纵观人类历史，科学一直在探索未知的领域。它带来了新的发现，让我们的生活变得更健康、更高效、更安全，同时，也可能更危险。在驱使科学家进行这些众多实验的力量中，有一种渴望，那就是要保存维持我们生活的唯一燃料;食物。

早在19世纪初，食品保鲜方面的重大突破就开始了。在拿破仑军队中作战的士兵和海员靠腌肉为生。这些未经加工的食物营养价值极低，坏血病不断爆发。正是拿破仑开始寻找更好的保存食物的方法，也正是他提供了一万两千法郎给设计出安全可靠的保存食物方法的人。

获奖者是法国化学家尼古拉斯·阿佩尔。他观察到，在密封容器中加热的食物，只要容器保持未开封或密封不泄漏，就会被保存下来。这成为了食品保存史上的转折点。

在尼古拉斯·阿佩尔的发现50年后，又有了新的突破。另一位法国人路易斯·巴斯德注意到了微生物和食物腐败之间的关系。这一突破增加了食品罐装过程的可靠性。随着时间的推移，保证食物保藏的新技术层出不穷，为进一步的研究打开了新的大门。

食品加工

农民种植水果和蔬菜，喂养牲畜。水果和蔬菜被收获，牲畜被屠宰作为食物。从食物离开农场到人们在餐桌上吃这段时间会发生什么?像所有的生物一样，成为食物的动植物也包含被称为微生物的微生物。

活的、健康的植物和动物会自动控制这些微生物中的大部分。但是，当动植物被杀死后，酵母菌、霉菌和细菌开始繁殖，导致食物失去味道，颜色和质地发生变化。同样重要的是，食物会失去人体所需的营养物质。

所有这些食物的变化就是人们所说的食物变质。为了防止食物腐坏，通常在几天内就把它保存起来。许多制剂对新鲜食品的健康特性具有潜在的破坏作用。微生物，如细菌和真菌，能迅速使食物变质。

酶存在于所有生食品中，促进降解和化学变化，特别是影响质地和风味。大气中的氧气可能与食物成分发生反应，引起酸败或颜色变化。同样有害的还有昆虫和啮齿动物的侵扰，它们造成了巨大的食物储备损失。

没有一种单一的保存食物的方法可以在无限的时间内提供对所有危害的保护。例如，储存在南极附近的罐头食品在储存50年后仍然可以食用，但这种长期保存在热带炎热的气候中是无法复制的。

生的水果、蔬菜和未煮熟的肉是通过冷藏或冷藏来保存的。冷库或冰箱内的低温可以减缓微生物的生长速度，延缓微生物的恶化。但是冷库和冷藏最多能保存生食品几周。如果食品要保存较长时间，它们必须经过特殊处理，如冷冻或加热。将食物保存数日以上的科学叫做食品加工。

人类总是采取一些措施来保存食物。古代的人们学会了把肉类、水果和蔬菜放在阳光和风中以去除水分。由于微生物需要水来生长，干燥食物可以减缓其腐烂的速度。今天的食品加工者通过使用六种主要方法提供了比以往更丰富、更多样的饮食。它们是装罐、干燥或脱水、冷冻、冷冻干燥、发酵或酸洗和辐照。

罐头

罐装过程有时被称为灭菌，因为食品的热处理消除了所有可能变质食品和对人体有害的微生物，包括直接致病的细菌和产生致命毒素的细菌。大多数商业罐装操作的原理是，温度每升高10℃，细菌的杀灭量就增加10倍。

食物暴露在高温下仅几分钟或几秒钟就能保留更多的自然风味。在Flash 18过程中，一个连续的系统，食品在加压室中进行闪蒸灭菌，以防止在容器中放置的过热食品沸腾。不需要进一步消毒。

冻结

虽然史前人类将肉储存在冰洞里，但食品冷冻业的起源要比罐头工业晚。冷冻技术在1842年首次用于商业用途，但大规模的食品冷冻保存始于19世纪晚期，随着机械冷藏技术的出现。

冷冻通过防止微生物繁殖来保存食物。然而，因为这个过程并不能杀死所有类型的细菌，那些存活下来的细菌在解冻食物中重新复活，而且通常比冷冻前生长得更快。冷冻状态下的酶仍然有活性，尽管速率降低了。蔬菜在准备冷冻时要漂白或加热，以确保酶不活性，从而避免味道的降解。

漂白也被建议用于鱼类，以杀死其表面适应低温的细菌。在冷冻肉类的过程中，根据肉类的种类和刀口的不同，有不同的方法。猪肉在屠宰后很快就会被冷冻，而牛肉在冷冻前要在冰箱里挂几天使肉变嫩。

冷冻食品的优势在于，与用其他技术保存的相同食品相比，冷冻食品与新鲜产品的相似度更高。然而，冷冻食品也会发生一些变化。冷冻会导致食物中的水分膨胀，并通过形成冰晶来破坏细胞结构。与慢速冷冻的产品相比，快速冷冻的冰晶更小，造成的细胞损伤更少。然而，产品的质量可能更多地取决于食品准备和在冰箱中储存的速度，而不是冷冻的速度。

有些固体食物是慢慢冷冻的，比如鱼，在解冻时可能会出现液体的流失，这种流失叫做滴水;一些液态食物，如蛋黄，被缓慢冷冻后，可能会凝结。由于冷藏成本高，冷冻食品的生产和分销相对昂贵。高质量是速冻食品必须具备的特点，以证明在市场上增加的成本是合理的。这种保存方法是最广泛应用于各种食品的保存方法。

干燥和脱水

虽然这两个术语都用于除去食品中的水分，但对食品技术专家来说，干燥指的是通过自然方法进行干燥，如将水果放在架子上在太阳下晒干，而脱水指的是通过人工方法进行干燥，如热风。

在冷冻干燥过程中，在盛有冷冻食品的专用柜中保持高真空，直到大部分水分升华为止。除去水提供了极好的保护，对最常见的原因，食品腐败。微生物不能在无水的环境中生长，酶的活性缺乏，大多数化学反应被极大地阻碍。

如果产品要在高温下储存，最后一个特性使脱水比装罐更好。为了达到这样的保护，几乎所有的水都必须被清除。然后，食品必须包装在防潮容器中，以防止它从空气中吸收水分。

蔬菜、水果、肉、鱼和其他一些食物，其水分含量平均高达80%，可能干燥到原重量的五分之一，原体积的一半左右。这种保存方法的缺点包括进食前对食物进行再水化所需的时间和劳力。此外，因为它只吸收了大约三分之二的原始水分，干燥的产品往往有一个坚硬和耐嚼的质地。

史前人类用干燥来保存许多食物。从古代到现在，人们一直在晒无花果等大量的水果。对于肉和鱼，其他的保存方法，如烟熏或盐腌，产生美味的产品，通常是首选。商业蔬菜脱水始于美国内战期间，但由于产品质量差，该行业在战争后急剧衰落。这个循环在随后的战争中不断重复，但在第二次世界大战后脱水工业蓬勃发展。

然而，这个行业很大程度上局限于少数干燥食品的生产，如牛奶、汤、鸡蛋、酵母和粉状咖啡，这些食品特别适合于脱水法。现在的脱水技术包括用暖空气流脱水蔬菜。像肉类这样的蛋白质食品只有经过冻干后才有好的品质。液态食物的脱水方法通常是将其作为细液滴喷射到一个热空气室中，或者偶尔将其倒在一个内部由蒸汽加热的滚筒上。

冷冻干燥法

结合冷冻和脱水的加工方法称为冷冻干燥。已经冷冻的食品被放置在真空密闭的容器中，并在真空条件下仔细加热脱水。通常情况下，加热时冰会融化并变成水。如果施加更多的热量，它就变成蒸汽。但在冷冻干燥过程中，冰会直接变成水蒸气，微生物几乎不可能生长。

冻干食品和脱水食品一样，重量轻，储存和运输空间小。它们不需要冷藏，但在食用前必须用水重新组合。

辐照

早在1895年，科学界就出现了重大突破;德国物理学家威廉·冯·罗滕根发现了x射线。这项技术的进步，连同法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔(Antoine Henri Becquerel)不久发现的放射性概念，成为许多科学研究的关注焦点。最重要的是，在食品保鲜领域，这两项发现开启了现在备受争议的食品辐照过程。

食品辐照采用一种称为电离辐射的能量形式。简而言之，这一过程将食物颗粒暴露在α射线、β射线和/或γ射线中。这些射线使它们撞击的任何物质产生被称为离子的带电粒子。电离辐射为处理食物提供了许多特性。

它能够深入到食物内部，与食物的原子和分子相互作用，并产生一些化学和生物效应，从而可能降低食物的腐烂速度。它还能通过消灭细菌、酵母、霉菌、寄生虫和昆虫等污染物来为食品消毒。辐照延缓水果和蔬菜的成熟;抑制球茎和块茎发芽;为谷物、谷物制品、鲜果、干果和蔬菜除虫;并消灭鲜肉中的细菌。

1986年批准对新鲜水果和蔬菜、香草和香料以及猪肉进行辐照。1990年，美国食品和药物管理局批准对家禽进行辐照以控制沙门氏菌和其他致病微生物。美国宇航员和苏联宇航员都使用过辐射食品。然而，公众对辐射安全性的担忧限制了它的全面使用。虽然目前在佛罗里达州的Mulberry只有一家食品辐照工厂，但似乎已经吸引了全世界生产商和消费者的目光。

各种各样的方法

其他方法或几种方法的组合也可以用来保存食物。用干盐或盐水腌制鱼和猪肉已经很长时间了。盐进入组织，实际上结合了水，从而抑制了导致腐败的细菌。另一种广泛使用的方法是熏制，经常用于保存鱼、火腿和香肠。

烟是由山胡桃木或类似的木头在低通风下燃烧产生的。在这种情况下，烟中的甲醛和杂酚油等化学物质以及熏制室内发生的脱水作用提供了一些防腐作用。吸烟通常是为了给产品调味以及保存它。

糖是果酱和果冻的主要成分，也是一种防腐剂。为了有效保存，总糖含量应至少占最终产品重量的65%。糖的作用与盐大致相同，在产品加热后会抑制细菌生长。由于酸性高，醋(醋酸)可以作为防腐剂。

在酸菜和发酵香肠中，由某些细菌引起的发酵产生乳酸是保存的基础。苯甲酸钠的浓度限制在不超过0.1%，用于水果产品，以防止酵母和霉菌。二氧化硫是另一种在大多数州被允许的化学防腐剂，它有助于保持脱水食品的颜色。可在焙烤食品中加入丙酸钙以抑制霉菌。

包装

加工食品的包装和加工过程本身一样重要。如果食品没有包装在防止空气和潮湿的容器中，它们就容易变质。因此，包装材料必须足够坚固，能够承受加工过程中的冷热以及搬运和运输过程中的磨损。

从19世纪初开始，直到20世纪初，罐头和玻璃容器一直是唯一使用的包装材料。第一批罐头是在顶部有一个孔的粗糙的容器，通过这个孔可以插入食物。然后用热金属封住这些孔。所有的罐头都是手工制作的，用金属板切割成特定的尺寸。大约在1900年，卫生罐被发明了。

在这个过程中，机器形成密封接缝的罐子。加工者购买的罐头一端是开着的，装完后再密封。有些罐头是用镀锡的钢做的，通常在里面涂上釉以防止变色。有些是铝制的。

冷冻食品被包装在由纤维板和塑料或称为聚乙烯的强塑料层制成的容器中。冻干和脱水食品用玻璃、纤维板或罐头包装。