食品加工中物理處理對食品營養與安全的影響分析

張偉科

摘 要：本文介紹食品加工中常見的物理處理方法，探討其對食品營養成分的影響，包括維生素含量變化、蛋白質變性與降解、脂肪氧化程度、礦物質穩定性。同時，分析物理處理方法對食品安全的影響，涉及微生物控制效果、食品中毒物質去除與降解以及食品添加劑等問題，旨在提升食品質量和安全性。

關鍵詞：食品加工；物理處理；營養；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

隨著人們生活水平的提高和消費觀念的變化，對食品安全和營養價值的關注日益增加。食品加工作為保障食品安全和改善食品品質的重要環節，受到了廣泛關注。物理處理是一種常見的加工方式，它通過應用物理力學原理對食品進行處理，能夠改變其結構、性質和品質。但物理處理不僅是為了改善食品的口感和質地，還對食品的營養價值和安全性產生了影響。在此背景下，本文深入分析物理處理對食品營養以及食品安全的影響，這對于制定合理的加工工藝、確保食品富有營養性和安全性具有重要意義。

1 食品加工中常見物理處理方法

1.1 熱處理

熱處理的原理是基于熱量傳遞和微生物的熱敏感性[1]。在食品加工過程中，其基本操作包括以下幾點。①加熱方式選擇。根據食品的特性和加工要求選擇合適的加熱方式，如煮沸、蒸煮、烘烤和煎炸等。②控制加熱溫度和時間。根據不同的食品種類和加工目的，科學確定加熱溫度和加熱時間。一般來說，高溫短時間和低溫長時間都可以實現殺菌效果，但需考慮到食品的營養成分和口感。③快速冷卻。熱處理后的食品需要進行快速冷卻，以防止細菌再次繁殖和食品變質。采用自然冷卻或者冷水浸泡等方式可以進行快速冷卻。④包裝保存。對熱處理后的食品進行包裝，以防止污染和氧化。常見的包裝方式包括真空包裝、密封包裝等。

1.2 冷凍與冷藏

冷凍與冷藏是常見的食品保存方法，其原理是基于低溫能夠減緩微生物的生長和酶的活性。食品加工過程中，冷凍與冷藏的基本操作包括以下幾點。①選擇合適的冷藏和冷凍溫度。冷藏溫度一般控制在0～7 ℃；冷凍溫度一般控制在-18 ℃以下，可根據不同的食品種類和加工要求進行選擇[2]。②快速降溫。在進行冷藏和冷凍時，需要盡快將食品降溫到所需的溫度，以防止微生物生長和食品變質。可以采用快速冷卻設備或者分批次進行冷藏和冷凍的方法。③包裝保存。冷藏和冷凍后的食品需要進行包裝，以防止氧化和污染。常見的包裝方式包括塑料袋、真空包裝等。④定期檢查和清潔。定期檢查冷藏和冷凍設備的溫度和濕度，以保持設備的清潔和衛生，可確保食品的質量和安全性。

1.3 高壓處理

高壓處理是一種新興的食品加工技術，其原理是基于高壓能夠改變食品的物理結構和化學性質[3]。食品加工過程中，高壓處理主要通過應用高壓力殺滅微生物，保持食品的營養成分和改善食品的品質。其基本步驟包括以下幾點。①設定高壓參數。高壓處理需要根據不同的食品種類和加工要求設定合適的高壓參數，包括壓力、溫度和時間等。②裝載食品。將經過包裝的食品放置在高壓設備中，確保食品能夠均勻受壓。③施加高壓。啟動高壓設備，施加預定的高壓力，使食品在高壓環境下進行加工處理。④釋放壓力。加工完成后，釋放高壓，將食品取出進行包裝保存或者直接消費。

1.4 輻射處理

輻射處理是一種常見的食品殺菌方法，其原理是基于輻射能夠破壞微生物的脫氧核糖核酸結構，使其失去生長和繁殖的能力。食品加工過程中，輻射處理主要通過輻射殺死食品中的細菌和真菌（霉菌和酵母）等，從而延長食品的保質期。其基本操作包括以下幾點。①選擇輻射源。輻射處理可以采用不同的輻射源，包括紫外線輻照、電子束輻照和γ射線輻照等。②確定輻射劑量。根據不同的食品種類和加工要求確定合適的輻射劑量，以確保達到殺菌效果。③進行輻射處理。將經過包裝的食品放置在輻射設備中，進行輻射處理，確保食品能夠均勻受到輻射。

2 物理處理對食品營養的影響分析

2.1 維生素含量變化

維生素是食物中的重要營養成分，對人體健康至關重要。然而，在食品加工過程中，特別是在加熱和冷凍等物理處理過程中，維生素的含量常常會發生變化。高溫條件下，特定維生素，如維生素C和B族維生素，容易受熱分解。維生素C在高溫下易氧化，導致其含量降低。同時，B族維生素，如煙酸、核黃素等在加熱過程中也容易發生熱敏感降解，尤其是在長時間高溫加熱的情況下。相對于加熱處理，冷凍與冷藏對維生素的影響較小。然而，長時間的冷藏或冷凍仍可能導致部分水溶性維生素的流失。而高壓處理相對于傳統的加熱處理能更好地保留食品的營養成分，包括維生素。高壓處理可以在較低的溫度下進行，因此對維生素的熱敏感影響較小，但仍需根據處理參數進行合理控制。

2.2 蛋白質變性與降解

蛋白質是構成人體組織的重要成分，是維持身體健康的關鍵要素。但蛋白質在食品加工中容易發生變性和降解現象。在高溫條件中，蛋白質易發生變性，即原有的空間結構受到破壞而失去生物活性。這導致部分氨基酸的生物利用率降低，影響蛋白質的營養價值。同時，在極端情況下，如長時間高溫加熱，蛋白質可能發生降解，使得其含量減少。而相對于加熱處理，冷凍與冷藏對于蛋白質的影響較小。但在長時間冷藏或冷凍過程中，由于水分的流失以及低溫下的微生物活動，仍可能導致部分蛋白質的降解。

2.3 脂肪氧化程度

脂肪是食品中的主要營養成分之一，但在食品加工過程中，脂肪容易發生氧化反應，導致食品品質的降低和營養成分的流失。高溫條件下，脂肪容易發生氧化反應，特別是不飽和脂肪酸更容易受到影響。氧化反應產生的自由基會引發鏈式反應，進而導致脂質氧化程度的加劇，造成食品營養價值下降[4]。而低溫條件雖然能夠減緩脂肪氧化的速率，但并不能完全阻止。此外，長期冷藏或冷凍會降低食品中抗氧化劑的活性，導致脂肪氧化程度增加。相對于傳統加熱處理，高壓處理對食品的影響較小，但在極端條件下仍可能促進脂肪氧化反應的發生。

2.4 礦物質穩定性

礦物質是食品中的微量元素，對人體健康起著至關重要的作用。在食品加工過程中，礦物質的穩定性常常受到影響。高溫條件下，一些礦物質會與其他成分發生化學反應，導致其穩定性降低。此外，長時間高溫加熱還會導致礦物質的流失。低溫條件下，礦物質的穩定性則相對較高，但長時間冷藏或冷凍也會導致部分礦物質的溶解和流失。高壓處理對礦物質的穩定性影響較小，但在極端條件下仍可能引起一定程度的礦物質轉化和流失。因此，不同物理處理方法對食品營養的影響存在一定差異，需要在實際加工過程中綜合考慮，選擇合適的加工方法最大限度地保留食品的營養價值。

3 物理處理對食品安全的影響評估

食品加工過程中，物理處理方法對食品安全具有重要影響，主要體現在微生物控制效果、食品中有毒物質去除與降解以及食品添加劑等方面。

3.1 微生物控制效果

不同的物理處理方法對微生物的控制機制不同。高溫能夠破壞微生物的細胞結構，使其失去生存能力。冷藏與冷凍能夠減緩微生物的生長速率，延長食品的保質期。低溫條件下，微生物的代謝活動減緩，從而降低其對食品的污染程度。此外，冷凍還能夠使水分形成冰晶，破壞微生物細胞結構，達到一定程度的殺菌效果。高壓處理是一種新型的微生物控制方法，通過在高壓條件下對食品進行處理，使微生物細胞壁破裂，細胞內部發生變化，導致微生物死亡。相比傳統加熱方法，高壓處理能夠在較低的溫度下實現微生物的控制，從而更好地保留食品的營養成分和口感。而輻射處理是通過電子束、γ射線或X射線等輻射源對食品進行處理，達到殺菌滅菌的目的。輻射能夠破壞微生物的DNA結構，抑制其繁殖和生長，從而實現對微生物的控制[5]。輻射處理不會改變食品的化學組成和營養價值，所以被廣泛應用于食品加工中。

3.2 食品中有毒物質去除與降解

食品中可能存在的毒素或有害物質會對人體健康造成嚴重威脅。因而去除或降解這些毒素和有害物質對保障食品安全至關重要。食品中的毒素可能來自自然環境、微生物和農藥殘留等多方面。物理處理方法，如過濾、離心、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機化合物和化學污染物，從而凈化水質；而濾膜則可以過濾掉微小的懸浮顆粒和有機物質。但部分有害物質可能較難通過物理手段完全去除，所以可以利用降解的方式將其轉化為無害或較低毒性的物質。例如，致癌物質亞硝酸鹽可以通過添加亞硝酸鹽還原酶等酶類，使其被還原成亞氨基化合物，從而減少其對人體的危害。

3.3 食品添加劑過量與殘留問題

食品添加劑是為了改善食品的色、香、味、形和保質期等特性而添加到食品中的化學合成或天然物質。然而，食品添加劑的過量使用或殘留會對人體健康造成不良影響，因此食品添加劑問題一直備受關注。

物理方法，如熱處理、冷凍、高壓處理等，能夠對食品添加劑的殘留量產生顯著影響。熱處理過程中的高溫可能導致部分添加劑分解或揮發，從而降低其殘留量。例如，高溫可以加速某些添加劑的分解，使其在食品中的殘留量降低。高壓處理也能夠改變食品添加劑的化學性質，進而影響其在食品中的殘留情況。另外，冷凍和冷藏等物理方法可以減緩食品中添加劑的分解速度，從而延長其在食品中的殘留時間。這些方法可以降低添加劑在加工過程中的遷移速率，減少其在食品中的殘留量。

在實際操作中，需要綜合考慮食品的特性、加工工藝以及安全標準等因素，選擇合適的物理處理方法，以最大限度地保障食品的安全性和質量。同時，加強對物理處理過程的監測和控制，及時發現和解決潛在的安全問題，從而為食品安全提供保障。

4 結語

通過對熱處理、冷凍與冷藏、高壓處理、輻射處理等常見物理處理方法的研究，本文深入剖析其對食品營養成分的變化規律，以及對食品安全的影響機制。在營養方面，發現不同的物理處理方法對維生素、蛋白質、脂肪和礦物質等營養成分的影響各有特點，有的物理處理方法能夠有效保留營養成分，而有的物理處理方法可能導致營養成分的流失。在安全方面，物理處理方法對微生物的控制效果、食品中毒物質的去除與降解以及食品添加劑殘留等問題也有不同程度的影響。未來的研究可以進一步探索物理處理與其他加工技術的結合應用，以及針對不同食品類型的優化處理方案，進而促進食品產業的可持續發展，滿足人們對安全、營養的

需求。

參考文獻

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