新食品加工技術(shù)對食品營養(yǎng)的影響

王春梅，宋茜，龐彧娟

（天津市利民調(diào)料有限公司，天津300308）

新食品加工技術(shù)對食品營養(yǎng)的影響

王春梅，宋茜，龐彧娟

（天津市利民調(diào)料有限公司，天津300308）

食品加工的總目的是食品中營養(yǎng)物質(zhì)便于人體消化吸收、殺死致病微生物及寄生蟲、消除和破壞對身體有害的毒素、鈍化酶類和活性物質(zhì)使食品便于保存、保持或改善感官特性，使其更加適合并滿足人體營養(yǎng)和感官需要。本文通過探討近年來新應(yīng)用的食品加工技術(shù)：冷凍干燥技術(shù)（Vacuum freezing）、微波加熱技術(shù)（Microwave heating）、膜技術(shù)（Membrane）、超高壓技術(shù)（ultra-high pressure processing UHP）等的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、適用食品及對食品營養(yǎng)物質(zhì)的影響。從而探討未來食品技術(shù)發(fā)展的方向和影響。

冷凍干燥技術(shù)；微波加熱技術(shù)；膜技術(shù)；超高壓技術(shù)

俗話說“民以食為天”，食品關(guān)系著百姓的最基本生活，隨著時代發(fā)展和科技進(jìn)步，人們加工食品的方法，從傳統(tǒng)的煎炒烹炸燉，又衍生出許多新的食品加工技術(shù)。但無論哪種食品加工技術(shù)，其根本宗旨千百年來幾乎沒變，就是美味、營養(yǎng)和安全，其中以營養(yǎng)和安全最為重要，本文通過探討近年來新應(yīng)用的食品加工技術(shù)：冷凍干燥技術(shù)（Vacuum freezing）、微波加熱技術(shù)（Microwave heating）、膜技術(shù)（Membrane）、超高壓技術(shù)（ultra-high pressure processing UHP）等的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、適用食品及對食品營養(yǎng)物質(zhì)的影響，從而探討未來食品技術(shù)發(fā)展的方向和影響。

1 冷凍干燥技術(shù)

冷凍干燥是把含有大量水分的物質(zhì)預(yù)先冷凍，使物質(zhì)中的游離水結(jié)晶，凍結(jié)成固體，然后在高真空條件下使物質(zhì)中的冰晶升華，待冰晶升華后除去物質(zhì)中部分吸附水，最終得到殘留水量為1%～4%左右的干制品[1]。用該方法生產(chǎn)出來的食品稱之為凍干食品，目前多見于嬰幼兒食品領(lǐng)域。由于冷凍干燥的原理是在低壓、低溫的條件下使食品中的水分脫除，所以食品中的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)沒有遭受破壞，并且保持其生物活性，所以食品的功能、色澤、香味和滋味沒有發(fā)生太大改變，但是，在冷凍干燥過程中，一般首先凍結(jié)，然后再進(jìn)行干燥，這樣水分形成冰以后，必然對食品的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷作用；干燥時又使食品產(chǎn)生脫水，食用時組織不可能和新鮮食品的質(zhì)量完全相同。但比凍結(jié)貯存的質(zhì)量好、品味高、且貯存期長[2]。

凍干食品一般有兩種形式，一種是不需要復(fù)水的，多見于凍干水果片，凍干鮮奶或酸奶糖等。另一種是需要復(fù)水使用的，多見于凍干菌粉、米飯、粥、蔬菜包等。相比于不需要復(fù)水的食品，需要復(fù)水的食品加工更加復(fù)雜，為了避免組織內(nèi)部結(jié)冰刺破組織，往往加入一些輔料保護(hù)細(xì)胞組織，比如鹽、糖、奶粉等。

復(fù)水型凍干食品都具有質(zhì)量輕，復(fù)水快，色、香、味俱佳的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)烘干、膨化食品相比，凍干食品的營養(yǎng)和物理性質(zhì)要更勝一籌。與罐頭食品相比，凍干食品更易保存，不容易發(fā)生質(zhì)變，并且在運(yùn)輸、儲存等方面，費(fèi)用低得多，成為了很多企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

但是，凍干設(shè)備成本高、凍干周期長、相對產(chǎn)量小的缺點(diǎn)，一直是該技術(shù)無法大面積推廣的難點(diǎn)，也是國內(nèi)外專家一致努力改進(jìn)的方向。有報道稱，人們在不斷認(rèn)識凍干過程本質(zhì)的基礎(chǔ)上，正在探索采用聯(lián)合干燥，如微波-凍干聯(lián)合、遠(yuǎn)紅外-凍干聯(lián)合、熱風(fēng)-凍干聯(lián)合等解決方法[3]。希望不久的將來可將凍干技術(shù)應(yīng)用到更廣泛的食品領(lǐng)域中。

2 微波加熱技術(shù)

微波加熱技術(shù)是一種使物料內(nèi)部干燥滅菌的技術(shù)，它能對物體進(jìn)行穿透式的加熱，通過水分子震蕩產(chǎn)生熱量，比傳統(tǒng)加熱方式的速度快10倍～20倍。微波加熱具有就地加熱、選擇性加熱、場強(qiáng)高溫、高頻高溫、穿透力強(qiáng)、安全性高的特點(diǎn)[4]。

微波加熱技術(shù)可應(yīng)用于肉及肉制品、禽、蛋及蛋制品、魚、貝、蔬菜制品、果汁、果醬、豆乳、大豆?jié)饪s物、奶及奶制品、調(diào)味品等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍比較廣泛。

微波加工對食品營養(yǎng)成分的影響一直都是人們關(guān)注的問題，國內(nèi)外許多科技工作者對此做了大量的研究工作[5]。

1）對維生素的影響：由于微波加熱的時間短，對維生素的破壞要明顯小于傳統(tǒng)的加熱工藝，尤其對于維生素 B1、B6、VC等熱敏性維生素更是有效[6]。

2）對蛋白質(zhì)的影響：由于一部分蛋白質(zhì)屬于極性分子，并且微波過程中必然會使物料溫度升高，勢必造成蛋白質(zhì)變性，但這種變性和傳統(tǒng)熱變性并沒有質(zhì)構(gòu)上的差異，并且由于微波效率快，而被很多乳制品企業(yè)應(yīng)用，有很多文獻(xiàn)說明微波對牛奶中蛋白質(zhì)含量影響很小，對醬油中的重要指標(biāo)：氨基酸態(tài)氮和總氮也無破壞作用。但因為微波也會引起物料溫度升高，過度加熱會使蛋白質(zhì)變性過度，或者與糖結(jié)合發(fā)生美拉德反應(yīng)，不利于蛋白質(zhì)的利用率。

3）對脂肪的影響：由于微波作用于偶極分子，脂肪為非極性化合物，因此微波對脂肪幾乎沒有作用，而對物料中的極性分子產(chǎn)生震蕩加熱作用，也正是這個原因，微波目前已經(jīng)開始應(yīng)用于油脂的熱萃取工藝中，形成一種更加有效的萃取工藝，微波萃?。∕AE），微波由于其自身的穿透性，比傳統(tǒng)加熱萃取具有萃取時間短、萃取率高、溶劑用量小等優(yōu)勢。傳統(tǒng)索氏抽提提取一種油脂需要幾個小時，而MAE只需要幾分鐘[7]。

4）對碳水化合物的影響：微波環(huán)境中，食品中的碳水化合物也會如蛋白類物質(zhì)一樣會發(fā)生熱變化，甚至比傳統(tǒng)加熱工藝更加嚴(yán)重，這主要是因為微波加熱效率高的緣故，比如美拉德反應(yīng)、糖焦化、淀粉糊化等。因此在實際生產(chǎn)中應(yīng)對糖類物質(zhì)的褐變進(jìn)行考量。也有文獻(xiàn)指出，微波作用下美拉德反應(yīng)模擬系統(tǒng)的揮發(fā)性風(fēng)味成分及褐變程度會因CaCl2、NaCl和FeCl2等電解質(zhì)的加入而增加，且其中的揮發(fā)性成分也會因系統(tǒng)pH值的不同而異[6]。

3 膜技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種使用半透膜、納米膜、超濾膜等膜體將混合物中某種或某類物質(zhì)分離的技術(shù)。其基本原理是在膜的兩側(cè)存在著壓力差或電位差，從而使分子具有從膜一側(cè)流動到另一側(cè)的動力，從而達(dá)到分離的效果。由于其操作無溫度限制，能耗低，無物理、化學(xué)污染等特點(diǎn)，使其在水處理、工業(yè)分離、廢水處理、食品和發(fā)酵工業(yè)等方面的應(yīng)用都取得了重大突破。膜分離技術(shù)的種類主要有微濾、超濾、反滲透、電滲析和透析等。

膜分離技術(shù)目前在澄清果蔬汁的生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用，相關(guān)研究也很多。很多研究表明，膜分離技術(shù)能有效除去易引起果蔬汁渾濁的大分子物質(zhì)，如果膠、可溶性纖維素、蛋白質(zhì)、多酚、酮類等，因此膜分離技術(shù)是一種十分有效的澄清果蔬汁的技術(shù)，并且越來越多的文獻(xiàn)印證膜分離技術(shù)能有效保留果蔬汁中的小分子營養(yǎng)成分的活性，比如維生素、礦物元素等。據(jù)曾凡坤等的報道，果蔬汁經(jīng)過超濾后維生素C的透過率達(dá)到86%以上，礦物質(zhì)元素中，鉀的透過率平均達(dá)99%，鈣達(dá)85%，鎂、磷平均也在90%以上，超濾后的果汁透光度超過99%，澄清而透明[8]。

膜分離技術(shù)還能在消除液體食品菌落總數(shù)和有害菌上起到很大作用，因為膜分離幾乎都是分子級的，因此可以有效過濾掉液體食品中的微生物，并且在飲用水滅菌、牛奶滅菌中有一定的應(yīng)用。

但膜技術(shù)也存在自己的缺點(diǎn)。首先，由于其孔徑小，容易造成堵塞，從而易引起分離壓力增加，產(chǎn)生破裂，影響分離效果。其次，其制造成本及維護(hù)成本比較昂貴，因此還沒有被大面積使用。

4 超高壓技術(shù)

超高壓技術(shù)，又稱高靜水壓加工技術(shù)或超高壓加工技術(shù)，其原理為將食品放入液體介質(zhì)中，加壓于液體，使其產(chǎn)生超高壓力，從而使食品中的酶、蛋白質(zhì)、淀粉等生物高分子物質(zhì)失去活性、同時起到滅菌作用的技術(shù)，因此近年來廣泛應(yīng)用于食品滅菌領(lǐng)域。

目前許多研究報道，超高壓滅菌技術(shù)可以在較低的溫度下，殺滅大多數(shù)的微生物，即使殺滅芽孢和霉菌孢子，其實際作用溫度和時間也大大低于傳統(tǒng)的超高溫滅菌，由于其物理加壓的原理，對于小分子物質(zhì)，如維生素、礦物質(zhì)、氨基酸、小分子糖類、色素、有機(jī)酸、香氣成分等沒有絲毫影響，對食品的組成和纖維結(jié)構(gòu)影響也有限，能極大程度保留食品的原始風(fēng)味、色澤、脆感和韌性。因此可利用高壓處理的食品種類繁多，既有液體食品，也有固體食品，其中生鮮食品有蛋、肉、大豆蛋白、水果、香料、牛奶、天然果汁、礦泉水等；發(fā)酵食品有醬菜、果醬、豆醬、啤酒等[9]。此外，高壓處理還可用于中藥、血漿的防微生物污染等[10]。

除了滅菌之外，超高壓的環(huán)境會使?jié)B透作用加速進(jìn)行，同時使物質(zhì)之間功能鍵的作用加強(qiáng)，膠黏性增大，從而在豆制品領(lǐng)域和醬腌菜領(lǐng)域具有非常好的前景。超高壓可以在不加熱的條件形成各種蛋白膠體和增加食品的黏稠性[9]。

綜上所述，超高壓技術(shù)在食品中應(yīng)用前景非常廣泛，但是其設(shè)備昂貴，維護(hù)費(fèi)用高，能耗高、無法做到像UHT（瞬時高溫滅菌）一樣連續(xù)生產(chǎn)等特點(diǎn)是該技術(shù)應(yīng)用的瓶頸所在。

5 結(jié)論

最后，上述論述中提到的凍干技術(shù)、膜技術(shù)、微波加熱技術(shù)和超高壓滅菌技術(shù)都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，同時，對特定的產(chǎn)品及營養(yǎng)物質(zhì)的保存效果理想。因此隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信將會有更多食品加工的新技術(shù)不斷出現(xiàn)，并且作用于某類食品的針對性更強(qiáng)，專業(yè)性更強(qiáng)，同時新的食品技術(shù)在食品安全的基礎(chǔ)上會越來越多的關(guān)注食品營養(yǎng)的保留，從而使人們?nèi)粘Ｋ允称犯袪I養(yǎng)，更加安全。

[1]周慶珠,李文津,趙林.真空冷凍干燥技術(shù)在食品加工方面的應(yīng)用與實踐[J].食品科學(xué),1996(7)：14-17

[2]王益強(qiáng),孫萍,劉魯建.真空冷凍干燥對食品質(zhì)量的影響[J].萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2003(20)：14-16

[3]陳儀男.凍干食品及其過程參數(shù)優(yōu)化的重要性[J].漳州職業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004(2)：76-79

[4]蔡同一.現(xiàn)代食品加工技術(shù)概述[J].商場現(xiàn)代化,1991(8)：12-14

[5]減靖巍.微波技術(shù)及微波食品的研究狀況與發(fā)展趨勢[J].四川食品與發(fā)酵,2002(4)：17-21

[6]袁爾東,鄭建仙.微波技術(shù)影響食品營養(yǎng)成分的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè),1999(6)：38-40

[7]Jocelyn J R,Sigouin Michel,Lapointe Jacques.Microwave-assisted natural products extraction 5002784[P].1991-03-26

[8]曾凡坤,胡盤芳,吳永嫻.超濾對幾種果蔬汁品質(zhì)的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),1999(2)：31-34

[9]張玉誠,王換玉,張福長.高壓食品加工技術(shù)[J].食品工業(yè)科技,1995(5)：24-27

[10]孫艷麗,木泰華.高壓食品加工技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國食物與營養(yǎng),2005(7)：32-34

Effect of New Food Processing Technology on Food Nutrition

WANG Chun-mei，SONG Qian，PANG Yu-juan
（Tianjin Limin Co.，Ltd.，Tianjin 300308，China）

The general purpose of food processing is that food nutrients in the digestion and absorption of the human body，kill pathogenic microorganisms and parasites，eliminate and destroy toxins harmful to the body，passivation of enzymes and active substances to facilitate the preservation of food，and maintain or improve organoleptic properties，making it more suitable and meet the needs of human nutrition and sensory.In this paper，vacuum freezing，microwave heating，membrane and ultra-high pressure processing was been discussed from principle，advantages and disadvantages，suitable food and influence on food nutrients.So the direction and influence of food technology can be discussed.

vacuum freezing；microwave heating；membrane；ultra-high pressure processing

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.049

2016-12-19

王春梅（1981—），女（漢），工程師，本科，研究方向：食品加工技術(shù)。