“食品非熱加工技術與設備”是中國農業大學食品學院聯合多所高校和企業開展的“十一五”國家863計畫現代農業技術領域的課題。2010年8月10日，該課題順利通過驗收。食品非熱加工技術及設備生產是一個戰略性的新興產業。非熱加工是一種新興的食品加工技術，主要用於殺菌與鈍酶，包括超高壓、高壓脈衝電場、高壓二氧化碳、電離輻射、脈衝磁場等技術進行食品加工。食品“非熱加工”與傳統的“熱加工”相比，具有殺菌溫度低、更好保持食品原有的色香味品質等特點，特別是對熱敏性食品的功能性及營養成分具有很好的保護作用，同時，非熱加工還對環境污染小、加工能耗與污染排放少。因此，非熱加工技術在食品產業中的套用已成為國際食品加工業的新增長點和推動力。這一課題的實施，使得我國在非熱加工這一國際食品科學的前沿領域，獲得了突破，特別是在超高壓裝備的增壓系統、承壓系統等製造技術方面的突破,不僅打破了國外的封鎖壟斷，且在國內首次實現了超高壓技術的產業化開發套用，發展前景十分廣闊。
基本介紹
- 中文名：食品非熱加工
- 開展單位：中國農業大學食品學院
- 驗收時間：2010年8月10日
- 課題名稱：國家863計畫現代農業技術
簡介,技術驗收,技術進展,
簡介
傳統食品殺菌主要以熱殺菌為主。傳統的熱殺菌（殺菌鈍酶）技術有著諸多的優點，也在工業化食品加工上套用了近300年，但會導致食品，特別是熱敏性食品在熱加工過程中的顏色、香氣、滋味、質構、營養、功能和安全這七大變化問題。與之相比，而非熱加工不僅能殺滅食品中微生物，且能較好保持食品固有營養成分、質構、色澤和新鮮度。具有殺菌溫度低、對環境污染小、加工能耗與排放少等優點，已成為國際食品加工業中新的增長點和新興產業。因此受到了廣泛關注。
食品非熱加工是一種新興的食品加工技術，主要用於殺菌與鈍酶，包括超高壓、高壓脈衝電場、高壓二氧化碳、電離輻射、脈衝磁場等技術進行食品加工。食品非熱加工技術與設備的改進與發展將促進食品業的最佳化與發展。
2010年8月10日，科技部在北京組織召開了“十一五”國家863計畫現代農業技術領域“食品非熱加工技術與設備”課題驗收會。通過會議匯報和現場驗收，課題針對“非熱加工”這一國際食品工程學科和食品製造高新技術領域的前沿性熱點問題，經過近4年的不懈努力，率先研製開發出最大處理流量30L/h，處理壓強50MPa的高密度超臨界二氧化碳（HPCD）殺菌裝置，並首次闡明了HPCD殺菌的分子機制；自主開發出台處理量50～60L/h，脈衝電場強度達到30～60kV/cm的中試規模高強度電場（HIEF）設備樣機，並闡明了HIEF鈍酶機理；自主研製出最高磁場強度20T的中試規模強磁場（HMF）殺菌裝置和處理能力為80L/h的超音波（US）殺菌裝置等一批具有自主智慧財產權的系列非熱加工技術與裝備；全面完成了這5種非熱加工技術的殺菌、鈍酶機理與效果評價以及動力學分析，在系統評價了5種非熱加工技術對多種食品感官與理化品質、流變性質、營養與安全性的基礎上，分別建立了相應的非熱加工工藝，最佳化了工業化生產技術參數。
特別是在超高壓技術裝備開發研究與產業套用方面取得了重大突破。課題組通過自主研發和集成創新，攻克了大容量艙體（體積200L）雙堵直封式自動密封技術、大流量水介質自動增卸壓（壓力700MPa）控制技術、耐高壓材料與結構的系統最佳化設計技術、“油-水”組合加壓、“高-低”壓系統控制與自動監測控制等核心關鍵技術，開發了大型缸體熱套式高壓艙加工新技術，首次研製出具有自主智慧財產權和國產化率超過95%的水介質、框架直封式、大容量和智慧型化的商業化食品超高壓加工技術裝備；並率先系統研究和開發了超高壓加工軍用即制蔬菜、黃桃罐頭、草莓汁、胡蘿蔔汁、樹莓汁、泡菜等傳統食品和中式菜餚的技術與工藝，為超高壓技術在食品加工中的產業化套用提供了基礎數據，在國內首次實現了超高壓技術的產業化開發套用，徹底打破了美國、西班牙和日本等已開發國家維持了近20年的技術封鎖和裝備壟斷 。
食品非熱加工是一種新興的食品加工技術，主要用於殺菌與鈍酶，包括超高壓、高壓脈衝電場、高壓二氧化碳、電離輻射、脈衝磁場等技術進行食品加工。食品非熱加工技術與設備的改進與發展將促進食品業的最佳化與發展。
2010年8月10日，科技部在北京組織召開了“十一五”國家863計畫現代農業技術領域“食品非熱加工技術與設備”課題驗收會。通過會議匯報和現場驗收，課題針對“非熱加工”這一國際食品工程學科和食品製造高新技術領域的前沿性熱點問題，經過近4年的不懈努力，率先研製開發出最大處理流量30L/h，處理壓強50MPa的高密度超臨界二氧化碳（HPCD）殺菌裝置，並首次闡明了HPCD殺菌的分子機制；自主開發出台處理量50～60L/h，脈衝電場強度達到30～60kV/cm的中試規模高強度電場（HIEF）設備樣機，並闡明了HIEF鈍酶機理；自主研製出最高磁場強度20T的中試規模強磁場（HMF）殺菌裝置和處理能力為80L/h的超音波（US）殺菌裝置等一批具有自主智慧財產權的系列非熱加工技術與裝備；全面完成了這5種非熱加工技術的殺菌、鈍酶機理與效果評價以及動力學分析，在系統評價了5種非熱加工技術對多種食品感官與理化品質、流變性質、營養與安全性的基礎上，分別建立了相應的非熱加工工藝，最佳化了工業化生產技術參數。
特別是在超高壓技術裝備開發研究與產業套用方面取得了重大突破。課題組通過自主研發和集成創新，攻克了大容量艙體（體積200L）雙堵直封式自動密封技術、大流量水介質自動增卸壓（壓力700MPa）控制技術、耐高壓材料與結構的系統最佳化設計技術、“油-水”組合加壓、“高-低”壓系統控制與自動監測控制等核心關鍵技術，開發了大型缸體熱套式高壓艙加工新技術，首次研製出具有自主智慧財產權和國產化率超過95%的水介質、框架直封式、大容量和智慧型化的商業化食品超高壓加工技術裝備；並率先系統研究和開發了超高壓加工軍用即制蔬菜、黃桃罐頭、草莓汁、胡蘿蔔汁、樹莓汁、泡菜等傳統食品和中式菜餚的技術與工藝，為超高壓技術在食品加工中的產業化套用提供了基礎數據，在國內首次實現了超高壓技術的產業化開發套用，徹底打破了美國、西班牙和日本等已開發國家維持了近20年的技術封鎖和裝備壟斷 。
技術驗收
2010年8月10日，由中國農業大學食品學院胡小松教授負責的 “食品非熱加工技術與設備”課題通過科技部專家驗收組驗收。科技部黨組成員、副部長曹健林出席了課題驗收會並講話，中國農業大學校長柯炳生出席課題驗收會並致辭。
柯炳生說，曹部長能出席這次課題驗收會，說明科技部對食品非熱加工領域的重視。科技部計畫司副司長劉敏說，今年是“十一五”最後一年，也是籌劃“十二五”的一年，今後國家863計畫將更加重視創新和研究的精度、精確和精細。
“食品非熱加工技術與設備”是中國農業大學食品學院聯合多所高校和企業開展的“十一五”國家863計畫現代農業技術領域課題。該項目負責人、食品學院教授胡小松向專家驗收組進行了課題匯報。在匯報中胡小松介紹說，食品“非熱加工”比傳統“熱加工”具有保持食物色澤、味道、質夠等多方面優勢，在我國“食品非熱加工”產業的前景廣闊，但目前國內在這一領域的理論研究、生產套用距離國際發達水平仍有一定距離。胡小松說，這一課題的實施在食品非熱加工領域取得了多項成果，特別是打破了國外對超高壓技術壟斷，在國內首次實現了超高壓技術的產業化開發套用，發展前景廣闊。
在現場參觀完食品非熱加工設備和演示後，專家們就超高壓設備的結構、超高壓食品的安全等問題向課題組提出質疑，胡小松一一進行答辯。經過討論。專家組一致同意該課題通過驗收。
曹健林在最後總結講話中說，這個課題選準了一個好方向，“非熱加工”食品及其設備生產是一個戰略性的新興產業;這一課題有一個很好地組織形式，多所院校進行合作，還有企業的加入，較好地實現了多學科交叉和產學研相結合，出了不錯的成果。同時，曹健林希望對於“食品非熱加工技術與設備”的研究能夠繼續深入下去，並進一步加強創新研究。
柯炳生說，曹部長能出席這次課題驗收會，說明科技部對食品非熱加工領域的重視。科技部計畫司副司長劉敏說，今年是“十一五”最後一年，也是籌劃“十二五”的一年，今後國家863計畫將更加重視創新和研究的精度、精確和精細。
“食品非熱加工技術與設備”是中國農業大學食品學院聯合多所高校和企業開展的“十一五”國家863計畫現代農業技術領域課題。該項目負責人、食品學院教授胡小松向專家驗收組進行了課題匯報。在匯報中胡小松介紹說，食品“非熱加工”比傳統“熱加工”具有保持食物色澤、味道、質夠等多方面優勢，在我國“食品非熱加工”產業的前景廣闊，但目前國內在這一領域的理論研究、生產套用距離國際發達水平仍有一定距離。胡小松說，這一課題的實施在食品非熱加工領域取得了多項成果，特別是打破了國外對超高壓技術壟斷，在國內首次實現了超高壓技術的產業化開發套用，發展前景廣闊。
在現場參觀完食品非熱加工設備和演示後，專家們就超高壓設備的結構、超高壓食品的安全等問題向課題組提出質疑，胡小松一一進行答辯。經過討論。專家組一致同意該課題通過驗收。
曹健林在最後總結講話中說，這個課題選準了一個好方向，“非熱加工”食品及其設備生產是一個戰略性的新興產業;這一課題有一個很好地組織形式，多所院校進行合作，還有企業的加入，較好地實現了多學科交叉和產學研相結合，出了不錯的成果。同時，曹健林希望對於“食品非熱加工技術與設備”的研究能夠繼續深入下去，並進一步加強創新研究。
技術進展
近年來，已開發國家普遍重視食品非熱加工技術的發展，紛紛投入大量人力、物力、財力開展有關科學的基礎研究和產業套用研究。歐盟在FP5和FP6框架項目都設立了資助了非熱加工技術領域的科研經費資助，僅FP6框架項目對兩個非熱加工項目的資助經費就達2300萬歐元。而美國對非熱加工技術研究更為重視，包括美國軍方、農業部和FDA等多個部門都有大量經費資助，其中正在執行的美國食品安全108國家計畫就有三個項目對非熱加工技術領域進行了資助。
大量的投入，使得超高壓、高壓二氧化碳等非熱加工技術在已開發國家得到了快速的產業化套用。目前，美、加、法、德等國家已經通過非熱加工技術的食品安全評價，並獲準該技術在果蔬、肉製品、水產品等領域進行商業套用。隨著研究的不斷深入，非熱加工技術在已開發國家的套用範圍還在不斷拓寬，如用於食品功能成分的提取、食品大分子的改性等領域。
隨著我國食品工業的快速增長（2009年總產值已近5萬億元，這比1999年的總產值7800億元，增加了近6.5倍。預計未來5~10年，仍將以超過20%的年均增長速度發展），一方面引得已開發國家的跨國食品公司通過資本、技術裝備以及人才等競爭優勢，紛紛爭食這塊誘人大蛋糕，另一方面也讓如何依靠科技與創新保障我國食品產業持續快速健康發展，成為了我國食品科技界無法忽視的戰略任務。
據了解，目前，我國已逐步建立起一支從事非熱加工的研究團隊，如中國農業大學、華南理工大學、吉林大學、江蘇大學、合肥工業大學、江南大學和包頭科技發展公司等，形成了產學研緊密結合的非熱加工科技聯盟，並在非熱加工的基礎理論研究與關鍵技術套用方面取得了突破性進展。
中國農大的“食品非熱加工技術與設備”課題組，就率先研製開發出高密度超臨界二氧化碳（HPCD）殺菌裝置、高強度電場（HIEF）設備樣機，以及強磁場和超音波（US）殺菌裝置的中試樣機等，一批具有自主智慧財產權的系列非熱加工技術與裝備，並完成了對5類非熱加工技術的殺菌與鈍酶機理、效果評價與動力學分析，以及在分析食品感官品質、流變性質、營養與安全評價的基礎上，對非熱加工工藝的建立與技術參數最佳化等研究任務。
此外，該課題組在超高壓技術裝備研發與產業套用方面的突破，更是備受矚目，不僅研製出研製出具有自主智慧財產權和國產化率超過95%的水介質、框架直封式、大容量和智慧型化的商業化（生產能力1噸/小時）食品超高壓加工技術裝備，還開發了大型缸體熱套式高壓艙加工新技術。
特別值得一提的是，該課題組還率先系統研發了超高壓加工軍用即制蔬菜、黃桃罐頭、草莓汁、胡蘿蔔汁、泡菜等食品的技術與工藝，為超高壓技術在食品加工中的產業化套用提供了基礎數據，“‘食品非熱加工技術與設備’課題的實施，也產生了顯著的經濟效益。在超高壓技術成果完成後的短短兩年時間，商用超高壓設備的銷售就已超過50台（套），並開始批量出口，預計2010年可實現出口創匯超過220萬美元，國內銷售額將超過8000萬人民幣，其市場潛力由此窺見一斑。”胡小松如是說。
食品超高壓加工工藝技術與裝備的成功開發，不僅在食品製造裝備方面開闢了新的發展空間，更主要的是還拓寬了在新型果蔬食品、畜禽肉製品、水產加工品，特別是特色傳統風味食品、即食調理食品與方便中式菜餚等領域的套用發展前景，有利於促成極具潛力的新興產業的興起。
大量的投入，使得超高壓、高壓二氧化碳等非熱加工技術在已開發國家得到了快速的產業化套用。目前，美、加、法、德等國家已經通過非熱加工技術的食品安全評價，並獲準該技術在果蔬、肉製品、水產品等領域進行商業套用。隨著研究的不斷深入，非熱加工技術在已開發國家的套用範圍還在不斷拓寬，如用於食品功能成分的提取、食品大分子的改性等領域。
隨著我國食品工業的快速增長（2009年總產值已近5萬億元，這比1999年的總產值7800億元，增加了近6.5倍。預計未來5~10年，仍將以超過20%的年均增長速度發展），一方面引得已開發國家的跨國食品公司通過資本、技術裝備以及人才等競爭優勢，紛紛爭食這塊誘人大蛋糕，另一方面也讓如何依靠科技與創新保障我國食品產業持續快速健康發展，成為了我國食品科技界無法忽視的戰略任務。
據了解，目前，我國已逐步建立起一支從事非熱加工的研究團隊，如中國農業大學、華南理工大學、吉林大學、江蘇大學、合肥工業大學、江南大學和包頭科技發展公司等，形成了產學研緊密結合的非熱加工科技聯盟，並在非熱加工的基礎理論研究與關鍵技術套用方面取得了突破性進展。
中國農大的“食品非熱加工技術與設備”課題組，就率先研製開發出高密度超臨界二氧化碳（HPCD）殺菌裝置、高強度電場（HIEF）設備樣機，以及強磁場和超音波（US）殺菌裝置的中試樣機等，一批具有自主智慧財產權的系列非熱加工技術與裝備，並完成了對5類非熱加工技術的殺菌與鈍酶機理、效果評價與動力學分析，以及在分析食品感官品質、流變性質、營養與安全評價的基礎上，對非熱加工工藝的建立與技術參數最佳化等研究任務。
此外，該課題組在超高壓技術裝備研發與產業套用方面的突破，更是備受矚目，不僅研製出研製出具有自主智慧財產權和國產化率超過95%的水介質、框架直封式、大容量和智慧型化的商業化（生產能力1噸/小時）食品超高壓加工技術裝備，還開發了大型缸體熱套式高壓艙加工新技術。
特別值得一提的是，該課題組還率先系統研發了超高壓加工軍用即制蔬菜、黃桃罐頭、草莓汁、胡蘿蔔汁、泡菜等食品的技術與工藝，為超高壓技術在食品加工中的產業化套用提供了基礎數據，“‘食品非熱加工技術與設備’課題的實施，也產生了顯著的經濟效益。在超高壓技術成果完成後的短短兩年時間，商用超高壓設備的銷售就已超過50台（套），並開始批量出口，預計2010年可實現出口創匯超過220萬美元，國內銷售額將超過8000萬人民幣，其市場潛力由此窺見一斑。”胡小松如是說。
食品超高壓加工工藝技術與裝備的成功開發，不僅在食品製造裝備方面開闢了新的發展空間，更主要的是還拓寬了在新型果蔬食品、畜禽肉製品、水產加工品，特別是特色傳統風味食品、即食調理食品與方便中式菜餚等領域的套用發展前景，有利於促成極具潛力的新興產業的興起。
2010年8月10日，“十一五”國家863計畫現代農業技術領域“食品非熱加工技術與設備”課題順利通過驗收，我國成功開發出水介質框架直封式、大容量、智慧型化的食品超高壓加工裝備等一批具有自主智慧財產權的系列非熱加工技術與裝備，並在國內首次實現了食品超高壓技術的產業化開發套用，從而打破了美國、西班牙和日本等已開發國家維持了近20年的技術封鎖和裝備壟斷的被動局面，標誌著我國在非熱加工理論、關鍵技術研究和大型裝備開發與產業化套用在短時間內實現了跨越式發展。 課題組組長、中國農業大學教授、果蔬加工教育部工程研究中心主任胡小松透露，與傳統的“熱加工”相比，食品“非熱加工”具有殺菌溫度低、更好保持食品原有的色香味品質等特點，特別是對熱敏性食品的功能性及營養成分具有很好的保護作用，同時，非熱加工還對環境污染小、加工能耗與污染排放少。因此，非熱加工技術在食品產業中的套用已成為國際食品加工業的新增長點和推動力。
胡小松表示，我國食品超高壓加工工藝技術與裝備的成功開發，不僅在食品製造裝備上開闢了新的發展空間，更主要的是在新型果蔬食品、畜禽肉製品、水產加工品，特別是特色傳統風味食品、即食調理食品、即制料理食品與方便中式菜餚等領域具有食品廣闊的開發前景，能夠形成潛力巨大的新興產業。
“超高壓技術成果雖然完成短短兩年，但商用型超高壓設備銷售已經超過50台(套)，並開始批量出口，預計2010年可實現出口創匯超過220萬美元，國內銷售額將超過8000萬人民幣，市場前景十分廣闊。”胡小松說。
事實上，由非熱加工引發的國際食品科技產業的“技術革命”早已開始。近年來，已開發國家普遍重視食品非熱加工技術的發展。歐盟在其第五和第六框架計畫項目(FP5和FP6)中都設立了資助非熱加工技術領域的科研經費，僅FP6框架項目對兩個非熱加工項目的資助經費就達2300萬歐元。
而美國對非熱加工技術研究更為重視，包括美國軍方、農業部和食品藥物管理局等多個部門都有大量經費資助。目前，超高壓、高壓二氧化碳等非熱加工技術在已開發國家得到了快速的產業化套用。美、加、法、德、日等國家已經通過非熱加工技術的食品安全評價，並獲準該技術在果蔬、肉製品、水產品等領域進行商業套用。
據悉，科技部多年來也始終高度關注食品非熱加工技術的發展動向，從“九五”開始就設立了有關超高壓技術等食品非熱加工技術研究計畫，並在“十一五”的國家863計畫和科技支撐計畫中專門對非熱加工技術與裝備的研究設立課題，給予重點支持，提升我國在農業生物製造和食品精細加工技術方面的自主創新能力，構建以“綠色、高效、健康、安全”為特徵的食品工業新技術、新工藝、新裝備和新產品研究開發技術創新體系。
通過這些計畫的資助和順利實施，我國已建立了一支從事非熱加工的研究團隊。中國農業大學、華南理工大學、吉林大學、江蘇大學、合肥工業大學、江南大學和包頭科技發展公司等單位形成了產學研緊密結合的非熱加工科技聯盟，在非熱加工的基礎理論研究、關鍵技術套用領域等不斷取得新突破。
科技部副部長曹健林在課題驗收會上指出，今後要進一步加強具有原始性創新的現代食品裝備研發和方法研究，做真正的原創工作;要完善實驗設備，注重理論基礎研究和高技術研究;要進一步加強與具有較強優勢的不同學科的團隊合作，實現跨學科交叉式發展，使我國食品裝備行業在未來幾年內有突飛猛進的發展，形成新的產業經濟成長點。
胡小松表示，我國食品超高壓加工工藝技術與裝備的成功開發，不僅在食品製造裝備上開闢了新的發展空間，更主要的是在新型果蔬食品、畜禽肉製品、水產加工品，特別是特色傳統風味食品、即食調理食品、即制料理食品與方便中式菜餚等領域具有食品廣闊的開發前景，能夠形成潛力巨大的新興產業。
“超高壓技術成果雖然完成短短兩年，但商用型超高壓設備銷售已經超過50台(套)，並開始批量出口，預計2010年可實現出口創匯超過220萬美元，國內銷售額將超過8000萬人民幣，市場前景十分廣闊。”胡小松說。
事實上，由非熱加工引發的國際食品科技產業的“技術革命”早已開始。近年來，已開發國家普遍重視食品非熱加工技術的發展。歐盟在其第五和第六框架計畫項目(FP5和FP6)中都設立了資助非熱加工技術領域的科研經費，僅FP6框架項目對兩個非熱加工項目的資助經費就達2300萬歐元。
而美國對非熱加工技術研究更為重視，包括美國軍方、農業部和食品藥物管理局等多個部門都有大量經費資助。目前，超高壓、高壓二氧化碳等非熱加工技術在已開發國家得到了快速的產業化套用。美、加、法、德、日等國家已經通過非熱加工技術的食品安全評價，並獲準該技術在果蔬、肉製品、水產品等領域進行商業套用。
據悉，科技部多年來也始終高度關注食品非熱加工技術的發展動向，從“九五”開始就設立了有關超高壓技術等食品非熱加工技術研究計畫，並在“十一五”的國家863計畫和科技支撐計畫中專門對非熱加工技術與裝備的研究設立課題，給予重點支持，提升我國在農業生物製造和食品精細加工技術方面的自主創新能力，構建以“綠色、高效、健康、安全”為特徵的食品工業新技術、新工藝、新裝備和新產品研究開發技術創新體系。
通過這些計畫的資助和順利實施，我國已建立了一支從事非熱加工的研究團隊。中國農業大學、華南理工大學、吉林大學、江蘇大學、合肥工業大學、江南大學和包頭科技發展公司等單位形成了產學研緊密結合的非熱加工科技聯盟，在非熱加工的基礎理論研究、關鍵技術套用領域等不斷取得新突破。
科技部副部長曹健林在課題驗收會上指出，今後要進一步加強具有原始性創新的現代食品裝備研發和方法研究，做真正的原創工作;要完善實驗設備，注重理論基礎研究和高技術研究;要進一步加強與具有較強優勢的不同學科的團隊合作，實現跨學科交叉式發展，使我國食品裝備行業在未來幾年內有突飛猛進的發展，形成新的產業經濟成長點。
