沸石的作用原理及注意事项(沸石竟然可以保持食物新鲜口感未来或将在食品工程起关键作用)

Posted 2023-05-31

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沸石的作用原理及注意事项(沸石竟然可以保持食物新鲜口感未来或将在食品工程起关键作用)

随着食品科学的发展和大众生活水平的提高，人们对于食品的需求不单单局限于“可以食用”，而是更注重其营养保健功能与“更加美味”。在此背景下，冻干技术作为食品行业的“黑科技”应运而生，其已被广泛应用于冻干水果片、冻干速溶汤、冻干脱水海鲜及蔬菜等产品中，这些冻干产品的营养价值与新鲜食品相似，并且可保留食材的色、香、味、形及97%以上营养成分，无须任何防腐剂，常温状态下可长期保存。

在该技术中，脱水浓缩材料性能高低对食品的保存质量、香味等影响巨大，目前日本三菱化学株式会社依托于沸石强吸附性的特点，已成功将其作为新型脱水浓缩材料应用于食品冻干技术中，使产品味道和香味得到增强，改善其风味，增加了食品的适口性。同时，沸石还具有杀菌和保鲜作用，对保持食品原味和防止细菌浸染起到一定效果。另外，同样依托于沸石强吸附性，目前有研究人员亦将沸石作为一种新型澄清材料，应用于饮料制备工艺中，其能够有效防止饮料凝结、沉淀，提高饮料的视觉效果与增强口感，同时使其不需冷藏就可以长期保存。

沸石冻干技术

更好地保留食品口感、香气

近年来，一些休闲零食品牌开始推出FD冻干类的果蔬干，这些零食品牌包括三只松鼠、良品铺子、百草味以及来伊份等。小米有品上线了烟台冻干食品企业的和厨品牌FD冻干方便面，还有一家宠物食品初创公司将FD冻干宠物食品做为自己核心的产品线，另一家做咖啡的初创公司推出FD冻干的冷萃即溶咖啡粉。

FD技术有效地保持了食材的色、香、味、形,并最大限度地保存食材中的各种维生素、碳水化合物、蛋白质等营养成分和叶绿素、生物酶、氨基酸等营养成分以及风味物质。在这项前沿技术中，脱水浓缩材料是该技术设备中的重要组成部分，然而多数脱水浓缩材料都需要进行加热才能发挥自身作用。近日，世界500强企业之一，日本最大的综合性化学集团——三菱化学株式会社，以沸石为原材料制备了一种应用于食品脱水、浓缩的沸石材料，其可以与多种液体食品一起使用，在不加热的情况下安全地浓缩和脱水，同时保留风味和香气成分。

沸石材料脱水浓缩原理

一般来说，传统冻干技术是将食品进行加热蒸发，而沸石冻干技术中，沸石因作为一种多孔隙结构的天然矿物材料，其仅允许与水分子大小相同或小于水分子的分子通过，因此能够有效过滤吸附蒸发的酒精、香料成分及因热而降解的其他成分，并且完整地保持了食品的风味和香气成分。

（沸石冻干技术系统图）

在实际应用中，可以将浓缩液体置于沸石材料外部，然后用真空泵降低膜元件内部的压力，仅让目标液体中的水分子被吸入沸石材料中，水分子以气体（蒸汽）的形式进入冷阱（冷凝器），并在其中返回液态并被收集，从而形成冻干产品。

沸石脱水浓缩技术优势

首先，天然沸石是多种已被美国食品药品监督管理局FDA认证的食品、保健品中的添加矿物。罗地亚里耶卡里耶卡大学高通量技术中心生物技术系专家通过查阅大量科学文献及试验数据，对沸石在医疗行业（包括人类、兽类）的安全性、健康影响，同时对其应用的排毒、免疫反应及健康状况进行论证与总结，证明了人类、动物食用沸石是安全的，并有着消除体内各种污染物、改善肠道状况、有效排毒等多种积极影响作用。作为用于食品制造的材料，沸石目前已被日本、美国等食品添加剂法中列为可安全食用的添加剂。并且，沸石脱水浓缩材料亦符合日本《食品卫生法》中有关器皿、容器和包装的标准。

其次，沸石脱水浓缩材料可以兼容多种液体。经三菱化学集团科学技术研究中心开发验证，该材料具有较强的耐水和耐酸性能，不会被果汁和其他酸性食品腐蚀（不能与碱性食品一起使用），例如电解浓度高的液体和包含高度亲水性成分的液体，并且该材料也可以与包含固体材料的液体一起使用。

沸石脱水浓缩技术的应用

在日本酒，啤酒和葡萄酒等发酵酒中，酒精和活性成分是通过发酵产生的。但是，仅通过发酵就可以提高浓度是存在极限值的。由于加热会以一定比例（共沸）蒸发水分子和酒精（乙醇），因此会大幅度降低酒精的浓度，存在使易受热的活性成分变性的风险。

目前，三菱化学株式会社与西野金Kin株式会社合作，利用沸石脱水浓缩技术制备浓缩清酒，其可以选择性地提取水分子，使清酒的强度提高一倍，并且味道更加浓醇，香气扑鼻。

浓缩前后日本清酒中氨基酸含量的比较

总之，三菱化学生产的用于食品脱水浓缩的沸石材料作为前沿的冻干技术，其能够综合考虑到全球环境能源效率，可以在不加热的情况下选择性地脱水和浓缩各种食品，为食品冻干技术的更优解提供了无限可能。

沸石澄清技术

让饮料更清澈，口感更佳

在饮料制备过程中，由于发酵法生产过程中的周期短、发酵不完全等缺点，使得多种饮品中的淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪、果胶、木质素、多肽等大分子降解不完全，其直接影响了饮品的澄清度与口感。并且，在饮品储存过程中，这些成分还会逐渐凝集而产生沉淀，造成产品体态不透明、无光泽，从而降低了其感官质量。

在传统的饮品澄清工艺中，自然沉降法处理历时长且效果差；加沉淀剂法处理会影响饮品口感；板框过滤法处理对设备、动力和人力均有要求；离心分离法不易工业化等。天然沸石具有良好的吸附、离子交换特性，能够对饮料中的金属离子、极性有机化合物、蛋白质等具有吸附、絮凝作用，因此沸石作为一种优秀的澄清材料，目前逐渐被应用于饮料澄清工艺中。

青岛大学李增新等人以苹果汁为试验材料，在澄清过程中加入沸石，其既能使果汁澄清，而且能控制二次混浊，不易发生沉淀，并且能使果汁保持原有鲜度。由图1可见，沸石澄清材料对果汁具有明显的澄清作用。当沸石添加量为 8g/L 时，透光率达 80% 以上，澄清剂的添加量为 8.1g/L 时透光率最大，为 81% 。

接着，李增新等人又以保健食醋为试验材料，同样添加了沸石澄清材料，在经过6个月沉淀后，发现饮品依旧无沉淀，液体呈透明状，并且吸附后产生的滤泥可作为农田肥料和动物饲料添加剂，对环境无任何污染。

总之，沸石作为一种安全性高的天然矿物材料，其无毒、无害，经研究者证实其可以被人体食用，并且目前已拓展到食品深加工领域中。其具有吸附能力强、在常温低湿度条件下吸附持续时间长、无腐蚀性、不潮解、性能稳定等特点 ,非常适用于食品浓缩、脱水、澄清、吸附等领域中，并且具有天然的保鲜、抗菌性，因此已成为国内外食品加工领域大力推广普及的新型材料。

内容选取自：三菱化学株式会社官网、知网文献等

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