食品加工業(yè)伴隨著工業(yè)4.0時代的到來，也在朝著精細(xì)化的方向發(fā)展，科技型食品工業(yè)將是未來食品工業(yè)發(fā)展的目標(biāo)與歸屬。近些年，食品行業(yè)面臨的壓力隨著人們要求的提高而不斷攀升，許多新技術(shù)在消費需求的帶動下而不斷獲得突破，微流控技術(shù)正是食品加工跨入精細(xì)化操作的典型代表技術(shù)。

        微流控指的是使用微管道（尺寸為數(shù)十到數(shù)百微米）處理或操縱微小流體（體積為納升到阿升）的系統(tǒng)所涉及的科學(xué)和技術(shù)，是一門涉及化學(xué)、流體物理、微電子、新材料、生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程的新興交叉學(xué)科，其以微型化、集成化、智能化等特點而被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、食品檢驗、環(huán)境監(jiān)測、刑事科學(xué)和軍事科學(xué)等領(lǐng)域。

        從根本上來說，微流控技術(shù)并不是一個新事物，其發(fā)源于毛細(xì)管電泳技術(shù)，配以當(dāng)下網(wǎng)格化、智能化、大數(shù)據(jù)等元素的支持而形成的現(xiàn)代化技術(shù)平臺。通常是以硅、玻璃、石英和有機聚合物為材料，采用微細(xì)加工技術(shù)在芯片上構(gòu)建由微通道、微反應(yīng)室、儲液池等微功能單元構(gòu)成的微流路系統(tǒng)。

        材料制備

        食品加工材料是確保產(chǎn)品多樣性的保障之一，也是提高食品品質(zhì)的重要基礎(chǔ)。像壁材、復(fù)乳液等對均勻度要求很高的加工材料就需要微流控技術(shù)的助力，通過微流控技術(shù)制備的各種類型尺寸均一、分散性好的乳液或復(fù)乳液在不同溫度影響下不易發(fā)生吞并或聚集，穩(wěn)定性也大為提高。尤其是在構(gòu)建新型功能材料方面具有傳統(tǒng)技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。

        過程監(jiān)測

        危害分析與關(guān)鍵控制點(HACCP)是一種用來保證食品安全生產(chǎn)和包裝的管理體系，過程控制就是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)。食品相關(guān)產(chǎn)品從原材料到成品要經(jīng)歷幾道，甚至幾十道加工過程，每一個過程都存在著潛在的風(fēng)險，對過程的實時監(jiān)控則能降低意外發(fā)生時帶來的大規(guī)模產(chǎn)品風(fēng)險。微流控技術(shù)則可以對食品相關(guān)產(chǎn)品加工過程中的粘度、密度、分子擴散系數(shù)、pH值等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，實驗結(jié)果表明，微流控技術(shù)能夠使糖類在2.5min內(nèi)得到及時定量檢測，這不僅可以保證最終產(chǎn)品的品質(zhì)，而且可以大大降低生產(chǎn)企業(yè)的風(fēng)險成本。

        安全檢測

        近些年，分子診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展，然而食品安全問題依舊頻發(fā)，比如有害物質(zhì)的違法添加、食品添加劑的超量或超范圍使用、微生物造成的毒素污染等問題成為危害消費者身體健康的重要因素。傳統(tǒng)的檢測方法在檢測這些有害成分時往往要耗費更多的時間和資源，并且檢測的可靠性也并不理想，在一定程度上放任了有害食品的流通。

        通過微流控技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合，不僅提高了檢測精度，而且在時間上也大為縮短，具有高靈敏度、低成本、快速等特點。

        基因監(jiān)控

        當(dāng)下的轉(zhuǎn)基因市場主要以植物性轉(zhuǎn)基因食品為主，因為外源基因的導(dǎo)入而有著特殊的機能，比如抗病蟲害、抗除草劑、抗病性強等特點，這是傳統(tǒng)育種技術(shù)需要十多年甚至幾十年才能完成的工作，因此在資源危機日趨激烈的當(dāng)下頗具市場前景。但由于大多數(shù)轉(zhuǎn)基因食品缺乏足夠的食用及遺傳安全性評價，世界各地都對轉(zhuǎn)基因食品持謹(jǐn)慎態(tài)度，并且制定嚴(yán)格的法規(guī)以規(guī)范審批和應(yīng)用。PCR檢測是最常用的分子生物學(xué)技術(shù)之一，在微流控芯片技術(shù)的配合下具有檢測范圍廣、靈敏度高、自動化程度高等優(yōu)點，能夠快速對食品中的基因成分進(jìn)行鑒別。此外，微流控芯片技術(shù)也能夠及時的讓食品摻假、致病菌污染等常見的食品危害行為無處遁形。

        營養(yǎng)分析

        隨著營養(yǎng)戰(zhàn)略的不斷深化及消費觀念的不斷提升，消費者對產(chǎn)品的認(rèn)知欲望也不斷加強，食品營養(yǎng)標(biāo)簽就成為消費者了解食品營養(yǎng)信息的重要工具和戰(zhàn)略手段，其能夠讓消費者直觀的看出產(chǎn)品所含有的營養(yǎng)成分。食品中的營養(yǎng)素是繁多蕪雜的，食品標(biāo)簽在GB7718的框架下，往往僅能體現(xiàn)幾項或重點的幾項營養(yǎng)成分，對于大多數(shù)成分并沒有進(jìn)行標(biāo)注。應(yīng)用微流控芯片技術(shù)進(jìn)行營養(yǎng)成分的分析，可以快速的對其進(jìn)行定性，有助于消費者、第三方和市場監(jiān)管人員對產(chǎn)品的快速梳理。

        快速測"活"

        植物活性成分因具有一定的保健作用而備受當(dāng)下消費者追捧，其已成為功能食品的熱門原料之一?；钚猿煞衷谠现械暮枯^少，且穩(wěn)定性較差，其定量檢測過程往往較為繁瑣且緩慢，會直接影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。比如茶多酚的含量測定以福林酚顯色反應(yīng)為基礎(chǔ)，但由于福林酚試劑與茶多酚的反應(yīng)本身非常緩慢，需要2小時左右才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因而傳統(tǒng)茶多酚含量檢測方法存在操作復(fù)雜、耗時、試劑消耗大以及成本高等缺陷。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所的研究人員就創(chuàng)新性的采用微流控紙芯片技術(shù)，能夠在10分鐘之內(nèi)完成茶多酚含量的測定。

        此外，微流控技術(shù)的兼容性很高，與其他儀器及加工、檢測方法能夠很好的配合使用，提高操作過程的速度、靈敏度及準(zhǔn)確度，其是食品工業(yè)向精細(xì)化管理過渡的重要一環(huán)。

        作者：Huer

        Huer，從事熟肉制品產(chǎn)品研發(fā)10年，糕點生產(chǎn)線產(chǎn)品開發(fā)3年。