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【转载】转:世界发达国家先进农产品深加工技术  

2015-05-14 09:30:13|  分类: 农业综合开发参考 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   【农业技术】看看世界发达国家先进农产品深加工技术都有哪些?

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中国农产品深加工技术水平仍然较低,多数属于低级、初级加工,产品附加值低。几种主要农产品,如粮食、油料、水果及蔬菜等的加工增值比重很低,造成农产品原料的大量损耗和浪费。有资料显示,目前中国的粮食储藏和果蔬产后损耗率分别高达9%和25%,远高于发达国家水平,农产品产后产值与采收时自然产值之比仅为0.38∶1,产品粗加工多,精加工少;初级产品多,深加工产品少;中低档产品多,高档产品少,而且农产品的深加工技术和装备普遍落后于发达国家10~20年,各种高新加工技术的应用很不普遍。尽管近几年来,各级政府对农产品的深加工越来越重视,逐渐加大了投入,但由于基础薄弱,起步较晚,中国的农产品深加工业距世界发达国家水平还有很大差距。

目前,世界发达国家普遍采用的先进农产品深加工技术主要有以下几种:


一、计算机视觉识别与分级技术

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计算机视觉技术是20世纪70年代初期在遥感图片和生物医学图片分析技术取得卓有成效的成果后发展起来的一种新技术,它是利用一个代替人眼的图像传感器获取物体的图像,然后将图像转化成一个数据阵,再利用一台代替人脑的计算机来分析图像,最后完成一个与视觉有关的任务。随着图像处理技术的日益成熟和计算机速率的提高及硬件成本的下降,一些发达国家于20世纪70年代末开始该技术在农产品收获和深加工领域中的应用研究。目前,国内外对计算机视觉技术在农产品深加工中应用的研究和实践主要集中在农产品品质自动识别和分级方面,如种蛋、谷粒表面裂纹检测;梨、苹果等农产品表面缺陷和损伤的检测;根据大小、形状和颜色对黄瓜、土豆、苹果、玉米和辣椒等果蔬进行自动分级等。


二、膜分离技术

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膜分离是利用一张特殊制造的、具有选择透过性能的薄膜,在外力推动下对液相或气相混合物内的不同成分进行分离、提纯、浓缩的先进加工技术。膜分离过程为冷过程,在常温下进行,营养成分损失极少,特别适用于热敏性物质如果汁、酶等的分离、分级、浓缩与富集;膜分离过程不发生相变化,所以挥发性成分如芳香物质损失极少,可保持原有的芳香;膜分离过程在密闭的系统中进行,被分离原料无色素分解和褐变反应;膜分离技术不用化学试剂和添加剂,产品不受污染,选择性好,可在分子级内进行物质分离,具有普通滤材无法取代的卓越性能,其处理规模可大可小,可连续也可间歇进行,膜组件可单独使用也可联合使用,工艺简单,操作简便,容易实现自动化操作,因此自20世纪70年代进入工业化生产以来,获得了迅猛发展,现已广泛用于乳制品工业、果蔬加工业、饮料工业、油脂工业、制糖业、淀粉加工业、酶制剂及肉制品工业等领域中。如乳品深加工或运输前乳和乳清的浓缩(RO)、乳清蛋白的分离和浓缩(UF)、水果汁和蔬菜汁的浓缩、糖的浓缩、无醇啤酒生产、高度酒中除去部分酒精(RO)、马铃薯加工业废水中回收蛋白质、天然色素和食品添加剂的分离和浓缩(UF)等。根据国外的统计,目前膜分离技术已在农产品和食品加工业中获得广泛的应用,占到各工业应用总数的68%,其中乳品加工业占37%,果汁加工业占18%。膜分离技术已成为目前纯净水生产的主要加工技术。此外,啤酒和白酒生产亦利用膜分离技术作为提高产品品质的一种手段。


三、超临界萃取技术

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      超临界流体萃取技术是利用高于临界温度和临界压力的流体对许多物质具有良好的溶解能力的性能,对物质进行提取和分离的一项新型分离技术。由于超临界流体既具有与液体溶剂相当的萃取能力,又具有优良的传质效果,因此具有使用安全、操作方便、节省能源、分离效率高、可防止萃取物热劣化及抗氧化和净菌作用,在20世纪70年代以后获得了迅速发展,被广泛应用于化工、食品、医药等工业领域。超临界二氧化碳萃取技术非常适用于农产品的深加工,受到了各国食品和农产品深加工研究人员的高度重视。

超临界二氧化碳萃取技术在农产品深加工上最早的应用是从咖啡中去除咖啡因和高品质的啤酒花,其后有人研究利用超临界二氧化碳萃取技术从植物油料中提取油脂并控制粕中蛋白质不变性;目前,超临界二氧化碳萃取技术已普遍应用于从植物中萃取天然色素、食品添加剂和香料;从除虫菊中分离除虫菊酯;从烟草中除去焦油和尼古丁以及高纯生育酚的提取、黄油的改质、大豆磷脂的浓缩等等方面。


四、真空冷冻干燥技术

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         真空冷冻干燥是一种在真空和低温条件下对物料进行脱水加工的先进干燥技术,它首先将物料冻结到共晶点温度以下,使物料中的水分变成固态的冰,然后在较高的真空条件下使冰直接升华为水蒸气,再利用真空系统中的水气凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品。采用真空冷冻干燥技术,物料不易氧化,产品干燥后的形状基本不发生变化,有较高的速溶性和复水性,而且干燥产品无表面硬化现象,脱水彻底,易于长时间保存。利用此项技术对蔬菜、水果、花卉、肉类等农产品进行干燥加工,物料中的营养成分可以充分保留,而且经复水后,物料几乎可以完全恢复原有的色泽和新鲜程度,因此产品的附加值较高。在国际市场上,冻干食品的价格通常是热风干燥食品的4~6倍,是冷冻食品的7~8倍,因此,尽管此项技术只有二三十年的发展历程,却已在发达国家普遍流行。目前,日本和美国食品市场上,冻干食品的比重已达40%以上。

中国在20世纪90年代初,开始引进开发真空冷冻干燥技术与设备,目前中国自行开发制造的真空冷冻干燥设备整体性能已达发达国家20世纪90年代初同类产品的先进水平,并在蜂乳、蒜片、小葱、花卉及猪、牛肉干的干燥加工中获得实际应用。


五、微波加热与杀菌技术

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        微波是一种频率在300~300000MHz的电磁波,具有极强的穿透性,可使物料内外同时受热,从而使物料内外温度迅速上升,而且干燥后的物料能基本保持原有形状。因此,利用微波对农产品和食品进行加热加工,在世界许多国家已普遍采用。采用微波对蔬菜、粮食等农产品进行干燥加工是目前微波技术在农产品深加工中的主要应用。

另外,由于微生物蛋白是一种极性分子,极易被微波所极化,随着微波场的极性而发生热变性。因此,国外有许多关于用微波进行粮食虫害、牛奶、果汁杀菌的研究报道。利用微波技术对肉制品进行杀菌加工,国内已在中式肉制品加工中推广使用,并取得了令人满意的效果。


六、超高压加工技术

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超高压是指压力在300MPa以上,最高可达700MPa的一种加工技术。超高压加工技术源于陶瓷加工业,1990年,日本科学家首先把它引用于食品的杀菌研究中,已对各种农产品如大豆、萝卜、苹果、牛肉、米及果汁、果酱、酱油等进行了实验研究。由于超高压杀菌避免了加热杀菌的缺点,可以保持食品固有的风味、色泽、质构和新鲜程度,提高了成品的品质,因此受到了人们的普遍关注,发展速率很快。目前此项技术已应用于鳄梨、肉类、牡蛎的低温消毒,果酱、果汁等的杀菌,淀粉的糊化,肉类品质的改善,动物蛋白的变性处理等,并有商业化的加工设备在市场上销售。采用超高压技术加工的食品如果汁、果酱、奶制品、茶叶、咖啡、香料等原有的颜色、口味、风味、营养成分等均无损失,对于肉类制品加工可使其嫩度、风味、色泽及成熟度均得到改善,还可加快某些在常压下不能进行的反应,如生物大分子的酶水解、酶反应及有气体参加的反应等。


七、低温粉碎技术

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低温粉碎是近几年发展起来的一种先进粉碎技术。利用冷冻的方式,改变物料的机械特性,不仅可以提高物料的细度,而且可以使原来不易被机械粉碎的物料得以粉碎,其粉碎的细度能达350目以上。另外,由于物料在极低温度下加工,物料原有的色、香、味性能得以充分保留,因此这种先进的加工技术被广泛用于香辛料,如可可、杏仁、咖啡豆;调味品如芥子、胡椒;以及中草药、人参、龟鳖丸等高档热敏性农产品的粉碎加工。


八、辐射加工技术

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辐射技术就是用钴60、铯137所产生的γ-射线或电子加速器产生的能量在10meV以下的电子射线对物料进行加工处理。主要用于灭菌和杀虫,如可用于防止马铃薯、洋葱等的发芽,经照射可储存1年以上;可杀灭稻米和小麦等谷类及水果害虫、畜禽肉中的沙门氏菌、香辛料及干燥蔬菜中的细菌,可杀死食品中的微生物,可延缓香蕉、木瓜、芒果等热带果实的成熟度。辐射还可用于已包装好的状态下的照射,不会造成二次污染,照射过程中,食品只微量升温(2~3℃),所以生鲜果蔬及冷藏冷冻食品也可使用。据统计,目前全世界有37个国家批准一种或几种辐射技术用于农产品深加工和食品加工业中,其中商业化生产的有25种。


九、微胶囊技术

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微胶囊技术是用喷雾法、凝聚法、挤压法等方法将固、液、气体物质包埋在一微小封闭的胶囊内,从而有效地减少芯材与外界不良因素间的接触,减少芯材向环境的扩散与蒸发,掩蔽芯材的不良风味,控制芯材的释放,改变其物理及化学性质。近年来微胶囊技术在保健食品、药品等生物活性物质的处理方面得到了广泛应用,如微胶囊化香料、酸味剂、营养素、防腐剂、脂及脂溶性物质等。随着新壁材的不断开发,微胶囊的功能将会更加健全,这项技术也将得到更快的发展

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