功能性食品的出现，标志食品中的关键组分，开始从重点要求大量的传统营养素，开始转向重点要求微量的功效成分转变了。由于功效成分普遍具有的“微量”“高效”和“不稳定”，应用传统的工程技术，已不能适应微量成分的制造工程了，不能开发出高科技的功能性食品了。现代食品工程高新技术的出现，将促进这个问题的圆满解决。高新技术与功能性食品的发展，将有力地推动传统食品工业向高新产业转化。
一、常用工程技术
在功能性食品工业上，经常用到的一些工程技术（单元操作）包括以下几方面：
①粉碎、筛分；
②提取：浸提、萃取；
③压榨；
④机械分离：过滤、离心、沉降、沉淀；
⑤平衡分离：蒸馏、结晶、吸附、离子交换；
⑥蒸发、浓缩；
⑦干燥：真空干燥、喷雾干燥、微波干燥；
⑧杀菌：热力杀菌、微波杀菌；
⑨重组：混合、捏合、搅拌、均质、乳化；
⑩成型：压模、挤模、注模、制模、喷丝、滴丸。
二、高新工程技术
（一）生物技术
生物技术，是应用生命科学、工程学原理，将微生物、动物、植物细胞及其产生的活性物质，作为某种化学反应的执行者，将原料加工成某种产品的技术。
1.基因工程（Gene engineering）
对某种目的产物在体内的合成途径、关键基因及其分离鉴别进行研究，将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因在受体细胞内复制、转录和翻译表达，使某种特定性能得以强烈表达，或按照人们意愿遗传并表达出新性状的整个工程技术。
一个完好的基因工程，包括基因的分离、重组、转移步骤，及基因在受体细胞中的保持、转录、翻译表达等全过程。基因工程的实施，至少要有四个必要条件：工具酶、基因、载体和受体细胞。
在功能性食品工业上，常用基因工程原理进行微生物菌种选育。另外，高效甜味剂嗦吗甜（Thaumatin）和阿斯巴甜等，由应用基因工程进行制造，不过尚停留在理论阶段，暂没有经济价值。
利用分子生物学技术，可将某些生物的一种或几种外源性基因转移到其他的生物物种中，从而改造生物的遗传物质使其有效地表达相应的产物（多肽或蛋白质），并出现原物种不具有的性状或产物。用转基因生物为原料制造而得的食品，就是转基因食品（Gene modi-fied foods）。转基因技术由于人们对其有安全疑虑，目前在功能性食品工业上未得到实际应用。
2.细胞工程（Cell engineering）
将动物和植物的细胞或者去除细胞壁所获的原生物质体，在离体条件进行培养、繁殖及其他操作，可使其性状发生改变，达到积累生产某种特定代谢产物或形成改良种甚至创造新物种的目的的工程技术。也就是借助微生物发酵对动植物细胞大量繁殖的技术，以及在杂交育种基础上发展形成的细胞（原生质体）融合技术。
人参细胞、大蒜细胞等的大规模培养，就是该技术在功能性食品工业上应用的实用例子。
3.酶工程（Enzyme engineering）
酶工程是利用酶的催化作用进行物质转化的技术，是将生物体内具有特定催化功能的酶分离，结合化工技术，在液体介质中固定在特定的固相载体上，作为催化生化反应的反应器，并对酶进行化学修饰，或采用多肽链结构上的改造，使酶化学稳定性、催化性能甚至抗原性能等发生改变，以达到特定目的的工程技术。
酶工程在功能性食品中的应用广泛，诸如功能性低聚糖、肽、氨基酸、维生素等功效成分的制造，是这方面的实用例子。
4.发酵工程（Fermentation engineering）
发酵工程又称为微生物工程，是利用微生物的生长和代谢活动，通过现代化工程技术手段进行工业规模生产的技术，是微生物、发酵工艺和发酵设备的协调运作，根据发酵目的对微生物的采集、分离和选育提出要求，对发酵工艺进行设计和优化，对发酵设备提出改进和配套选型的工程技术。它的主要内容，包括工业生产菌种的选育，最佳发酵条件的选择和控制，生化反应器的设计以及产品的分离、提取和精制等过程。
发酵工程在功能性食品生产中应用也十分广泛，如功能性糖醇、乳酸菌、富含ω-3多不饱和脂肪酸的微生物、海藻、真菌多糖、氨基酸、维生素等的发酵法培养，均是这方面的应用实例。
（二）粉碎新技术
1.超微粉碎技术
超微粉碎技术是将物料粉碎至10μm以下粒度的单元操作，常用气流式粉碎。在功能性食品制造上，由于功效成分的使用量通常很小，需超微粉碎至足够细小，才能保证它的均匀分布。
2.冷冻粉碎技术
冷冻粉碎技术是将冷冻与粉碎两种单元操作相结合，使物料处于冻结状态下，利用其低温脆性实现粉碎的技术。它有很多优点，可以粉碎常温下难以粉碎的物料，可以使物料颗粒流动性更好、粒度分布更理想，不会因粉碎时物料发热而出现氧化、分解、变色等现象，特别适合诸如功效成分之类物料的粉碎。(www.xing528.com)
（三）分离新技术
1.超临界萃取技术
一般情况下，物质的黏度随压力增加而提高，但当其中溶有某些超临界流体（如CO2、N2等）时，其黏度会随着压力升高而显著降低。因为扩散系数与黏度成反比，故被萃取相也有较高的扩散系数。由于超临界流体的自扩散系数大、黏度小、渗透性好，与普通液体萃取相比，可以更快地完成传质，达到平衡，有力地促进高效分离过程的实现。
2.膜分离技术
膜分离技术是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂，进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。目前，膜分离主要包括超滤、反渗透、电渗析、液膜技术等。
3.工业色谱分离技术
工业色谱有四个特点：①进料浓度大；②色谱柱径大；③色谱柱的装填要求高；④尽可能矩形波进料。工业色谱分离按固定相的状态，分为固定床、逆流移动床和模拟移动床色谱分离。各种微量高效功效成分的提纯和精制，需要相对昂贵的色谱分离技术。
（四）浓缩和干燥新技术
1.冷冻浓缩技术
利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理，将稀溶液中的水冻结，分离冰晶使溶液浓缩的方法。这对热敏性功效成分的浓缩，特别有利。
冷冻浓缩法与常规冷却法结晶过程的不同在于：只有当水溶液的浓度低于低共熔点时，冷却的结果才是冰晶析出而溶液被浓缩。而当溶液浓度高于低共溶点时，冷却的结果是溶质结晶析出，而溶液变得更稀。
2.冷冻干燥技术
将含水物料温度降至冰点以下，可使水分凝固成冰，然后在较高真空度下使冰直接升华为蒸气，从而除去含水物料中的水分。
冷冻干燥在低于水的三相点压力以下进行，其对应的相平衡温度低，因此物料干燥时的温度低。它特别适用于含热敏性功效的产品，以及易被氧化的食品的干燥，可以很好地保留产品的色香味。
（五）杀菌新技术
1.超高温杀菌技术
超高温（UHT）杀菌技术是，加热温度为135～150℃、加热时间为2～8s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌技术。因为微生物对高温的敏感性远大于多数食品组分对高温的敏感性，所以，它能在很短时间有效地杀死微生物。超高温杀菌技术，对热敏性功效成分的保持，发挥重要作用。
2.辐照杀菌技术
辐照杀菌技术是利用辐射源放出射线，释放能量，使受到辐照物质中的原子发生电离作用，从而起到杀菌作用的技术。辐照杀菌效果好，而且能基本保持食品原来的新鲜感官特征。经平均剂量10kGy以下辐照处理的任何食品，都是安全的。
3.高压杀菌技术
高压杀菌技术，是将食品物料以某种方式包装起来，置于高压（200MPa）装置中进行加压处理，达到灭菌目的的技术。因为高压会导致微生物的形态结构、生化反应及细胞壁膜等发生多方面的变化，从而影响其活动机能，产生致死作用。
4.欧姆杀菌技术
欧姆杀菌技术是利用电极将电流直接导入食品，由食品本身介电性质而内部产生热量，达到杀菌目的的技术。对于带颗粒（粒径小于15mm）的食品，要使固体颗粒内部达到杀菌温度，其周围液体必须过热，这势必导致含颗粒食品杀菌后质地软烂、外形改变而影响产品品质。而采用欧姆杀菌，可使颗粒的加热速率与液体的加热速率相接近，获得更快的颗粒加热速率，并缩短加热时间。
（六）无菌包装新技术
无菌包装就是在无菌条件下，将无菌的或已灭菌的产品，充填到无菌容器中并加以密封的过程。无菌包装的三大要素是：
①食品物料的杀菌；
②包装容器的灭菌；
③充填密封环境的无菌。
无菌包装的关键是要保证无菌，包装前要保证食品物料和包装材料无菌，包装时或包装后又要防止微生物再污染，保证环境无菌。
（七）挤压蒸煮技术
挤压机是集混合、调湿、搅拌、熟化、挤出成型于一体的高新设备。挤压过程是一个高温高压过程，通过某些参数的调节，可以比较方便地调节挤压过程中的压力、剪切力、温度和挤压时间。
含有一定水分的物料，在挤压套筒内受到螺杆的推进作用，受到高强度的挤压、剪切、摩擦，加上外部加热和物料与螺杆、套筒的内部摩擦热的共同作用，可使物料处于高达3～8MPa的高压和200℃左右的高温状态下，最后被迫通过模孔被挤出。这时，物料由高温高压状态突然变到常压状态，水分一下子急骤蒸发，好像喷爆一样挤压物即刻膨化成型。挤压蒸煮技术，对制造富含膳食纤维的功能性食品有重要的应用。
（八）纳米技术
纳米尺度是在10-9～10-8m范围内，在这一尺度范围内，对粒子进行加工的技术称为纳米技术。当物料颗粒细化到纳米尺度，会出现一些非常特别的原先没有的性质。如果将含功效成分的活性物质细化到纳米级，就有可能大大强化该成分的生物功效。因此，纳米技术有望在功能性食品工业中得到重要的应用。
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