安全營養視角下食品加工工藝研究

Abstract： Based on the perspective of safe nutrition， this article deeply analyzes the types， characteristics， and safety and nutrition issues of food processing technology. The article outlines the classification of food processing techniques and the core differences between traditional and modern processing technologies. Subsequently， the safety risks， nutrient loss issues， and the impact of processing techniques on food color， flavor， and texture were discussed in detail during the food processing. In terms of optimization strategies， the article proposes optimization measures for traditional processing technologies and innovative applications of modern processing technologies， emphasizing the importance of green and sustainable processing technologies. Through comprehensive analysis and case studies， this article aims to provide theoretical references and practical guidance for improving the safety and nutritional value of food processing.

Keywords： safe nutrition; food processing; technology upgrade

隨著人們生活水平的提高和健康意識的增強，食品安全與營養已成為社會關注的焦點。食品加工工藝作為保障食品安全、提升食品營養價值的關鍵環節，其重要性不言而喻。然而，在實際加工過程中，由于原料選擇、加工條件、監控體系等多方面因素的影響，食品安全風險和營養流失問題時有發生。因此，從安全營養的視角出發，對食品加工工藝進行深入分析，探索優化策略，對于提高食品加工質量、保障消費者健康具有重要意義[1]。

1 食品加工工藝分析

1.1 類型

食品加工工藝復雜且多樣，在食品工業生產中占據核心地位，主要分為傳統工藝與現代技術兩類。傳統工藝如烘焙、熱風干燥、發酵，是長期實踐的成果。烘焙利用美拉德反應賦予食品獨特的風味和色澤；熱風干燥通過脫水保存食品；發酵借助微生物改變食品成分，如醬油釀造和酸奶制作。隨著科技發展，超高壓、超臨界流體萃取、膜分離和非熱加工（脈沖電場、紫外線殺菌）等現代加工技術涌現。超高壓能在常溫或低溫下高效殺菌，還不破壞營養成分和風味；超臨界流體萃取利用超臨界流體特性，高效提取天然營養成分，這些技術在食品加工中應用廣泛，潛力巨大[2]。

1.2 特點

現代食品加工具備便捷高效、安全穩定和營養保留率高等特點。其便捷高效體現在可大規模連續生產，如自動化面包生產線每小時能生產數千個面包，相比傳統手工制作，效率提升數十到百倍，既降低成本又保障產品質量穩定。在安全性與穩定性上，借助殺菌、滅酶操作，如高溫滅菌、低溫冷藏和添加防腐劑，可消除微生物污染和酶活性，抑制有害微生物滋生，延長食品貨架期，高溫滅菌罐裝食品密封后常溫下可保存數年，減少食品浪費，保障供應安全穩定。營養保留性方面，食品加工時營養成分變化受諸多因素影響，如維生素 C 在高溫長時間處理下會大量損失，所以需精準控制加工條件，以最大限度保留食品營養價值 [2]。

2 食品加工工藝中的安全與營養問題

2.1 食品安全風險

食品安全風險涵蓋微生物、化學及物理污染三大方面。微生物污染源于加工車間衛生、設備清洗消毒及操作人員衛生習慣不佳，乳制品加工中殺菌不規范易致大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有害微生物存活繁殖，全球約 30% 食品中毒事件由此引發，危害人體健康，導致嘔吐、腹瀉、發熱等癥狀，甚至危及生命。化學污染則由食品添加劑不合理使用及加工設備材質問題所致，過量添加防腐劑、人工合成色素等帶來安全隱患，如亞硝酸鹽過量攝入會生成強致癌物質亞硝胺；設備材質不合標準可能釋放重金屬如鉛、汞、鎘等，損害人體神經系統及肝臟、腎臟等器官。物理污染則由食品原料中混入異物或加工設備部件脫落引起，如糧食加工中原料清理不徹底混入石子、泥土，機械加工設備零部件磨損老化脫落金屬碎片，不僅影響食品品質和口感，還可能對消費者口腔、食道等造成物理性損傷。因此，加強食品安全管理，嚴格控制各環節，是保障食品安全、維護消費者健康的關鍵。

2.2 營養流失問題

食品加工存在營養流失問題，熱、機械、化學加工環節均受影響。熱加工時，高溫會造成維生素B 族和氨基酸大量損失，以肉類油炸為例，維生素 B族損失率為 50%～70% ，還會使蛋白質變性，降低消化吸收率。機械加工中，過度研磨、擠壓會促使營養成分氧化或流失，如全麥加工成精白面，膳食纖維損失 70%～ 80% ，維生素 B₁ 、 B₂ 損失超 50% ，而且食品與空氣接觸面積增大，加速營養氧化。化學加工雖能改善食品外觀、質地和保存性能，卻可能改變營養結構，如水果保鮮用亞硫酸鹽會破壞維生素 B₁ 活性，長期食用或引發健康問題。因此，在食品加工過程中，必須采取有效措施減少營養流失，保障食品的營養價值[3]。

2.3 色澤、風味及質地變化

食品加工過程中的工藝影響主要體現在色澤、風味及質地變化上。色澤變化主要由美拉德反應和酶促褐變等化學反應引起，如面包烘焙中還原糖與蛋白質的美拉德反應生成金黃色外殼，但過度反應會導致顏色過深和焦煳味。真空包裝等技術能減少氧氣接觸，抑制氧化反應，保持食品原有色澤。風味變化方面，發酵等加工技術能產生獨特風味物質，如酸奶發酵中的乳酸菌代謝產生乳酸和其他風味成分，但高溫加工會揮發或破壞風味物質，導致風味平淡，如高溫油炸使食品揮發性風味物質散失并產生不良氣味。質地變化受不同加工工藝顯著影響，如冷凍過程形成冰晶破壞細胞結構，導致解凍后食品質地變軟，而擠壓膨化技術則通過高溫、高壓和高剪切力作用，使食品形成多孔結構，具有蓬松酥脆質地。因此，合理控制加工工藝，對保持食品品質至關重要。

3 安全營養視角下的食品加工技術分析

3.1 傳統加工技術的優化

在熱加工技術方面，低溫殺菌技術成為減少營養成分和風味損失的有效手段。低溫長時間（LowTemperature Long Time，LTLT）殺菌和高溫短時間（High Temperature Short Time，HTST）殺 菌 是 兩 種常用的殺菌方式。以牛奶為例，HTST 殺菌工藝在72～75C 、 15～20s 的條件下，既能有效殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有害微生物，達到商業無菌標準，又能顯著降低維生素 C 損失率約 30% ，更好地保持牛奶的原有風味和口感。此外，微波殺菌作為一種新型技術，利用微波的熱效應和非熱效應，能在短時間內使食品內的水分子振動產生熱量，同時破壞微生物的細胞膜和蛋白質結構，實現高效殺菌。在對堅果進行微波殺菌時，殺菌率可在 95% 以上，且能耗比傳統加熱方式降低約 40% ，保持了堅果的風味和營養。在使用微波技術時，需合理控制加熱時間及溫度，以確保食品的營養價值[3]。

干燥技術中，真空冷凍干燥和噴霧干燥是優化食品加工的關鍵技術。真空冷凍干燥在低溫低壓下使物料水分由固態直接升華為氣態，能很好地保留食品營養、風味和色澤[4]。以凍干草莓為例，其維生素C 保留率超 90% ，復水性好，口感接近新鮮草莓，凸顯該技術對食品品質的良好保持效果。噴霧干燥適用于熱敏性物料，在奶粉、果汁粉生產中應用廣泛。奶粉生產時，預處理后的牛奶經噴霧干燥設備霧化成小液滴，與熱空氣快速充分接觸，幾秒內就能干燥成粉。這既能保護牛奶中的蛋白質、脂肪、維生素等營養成分，又能保證生產效率和產品質量的穩定，提升熱敏性物料加工的效率與品質，滿足市場對高品質食品的需求。

3.2 現代加工技術的應用

3.2.1 超高壓技術

超高壓技術通過施加 100～1000MPa 的高壓強，能在常溫或低溫條件下有效破壞微生物細胞膜和蛋白質結構，實現高效殺菌。以鮮榨橙汁為例，600MPa 、 5min 的超高壓處理即可使微生物滅活率超過 99% ，同時保留 85%～90% 的維生素 C，并顯著延長貨架期至 30～45d 。此外，該技術還能抑制果膠甲酯酶活性，維持果汁的穩定性和口感。

3.2.2 膜分離技術

膜分離技術則利用半透膜的選擇透過性，依據分子大小和性質的差異，對物料進行分離、濃縮和提純。在果汁加工中，超濾膜能夠高效去除果汁中的微生物、大分子雜質及膠體物質，同時保留維生素、礦物質、有機酸等營養成分，提升果汁的澄清度和穩定性 [5]。具體而言，采用截留分子量為 10000～ 50000Da 的超濾膜處理蘋果汁，能有效去除大腸桿菌、霉菌等微生物，使微生物指標符合國家標準，且維生素 C、鉀、鎂等營養成分的保留率均在 90% 以上。處理后的蘋果汁澄清透明，口感更加清爽，充分展現了膜分離技術在果汁加工中的優勢。

3.2.3 超臨界流體萃取技術

超臨界流體萃取技術是利用超臨界狀態下的流體（如二氧化碳）具有類似氣體的擴散性和類似液體的溶解性的特殊性質，作為萃取劑來提取食品中的天然營養成分。在咖啡豆的加工過程中，咖啡因是一種需要控制含量的成分，傳統的萃取方法可能會殘留有機溶劑，影響咖啡豆的品質。而采用超臨界二氧化碳萃取法提取咖啡豆中的咖啡因，在低溫條件下，超臨界二氧化碳能夠選擇性地溶解咖啡因，對咖啡豆中的風味物質影響較小。通過控制萃取溫度、壓力和時間等參數，可以精確控制咖啡因的萃取量，得到高純度的咖啡因，且萃取過程無溶劑殘留，保證了咖啡豆的品質和安全性。

3.2.4 殺菌技術

現代殺菌技術主要有脈沖電場殺菌、紫外線殺菌兩種。脈沖電場殺菌是通過在短時間內對食品施加高強度的電場脈沖，使微生物細胞膜受到破壞，導致細胞內物質泄漏，從而實現殺菌的目的。在液體食品（如蘋果汁）的處理中，當施加 30～40kV?cm^-1 的電場強度，處理時間為數微秒時，可使蘋果汁中的微生物滅活率超過 95% 。與傳統的熱殺菌方法相比，脈沖電場殺菌能夠在常溫或低溫下進行，對蘋果汁中的營養成分和風味影響極小，能夠更好地保留蘋果汁的天然品質。紫外線殺菌基于紫外線對微生物 DNA 的破壞作用。當微生物受到紫外線照射時，其 DNA 中的嘧啶堿基會形成嘧啶二聚體，阻礙DNA 的正常復制和轉錄，從而使微生物失去繁殖能力。在飲用水處理中，紫外線殺菌技術得到了廣泛應用。研究表明，當紫外線劑量達到 30mJ?cm^-2 時，對大腸桿菌、病毒等常見致病微生物的殺滅率可在99% 以上。而且，紫外線殺菌不產生有害副產物，不會改變水的化學性質，能耗也較低。相較于傳統的化學消毒方法（如氯氣消毒），紫外線殺菌可避免消毒副產物（如三鹵甲烷等致癌物）的產生，保障飲用水的安全性。

4 結語

綜上所述，食品加工工藝在保障食品安全和提升食品營養價值方面發揮著至關重要的作用。通過優化傳統加工技術、創新應用現代加工技術，并結合綠色可持續加工技術，可以有效提升食品加工的整體水平。隨著科技的不斷進步和消費者需求的日益多樣化，食品加工工藝將更加注重安全、營養與環保的協調發展。

參考文獻

[1] 郭變麗. 基于安全營養角度分析食品加工工藝[J].中國食品工業 ，2023（4）：75-77.

[2] 李慕蓉. 食品加工工藝對質量和安全性的影響[J].中國食品工業 ，2024（3）：67-69.

[3] 張亞麗， 譚雯麗， 趙心語， 等. 食品加工技術對食品安全及營養的影響研究 [J]. 中國食品 ，2025（4）：39-41.

[4] 張桂鳳. 基于安全營養下的食品加工工藝淺析[J].現代食品 ，2023（4）：28-30.

[5] 鄒國健. 基于安全營養視角的食品加工工藝研究[J]. 現代食品 ，2024（8）：104-106.