安全營養(yǎng)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(qiáng)，食品安全與營養(yǎng)已成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)。食品加工工藝作為保障食品安全、提升食品營養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。然而，在實(shí)際加工過程中，由于原料選擇、加工條件、監(jiān)控體系等多方面因素的影響，食品安全風(fēng)險(xiǎn)和營養(yǎng)流失問題時(shí)有發(fā)生。因此，從安全營養(yǎng)的視角出發(fā)，對食品加工工藝進(jìn)行深入分析，探索優(yōu)化策略，對于提高食品加工質(zhì)量、保障消費(fèi)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(fù)雜且多樣，在食品工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)核心地位，主要分為傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代技術(shù)兩類。傳統(tǒng)工藝如烘焙、熱風(fēng)干燥、發(fā)酵，是長期實(shí)踐的成果。烘焙利用美拉德反應(yīng)賦予食品獨(dú)特的風(fēng)味和色澤；熱風(fēng)干燥通過脫水保存食品；發(fā)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(fā)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(xiàn)代加工技術(shù)涌現(xiàn)。超高壓能在常溫或低溫下高效殺菌，還不破壞營養(yǎng)成分和風(fēng)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(yǎng)成分，這些技術(shù)在食品加工中應(yīng)用廣泛，潛力巨大[2]。

1.2 特點(diǎn)

現(xiàn)代食品加工具備便捷高效、安全穩(wěn)定和營養(yǎng)保留率高等特點(diǎn)。其便捷高效體現(xiàn)在可大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，如自動化面包生產(chǎn)線每小時(shí)能生產(chǎn)數(shù)千個(gè)面包，相比傳統(tǒng)手工制作，效率提升數(shù)十到百倍，既降低成本又保障產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。在安全性與穩(wěn)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(shù)年，減少食品浪費(fèi)，保障供應(yīng)安全穩(wěn)定。營養(yǎng)保留性方面，食品加工時(shí)營養(yǎng)成分變化受諸多因素影響，如維生素 C 在高溫長時(shí)間處理下會大量損失，所以需精準(zhǔn)控制加工條件，以最大限度保留食品營養(yǎng)價(jià)值 [2]。

2 食品加工工藝中的安全與營養(yǎng)問題

2.1 食品安全風(fēng)險(xiǎn)

食品安全風(fēng)險(xiǎn)涵蓋微生物、化學(xué)及物理污染三大方面。微生物污染源于加工車間衛(wèi)生、設(shè)備清洗消毒及操作人員衛(wèi)生習(xí)慣不佳，乳制品加工中殺菌不規(guī)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(fā)，危害人體健康，導(dǎo)致嘔吐、腹瀉、發(fā)熱等癥狀，甚至危及生命。化學(xué)污染則由食品添加劑不合理使用及加工設(shè)備材質(zhì)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(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺；設(shè)備材質(zhì)不合標(biāo)準(zhǔn)可能釋放重金屬如鉛、汞、鎘等，損害人體神經(jīng)系統(tǒng)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(shè)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(jī)械加工設(shè)備零部件磨損老化脫落金屬碎片，不僅影響食品品質(zhì)和口感，還可能對消費(fèi)者口腔、食道等造成物理性損傷。因此，加強(qiáng)食品安全管理，嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)，是保障食品安全、維護(hù)消費(fèi)者健康的關(guān)鍵。

2.2 營養(yǎng)流失問題

食品加工存在營養(yǎng)流失問題，熱、機(jī)械、化學(xué)加工環(huán)節(jié)均受影響。熱加工時(shí)，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(zhì)變性，降低消化吸收率。機(jī)械加工中，過度研磨、擠壓會促使?fàn)I養(yǎng)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(yǎng)氧化。化學(xué)加工雖能改善食品外觀、質(zhì)地和保存性能，卻可能改變營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，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(fā)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(yǎng)流失，保障食品的營養(yǎng)價(jià)值[3]。

2.3 色澤、風(fēng)味及質(zhì)地變化

食品加工過程中的工藝影響主要體現(xiàn)在色澤、風(fēng)味及質(zhì)地變化上。色澤變化主要由美拉德反應(yīng)和酶促褐變等化學(xué)反應(yīng)引起，如面包烘焙中還原糖與蛋白質(zhì)的美拉德反應(yīng)生成金黃色外殼，但過度反應(yīng)會導(dǎo)致顏色過深和焦煳味。真空包裝等技術(shù)能減少氧氣接觸，抑制氧化反應(yīng)，保持食品原有色澤。風(fēng)味變化方面，發(fā)酵等加工技術(shù)能產(chǎn)生獨(dú)特風(fēng)味物質(zhì)，如酸奶發(fā)酵中的乳酸菌代謝產(chǎn)生乳酸和其他風(fēng)味成分，但高溫加工會揮發(fā)或破壞風(fēng)味物質(zhì)，導(dǎo)致風(fēng)味平淡，如高溫油炸使食品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)散失并產(chǎn)生不良?xì)馕丁Ｙ|(zhì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致解凍后食品質(zhì)地變軟，而擠壓膨化技術(shù)則通過高溫、高壓和高剪切力作用，使食品形成多孔結(jié)構(gòu)，具有蓬松酥脆質(zhì)地。因此，合理控制加工工藝，對保持食品品質(zhì)至關(guān)重要。

3 安全營養(yǎng)視角下的食品加工技術(shù)分析

3.1 傳統(tǒng)加工技術(shù)的優(yōu)化

在熱加工技術(shù)方面，低溫殺菌技術(shù)成為減少營養(yǎng)成分和風(fēng)味損失的有效手段。低溫長時(shí)間（LowTemperature Long Time，LTLT）殺菌和高溫短時(shí)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(dá)到商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)，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(fēng)味和口感。此外，微波殺菌作為一種新型技術(shù)，利用微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，能在短時(shí)間內(nèi)使食品內(nèi)的水分子振動產(chǎn)生熱量，同時(shí)破壞微生物的細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效殺菌。在對堅(jiān)果進(jìn)行微波殺菌時(shí)，殺菌率可在 95% 以上，且能耗比傳統(tǒng)加熱方式降低約 40% ，保持了堅(jiān)果的風(fēng)味和營養(yǎng)。在使用微波技術(shù)時(shí)，需合理控制加熱時(shí)間及溫度，以確保食品的營養(yǎng)價(jià)值[3]。

干燥技術(shù)中，真空冷凍干燥和噴霧干燥是優(yōu)化食品加工的關(guān)鍵技術(shù)。真空冷凍干燥在低溫低壓下使物料水分由固態(tài)直接升華為氣態(tài)，能很好地保留食品營養(yǎng)、風(fēng)味和色澤[4]。以凍干草莓為例，其維生素C 保留率超 90% ，復(fù)水性好，口感接近新鮮草莓，凸顯該技術(shù)對食品品質(zhì)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(chǎn)中應(yīng)用廣泛。奶粉生產(chǎn)時(shí)，預(yù)處理后的牛奶經(jīng)噴霧干燥設(shè)備霧化成小液滴，與熱空氣快速充分接觸，幾秒內(nèi)就能干燥成粉。這既能保護(hù)牛奶中的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)成分，又能保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，提升熱敏性物料加工的效率與品質(zhì)，滿足市場對高品質(zhì)食品的需求。

3.2 現(xiàn)代加工技術(shù)的應(yīng)用

3.2.1 超高壓技術(shù)

超高壓技術(shù)通過施加 100～1000MPa 的高壓強(qiáng)，能在常溫或低溫條件下有效破壞微生物細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)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(shí)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(shù)還能抑制果膠甲酯酶活性，維持果汁的穩(wěn)定性和口感。

3.2.2 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)則利用半透膜的選擇透過性，依據(jù)分子大小和性質(zhì)的差異，對物料進(jìn)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(zhì)及膠體物質(zhì)，同時(shí)保留維生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸等營養(yǎng)成分，提升果汁的澄清度和穩(wěn)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(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，且維生素 C、鉀、鎂等營養(yǎng)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(xiàn)了膜分離技術(shù)在果汁加工中的優(yōu)勢。

3.2.3 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取技術(shù)是利用超臨界狀態(tài)下的流體（如二氧化碳）具有類似氣體的擴(kuò)散性和類似液體的溶解性的特殊性質(zhì)，作為萃取劑來提取食品中的天然營養(yǎng)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(tǒng)的萃取方法可能會殘留有機(jī)溶劑，影響咖啡豆的品質(zhì)。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(fēng)味物質(zhì)影響較小。通過控制萃取溫度、壓力和時(shí)間等參數(shù)，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(zhì)和安全性。

3.2.4 殺菌技術(shù)

現(xiàn)代殺菌技術(shù)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(shí)間內(nèi)對食品施加高強(qiáng)度的電場脈沖，使微生物細(xì)胞膜受到破壞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，從而實(shí)現(xiàn)殺菌的目的。在液體食品（如蘋果汁）的處理中，當(dāng)施加 30～40kV?cm^-1 的電場強(qiáng)度，處理時(shí)間為數(shù)微秒時(shí)，可使蘋果汁中的微生物滅活率超過 95% 。與傳統(tǒng)的熱殺菌方法相比，脈沖電場殺菌能夠在常溫或低溫下進(jìn)行，對蘋果汁中的營養(yǎng)成分和風(fēng)味影響極小，能夠更好地保留蘋果汁的天然品質(zhì)。紫外線殺菌基于紫外線對微生物 DNA 的破壞作用。當(dāng)微生物受到紫外線照射時(shí)，其 DNA 中的嘧啶堿基會形成嘧啶二聚體，阻礙DNA 的正常復(fù)制和轉(zhuǎn)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(shù)得到了廣泛應(yīng)用。研究表明，當(dāng)紫外線劑量達(dá)到 30mJ?cm^-2 時(shí)，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(chǎn)生有害副產(chǎn)物，不會改變水的化學(xué)性質(zhì)，能耗也較低。相較于傳統(tǒng)的化學(xué)消毒方法（如氯氣消毒），紫外線殺菌可避免消毒副產(chǎn)物（如三鹵甲烷等致癌物）的產(chǎn)生，保障飲用水的安全性。

4 結(jié)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(yǎng)價(jià)值方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過優(yōu)化傳統(tǒng)加工技術(shù)、創(chuàng)新應(yīng)用現(xiàn)代加工技術(shù)，并結(jié)合綠色可持續(xù)加工技術(shù)，可以有效提升食品加工的整體水平。隨著科技的不斷進(jìn)步和消費(fèi)者需求的日益多樣化，食品加工工藝將更加注重安全、營養(yǎng)與環(huán)保的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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