食品工业新技术

中国的食品工业是一个景气度为120的高速发展产业，自20世纪90年代以来，食品工业产值的增长率每年都在10%以上，究其原因除了中国国民经济高速发展的背景以外，还与新技术不断在食品工业领域得到应用有极大关系。例如超高温杀菌和无菌包装生产线，在20世纪90年代初，全中国仅有数套设备，如今已成为广泛应用的必备设施；又如在1989年前，我国规模型钴-60γ辐照装置仅有18座，到1998年已达48座，实际装源量达到1300万居里（1Ci=37GBq) ，成为辐照食品的世界第一大国。社会发展的轨迹告诉我们，每一个新技术的诞生都会在相应领域引发一场革命性变革，并成为该领域发展的动力。
食品工业新技术的发展为食品工业发展奠定了基础，食品生物技术为人们开发了食品新资源和保健食品资源，辐照技术和超高温技术为食品资源的安全、营养、长久保藏提供了保障，食品高压技术开辟了食品加工的新方向，将对食品品质、卫生、营养产生深远影响，超临界技术、膜分离技术、微胶囊技术等都已经影响了食品工业的结构和发展，未来新技术的发展还将进一步推动食品工业的发展。
本书对一些食品工业新技术做了较详尽的阐述，着重于对新技术理论知识的介绍，同时结合了具体的应用实例，希望给读者提供理论参考的同时，能结合应用实例解决实际问题，成为食品专业人士的技术参考书。
本书共分九章，第一章由华东理工大学冯屏编写，第二章、第五章、第六章、第七章由华东理工大学周家春编写，第三章由华东理工大学夏泉鸣和上海大学李清华共同编写，第四章由长沙理工大学吴苏喜编写，第八章、第九章由上海大学王沂编写。全书由华东理工大学周家春副教授主编，上海大学翁新楚教授副主编。本书在编写过程中得到了华东理工大学徐玉佩教授、陈长华教授、许学书教授和王菊娣副教授、王国英老师的热情帮助，在此表示感谢。
由于许多新技术为多学科交叉科学，涉及的内容广泛，加之编者学识水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请广大读者同仁批评指正。

本书对食品工业新技术作了较详尽的阐述。全书共分9章，主要介绍食品生物技术（基因工程、酶工程、发酵工程、细胞工程）、食品辐照技术、食品超临界流体萃取技术、食品微波技术、食品微胶囊技术、食品膜分离技术、超高温杀菌和无菌包装、食品超高压技术、食品分子蒸馏技术等的原理方法及在食品工业中的应用。
本书可供从事食品生产、科研的科技人员及高等院校食品工程专业师生使用。

第一章 食品生物技术1
 第一节 食品基因工程1
 一、基因工程基础1
 二、基因工程在食品工业中的应用7
 三、蛋白质工程及其在食品工业中的应用21
 四、基因工程食品安全性25
 第二节 食品酶工程29
 一、酶工程基础29
 二、酶工程在食品工业中的应用35
 三、生物传感器53
 第三节 食品发酵工程60
 一、发酵工程基础60
 二、发酵工程在食品工业中的应用62
 第四节 细胞工程及其在食品工业中的应用82
 一、细胞工程基础82
 二、 动物细胞工程84
 三、植物细胞工程88
 四、微生物细胞工程93
第二章 食品辐照技术96
 第一节 辐射化学的物理基础96
 一、辐射的种类96
 二、辐射化学的基本特征99
 三、辐射与物质的相互作用99
 第二节 辐射化学效应106
 一、过渡态活性粒子及其形成106
 二、水的辐射化学109
 三、营养素的辐射化学111
 四、核酸的辐射化学114
 第三节 辐射生物学效应116
 一、辐射对生物分子的作用116
 二、靶学说119
 三、辐射对细胞的作用120
 四、辐射对细菌的作用125
 五、辐射对多细胞机体的作用130
 第四节 辐射源与辐照工艺131
 一、辐射源131
 二、辐射剂量单位136
 三、辐射剂量计137
 四、辐照工艺138
 第五节 食品辐照的应用144
 一、食品的辐照杀菌144
 二、食物发芽的辐照抑制147
 三、食物虫害的辐照控制148
 四、果蔬成熟期的辐照延缓149
 五、酒类辐照149
 六、食品加工参与物的辐照149
 七、辐照技术应用实例149
 第六节 辐照食品的安全性和卫生性153
 一、辐照食品的安全性153
 二、辐照食品的卫生性154
 三、辐照食品卫生管理办法155
第三章 食品超临界流体萃取技术158
 第一节 超临界流体萃取技术159
 一、超临界流体特性160
 二、超临界流体的p-V-T特性161
 三、超临界流体的传递性质162
 四、超临界流体的溶解能力164
 五、超临界流体萃取的热力学基础及过程设计依据166
 六、超临界流体萃取的过程系统168
 七、超临界流体萃取设备169
 八、超临界流体萃取的操作特性169
 九、影响萃取效率因素171
 第二节 超临界流体萃取技术在食品工业中的应用173
 一、应用概况173
 二、在食用油工业中的应用174
 三、在酒类、调味品工业中的应用175
 四、在脱除食品中某些成分中的应用176
 五、在提取抗氧化成分中的应用178
第四章 食品微波技术182
 第一节 微波技术的历史沿革182
 一、国外微波技术在食品工业中的应用183
 二、我国微波技术在食品工业中的应用183
 第二节 微波加热原理183
 一、微波的特性183
 二、微波加热的基本原理185
 三、微波能杀菌机理186
 四、微波加热的特点188
 五、微波对物质的穿透作用189
 第三节 微波在食品工业中的应用194
 一、热烫195
 二、蒸煮195
 三、焙烘195
 四、干燥196
 五、调温和解冻197
 六、杀菌和保鲜197
 七、家庭烹调200
 八、膨化201
 九、实例--微波技术在方便面生产工艺中的应用201
 第四节 微波加热对食品营养成分和风味的影响203
 一、微波加热对食品营养成分的影响203
 二、微波加热对食品风味的影响207
 第五节 微波加热设备209
 一、微波加热设备的类型209
 二、微波加热器的选择214
 第六节 用于微波技术（食品）的包装材料和专用薄膜214
 一、微波食品包装材料的选择214
 二、微波食品的外包装216
 三、微波食品的内包装216
 四、发展趋势217
 第七节 前景展望217
第五章 食品微胶囊技术219
 第一节 微胶囊技术原理219
 一、微胶囊的基本组成和作用219
 二、微胶囊化方法和材料220
 三、部分壁材的性能221
 四、微胶囊的性能参数225
 五、微胶囊材料和工艺选用原则228
 第二节 微胶囊的主要制备方法229
 一、喷雾干燥法229
 二、界面聚合法236
 三、原位聚合法240
 四、水相分离法242
 五、油相分离法247
 六、囊芯交换法248
 七、干燥浴法（复相乳液法）249
 八、锅包法250
 九、空气悬浮成膜法251
 十、粉末床法253
 十一、包结络合法254
 十二、锐孔-凝固浴法254
 十三、熔化分散冷凝法257
 第三节 微胶囊中的囊芯释放258
 一、囊芯材料释放机理258
 二、影响微胶囊囊芯缓释的因素258
 三、微胶囊囊芯释放动力学方程式260
 第四节 微胶囊技术在食品工业中的应用260
 一、食品及原料的微胶囊261
 二、食品添加剂的微胶囊261
 三、营养强化剂的微胶囊263
第六章 食品膜分离技术265
 第一节 膜技术概述265
 一、膜的定义和分类265
 二、膜分离过程266
 三、膜的性能表征269
 四、膜材料概述269
 五、膜材料结构对膜性能的影响273
 六、膜的制备275
 七、工业构形膜281
 第二节 膜分离装置和工艺流程282
 一、膜分离装置282
 二、膜分离工艺流程286
 第三节 极化、污染现象和控制288
 一、浓差极化289
 二、吸附291
 三、膜表面特性291
 四、膜污染的控制291
 第四节 反渗透294
 一、反渗透（RO）的基本原理294
 二、反渗透膜的透过机理295
 三、典型的反渗透膜298
 四、反渗透膜的性能指标和影响因素301
 五、反渗透膜的污染和控制303
 六、反渗透膜分离规律305
 七、纳滤技术（NF) 306
 八、反渗透技术的应用306
 第五节 超滤311
 一、超滤的基本原理311
 二、典型的超滤膜312
 三、超滤膜的性能评价313
 四、影响超滤过程的因素313
 五、超滤操作工艺314
 六、超滤技术的应用315
 第六节 微滤318
 一、微滤（MF）的基本原理318
 二、典型的微滤膜319
 三、微滤技术的应用320
 第七节 电渗析321
 一、电渗析原理321
 二、离子交换膜323
 三、电渗析运行工艺参数324
 四、离子交换膜的污染和控制326
 五、电渗析装置327
 六、高温电渗析和填充床电渗析328
 七、电渗析技术的应用328
 第八节 气体分离和渗透蒸发329
 一、气体分离329
 二、渗透蒸发331
第七章 超高温杀菌和无菌包装333
 第一节 热杀菌处理的基本概念333
 一、微生物耐热性的表示方法333
 二、影响微生物耐热性的因素334
 第二节 超高温杀菌的基本原理338
 第三节 超高温杀菌的方法340
 一、蒸汽喷射式超高温杀菌（直接加热法之一）341
 二、蒸汽注入式超高温杀菌（直接加热法之二）347
 三、欧姆加热超高温杀菌（直接加热法之三）349
 四、板式热交换超高温杀菌（间接加热法之一）351
 五、环形管式热交换超高温杀菌（间接加热法之二）355
 六、刮面式热交换超高温杀菌（间接加热法之三）358
 第四节 无菌包装360
 一、包装材料的灭菌360
 二、无菌包装系统365
第八章 食品超高压技术377
 第一节 超高压技术的沿革377
 一、超高压技术的应用现状378
 二、超高压技术研究动向379
 第二节 超高压技术的原理379
 一、超高压技术的概念及基本原理379
 二、超高压技术对食品品质的影响380
 三、超高压技术处理食品的特点387
 第三节 超高压技术在食品中的应用389
 一、超高压技术在食品中的应用389
 二、超高压食品加工工艺400
 三、超高压食品的包装设计401
 第四节 超高压技术加工设备401
 一、超高压食品加工装置的结构特点401
 二、超高压食品加工装置的分类402
 三、超高压食品加工处理装置403
 第五节 超高压技术的前景展望405
 一、超高压技术进展406
 二、超高压技术开发的重点407
 三、超高压技术进展存在的问题407
第九章 食品分子蒸馏技术409
 第一节 绪论409
 一、分子蒸馏技术产生的技术背景409
 二、分子蒸馏技术的国内外发展简史411
 第二节 分子蒸馏技术原理及特点412
 一、分子蒸馏的基本原理412
 二、分子蒸馏技术特点414
 第三节 分子蒸馏设备及其工业化应用装置416
 一、分子蒸馏器的结构与性能特点416
 二、分子蒸馏装置的组成单元422
 三、分子蒸馏工业化装置及工艺流程422
 第四节 分子蒸馏技术的工业化应用423
 一、分子蒸馏技术工业化应用的适用性原则424
 二、 分子蒸馏技术在工业化应用中的作用424
 三、分子蒸馏工业化应用领域426
 第五节 分子蒸馏技术在食品工业上的应用实例426
 一、分子蒸馏生产单甘酯427
 二、 天然维生素E的提取429
 三、从鱼油中提取纯化DHA、EPA431
 四、α-亚麻酸提取技术434
 五、高碳脂肪醇的精制434
 六、小麦胚芽油的制取435
 七、 辣椒红色素提取技术436
 第六节 分子蒸馏技术工业化应用前景展望437
 一、我国分子蒸馏技术工业化应用存在的问题与对策437
 二、我国分子蒸馏技术工业化应用前景分析437
主要参考文献439