食品真空冷冻干燥技术应用状况与发展前景分析
2010/11/10/13:45来源：食品机械行业网
【慧聪食品工业网】在人类可用的天然食品中,绝大多数食品是由其独特固有物质和水组成的。水是各种微生物生长和酶作用的决定性因素,新鲜的食品由于水分存在而很快变质。为了延长食品的储存时间,人们早在三千多年以前就借助阳光、风等自然条件使水分从其内部脱离出来。随着人类社会的进步和科学技术的发展,人们创造出很多种脱水技术,如热风干燥、冷风干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥等,这些脱水技术各有其不同的特点。针对食品保鲜与保质而言,真空冷冻干燥技术最具应用价值,因为只有冻干技术才能最大限度、最长时间地保持其色、味、形和营养成分。食品真空冷冻干燥被喻为20世纪食品工业技术进步的主要标志。
1、食品真空冷冻干燥技术的优点
真空冷冻干燥是将含水物料冻结后,保持冰冻状态,在真空环境下加热,使冰升华成蒸汽并排出,从而脱出物料中水分获得冻干制品的过程。由于该过程在低温低压下进行,而且水分不经过液态直接升华,冻干制品能保持其天然色泽与气味基本不变、外观形状基本不变、蛋白质与维生素等各种营养成分基本不变、固有物质基本不损失,因此真空冷冻干燥技术具有其它干燥技术无可比拟的优点。(1)干燥在高真空度下进行,氧气极少,易氧化物质得到保护,并且因缺氧而灭菌或抑制某些细菌的活力。(2)干燥在低压下进行,被干燥的物料不致氧化变质。(3)干燥在低温下进行,物料中易发挥的热敏性成分不致变性或失去活力。(4)冻结时被干燥的物料可形成“骨架”,干燥后保持原形,不会出现收缩现象,且内部呈疏松多孔的海绵结构。(5)脱水彻底,干燥时能排除90%～95%左右的水分,干燥后可在常温下长期保存,并且因重量轻而便于运输。(6)复水性极好,冻干制品能迅速吸水复原,其色泽、品质与鲜品基本相同。 2.3冻干食品的种类
美国有资料统计,到2005年全球采用冻干技术生产的食品已超过百种,可分为以下几类。(1)烹饪原料类:肉、蛋、鱼、虾、贝、海参、蔬菜。(2)调味食品类:葱、姜、蒜、香料、色素、汤料。(3)水果类:苹果、香蕉、菠萝、草莓、梨、桃等。(4)饮品类:咖啡、茶叶、果汁、菜汁。(5)保健食品类:人参、山药、蜂蜜、甲鱼、冬虫夏草。(6)土特产品类:蘑菇、黄花菜、香椿等。(7)食品工业原料类:蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白粉等。(8)特殊食品类:航天、航海、军事、登山、探险等野外作业用食品。 3、食品冻干技术的发展趋势
进入21世纪以后,随着人们环保意识、健康意识的不断增强,生活节奏的不断加快,人们对科学加工的食品产生了更高的认识、提出了更多的要求,这将大大推动食品真空冷冻干燥技术的进一步发展。对此,可依据目前国外新型食品开发状况,从国际市场对冻干食品需求趋势分析中得到求证。 3.1国外正在或拟开发的冻干食品
(1)新型方便食品。在日本,新型方便食品均添加采用冻干技术生产的维生素、全蛋粉或蛋黄粉、大豆粉或花生粉,以确保其营养成分。在欧洲大多数国家,将人们日常消费的胚芽玉米粉和椰子油、食糖、维生素、矿物质混合制成的方便食品定为第一代方便食品;第二代方便食品是用冻干的海带粉、天然水果粉、海藻胶、麦芽糊精加适量的柠檬酸与玉米胚芽、燕麦胚芽、鱼粉、免肉粉、牛肉粉等制成的。欧、美国家还有一种营养丰富、香甜可口的水果型方便食品,是用冻干的草莓粉、葡萄粉、橙桔粉、菠萝粉、香蕉粉和猕猴桃粉等混合制成的。捷克正在对用于加工新型方便食品的薄层物料的冻干工艺进行研究,意大利正在对冻干苹果、柠檬和食糖的均化混合液加牛奶后脱水的理化特性进行研究,西班牙正在研究冻干乳酸干,日本正在研究冻干胶状鱼粉等。美国宾夕法尼亚大学的J·H·MacNeil博士预测,本世纪的鸡蛋将是以冻干技术浓缩成固体含量为18%～25%或30%～40%的蛋品。
(2)颗粒蔬菜。蔬菜是人类生活中的一大营养宝库。日本东洋FD食品株式会社于20世纪90年代找到一种不同寻常的吃菜方法。该方法是将油菜、菠菜、芹菜、萝卜叶、豌豆、胡萝卜、南瓜、雪里红等8种蔬菜混合,冻干后制成颗粒蔬菜。这种含丰富的叶绿素、胡萝卜素、维生素和矿物质等天然营养成分的蔬菜,不但营养丰富、味道鲜美,而且非常适合于断奶伊始的婴儿、不喜欢吃蔬菜的儿童、牙口不好的老年人、吃流食或半流食的病人以及食量受限的运动员等特殊人群。现在,颗粒蔬菜已成为日本大众的日常消费品。
(3)粉末蔬菜。在欧、美、日市场上,日渐流行一种新的蔬菜加工方法,即用冻干技术加工圆葱、白菜、菠菜、胡萝卜、南瓜等许多种粉末蔬菜。将粉末蔬菜加入面粉或食糖中,制成蔬菜面条、饼干、糕点和糖果、饮料等,能保持蔬菜中的营养成分、纤维质及其色泽、风味。 3.2国际市场对冻干食品需求趋势
近些年来,欧、美、日对冻干食品的需求量迅速增加。
在欧洲,冻干食品占全部脱水食品的50%～70%;全美方便食品中,冻干食品占50%以上;日本市场上的脱水食品中,冻干食品接近60%。尽管如此,英、德、美、日等国家每年都需
进口大量的冻干食品,其品种有圆葱、芦笋、白菜、胡萝卜、蘑菇、马铃薯,以及牛肉、鸡蛋和鱼虾。瑞典、挪威、丹麦等北欧国家冻干蔬菜、冻干水果的进口量仍然逐年增加。冻干食品在国际市场上的价格是热风干燥食品的4～6倍,正逐渐成为国际贸易的大宗食品。据国家海关总署统计,自20世纪90年代中期
以来,我国大陆脱水蔬菜年出口量以平均30%的速度递增;我国大陆脱水蔬菜出口量超过全球总产量的1/2,加上台湾地区出口量则约占全球总产量的2/3。 我国是农业大国,有丰富的蔬菜(包括土特产品)、肉食及水产资源,应用冻干技术(国产冻干设备价格仅为进口设备的1/3～1/2),开发冻干蔬菜、冻干牛肉、冻干鲜蛋等大宗食品,销往国际市场,是一个前景看好、利润大、风险小的出口创汇项目。目前,我国生产的冻干食品基本是外需型,主要包括烹饪原料、食品工业原料、调味食品和保健食品,年产量不足20000t。据业内人士预测,未来十年我国的外需型和内需型冻干食品都将进入大幅度增长阶段;到2015年,仅方便面辅料一种,约需冻干食品50000～60000t,加上快餐配料、汤料、饮品等,冻干食品的消费量将超过150000t。国内外市场对冻干食品的巨大需求,为发展我国的食品冻干技术和冻干食品产业提供了大好的机遇。 4、结论
食品真空冷冻干燥技术是一门跨学科的综合技术,涉及多学科、多领域。食品冻干技术的进步依赖于交叉学科的发展。从食品冻干技术发展现状来看,工业发达国家已经日臻成熟、完善,冻干食品的普及性已经达到相当高的程度;我国处于借鉴、消化吸收与自主创新相结合阶段,与当今国际先进水平相比存在一定的差距,冻干食品尚未被人们广泛地接受、在国内市场尚不具备竞争力。 俗话说:民以食为天。食品工业与国计民生息息相关,只能越发展越进步,越发展越讲科学。功能食品、营养食品、保健食品、方便食品以及儿童食品等,能够满足人们不断增长的物质生活需要的新型食品的发展都离不开冻干技术。因此,食品真空冷冻干燥技术必将成为21世纪的重要应用技术。
关 键 词: 冻干食品 冷冻真空干燥 真空冷冻干燥 学科分类: TS205.9[工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 一般性问题 > 食品加工与保藏 > 其他保藏法]
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关于转基因食品的安全性评价
一般而言，消费者认为传统食品是安全的。当采用自然方法开发新食品时，食品的某些现有的特性
可以正面或负面的方式发生改变。对于转基因食品，大多数国家认为特定评估是必要的，并且已建立特定系统，严格评价与人类健康和环境有关的转基因生物和转基因食品。而对于传统食品一般不开展类似评价。因此，对这两类食品，在投放市场之前的评价程序方面存在显著差别。
1转基因生物(GMOs)和转基因食品 转基因生物可定义为遗传物质(DNA：脱氧核糖核酸)以非自然的方法而改变的生物。这一技术通常被称为现代生物技术，有时也称做DNA重组技术或基因技术。它可以将选定的个体基因从某一种生物转变成另一种生物，并且还可在不相关的物种之间进行转变。这类方法，也同样可以用于转基因作物的栽培以及转基因植物的育种上。
转基因食品得以开发并在市场流通，是因为它为转基因食品的生产者及消费者带来实在的利益。这是指转基因技术可将产品转变为一种价格更低、利益更大（在耐久性或营养价值方面)或二者兼备的产品。最初，转基因种子的开发者希望他们的产品能够为生产者所接受，因此专注于农民(以及更广泛的食品工 业)所重视的技术革新上。以转基因生物为基础开发植物的最初目标是改进作物保护。 现在国际市场上所看到的转基因作物利用3个基本特性之一进行设计：抗虫害抵抗性、抗病毒感染、对某些特定除草剂耐受性，用于改良作物的所有基因均来源于微生物。
目前市场上的转基因作物主要优点在于通过增强对昆虫或对除草剂的耐受性，提高作物的保护水平。通过将能从苏云金芽孢杆菌这种细菌中生产毒素的基因纳入到粮食作物，从而实现抗虫害抗性。这种毒素目前已在农业中作为常规杀虫剂使用，并且供人食用也是安全的。长期产生这种毒素的转基因作物已显示，在特定情况下，如在虫害多的地方，可减少杀虫剂的使用量。通过从引起植物患病的某些病毒中引入一种基因，可实现抗病毒抵抗性。抗病毒抵抗性使植物较不易受这些病毒引起的疾病的影响，从而使农作物产量增高。通过从传送抗某些除草剂抵抗性的一种细菌中引入一种基因，可实现抗除草剂耐受性。在杂草多的情况下，利用这些作物可减少除草剂的使用量。
2转基因食品与人类健康关系
转基因食品的安全评估，一般按以下方式进行调查： (1)对人类健康的直接影响(毒性)； (2)引起过敏反应的趋势(过敏性)；
(4)被认为有营养特性或毒性的特殊成分； (5)插入基因的安全性；
(6)与基因改良有关的营养效果；
(7)由于基因插入可产生的任何非预期影响。
关于转基因食品安全问题争论的3个主要问题是：引起敏反应的趋势(过敏性)、基因转移、异性杂交。(1)过敏性：作为一个原则问题，除非可以证明转入基因的蛋白质生成物不引起过敏，否则，不赞成从普遍引起过敏的食品中转移基因。虽然，对传统方法制备的食品一般不检测过敏性，但是转基因食品测试方案已经联合国粮农组织和世界卫生组织评价。在市场上，目前尚未发现与转基因品有关的关于过敏的影响。(2)基因转移：如果转入的遗传物质对人类健康产生不良影响，将转基因食品的基因转移到身体细胞或胃肠道细菌必须引起关注。(3)异性杂交：将基因从转基因植物转移到传统作物或相关野生物种以及将传统种子与利用转基因作物培植的种子产生的作物混合，可对食品安全和粮食保障产生间接影响。一些国家已采取战略以减少混合，包括明确分开种植转基因作物和传统作物的田地。对于转基因食品上市销售后的监测，转基因食品安全性持续监测的可行性和方法正在进行讨论。
3基因食品安全性
不同的转基因生物包括以不同方式插入的各种基因。这意味着应逐案评估各个转基因食品及其安全性，并且不可能就所有转基因食品的安全性发表总体声明。目前在国际市场上可获得的转基因食品已通过风险评估，并且可能不会对人类健康产生危险。此外，在此类食品获得批准的国家，普通大众对这些食品的消费并未显示出对人类健康的影响。但仍应利用以食品法典委员会原则为基础的风险评估，并酌情包括上市销售后监测，构成评价转基因食品安全性的基础。
4基因食品在国际上流通会发生哪些情况
现在尚未制定特别的国际管理制度，但是，一些国家及相关组织正在参与制定转基因生物相关的协议。食品法典委员会正在制定转基因食品的人类健康风险分析规则。这些规则的前提是强制规定在逐案基础上开展上市销售前评估，并包括评价(插入基因的)直接影响和(由于新基因的插入可能产生的)非预期影响。食品法典委员会规则对各国立法不具有约束力，但是，在世界贸易组织的卫生和植物检疫措施协议（sPs协议）中提及，其可在贸易争端的情况下用作参考基准。卡塔赫纳生物安全议定书(cPB)是对其缔约方有约束力的一项环境条约，管制改性活体生物的越境转移。转基因食品如果包含能够转移和复制遗传物质的改性活体生物体，则属于议定书的管辖范围。
5各国如何管理转基因食品
自20世纪90年代中期在市场上首次引入一种重要的转基因食品(抗除草剂大豆)以来，在政治家、社会活动家和消费者中间，特别是在欧洲，对这些转基因食品的忧虑不断增多。从20世纪80年代后期到90年代初期，数10年微量研究的结果变为众所周知的事实，形成了不受专利权保护的状态。在此之前，消费者通常并不十分了解该研究的潜力。就食品而言，由于消费者感到现代生物技术正导致产生新的物种，所以他们开始怀疑其安全性。就药品而言，许多消费者更容易接受生物技术有益于他们的健康(如有望改进治疗的药品1。就引入欧洲市场的第一批转基因食品而言，这些消费品对消费者并没有明显的直接好处(不便宜，不增加保存期，味道也并不更美)。转基因种子造成每一耕作面积更高产量的潜力应使其具有更低的价格。但是，公众的注意力更多已集中在风险和效益二者中的风险一边上。在欧洲，由于20世纪90年代后半期发生的与转基因食品无关的多起食品恐慌，消费者对食品安全供应的信心已显著下降。这也对关于转基因食品的可接受性的讨论产生了影响。消费者已从消费者健康和环境风险方面对风险评估的有效性提出疑问，焦点特别聚集于长期影响上。消费组织争论的其他议题包括过敏性和抗微生物耐久性。消费者的担忧已引起对转基因食品加贴标签，使之能做出知情选择的可取性的讨论。同时，现已证实，要检测出食品中微量转基因生物是困难的，这意味着往往不能检测出极低的浓度。
将转基因生物释放到环境和转基因食品的上市流通已在世界许多地区引起公开讨论。这一讨论有可能继续下去，也可能在生物技术的其他利用(如在人类医学药物等)及其对人类社会的后果这一更广泛的范畴内进行。即使正在讨论的问题通常很相似(成本效益，安全性问题)，但是讨论的结果却因国家不同