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第一章 食品加工的意義、過去與未來
第一節 食品加工與食品加工學
食物是指可供食用的物質，主要來自動、植物與微生物等，為人類生存與發展的重要物質。早期人類飲食方式主要為生食，但長期演化過程中，人們學會了各種加熱食物的方法。於是除了蔬菜、水果等食物會直接食用外，其他大部分食物都會經過烹煮後食用。到了現代，更會將各種食物經過前處理後，進行加熱、脫水、低溫處理、調味、配製等加工，獲得加工產品。
所謂食品，依據食品安全衛生管理法之定義，係「指供人飲食或咀嚼之物品及其原料」。因此食品包括可直接食用的製品，以及食品原料、配料、食品添加物等一切可食用的物質。
食品加工係以農產品、畜產品及水產品為主要原料，用物理的、化學的、微生物的方法處理，調整組成及改變其形態以提高其保藏性、被運輸能力、可食性、便利性、感官接受度或機能性。研究食品加工有關的理論及方法的學問，稱為食品加工學。
食品加工學需要以各種基本科學為基礎，包括生物學（植物學、動物學、微生物學、生理學等）、物理學、化學（有機化學、分析化學、生物化學、食品化學、營養化學等）、營養學、數學。相關的應用科學，如：化工、機械等，也需要涉獵。因此，完整的食品加工學應以食物學原理、化學為基礎，輔以食品機械、單元操作、食品工程學、食品發酵學，甚而尚需涉略食品生物化學等學科。近年來，生物技術、奈米技術與保健食品受到極大重視，因此學習食品加工學時亦應了解如何將此類技術應用於產品之加工，以有別於傳統加工，延續食品加工產品生命週期，建立藍海商機。
第二節食品的機能性
食品有許多的功用，最初人們食用食物的目的是解除飢餓。當吃的飽後，便又希望吃的好，而開始重視色、香、味等食品的附加價值；而一旦吃的過好後，造成營養過剩，於是又再希望由食品中得到保持身體健康的物質。因而，由此觀念發展出食品的機能特性如下。
一、一次機能特性—營養機能
指維持生命之營養機能。舉凡傳統營養學中所提的，食物所能提供之醣類、脂肪、蛋白質、維生素、礦物質等營養素者，皆屬此一次機能特性的範圍。此機能特性也是食品加工過程中，首要考慮的目標，畢竟，吃的最終目的是在攝取足夠的營養素以維持生命。
二、二次機能特性—嗜好機能
指賦予食物色、香、味、觸覺的感官機能。主要包括食品外觀、質地、風味等項目。食品感官功能不僅出於對消費者享受的需求，也有助於促進食品的消化吸收。因誘人的食物可引起食用者的食慾，促進人體消化液的分泌。因此食品的二次機能特性最能直接影響攝食意願。常見提高二次機能特性方式如，加工產品常添加各種色素，可促進食慾；添加香料，以提供香味；而一些常用之調味料如食鹽、糖、味精；各種發酵醬料，主要提供味道；食用如洋芋片、休閒點心等乾燥食品時，入口酥脆的口感，提供觸覺。這些提高食感機能之功能，皆屬二次機能特性範圍。
三、三次機能特性—生理機能
指調節生理機能之特性。當營養素攝食過多或不均衡，就容易產生一些因肥胖或飲食不良所造成的疾病，如肥胖、痛風、心血管疾病、糖尿病等。由於中國很早就有藥食同源的概念，也發現了一些藥食同源的食物，因此在吃的飽、吃的好後，就進而希望吃的健康。而此健康不僅是營養素上的均衡，也希望由食物中獲得一些改善人體生理機能特性之物質。在食物中的微量物質可能具有改善人體生理機能特性之功效，包括多醣類、微量元素、脂溶性物質、蛋白質、植化物（phytochemical）等。多醣類如膳食纖維，具有降低血脂、舒解便秘，避免憩室炎發生等功效；微量元素如硒，可增進免疫力；脂溶性物質如大蒜中的蒜素，可降低血膽固醇；蛋白質如母乳初乳中的免疫蛋白，具有增加嬰兒免疫力之功用。植化物則為普遍存在蔬果中之化學物質，如原花青素、多酚類等。
這類具有生理機能性的食品普遍稱為保健食品或機能性食品（functional food）。由於具有生理功能性的食物樣式眾多，而目前加工食品品質良莠不齊，政府為有效管理這類食品，因此制定了健康食品法。所謂「健康食品」係指保健食品中通過食品安全性與生理功能性驗證者，由於此產品功效與安全性係經過科學檢驗，因此品質較有保障。目前公告之保健功效共13項： 1.胃腸功能改善；2.調節血脂；3.護肝；4.骨質保健；5.免疫調節；6.輔助調整過敏體質；7.不易形成體脂肪；8.調節血糖；9.輔助調節血壓；10.抗疲勞；11.延緩衰老；12.促進鐵吸收；13.牙齒保健。
四、四次機能特性—文化機能
食品除提供營養上、生理上的機能性外，尚可提供文化上的機能性。各民族、地區皆有其飲食上的特點與文化特色，如中國菜有「南甜北鹹東辣西酸」、八大菜系之稱。臺灣則有台菜、客家菜。日本料理善用海鮮，韓式料理則喜好泡菜。而東南亞國家飲食則嗜酸、辣。近年來，因宗教與健康關係，開始流行素食。飲料方面，東方喝茶，西方喝咖啡，塞外喝油酥茶等，各具有文化背景的特殊性。表1.1以茶葉為例，說明各機能特性。
圖1.1為食品一、二、三與四次機能性之相關圖，食品各種機能性並非相互獨立的，而是有相互關連的。
第三節食品加工的意義
一、食品加工的目的
新鮮的食物在貯藏的過程中，會受到四周環境因素的影響，發生變質而無法食用。造成這種現象的原因很多，包括物理性（光線、時間、溫度）、化學性（氧化反應）、生物性（微生物、蟲咬）、酵素性（發酵、酵素反應）。早期人們為保存食物，因此將其進行加工。隨著科技進步，食品加工目的有些已跳脫原有保存目的，而有不同以往的目的。今分述如下。
1. 提高保存性（storage）與衛生安全性（sanitation and safety）
此為食品加工最基本目的，也是最初會對食品進行加工之主要目的。食品加工可殺滅或降低造成食品腐敗或變質之微生物與酵素，可防止腐敗及變質，延長保存期限並避免食物中毒。常用技術有製罐、低溫保存、乾燥、醃漬、煙燻、包裝等。
2. 提高被運輸能力（transportation）
食品加工可減少食品的體積或重量，便於運輸與儲藏，例如濃縮、乾燥等。
3. 提高便利性（convenience）
有些食品經加工後，可直接食用，如乾燥食品；有些經調配及組合，作成罐頭或可微波、冷藏／冷凍、易開包裝等產品，以便利烹調或供直接食用。可節省食用前的調理。如速食麵、即溶咖啡。
4. 提高可食性（edibility）
食品加工過程中，可將不能生食者加工以便食用，並去除不適食用之部分、改變不宜食用的成分、提高消化性。如速食飯、冷凍蔬菜。
5. 提高營養價值（nutrition）
食品經加工後，可破壞營養抑制因子，且改變食物構造，故可提高消化吸收率，同時加工過程可能額外添加營養素，因而達到強化營養之功效。如蒸穀米。
6. 提高食品的嗜好性（taste）與感官接受度（acceptable）
藉調配、成形、熱處理、包裝等方式，可改變食品外貌與性狀，改善色、香、味與質地，以提高食用者食慾，藉以提高其感官之接受度。如油炸食品可增加食品顏色與香味，乾燥可增加食品酥脆感。
7. 提高機能性（functional）
主要指生理機能性，包括營養或機能成分之提煉、添加、發酵、熱處理、化學處理等。如黃豆經發酵製成納豆後，可產生納豆激擫而提高其生理機能性。
8. 調節市場供需（marketing）
加工食品可在原料盛產時，大量予以加工，而後在原料缺乏時，釋出以調節市場的供需。如冷凍蔬菜可在颱風或水災後，大量釋出以做為蔬菜的替代品。又如冬天鮮乳盛產時，將其加工成乳粉，待夏天原料不足時，再加工成還原乳。
9. 提高食品的附加價值（additional value）與商業價值（commercial value）
食品經過加工後，可提高其商品價值與附加價值，一般初級加工產品獲利較低，而加工層次愈高者，其附加價值則愈高。
加工食品或多或少都含有上述數個目的，但特定食品的目的性可能各不相同，如冷凍食品主要在保藏，濃縮果汁主要提高運輸能力，而農副產品加工主要提高食品的附加價值。
二、食品加工之形態
食品加工的形態可分為一次加工、二次加工與高次加工。
1. 一次加工。係指由原料直接製成加工品者。如稻米經碾白除去外皮成精白米；小麥碾磨成麵粉；水果經研碎成果醬；遠洋漁獲及獸類屠體凍結成冷凍食品等。
2. 二次加工。係將一次加工品再加工製造成為新的食品者。如將麵粉製成麵包、麵條等產品。大多數加工食品屬於二次加工品。
3. 高次加工。又稱深加工，係將二次加工品再加工製造成為新的食品者。如將麵條製成速食麵、冷凍熟麵、即食涼麵等。
一般來說，加工層次愈高，則單價愈高，獲利率亦愈高，同時所需要的技術要求愈高。以大豆為例，大豆曬乾後可直接食用，但單價低（一次加工產品）；當抽取其中大豆蛋白製成大豆分離蛋白後，其單價可藉以提升（二次加工產品）。若將大豆分離蛋白再製成組織化蛋白，用作人造素肉之原料（高次加工產品），則其售價又可再提升。同時，加工層次愈低，愈容易被抄襲、仿冒，而加工層次愈高，愈有專業性，愈不容易被抄襲。
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