耐鹽煙草、水稻、西紅柿、草莓等。1990年，美國利用生物技術(shù)，合成蘇云金芽孢桿菌〔Bt〕殺蟲基因，導(dǎo)入棉花獲得抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花3生物技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用主要應(yīng)用在食品生物資源的改造、提高食品品質(zhì)和改善食品風(fēng)味、油脂生產(chǎn)以及食品衛(wèi)生檢測等。不是僅僅解決糧食問題,更重要的是，滿足人們對食物感官舒適、養(yǎng)分豐富、功能全面的完善要求。其次節(jié)食品生物技術(shù)概述一、食品生物技術(shù)的定義程，以提高人類生活質(zhì)量的科學(xué)二、食品生物技術(shù)的根本特征改進食品原料的工品質(zhì)的基因、生產(chǎn)高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品、制造食品添加劑、植物和動物細胞的培育以及與食品加工和制造相關(guān)的其他生物技術(shù)，如酶工程、蛋白質(zhì)工程等。三、食品生物技術(shù)的爭論內(nèi)容和應(yīng)用范圍通過基因工程和細胞工程改善食品原料的品質(zhì)和提高產(chǎn)量利用基因工程、發(fā)酵工程生產(chǎn)用于農(nóng)產(chǎn)品保鮮的“綠色”抗氧化劑、防腐劑等。通過基因工程、發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程使食品加工工藝高效化，提高食品附加值，提高農(nóng)產(chǎn)品利用率，以及提高食品的保健功能。通過酶工程處理廢棄物，提高資源的利用率并削減環(huán)境污染。量和安全性四、現(xiàn)代食品生物技術(shù)的作用主要表現(xiàn)在兩方面：〔一〕現(xiàn)代食品生物技術(shù)對人類安康和養(yǎng)分的影響?！捕超F(xiàn)代食品生物技術(shù)對經(jīng)濟進展和環(huán)境的影響?zhàn)B分品質(zhì)生物技術(shù)提高食品的養(yǎng)分品質(zhì)方面取得了很大成就，生產(chǎn)出了被人們譽為“人造肉”的單細胞蛋白；同樣，生物技術(shù)的提高食品的色、香、味、形等品質(zhì)以及食品衛(wèi)生方面也取得了重大進展。L—蘋果酸是國際儀器界公認的安全性食品添加劑型鮮味劑：烏苷酸和肌苷酸生物技術(shù)在食品檢測方面的作用法、放射免疫分析法、單克隆抗體法、DNA探針法。生物技術(shù)在食品脫毒方面的作用用微生物處理法能夠脫去菜籽、芥籽、蘿卜籽中的糖苷，并能增加這些油料的香味、提高氨基酸的含量；在豆制品中添加一種酶可以脫去食后能引起胃漲氣、嘔吐、腹瀉的寡糖這一毒物。酶技術(shù)在食品加工中發(fā)揮著巨大作用酶技術(shù)可以使肉類嫩化；奶粉添加卵清溶菌可以防止嬰兒腸道感染，起到彌補牛奶中成分欠佳之缺乏；乳品加工時添加適量的脂肪酶可增加黃油的香味；將牛奶用乳糖酶處理，可將乳糖分解為可吸取的有用物質(zhì)；制作面包時添加酶可以使面包的氣孔細小且均勻分布、體積大、彈性好、色澤佳；在釀制啤酒時，參加中性蛋白酶可分解原料中的蛋白質(zhì)，到達增加麥芽汁中氨基酸含量的目的；在白酒生產(chǎn)中承受糖化酶代替曲可提高出酒率，節(jié)約糧食，簡化設(shè)備，節(jié)約占地。第三節(jié)發(fā)酵工程技術(shù)一、發(fā)酵技術(shù)的進展概況世紀(jì)中葉，巴斯德宣揭露酵是微生物作用的結(jié)果。其后，科赫建立了微生物單種分別和純培育的技術(shù)——食品發(fā)酵的技術(shù)的第一個轉(zhuǎn)折點世紀(jì)40年月，建立了通風(fēng)攪拌培育技術(shù)，好氧性發(fā)酵工程技術(shù)成為發(fā)酵技術(shù)進展的其次個轉(zhuǎn)折點。2050點。2060年月，將化學(xué)合成與微生物發(fā)酵有機地結(jié)合起來的工程技術(shù)建立形成了發(fā)酵技術(shù)進展的第四個轉(zhuǎn)折點2070年月進展起來的DNA重組技術(shù)，又大大推動了發(fā)酵技術(shù)的進展。一、什么是發(fā)酵、釀造1、發(fā)酵及發(fā)酵工業(yè)Fermentationferver廣義——通過微生物的培育使某種特定代謝產(chǎn)物或菌體本身大量積存的過程。狹義——厭氧微生物或兼性厭氧微生物在無氧條件下進展能量代謝并獲得能量的一種方式。業(yè)。如酒精、抗生素、檸檬酸、氨基酸、酶、維生素、某些色素等。2、釀造(brewing)和釀造工業(yè)釀造(brewing)參與的一種自然發(fā)酵釀造工業(yè)：經(jīng)自然培育、不需提煉精制、產(chǎn)品由簡單成分構(gòu)成并對風(fēng)味有特別要求的食品或調(diào)味品的生產(chǎn)過程。如黃酒、白酒、清酒、葡萄酒、醬油、醋、腐乳、豆豉、面醬等。不同民族文化背景下產(chǎn)生不同發(fā)酵食品英國的Whisky荷蘭的Cheese 俄國的黑面包〔大臉面包〕德國的啤酒中國的白酒日本的清酒法國的香檳二、食品發(fā)酵中微生物的利用(一)發(fā)酵食品中細菌的利用1、乳酸菌發(fā)酵種類：有球狀、桿狀等等，代謝類型：異養(yǎng)厭氧型。一般生長發(fā)育的最適溫度為26～30℃。發(fā)酵類型：按對糖發(fā)酵特性的不同，可分為同型發(fā)酵和異型發(fā)酵蔬菜的乳酸發(fā)酵過程酸奶由優(yōu)質(zhì)鮮乳經(jīng)脫脂、消毒后，參加乳酸發(fā)酵菌劑，經(jīng)過發(fā)酵而制成的。菌種有：保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌等。一般承受兩種以上的混合菌種，在肯定的溫度下經(jīng)過12～48h的發(fā)酵過程后，乳液1%左右，并具有特別的風(fēng)味。醋酸菌發(fā)酵醋酸發(fā)酵是利用醋酸桿菌進展的有氧發(fā)酵。醋酸發(fā)酵條件：發(fā)酵液一般保持在30℃左右的溫度。發(fā)酵原液經(jīng)過過濾、蒸煮殺菌后，再稀釋至2%～3%的醋酸濃度，調(diào)味后，即為食用醋。(二)發(fā)酵食品中酵母菌的利用1、酵母菌生產(chǎn)飲料酒2、酵母菌生產(chǎn)面包〔三〕霉菌的利用1、毛霉、根霉、紅曲霉生產(chǎn)腐乳。2、米曲霉生產(chǎn)醬油三、發(fā)酵保藏的原理利用能形成酒精和酸的微生物生長并進展陳代謝活動，抑制脂解菌和朊解菌的活動。將封閉在不易消化物質(zhì)構(gòu)成的植物構(gòu)造和細胞內(nèi)的養(yǎng)分物素釋放出來，增加食品的養(yǎng)分價值。在食品發(fā)酵后，其原來的色澤、外形、風(fēng)味可按著人們的意愿去轉(zhuǎn)變。四、食品發(fā)酵的一般工藝過程〔一〕發(fā)酵原料的選擇及預(yù)處理〔二〕微生物菌種的選育及擴大培育〔三〕發(fā)酵設(shè)備選擇及工藝條件掌握〔四〕發(fā)酵產(chǎn)物的分別提取〔五〕發(fā)酵廢物的回收和利用菌種〔凍干、斜面〕 發(fā)酵原料↓ ↓活化