10.第十章 食品工程新技术
《食品工程高新技术》课件
目录
• 食品工程高新技术概述 • 食品冷冻与冷藏技术 • 食品干燥技术 • 食品杀菌技术 • 食品工程高新技术展望
01
食品工程高新技术概述
高新技术在食品工程中的应用
真空冷冻干燥技术
用于食品脱水，保持食品原有 形状、色泽和营养成分。
微胶囊技术
将食品成分或添加剂微胶囊化 ，改善食品品质、延长保质期 。
THANKS
感谢观看
05
食品工程高新技术展望
未来食品工程高新技术的发展方向
生物技术
纳米技术
利用基因编辑技术、合成生物学等手段， 研发新型食品原料和加工技术，提高食品 质量和安全性。
将纳米材料和纳米技术应用于食品包装、 保鲜和加工过程中，提高食品的保质期和 口感。
信息技术
环保技术
利用大数据、物联网、人工智能等技术， 实现食品生产、加工和销售的智能化和信 息化，提高生产效率和产品质量。
03
食品干燥技术
食品干燥技术原理
去除水分
01
食品干燥技术主要是通过去除食品中的水分，以延长食品的保
质期和保存食品的原有品质。
热能利用
02
食品干燥技术通常利用热能将食品中的水分蒸发，并通过气流
将水蒸气排出，从而达到干燥食品的目的。
品质保持
03
在食品干燥过程中，应尽量保持食品的原有品质，如颜色、口
感、营养成分等。
产业链的完善。
促进产业升级和转型
高新技术在食品工程中的应用，可以 推动产业升级和转型，提高产业整体 竞争力。
增强国际竞争力
通过高新技术应用，提高我国食品在 国际市场的竞争力，促进出口增长。
02
食品冷冻与冷藏技术
食品工程高新技术整理
第一章膜分离1、膜分离 ----“利用膜进行物质的分离”。
2、分类（按推动力分）：压力驱动----反渗透，纳滤，超滤，微滤；电场作用----电渗析；浓度差----透析/渗透，液膜分离3、特点：1. 分离过程不发生相变化，能耗低。
2. 分离过程在常温下进行，适用于热敏物质。
3. 适用范围广，（例如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等）。
4. 分离装置简单，操作容易，易自控、维修。
4、反渗透利用膜只透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过膜而从溶液中分离出。
（例如：海水和苦咸水的脱盐，纯水制造，液体的浓缩，等）5、纳滤：用孔径1nm左右的膜，在压力差的推动下，将溶液中的百级的分子等分离出来的过程。
（例如，工业水处理，天然药物分离，发酵液浓缩等）6、超滤：应用孔径1-20nm（或更大）的超滤膜，在压力差的推动下，将溶液中的大分子或微细粒子分离出来的过程。
（例如：母乳化牛奶的生产中，乳清蛋白的分离。
）7、微滤：用孔径0.02-10m的多孔膜在压力差作用下分离含有微粒的溶液/气体的过程。
（例如，空气净化，清汁饮料的生产，常作为超滤等过程的前处理。
）8、电渗析：在外加电场的作用下，利用离子交换膜对离子的选择透过性而使溶液中的带电离子与溶剂有选择性地分离的过程。
（例如：乳清的脱盐，氨基酸的分离，去离子水的生产，等。
）9、透析：是利用膜两侧的浓度差从溶液中分离出小分子物质的过程。
（例如：慢性肾脏病患者的治疗。
）10、液膜分离：是使用液膜进行分离操作的，施加于液膜的推动力是浓度差，液膜分离的本质是依赖于膜内溶解度的不同并伴有化学反应的参与而使物质分离的过程。
（例如：废水处理）11、膜的使用寿命影响因素（1）水解作用（2）膜的压实（3）膜的污染控制（1）选择合适的膜（2）控制操作条件（3）定期清洗与消毒柠檬酸溶液----对Fe(OH)2的污染；柠檬酸铵溶液----对有机污垢或无机污垢；加酶洗涤剂----对蛋白质、多糖、油脂类污染物；水溶性乳化液----对被油或氧化铁污染的膜；双氧水溶液----对被排放水污染的膜，等等。
食品科学中的新技术和新品种
食品科学中的新技术和新品种食品科学是集生物学、化学、物理等多个学科于一体的综合性学科，它的主要目的是研究食品的生产、加工、质量、安全及营养价值等方面的问题。
在现代社会中，随着科学技术的不断进步和食品安全问题的日益严峻，对食品科学的研究也越来越受到人们的关注。
本文将对近年来食品科学中的新技术和新品种进行介绍和分析。
一、新技术1.高压处理技术高压处理技术是利用高压力使食品受到压缩和扩张，从而改变食品中的物理和化学性质的一种技术。
在高压力下，食品中的微生物、酶和其他活性物质会失活或被抑制，从而延长食品的保质期和改善食品的品质。
现在，高压处理技术已经广泛应用于肉类、海产品、蔬菜、果汁、奶制品等食品的保鲜和杀菌处理中。
2.纳米技术纳米技术是指将物质从宏观到微观尺度转化的一种技术。
在食品科学中，纳米技术可以被用于改善食品的口感、质地、营养素释放和稳定性等方面。
例如，将纳米颗粒加入到食品中，可以有效减少食品中的脂肪和糖分，从而控制食品的卡路里和甜度。
此外，还可以利用纳米技术制备纳米胶囊，将营养素包裹在内，防止其受到氧化和光照的危害，从而延长食品的保质期和提高营养价值。
3.膜技术膜技术是一种将物质通过膜分离、浓缩和提纯的技术。
在食品科学中，膜技术可以被用于分离和过滤食品中的固体、液体和气体等成分，从而改善食品品质和降低成本。
例如，可以利用超滤膜将乳清分离出乳蛋白，从而降低乳制品的成本并增加蛋白质含量。
此外，膜技术还可以用于浓缩食品中的营养素和香料，提高其品质和口感。
二、新品种1.基因改良食品基因改良食品是通过将某些特定基因从一种物种或生物体中移入另一种物种或生物体中，从而改变其遗传性状的一种食品。
在食品科学中，基因改良技术可以被用于改良食品的产量、营养和抗病性等方面。
例如，通过在玉米中加入一种杀虫基因，可以减少玉米对虫害的侵袭，提高产量和质量。
但是，基因改良技术也存在一定的争议和危险性，因此其应用需要更加谨慎和规范。
《食品加工新技术》课件
绿色、环保
跨界融合
随着环保意识的提高，新型 食品加工技术将更加注重环 保和可持续发展，减少对环
境的负面影响。
新型食品加工技术将与生物 技术、信息技术等领域进行 跨界融合，开拓更广阔的应
用领域和发展空间。
05
新型食品加工技术案例分析
真空技术在食品加工中的应用案例
01
02
03
04
真空技术原理
如脉冲紫外光、电子束、伽马射线等 ，这些技术可以有效地杀灭食品中的 微生物，延长保质期。
食品加工新技术发展历程
20世纪末至21世纪初
随着科技的不断进步，食品加工新技术开始受到广泛关注和研究 。
21世纪初至今
各种食品加工新技术逐步应用于实际生产，提高了食品加工的效率 和品质。
目前
随着人们对食品安全和环保意识的提高，食品加工新技术正朝着更 加高效、安全和环保的方向发展。
通过降低环境气压，减少氧气 含量，抑制微生物生长，延长
食品保质期。
应用案例
真空包装、真空干燥、真空冷 却等。
优势
延长食品保质期，保持食品新 鲜度和口感，减少食品浪费。
案例分析
某品牌肉制品采用真空包装技 术，有效延长了产品保质期，
提高了消费者满意度。
微胶囊技术在食品加工中的应用案例
微胶囊技术原理
通过微胶囊化将液体、气体或 固体包裹在微小囊膜中，实现 保护、控制释放和掩蔽等功能
提高果蔬加工效率，延长保质期，增加产品附加值。
详细描述
新型食品加工技术如超高压、脉冲电场、超声波等在果蔬加工中应用广泛，可 提高加工效率，同时保持果蔬的营养成分和口感，延长保质期，为果蔬加工产 品带来更高的附加值。
在粮油加工中的应用
食品科学中的新型食品加工技术
食品科学中的新型食品加工技术食品市场发展迅速，不断有新品种和新工艺的食品加工技术问世，其中不乏新型食品加工技术。
在过去，传统的工艺流程带来了诸多问题，比如食品加工过程中可能损失营养成分，加工过程时间长，品质难以保证等等。
新型食品加工技术则能够解决这些问题，提升食品的品质和营养价值，同时还能提高食品的产量和生产效率。
下面将会介绍几种典型的新型食品加工技术。
一、微波技术微波是一种高频率的电磁波，常被用于加热和干燥食品。
微波不仅能够加快食品加热速度，也能够在短时间内实现食品的杀菌和灭菌。
这种加热技术的优点在于能够保持食品的营养成分，同时也减少了加工过程中的时间和能耗。
微波辅助萃取技术也是一种相对较新的技术，它能够对含有活性物质的植物提取物进行高效提取。
相比于传统的提取技术，微波萃取技术更加快速、高效和节能。
这种技术在提取茶叶、花草、中药等方面应用广泛。
二、高压处理技术高压处理技术是一种能够提高食品生产效率和控制微生物生长的新型加工技术。
通过将食品置于高压容器中，在经过一定时间的高压处理后，可以使细菌和病毒被杀死，从而达到食品的杀菌和灭菌作用。
此外，高压处理技术还能够改变食品的外观、质地和口感，使得食品更加可口。
这种加工技术在腌制蔬菜、水果和肉类食品等方面有很广泛的应用前景。
三、超声波技术超声波技术是一种通过高频声波来进行食品加工的新型技术。
相比于传统加工技术，超声波技术更加快速和高效，同时对于保护食品的营养成分也有很好的效果。
超声波技术可以用于液态食品的搅拌、混合和乳化，甚至是在咖啡和啤酒等饮料的生产中也有很好的应用。
此外，在蔬菜和水果的清洗和加工过程中，超声波技术也有很好的优势。
四、纳米技术纳米技术是一种能够将物质粒度压缩至纳米级别的加工技术。
在食品加工领域，纳米技术能够用于食品成分的分离和纯化，同时还能够提高食品的口感和品质。
纳米营养素也是纳米技术的一个重要应用方向。
可以通过纳米颗粒对含有营养成分的食品加工成纳米颗粒，这样能够提高营养成分的生物利用率。
食品工业新技术
膜——两相之间的一个不连续区间
食品工业新技术
5、膜分离技术 （Membrane separation technique ）
依据其孔径的不同（或截留分子量） 微滤膜
超滤膜
纳滤膜 反渗透膜 根据材料的不同 无机膜：陶瓷膜、金属膜
有机膜：醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物
食品工业新技术
5、膜分离技术 （Membrane separation technique ）
（ultra high temperature sterilization and aseptic package ）
(2)无菌包装
康美包
食品工业新技术
7、食品超高压技术 (superhigh pressure technique)
将食品原料包装后密封于超高压容器中, 在 静高压(100～1000MPa)下加工一定时间, 使食品中 的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失活、 变性和糊化, 并杀死食品中的微生物, 从而达到灭 菌、保藏和加工的目的 只影响食品组成中的非共价键, 而共价键不 发生变化, 所以能较好地保持食品固有的营养品 质、质构、风味、色泽和新鲜度
膜分离优点
常温——有效成分损失少，适用热敏性物质，如抗生素等医 药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩 无相态变化——保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸 发浓缩或冷冻浓缩的1/3----1/8
无化学变化——典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加 剂，产品不受污染
选择性好——可在分子级内进行物质分离
100-1000例先天性弓浆虫病 28000
食品工业新技术
1、食品辐照技术（food irradiation technique）
食物发芽的辐照抑制：马铃薯、洋葱、大蒜 食物成熟期的辐照延缓：延缓果实跃变期 酒类催陈
食品工程高新技术重点
第一章1、粉碎：利用机械力克服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操作。
2.物料粉碎的目的：1有利于不同物料的均匀混合2.选择性破碎，以分别进行不同成分的利用，提出或分离3.破坏细胞壁结构，便于胞内产物的排出4.增大比表面积，提高烘干效率，扩大食物与消化液的接触面积，提高食物的消化效率2.开路系统，一次性粉碎后卸出物料全部作为制成品，优点是，工艺流程简单，设备少，工程投资小，维护管理简单，缺点是，产品粒度不均匀，效率低3粉碎形式挤压，击碎，折断，磨碎，劈碎3.物料的力学性质：硬度，强度，脆性，韧性2、物料粉碎时收到的作用力：挤压力、冲击力、剪切力3、粉碎至少需要量方面能量：变形能、表面能4、锤式粉碎原理：利用高速旋转的垂头产生强大的冲击力，以及受垂头离心力作用冲向内壁产生的冲击、摩擦和剪切力，和颗粒间相互强烈的冲击、摩擦和剪切等作用力将物料粉碎成微细粒子5、球磨机粉碎原理：当罐转动时物料借圆球落下时的撞击劈裂作用及球与罐壁间、球与球之间的研磨作用而被粉碎6、转辊粉碎原理;利用两个做差速转动的转辊表面之间产生摩擦、挤压或剪切作用力进行研磨粉碎7、气流粉碎原理：利用蒸汽空气或其他气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高速的湍流和能量装换流，物料颗粒在高能气流作用下悬浮输送，相互发生剧烈的冲击、碰撞和摩擦，加上高速喷射气流对颗粒的剪切、冲击作用，使得物料颗粒间得到充分研磨而粉碎成细小粒子8.振动磨原理，利用球形或棒型研磨介质作高频震动时产生的冲击，摩擦和剪切等作用力，来实现对物料颗粒的超微粉碎，并同时起到混合分散作用8、均质机工作原理：（1）剪切：在液体物料高速流动时，若突然遇到狭窄的缝隙，就会造成极大的速度梯度，产生大的剪切力使物料破碎（2）冲击：液体物料与均质阀产生高速撞击作用，从而将脂肪球等撞击成细小的微粒（3）空穴：液体在高速流经均质阀缝隙处时产生巨大的压力降，当压力降低到液体的饱和蒸汽压时，液体开始沸腾并开始气化，产生大量气泡。
食品科学中的新技术与新材料
食品科学中的新技术与新材料食品科学中新技术与新材料的应用随着全球化和科技进步的加速，食品科学技术不断创新，迎来了新的发展机遇。
新技术和新材料的应用在食品保鲜、营养增强、品质改善方面取得了可喜的成果。
在本文中，我们将探讨新技术和新材料在食品科学中的应用，包括食品真空包装技术、纳米技术、先进的食品分析技术和生物活性物质的研究，以及其他一些重要的进展。
一、食品真空包装技术食品真空包装技术是近年来十分受欢迎的一种食品保鲜技术。
其主要原理是将食品放在密封的袋子或容器中，吸出里面的氧气和其他气体，既可以延长其保鲜期，也可以防止食品腐败。
这种技术在许多食品行业中应用广泛，如坚果、肉类、奶酪、水果等。
此外，与纯氧大气包装技术相结合，可以提高食品保鲜效果。
二、纳米技术纳米技术是一种在纳米级别上制造、处理和应用材料的技术，可以改善食品的外观、口感、滋味、抗氧化性、营养价值、保质期等方面。
其中，纳米粒子的应用在食品领域中一直是一个热门的话题。
纳米颗粒对食品的黏度、稳定性、可溶性和抗氧化性能等方面有积极影响。
此外，纳米材料还有可能被用于利用食品废弃物的再循环利用。
三、先进的食品分析技术和生物活性物质的研究最近的研究表明，许多食品中存在的生物活性物质具有丰富的营养和保健功能。
这些生物活性物质包括多种维生素、矿物质、多酚类、菌种等。
先进的食品分析技术对生物活性物质的研究和检测至关重要。
针对不同的生物活性物质可以采用不同的检测方法，如高效液相色谱法、气相色谱法和质谱技术等。
了解食品中生物活性物质的含量和作用机制有助于设计更健康的食品。
四、其他进展在食品科学领域，其他一些重要的进展也值得关注。
例如，电磁场技术可以减轻陈旧的油脂味，改善食品的品质和口感。
超临界流体技术可以用于从食品中提取脂肪和其他营养成分。
油脂微胶囊化技术可以改善油脂的稳定性，防止氧化和变质。
综上所述，食品科学中新技术和新材料的应用为食品保鲜、营养增强、品质改善和废物再利用方面提供了新的解决方案。
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功能性
所有这些要求都必须与新技术相配合，因此可以预言，今后食品工 业的竞争将是新技术的竞争
近几十年出现的食品工程方面的新技术
粉碎造粒新技术-- 微粉碎超微粉碎、微胶囊造粒技术 能源新法应用-- 远红外、微波、油炸、过热蒸汽 包装杀菌新技术-- 高频电阻焊制罐、无菌包装、蒸煮袋与软罐头、超高温杀 菌、欧姆杀菌和高压杀菌
课后作业为有主题的资料查阅和综述写作
课程考评方式
闭卷考试（70%） 平时成绩（30%）：包括考勤、听课情况、课
堂提问、作业等。
教材与参考书
教材：
《现代食品工程高新技术》 高福成 主编 中国轻工业出版社
主要参考书：
《食品工业新技术》 《高压食品加工技术》 《膜分离技术基础》 《微波技术在食品工业中的应用》 《食品杀菌新技术》 《果蔬采后生理》
本课程教学方法
主要教学方式：多媒体教学 课前复习性提问
课堂启发式提问
课堂专题讨论
食品加工技术进展
古代
食品的获得以捕、猎、采摘为主,只有简单的加工
ห้องสมุดไป่ตู้
和贮藏手段。
近代
十九世纪:
罐头的发明 微生物的发现 机械能应用于食品工业
两次世界大战
军需促进了食品业工业化发展（罐头,脱水食品）
二战以后
食品工业规模生产 相关学科的进步
相关技术的发展
新包装材料的出现
分离新技术-- 膜分离、超临界萃取、液膜分离
保鲜新技术-- 气调保鲜、电离辐射保鲜 冷冻关联技术-- 冷冻浓缩、冷冻干燥、流化速冻、冷冻粉碎 质构调整技术-- 蒸煮挤压、气流膨化 生物技术--酶反应、微生物反应、细胞培养、基因工程、蛋白质工程
本课程主要内容
第一章 微粉碎和超微粉碎技术 第二章 微胶囊造粒技术 第三章 远红外线应用 第四章 微波应用 第五章 水油混合深层油炸和真空油炸 第六章 蒸煮袋和软罐头 第七章 食品超高压技术 第八章 气调保鲜技术 第九章 流化速冻 第九章 蒸煮挤压与气流膨化
食品加工技术发展方向
设备: 连续化、自动化，传统食品工艺工业化 产品: 多样化、方便化、成本低、品质好
流通：安全、高效
未来食品发展的动因
社会经济发展
人口（增加，迁移）耕地（减少），传统粮食资源和能源
（减少） 生活方式变化
休闲，旅游，体育运动等
生理和心理要求发展 多样性