食品化学 加工过程中的营养素损失

食品加工过程中营养素的损失问题

近年来我国食品工业有了很大发展，同时也越来越多的采用多种加工和贮藏的方法来提高和改善食品的品质。然而食品加工技术在给人们生活带来方便的同时，也使食品的营养成分发生了各种各样的变化。随着人们对营养健康的日益重视，许多食品加工生产中的营养素保存、安全问题受到人们的关注。食品加工贮藏技术对食品营养素有何影响，是我们都关心的问题。

一、蛋白质在食品加工中的变化

1、热加工是食品加工和保存的最普遍最有效的方法，它能使微生物失活，是内源酶失活，以免食品在保藏中产生氧化和水解，它也能使由生的食品配料组成的不吸引人的混成蘋转变为卫生的和感官上吸引人的食品。此外，有些蛋白质，像牛乳β—乳球蛋白，α—乳清蛋白和大豆蛋白，会产生过敏反应，加热能消除这个不良反应。然而，通过加热含蛋白质食品产生上述的有益效果时也同时损害蛋白质营养价值和功能性质。（1）氨基酸的化学变化

在高温下加工时，蛋白质经受一些化学变化，这些变化包括外消旋、水解、去硫和去酰胺。这些变化大都是不可逆的，有些变化形成了可能有毒的氨基酸。

蛋白质在碱性条件下经受热加工，例如制备组织化食品，不可避免地导致L—氨基酸部分外消旋至D—氨基酸。蛋白质水解也造成一些氨基酸的外消旋。由于含有D—氨基酸残基的肽键较难被胃和胰蛋白酶水解，因此氨基酸残基的外消旋使蛋白质的消化率下降。必需氨基酸的外消旋导致它们的损失并损害蛋白质的营养价值。

食品在煎炸和烧烤时，处在它表面的蛋白质会经受200℃以上的温度，此时蛋白质和氨基酸会热解产生一些具有致突变致癌的杂环胺类护化合物如氨基咪唑基氮基杂芳烃、氨基咔啉等。

（2）蛋白质结构的改变

加热可影响蛋白质分子的空间结构，蛋白质的热变性是人所共知的$ 实验表明，含低糖的蛋白质食物，如鱼类、肉类在高温下可引起胱氨酸显著破坏，赖氨酸偶尔有所损失，其他氨基酸则基本没有改变。但是，氮的消化率与许多氨基酸的可利用性等，往往严重下降。

2、长期以来，人们用碱处理多种含蛋白质食物，甚至用于蛋白质的增溶、溶解和纯化制备植物浓缩蛋白；或者将大豆蛋白质等黏稠碱液抽成纤维，制成各种模拟食品。这需要考虑碱对蛋白质的影响及有氨基酸异构化现象。

蛋白质的碱处理通常是在40℃—80℃的温度下，将蛋白质在0.1—0.4N的NaOH溶液中浸泡数小时，经碱处理后，能引起变化的氨基酸有赖氨酸、丝氨酸、半胱氨酸和精氨酸。如大豆蛋白pH为12.2，在40℃下加热4h，胱氨酸、赖氨酸逐渐减少，并有赖氨基丙氨酸生成。赖氨基氨酸几乎不被人体吸收。随着温度的升高、时间的延长，赖氨基丙氨酸的生成量也增加。在更强的碱处理下，温度超过60℃还会引起丝氨酸的减少。同时精氨酸亦可被分为脲素和鸟氨酸。在碱处理的过程中，还可使精氨酸、胱氨酸、丝氨酸的赖氨酸发生构型变化，由L—型变为D—型，营养价值降低。

二、脂肪在食品加工中的变化

脂类物质营养品质的改善正日益受到人们的重视。油脂的精炼加工，主要是去除其中的呈色、呈味物质，进行品质改良，使其具有高度的化学稳定性。例如油脂的氢化可以提高油脂的硬度和可塑性，增强风味和稳定性，人造奶油和起酥油等通常都用氢化油生产，以便达到所希望的质地和稳定性，这些是油脂精炼加工有利的一面。然而，油脂的精炼会使其中所含的维生素E和β—胡萝素受到损失，氢化可使油脂中的必需脂肪酸进一步受损。因为氢化除了双键加氢外，还伴有不饱和脂肪酸的异构化。天然的不饱

和脂肪酸多是顺式构型，随着脂肪的氢化，脂肪酸饱和度增加，顺式构型也可变成反式。反式脂肪酸相当于饱和脂肪酸，其能量高，却无必需脂肪酸的性质。

脂类在超过200℃时可发生氧化聚合，影响肠道的消化吸收，尤其是高温氧化的聚合物对肌体甚为有害。在食品加工中，高温氧化的聚合物很少出现，那些氧化后足以危害人体健康的油脂和含油食品，大都因为它们的感官性状变得令人难以接受而不再被食用。然而值得提出的是，在食品加工和餐馆的油炸操作中，由于加工不当，油脂长时间高温加热和反复冷却后再加热使用，致使油脂颜色越来越深，并且越变越稠，这种黏度的增加即与油脂的热聚合物含量有关。据检测，经食品加工后抛弃的油脂中常含有高达25％以上的多聚物，应当引起注意。

三、维生素在食品加工中的损失

1、预加工

水果和蔬菜的去皮和修整造成浓缩于茎皮中的维生素的损失，这是不可避免的。去皮前的碱处理增加了叶酸、抗坏血酸和硫胺素等不稳定维生素的损失，但与总量相比这种损失并不严重。

输水槽输送，清洗和在盐水整烧煮时水溶性维生素容易从植物或动物产品的切口或损伤的组织流出，溶液的离子强度、温度、物料与水的体积比、原料的表面积与体积比等因素决定损失的程度。食品工业加工水溶液中溶解氧的浓度、起催化作用的痕量金属离子的浓度及保留在溶液中的物质（如氯）或保护剂（如某些还原剂）会影响维生素的分解。

磨粉时去除麸皮和胚芽，这会造成谷物中的烟酸、视黄醇、硫胺素等维生素以及铁和钙的损失，由此引起维生素缺乏症的流行。

2、热烫与热处理

热烫是水果和蔬菜加工中不可缺少的一种温和的处理方法，目的在于使有害的酶失活、减少微生物污染、排除空隙中的空气，有利于食品贮存时维生素的稳定。热处理的方法有热水、蒸汽、热空气或微波。热水的烫洗会造成水溶性维生素的大量损失，高温段时间处理（HTST）能有效保留热敏感性维生素。因热加工导致维生素损失的程度取决于食品的化学性质、化学环境（pH、相对湿度、过渡族金属、其他活泼化合物和溶解氧的浓度等）、维生素的构型及热烫的时机。

3、食品中的化学成分会强烈地影响影响一些维生素的稳定性。氧化剂直接使抗坏血酸、维生素A、类胡萝卜素和维生素E分解，同时也间接影响其他维生素。具有还原性的抗坏血酸、异抗坏血酸和硫醇可增加易氧化的维生素如四氢叶酸的稳定性。

某些食品添加剂的作用更不容忽略，亚硫酸盐、亚硫酸氢盐，偏亚硫酸氢盐可抑制酶促褐变。亚硫酸盐的微生物中起抗微生物的作用，对抗环坏酸有保护作用，也可使硫胺素失活。亚硫酸盐能与羰基反应，也能使维生素B6的醛基转化为无活性的磺化产物。

对食物的pH有影响的化学试剂与各种食品配料会直接影响维生素如硫胺素和抗坏血酸的稳定性，尤其是在中性至弱酸性pH范围。酸化提高了抗坏血酸和硫胺素的稳定性，而碱性的化合物则会降低抗坏血酸、硫胺素、泛酸和叶酸盐的稳定性。

四、碳水化合物在食品加工中的损失

食品在加工过程中，碳水化合物可发生多种变化，其中常见的是淀粉的糊化、老化和果胶质的变化。

1、淀粉的糊化

淀粉不溶于冷水，但在适宜的温度下，淀粉在水中会溶解、胀润、分裂并形成均匀的糊状溶液，这种变化称为淀粉的糊化。淀粉糊化所需要的温度，因淀粉的种类不同而异，一般在60度~80度之间。淀粉烘焙加热到160℃~170℃产生的糊精，易溶于水，比淀粉易消化。

2、淀粉的老化

淀粉糊化后，在室温或低于室温的环境下，可逐渐发生凝结而沉淀，这种现象就是淀粉的老化。老化的淀粉不能被酶水解，不易消化。

3、果胶质的变化

一般蔬菜、水果都含有一定量存在于细胞壁及细胞间针液中的果胶质。加热后，细胞破裂，水溶液吸出。果胶的食品加工意义在于水溶液在适当的条件下能形成凝胶。果酱、果冻等就是利用这一特性而制作的。

五、矿物质在食品加工中的损失

食品加工对矿物质也有一定的影响。如食品加工中的烫漂，沥滤可使食物中的矿物质有所损失。食品加工用水和所用设备、容器等也会增加食品中矿物质的含量。后者还与食品卫生密切相关。