食品加工已有好几百年的历史，不同的加工技术有助于食物保存并延缓腐败。
撰文＝谢淨淳、许芝宁、朱逸瑄、苏南维（国立台湾大学农业化学系）
食品加工至今其实已经有好几百年的历史，透过加工我们可以确保食品的安全。不同的加工技术与作法能帮助延长食物的保存期限延缓腐败，也让消费者可以购买季节限定食品。而加工技术与方法相当多样，但你究竟认识哪些加工方式呢？加工技术主要可以分为传统加工技术和新兴的加工方式，在本文中将一一带你来认识加工技术对于食品的影响与其优势。
加热可以抑制病菌的生长、使酵素失去活性或杀死细菌。传统的湿式加热方法包含杀菁、沸腾、蒸煮以及高压烹煮；乾式加热则包含烘焙、油炸、烧烤。
而新兴技术，则是利用电磁辐射如微波来进行。
另一个加热技术－超高温技术（UHT）在食品工业广泛应用，透过135 度C加热1秒钟以上，并快速冷却来杀死所有微生物。而常见的巴氏德杀菌则是加热至72 度C，以15秒钟来杀死大部分食品病原菌后，再快速冷却至5 度C。
2.冷却
低温可以使食品中的细菌减缓生长速度或酵素失去活性，传统冷却方法包含冷藏于约5度C或冷冻低于-18度C（商业冷冻甚至低于-196度C）；储藏的温度越低，食品可以保存的时间越长。然而，剧烈的温度改变或冷冻时间太长，可能会造成食品结构的破坏，导致营养大幅流失。
干燥是让食品的水分含量低于细菌基本生存条件的含量，如酵素活性或生长条件等，因而使食品不易腐坏。干燥方法则包含冻干（如中草药或咖啡）、喷雾干燥（奶粉）、日晒干燥（如番茄、杏仁）或隧道式干燥（如：蔬菜）。
香蕉干
盐醃法是使用好几百年的保存方法，利用盐巴减少食物的水活性，避免病源菌的生长，糖醃也是利用同样原理来保存；加酸（醋）来改变食品的pH同样可抑制或杀死某些病原菌。
一般盐醃法是指用乾盐来保存，经常用于保存肉品，将盐直接涂抹在肉的表面，例如义大利帕尔玛火腿便是利用此原理製成的。另一种方法则是浸泡盐液或是酸性液体（浸酸法）。将食物浸泡于饱和食盐水普遍用在保存肉品和蔬菜，虽此方法现今较不普遍，但仍应用于起司如羊奶起司或哈罗米起司的熟成。
盐腌法
浸酸法则是添加醋或结合发酵以保存蔬菜及鱼肉，例如：酸菜、黄瓜、胡椒、洋葱、橄榄和鲱鱼，醃製通常利用盐与糖，有时会添加硝酸盐或亚硝酸盐来抑制肉毒杆菌的生长，并作为保色剂。
酸黄瓜
挑选特定酵母菌或细菌进行发酵除了使食物有特殊风味和口感，还能改变食物的生物活性，避免致病菌的生长。
酵母菌最常使用于面包发酵和酒精饮料的制作，而酱油也是一种酵母发酵制品。在有氧环境下，酵母菌会将糖或其他碳水化合物转成二氧化碳和水，所以面团才会膨胀，烘烤过后，面团的海绵构造固定后，即有松软的口感，酵母菌则在加热后死亡。酵母在啤酒、葡萄酒以及其他酒精饮料功能是产生酒精，或是二氧化碳。在无氧的条件下，酵母菌会将糖或其他碳水化合物转成酒精和二氧化碳，使饮料有气泡感。
一般发酵製程是加入特定酵母菌培养物来进行，但有些发酵饮料是自发性发酵，意指由酵母菌和其他微生物在葡萄或其他环境之下自然进行发酵。面团发酵过程中，因为消耗掉氧气，使得环境从有氧转为无氧环境，虽然会产生酒精，但烘烤过后，酒精挥发，因此麵包中不含酒精。啤酒和葡萄酒方面，发酵是产生特殊味道的重要因素，除了酒精和二氧化碳，发酵还会产生其他化合物来增添风味。
另一种常用于食品发酵的是乳酸菌发酵。乳酸菌利用乳糖或其他碳水化合物发酵产生乳酸，当产生的乳酸累积越多，食品中的pH值下降，使得对酸敏感性的蛋白质变性，例如牛奶中的酪蛋白，在乳酸发酵后，酪蛋白会凝集，牛奶变稠厚，可以製成优格和其他乳製品；其他如酸菜、泡菜、酸麵包和义大利蒜味腊肠也都是乳酸发酵製品。
如上述之介绍，发酵产生的酒精和酸度可以抑制微生物的生长与繁殖，延长食品的保存期限。食物中无害的微生物会和其他有害微生物竞争有限营养源，因此数量受到病原菌所影响。
除了味道、口感、质地和安全性，发酵也可增加食品的营养价值。微生物发酵过程会产出胺基酸、脂肪酸和某些维他命等人体容易吸收的小分子，或是降低干扰人体吸收的抗营养物质。其中一例为酸麵包，内含乳酸菌，具有消除植酸盐的效用。植酸盐为一种存在全麦麵粉的抗营养素，会和矿物质形成错合物，导致小肠吸收钙、铁、锌、镁离子的能力降低，因此酸麵包裡的微生物可利用的矿物质含量比较高。
传统的保存加工方法大都无可避免一些养分流失，因此目前的技术致力于在不降低品质的前提下，使的营养流失降到最少，甚至提高美味程度。
与传统的热对流或热传导方式不同，微波是利用热辐射原理进行加热。微波在水裡具有很好的穿透性，但在塑胶和玻璃上效果较差，也会被金属反射。藉由食品中的水分子震动摩擦产生热，但是食品中的水分分布不均匀，所以需要适时地搅拌使热源分布均匀。微波食品是一种只需要添加少量的水即可快速加热的方法，因此可减少烹调时营养素的流失。
调气包装是改变包装内的气体组成来控制食物的稳定性，同时也抑制细菌的生长，通常使用氧气、二氧化碳和氮气，另外调气包装也可为真空包装或填气包装。近来的调气包装材料主要为活性包材，让包装裡的气体在保存期限内可以不断变化，例如，氧气吸附剂或是排除二氧化碳膜，因为降低氧气含量和增加二氧化碳含量而可以达到抑制微生物的生长的目的。
肉品和起司为不会进行呼吸作用的产品，因此需要极低气体穿透度的膜材料来维持包装内的气体组成。换句话说，包装材料和食品的交互作用对会进行呼吸作用的食物（如蔬果）是非常重要的，透过改变包装内气体能延长货架期。
电离辐射是利用高能游离态粒子阻断微生物的生化反应，达到延长货架期的效果，除了用于食品上，也可用在包装材料上；从生化反应的角度来看，包含抑制发芽、延缓熟成和防止病虫害感染；由微生物的角度来看，能够抑制病原菌的生长。整体而言，电离辐射最大的优点在于辐射可穿透食物来杀菌，而不会有加热破坏营养的缺点，虽然蛋白质和碳水化合物可能会些微分解，但营养价值影响不大。
在欧洲食品法（1999/2/EC和1999/3/EC）当中，只有特定条件才可被授权使用电离辐射进行加工：
・必须有合理的技术需要
・没有健康风险
・对消费者有益
・不可用于公共卫生或良好农作
此外，任何进行游离辐射的食品，需在成分标示上明确标示。
又称为电阻加热或是直接电阻加热，透过交流电通过食品内部，为一种电阻产热的热处理方式，因为欧姆加热不需仰赖水分子，因此很适合低水分和小颗粒的食品。欧姆加热也是短时间高温加热方式的一种（HTST），可避免长时间高温而使得养分流失，也可维持食品原本精緻的外观，如草莓。
将食品放在100～1000兆帕的压力下5～20分钟，除了可以使微生物失去活性外，因为不经加热处理，只破坏非共价键结，所以能维持食品中维他命、色素和气味等化合物。
此方法利用白光（20％UV，50％的可见光，30％的远红外线）以每秒1～20MHz快速闪烁，强度是太阳照射地球表面的2万倍，能减少食品表面的微生物数量，目前应用于肉品和烘焙食品。此方法适用于具有光滑表面的食品及包装材料的杀菌。
短时间内重複高压电场（10～50 kV/cm）下，脉衝电场和脉衝磁场交互作用，破坏微生物的细胞膜使其释出胞内物质而死亡，因为不使用热处理，故不会影响热敏感的营养物质；常应用于冷藏和室温保存的食品。
食品加工技术之时间演进表：
参考资料：
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▶Henry CJK & Chapman C. (2002). The nutrition handbook for food processors. Woodhead Publishing Ltd.
▶International Food Information Council (2009). From farm to fork: Questions and answers about modern food production.
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▶Paschke A (2009). Aspects of food processing and its effect on allergen structure. Molecular Nutrition & Food Research 53(8):959-962.
