透过日本食品机械&原辅料大赏，看底层技术如何推动产业前行
“ 机械设备与原辅料的创新，是食品产业前行的澎湃引擎。 ”
文：Chiyuko Qiu
来源：Foodaily每日食品（ID：foodaily）
食品技术对产业发展的推动作用毋庸置疑。Foodaily在不久前发布的《2021年度食品技术回顾》一文中盘点了肠道健康、减糖、人造蛋白、保鲜、减塑等热点技术的迅猛进展与光辉前景，令人对食品未来充满期待。与它们相比，食品机械设备和原辅料是塑造优秀品质的更核心要素，其创新对提升产业竞争力意义更大。
日本是亚洲食品产业的高地。不仅在产品创新上经典不断，在食品机械与原辅料领域上也始终精益求精，不断升级更迭，展现出勃勃生机。
为了鼓励食品机械设备和原辅料行业的创新发展，表彰相关企业做出的巨大贡献，日本国内最大的行业媒体食粮新闻社特别设立“优秀食品机械/材料/原辅料大赏”。入选作品涵盖食品机械、设备、包装、添加剂、功能性原料、食品原料。
日食优秀食品机械/材料/原辅料大赏颁奖仪式 图片来源：hachi-shokuhin
接下来，Foodaily在日本踏入令和年号3年以来的获奖作品中挑选出几款亮眼产品。从它们身上，可以洞察到日本食品产业的底层实力。
机械设备篇：铜墙铁壁，构筑保护品牌的钢铁长城
1、内置CO2冷冻装置冰淇淋机（CO2冷凍機内蔵型アイスクリームフリーザー）
食品零售市场一直处于冷冻和冷藏技术的前沿。近年来，受市场驱动因素和法规影响，全球范围内可持续冷冻和冷藏技术被列为技术创新的优先领域。在此大背景下，CO2作为满足先进、环保需求的天然制冷剂，在新一代冷媒中脱颖而出。CO2 的臭氧消耗潜能值 (ODP) 为零，全球变暖潜能值 (GWP) 为 1，通常被视为测量其他制冷剂的环境标准。
1987年《蒙特利尔议定书》签订后，氯氟烃 (CFC) 和氢氟烃 (HFC) 对环境的巨大影响逐渐为世人所知，近年来逐渐走向淘汰。CO2不具备其他天然制冷剂的可燃性和毒性，极大提升了制冷过程的安全性。此外，CO2的传热系数远高于其他制冷剂，这使得蒸发器、冷凝器和气体冷却器的温差可能非常低。传导CO2所需的管道尺寸也会非常小，压降影响较低。当将其用作二次流体时，循环泵的能量需求极低。
R744 (CO 2 )– 压力/焓图。图片来源：bitzer
CO2具有高容积比的体积冷冻能力特性，与HCFC-22相比较高出约5倍，因此在系统的尺寸上可大幅缩小，从而达到制冷系统在节能性和可靠性方面的大幅提高，从而大大降低系统成本。
CP Engineering是日本冰淇淋冷冻机市场占有率第一的设备企业（占有率高达80%）。其与美国Gram Equipment Co., Ltd.联合开发的世界上第一台内置二氧化碳冰箱的冰淇淋冷冻机“WS-15SC-J-CO2”，由于其低环境负荷、低能耗、低成本的特性，荣获斩获“第24届日食优秀食品机械/材料/原辅料大赏”机械设备类优秀奖。
图片来源：日本食粮新闻网
据悉，目前众多食品巨头已投入使用该产品，希望通过设备升级实现达到节能环保诉求。其中，乐天集团旗下的浦和工厂就引进此款设备，在减少工厂CO2排放的同时，达到减少环境负荷和电力消耗的作用。
2、台式米粉粉碎机Fairy Powder Mill（卓上型米粉粉砕機「フェアリーパウダーミル」）
近年来，日本面包和糕点行业蓬勃发展，原料加工技术不断提升，米粉成为食品生产商和消费者热捧的原料，关注度日益增加。
为了获得更优质的米粉原料、缩短生产工序，西村机械制作所历时四年，在原有机型的基础上对零件、设计结构不断优化，在2021年推出获奖作品Fairy Powder Mill。
图片来源：西村机械制作所官网
西村机械制作所长期以来深耕粉体设备。他们利用控制亚微米级粉末和颗粒的技术诀窍，相继扩大了设备和系统的适用范围，将现有技术应用于食品、化学和废物回收等领域。西村机械还通过融合电气/电子工程、机械工程/控制工程、粉末工程和计量测量工程等各种技术，建立起自主的粉体和颗粒工程体系，实现基于计算机的粉粒状物料控制和加工技术，处于行业领先水平。这款Fairy Powder Mill就是西村机械超高技术实力的充分体现。
图片来源：西村机械制作所官网
Fairy Powder Mill是一款采用高速空气涡流的气流粉碎机，采用一种原料在被超高速气流摩擦的同时反复相互碰撞，从而产生高频振动达到自行粉碎的方法。通过此种方法，得到的粉体粒度高度均匀纤细，可用于对谷物、中药材、医药原料、化工产品、矿石等进行精细研磨，满足不同行业的材料粉体化需求。这款气流粉碎机还可以通过调节转数和吸入空气量来调整粉体粒度大小，实现定制化需求。
在机器工作过程中，由于大量的空气缓冲能够有效抑制温度上升，减少升温对于粉体品质的影响。由于采用自体粉碎技术，机器中无需安装传统粉碎机必备的金属刀片，从而避免原料与金属之间的碰撞，减少金属异物污染。也正是得益于如此简单的设计，设备无需工具即可轻松拆卸，高度卫生且易于清洁。
3、分离职人破袋分拣机
食品生产中，如何快速将产品内容物与包装区分开，是提升生产效率的关键因素之一。特别是具有复杂组合包装的产品，很多时候不得不依靠人工才能实现精准区分，这对于追求高生产效率的企业来说，可谓一大痛点。
MOKI制作所推出的分离职人破袋分拣机精准瞄准生产痛点，通过轻松便捷的操作达到精准分拣效果。产品一经推出就受到生产企业的一致好评，得以荣获“第23届日食优秀食品机械/材料/原辅料大赏”。
图片来源：MOKI制作所官网
这款分拣机可在短时间内将包装食品分成内容物和包装，完成大批量的分拣和粉碎，分离精度高达99.6% -99.9%，并且可通过清除废弃塑料实现零排放。设备支持各种类型的食品，无论是独立包装调味料、蒸煮包，还是可燃垃圾、面条、饼干、汤粉、冰淇淋等。例如，将过期的冷冻意大利面放入机器，粉碎的“容器”和“意大利面”就会从不同的出口出来。
除了方便分拣，机器通过对废弃物进行粉碎，可以减少废物体积量，降低处理成本。高效的分拣粉碎系统，将人工完成的食品生产过程和过期食品处理过程中的分拣工作自动化，达到缩短工时、降低人工成本的目的。
据悉，这款分拣机还可以根据客户需求，提供量身定制的操作设定，适应能力更加宽广。
分离职人破袋分拣机功能展示。图片来源：MOKI制作所官网
分拣机对于高效食品回收的巨大贡献引发了行业关注。该机器已获得多项专利，被关西机场等大量知名企业、机构所采用，并畅销东南亚等海外国家。据悉，截至目前，分离职人破袋分拣机的退货率仍保持在0%。
原辅料篇：把薪助火，成就产品创新的点金石
1、太阳化学“Sun Active”系列（サンアクティブ シリーズ（QCD･HCD･NCD））
太阳化学成立于 1948 年，其前身是一家生产和销售肥皂的公司。之后，公司利用肥皂生产技术成功开发出日本第一款食品乳化剂，为当时的冰淇淋和焦糖生产提供有力支持。此后，太阳化学不断推出满足时代需求的创新技术，如今，日本大多数食品企业都在使用太阳化学的产品。
太阳化学开发的Sun Active系列原料通过将环糊精添加到黄酮类化合物中并结合酶处理，增强化合物的稳定性与功效。产品克服了黄酮类化合物溶解性差、吸收率低等弱点，具有优异的溶解性和吸收性。
图片来源：日本食粮新闻网
系列中旨在提高槲皮素衍生物“异槲皮苷”水溶性和吸收性的“Sunactive QCD”已经获得美国GRAS 认证。槲皮素和槲皮素糖苷（如异槲皮苷和芦丁），有着极强的抗氧化能力，具有预防代谢综合征等多种生理功能，备受全球科研界关注。然而，它们的水溶性极低，进入体内的吸收效率也很低，因此许多膳食补充剂不得不通过提高摄入量（500mg-1000mg以上/每次摄入）来达到功效。这样不仅提高了消费成本，也给日常饮用带来极大不便。
太阳化学采用专利制造方法，实现水溶性异槲皮苷制剂的工业化生产。在针对健康成年男性的吸收度对比试验中，Sunactive QCD服用3小时后，槲皮素的吸收量是传统槲皮素的 2 倍，服用6 小时后差距高达25倍，24小时后仍达到10倍以上。由于优异的吸收性和水溶性，Sunactive QCD除了作为替代槲皮素和芦丁的下一代补充剂外，还可用于槲皮素和芦丁“无能为力”的冲饮型补充剂。借助其快速吸收优势、强大的自由基清除能力，帮助产品提高运动表现，减少运动中的肌肉损伤，迅速恢复肌肉疲劳。
2、Triple booster（トリプルブースター®）
随着新冠疫情席卷全球，近两年消费者的健康意识得到极大提高，在产品选择上“健康”属性成为影响消费决策的重大因素之一。宣称“低糖”、“低盐”、“低脂”的食品逐渐受到消费者青睐。如何将好吃与健康“完美匹配”成为食品企业的又一个难题。日本长冈香料有限公司以“吃得好不浪费，过上健康生活”为设计理念，推出一款辅助“三低”产品感官表现力的香料产品Triple booster。
图片来源：长冈香料官网
Triple Booster系列包括“Sweet booster”、“Salt Booster与“Salt Replayer”以及“Fat Booster”共四款产品。其中，“Sweet booster”可以提供产品如砂糖一般的自然甜味，增加整体甜味饱和度，令味觉层次更具深度。而"Taste Refresher "则能改善甜味剂自带的苦味与金属余味，使产品口感更加柔和，非常适用于饮料、烘焙点心与糖果。
产品增加甜味饱和度以及改善后味风味。图片来源：长冈香料官网
专为低盐食品设计的“SaltBooster”是一种使用原始成分增强咸味并提高整体风味的香料。它还能掩盖低盐产品中氯化钾的苦味和金属味。“SaltReplayer”是一种粉状调味盐，旨在通过替代盐来减少50%的氯化钠。
Triple Booster系列使用案例。图片来源：长冈香料官网
用于低脂产品的“Fat Booster”，对油脂原料用独特工艺进行酶处理，在不损害自然感觉的前提下获得良好的脂肪口感。它可以提供各类味觉优化功能，有效改善风味。例如，将其应用于烘焙点心中，能赋予产品均衡的脂肪感，掩盖粉感。
酶处理法增加脂肪风味。图片来源：长冈香料官网
3、可食膜Claire ®（可食性フィルム）
伊那食品工业位于长野县伊那市，主要生产琼脂及相关产品。该公司开发的一款由琼脂制成的可食用生态膜Claire ®获得“第22届日食优秀食品机械/材料/原辅料大赏”。许多日本便利店售卖面条时，通常面条和配料之间会夹有一层树脂膜，防止面条长时间浸泡在酱汁中丧失最佳口感。消费者需要在微波加热后将这层膜取出，让面条和酱料充分混合。然而，取膜的过程中消费很容易弄脏手，甚至会沾染到衣服上。如果能将阻隔膜替换成加热融化的可食用膜，不但让食用过程更加舒心，也有助于减少垃圾，造福环境。
Claire ®正是针对上述场景诉求而设计。它可以防止食品中的水分迁移，可作为防止食品串味的分离器，还可用于调味品等食品包装，也能作为可食用印刷材料粘贴在食材表面。
产品使用用途。图片来源：伊那食品工业官网
Claire ®包括高温（80℃以上）、中温（50℃以上）、低温（冷水）3种不同融化温度的产品。这种可食膜即使融化也无色无味，不会影响菜肴风味。
3种不同温度产品溶解性。图片来源：伊那食品工业官
4、Plasmate 面包大将（プラスメートパン粉大将）
在日本，如可乐饼、炸猪排等裹覆面包糠的小吃、菜肴一直占据餐桌的重要一角。然而，烹饪时，外层的面包糠很容易脱落，不仅造成食材浪费，同时聚积在油锅里的面包糠经过反复高温煎炸，容易产生不良风味和有害成分。
为了优化煎炸过程，NisshinOillio Group 推出了一款“Plasmate 面包大将”的煎炸神器，一举斩获“第22届日食优秀食品机械/材料/原辅料大赏”。
这款产品只需用水进行稀释，然后喷洒在面包糠上，便可增强面包糠与食物之间的附着力，减少煎炸过程中的剥落，增强油炸产品的酥脆口感。
图片来源：日本食粮新闻网
总结
从上述获奖作品中，我们不难发现：日本机械设备与原辅料的创新主要围绕着“降本”、“可持续”、“健康化”三个方向展开。通过基础设备的不断升级，帮助企业在生产端减少大量时间及人工成本，从而降低产品溢价，让利于消费者；而针对“可持续性”与“健康化”的努力，则紧贴当下社会发展与消费大势，无论从自我价值观彰显，还是切身健康，都为产品找到通往消费者心内的“最短途径”。
对比近邻，中国食品产业还有相当大的改进空间。以机械行业为例，自主研发的食品机械中核心技术少，现代数控装备少，制造水平和信息化程度均不高。大型食品企业超过 80% 的高端装备依赖进口，年进口额近300亿元。
鉴于此，国家大力扶持食品工业技术创新，通过各种方式赋能机械设备、原辅料行业升级。去年11月，代表国内机械工程领域最高成就的“2021年中国机械工业科学技术奖”公布获奖名单，涉及农业食品的获奖项目涵盖智能化养殖、米面制品智能化加工、餐厨垃圾资源化处理成套技术装备、水果品质无损检测、液态食品无菌纸盒包装等多个行业赛道，不禁令人对食品产业的未来充满信心。
科技强国，装备强国。食品产业发展离不开机械和原材料的进步，Foodaily期待更多创新汇集成坚实动能，推动产业奋勇前行！
封面来源：www.thomasnet.com
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