食品高新工艺前沿
食品工业是人类的生命工业，被称为永不衰落的朝阳工业。
食品数量的多寡和质量的优劣，直接影响到人民身体和智力的发育，也关系到国家经济的发展和子孙后代的健康。21世纪以来，经济规模化和集中度更加突出。而世界食品产业与世界经济实力的分布和集中度非常相似。食品产业跨国公司的地区分布与世界500强的地区分布大致近似。在世界食品工业总产值约3万亿美元当中，美国约占20％以上，欧洲约占18％，日本约占8％，中国约占4％。美、欧、日跨国公司的实力和能量不但改变着世界经济的格局，而且影响到政治、社会、文化等诸多领域。经济全球化正在把世界各国的经济联合在一起，走在这种潮流前面的是这些跨国公司。在新世纪内，跨国食品公司还将在更大规模和更广范围进行扩张，这是一种不可阻挡的时代潮流。
从20世纪80年代以来，特别是21世纪的前几年，全球500强的20家食品集团，世界食品50强，以及各食品行业排在前列的强势企业，纷纷到中国各地区和各食品行业开办合资公司、独资公司，设立中国或亚洲总部以及研发中心、信息中心和物流中心等经济实体。随着中国深化改革、扩大开放和加入世贸组织，这种趋势形成迅速增长的势态。全国引进外资食品企业数以万计。中国将成为世界市场和世界工厂的前景，吸引越来越多的海外食品企业和跨国公司的产品、技术、人才、资金和管理进入中国。全球食品业制高点，进入500强的20家跨国公司大多数已在中国扎根并迅速扩展。国际食品跨国公司在中国新兴的市场中，大都采取长期战略、全国战略和本土化战略，着眼全国布局和长远发展的前瞻性策略。
近年来，世界食品工业呈现出（1）国际化、大型化(美、欧、日跨国公司约占世界食品工业产值的50%)；（2）产业化、系列化(集农、科、工、贸为一体)；（3）科技化、知识化(高新技术的广泛应用,大大提高了食品工业的科技含量和知识含量。)；（4）营养化、保健化(注意“合理搭配，营养均衡”,提倡保健食品)；（5）绿色化、有机化(重视食品安全，发展绿色食品，有机食品)的发展新动向。在21世纪，人们对食品消费的要求显现出“讲究营养、保证卫生、重视保健、力求方便、崇尚美味、回归自然”的趋势。
20世纪80年代以来，特别是1991年以来，我国食品工业呈现出持续快速增长的势头，食品工业产值曾经连续8年居全国工业首位，2002年在中国历史上第一次突破1万亿元人民币。从1980年到2000年，我国食品工业年均增长速度达到13.1%。在我国人民由“温饱”想“小康”过渡的重要历史时期，我国的食品工业发挥了重要作用。然而，与世界发达国家相比，差距十分明显。我国食品工业在世界食品工业的比重不足5%。在食品工业总产值与农业总产值之比值上，发达国家为2.0-3.7 : 1，而我国为0.3 : 1 (另一说，为0.43 : 1)；在原料加工深度上，发达国家为95%，我国为30%；在工业食品占食品消费量上，发达国家为90%，我国为20%左右。
研究证明，世界食品工业，特别是跨国食品集团，能够保持持续增长的重要原因之一，就是广泛、普遍、不断地采用高新技术。近年来，生物技术、膜分离技术、超临界流体萃取技术、微胶囊技术、超微粉碎技术、纳米技术、高静压技术、挤压膨化技术、电磁场技术、生物传感器技术、基因芯片技术、快速冻结、冷冻干燥、超高温瞬时杀菌、新型包装技术等高新技术，已经成功地用于世界食品工业的各个方面，开发、生产出种类繁多、功能各异的新型食品，如昆虫食品、花卉食品、超微食品、纳米食品、高压加工食品、疫苗食品、防辐射食品、仿生食品、“气体”食品、“纸张”食品等等，呈现出丰富多采，争奇斗艳的局面。
在21世纪，为了使我国居民的食物结构全面改善和营养水平不断提高，我们必须坚持科学的发展观，借鉴发达国家的成功经验，利用现有的知识资源和物质资源，大力采用高新技术，推动我国食品工业的自主技术创新，实现我国食品工业全面、协调、快速、高效、可持续的发展。为此，本文拟就国外食品工业中一些常用的高新技术，作一简要的概述。
生物技术（Biotechnology）
生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等新技术。生物技术在品工业中的应用越来越广泛，不仅可以提供新的食品资源，食品添加剂和保健食品的功能性配料，而且还可以用于食品加工，生产特殊风味的美味食品，食品包装，食品质量检测，食品工业污水处理等涉及整个食品工业全过程中，都能发挥巨大作用，几乎是无所不及，无所不包。现简述如下：
1、提供食品新资源
利用基因工程、细胞工程等现代生物技术，可以全面改良动植物的遗传性状，培育出优良的谷类、果蔬、家畜和水产品品种，达到降低生产成本、提高产品质量的目的。例如，对谷物、水果、蔬菜等，可提高固形物的含量和营养价值、改善感官特性（风味、口感、色泽、组织结构），增强抗病毒、抗病虫害能力，延长贮藏期；对家畜、家禽和水产品等，可以提高饲料利用效率、改进口味、提高营养价值，改善蛋白质与脂肪的比例，加速幼畜、幼禽的生长速度等。而且，应用生物技术，人们还有可能选育出全新的、自然界原先并不存在的农作物、家禽、家畜和水产品的品种，即转基因生物，为食品工业提高全新优质原料。
2、提供各种食品添加剂和保健食品的功能配料
食品添加剂能够改善食品的色、香、味、外形，保持新鲜度、延长保存时间、提高食品的营养价值，改善食品品质、提高食品加工效率。食品添加剂包括营养强化剂、品质改良剂、乳化剂、增稠剂、着色剂、抗氧化剂、防腐剂、调味剂（甜味、鲜味、酸味等）、香精、香料等等。近来，随着“回归大自然”的呼声的高涨，人们越来越重视采用微生物发酵方法生产食品添加剂。其中包括鲜味剂（味精、5－鸟苷酸、5－肌苷酸等）、酸味剂（柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸等）、甜味剂（阿斯巴甜Aspartame等）、天然色素（β胡萝卜素、红曲色素等）、抗氧化剂（维生素C，异维生素C、维生素E等）、增稠剂（黄原胶、洁冷胶（gellan gum）等）、营养强化剂（氨基酸、维生素等）等。此外，用微生物发酵和酶法转化，可以生产多种保健食品的基料，如低聚糖、糖醇、活性多肽和蛋白质等。此外作为保健食品重要功能配料的多不饱和脂肪酸，如DHA和EPA（原先从鱼油中提取）、Υ－亚麻酸（原先从植物月见草中提取），现在可用培养真菌或藻类来生产，产量大大提高，成本明显降低。
利用基因工程、植物细胞培养和微生物发酵技术，可以生产出一些新型食品添加剂，包括抗微生物污染的防腐剂，具有低脂肪和减轻动脉粥样硬化功能的乳化剂，防止高血压的食盐代用品，有利于控制体重的风味剂，抗衰老的生理活性物质（超氧化物歧化酶），具有抗氧化、减低血管脆性、消炎、抗癌功能的黄酮类化合物(flavonoids)等。
3．生产特殊风味的美味食品
利用微生物发酵技术，已经能够生产出门类众多的发酵食品，主要包括饮料酒（啤酒、葡萄酒、黄酒、日本清酒、白酒、白兰地、威士忌、果露酒、奶酒等）、酱、酱油、醋、乳酪、酸奶等。随着微生物发酵技术的发展，发酵食品的品种还将不断增多，质量不断提高，产量不断增加。
4、微生物酶制剂用于食品加工
利用α－淀粉酶和糖化酶可以由淀粉生产葡萄糖，不同DE值淀粉糖浆等。由葡萄糖再经过葡萄糖异构酶的作用，可产生果葡糖浆。果胶酶可用于果汁加工，澄清苹果汁、葡萄汁和柑橘汁，也可提高葡萄酒收得率，改善澄清效果，加快过滤速度。乳糖酶可以用于分解牛奶中的乳糖，提高牛奶的消化性，防止婴儿腹泻。脂肪酶可以用于改进食品风味，增加人造黄油的奶香味，提高面包的保鲜能力，改进豆浆的品质和风味。蛋白酶可用于制造蛋白胨、氨基酸混合液，以及用于生产糖果使用的蛋白发泡剂；可以用于面包、糕点、通心粉的生产，缩短揉面时间，增强面团延伸性，改进产品质量；用于肉类加工，可以嫩化肉类，软化肠衣，提高质量；用于乳酪制造、缩短成熟时间等。利用基因工程和蛋白质工程技术可以设计出新的酶种，以适应食品工业的新的需求。
5、改善食品性能、提高食品质量
大豆是我国的传统食品，它的蛋白质含量高、营养价值好，是消耗能源最低的蛋白质资源。此外，大豆蛋白质具有降低血脂作用，还能提高高密度脂蛋白胆固醇浓度、降低低密度脂蛋白胆固醇浓度，防止冠心病的发生。利用生物技术可去除大豆的豆腥味以及食用后肠胀气问题。国外非常重视大豆食品的开发和应用。目前世界上用大豆制成的食品已多达12000种，仅营养豆腐就有好几十种，远远超过我国已开发的品种。用大豆制成的酸奶、冰淇淋也已问世，深受消费者的欢迎。我国国家食品与营养咨询委员会在国务院和有关部委大力支持下推行大豆行动计划，必将有利地推动我国大豆的开发和利用，包括大豆多肽、大豆磷脂和大豆低聚糖的开发和利用。国内外的专家预测，大豆系列产品将成为二十一世纪最成功、最有市场潜力的保健食品。此外，利用生物技术以及生物技术和化学方法并用，可以生产出许多具有类似脂肪的理化特性，但不会在体内积存、引起肥胖的脂肪代替物，能够克服减少脂肪用量后造成的食品质量下降的困难，大大提高低脂食品的质量。
6、生产含有益活菌的保健食品
乳酸菌和双歧杆菌具有多种有益人体健康的功能，是重要的保健食品的基料。近年来，国际上，特别是日本、德国、瑞士、韩国等非常流行利用乳酸菌和双歧杆菌的活菌制成保健食品，包括保健饮料、酸奶、冰淇淋、糖果、巧克力等。可以单独用乳酸菌或双歧杆菌，也可以将两种菌混合使用。加入食品的活菌，可以是菌体悬浮液、菌粉，也可以制成冷冻干粉后再加入。近来，采用微胶囊技术包裹活菌，或用固定化方法制成固定化菌体细胞，然后再制成各种保健食品，可以大大提高菌体细胞的存活率。
7．生产优质天然高蛋白食品
人们早已知道某些昆虫及其幼虫具有食用价值，而苍蝇的食用性却鲜为人知。苍蝇的幼虫（蛆）富含62％左右的蛋白质及各种氨基酸，从蛆壳中还可提取纯度很高的壳聚糖（几丁质）。苍蝇还可用于研制医药产品。因此，利用生物技术对苍蝇进行工业化开发，引起国内外地浓厚兴趣。
其他昆虫也可用于生产天然高蛋白食品，如中华稻蝗的蛋白质含量占虫体干重的73.5％，其氮基酸组成与鸡蛋蛋白相似，称之为完全蛋白。还有蟋蟀、蝉、蝴蝶、蚂蚁的蛋白质分别占干重的75％、72％、71％和67％，都具有食用价值，完全可以开发。中华稻蝗、蝉、柞蚕等的氨基酸含量分别占总氨基酸的47.73％、44.63％和46％，仅次于鸡蛋，高于猪、牛、鸡、鱼和大豆。可以说，昆虫食物是人类较为理想的优质天然高蛋白食品，有望成为人类重要的食物来源。
螺旋藻是一种古老的单细胞水生藻类，其蛋白质优于普通植物性蛋白。人们发现螺旋藻中含有类胰岛素、超氧化物歧化酶（SOD），富含多种维生素。螺旋藻还含有10％～20％的藻兰素，具有多种酶和激素的功能，已用于食品和化妆品着色剂，还可用于癌症治疗。科学家认为，螺旋藻是人和动物理想的纯天然的优质蛋白食品。
螺旋藻正以其营养成分齐全、营养价值高，以及独特的生物学特性，引起世界各国的普遍关注。联合国粮农组织已将螺旋藻正式列入21世纪人类食品资源开发计划，我国也已将螺旋藻的研发列为工作重点。目前，我国的养殖条件为每平方米水面每天可产螺旋藻10～20克，已位居世界先进水平。
8、生产生物可降解的食品包装材料
目前，食品工业常用塑料作为包装材料，盛盒饭用的饭盒也是用塑料制成的。这些塑料包装材料，在使用完以后，很难被破坏、分解，长期堆积在自然界，会造成“白色污染”。近来，人们已经可以用淀粉为原料，经微生物发酵、生产L-乳酸、β-羟基丁酸。然后，再用化学方法制成聚乳酸、聚β-羟基丁酸戊酸等共聚物，可以用作生物可降解的食品包装材料。
9、生产微生物杀虫剂、微生物肥料和农用抗生素
利用能使昆虫致病的病源微生物，可以制成代替化学农药、杀灭农业害虫的微生物杀虫剂，包括多种细菌、病素、真菌、原生动物等。如防治农林害虫的苏云金杆菌和白僵菌，用于防治棉铃虫的核型多角体病毒等。农用抗生素，能使农业害虫致病的昆虫、线虫、以及能够捕食害虫的昆虫、鸟类、兽类、鱼类、两栖动物(蛙、蟾蜍)等，也能代替化学农药杀灭农作物的病虫害。此外，人们也可制成微生物肥料。施放到土壤后，通过微生物的生命活动，改善农作物的营养状态。目前已经大量应用的有根瘤菌肥料、固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料等。
10、为农副产品的深加工和综合利用提供高效的途径
生物技术用于玉米的深加工和综合利用在国外早已普及。近来，果蔬、大豆、茶叶、水产品等的深加工和综合利用正在不断取得新的进展。以苹果为例，美国能够充分加以利用。首先用苹果制成苹果汁，制汁后剩下的皮渣，再采用微生物固态发酵技术，可以生产酒精。剩下的果渣可以用黑曲霉发酵生产柠檬酸。剩下残渣可以提取纤维素，生产粉状苹果纤维素，可作为膳食纤维，是固态保健食品中的重要基料。最终剩下的废物，还可以经厌氧细菌发酵，生产沼气，用作燃料。以上各部分合计，苹果可以利用的部分达到96%以上。由此可见综合利用程度是何等之高。
11、提供各种快速、简便、精确的食品分析技术
利用酶工程的固定化技术，可以制成酶电极、酶试纸等，可以快速、简便地测定食品中的化学成分，包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、酒精、谷氨酸、赖氨酸等。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和最终产品是否掺假，检测谷物、坚果、牛奶中所含有的微量毒素，如黄曲霉毒素等。利用核酸聚合酶连锁反应(PCR)技术可以迅速扩增DNA和RNA片段，使其达到能够检测出的数量。这种方法可用于检测食品中微量的细菌或病毒的污染，如水产中肝炎病毒的污染等。能够检测出致突变、致畸变和致癌变化学物质的艾姆斯试验法(Ames test)，可用于检测食品添加剂是否安全、无害。
12、处理食品工业废水
食品工厂在生产各种美味食品的同时，也产生一些工业废水。废水中常有残存的糖、脂肪、蛋白质、有机酸、醇类、悬浮物、菌体等。此外，废水中BOD、COD也很高，不能直接排放到江河湖海中，必须进行处理。通常，可以采用生物转盘、生物塔式滤池、活性污泥法、厌氧发酵法处理，或用活性污泥法和厌氧发酵法结合处理，使BOD、COD大大降低，达到排放标准。此外，采用厌氧发酵法处理时，还能产生沼气，可以直接用作燃料或用于发电，供给食品厂使用。
