新食品加工技术对食品营养的影响

王春梅，宋茜，庞彧娟

（天津市利民调料有限公司，天津300308）

新食品加工技术对食品营养的影响

王春梅，宋茜，庞彧娟

（天津市利民调料有限公司，天津300308）

食品加工的总目的是食品中营养物质便于人体消化吸收、杀死致病微生物及寄生虫、消除和破坏对身体有害的毒素、钝化酶类和活性物质使食品便于保存、保持或改善感官特性，使其更加适合并满足人体营养和感官需要。本文通过探讨近年来新应用的食品加工技术：冷冻干燥技术（Vacuum freezing）、微波加热技术（Microwave heating）、膜技术（Membrane）、超高压技术（ultra-high pressure processing UHP）等的原理、优缺点、适用食品及对食品营养物质的影响。从而探讨未来食品技术发展的方向和影响。

冷冻干燥技术；微波加热技术；膜技术；超高压技术

俗话说“民以食为天”，食品关系着百姓的最基本生活，随着时代发展和科技进步，人们加工食品的方法，从传统的煎炒烹炸炖，又衍生出许多新的食品加工技术。但无论哪种食品加工技术，其根本宗旨千百年来几乎没变，就是美味、营养和安全，其中以营养和安全最为重要，本文通过探讨近年来新应用的食品加工技术：冷冻干燥技术（Vacuum freezing）、微波加热技术（Microwave heating）、膜技术（Membrane）、超高压技术（ultra-high pressure processing UHP）等的原理、优缺点、适用食品及对食品营养物质的影响，从而探讨未来食品技术发展的方向和影响。

1 冷冻干燥技术

冷冻干燥是把含有大量水分的物质预先冷冻，使物质中的游离水结晶，冻结成固体，然后在高真空条件下使物质中的冰晶升华，待冰晶升华后除去物质中部分吸附水，最终得到残留水量为1%～4%左右的干制品[1]。用该方法生产出来的食品称之为冻干食品，目前多见于婴幼儿食品领域。由于冷冻干燥的原理是在低压、低温的条件下使食品中的水分脱除，所以食品中的营养成分和活性物质没有遭受破坏，并且保持其生物活性，所以食品的功能、色泽、香味和滋味没有发生太大改变，但是，在冷冻干燥过程中，一般首先冻结，然后再进行干燥，这样水分形成冰以后，必然对食品的组织结构产生损伤作用；干燥时又使食品产生脱水，食用时组织不可能和新鲜食品的质量完全相同。但比冻结贮存的质量好、品味高、且贮存期长[2]。

冻干食品一般有两种形式，一种是不需要复水的，多见于冻干水果片，冻干鲜奶或酸奶糖等。另一种是需要复水使用的，多见于冻干菌粉、米饭、粥、蔬菜包等。相比于不需要复水的食品，需要复水的食品加工更加复杂，为了避免组织内部结冰刺破组织，往往加入一些辅料保护细胞组织，比如盐、糖、奶粉等。

复水型冻干食品都具有质量轻，复水快，色、香、味俱佳的特点，与传统烘干、膨化食品相比，冻干食品的营养和物理性质要更胜一筹。与罐头食品相比，冻干食品更易保存，不容易发生质变，并且在运输、储存等方面，费用低得多，成为了很多企业关注的焦点。

但是，冻干设备成本高、冻干周期长、相对产量小的缺点，一直是该技术无法大面积推广的难点，也是国内外专家一致努力改进的方向。有报道称，人们在不断认识冻干过程本质的基础上，正在探索采用联合干燥，如微波-冻干联合、远红外-冻干联合、热风-冻干联合等解决方法[3]。希望不久的将来可将冻干技术应用到更广泛的食品领域中。

2 微波加热技术

微波加热技术是一种使物料内部干燥灭菌的技术，它能对物体进行穿透式的加热，通过水分子震荡产生热量，比传统加热方式的速度快10倍～20倍。微波加热具有就地加热、选择性加热、场强高温、高频高温、穿透力强、安全性高的特点[4]。

微波加热技术可应用于肉及肉制品、禽、蛋及蛋制品、鱼、贝、蔬菜制品、果汁、果酱、豆乳、大豆浓缩物、奶及奶制品、调味品等领域，应用范围比较广泛。

微波加工对食品营养成分的影响一直都是人们关注的问题，国内外许多科技工作者对此做了大量的研究工作[5]。

1）对维生素的影响：由于微波加热的时间短，对维生素的破坏要明显小于传统的加热工艺，尤其对于维生素 B1、B6、VC等热敏性维生素更是有效[6]。

2）对蛋白质的影响：由于一部分蛋白质属于极性分子，并且微波过程中必然会使物料温度升高，势必造成蛋白质变性，但这种变性和传统热变性并没有质构上的差异，并且由于微波效率快，而被很多乳制品企业应用，有很多文献说明微波对牛奶中蛋白质含量影响很小，对酱油中的重要指标：氨基酸态氮和总氮也无破坏作用。但因为微波也会引起物料温度升高，过度加热会使蛋白质变性过度，或者与糖结合发生美拉德反应，不利于蛋白质的利用率。

3）对脂肪的影响：由于微波作用于偶极分子，脂肪为非极性化合物，因此微波对脂肪几乎没有作用，而对物料中的极性分子产生震荡加热作用，也正是这个原因，微波目前已经开始应用于油脂的热萃取工艺中，形成一种更加有效的萃取工艺，微波萃取（MAE），微波由于其自身的穿透性，比传统加热萃取具有萃取时间短、萃取率高、溶剂用量小等优势。传统索氏抽提提取一种油脂需要几个小时，而MAE只需要几分钟[7]。

4）对碳水化合物的影响：微波环境中，食品中的碳水化合物也会如蛋白类物质一样会发生热变化，甚至比传统加热工艺更加严重，这主要是因为微波加热效率高的缘故，比如美拉德反应、糖焦化、淀粉糊化等。因此在实际生产中应对糖类物质的褐变进行考量。也有文献指出，微波作用下美拉德反应模拟系统的挥发性风味成分及褐变程度会因CaCl2、NaCl和FeCl2等电解质的加入而增加，且其中的挥发性成分也会因系统pH值的不同而异[6]。

3 膜技术

膜分离技术是一种使用半透膜、纳米膜、超滤膜等膜体将混合物中某种或某类物质分离的技术。其基本原理是在膜的两侧存在着压力差或电位差，从而使分子具有从膜一侧流动到另一侧的动力，从而达到分离的效果。由于其操作无温度限制，能耗低，无物理、化学污染等特点，使其在水处理、工业分离、废水处理、食品和发酵工业等方面的应用都取得了重大突破。膜分离技术的种类主要有微滤、超滤、反渗透、电渗析和透析等。

膜分离技术目前在澄清果蔬汁的生产上得到广泛应用，相关研究也很多。很多研究表明，膜分离技术能有效除去易引起果蔬汁浑浊的大分子物质，如果胶、可溶性纤维素、蛋白质、多酚、酮类等，因此膜分离技术是一种十分有效的澄清果蔬汁的技术，并且越来越多的文献印证膜分离技术能有效保留果蔬汁中的小分子营养成分的活性，比如维生素、矿物元素等。据曾凡坤等的报道，果蔬汁经过超滤后维生素C的透过率达到86%以上，矿物质元素中，钾的透过率平均达99%，钙达85%，镁、磷平均也在90%以上，超滤后的果汁透光度超过99%，澄清而透明[8]。

膜分离技术还能在消除液体食品菌落总数和有害菌上起到很大作用，因为膜分离几乎都是分子级的，因此可以有效过滤掉液体食品中的微生物，并且在饮用水灭菌、牛奶灭菌中有一定的应用。

但膜技术也存在自己的缺点。首先，由于其孔径小，容易造成堵塞，从而易引起分离压力增加，产生破裂，影响分离效果。其次，其制造成本及维护成本比较昂贵，因此还没有被大面积使用。

4 超高压技术

超高压技术，又称高静水压加工技术或超高压加工技术，其原理为将食品放入液体介质中，加压于液体，使其产生超高压力，从而使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质失去活性、同时起到灭菌作用的技术，因此近年来广泛应用于食品灭菌领域。

目前许多研究报道，超高压灭菌技术可以在较低的温度下，杀灭大多数的微生物，即使杀灭芽孢和霉菌孢子，其实际作用温度和时间也大大低于传统的超高温灭菌，由于其物理加压的原理，对于小分子物质，如维生素、矿物质、氨基酸、小分子糖类、色素、有机酸、香气成分等没有丝毫影响，对食品的组成和纤维结构影响也有限，能极大程度保留食品的原始风味、色泽、脆感和韧性。因此可利用高压处理的食品种类繁多，既有液体食品，也有固体食品，其中生鲜食品有蛋、肉、大豆蛋白、水果、香料、牛奶、天然果汁、矿泉水等；发酵食品有酱菜、果酱、豆酱、啤酒等[9]。此外，高压处理还可用于中药、血浆的防微生物污染等[10]。

除了灭菌之外，超高压的环境会使渗透作用加速进行，同时使物质之间功能键的作用加强，胶黏性增大，从而在豆制品领域和酱腌菜领域具有非常好的前景。超高压可以在不加热的条件形成各种蛋白胶体和增加食品的黏稠性[9]。

综上所述，超高压技术在食品中应用前景非常广泛，但是其设备昂贵，维护费用高，能耗高、无法做到像UHT（瞬时高温灭菌）一样连续生产等特点是该技术应用的瓶颈所在。

5 结论

最后，上述论述中提到的冻干技术、膜技术、微波加热技术和超高压灭菌技术都有其各自的优缺点，同时，对特定的产品及营养物质的保存效果理想。因此随着科学技术的不断发展，相信将会有更多食品加工的新技术不断出现，并且作用于某类食品的针对性更强，专业性更强，同时新的食品技术在食品安全的基础上会越来越多的关注食品营养的保留，从而使人们日常所吃食品更有营养，更加安全。

[1]周庆珠,李文津,赵林.真空冷冻干燥技术在食品加工方面的应用与实践[J].食品科学,1996(7)：14-17

[2]王益强,孙萍,刘鲁建.真空冷冻干燥对食品质量的影响[J].莱阳农学院学报,2003(20)：14-16

[3]陈仪男.冻干食品及其过程参数优化的重要性[J].漳州职业大学学报,2004(2)：76-79

[4]蔡同一.现代食品加工技术概述[J].商场现代化,1991(8)：12-14

[5]减靖巍.微波技术及微波食品的研究状况与发展趋势[J].四川食品与发酵,2002(4)：17-21

[6]袁尔东,郑建仙.微波技术影响食品营养成分的研究进展[J].食品工业,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,胡盘芳,吴永娴.超滤对几种果蔬汁品质的影响[J].食品与发酵工业,1999(2)：31-34

[9]张玉诚,王换玉,张福长.高压食品加工技术[J].食品工业科技,1995(5)：24-27

[10]孙艳丽,木泰华.高压食品加工技术的研究及应用现状[J].中国食物与营养,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（汉），工程师，本科，研究方向：食品加工技术。