食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分流失的機(jī)制與調(diào)控方法研究

Study on the Mechanism and Regulation of Nutrient Loss in Food Processing

ZHENG Tengxiao

（School ofFoodScience andEnginering，Tianjin UniversityofScienceandTechnology，Tianjin3oo457，China）

Abstract： The mechanism and regulation of nutrient loss in food processing were discussed in this paper. By analyzing the efects of hot processing，cold processing and chemical reaction on nutrients，the causes and rules of nutrient loss under different processing methods were revealed. In response to this problem， the regulation method is proposed to efectivelyslow down the loss of nutrients，soas to improve the nutrition retentionrate offood，and provide important theoretical basis and practical guidance for the food processing industry.

Keywords： food processing; processing process; nutrient composition; regulation method

隨著食品加工技術(shù)的發(fā)展，如何在保證食品安全和延長(zhǎng)保質(zhì)期的同時(shí)最大限度地保留營(yíng)養(yǎng)成分，已成為食品領(lǐng)域的重要課題。食品在加工過(guò)程中，尤其是熱加工、冷加工和化學(xué)反應(yīng)等步驟中，常常會(huì)經(jīng)歷不同程度的營(yíng)養(yǎng)成分流失。這些流失不僅影響食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還可能降低消費(fèi)者的健康收益。因此，深入研究食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分流失的機(jī)制，并提出有效的調(diào)控方法，對(duì)于優(yōu)化食品加工技術(shù)、提升食品質(zhì)量具有重要意義。

1食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分流失的機(jī)制

1.1熱加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的流失

熱加工是食品加工中常用的方式，但由于其高溫處理特性，許多營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)在熱加工過(guò)程中流失。主要的流失機(jī)制可歸納為以下幾個(gè)方面。 ① 熱加工過(guò)程中，維生素C在 70% 以上的高溫下會(huì)迅速降解，而B(niǎo)族維生素中的葉酸也對(duì)熱較為敏感，長(zhǎng)期加熱會(huì)導(dǎo)致其大量損失。 ② 蛋白質(zhì)會(huì)因高溫而發(fā)生變性，導(dǎo)致其原有結(jié)構(gòu)和功能喪失。雖然變性后的蛋白質(zhì)仍可食用，但其消化吸收效率可能降低，從而影響其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。 ③ 盡管礦物質(zhì)在熱加工中較為穩(wěn)定，但其往往會(huì)溶解到烹調(diào)水或液體中，尤其在水溶性食材的烹飪過(guò)程中。例如，鉀、鈣、鎂等礦物質(zhì)常因與水的接觸而流失。 ④ 對(duì)于脂溶性營(yíng)養(yǎng)成分如維生素A、D、E和K等，高溫不僅可能導(dǎo)致其氧化降解，還可能與氧氣反應(yīng)，生成對(duì)健康有害的化學(xué)物質(zhì)[1]。

1.2冷加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的流失

在冷加工過(guò)程中，營(yíng)養(yǎng)成分的流失主要受到物理和化學(xué)變化的影響。冷加工指的是低溫下進(jìn)行的處理，如冷凍、冷藏等。雖然溫度較低，冷加工相較于熱加工對(duì)熱敏感營(yíng)養(yǎng)成分（如維生素C、B族維生素等）的破壞較少，但仍會(huì)存在一定的營(yíng)養(yǎng)成分流失。主要原因包括水分的損失、氧化反應(yīng)的發(fā)生以及微生物的生長(zhǎng)等。在冷凍過(guò)程中，細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞可能會(huì)導(dǎo)致部分礦物質(zhì)和膳食纖維的流失。此外，冷藏或冷凍過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中也可能加速維生素等抗氧化物質(zhì)的降解[2]。

1.3化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的流失

化學(xué)反應(yīng)主要包括氧化反應(yīng)、褐變反應(yīng)和美拉德反應(yīng)等。在氧化反應(yīng)過(guò)程中，脂肪、維生素C和多酚類化合物等營(yíng)養(yǎng)成分容易與氧氣反應(yīng)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低。褐變反應(yīng)通常發(fā)生在食品中的糖和氨基酸之間，雖然它可以改善食品的色澤，但會(huì)破壞B族維生素等營(yíng)養(yǎng)成分。美拉德反應(yīng)則是糖與氨基酸反應(yīng)生成美拉德產(chǎn)物的過(guò)程，這一反應(yīng)不僅影響食品的風(fēng)味，還會(huì)導(dǎo)致一些氨基酸和維生素的損失，特別是賴氨酸的可用性[3]。

2食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分流失的調(diào)控方法

2.1熱加工過(guò)程中的調(diào)控方法

2.1.1 精確控制溫度和時(shí)間

為了減少熱加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的損失，精確控制溫度和時(shí)間至關(guān)重要。不同的營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)溫度和時(shí)間的敏感性不同。例如，維生素C和一些B族維生素容易在高溫下分解，而礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)的流失則與加熱時(shí)間更為相關(guān)。因此，在加熱過(guò)程中，保持適當(dāng)?shù)臏囟龋ㄍǔ２怀^(guò) 90^qC ）和合理的時(shí)間（通常不超過(guò) 30min ）有助于最大限度地保持食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[。

2.1.2 應(yīng)用低溫烹調(diào)與間歇性加熱技術(shù)

低溫烹調(diào)技術(shù)通過(guò)將食材加熱至較低的溫度（通常為 60～90° ），比傳統(tǒng)的高溫烹飪方法更能有效地保留水溶性和熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分，如維生素C、B族維生素及多酚類物質(zhì)。較低的溫度減少了熱降解反應(yīng)的速率，進(jìn)而降低了營(yíng)養(yǎng)成分的損失。間歇性加熱技術(shù)則通過(guò)在烹調(diào)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)加熱和冷卻的交替，最大限度地減少熱傳導(dǎo)對(duì)食材的持續(xù)影響。這一方法通過(guò)降低食材暴露于高溫的時(shí)間，從而減少了由于過(guò)長(zhǎng)加熱導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)素降解[5]。

2.1.3 應(yīng)用封裝技術(shù)

通過(guò)將營(yíng)養(yǎng)成分包裹在多層膜或微小載體中，封裝技術(shù)能夠有效隔離外界高溫對(duì)其的直接影響，減少營(yíng)養(yǎng)成分的流失。尤其是在蔬菜、果汁及奶制品的熱處理過(guò)程中，封裝可以保護(hù)水溶性維生素、抗氧化物質(zhì)及其他敏感成分不被氧化或降解。封裝材料通常選擇具有較高熱穩(wěn)定性的天然或合成高分子物質(zhì)，如明膠、阿拉伯膠或羥丙基甲基纖維素等，能夠在加熱過(guò)程中形成保護(hù)層，防止熱分解或化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。

2.2冷加工過(guò)程中的調(diào)控方法

2.2.1 加強(qiáng)快速冷凍與冷鏈管理

為了最大限度地減少營(yíng)養(yǎng)成分的流失，快速冷凍與冷鏈管理成為至關(guān)重要的調(diào)控方法?？焖倮鋬鐾ㄟ^(guò)迅速降低食品溫度，能夠有效地抑制細(xì)菌和酶活性，減少營(yíng)養(yǎng)成分的流失。同時(shí)，快速冷凍能夠減少冰晶的形成，避免對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，從而更好地保留食品的營(yíng)養(yǎng)成分。冷鏈管理則是指從食品加工、儲(chǔ)存到運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)的溫控管理，確保食品在整個(gè)過(guò)程中始終處于適宜的低溫環(huán)境，以避免溫度波動(dòng)引起營(yíng)養(yǎng)損失和品質(zhì)下降。通過(guò)嚴(yán)格實(shí)施冷鏈管理，不僅能夠延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，還能有效保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。加強(qiáng)快速冷凍和冷鏈管理，能夠有效減少冷加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的流失，為食品加工提供重要的保障。

2.2.2優(yōu)化冷干燥技術(shù)與凍干技術(shù)

冷干燥技術(shù)在低溫和真空環(huán)境下去除食品中的水分，最大限度地保持食品中的原有風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分。而凍干技術(shù)則通過(guò)快速凍結(jié)和在真空下升華水分，將食品水分去除的同時(shí)，較好地保留食品的結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分。為了優(yōu)化這兩種技術(shù)，其關(guān)鍵在于控制干燥溫度、壓力和時(shí)間。在凍干過(guò)程中，合理設(shè)置溫度和升華速率可避免干燥過(guò)度和結(jié)構(gòu)破壞，確保維生素及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的穩(wěn)定。冷干燥技術(shù)與凍干技術(shù)的優(yōu)化不僅有助于保持食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還能提高食品的感官質(zhì)量和存儲(chǔ)穩(wěn)定性，是冷加工過(guò)程中的有效調(diào)控方法。

2.2.3控制氣調(diào)包裝與低溫儲(chǔ)存對(duì)營(yíng)養(yǎng)流失的影響

氣調(diào)包裝通過(guò)改變包裝內(nèi)部氣體成分，控制氧氣、二氧化碳和氮?dú)獾臐舛龋苡行p緩氧化反應(yīng)，抑制微生物的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)食品的保鮮期，減少維生素、脂肪酸等易氧化成分的流失。特別是對(duì)于富含維生素C和B族維生素的食品，氣調(diào)包裝有助于減少其氧化降解，保持食品的營(yíng)養(yǎng)與質(zhì)量。低溫儲(chǔ)存則通過(guò)降低食品的溫度，減緩酶活性和微生物生長(zhǎng)速度，進(jìn)而減小營(yíng)養(yǎng)成分的損失。低溫儲(chǔ)存可以減緩脂溶性維生素（如維生素A、D、E）和水溶性維生素（如維生素C和B族維生素）的分解過(guò)程，保持其較高的生物活性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.3化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的調(diào)控方法

2.3.1 合理使用抗氧化劑

抗氧化劑通過(guò)捕捉自由基或抑制氧化酶的活性，能夠有效阻止或減緩食品中營(yíng)養(yǎng)成分的氧化降解。天然抗氧化劑，如維生素C、維生素E以及多酚類化合物，因其較低的毒性和較好的健康效益，逐漸成為研究的重點(diǎn)。適量使用天然抗氧化劑不僅可以減緩油脂的氧化，保護(hù)脂溶性維生素，還能夠延長(zhǎng)食品的貨架期。此外，合成抗氧化劑如丁基羥基茴香醚和丁基羥基苯甲烷常被用于加工過(guò)程中，但其使用量必須嚴(yán)格控制，以避免對(duì)人體健康造成負(fù)面影響。所以，抗氧化劑的應(yīng)用對(duì)于提高食品的營(yíng)養(yǎng)保持率和延長(zhǎng)食品保質(zhì)期具有重要意義。在實(shí)際生產(chǎn)中，選擇適當(dāng)?shù)目寡趸瘎┎⒖刂破涮砑恿?，是確保食品營(yíng)養(yǎng)成分最大限度保留的關(guān)鍵。

2.3.2合理使用酸堿調(diào)節(jié)劑

在食品加工過(guò)程中，酸堿調(diào)節(jié)劑被廣泛應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控，尤其在維持營(yíng)養(yǎng)成分的穩(wěn)定性方面起到了重要作用。酸堿調(diào)節(jié)劑能夠通過(guò)調(diào)節(jié)食品的pH值，控制一些特定反應(yīng)的發(fā)生，減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失。維生素C在酸性條件下的穩(wěn)定性較強(qiáng)。因此，在酸性環(huán)境中使用酸堿調(diào)節(jié)劑可以有效減少維生素C的氧化降解。與之相反，若食品處于堿性環(huán)境下，則可能加速某些維生素和礦物質(zhì)的降解。例如，B族維生素和鈣、鐵等礦物質(zhì)的流失。此外，酸堿調(diào)節(jié)劑還能調(diào)節(jié)食品中酶的活性，避免因酶促反應(yīng)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)成分的破壞。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整pH值，可以抑制某些酶的活性，從而降低蛋白質(zhì)、脂肪和糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和變化，保證食品在加工過(guò)程中保留原有的營(yíng)養(yǎng)成分。這說(shuō)明了合理使用酸堿調(diào)節(jié)劑不僅能夠控制食品加工過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，還能有效保護(hù)營(yíng)養(yǎng)成分的穩(wěn)定性和生物活性，為提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提供保障。

2.3.3應(yīng)用螯合劑和螯合技術(shù)

螯合劑通過(guò)與金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，從而抑制金屬離子的催化活性，減少其對(duì)氧化反應(yīng)的促進(jìn)作用。常見(jiàn)的螯合劑包括乙二胺四乙酸、檸檬酸、葡萄糖酸等天然和合成的物質(zhì)。通過(guò)在食品加工過(guò)程中添加這些螯合劑，不僅可以有效降低金屬離子的活性，還能改善食品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其保質(zhì)期。同時(shí)，螯合技術(shù)的應(yīng)用也在一些特定食品加工過(guò)程中表現(xiàn)出良好的效果。例如，在果蔬的加工過(guò)程中，添加檸檬酸作為螯合劑能夠有效減少維生素C的降解，因?yàn)闄幟仕崮軌蚺c金屬離子形成絡(luò)合物，抑制氧化酶的活性，從而減少維生素C的氧化損失。類似地，在干果加工過(guò)程中，使用螯合劑也能減少脂肪酸的氧化，從而保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味。此外，螯合劑的使用不僅限于減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失，還能改善食品的外觀、口感及穩(wěn)定性。例如，檸檬酸的加入不僅能夠有效減緩金屬離子引起的氧化，還能提升食品的口感，使其更加清新。

3結(jié)語(yǔ)

食品加工過(guò)程中，熱加工、冷加工和化學(xué)反應(yīng)等因素都會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分造成不同程度的損失。溫度、時(shí)間、氧化等因素是主要影響因素。為了減少這些損失，需要采取精確的控制方法。例如，熱加工中精確控制溫度和時(shí)間、冷加工中利用快速冷凍和冷鏈管理以及化學(xué)反應(yīng)中使用抗氧化劑和金屬離子螯合技術(shù)等措施，都能夠有效保護(hù)營(yíng)養(yǎng)成分。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些調(diào)控方法將為食品加工行業(yè)帶來(lái)更多可能性，進(jìn)一步提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

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