新型食品加工技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響研究

食品加工技術(shù)是促進(jìn)食品行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，隨著科技的進(jìn)步和創(chuàng)新，新型食品加工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，對(duì)于提高食品產(chǎn)量、延長(zhǎng)保鮮期和改善食品質(zhì)量起到了重要作用。本文研究和探討了新型食品加工技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響，旨在為食品加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐參考。

一、常見(jiàn)的新型食品加工技術(shù)

（一）高壓處理技術(shù)

高壓處理技術(shù)是一種利用高壓力處理食品的加工方法，它可以改變食品的組織結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺菌、保鮮和保持營(yíng)養(yǎng)成分的效果。該技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用前景廣闊，特別適用于果蔬制品和肉類(lèi)制品的加工。

（二）超聲波技術(shù)

超聲波技術(shù)是利用超聲波在食品中引起物質(zhì)振動(dòng)和分散，從而改善食品的加工效率和質(zhì)量。這種非熱加工技術(shù)可以提高食品的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，常用于液體食品的處理和提取。

（三）脈沖電場(chǎng)技術(shù)

脈沖電場(chǎng)技術(shù)是一種新型的非熱加工技術(shù)，通過(guò)施加短暫但強(qiáng)大的電場(chǎng)脈沖來(lái)處理食品，以實(shí)現(xiàn)殺菌、保鮮和營(yíng)養(yǎng)保持的效果。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛研究和應(yīng)用于食品行業(yè)，具有保留食品的營(yíng)養(yǎng)成分和口感、延長(zhǎng)保質(zhì)期等諸多優(yōu)點(diǎn)。

（四）冷凍技術(shù)

冷凍技術(shù)是一種主要的食品保藏方法，將食品冷卻到冰點(diǎn)以下，通常在-18℃或更低溫度，以減慢或幾乎完全停止微生物的生長(zhǎng)和減少化學(xué)反應(yīng)速度。這種低溫保存方法使食品中的水分被凍結(jié)，限制了水分對(duì)微生物生長(zhǎng)和食品品質(zhì)（如顏色、氣味、質(zhì)地）的影響。

二、新型食品加工技術(shù)

對(duì)食品質(zhì)量的影響及機(jī)制分析

（一）高壓處理技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響及機(jī)制分析

1.影響。高壓處理能有效破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，包括細(xì)菌、酵母菌、霉菌等，從而實(shí)現(xiàn)殺菌、延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的效果。相比傳統(tǒng)熱處理，高壓處理對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的破壞更小，維生素、酶、色素等營(yíng)養(yǎng)成分更容易被保留。高壓處理能夠減少較大的溫度變化對(duì)食品的影響，有助于保持食品的質(zhì)地、口感和風(fēng)味。通過(guò)高壓處理，還可以減少對(duì)食品添加劑的使用，降低食品加工成本。

2.機(jī)制分析。高壓處理施加的高壓力能夠破壞微生物細(xì)胞膜，改變細(xì)胞中的生理和代謝過(guò)程，導(dǎo)致微生物的死亡，這一過(guò)程主要通過(guò)改變細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)的構(gòu)象來(lái)實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的熱處理不同，高壓處理不會(huì)顯著升高食品的溫度，可以減少對(duì)熱敏感的酶和維生素的破壞，從而更好地保留食品中的營(yíng)養(yǎng)成分。高壓處理對(duì)食品中的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等成分的影響較小，能夠保持食品的原始質(zhì)地和口感。因此，高壓處理更接近自然的食品處理過(guò)程，對(duì)食品的影響相對(duì)較小。

（二）超聲波技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響及機(jī)制分析

1.影響。超聲波能夠生成高強(qiáng)度的聲波，產(chǎn)生聲波中的局部高壓和低壓區(qū)域，從而產(chǎn)生微小氣泡并引發(fā)聲波振蕩。這些效應(yīng)能夠破壞微生物細(xì)胞膜，達(dá)到殺滅微生物的目的。超聲波作用能夠增加細(xì)胞膜的通透性，有利于更好地保留食品中的一些營(yíng)養(yǎng)成分（如維生素、天然色素等）。超聲波能夠改變食品的物理結(jié)構(gòu)，有助于將油脂、乳化劑等混合物均勻分散，提高產(chǎn)品的均勻性。超聲波處理還可以分解食品中的蛋白質(zhì)和脂肪，使其更容易被人體吸收和利用。

2.機(jī)制分析。通過(guò)超聲波產(chǎn)生的高頻振蕩，可在食品中產(chǎn)生微小氣泡，并在氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生局部高溫、高壓和慣性力，這些效應(yīng)對(duì)微生物有殺滅作用。超聲波會(huì)產(chǎn)生劇烈的機(jī)械作用，包括微流動(dòng)、渦流和剪切力等，這些作用會(huì)改變食品的物理狀態(tài)，有助于均勻混合和分散均勻。在超聲波作用下，局部區(qū)域的溫度和壓力可能會(huì)升高，雖然這不是超聲波產(chǎn)生效應(yīng)的主要機(jī)制，但局部溫度升高仍會(huì)對(duì)食品的性質(zhì)產(chǎn)生影響。在超聲波作用下，氣泡或氣體在壓力波的影響下會(huì)發(fā)生周期性膨脹和收縮，造成物理和化學(xué)反應(yīng)的活性區(qū)，此過(guò)程有助于加速食品中的傳質(zhì)反應(yīng)。

（三）脈沖電場(chǎng)技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響及機(jī)制分析

1.影響。脈沖電場(chǎng)技術(shù)能夠破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致微生物的死亡，從而達(dá)到殺菌和延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的作用。脈沖電場(chǎng)技術(shù)可以破壞食品中的酶，降解酶活性，延長(zhǎng)食品的保存時(shí)間，減緩食品的自然老化速度。相比傳統(tǒng)的熱處理方法，脈沖電場(chǎng)技術(shù)對(duì)食品的加工溫度較低，有利于保持食品的原始口感和質(zhì)地，減少熱處理對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味的破壞。脈沖電場(chǎng)技術(shù)在加工過(guò)程中減少了熱量的傳導(dǎo)，有利于維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的保持。

2.機(jī)制分析。脈沖電場(chǎng)技術(shù)施加的高壓脈沖電場(chǎng)能夠改變食品細(xì)胞膜的通透性，促進(jìn)溶質(zhì)（如水、離子等）向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散，導(dǎo)致細(xì)胞變形、溶胞和死亡。脈沖電場(chǎng)技術(shù)導(dǎo)致膜的極性化和非極性化，引起細(xì)胞內(nèi)外的離子出現(xiàn)紊亂，增加細(xì)胞膜的電解介質(zhì)通透性，從而影響細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境的穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致細(xì)胞破壞。脈沖電場(chǎng)技術(shù)在瞬間產(chǎn)生的熱效應(yīng)雖然時(shí)間很短，瞬時(shí)溫升還有助于改善酶的失活效果，但仍可能對(duì)食品中的一些熱敏感成分產(chǎn)生影響。脈沖電場(chǎng)技術(shù)還可促進(jìn)乳化、溶解等化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，使乳化體系更加穩(wěn)定，促進(jìn)食品中一些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。

（四）冷凍技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響及機(jī)制分析

1.影響。冷凍能夠有效降低食品中的溫度，減緩食品中的化學(xué)反應(yīng)速率，有利于保持食品中的營(yíng)養(yǎng)成分，如維生素和礦物質(zhì)，還能夠有效保持食品的質(zhì)地和口感，減少冷凍過(guò)程中的水結(jié)晶形成對(duì)食品結(jié)構(gòu)的破壞。通過(guò)冷凍降低食品中的溫度，可以抑制微生物的生長(zhǎng)和酶的活性，減緩食品的腐敗和老化速度，延長(zhǎng)食品的保鮮期，使食品可以長(zhǎng)時(shí)間保存在較低溫度下而不降低品質(zhì)。

2.機(jī)制分析。當(dāng)食品降至冷凍溫度時(shí)，其中的水分開(kāi)始結(jié)晶形成冰晶。在冷凍速度較快的情況下，形成的冰晶較小，對(duì)食品細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞較??；而在冷凍速度過(guò)慢或溫度不低時(shí)，可能導(dǎo)致形成較大的冰晶，致使食品質(zhì)量下降。快速冷凍有助于減小水結(jié)晶的尺寸，保持食品的質(zhì)地和口感。較快的冷卻速度還能減少冷凍過(guò)程中的分隔、裹包和結(jié)晶現(xiàn)象，降低食品的質(zhì)量損失。在食品中添加食鹽或糖等物質(zhì)能夠降低食品的結(jié)冰點(diǎn)，減少水結(jié)晶的形成，減緩冰晶對(duì)食品組織的損傷。

三、案例研究與實(shí)驗(yàn)分析

（一）案例研究

1.高壓處理技術(shù)在果汁加工中的應(yīng)用。在一項(xiàng)針對(duì)草莓果汁的應(yīng)用案例中，利用高壓處理技術(shù)后，果汁的保質(zhì)期得到顯著延長(zhǎng)，同時(shí)比傳統(tǒng)加熱巴氏殺菌法更好地保持了果汁的色澤和營(yíng)養(yǎng)成分，尤其是維生素C的含量。

2.超聲波技術(shù)在奶制品消毒中的應(yīng)用。將超聲波技術(shù)應(yīng)用于牛奶的消毒處理中，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)牛奶中微生物的有效殺滅，牛奶的營(yíng)養(yǎng)成分也損失較少，如蛋白質(zhì)和乳糖，并有效保持了牛奶的原始風(fēng)味。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

實(shí)驗(yàn)選取高壓處理技術(shù)和超聲波技術(shù)對(duì)照研究，以評(píng)估這兩種新型食品加工技術(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響。

1.樣品準(zhǔn)備。（1）草莓果汁制備：選取新鮮成熟的草莓，清洗去蒂后使用榨汁機(jī)榨汁，過(guò)濾去渣得到草莓果汁。（2）新鮮牛奶采集：選擇同一批次的新鮮牛奶，確保質(zhì)量和新鮮度。

2.實(shí)驗(yàn)組設(shè)置。（1）未處理組：將草莓果汁和新鮮牛奶分別裝入無(wú)菌容器中，密封好并在4℃下存放。（2）高壓處理組：將草莓果汁和新鮮牛奶分別裝入專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的高壓可承受容器中進(jìn)行高壓處理，設(shè)定參數(shù)壓力范圍在300-600MPa，溫度為室溫，處理時(shí)間5min。高壓處理后，迅速將樣品冷卻至4℃保存。（3）超聲波處理組：將草莓果汁和牛奶分別倒入超聲波處理裝置的容器中，設(shè)置超聲波強(qiáng)度20kHz、處理時(shí)間15min。超聲波處理結(jié)束后，樣品同樣迅速冷卻至4℃保存。

3.處理后樣品的保存。所有處理過(guò)的和未處理的樣品，在測(cè)試前均保持在4℃下，以減小樣品品質(zhì)變化。

4.測(cè)試指標(biāo)。（1）微生物計(jì)數(shù)：使用平板計(jì)數(shù)法計(jì)量處理前后各樣品的微生物（如細(xì)菌和酵母菌）總數(shù)。取樣品進(jìn)行稀釋?zhuān)臃N到營(yíng)養(yǎng)瓊脂中，在適宜的溫度下培養(yǎng)48h后計(jì)數(shù)。（2）營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定：使用高效液相色譜法或者比色法測(cè)定維生素C含量，使用凱氏定氮法或者Bradford法測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

5.感官評(píng)價(jià)。（1）色澤：通過(guò)色差儀測(cè)量樣品的顏色，并與未處理組進(jìn)行比較。（2）風(fēng)味：組織專(zhuān)業(yè)感官評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)，在標(biāo)準(zhǔn)的品評(píng)條件下，對(duì)樣品進(jìn)行風(fēng)味評(píng)價(jià)，按照評(píng)分指南給出得分。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

草莓果汁的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高壓處理組的果汁在微生物計(jì)數(shù)上明顯低于未處理組，說(shuō)明高壓處理技術(shù)具有良好的殺菌效果。在維生素C含量方面，高壓處理組顯著高于傳統(tǒng)巴氏殺菌法處理的樣品，說(shuō)明高壓處理技術(shù)能更好地保留營(yíng)養(yǎng)成分。在感官評(píng)價(jià)上，高壓處理組的樣品色澤和風(fēng)味得分均高于未處理組，顯示高壓處理技術(shù)對(duì)于提升產(chǎn)品感官品質(zhì)有積極作用。

牛奶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超聲波處理組的牛奶微生物計(jì)數(shù)顯著低于未處理組，說(shuō)明超聲波技術(shù)在牛奶消毒上是有效的。在營(yíng)養(yǎng)成分方面，超聲波處理的牛奶蛋白質(zhì)和乳糖含量變化不大，說(shuō)明該技術(shù)對(duì)牛奶營(yíng)養(yǎng)成分損失影響小。在感官評(píng)價(jià)方面，相比未處理組，超聲波處理組牛奶的風(fēng)味和色澤得到了較好的保留。

兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高壓處理技術(shù)和超聲波技術(shù)在提高食品安全性、保留營(yíng)養(yǎng)成分及改善感官品質(zhì)方面均顯示出優(yōu)越性。這些新型食品加工技術(shù)為食品產(chǎn)業(yè)提供了新的加工方法，對(duì)于提升產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

四、新型食品加工技術(shù)未來(lái)展望

首先，隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)食品加工技術(shù)將更加智能化和自動(dòng)化。比如，通過(guò)技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)從原料采購(gòu)到加工、包裝、物流的全流程智能控制，提高食品加工的效率和精度。其次，隨著消費(fèi)者對(duì)于健康和品質(zhì)要求的提升，未來(lái)食品加工技術(shù)將更加注重滿(mǎn)足個(gè)性化和定制化的需求，如根據(jù)個(gè)人營(yíng)養(yǎng)和健康狀況定制的功能性食品。最后，環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展成為全球共識(shí)，未來(lái)新型食品加工技術(shù)將更加注重能效高、污染低、可再生資源利用的綠色加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以滿(mǎn)足全球消費(fèi)者對(duì)健康、安全和高品質(zhì)食品的需求。

作者簡(jiǎn)介：謝仕誠(chéng)（1996-），男，漢族，廣東龍川人，助理工程師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)樾滦褪称芳庸ぜ夹g(shù)對(duì)食品質(zhì)量的影響。