食品加工中物理处理对食品营养与安全的影响分析

张伟科

摘 要：本文介绍食品加工中常见的物理处理方法，探讨其对食品营养成分的影响，包括维生素含量变化、蛋白质变性与降解、脂肪氧化程度、矿物质稳定性。同时，分析物理处理方法对食品安全的影响，涉及微生物控制效果、食品中毒物质去除与降解以及食品添加剂等问题，旨在提升食品质量和安全性。

关键词：食品加工；物理处理；营养；安全

Analysis of the Impact of Physical Processing on the Nutritional Value and Safety of Food in Food Processing

ZHANG Weike

（Henan Jinghua Food Science and Technology Development Co.， Ltd.， Jiaozuo 454850， China）

Abstract： This paper introduces the common physical processing methods in food processing， and discusses their effects on the nutritional composition of food， including the change of vitamin content， protein denaturation and degradation， fat oxidation degree， mineral stability. At the same time， the impact of physical treatment methods on food safety is analyzed， involving the effect of microbial control， the removal and degradation of food poisoning substances， and food additives， so as to improve food quality and safety.

Keywords： food processing; physical processing; nutrition; safety

随着人们生活水平的提高和消费观念的变化，对食品安全和营养价值的关注日益增加。食品加工作为保障食品安全和改善食品品质的重要环节，受到了广泛关注。物理处理是一种常见的加工方式，它通过应用物理力学原理对食品进行处理，能够改变其结构、性质和品质。但物理处理不仅是为了改善食品的口感和质地，还对食品的营养价值和安全性产生了影响。在此背景下，本文深入分析物理处理对食品营养以及食品安全的影响，这对于制定合理的加工工艺、确保食品富有营养性和安全性具有重要意义。

1 食品加工中常见物理处理方法

1.1 热处理

热处理的原理是基于热量传递和微生物的热敏感性[1]。在食品加工过程中，其基本操作包括以下几点。①加热方式选择。根据食品的特性和加工要求选择合适的加热方式，如煮沸、蒸煮、烘烤和煎炸等。②控制加热温度和时间。根据不同的食品种类和加工目的，科学确定加热温度和加热时间。一般来说，高温短时间和低温长时间都可以实现杀菌效果，但需考虑到食品的营养成分和口感。③快速冷却。热处理后的食品需要进行快速冷却，以防止细菌再次繁殖和食品变质。采用自然冷却或者冷水浸泡等方式可以进行快速冷却。④包装保存。对热处理后的食品进行包装，以防止污染和氧化。常见的包装方式包括真空包装、密封包装等。

1.2 冷冻与冷藏

冷冻与冷藏是常见的食品保存方法，其原理是基于低温能够减缓微生物的生长和酶的活性。食品加工过程中，冷冻与冷藏的基本操作包括以下几点。①选择合适的冷藏和冷冻温度。冷藏温度一般控制在0～7 ℃；冷冻温度一般控制在-18 ℃以下，可根据不同的食品种类和加工要求进行选择[2]。②快速降温。在进行冷藏和冷冻时，需要尽快将食品降温到所需的温度，以防止微生物生长和食品变质。可以采用快速冷却设备或者分批次进行冷藏和冷冻的方法。③包装保存。冷藏和冷冻后的食品需要进行包装，以防止氧化和污染。常见的包装方式包括塑料袋、真空包装等。④定期检查和清洁。定期检查冷藏和冷冻设备的温度和湿度，以保持设备的清洁和卫生，可确保食品的质量和安全性。

1.3 高压处理

高压处理是一种新兴的食品加工技术，其原理是基于高压能够改变食品的物理结构和化学性质[3]。食品加工过程中，高压处理主要通过应用高压力杀灭微生物，保持食品的营养成分和改善食品的品质。其基本步骤包括以下几点。①设定高压参数。高压处理需要根据不同的食品种类和加工要求设定合适的高压参数，包括压力、温度和时间等。②装载食品。将经过包装的食品放置在高压设备中，确保食品能够均匀受压。③施加高压。启动高压设备，施加预定的高压力，使食品在高压环境下进行加工处理。④释放压力。加工完成后，释放高压，将食品取出进行包装保存或者直接消费。

1.4 辐射处理

辐射处理是一种常见的食品杀菌方法，其原理是基于辐射能够破坏微生物的脱氧核糖核酸结构，使其失去生长和繁殖的能力。食品加工过程中，辐射处理主要通过辐射杀死食品中的细菌和真菌（霉菌和酵母）等，从而延长食品的保质期。其基本操作包括以下几点。①选择辐射源。辐射处理可以采用不同的辐射源，包括紫外线辐照、电子束辐照和γ射线辐照等。②确定辐射剂量。根据不同的食品种类和加工要求确定合适的辐射剂量，以确保达到杀菌效果。③进行辐射处理。将经过包装的食品放置在辐射设备中，进行辐射处理，确保食品能够均匀受到辐射。

2 物理处理对食品营养的影响分析

2.1 维生素含量变化

维生素是食物中的重要营养成分，对人体健康至关重要。然而，在食品加工过程中，特别是在加热和冷冻等物理处理过程中，维生素的含量常常会发生变化。高温条件下，特定维生素，如维生素C和B族维生素，容易受热分解。维生素C在高温下易氧化，导致其含量降低。同时，B族维生素，如烟酸、核黄素等在加热过程中也容易发生热敏感降解，尤其是在长时间高温加热的情况下。相对于加热处理，冷冻与冷藏对维生素的影响较小。然而，长时间的冷藏或冷冻仍可能导致部分水溶性维生素的流失。而高压处理相对于传统的加热处理能更好地保留食品的营养成分，包括维生素。高压处理可以在较低的温度下进行，因此对维生素的热敏感影响较小，但仍需根据处理参数进行合理控制。

2.2 蛋白质变性与降解

蛋白质是构成人体组织的重要成分，是维持身体健康的关键要素。但蛋白质在食品加工中容易发生变性和降解现象。在高温条件中，蛋白质易发生变性，即原有的空间结构受到破坏而失去生物活性。这导致部分氨基酸的生物利用率降低，影响蛋白质的营养价值。同时，在极端情况下，如长时间高温加热，蛋白质可能发生降解，使得其含量减少。而相对于加热处理，冷冻与冷藏对于蛋白质的影响较小。但在长时间冷藏或冷冻过程中，由于水分的流失以及低温下的微生物活动，仍可能导致部分蛋白质的降解。

2.3 脂肪氧化程度

脂肪是食品中的主要营养成分之一，但在食品加工过程中，脂肪容易发生氧化反应，导致食品品质的降低和营养成分的流失。高温条件下，脂肪容易发生氧化反应，特别是不饱和脂肪酸更容易受到影响。氧化反应产生的自由基会引发链式反应，进而导致脂质氧化程度的加剧，造成食品营养价值下降[4]。而低温条件虽然能够减缓脂肪氧化的速率，但并不能完全阻止。此外，长期冷藏或冷冻会降低食品中抗氧化剂的活性，导致脂肪氧化程度增加。相对于传统加热处理，高压处理对食品的影响较小，但在极端条件下仍可能促进脂肪氧化反应的发生。

2.4 矿物质稳定性

矿物质是食品中的微量元素，对人体健康起着至关重要的作用。在食品加工过程中，矿物质的稳定性常常受到影响。高温条件下，一些矿物质会与其他成分发生化学反应，导致其稳定性降低。此外，长时间高温加热还会导致矿物质的流失。低温条件下，矿物质的稳定性则相对较高，但长时间冷藏或冷冻也会导致部分矿物质的溶解和流失。高压处理对矿物质的稳定性影响较小，但在极端条件下仍可能引起一定程度的矿物质转化和流失。因此，不同物理处理方法对食品营养的影响存在一定差异，需要在实际加工过程中综合考虑，选择合适的加工方法最大限度地保留食品的营养价值。

3 物理处理对食品安全的影响评估

食品加工过程中，物理处理方法对食品安全具有重要影响，主要体现在微生物控制效果、食品中有毒物质去除与降解以及食品添加剂等方面。

3.1 微生物控制效果

不同的物理处理方法对微生物的控制机制不同。高温能够破坏微生物的细胞结构，使其失去生存能力。冷藏与冷冻能够减缓微生物的生长速率，延长食品的保质期。低温条件下，微生物的代谢活动减缓，从而降低其对食品的污染程度。此外，冷冻还能够使水分形成冰晶，破坏微生物细胞结构，达到一定程度的杀菌效果。高压处理是一种新型的微生物控制方法，通过在高压条件下对食品进行处理，使微生物细胞壁破裂，细胞内部发生变化，导致微生物死亡。相比传统加热方法，高压处理能够在较低的温度下实现微生物的控制，从而更好地保留食品的营养成分和口感。而辐射处理是通过电子束、γ射线或X射线等辐射源对食品进行处理，达到杀菌灭菌的目的。辐射能够破坏微生物的DNA结构，抑制其繁殖和生长，从而实现对微生物的控制[5]。辐射处理不会改变食品的化学组成和营养价值，所以被广泛应用于食品加工中。

3.2 食品中有毒物质去除与降解

食品中可能存在的毒素或有害物质会对人体健康造成严重威胁。因而去除或降解这些毒素和有害物质对保障食品安全至关重要。食品中的毒素可能来自自然环境、微生物和农药残留等多方面。物理处理方法，如过滤、离心、吸附等可以有效去除食品中的毒素。例如，活性炭可以吸附水中的有机化合物和化学污染物，从而净化水质；而滤膜则可以过滤掉微小的悬浮颗粒和有机物质。但部分有害物质可能较难通过物理手段完全去除，所以可以利用降解的方式将其转化为无害或较低毒性的物质。例如，致癌物质亚硝酸盐可以通过添加亚硝酸盐还原酶等酶类，使其被还原成亚氨基化合物，从而减少其对人体的危害。

3.3 食品添加剂过量与残留问题

食品添加剂是为了改善食品的色、香、味、形和保质期等特性而添加到食品中的化学合成或天然物质。然而，食品添加剂的过量使用或残留会对人体健康造成不良影响，因此食品添加剂问题一直备受关注。

物理方法，如热处理、冷冻、高压处理等，能够对食品添加剂的残留量产生显著影响。热处理过程中的高温可能导致部分添加剂分解或挥发，从而降低其残留量。例如，高温可以加速某些添加剂的分解，使其在食品中的残留量降低。高压处理也能够改变食品添加剂的化学性质，进而影响其在食品中的残留情况。另外，冷冻和冷藏等物理方法可以减缓食品中添加剂的分解速度，从而延长其在食品中的残留时间。这些方法可以降低添加剂在加工过程中的迁移速率，减少其在食品中的残留量。

在实际操作中，需要综合考虑食品的特性、加工工艺以及安全标准等因素，选择合适的物理处理方法，以最大限度地保障食品的安全性和质量。同时，加强对物理处理过程的监测和控制，及时发现和解决潜在的安全问题，从而为食品安全提供保障。

4 结语

通过对热处理、冷冻与冷藏、高压处理、辐射处理等常见物理处理方法的研究，本文深入剖析其对食品营养成分的变化规律，以及对食品安全的影响机制。在营养方面，发现不同的物理处理方法对维生素、蛋白质、脂肪和矿物质等营养成分的影响各有特点，有的物理处理方法能够有效保留营养成分，而有的物理处理方法可能导致营养成分的流失。在安全方面，物理处理方法对微生物的控制效果、食品中毒物质的去除与降解以及食品添加剂残留等问题也有不同程度的影响。未来的研究可以进一步探索物理处理与其他加工技术的结合应用，以及针对不同食品类型的优化处理方案，进而促进食品产业的可持续发展，满足人们对安全、营养的

需求。

参考文献

[1]于贤龙，褚斌，肖红伟，等.红外辐射食品热处理机制及应用研究进展[J].食品与机械，2022，38（4）：213-219.

[2]金锋.新型食品加工技术对食品营养的影响[J].中国食品工业，2023（15）：106-107.

[3]米璐，徐贞贞，刘鹏，等.食品超高压加工技术合规化历程与展望[J].包装与食品机械，2022，40（1）：99-105.

[4]苗旺，吴双麒，孔凡春.食品加工环境中微生物污染分析及控制措施[J].肉类工业，2022（4）：40-45.

[5]冯晓明，冯晓阳，杨迪.浅析食品加工技术对食品安全及营养的影响[J].现代食品，2023，29（22）：34-36.