食品加工

一次食品加工は、生の小麦粒や家畜などの農産物を、最終的に食べられるものに変えるものです。このカテゴリーには、穀物の乾燥、脱穀、選別、製粉、ナッツの殻むき、食肉用の動物の解体などの古代のプロセスで生産される材料が含まれます。^{[ 2 ] [ 3 ]}また、肉の骨抜きとカット、魚や肉の冷凍と燻製、油の抽出と濾過、食品の缶詰、食品照射による食品の保存、卵の検卵、牛乳の均質化と低温殺菌 も含まれます。^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

一次食品加工における汚染や腐敗の問題は、加工された食品が広く利用されるため、公衆衛生上の重大な脅威につながる可能性があります。 ^{[ 3 ]} しかし、多くの加工方法は食品の安全性の向上と腐敗までの保存期間の延長に貢献しています。 ^{[ 4 ]}商業的な食品加工では、危害分析重要管理点（HACCP）や故障モード影響解析（FMEA） などの管理システムを使用して、危害のリスクを低減しています。^{[ 3 ]}

二次食品加工とは、すぐに使える材料から食品を作る日常的なプロセスです。パンを焼くことは、家庭で作る場合でも、小さなパン屋で作る場合でも、大きな工場で作る場合でも、二次食品加工の一例です。^{[ 3 ]}魚を発酵させたり、ワイン、ビール、その他のアルコール飲料を作ったりすることは、二次食品加工の伝統的な形態です。 ^{[ 5 ]}ソーセージは、一次加工をすでに経た肉を細かく挽いて作られる、二次加工肉の一般的な形態です。 ^{[ 6 ]}人類に知られている二次食品加工方法のほとんどは、一般的に調理法として説明されます。

三次食品加工とは、一般的に加工食品と呼ばれるものの商業生産のことである。^{[ 3 ]}これは、ノヴァ分類の超加工食品カテゴリーなど、加工食品の製造における複数の原材料のさらなる加工を含む。 ^{[ 7 ]}これらの多くは、冷凍食品や再加熱した機内食など、すぐに食べられる食品または加熱して提供する食品である。

食品加工は、家庭料理、食品サービス、工業的な食品製造のいずれであっても、食品材料に物理的および（生）化学的な変化をもたらします。食品加工は通常、食品工学、生化学工学、化学工学の分野で扱われます。プロセスの説明は、単位操作で発生する物理現象と、食品加工の構成要素となる単位プロセスにおける（生）化学反応の速度論を理解することに基づいています。^{[ 12 ]}

食品加工における単位操作は、食品材料に物理的変化をもたらす操作の構成要素である。^{[ 12 ]}単位操作は一般的な物理法則によって支配され、分離プロセス、混合、結晶化などのさまざまな操作に必要な熱伝達と物質移動が含まれる。 ^{[ 13 ]}

食品加工における単位プロセスは、単位操作と生化学プロセス、および食品材料の（生）化学的変化をもたらす化学反応から構成されます。^{[ 12 ]}化学反応工学では、複数の単位操作が単位プロセスと組み合わされて、望ましい化学変化が達成されます。

単位操作と単位プロセスは、食品加工システムの前提です。物理的変化をもたらすように設計された食品加工を実行するには、多くの場合、複数の単位操作が必要です。ビタミンCの損失^{[ 14 ]}などの食品加工中の生化学的および化学的変化は、加熱処理中などの意図された物理的変化を伴うことがあります。

Nova分類は配合と添加物に関するものであり、加工レベルは単位操作と食品加工に関連するべきであるという批判が多くあります。 ^{[ 15 ]}食品加工のカテゴリーと典型的なプロセスは表1に示されています。

食品加工分類における測定レベルは、食品加工の質的グループ分けに名義変数または順序変数を使用します。Nova分類などの加工食品分類は、加工食品を分類し、加工食品のグループ分けに主観的な基準を使用することがよくあります。^{[ 16 ]}名義食品加工分類は、原材料の供給源、加工の目的、伝統的か新規か、処理の種類などの質的変数に従って食品加工をグループ分けします。^{[ 17 ]}食品加工レベル（FPL）は、加工食品に対する食品加工の影響の順序尺度から導き出されます。^{[ 1 ]}

食品加工レベル（表1）は、食品加工の目的と結果を示し、加工食品の分類など、さまざまな目的で食品加工の程度を順序尺度で利用するための手段を提供する。FPLが食品加工の予想程度に及ぼす相対的な影響は、図1に示すように、食品加工中の物理的変化と化学的変化の複合的な影響によるものである。

食品加工が公衆衛生や、手頃な価格、エネルギー効率、食品の安全性、持続可能性などの他の結果に与える影響の研究は、FPL の使用から恩恵を受ける。異なる FPL を持つ複数の食品成分が食品製品によく使用される。配合食品の間欠的加工用の成分を取得するために使用される最高 FPL と最終加工の FPL のうち、高い方が最終食品の FPL を示す。^{[ 1 ]}最終食品製品は、複数の FPL の成分を使用して配合される場合があり、FPL 3 および 4 の成分または加工が含まれる場合、最高 FPL 4 が割り当てられる。^{[ 1 ]}

食品加工の利点には、毒素の除去、保存、マーケティングと流通作業の簡素化、食品の一貫性の向上などがあります。さらに、多くの食品の年間供給量を増やし、デリケートで腐敗しやすい食品を長距離輸送することを可能にし、腐敗や病原性微生物を不活性化することで、多くの種類の食品を安全に食べられるようにします。^{[ 23 ]}現代のスーパーマーケットは、現代の食品加工技術なしには存在せず、長距離の航海も不可能でしょう。

加工食品は通常、生鮮食品よりも早期に腐敗しにくく、生産地から消費者までの長距離輸送に適しています。^{[ 4 ]}初めて導入されたとき、一部の加工食品は食糧不足の緩和に役立ち、多くの人々に新しい食品が利用可能になったことで、人々の全体的な栄養状態を改善しました。^{[ 24 ]}

加工によって食中毒の発生率も低下させることができます。生鮮食品や生肉などの生鮮食材には、重篤な病気を引き起こす可能性のある病原性微生物（サルモネラ菌など）が潜んでいる可能性が高いです。^{[ 25 ]}

現代の極めて多様な食生活が大規模に可能になったのは、食品加工のおかげです。より珍しい食品の輸送や、多くの重労働の排除により、現代の消費者は祖先には想像もできなかったほど多様な食品に容易にアクセスできるようになりました。^{[ 26 ]}

加工という行為は、しばしば食品の味を大幅に向上させることができる。^{[ 27 ]}

食品の大量生産は、原材料から個別に食事を生産するよりも全体的にずっと安価です。そのため、加工食品の製造業者や供給業者には大きな利益の可能性が存在します。個人は利便性という点でメリットを感じるかもしれませんが、家庭での調理と比較して加工食品を使用することで直接的な金銭的メリットを感じることはほとんどありません。^{[ 28 ]}

加工食品は、加工されていない「自然な」食品を準備して調理するのにかかる膨大な時間から人々を解放しました。^{[ 29 ]}自由時間の増加により、人々は以前よりもはるかに多くのライフスタイルの選択肢を持つようになりました。多くの家庭では、大人が家を離れて働いているため、新鮮な食材をベースにした食事を準備する時間がほとんどありません。食品業界は、さまざまなニーズを満たす製品を提供しています。たとえば、電子レンジで数分で温めることができる完全に調理済みの調理済み食品などです。

現代の食品加工は、アレルギーを持つ人、糖尿病患者、その他一般的な食品成分を摂取できない人々の生活の質も向上させます。 ^{[ 25 ]}食品加工はビタミンなどの栄養素を追加することもできます。

食品の加工によって栄養密度が低下することがあります。失われる栄養素の量は、食品の種類と加工方法によって異なります。たとえば、加熱によってビタミンCが破壊されます。そのため、缶詰の果物は生の果物よりもビタミンCが少なくなります。USDAは2004年に栄養素の保持に関する研究を行い、食品、調理レベル、栄養に関する表を作成しました。^{[ 30 ]}

腸内の豊かな微生物環境が人間の健康にとって重要であることを強調する新しい研究は、食品の加工（食品の発酵ではない）が、その環境を危険にさらすことを示している。^{[ 31 ]}