減少食品加工過程中營養(yǎng)素?fù)p失的策略

摘 要：食品加工是保證食品安全和提高品質(zhì)的重要手段，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)素的損失。本文探討了食品加工過程中營養(yǎng)素?fù)p失的主要原因，包括熱處理、氧化作用、浸出和溶解以及光照等。針對(duì)這些問題，文章提出了一系列減少營養(yǎng)素?fù)p失的策略，如優(yōu)化熱處理工藝、采用抗氧化技術(shù)、改進(jìn)加工設(shè)備和工藝流程、改進(jìn)包裝和儲(chǔ)存方法等。這些策略的應(yīng)用有助于最大限度地保留食品中的營養(yǎng)成分，提高食品的營養(yǎng)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：營養(yǎng)素?fù)p失；食品加工；保護(hù)策略；加工技術(shù)

Strategies to Reduce Nutrient Loss in Food Processing

XUE Yiqiu

（Jiangsu Changshu Secondary Specialized School， Changshu 215500， China）

Abstract： Food processing is an important means to ensure food safety and improve quality， but it can also lead to nutrient loss. This article explores the main causes of nutrient loss during food processing， including heat treatment， oxidation， leaching and dissolution， and light exposure. In response to these issues， the article proposes a series of strategies to reduce nutrient loss， such as optimizing heat treatment processes， adopting antioxidant technologies， improving processing equipment and processes， and improving packaging and storage methods. The application of these strategies helps to maximize the retention of nutrients in food and improve its nutritional value.

Keywords： nutrient loss; food processing; protection strategies; processing technology

食品加工是保證食品安全、延長保質(zhì)期、提高口感和便利性的重要手段。然而，在加工過程中，食品中的營養(yǎng)成分如維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等往往會(huì)發(fā)生不同程度的損失，導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值下降[1]。這不僅降低了食品的品質(zhì)，也影響消費(fèi)者的健康。因此，如何在食品加工中最大限度地保留營養(yǎng)素，減少加工過程中的損失，是食品工業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。本文將從食品加工過程中營養(yǎng)素?fù)p失的主要原因出發(fā)，包括熱處理、氧化作用、浸出和溶解、光照等方面，探討減少營養(yǎng)素?fù)p失的策略，如優(yōu)化熱處理工藝、采用抗氧化技術(shù)、改進(jìn)加工設(shè)備和工藝流程、改進(jìn)包裝和儲(chǔ)存方法等，以期為食品工業(yè)提供參考和指導(dǎo)，生產(chǎn)出營養(yǎng)、健康、品質(zhì)優(yōu)良的食品。

1 食品加工過程中營養(yǎng)素?fù)p失的主要原因

1.1 熱處理導(dǎo)致的損失

食品加工過程中的熱處理是導(dǎo)致營養(yǎng)素?fù)p失的主要原因之一。熱處理過程通常涉及高溫加熱，如滅菌、巴氏殺菌、烘烤、油炸等，這些過程會(huì)引起食品中營養(yǎng)素的化學(xué)變化和物理變化[2]。①高溫會(huì)直接破壞營養(yǎng)物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其功能的喪失。許多營養(yǎng)素，如維生素、蛋白質(zhì)和酶等，都是由特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定其生物活性的。當(dāng)食品暴露于高溫環(huán)境時(shí)，這些化合物的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，如斷裂、異構(gòu)化等，使其失去原有的營養(yǎng)功能。以蛋白質(zhì)為例，高溫會(huì)造成蛋白質(zhì)分子內(nèi)部以及分子之間的共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵斷裂，引起蛋白質(zhì)變性，進(jìn)而影響其消化吸收和生物利用度。②食品中的各類營養(yǎng)素在加熱過程中還會(huì)發(fā)生相互作用，間接導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值的下降。例如，還原糖和氨基酸在高溫下會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，生成一系列褐變物質(zhì)，不僅改變了食品的色澤和風(fēng)味，還會(huì)降低蛋白質(zhì)的利用率。③食品在加熱過程中還會(huì)發(fā)生物理結(jié)構(gòu)的改變，間接加劇營養(yǎng)素的流失。如淀粉在加熱過程中會(huì)發(fā)生糊化，使得食品基質(zhì)變得疏松多孔，加速了水分和水溶性營養(yǎng)素的遷移和流失。

1.2 氧化作用導(dǎo)致的損失

氧化作用是導(dǎo)致食品加工過程中營養(yǎng)素?fù)p失的另一個(gè)重要因素。在食品暴露于氧氣環(huán)境中時(shí)，許多營養(yǎng)物質(zhì)容易發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致其化學(xué)結(jié)構(gòu)改變，進(jìn)而喪失原有的生物活性和營養(yǎng)價(jià)值。這一過程通常涉及自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)制，其中活性氧物質(zhì)（如超氧陰離子、羥基自由基等）扮演著關(guān)鍵角色。以不飽和脂肪酸為例，其C=C容易被活性氧物質(zhì)攻擊，形成脂質(zhì)過氧化物，繼而分解為醛、酮等小分子化合物，不僅降低了脂質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值，還可能產(chǎn)生異味，影響食品品質(zhì)。類似地，維生素A、維生素E、維生素C等抗氧化維生素在氧化過程中會(huì)失去電子，轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘧B(tài)，從而喪失其抗氧化能力和生理活性。氧化反應(yīng)的程度受多種因素影響，包括氧氣濃度、溫度、光照、pH值以及食品組分的性質(zhì)等，這些因素的復(fù)雜交互作用共同決定了氧化導(dǎo)致的營養(yǎng)素?fù)p失程度。

1.3 浸出和溶解導(dǎo)致的損失

食品加工過程中，浸出作用是導(dǎo)致水溶性營養(yǎng)素?fù)p失的主要機(jī)制之一。浸出是指固體食品中的可溶性成分在液體介質(zhì)中的溶出和遷移過程。在食品的洗滌、浸泡、蒸煮等環(huán)節(jié)，食品組織中的水溶性營養(yǎng)素，如維生素C、B族維生素、礦物質(zhì)等，會(huì)溶解于水相，隨加工液體的廢棄而流失[3]。浸出液中營養(yǎng)素的濃度主要取決于食品基質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工介質(zhì)的性質(zhì)以及溫度、時(shí)間等因素。例如，經(jīng)過切割、破碎等預(yù)處理的食材，由于細(xì)胞壁破損，組織結(jié)構(gòu)疏松，其營養(yǎng)成分更易浸出而損失。為了減少浸出損失，應(yīng)盡量縮短食品在水中的浸泡時(shí)間，低溫操作，避免不必要的攪拌，并合理控制浸出液的用量。

除浸出作用外，溶解作用也是引起營養(yǎng)素?fù)p失的重要因素。溶解是指固體營養(yǎng)物質(zhì)在液相中達(dá)到均相分散的過程，是浸出作用的進(jìn)一步延伸。食品在加工過程中的切割、破碎、搗碎等處理，會(huì)破壞細(xì)胞和組織的完整性，使得細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)暴露于溶劑環(huán)境中，大大增加了營養(yǎng)素的溶解性。一旦溶解于液相，這些營養(yǎng)物質(zhì)極易在后續(xù)的加工操作中隨加工液體流失。溶解損失的程度不僅與食品基質(zhì)和營養(yǎng)素的性質(zhì)有關(guān)，還受加工條件如溫度、pH值等的影響。例如，脂溶性營養(yǎng)素在高溫條件下會(huì)發(fā)生熔融，溶解于油相而流失；而鈣、鎂等礦物質(zhì)在酸性環(huán)境中的溶解性大大增加，更易發(fā)生損失。

1.4 光照導(dǎo)致的損失

食品加工過程中，光照也是導(dǎo)致某些營養(yǎng)素?fù)p失的重要因素之一。許多營養(yǎng)物質(zhì)，尤其是維生素類化合物，對(duì)光照具有較高的敏感性。當(dāng)食品暴露于光照環(huán)境中時(shí)，這些光敏感營養(yǎng)素會(huì)吸收光能，發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，活性降低甚至完全喪失。例如，核黃素在光照下會(huì)發(fā)生光降解，生成多種降解產(chǎn)物如魯米黃素等，從而失去固有的生理功能。類似地，維生素A、維生素C、維生素D等也易受光照影響而發(fā)生降解。光照引起的營養(yǎng)素?fù)p失程度取決于多個(gè)因素，如光照強(qiáng)度、光譜分布、照射時(shí)間以及食品基質(zhì)的性質(zhì)等。一般來說，紫外光和可見光中的高能短波部分對(duì)營養(yǎng)素的破壞作用更大。此外，食品中水分含量較高，氧氣濃度較大時(shí)，光降解反應(yīng)也會(huì)加劇。

2 減少營養(yǎng)素?fù)p失的策略

2.1 優(yōu)化熱處理工藝

為了減少食品加工過程中熱處理引起的營養(yǎng)素?fù)p失，優(yōu)化熱處理工藝是一項(xiàng)重要的策略。傳統(tǒng)的熱處理方法如高溫長時(shí)間的烘焙、蒸煮等，雖然能夠有效地提高食品的安全性和貨架期，但往往會(huì)造成營養(yǎng)成分的大量流失[4]。因此，食品工業(yè)應(yīng)積極研究和應(yīng)用一些新型的熱處理技術(shù)，如微波加熱、射頻加熱、歐姆加熱等，這些技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)食品的快速加熱，大大縮短熱處理時(shí)間，從而最大限度地保留營養(yǎng)物質(zhì)。例如，微波加熱技術(shù)利用微波的穿透性和選擇性，使食品內(nèi)部和外部同時(shí)升溫，加熱速度快，能有效減少維生素等熱敏感營養(yǎng)素的損失[5]。同時(shí)，在傳統(tǒng)熱處理工藝中，優(yōu)化加熱溫度和時(shí)間參數(shù)也十分重要。通過合理設(shè)計(jì)溫度-時(shí)間組合，在保證食品安全和品質(zhì)的前提下，盡可能縮短加熱時(shí)間，降低加熱溫度，也能顯著減少營養(yǎng)素的熱降解。例如，在蔬菜熱加工過程中，適當(dāng)降低烹飪溫度，控制加熱時(shí)間，可有效保留維生素C等營養(yǎng)成分。

2.2 采用抗氧化技術(shù)

在食品加工過程中，采用抗氧化技術(shù)是減少營養(yǎng)素氧化損失的重要策略之一。抗氧化技術(shù)主要通過添加抗氧化劑、調(diào)控加工環(huán)境等手段，來延緩或阻斷食品中脂質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的氧化反應(yīng)，從而達(dá)到保護(hù)營養(yǎng)成分的目的。其中，添加抗氧化劑是最為常用和有效的方法。食品工業(yè)中常見的抗氧化劑包括天然抗氧化劑和合成抗氧化劑兩大類。天然抗氧化劑主要來源于植物、動(dòng)物和微生物，如茶多酚、生育酚、姜黃素等，這些物質(zhì)不僅具有優(yōu)異的抗氧化活性，而且安全無毒，符合消費(fèi)者對(duì)天然、健康食品的需求。合成抗氧化劑如丁基羥基茴香醚（Butyl Hydroxyanisole，BHA）、特丁基對(duì)苯二酚（Tert-Butyl Hydroquinone，TBHQ）等，抗氧化效果強(qiáng)，價(jià)格低廉，在食品工業(yè)中也有廣泛應(yīng)用。

此外，在食品加工過程中，調(diào)控加工環(huán)境如溫度、濕度、pH值等，也是控制氧化反應(yīng)的重要手段。例如，在較低溫度下進(jìn)行加工操作，可減緩氧化反應(yīng)速率；而在酸性條件下，某些營養(yǎng)物質(zhì)如維生素C的穩(wěn)定性會(huì)有所提高。因此，針對(duì)不同食品的特點(diǎn)，優(yōu)化加工工藝參數(shù)，為氧化敏感型營養(yǎng)素創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，對(duì)于延緩氧化損失具有積極意義。

2.3 改進(jìn)加工設(shè)備和工藝流程

針對(duì)食品加工過程中浸出和溶解導(dǎo)致的營養(yǎng)素?fù)p失，改進(jìn)加工設(shè)備和優(yōu)化工藝流程是一項(xiàng)行之有效的策略。傳統(tǒng)的浸泡、煮沸等方式雖然簡單易行，但往往會(huì)造成大量水溶性營養(yǎng)素的流失。因此，食品工業(yè)應(yīng)積極開發(fā)和應(yīng)用新型加工設(shè)備和技術(shù)，通過創(chuàng)新加工方式，最大限度地減少浸出和溶解損失。例如，采用低溫浸提技術(shù)可以在較低溫度下實(shí)現(xiàn)食品組分的選擇性萃取，與傳統(tǒng)的高溫浸提相比，該技術(shù)不僅能夠顯著降低熱敏感營養(yǎng)素的損失，還能減少其他食品組分的同時(shí)溶出。再如，微波輔助萃取技術(shù)利用微波的選擇性加熱原理，可以在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分的快速溶出，大大縮短浸提時(shí)間，從而減少營養(yǎng)素在浸提過程中的降解和流失。

除了浸提環(huán)節(jié)，優(yōu)化其他加工工序的設(shè)備和流程也是控制營養(yǎng)素溶解流失的重要手段。例如，在果蔬汁等液態(tài)食品的加工中，采用冷榨技術(shù)替代傳統(tǒng)的熱榨工藝，可最大限度地保留原料中的維生素、酶等熱敏感營養(yǎng)成分。在膜濃縮、膜分離等過程中，選用截留分子量合適的膜材料，控制操作壓力和溫度參數(shù)，也能有效降低小分子營養(yǎng)物質(zhì)的透過流失。

2.4 改進(jìn)包裝和儲(chǔ)存方法

為了減少食品加工和儲(chǔ)存過程中光照引起的營養(yǎng)素?fù)p失，改進(jìn)食品包裝和儲(chǔ)存方法至關(guān)重要。傳統(tǒng)的透明包裝材料和明亮的儲(chǔ)存環(huán)境，雖然方便了商品的展示和銷售，但卻為光敏感營養(yǎng)素的降解創(chuàng)造了條件。因此，食品工業(yè)應(yīng)重視包裝和儲(chǔ)存環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，通過創(chuàng)新包裝材料、改善儲(chǔ)存條件等多種手段，最大限度地隔絕光照，延緩光降解反應(yīng)，從而提高食品營養(yǎng)保留率。

在包裝材料的選擇上，應(yīng)根據(jù)食品的光敏感特性，采用不同性能的阻隔材料。例如，對(duì)于對(duì)紫外光敏感的營養(yǎng)素如核黃素、葉酸等，可選用含UV吸收劑的包裝材料，如摻雜二氧化鈦的聚乙烯薄膜等，以吸收和阻擋紫外光。對(duì)于容易被可見光降解的營養(yǎng)素如維生素A、葉綠素等，可采用不透明或有色包裝材料，如鋁箔復(fù)合膜、茶色玻璃瓶等，通過遮光和濾光來防止光損失。

除了選用功能性包裝材料，優(yōu)化包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是降低光照影響的有效策略。例如，采用真空包裝、充氮包裝等方式，可以有效減少包裝內(nèi)氧氣含量，延緩光氧化反應(yīng)。同時(shí)，合理設(shè)計(jì)包裝容器的形狀和大小，減少食品與包裝材料的接觸面積，也能在一定程度上減少光照引起的營養(yǎng)損失。

食品在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的光照管理也不容忽視。應(yīng)根據(jù)食品的光穩(wěn)定性，合理設(shè)定儲(chǔ)存條件，盡可能將光敏感食品儲(chǔ)存于陰涼避光處，必要時(shí)可配備遮光簾、隔光板等設(shè)施，減少庫內(nèi)照度。對(duì)于陳列銷售環(huán)節(jié)，可選用帶有遮光功能的貨架或展示柜，避免食品長時(shí)間暴露于光照之下。

3 結(jié)語

食品加工過程中營養(yǎng)素的損失是一個(gè)復(fù)雜的問題，涉及熱處理、氧化、浸出溶解和光照等多種因素。本文探討了減少營養(yǎng)素?fù)p失的策略，包括優(yōu)化熱處理工藝、采用抗氧化技術(shù)、改進(jìn)加工設(shè)備和工藝流程、改進(jìn)包裝和儲(chǔ)存方法等。隨著科技的進(jìn)步，未來將會(huì)出現(xiàn)更多創(chuàng)新的加工技術(shù)和設(shè)備，如精準(zhǔn)控溫技術(shù)、智能包裝材料等，這些將為保護(hù)食品營養(yǎng)素提供新的解決方案。同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)食品加工過程中營養(yǎng)素變化規(guī)律的研究，建立更加完善的營養(yǎng)素?fù)p失評(píng)估體系，為食品工業(yè)生產(chǎn)更加營養(yǎng)、健康的產(chǎn)品提供科學(xué)指導(dǎo)。

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