高溫烹飪方法對食品安全性的影響研究

摘 要：高溫烹飪在提升食物感官品質(zhì)的同時，引發(fā)了人們對食品安全的擔(dān)憂。本文探討高溫烹飪過程中的主要化學(xué)反應(yīng)類型，分析高溫烹飪方法對食品安全性的影響，提出高溫烹飪方法以提高食品安全性的策略，旨在最大限度地保留食物的營養(yǎng)價值，降低有害物質(zhì)的生成，保障消費者的健康。

關(guān)鍵詞：高溫烹飪；食品安全；化學(xué)反應(yīng)；優(yōu)化策略

Study on the Influence of High-Temperature Cooking Methods on Food Safety

GAO Xinliang

（Dongtan Coal Mine， Yankuang Energy Group Co.， Ltd.， Jining 273500， China）

Abstract： High temperature cooking has raised concerns about food safety while improving the sensory quality of food. This paper discusses the main chemical reaction types in the process of high temperature cooking， analyzes the influence of high temperature cooking methods on food safety， and puts forward the strategy of high temperature cooking methods to improve food safety， aiming at maximizing the retention of nutritional value of food， reducing the generation of harmful substances， and protecting the health of consumers.

Keywords： high-temperature cooking; food safety; chemical reactions; optimization strategy

烹飪是人們生活中不可或缺的一部分，其不僅能夠改善食物的口感和風(fēng)味，還能提高食物的消化吸收率。然而，在高溫烹飪過程中，食物會發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，其中一些反應(yīng)可能會產(chǎn)生有害物質(zhì)，損失營養(yǎng)成分，改變食物結(jié)構(gòu)，從而對食品安全性產(chǎn)生不利影響[1]。本文將探討高溫烹飪過程中的主要化學(xué)反應(yīng)類型，分析高溫烹飪方法對食品安全性的影響，并提出優(yōu)化高溫烹飪方法以提高食品安全性的策略，以期為人們選擇健康的烹飪方式提供參考。

1 高溫烹飪過程中的化學(xué)反應(yīng)類型

高溫烹飪過程中，食物會經(jīng)歷一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)不僅影響著食物的色、香、味、形，還關(guān)乎食品的營養(yǎng)價值和安全性。在這些化學(xué)反應(yīng)中，最為常見的是美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)以及脂質(zhì)氧化反應(yīng)。美拉德反應(yīng)會生成一系列具有獨特風(fēng)味和棕色色澤的化合物，如吡嗪類、呋喃類和吡咯類等，這些物質(zhì)在提升食物感官品質(zhì)的同時，可能含有潛在的致癌物質(zhì)，如雜環(huán)胺類和多環(huán)芳烴類[2]。焦糖化反應(yīng)則是在高溫條件下，糖類物質(zhì)發(fā)生一系列脫水、異構(gòu)化、縮合等反應(yīng)的過程，會產(chǎn)生風(fēng)味獨特的焦糖化合物和棕色色素，但過度的焦糖化可能導(dǎo)致食物中丙烯酰胺等有害物質(zhì)的生成。脂質(zhì)在高溫下極易發(fā)生氧化反應(yīng)，不僅使食物產(chǎn)生異味，還可能生成具有細(xì)胞毒性和致癌性的脂質(zhì)過氧化物。此外，高溫還可能引發(fā)一些特殊的化學(xué)反應(yīng)，如蛋白質(zhì)的交聯(lián)、淀粉的糊化、維生素的分解等，進(jìn)一步影響食物的品質(zhì)和營養(yǎng)價值。由此可見，深入研究高溫烹飪過程中的各類化學(xué)反應(yīng)機制，對于優(yōu)化烹飪工藝、確保食品安全和營養(yǎng)至關(guān)重要。

2 高溫烹飪方法對食品安全性的影響

2.1 產(chǎn)生有害化合物

高溫烹飪過程中產(chǎn)生的有害化合物是食品安全領(lǐng)域亟待關(guān)注的問題之一。在高溫條件下，食物中的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等成分會發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成多種潛在的有害物質(zhì)。例如，異環(huán)胺類化合物如2-氨基-1-甲基-6-苯并咪唑并[4，5-b]吡啶、2-氨基-3，8-二甲基咪唑并[4，5-f]喹啉等，常在高溫烘烤或燒烤肉類食品時生成，具有明顯的致突變性和致癌性[2]。多環(huán)芳烴如苯并[a]芘等，主要來源于煙熏或炭烤食物，其代謝產(chǎn)物能夠與DNA發(fā)生共價結(jié)合，引發(fā)基因突變和癌變。另一類備受關(guān)注的有害物質(zhì)是丙烯酰胺，主要在淀粉類食品的高溫油炸過程中產(chǎn)生，國際癌癥研究機構(gòu)已將其列為2A類致癌物。此外，反式脂肪酸、氯丙醇酯等一些有害化合物也可能在特定的高溫烹飪條件下產(chǎn)生。這些潛在的食品安全風(fēng)險不容忽視，亟待加強對高溫烹飪過程中有害化合物生成機制的深入研究，為優(yōu)化烹調(diào)工藝、制定食品安全標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 營養(yǎng)素?fù)p失

高溫烹飪過程不僅可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，還可能導(dǎo)致食物中重要營養(yǎng)素的流失和破壞[3]。許多食物中的熱敏感營養(yǎng)素，如維生素、礦物質(zhì)、生物活性物質(zhì)等，在高溫條件下極易發(fā)生分解、異構(gòu)化、氧化等反應(yīng)，導(dǎo)致其含量和生物利用度顯著下降。以水溶性維生素為例，有研究表明，蔬菜經(jīng)過水煮、炒等高溫烹飪后，維生素C的損失率可高達(dá)50%，而B族維生素如硫胺素、核黃素等的損失率也在20%～40%[4]。脂溶性維生素如維生素A、D、E等，雖然相對穩(wěn)定，但在高溫油炸等烹飪過程中也可能發(fā)生一定程度的降解。

除維生素外，高溫還會影響食物中礦物質(zhì)的生物利用度。例如，植酸是一種廣泛存在于谷物、豆類等植物性食品中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，它能夠與礦物質(zhì)形成難溶性螯合物，降低人體對礦物質(zhì)的吸收利用，而高溫烹飪過程可能進(jìn)一步加劇植酸與礦物質(zhì)的結(jié)合，從而影響礦物質(zhì)的生物利用度。此外，高溫還可能破壞食物中一些具有特殊生理活性的物質(zhì)，如酚類化合物、類胡蘿卜素、硫苷類等，導(dǎo)致其抗氧化、抗炎、抗腫瘤等生物學(xué)功能的減弱或喪失[5]。

2.3 改變食物結(jié)構(gòu)

高溫烹飪過程不僅會影響食物的營養(yǎng)價值，還可能導(dǎo)致食物微觀結(jié)構(gòu)的顯著改變，進(jìn)而影響其品質(zhì)和消化吸收特性。食物是由蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等大分子組成的復(fù)雜多相體系，這些大分子在高溫條件下會發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，如蛋白質(zhì)的變性聚集、淀粉的糊化老化、脂肪的結(jié)晶多態(tài)性轉(zhuǎn)變等。以肉類食品為例，高溫加熱會導(dǎo)致肌纖維蛋白變性，肌原纖維收縮，肌間結(jié)締組織溶解，最終使肉制品的質(zhì)地發(fā)生顯著改變，其硬度、彈性、多汁性等口感特性與加熱溫度和時間密切相關(guān)。對于以淀粉為主要成分的食物而言，高溫烹飪過程中淀粉粒會吸水膨脹，并在一定條件下發(fā)生糊化，形成以直鏈淀粉為主的糊化態(tài)淀粉凝膠，而這種結(jié)構(gòu)的形成不僅影響食物的質(zhì)地和口感，還會顯著改變其消化吸收特性。研究顯示，高溫烹飪可顯著提高淀粉的體外消化速率和血糖生成指數(shù)，這可能與高溫條件下淀粉結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)[2]。另外，高溫還會改變脂肪的結(jié)晶狀態(tài)和乳化特性，影響脂質(zhì)在食品基質(zhì)中的分布和性質(zhì)，進(jìn)而影響其加工穩(wěn)定性和感官品質(zhì)。

3 優(yōu)化高溫烹飪方法以提高食品安全性的策略

3.1 控制烹飪時間和溫度

為了有效控制高溫烹飪過程中潛在有害物質(zhì)的生成，優(yōu)化烹飪時間和溫度是一項關(guān)鍵策略，這需要在確保食品感官品質(zhì)和微生物安全性的前提下，通過精準(zhǔn)控制烹飪參數(shù)，最大限度地降低有害反應(yīng)的發(fā)生概率。例如，在烘烤肉類食品時，可以采用兩段式烘烤工藝，即先在高溫（如200 ℃）下快速烘烤，形成金黃色外殼和獨特風(fēng)味，然后降溫至150 ℃，延長烘烤時間，使肉制品內(nèi)部充分受熱而達(dá)到理想的成熟度。這種方法不僅能夠顯著改善烘烤食品的口感，還可有效降低食品表面溫度，從而抑制苯并[a]芘等多環(huán)芳烴的生成[3]。又如在油炸淀粉類食品時，通過優(yōu)化油炸預(yù)處理工藝（如油炸前的糊化處理），嚴(yán)格控制油炸溫度（低于175 ℃），縮短油炸時間，能夠在確保食品酥脆口感的同時，最大限度地降低丙烯酰胺的生成風(fēng)險。此外，還可以探索一些新型的烹飪技術(shù)，如微波真空烹飪、歐姆加熱等，這些技術(shù)能夠在相對較低的溫度下實現(xiàn)食品的快速加熱，有望進(jìn)一步降低有害物質(zhì)的生成風(fēng)險。

3.2 使用健康的烹飪油

烹飪油的選擇和使用是影響高溫烹飪食品安全性的另一個關(guān)鍵因素，在高溫條件下，烹飪油極易發(fā)生氧化、水解和聚合等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成反式脂肪酸、極性化合物、聚合物等潛在有害物質(zhì)，不僅會影響食用油的感官和營養(yǎng)品質(zhì)，還可能對人體健康產(chǎn)生不利影響。為了減少這些有害物質(zhì)的生成，可采取如下措施。①根據(jù)烹飪溫度和方式，選擇熱穩(wěn)定性好、氧化穩(wěn)定性高的烹飪油，如橄欖油、花生油、茶籽油等，這些油脂中不飽和脂肪酸含量相對較低，且富含天然抗氧化劑（如生育酚、茶多酚等），能夠有效抑制油脂的氧化劣變。②在烹飪過程中，應(yīng)盡量避免油脂的重復(fù)使用，并控制油溫不超過180 ℃，以減少有害物質(zhì)的累積。③考慮在油脂中添加一些天然抗氧化劑，如迷迭香提取物、茶多酚、姜黃素等，這些物質(zhì)能夠有效阻斷自由基引發(fā)的氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而顯著延緩油脂的氧化劣變。④探索一些創(chuàng)新的油脂改性技術(shù)，如酶促酯交換、微膠囊包埋等，通過調(diào)控油脂的脂肪酸組成和微觀結(jié)構(gòu)，提高其抗氧化性和熱穩(wěn)定性，從而獲得品質(zhì)和安全性俱佳的新型烹飪油。

3.3 提前腌制

腌制是一種傳統(tǒng)的食品預(yù)處理工藝。在高溫烹飪中應(yīng)用腌制技術(shù)，不僅可以顯著改善食品的風(fēng)味和質(zhì)地，還能夠通過多種機制有效降低有害物質(zhì)的生成風(fēng)險。①腌制過程中食品組織會發(fā)生一系列理化變化，如蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化、細(xì)胞壁軟化等，這些變化有利于縮短食品的烹飪時間，從而減少有害物質(zhì)的生成量。②通過在腌制配方中合理添加一些具有抑制有害反應(yīng)的功能性成分，如抗氧化劑、螯合劑、酸化劑等，可以進(jìn)一步降低食品中有害物質(zhì)的生成水平。例如，在腌制肉制品時，可以在腌料中加入迷迭香提取物、茶多酚等天然抗氧化劑，這些物質(zhì)能夠有效抑制脂質(zhì)氧化和Maillard反應(yīng)，從而顯著降低雜環(huán)胺、多環(huán)芳烴等致癌物質(zhì)的生成量。在腌制淀粉類食品時，可以考慮添加檸檬酸、醋酸等酸化劑，通過降低食品的pH值，減少丙烯酰胺的生成。③通過探索一些創(chuàng)新的腌制技術(shù)，如高壓腌制、超聲波輔助腌制、電脈沖腌制等，顯著促進(jìn)腌料成分向食品基質(zhì)的滲透和擴(kuò)散，提高抑制有害反應(yīng)物質(zhì)的利用率和效率，同時有望通過誘導(dǎo)蛋白質(zhì)交聯(lián)、抑制有害酶活性等新機制，進(jìn)一步降低高溫烹飪食品中有害物質(zhì)的生成風(fēng)險。

3.4 采用間接加熱方法

在高溫烹飪過程中，采用間接加熱方法，通過優(yōu)化熱量傳遞方式，降低食品局部過熱導(dǎo)致的有害物質(zhì)生成風(fēng)險。傳統(tǒng)的高溫烹飪多采用直接加熱的方式，如明火、電阻絲等，易導(dǎo)致食品表面溫度過高，加速有害反應(yīng)的發(fā)生。而間接加熱則通過引入某種熱傳導(dǎo)介質(zhì)，實現(xiàn)熱量向食品內(nèi)部的均勻緩慢傳遞，避免食品局部溫度過高。例如，采用水浴、湯浴等方式進(jìn)行間接加熱，食品所處環(huán)境的最高溫度被限制在沸點以下，可有效避免食品中氨基酸、還原糖等易發(fā)生有害反應(yīng)的成分受到極端高溫的刺激，從而抑制雜環(huán)胺、丙烯酰胺等致癌物質(zhì)的生成。類似地，利用電磁感應(yīng)加熱原理，設(shè)計耦合食品容器的加熱裝置，通過調(diào)控容器材質(zhì)、形狀、盤繞線圈的匝數(shù)和分布等參數(shù)，實現(xiàn)熱量在食品基質(zhì)中的梯度分布和定向傳遞，不僅可以避免局部過熱，還能夠根據(jù)食品組分特性，實現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味成分的選擇性保留。此外，還可以創(chuàng)新性地利用一些新型導(dǎo)熱材料，如金屬泡沫、石墨烯等，作為高溫烹飪的熱傳導(dǎo)介質(zhì)，這些材料導(dǎo)熱系數(shù)高、比表面積大，能夠顯著促進(jìn)烹飪過程中熱量的快速均勻分布，有望進(jìn)一步降低食品中有害物質(zhì)的生成風(fēng)險。

4 結(jié)語

高溫烹飪在提升食物美味的同時，也帶來了潛在的食品安全風(fēng)險。通過深入理解高溫烹飪過程中的化學(xué)反應(yīng)機制，并采取科學(xué)合理的烹飪方法和策略，可以有效降低有害物質(zhì)的生成，最大限度地保留食物的營養(yǎng)價值，從而實現(xiàn)美味與健康的平衡。未來，還需要進(jìn)一步探索新型烹飪技術(shù)和功能性食品配料的應(yīng)用，以全面提升高溫烹飪食品的安全性，為消費者提供更加健康、美味的飲食選擇。

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作者簡介：高心亮（1976—），男，安徽淮北人，大專。研究方向：中式烹調(diào)。