The Problem of Nutrient Loss in the Food Processing Process and the Countermeasures
LIN Kaiyu (Fujian Putian Senior Technical School, Putian 3511oo, China)
Abstract: This paper focuses on the key factors affcting the retention of nutrients in the food processing process It analyzes the causes from four aspects: the selection of processing methods,the cleanliness of equipment, the standardizationof personneloperation,andthe level ofenvironmentalcontrol. It also proposes targeted solutions, such as scientifically selecting processing technologies, improving the equipment maintenance system,strengthening standardized operation management,andoptimizing environmental zoningcontrol.The aim is to providea theoretical basis for enhancing the nutritional value of processed foods.
Keywords: food processing; nutrient loss; equipment cleanliness; operational specification; environmental control
近年來(lái),國(guó)家高度重視加工食品行業(yè)發(fā)展,先后發(fā)布了眾多利好政策。其中,《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》將膳食營(yíng)養(yǎng)改善列為重點(diǎn)任務(wù)[1]。此外,國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)食品工業(yè)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出,需重點(diǎn)突破加工環(huán)節(jié)營(yíng)養(yǎng)損耗控制技術(shù)[2]。這與當(dāng)前食品企業(yè)普遍存在的“重殺菌滅菌、輕營(yíng)養(yǎng)留存”生產(chǎn)模式相悖。熱力殺菌導(dǎo)致維生素流失、機(jī)械破碎加速礦物質(zhì)浸出、設(shè)備清洗不徹底引發(fā)酶促褐變等問(wèn)題,加劇了食品營(yíng)養(yǎng)流失問(wèn)題。部分加工企業(yè)雖引入先進(jìn)設(shè)備,卻因缺乏營(yíng)養(yǎng)損失評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),難以平衡加工強(qiáng)度與營(yíng)養(yǎng)保留的臨界點(diǎn)。在此背景下,識(shí)別加工全流程的營(yíng)養(yǎng)素流失風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn),建立基于營(yíng)養(yǎng)損失最小化的加工控制體系,既是落實(shí)國(guó)家營(yíng)養(yǎng)健康政策的必然要求,也是食品產(chǎn)業(yè)突破同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵路徑。
1食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)素流失問(wèn)題的原因
1.1加工方式的選擇
食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失與加工方式的選擇密切相關(guān)。高溫處理作為常見(jiàn)的熱加工手段,對(duì)熱敏性維生素的破壞尤為顯著,維生素C與B族維生素在持續(xù)高溫下易發(fā)生結(jié)構(gòu)分解或失活,而水溶性礦物質(zhì)則可能因長(zhǎng)時(shí)間蒸煮隨水分遷移至湯汁或廢棄部分。機(jī)械加工環(huán)節(jié)中,過(guò)度粉碎或切割會(huì)破壞植物細(xì)胞壁的完整性,促使細(xì)胞釋放出酚氧化酶,使無(wú)色的酚氧化生成褐色的物質(zhì),導(dǎo)致多酚、花青素等抗氧化成分損失。對(duì)于冷凍類(lèi)食品,反復(fù)解凍與再凍結(jié)的過(guò)程會(huì)破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),造成細(xì)胞液外滲,其中溶解的氨基酸、可溶性糖及部分礦物質(zhì)隨之流失[3]。此外,不同干燥工藝對(duì)營(yíng)養(yǎng)保留的影響差異明顯,高溫?zé)犸L(fēng)干燥相較于低溫真空冷凍干燥更易引發(fā)脂溶性維生素的氧化失效。加工參數(shù)的設(shè)定若未結(jié)合原料特性進(jìn)行優(yōu)化,如未根據(jù)物料厚度調(diào)整熱處理時(shí)間或未依據(jù)初始含水量控制干燥速率,將進(jìn)一步增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗程度。
1.2加工設(shè)備清潔
加工設(shè)備的清潔狀態(tài)對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)穩(wěn)定性具有潛在影響。設(shè)備表面殘留的化學(xué)清潔劑可能與食品成分發(fā)生反應(yīng),如含氯消毒劑在接觸蛋白質(zhì)時(shí)可能破壞其二硫鍵,導(dǎo)致含硫氨基酸的功能性喪失。清潔不徹底引發(fā)的微生物污染不僅加速食品腐敗,還可能通過(guò)分泌胞外酶分解食品中的大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如淀粉酶與纖維素酶可降解碳水化合物與膳食纖維,改變食品原有的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成[4。設(shè)備內(nèi)部管道的銹蝕或磨損會(huì)釋放金屬離子,鐵、銅等金屬離子作為催化劑可加速脂類(lèi)氧化反應(yīng),促使不飽和脂肪酸生成過(guò)氧化物,同時(shí)導(dǎo)致維生素C與維生素A等抗氧化物質(zhì)的消耗。在連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程中,設(shè)備死角的有機(jī)殘留物若未及時(shí)清除,可能成為微生物增殖的載體,其代謝產(chǎn)物如蛋白酶或脂肪酶將加劇蛋白質(zhì)與脂肪的分解,間接造成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的下降。
1.3 加工人員操作
操作人員的專(zhuān)業(yè)性不足與操作失誤是加劇營(yíng)養(yǎng)流失的重要因素。在原料預(yù)處理階段,操作者對(duì)浸泡時(shí)間與切割粒度的把控偏差可能引發(fā)連鎖反應(yīng),葉菜類(lèi)蔬菜長(zhǎng)時(shí)間浸泡會(huì)導(dǎo)致水溶性維生素隨細(xì)胞液大量流失,而過(guò)度切分則增加食材表面積,加速氧氣接觸引發(fā)的氧化反應(yīng),造成維生素C與類(lèi)胡蘿卜素的損失[5。熱加工環(huán)節(jié)中,溫度與時(shí)間的控制失誤可能造成雙重負(fù)面影響,高溫瞬時(shí)滅菌中加熱不足迫使延長(zhǎng)加工時(shí)間,從而加劇熱敏性營(yíng)養(yǎng)素的分解風(fēng)險(xiǎn)。部分操作者缺乏對(duì)護(hù)色、隔氧等關(guān)鍵步驟的認(rèn)知,如未在果蔬加工中添加檸檬酸抑制多酚氧化酶活性,或未采用真空包裝減少脂類(lèi)與氧氣的接觸,導(dǎo)致多酚類(lèi)物質(zhì)與不飽和脂肪酸的氧化速率顯著提升。此類(lèi)人為因素導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)流失往往具有隱蔽性與累積性,需通過(guò)系統(tǒng)性培訓(xùn)與管理手段進(jìn)行干預(yù)。
1.4 加工環(huán)境控制
加工環(huán)境的物理與化學(xué)條件對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的穩(wěn)定性構(gòu)成持續(xù)性挑戰(zhàn)。環(huán)境溫濕度調(diào)控不當(dāng)可能引發(fā)多重負(fù)面效應(yīng),如高溫環(huán)境可激活果蔬中抗壞血酸氧化酶的活性,加速維生素C的氧化分解,而濕度過(guò)高則促進(jìn)微生物代謝活動(dòng),間接引發(fā)蛋白質(zhì)變性或脂肪水解[。光照條件對(duì)光敏性營(yíng)養(yǎng)素的影響不容忽視,紫外線照射可破壞核黃素與維生素D的分子結(jié)構(gòu),特別是透明包裝材料在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)無(wú)法有效阻隔光線時(shí),光氧化反應(yīng)造成的營(yíng)養(yǎng)損失更為顯著??諝庵醒鯕鉂舛冗^(guò)高會(huì)加速不飽和脂肪酸的氧化酸敗,同時(shí)降低食品中天然抗氧化成分的生物有效性。若加工區(qū)域未實(shí)施嚴(yán)格的潔凈度分級(jí)管理,粉塵與微生物氣溶膠的交叉污染會(huì)干擾營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的穩(wěn)定性,如空氣中懸浮的霉菌孢子可能污染食品并分泌纖維素酶,導(dǎo)致膳食纖維的降解與能量密度的異常升高。
2解決食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)素流失問(wèn)題的對(duì)策
2.1考慮不同食品特性,科學(xué)選取加工方式
針對(duì)食品加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)流失的防控需求,需基于原料理化特性構(gòu)建適配性工藝。 ① 優(yōu)先根據(jù)食品中熱敏性、水溶性或脂溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分布特征,篩選低損傷加工技術(shù)。對(duì)于維生素C含量較高的果蔬類(lèi)產(chǎn)品,可引入梯度式低溫殺菌工藝,通過(guò)分段調(diào)控加熱溫度與時(shí)長(zhǎng),既滿(mǎn)足微生物滅活閾值,又規(guī)避高溫對(duì)維生素的破壞作用;對(duì)于富含不飽和脂肪酸的水產(chǎn)品,則采用真空低溫油浴技術(shù),利用缺氧環(huán)境抑制脂質(zhì)氧化反應(yīng)。 ② 針對(duì)不同質(zhì)構(gòu)特征的原料優(yōu)化機(jī)械處理參數(shù),如通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定果蔬切割尺寸與細(xì)胞破損率的關(guān)聯(lián)性,制訂切割刀具角度與速率的標(biāo)準(zhǔn)化操作指南,減少因過(guò)度破碎引發(fā)的多酚氧化酶釋放風(fēng)險(xiǎn)。 ③ 創(chuàng)新加工技術(shù)的集成應(yīng)用是關(guān)鍵策略之一,如將超聲波輔助提取與脈沖電場(chǎng)滅菌相結(jié)合,在縮短加工周期的同時(shí)降低熱處理強(qiáng)度,提升葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素等光敏成分的保留率[]。④ 建立動(dòng)態(tài)監(jiān)控與反饋機(jī)制,根據(jù)原料批次差異性調(diào)整工藝參數(shù),如通過(guò)近紅外光譜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物料水分活度,聯(lián)動(dòng)控制干燥設(shè)備的風(fēng)速與溫度曲線,避免參數(shù)固化導(dǎo)致局部過(guò)熱或干燥不足。
2.2加強(qiáng)設(shè)備清潔管理,建立標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)體系
加工設(shè)備的全生命周期管理是阻斷污染源、保障營(yíng)養(yǎng)穩(wěn)定性的核心環(huán)節(jié)。 ① 制定分級(jí)清潔規(guī)程,依據(jù)設(shè)備接觸面材質(zhì)與食品殘留特性選擇清潔劑類(lèi)型及濃度。針對(duì)乳制品加工中易殘留酪蛋白的管道系統(tǒng),采用堿性清潔劑配合湍流沖洗技術(shù);對(duì)于油脂殘留較多的烘焙設(shè)備,則選用食品級(jí)溶劑進(jìn)行溶解清洗。 ② 引入智能化清潔驗(yàn)證系統(tǒng),通過(guò)ATP生物熒光檢測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備表面微生物與有機(jī)殘留物含量,當(dāng)檢測(cè)值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)自動(dòng)觸發(fā)二次清潔程序[8]。 ③ 強(qiáng)化設(shè)備關(guān)鍵部件的預(yù)防性維護(hù),如對(duì)易腐蝕的金屬篩網(wǎng)實(shí)施周期性鈍化處理,采用鈦合金材質(zhì)替換傳統(tǒng)不銹鋼部件以降低金屬離子遷移風(fēng)險(xiǎn)。 ④ 構(gòu)建設(shè)備維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù),記錄清潔頻次、耗材更換周期及故障維修歷史,利用大數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)設(shè)備性能衰減趨勢(shì),提前制訂備件更換計(jì)劃,避免突發(fā)故障導(dǎo)致加工中斷與交叉污染。
2.3強(qiáng)化操作能力培訓(xùn),加強(qiáng)操作規(guī)范考核
操作人員的技術(shù)能力與規(guī)范化執(zhí)行水平直接影響營(yíng)養(yǎng)保留效果。 ① 構(gòu)建三級(jí)培訓(xùn)體系,初級(jí)培訓(xùn)側(cè)重基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)學(xué)知識(shí)與設(shè)備操作流程,中級(jí)培訓(xùn)強(qiáng)化關(guān)鍵控制點(diǎn)識(shí)別與異常情況處置能力,高級(jí)培訓(xùn)則聚焦工藝優(yōu)化與技術(shù)創(chuàng)新思維培養(yǎng)。 ② 開(kāi)發(fā)虛擬仿真訓(xùn)練平臺(tái),模擬原料預(yù)處理、熱加工及包裝等環(huán)節(jié)的操作場(chǎng)景,通過(guò)可視化界面實(shí)時(shí)反饋切割深度、加熱溫度等參數(shù)偏差對(duì)營(yíng)養(yǎng)素含量的影響,強(qiáng)化操作者的直觀認(rèn)知[]。 ③ 實(shí)施動(dòng)態(tài)化考核機(jī)制,將維生素保留率、蛋白質(zhì)變性指數(shù)等營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)納入績(jī)效考核體系,并建立操作行為追溯系統(tǒng),通過(guò)電子工牌記錄每個(gè)操作節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)與參數(shù)設(shè)定值。④ 推行崗位輪換與技能認(rèn)證制度,要求關(guān)鍵崗位人員定期參與跨工序?qū)嵺`,提升其對(duì)全流程營(yíng)養(yǎng)損耗關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)性認(rèn)知,同時(shí)設(shè)定技能等級(jí)與崗位普升掛鉤機(jī)制,激發(fā)操作者持續(xù)改進(jìn)的主觀能動(dòng)性。
2.4明確劃分加工區(qū)域,做好加工環(huán)境控制
加工環(huán)境的精準(zhǔn)調(diào)控需通過(guò)空間規(guī)劃與智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)協(xié)同實(shí)現(xiàn)。 ① 依據(jù)生產(chǎn)工藝流程實(shí)施功能分區(qū),將原料暫存區(qū)、預(yù)處理區(qū)、核心加工區(qū)及包裝區(qū)進(jìn)行物理隔離,各區(qū)域間設(shè)置單向氣流通道與負(fù)壓梯度,防止微生物氣溶膠擴(kuò)散導(dǎo)致的交叉污染。② 部署分布式傳感器網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)采集各區(qū)域的溫度、濕度、氧氣濃度及懸浮粒子濃度數(shù)據(jù),當(dāng)監(jiān)測(cè)值超出設(shè)定范圍時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急調(diào)控程序,如向包裝區(qū)注人氮?dú)庵脫Q氧氣,或?qū)⒏邷貓?bào)警區(qū)域的風(fēng)冷系統(tǒng)功率提升至預(yù)設(shè)檔位[10]。 ③ 建立環(huán)境潔凈度動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型,結(jié)合微生物采樣數(shù)據(jù)與塵埃粒子計(jì)數(shù)結(jié)果,生成區(qū)域污染風(fēng)險(xiǎn)熱力圖,指導(dǎo)清潔團(tuán)隊(duì)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵤┲攸c(diǎn)消殺,確保加工環(huán)境參數(shù)持續(xù)符合營(yíng)養(yǎng)保護(hù)要求。
3結(jié)語(yǔ)
通過(guò)科學(xué)匹配食品原料特性與加工參數(shù),可最大限度地降低熱敏性物質(zhì)損失;實(shí)施設(shè)備清潔智能監(jiān)控與操作規(guī)范動(dòng)態(tài)管理,能夠切斷污染物介人與人為操作失誤導(dǎo)致的二次損耗;優(yōu)化加工環(huán)境分區(qū)控制策略,則為阻斷氧化反應(yīng)鏈?zhǔn)叫?yīng)提供物理屏障。未來(lái),應(yīng)推動(dòng)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的深度融合,開(kāi)發(fā)兼具高效殺菌與營(yíng)養(yǎng)鎖留的新型加工技術(shù),同時(shí)強(qiáng)化政策引導(dǎo)與企業(yè)主體責(zé)任,構(gòu)建覆蓋原料篩選、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)監(jiān)管的全流程營(yíng)養(yǎng)保障機(jī)制,以有效減少加工過(guò)程中食品的營(yíng)養(yǎng)損失,提升其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
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