高溫烹飪方法對食品安全性的影響研究

摘 要：高溫烹飪在提升食物感官品質的同時，引發了人們對食品安全的擔憂。本文探討高溫烹飪過程中的主要化學反應類型，分析高溫烹飪方法對食品安全性的影響，提出高溫烹飪方法以提高食品安全性的策略，旨在最大限度地保留食物的營養價值，降低有害物質的生成，保障消費者的健康。

關鍵詞：高溫烹飪；食品安全；化學反應；優化策略

Study on the Influence of High-Temperature Cooking Methods on Food Safety

GAO Xinliang

（Dongtan Coal Mine， Yankuang Energy Group Co.， Ltd.， Jining 273500， China）

Abstract： High temperature cooking has raised concerns about food safety while improving the sensory quality of food. This paper discusses the main chemical reaction types in the process of high temperature cooking， analyzes the influence of high temperature cooking methods on food safety， and puts forward the strategy of high temperature cooking methods to improve food safety， aiming at maximizing the retention of nutritional value of food， reducing the generation of harmful substances， and protecting the health of consumers.

Keywords： high-temperature cooking; food safety; chemical reactions; optimization strategy

烹飪是人們生活中不可或缺的一部分，其不僅能夠改善食物的口感和風味，還能提高食物的消化吸收率。然而，在高溫烹飪過程中，食物會發生一系列復雜的化學反應，其中一些反應可能會產生有害物質，損失營養成分，改變食物結構，從而對食品安全性產生不利影響[1]。本文將探討高溫烹飪過程中的主要化學反應類型，分析高溫烹飪方法對食品安全性的影響，并提出優化高溫烹飪方法以提高食品安全性的策略，以期為人們選擇健康的烹飪方式提供參考。

1 高溫烹飪過程中的化學反應類型

高溫烹飪過程中，食物會經歷一系列復雜的化學反應，這些反應不僅影響著食物的色、香、味、形，還關乎食品的營養價值和安全性。在這些化學反應中，最為常見的是美拉德反應、焦糖化反應以及脂質氧化反應。美拉德反應會生成一系列具有獨特風味和棕色色澤的化合物，如吡嗪類、呋喃類和吡咯類等，這些物質在提升食物感官品質的同時，可能含有潛在的致癌物質，如雜環胺類和多環芳烴類[2]。焦糖化反應則是在高溫條件下，糖類物質發生一系列脫水、異構化、縮合等反應的過程，會產生風味獨特的焦糖化合物和棕色色素，但過度的焦糖化可能導致食物中丙烯酰胺等有害物質的生成。脂質在高溫下極易發生氧化反應，不僅使食物產生異味，還可能生成具有細胞毒性和致癌性的脂質過氧化物。此外，高溫還可能引發一些特殊的化學反應，如蛋白質的交聯、淀粉的糊化、維生素的分解等，進一步影響食物的品質和營養價值。由此可見，深入研究高溫烹飪過程中的各類化學反應機制，對于優化烹飪工藝、確保食品安全和營養至關重要。

2 高溫烹飪方法對食品安全性的影響

2.1 產生有害化合物

高溫烹飪過程中產生的有害化合物是食品安全領域亟待關注的問題之一。在高溫條件下，食物中的蛋白質、脂肪、碳水化合物等成分會發生一系列復雜的化學反應，生成多種潛在的有害物質。例如，異環胺類化合物如2-氨基-1-甲基-6-苯并咪唑并[4，5-b]吡啶、2-氨基-3，8-二甲基咪唑并[4，5-f]喹啉等，常在高溫烘烤或燒烤肉類食品時生成，具有明顯的致突變性和致癌性[2]。多環芳烴如苯并[a]芘等，主要來源于煙熏或炭烤食物，其代謝產物能夠與DNA發生共價結合，引發基因突變和癌變。另一類備受關注的有害物質是丙烯酰胺，主要在淀粉類食品的高溫油炸過程中產生，國際癌癥研究機構已將其列為2A類致癌物。此外，反式脂肪酸、氯丙醇酯等一些有害化合物也可能在特定的高溫烹飪條件下產生。這些潛在的食品安全風險不容忽視，亟待加強對高溫烹飪過程中有害化合物生成機制的深入研究，為優化烹調工藝、制定食品安全標準提供科學依據。

2.2 營養素損失

高溫烹飪過程不僅可能產生有害物質，還可能導致食物中重要營養素的流失和破壞[3]。許多食物中的熱敏感營養素，如維生素、礦物質、生物活性物質等，在高溫條件下極易發生分解、異構化、氧化等反應，導致其含量和生物利用度顯著下降。以水溶性維生素為例，有研究表明，蔬菜經過水煮、炒等高溫烹飪后，維生素C的損失率可高達50%，而B族維生素如硫胺素、核黃素等的損失率也在20%～40%[4]。脂溶性維生素如維生素A、D、E等，雖然相對穩定，但在高溫油炸等烹飪過程中也可能發生一定程度的降解。

除維生素外，高溫還會影響食物中礦物質的生物利用度。例如，植酸是一種廣泛存在于谷物、豆類等植物性食品中的抗營養因子，它能夠與礦物質形成難溶性螯合物，降低人體對礦物質的吸收利用，而高溫烹飪過程可能進一步加劇植酸與礦物質的結合，從而影響礦物質的生物利用度。此外，高溫還可能破壞食物中一些具有特殊生理活性的物質，如酚類化合物、類胡蘿卜素、硫苷類等，導致其抗氧化、抗炎、抗腫瘤等生物學功能的減弱或喪失[5]。

2.3 改變食物結構

高溫烹飪過程不僅會影響食物的營養價值，還可能導致食物微觀結構的顯著改變，進而影響其品質和消化吸收特性。食物是由蛋白質、淀粉、脂肪等大分子組成的復雜多相體系，這些大分子在高溫條件下會發生一系列物理化學變化，如蛋白質的變性聚集、淀粉的糊化老化、脂肪的結晶多態性轉變等。以肉類食品為例，高溫加熱會導致肌纖維蛋白變性，肌原纖維收縮，肌間結締組織溶解，最終使肉制品的質地發生顯著改變，其硬度、彈性、多汁性等口感特性與加熱溫度和時間密切相關。對于以淀粉為主要成分的食物而言，高溫烹飪過程中淀粉粒會吸水膨脹，并在一定條件下發生糊化，形成以直鏈淀粉為主的糊化態淀粉凝膠，而這種結構的形成不僅影響食物的質地和口感，還會顯著改變其消化吸收特性。研究顯示，高溫烹飪可顯著提高淀粉的體外消化速率和血糖生成指數，這可能與高溫條件下淀粉結構的變化有關[2]。另外，高溫還會改變脂肪的結晶狀態和乳化特性，影響脂質在食品基質中的分布和性質，進而影響其加工穩定性和感官品質。

3 優化高溫烹飪方法以提高食品安全性的策略

3.1 控制烹飪時間和溫度

為了有效控制高溫烹飪過程中潛在有害物質的生成，優化烹飪時間和溫度是一項關鍵策略，這需要在確保食品感官品質和微生物安全性的前提下，通過精準控制烹飪參數，最大限度地降低有害反應的發生概率。例如，在烘烤肉類食品時，可以采用兩段式烘烤工藝，即先在高溫（如200 ℃）下快速烘烤，形成金黃色外殼和獨特風味，然后降溫至150 ℃，延長烘烤時間，使肉制品內部充分受熱而達到理想的成熟度。這種方法不僅能夠顯著改善烘烤食品的口感，還可有效降低食品表面溫度，從而抑制苯并[a]芘等多環芳烴的生成[3]。又如在油炸淀粉類食品時，通過優化油炸預處理工藝（如油炸前的糊化處理），嚴格控制油炸溫度（低于175 ℃），縮短油炸時間，能夠在確保食品酥脆口感的同時，最大限度地降低丙烯酰胺的生成風險。此外，還可以探索一些新型的烹飪技術，如微波真空烹飪、歐姆加熱等，這些技術能夠在相對較低的溫度下實現食品的快速加熱，有望進一步降低有害物質的生成風險。

3.2 使用健康的烹飪油

烹飪油的選擇和使用是影響高溫烹飪食品安全性的另一個關鍵因素，在高溫條件下，烹飪油極易發生氧化、水解和聚合等一系列復雜的化學反應，生成反式脂肪酸、極性化合物、聚合物等潛在有害物質，不僅會影響食用油的感官和營養品質，還可能對人體健康產生不利影響。為了減少這些有害物質的生成，可采取如下措施。①根據烹飪溫度和方式，選擇熱穩定性好、氧化穩定性高的烹飪油，如橄欖油、花生油、茶籽油等，這些油脂中不飽和脂肪酸含量相對較低，且富含天然抗氧化劑（如生育酚、茶多酚等），能夠有效抑制油脂的氧化劣變。②在烹飪過程中，應盡量避免油脂的重復使用，并控制油溫不超過180 ℃，以減少有害物質的累積。③考慮在油脂中添加一些天然抗氧化劑，如迷迭香提取物、茶多酚、姜黃素等，這些物質能夠有效阻斷自由基引發的氧化鏈式反應，從而顯著延緩油脂的氧化劣變。④探索一些創新的油脂改性技術，如酶促酯交換、微膠囊包埋等，通過調控油脂的脂肪酸組成和微觀結構，提高其抗氧化性和熱穩定性，從而獲得品質和安全性俱佳的新型烹飪油。

3.3 提前腌制

腌制是一種傳統的食品預處理工藝。在高溫烹飪中應用腌制技術，不僅可以顯著改善食品的風味和質地，還能夠通過多種機制有效降低有害物質的生成風險。①腌制過程中食品組織會發生一系列理化變化，如蛋白質變性、淀粉糊化、細胞壁軟化等，這些變化有利于縮短食品的烹飪時間，從而減少有害物質的生成量。②通過在腌制配方中合理添加一些具有抑制有害反應的功能性成分，如抗氧化劑、螯合劑、酸化劑等，可以進一步降低食品中有害物質的生成水平。例如，在腌制肉制品時，可以在腌料中加入迷迭香提取物、茶多酚等天然抗氧化劑，這些物質能夠有效抑制脂質氧化和Maillard反應，從而顯著降低雜環胺、多環芳烴等致癌物質的生成量。在腌制淀粉類食品時，可以考慮添加檸檬酸、醋酸等酸化劑，通過降低食品的pH值，減少丙烯酰胺的生成。③通過探索一些創新的腌制技術，如高壓腌制、超聲波輔助腌制、電脈沖腌制等，顯著促進腌料成分向食品基質的滲透和擴散，提高抑制有害反應物質的利用率和效率，同時有望通過誘導蛋白質交聯、抑制有害酶活性等新機制，進一步降低高溫烹飪食品中有害物質的生成風險。

3.4 采用間接加熱方法

在高溫烹飪過程中，采用間接加熱方法，通過優化熱量傳遞方式，降低食品局部過熱導致的有害物質生成風險。傳統的高溫烹飪多采用直接加熱的方式，如明火、電阻絲等，易導致食品表面溫度過高，加速有害反應的發生。而間接加熱則通過引入某種熱傳導介質，實現熱量向食品內部的均勻緩慢傳遞，避免食品局部溫度過高。例如，采用水浴、湯浴等方式進行間接加熱，食品所處環境的最高溫度被限制在沸點以下，可有效避免食品中氨基酸、還原糖等易發生有害反應的成分受到極端高溫的刺激，從而抑制雜環胺、丙烯酰胺等致癌物質的生成。類似地，利用電磁感應加熱原理，設計耦合食品容器的加熱裝置，通過調控容器材質、形狀、盤繞線圈的匝數和分布等參數，實現熱量在食品基質中的梯度分布和定向傳遞，不僅可以避免局部過熱，還能夠根據食品組分特性，實現營養物質和風味成分的選擇性保留。此外，還可以創新性地利用一些新型導熱材料，如金屬泡沫、石墨烯等，作為高溫烹飪的熱傳導介質，這些材料導熱系數高、比表面積大，能夠顯著促進烹飪過程中熱量的快速均勻分布，有望進一步降低食品中有害物質的生成風險。

4 結語

高溫烹飪在提升食物美味的同時，也帶來了潛在的食品安全風險。通過深入理解高溫烹飪過程中的化學反應機制，并采取科學合理的烹飪方法和策略，可以有效降低有害物質的生成，最大限度地保留食物的營養價值，從而實現美味與健康的平衡。未來，還需要進一步探索新型烹飪技術和功能性食品配料的應用，以全面提升高溫烹飪食品的安全性，為消費者提供更加健康、美味的飲食選擇。

參考文獻

[1]王菲.探究高溫烹飪方法對食品安全性的影響[J].中國食品工業，2023（18）：77-79.

[2]姚娟，張彩霞，蔡雨柔，等.高溫短時烹飪過程中葵花籽油的品質變化[J].食品安全質量檢測學報，2018，9（5）：1072-1078.

[3]劉之林.基于食品安全的低溫烹飪技術研究[J].現代食品，2020（17）：128-129.

[4]韓小院.低溫烹飪的特點及技術要點分析[J].現代食品，2018，3（12）：55-57.

[5]蔣玉潔.中式菜肴熱加工過程中營養物質變化、危害物形成及控制[D].南昌：南昌大學，2017.

作者簡介：高心亮（1976—），男，安徽淮北人，大專。研究方向：中式烹調。