新型食品加工技术对食品质量的影响研究

食品加工技术是促进食品行业发展的关键因素之一，随着科技的进步和创新，新型食品加工技术不断涌现，对于提高食品产量、延长保鲜期和改善食品质量起到了重要作用。本文研究和探讨了新型食品加工技术对食品质量的影响，旨在为食品加工产业的发展提供理论指导和实践参考。

一、常见的新型食品加工技术

（一）高压处理技术

高压处理技术是一种利用高压力处理食品的加工方法，它可以改变食品的组织结构，达到杀菌、保鲜和保持营养成分的效果。该技术在食品加工中的应用前景广阔，特别适用于果蔬制品和肉类制品的加工。

（二）超声波技术

超声波技术是利用超声波在食品中引起物质振动和分散，从而改善食品的加工效率和质量。这种非热加工技术可以提高食品的口感和营养价值，常用于液体食品的处理和提取。

（三）脉冲电场技术

脉冲电场技术是一种新型的非热加工技术，通过施加短暂但强大的电场脉冲来处理食品，以实现杀菌、保鲜和营养保持的效果。这项技术已经被广泛研究和应用于食品行业，具有保留食品的营养成分和口感、延长保质期等诸多优点。

（四）冷冻技术

冷冻技术是一种主要的食品保藏方法，将食品冷却到冰点以下，通常在-18℃或更低温度，以减慢或几乎完全停止微生物的生长和减少化学反应速度。这种低温保存方法使食品中的水分被冻结，限制了水分对微生物生长和食品品质（如颜色、气味、质地）的影响。

二、新型食品加工技术

对食品质量的影响及机制分析

（一）高压处理技术对食品质量的影响及机制分析

1.影响。高压处理能有效破坏微生物细胞结构，包括细菌、酵母菌、霉菌等，从而实现杀菌、延长食品保质期的效果。相比传统热处理，高压处理对食品营养价值的破坏更小，维生素、酶、色素等营养成分更容易被保留。高压处理能够减少较大的温度变化对食品的影响，有助于保持食品的质地、口感和风味。通过高压处理，还可以减少对食品添加剂的使用，降低食品加工成本。

2.机制分析。高压处理施加的高压力能够破坏微生物细胞膜，改变细胞中的生理和代谢过程，导致微生物的死亡，这一过程主要通过改变细胞膜的结构及蛋白质的构象来实现。与传统的热处理不同，高压处理不会显著升高食品的温度，可以减少对热敏感的酶和维生素的破坏，从而更好地保留食品中的营养成分。高压处理对食品中的淀粉、蛋白质、脂肪等成分的影响较小，能够保持食品的原始质地和口感。因此，高压处理更接近自然的食品处理过程，对食品的影响相对较小。

（二）超声波技术对食品质量的影响及机制分析

1.影响。超声波能够生成高强度的声波，产生声波中的局部高压和低压区域，从而产生微小气泡并引发声波振荡。这些效应能够破坏微生物细胞膜，达到杀灭微生物的目的。超声波作用能够增加细胞膜的通透性，有利于更好地保留食品中的一些营养成分（如维生素、天然色素等）。超声波能够改变食品的物理结构，有助于将油脂、乳化剂等混合物均匀分散，提高产品的均匀性。超声波处理还可以分解食品中的蛋白质和脂肪，使其更容易被人体吸收和利用。

2.机制分析。通过超声波产生的高频振荡，可在食品中产生微小气泡，并在气泡破裂时产生局部高温、高压和惯性力，这些效应对微生物有杀灭作用。超声波会产生剧烈的机械作用，包括微流动、涡流和剪切力等，这些作用会改变食品的物理状态，有助于均匀混合和分散均匀。在超声波作用下，局部区域的温度和压力可能会升高，虽然这不是超声波产生效应的主要机制，但局部温度升高仍会对食品的性质产生影响。在超声波作用下，气泡或气体在压力波的影响下会发生周期性膨胀和收缩，造成物理和化学反应的活性区，此过程有助于加速食品中的传质反应。

（三）脉冲电场技术对食品质量的影响及机制分析

1.影响。脉冲电场技术能够破坏微生物的细胞膜结构，导致微生物的死亡，从而达到杀菌和延长食品保质期的作用。脉冲电场技术可以破坏食品中的酶，降解酶活性，延长食品的保存时间，减缓食品的自然老化速度。相比传统的热处理方法，脉冲电场技术对食品的加工温度较低，有利于保持食品的原始口感和质地，减少热处理对食品营养成分和风味的破坏。脉冲电场技术在加工过程中减少了热量的传导，有利于维生素、矿物质等营养成分的保持。

2.机制分析。脉冲电场技术施加的高压脉冲电场能够改变食品细胞膜的通透性，促进溶质（如水、离子等）向细胞内扩散，导致细胞变形、溶胞和死亡。脉冲电场技术导致膜的极性化和非极性化，引起细胞内外的离子出现紊乱，增加细胞膜的电解介质通透性，从而影响细胞对外界环境的稳定性，最终导致细胞破坏。脉冲电场技术在瞬间产生的热效应虽然时间很短，瞬时温升还有助于改善酶的失活效果，但仍可能对食品中的一些热敏感成分产生影响。脉冲电场技术还可促进乳化、溶解等化学反应的进行，使乳化体系更加稳定，促进食品中一些化学反应的进行。

（四）冷冻技术对食品质量的影响及机制分析

1.影响。冷冻能够有效降低食品中的温度，减缓食品中的化学反应速率，有利于保持食品中的营养成分，如维生素和矿物质，还能够有效保持食品的质地和口感，减少冷冻过程中的水结晶形成对食品结构的破坏。通过冷冻降低食品中的温度，可以抑制微生物的生长和酶的活性，减缓食品的腐败和老化速度，延长食品的保鲜期，使食品可以长时间保存在较低温度下而不降低品质。

2.机制分析。当食品降至冷冻温度时，其中的水分开始结晶形成冰晶。在冷冻速度较快的情况下，形成的冰晶较小，对食品细胞结构的破坏较小；而在冷冻速度过慢或温度不低时，可能导致形成较大的冰晶，致使食品质量下降。快速冷冻有助于减小水结晶的尺寸，保持食品的质地和口感。较快的冷却速度还能减少冷冻过程中的分隔、裹包和结晶现象，降低食品的质量损失。在食品中添加食盐或糖等物质能够降低食品的结冰点，减少水结晶的形成，减缓冰晶对食品组织的损伤。

三、案例研究与实验分析

（一）案例研究

1.高压处理技术在果汁加工中的应用。在一项针对草莓果汁的应用案例中，利用高压处理技术后，果汁的保质期得到显著延长，同时比传统加热巴氏杀菌法更好地保持了果汁的色泽和营养成分，尤其是维生素C的含量。

2.超声波技术在奶制品消毒中的应用。将超声波技术应用于牛奶的消毒处理中，不仅实现了对牛奶中微生物的有效杀灭，牛奶的营养成分也损失较少，如蛋白质和乳糖，并有效保持了牛奶的原始风味。

（二）实验设计与方法

实验选取高压处理技术和超声波技术对照研究，以评估这两种新型食品加工技术对食品质量的影响。

1.样品准备。（1）草莓果汁制备：选取新鲜成熟的草莓，清洗去蒂后使用榨汁机榨汁，过滤去渣得到草莓果汁。（2）新鲜牛奶采集：选择同一批次的新鲜牛奶，确保质量和新鲜度。

2.实验组设置。（1）未处理组：将草莓果汁和新鲜牛奶分别装入无菌容器中，密封好并在4℃下存放。（2）高压处理组：将草莓果汁和新鲜牛奶分别装入专门设计的高压可承受容器中进行高压处理，设定参数压力范围在300-600MPa，温度为室温，处理时间5min。高压处理后，迅速将样品冷却至4℃保存。（3）超声波处理组：将草莓果汁和牛奶分别倒入超声波处理装置的容器中，设置超声波强度20kHz、处理时间15min。超声波处理结束后，样品同样迅速冷却至4℃保存。

3.处理后样品的保存。所有处理过的和未处理的样品，在测试前均保持在4℃下，以减小样品品质变化。

4.测试指标。（1）微生物计数：使用平板计数法计量处理前后各样品的微生物（如细菌和酵母菌）总数。取样品进行稀释，接种到营养琼脂中，在适宜的温度下培养48h后计数。（2）营养成分测定：使用高效液相色谱法或者比色法测定维生素C含量，使用凯氏定氮法或者Bradford法测定蛋白质含量。

5.感官评价。（1）色泽：通过色差仪测量样品的颜色，并与未处理组进行比较。（2）风味：组织专业感官评价团队，在标准的品评条件下，对样品进行风味评价，按照评分指南给出得分。

（三）实验结果与分析

草莓果汁的实验结果表明，高压处理组的果汁在微生物计数上明显低于未处理组，说明高压处理技术具有良好的杀菌效果。在维生素C含量方面，高压处理组显著高于传统巴氏杀菌法处理的样品，说明高压处理技术能更好地保留营养成分。在感官评价上，高压处理组的样品色泽和风味得分均高于未处理组，显示高压处理技术对于提升产品感官品质有积极作用。

牛奶的实验结果表明，超声波处理组的牛奶微生物计数显著低于未处理组，说明超声波技术在牛奶消毒上是有效的。在营养成分方面，超声波处理的牛奶蛋白质和乳糖含量变化不大，说明该技术对牛奶营养成分损失影响小。在感官评价方面，相比未处理组，超声波处理组牛奶的风味和色泽得到了较好的保留。

两项实验结果表明，高压处理技术和超声波技术在提高食品安全性、保留营养成分及改善感官品质方面均显示出优越性。这些新型食品加工技术为食品产业提供了新的加工方法，对于提升产品质量具有重要的现实意义。

四、新型食品加工技术未来展望

首先，随着物联网和人工智能技术的发展，未来食品加工技术将更加智能化和自动化。比如，通过技术集成，实现从原料采购到加工、包装、物流的全流程智能控制，提高食品加工的效率和精度。其次，随着消费者对于健康和品质要求的提升，未来食品加工技术将更加注重满足个性化和定制化的需求，如根据个人营养和健康状况定制的功能性食品。最后，环保和可持续发展成为全球共识，未来新型食品加工技术将更加注重能效高、污染低、可再生资源利用的绿色加工技术的开发和应用，以满足全球消费者对健康、安全和高品质食品的需求。

作者简介：谢仕诚（1996-），男，汉族，广东龙川人，助理工程师，大学本科，研究方向为新型食品加工技术对食品质量的影响。