掌握新技術(shù)可能令人生畏，尤其是那些尚未商業(yè)化的技術(shù)。我們正在研究四種技術(shù)，這些技術(shù)有可能改善食品加工中的一些非常基本的功能：冷凍，消毒，干燥和認(rèn)證。
“定容”冷凍
傳統(tǒng)冷凍有兩個(gè)問(wèn)題：它很昂貴，而且經(jīng)常會(huì)改變產(chǎn)品?！岸ㄈ荨崩鋬鰧⒙懵痘蛴萌嵝圆牧厦芊獾氖澄锓湃雱傂匀萜髦校谌萜髦醒b滿水并將其冷凍。容器內(nèi)的壓力可防止除約10%的水外的所有水凍結(jié)。實(shí)際的食物不會(huì)凍結(jié)，因此摒除了結(jié)晶帶來(lái)的細(xì)胞損傷。
食品“定容”冷凍是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部資助的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的，該團(tuán)隊(duì)由加州大學(xué)伯克利分校的機(jī)械工程師Boris Rubinsky和美國(guó)農(nóng)業(yè)部研究食品技術(shù)專家Cristina Bilbao-Sainz領(lǐng)導(dǎo)。他們?cè)隰斮e斯基開(kāi)發(fā)移植器官的技術(shù)之后設(shè)計(jì)了它。
Rubinsky說(shuō)，這種冷凍的最大優(yōu)點(diǎn)之一是可以使用傳統(tǒng)的冷凍系統(tǒng)來(lái)完成。
“除了提高腌制食品的質(zhì)量外，將食品保存在等速系統(tǒng)中而不是冷凍可以節(jié)省大量能源，因?yàn)橹挥幸恍〔糠煮w積被冷凍——而冷凍是一個(gè)巨大的能源消耗者，”Rubinsky說(shuō)?！八羞@一切都沒(méi)有實(shí)際改變制冷系統(tǒng)，只有通過(guò)將食物放在一個(gè)封閉的等速系統(tǒng)中，而不是在露天。
Rubinsky說(shuō)，現(xiàn)在冷凍的任何種類的食物都是等膽冷凍的候選者，還有其他人說(shuō)?！斑@也為保存無(wú)法承受冷凍的食物打開(kāi)了大門，因?yàn)槔鋬錾婕霸谑澄镏行纬杀В诘人俦４嬷?，冰晶要么根本不形成，要么在食物之外形成?/p>
他說(shuō)，唯一的主要變化是使用剛性容器，而不是直接通過(guò)冰箱運(yùn)行食品。該團(tuán)隊(duì)正在冰島開(kāi)發(fā)漁業(yè)等膽貯藏，并引起了其他行業(yè)的興趣。
“商業(yè)化面臨的最大挑戰(zhàn)是，“定容”冷凍保存需要改變對(duì)食品低溫儲(chǔ)存的思考，”魯賓斯基總結(jié)道。
高壓常壓冷等離子體
安全保存食品的首要目標(biāo)是通過(guò)盡可能少地改變食品的過(guò)程殺死其上或周圍的盡可能多的微生物。一種方法是通過(guò)大氣等離子體，早在1857年德國(guó)的飲用水上就已用于工業(yè)消毒。
高壓大氣冷等離子體（HVACP）使用主要通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)電二極管之間產(chǎn)生的電離空氣。電場(chǎng)和產(chǎn)生的氣體（如臭氧，一氧化氮，過(guò)氧化物和原子氧）的化學(xué)性質(zhì)具有殺菌劑特性，也可以分解有毒微生物產(chǎn)物，如霉菌毒素，使它們無(wú)害。
有各種各樣的產(chǎn)品可以用HVACP處理，包括肉類，土豆，營(yíng)養(yǎng)保健品，種子，面粉廠，即食碾磨產(chǎn)品，花生，榛子，行作物，寵物食品，食用亞麻和動(dòng)物飼料廠，NanoGuard首席執(zhí)行官Larry Clarke說(shuō)。NanoGuard目前專注于谷物產(chǎn)品，如動(dòng)物飼料，小麥粉或玉米糝?！斑€有堅(jiān)果市場(chǎng)和種子市場(chǎng)，但我們?nèi)栽谂c試點(diǎn)進(jìn)行研究，以引入更多，” Clarke補(bǔ)充道。
暖通空調(diào)尚未廣泛商業(yè)化，對(duì)商業(yè)化的考慮包括使其在重要的規(guī)模上工作，獲得FDA批準(zhǔn)以及“將市場(chǎng)與問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，并以商業(yè)上可行的方式有效地解決該問(wèn)題，” Clarke說(shuō)。
電流體動(dòng)力干燥
與HVACP一樣，電流體動(dòng)力干燥（EHD）使用電離空氣。它通過(guò)要干燥的食物兩側(cè)的一對(duì)電極運(yùn)行電流，產(chǎn)生稱為“離子風(fēng)”的氣流。離子風(fēng)比傳統(tǒng)的對(duì)流干燥更快地干燥食物，部分原因是該過(guò)程產(chǎn)生的熱量。
“EHD干燥是一種非熱和高能效的方法，使其適用于低能耗的熱敏材料干燥，”瑞士公立研究型大學(xué)蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的博士生Kamran Iranshahi說(shuō)。
除了更節(jié)能之外，研究表明，用EHD干燥的產(chǎn)品比使用傳統(tǒng)干燥的產(chǎn)品更好地保留了其顏色，風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分，具有更低的收縮率和更高的再水化能力。到目前為止，該技術(shù)主要用于水果和蔬菜，但其他產(chǎn)品甚至制藥等其他行業(yè)也有潛力，Iranshahi說(shuō)。
EHD更適合中小批量，因?yàn)樗鼰o(wú)法達(dá)到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)系統(tǒng)的氣流速率，Iranshahi說(shuō)：“在這種類型的干燥中，EHD的兼容性（與生產(chǎn)線以及當(dāng)前值和規(guī)范，例如生產(chǎn)率）是這種清潔技術(shù)傳播的最大障礙。
一個(gè)有希望的潛在應(yīng)用是農(nóng)民使用EHD進(jìn)行田間干燥。能耗足夠低，現(xiàn)場(chǎng)EHD系統(tǒng)可以由光伏電池板供電 - 這是發(fā)展中國(guó)家的許多政府愿意承擔(dān)的。
氧同位素建模
食品行業(yè)的欺詐通常以地理來(lái)源為中心。如果一個(gè)國(guó)家或地區(qū)以某種食品或飲料而聞名，那么當(dāng)某些產(chǎn)品被錯(cuò)誤地宣傳為來(lái)自那里時(shí)，它們就會(huì)獲得欺詐價(jià)值。
確定食品中的地理特征涉及研究其氧同位素比。這基本上測(cè)量了16O（最普遍的氧同位素）與18O（一種不太常見(jiàn)的同位素）的比例。其意義在于，植物材料中18O的含量是植物生長(zhǎng)的降雨量和其他氣候因素的函數(shù)。這產(chǎn)生了該地區(qū)獨(dú)有的同位素“特征”。
然而，為給定區(qū)域開(kāi)發(fā)這種特征是氧同位素分析的主要障礙。傳統(tǒng)上，它涉及分析該地區(qū)的工廠并建立數(shù)據(jù)庫(kù) - 這是一個(gè)耗時(shí)且昂貴的過(guò)程。
瑞士巴塞爾大學(xué)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種更快的方法來(lái)開(kāi)發(fā)這些區(qū)域特征。他們的模型可以獲取公開(kāi)的氣候信息，并推斷該地區(qū)種植的植物的同位素特征。
“我們?cè)诮o定位置進(jìn)行計(jì)算所需的模型輸入數(shù)據(jù)是空氣溫度，相對(duì)濕度，降水量和降水的氧穩(wěn)定同位素組成，”開(kāi)發(fā)該過(guò)程的研究人員Florian Cueni說(shuō)。
“所有這些數(shù)據(jù)都可以通過(guò)不同的數(shù)據(jù)源公開(kāi)獲得，即使是作為空間地圖，因此允許我們模型的空間應(yīng)用，”他繼續(xù)說(shuō)道?！叭缓螅@使我們能夠?qū)ふ业乩韥?lái)源未知的樣本的所有可能的生長(zhǎng)位置。
目前開(kāi)發(fā)的模型僅限于植物有機(jī)材料，如纖維素或散裝干燥材料。它不能用于橄欖油等加工產(chǎn)品（經(jīng)常成為區(qū)域欺詐的目標(biāo)），但“很可能通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行某些修改，它也可能適用于橄欖油，因?yàn)檫@些油在其同位素特征中也顯示出非常不同的地理模式，”Cueni說(shuō)。