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《电磁场对食品中微生物的非热灭活应用概述》

  • 来源专题：食物与营养
  • 编译者： lixiaoman
  • 发布时间：2017-04-27

  • 热处理已被广泛应用于食品工业的食品安全保证。然而，热处理可能会导致一些不良的变化或形成副产物，负面影响最终产品的营养价值、风味、颜色和质地。随着人们对食品和健康意识的增强，消费者更喜欢自然加工的食品。因此对于食物来讲，非热加工技术研究是重要和必要的，它不仅通过抑制或灭活的微生物影响的最小，其产品的保质期也将延长。本文提出了一种基于电磁场一般热灭活技术，包括脉冲电场，高压电弧放电，脉冲光、电离辐射、微波和冷等离子体的灭活机制，特性和研究进展，还讨论了这些技术的局限性。

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  • 《食品加工在食品安全中的重要性》
    • 来源专题：食物与营养
    • 编译者：mj
    • 发布时间：2018-11-16
    • 食品加工经常被认为是负面的，好像它会对我们的食品产生不利影响。今年，食品专家技术协会出版了四个食品技术处理专栏，对食品加工问题进行详细解析。 前三个名为“可持续加工解决方案”、“健康加工食品是否为食品？”和“解决食品垃圾耻辱问题”。这三个部分描述了食品加工对可持续性、健康性和减少废物的重要贡献。本月的加工专栏将重点关注食品加工在确保食品安全方面发挥的关键作用。该专栏将提供一些历史资料，然后介绍食品加工技术的实例及其对食品安全的重要性。 历史视角 食源性疾病有着悠久的历史。据说，亚历山大大帝在公元前323年因第一例已知的食源性疾病，即伤寒沙门氏菌（伤寒）感染并死亡。而后在1692年，生长在食用黑麦上的有毒真菌被怀疑是这种疾病的诱因，并由于对这种疾病的误解而产生Salem Witch试验。19世纪后期，在美西战争期间，有2万多名美国士兵因伤寒而死亡。原料乳中的链球菌爆发、罐装橄榄中的肉毒杆菌中毒和牡蛎中的伤寒沙门氏菌在20世纪初导致数百人死亡。最近几次爆发李斯特菌病和沙门氏菌病导致1985年美国近20万人患病。汉堡包和菠菜中的大肠杆菌、花生酱中的沙门氏菌、哈密瓜中的李斯特菌等在过去的18年陆续爆发，并引发了规模性疾病以及大量的伤亡情况。 加工技术有助于食品安全 以下是有助于提高加工食品安全性的不同食品加工技术实例。它们代表了通过加工制造安全食品范例。所描述的大多数食品加工方法都是先前加工专栏公布的主题。 热处理仍然是确保食品安全的主要机制，本专栏中介绍了许多食品加工技术都是以热处理为基础。虽然不是特定的食品加工技术，但可通过加热处理而提高食品安全性的方法是开发的最早的食品加工方法之一。路易斯巴斯德于1864年发明了巴氏灭菌法，利用热量来破坏牛奶和果汁中的病原体，使其可安全食用。 巴氏杀菌是一种过程，其中包装和非包装食品用温和的热量（<100℃）进行处理，以消除病原体并延长保质期。如今，巴氏杀菌在乳制品工业和其他食品加工工业中得到广泛应用，以实现食品安全。除巴氏杀菌外，其他传统工艺如烘焙和罐装也很重要。除了热食品加工技术外，还审查了一系列新颖的非热加工技术，以确定其在确保食品安全方面的作用。 红外线处理：红外线处理已被用于结合干燥和热处理来提高大米、水果、蔬菜和坚果的安全性。红外辐射以电磁波的形式释放能量，当存在于中红外区域时，可以将其用作食物的有效热处理方法。虽然红外加热因其有限的渗透深度不适用于所有食品加热过程，但它确实为特定应用的食品加工提供了显著的优势。 冷冻干燥：冷冻干燥是溶剂（通常是水）和/或悬浮介质在低温下结晶并通过升华除去的过程。该技术是一种非常温和的干燥过程，通过降低水的活性来保持各种食品的安全性。 喷雾干燥：喷雾干燥是另一种脱水过程，通过降低水的活性来保持各种可泵送食品的安全性。喷雾干燥通过将进料喷射到热干燥介质中将可泵送食品从流体状态转变为干燥的颗粒粉末。 射频处理：射频处理使用电介质加热来使用电磁波对食物进行热处理，可用于处理许多食物，包括面粉、谷物、香料等。它与干燥、烘烤、巴氏消毒等方法相结合，以提高其安全性。 微波处理：微波加热是一种商业食品加工技术，已应用于烹饪、干燥和回火食品。它与射频处理一样，利用了食物的介电特性，以及微波与它们的相互作用，用于烹饪各种食物。它已被用于意大利面食、调味料和米饭菜肴的杀菌消毒，以确保食品安全。 臭氧：它自1982年以来一直用于瓶装水的消毒，并于2001年被批准直接接触食品。臭氧是一种强效消毒剂，可有效灭活广泛的病原体。这种非热加工技术用于提高各种食品的安全性，包括农产品、肉类、家禽、海鲜和谷物。 超声波处理：超声处理使用声空化在食物中施加能量并改善其安全性，主要用于灭活微生物和酶，它还用于食品的脱水和安全解冻。 高压处理：高压处理是另一种非常重要的食品加工方法，以确保食品的安全性，同时提高质量和营养价值。该技术在非常高的压力下非热挤压水，使微生物失活。高压处理的一个关键应用是处理牡蛎，牡蛎已经参与了几次主要的食品安全爆发事件。如今，高压加工不仅用于处理牡蛎，还用于处理水果、蔬菜、果汁、果冻、果酱、肉类和鸡肉。 冷等离子体：通过高压电或微波使气体或气体混合物产生冷等离子体，这是另一种改善食品安全的非热性手段。其有效性是由于它与细胞结构发生化学反应及其对食物中细胞和DNA的紫外线介导作用。
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  • 《欲望的微生物学:微生物的世界观-合生菌》
    • 来源专题：人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2019-12-17
    • 在2001年出版的《植物学的欲望:植物的世界观》一书中，作者迈克尔•波伦挑战了传统的以人类为中心的世界观，并鼓励读者从植物的角度来看待生命。是人类还是植物在发号施令?也许我们不是为了生存而控制植物，而是植物为了生存而控制我们。普兰强调了几种植物是如何满足人类的基本需求的。纵观历史，我们一直在有选择地培育不同的作物，以获得某些特性，并将它们传播到世界各地，似乎是为了我们的利益。这些农作物包括苹果(用于制造甜味)、郁金香(用于制造美感)、大麻(用于麻醉)等等。 同样，微生物也在与人类共同进化，在数百万年的时间里形成了一种共生关系。事实上，每个人都被数万亿的微生物所占据。我们吃的食物喂养了生活在我们肠道内的有益微生物，作为回报，它们战胜了病原微生物，产生了调节我们免疫系统的代谢物。此外，数千年来，微生物一直在帮助人类进行一种最古老的食品加工方法——发酵，即微生物将食物从一种形式转化为另一种形式。在20世纪后期，我们开始通过工业发酵——类似于酿造啤酒的过程——来改造微生物来生产药物，如胰岛素和其他成分。从那时起，我们就利用这项技术在农业、能源、食品和医疗保健行业进行大量应用。 今天，我们正在加速与这些可爱的小生物的合作。我们正在设计和发展它们，喂养和种植它们，保护和传播它们到世界各地。问题是，我们做这些工作是为了我们的利益还是为了他们的利益?也许发号施令的不是人类或植物，而是微生物。 改造和进化微生物 随着基因组测序和云计算等技术的成本在过去几年里呈指数级下降，科学家们一直在加大对微生物的研究，围绕微生物的功能及其与其他有机体的相互作用出现了一些新发现。工业界正利用这项研究进行各种商业应用，例如利用微生物作为小型工厂来生产不含动物的蛋白质、健康的农作物和药物。作为这一运动的一部分，三家初创公司——enEvolv (Cultivian portfolio company)、银杏生物工程公司(Ginkgo Bioworks)和Zymergen——总共筹集了超过15亿美元的风险资本，为其中的一些应用程序设计和进化微生物。利用新一代DNA测序和机器学习等工具，这些革新者极大地增加了有用微生物的数量和多样性，并且与以前的技术相比，大大减少了为我们的利益而将基于生物的产品商业化所需的时间和成本。 喂养和培养微生物 科技风险投资家马克•安德森(Marc Andreessen)在2011年发表的文章《软件正在吞噬世界》(Software is Eating the World)中，展示了软件公司是如何接管世界上一些最大的行业的。如今，随着微生物发酵成为蛋白质、药物和其他产品的关键生产过程，微生物似乎正在吞噬这个世界(有时确实如此)。 为了设计这些过程中的微生物，我们利用硅模型和计算机代码(0和1)来修改微生物的遗传代码(A、C、T和G)，从而设计出某些能滋养我们的菌株，在某种程度上，还能设计出其他能产生滋养它们的糖的菌株。根据一些估计，到2024年，益生菌(滋养我们的活微生物)和益生元(滋养它们的糖)市场预计将分别达到770亿美元和70亿美元。由于预期需求将不断增长，近年来微生物群落领域的风险投资出现了爆炸性增长。 几家初创公司正在利用微生物及其衍生产品进行商业应用。这些用例有助于证明存在于人类和微生物之间的共生关系。我们设计和进化微生物，然后喂养和培养它们;作为回报，他们生产的产品使我们受益。我们与微生物的关系也开启了新的价值主张，减少了我们对自然世界的依赖，比如需要收获动物来获取食物、药品和其他产品。例如，Geltor (Cultivian portfolio公司)是通过发酵生产无动物蛋白领域的新兴领导者。该公司最初的重点是胶原蛋白，历史上只能从动物皮肤、骨骼和结缔组织中提取。Geltor最近宣布了与GELITA的重大合作，将在2020年推出世界上第一个无动物胶原蛋白。 保护和传播微生物 就像Pollan在他2001年的书中所强调的各种各样的植物一样，人类一直在世界各地保护和传播微生物，表面上是为了满足我们的需要。最近，消费者对减少或消除食品供应链中的抗生素和杀虫剂的偏好开始改变农业。其结果是，对生物制品需求的增加和对生物制品的采用正在保护我们作物、牲畜和肠道中的有益微生物。事实上,像Eligo生物科学公司,叶形科学和一般益生菌工程微生物选择性地破坏致病微生物,同时保持有益微生物完整代替广谱抗生素消灭有益和致病微生物,有点像“我们会让你活着如果你做同样的为我们“交换条件。 此外，我们一直在世界各地传播有益微生物。当某些微生物在发达国家证明对人类有用时，盖茨基金会正在投资并与风险投资支持的初创公司合作，例如AgBiome(用于作物健康)和evolution BioSystems(用于婴儿营养)，以便在发展中国家部署这些微生物产品。
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