微波處理對食品營養(yǎng)成分的影響研究

江敏儀，吳志成，相紅麗*

（1.合生元（廣州）健康產(chǎn)品有限公司，廣東廣州 510663；2.廣州檢驗檢測認證集團有限公司，廣東廣州 511447）

微波最初被應用在數(shù)據(jù)通信行業(yè)中，但隨著對其研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)用微波對食物進行加熱具有良好的效果，因而在食品行業(yè)內(nèi)被廣泛應用。在人們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槌Ｒ姷谋闶俏⒉t，其主要是利用微波對食品進行加熱，在食品殺菌、解凍等方面有著常規(guī)手段無可比擬的優(yōu)勢，在現(xiàn)代快節(jié)奏的城市生活中，為人們提供了極大的便利，因而也被更多的人接受和認可。但采用微波對食品進行處理，對食物內(nèi)部的營養(yǎng)成分會產(chǎn)生較大的影響，而不同營養(yǎng)成分在經(jīng)過微波加熱之后也會發(fā)生不同的變化。這種變化不僅大大降低了食品本身的營養(yǎng)價值，同時也會給人們的身體健康帶來負面的影響。因此，對微波處理食品過程中的營養(yǎng)成分變化進行深入的分析具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 食品微波加工技術(shù)

微波加工技術(shù)是一種利用食品本身吸收微波能，并轉(zhuǎn)化為熱能對其加熱的方式，微波能夠使食品本身熱量升高，從而達到對食品進行加熱的目的。在人們?nèi)粘Ｉ钪?，對微波利用最多的便是微波爐，其主要是利用自身攜帶的磁控管將電能轉(zhuǎn)換為微波能，放置在微波爐中的食品則會通過吸收微波能對食品中的水分、脂肪以及蛋白質(zhì)等成分進行快速振蕩，其最高頻率可達300 GHz，因此微波爐有著高效的加熱效率[1]。與微波加熱方式不同的是，傳統(tǒng)的加熱方式是通過熱量由外到內(nèi)、由表及里的傳遞來完成加熱過程，采用這種模式對食品進行加熱，不可避免地會出現(xiàn)溫度梯度，尤其是在對某些體積較大的食物進行加熱時，可能會出現(xiàn)受熱不均的現(xiàn)象，而采用微波來對食品進行加熱則可做到食品內(nèi)部和外部同步加熱，完美解決傳統(tǒng)加熱方式中存在的加熱不均勻問題。微波爐的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 微波爐結(jié)構(gòu)示意圖

2 微波處理對食品營養(yǎng)成分的影響

2.1 對蛋白質(zhì)的影響

根據(jù)現(xiàn)階段的研究成果，沒有直接結(jié)果證明微波能夠損害食品中蛋白質(zhì)的共價鍵或者其他化學鍵，因此微波對于蛋白質(zhì)分子的作用機理尚不明確。從能量角度分析，微波光子能力不足以斷開蛋白質(zhì)中的化學鍵。但在實際使用過程中，微波會干擾化學鍵的合成，進而對食物中的蛋白質(zhì)形成危害[2]。微波也干擾了蛋白質(zhì)的熱水解，研究已經(jīng)證實微波加熱對牛乳中蛋白質(zhì)成分傷害不大，對醬油中氨基酸氮的構(gòu)成也不會引起損害。微波加熱還能夠增加蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，研究發(fā)現(xiàn)通過對魚肉進行微波處理，魚肉中不溶性蛋白質(zhì)含量和成分沒有發(fā)生明顯變化，但檢測發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了新的可溶性高蛋白物質(zhì)，增加了食品的營養(yǎng)價值。但在對豆類制品加工時，發(fā)現(xiàn)微波加熱會破壞大豆蛋白的三級結(jié)構(gòu)。大豆蛋白的主要成分為球蛋白，通過微波加熱會降低豆類制品中球蛋白的含量，降低了豆類制品的營養(yǎng)價值。一般來講，采用微波加熱能夠在一定程度上改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。例如，魚肉中具有較高的蛋白質(zhì)含量，在采用微波爐進行烹飪時應注意加熱的時間和溫度，一旦時間過長或者溫度過高就會導致微波輻射量過大，致使魚肉中的可溶性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換成為多聚體，對魚肉的營養(yǎng)成分產(chǎn)生影響。

2.2 對維生素的影響

為了更好地發(fā)現(xiàn)微波技術(shù)對食品中維生素的影響，通過設(shè)計對比試驗，測定不同的烹飪方法對于維生素保存情況進行研究[3]。研究對象選取維生素含量較為豐富的食材，將微波加工作為實驗組，煤氣烹調(diào)作為對照組，通過測定烹調(diào)后維生素C 的含量，分析微波技術(shù)對于維生素的影響，不同加工技術(shù)對食品中維生素C 保存率的影響如表1 所示。

由表1 可知，微波技術(shù)對于食品中維生素C的保存率優(yōu)于煤氣加熱烹調(diào)方法，在菠菜中維生素保存率達到82.06%，實驗中最低的保存率也在48.12%[4]。原因是微波技術(shù)加熱效率高，加熱速度快，維生素C 作為熱敏感性的物質(zhì)，烹調(diào)時間越短對于烹調(diào)破壞較少。同時煤氣烹調(diào)使用鐵鍋做飯，鐵離子會加速維生素C 的氧化。

表1 不同加工技術(shù)對維生素C 保存率影響

此外，許多科研工作者還采用試驗的方法檢驗了微波處理對維生素E、維生素B1和胡蘿卜素產(chǎn)生的效果，認為通過適當?shù)奈⒉ㄌ幚砑夹g(shù)可鞏固保留食品中大多數(shù)的維生素E。在微波過程中，微波還會對植物油進行熱分解，使游離的多種脂肪酸濃度提高，使矮基催化過氧化物分解產(chǎn)生自由基，使維生素E 分子的結(jié)構(gòu)改變，而使維生素損耗率增多。

2.3 對糖類的影響

碳水化合物作為食物中重要的組成部分，在微波加工時會產(chǎn)生一系列變化。常見的化學反應有糖的焦化、美拉德反應等。微波加熱對食品中糖類的焦化作用主要體現(xiàn)為食品中含有的葡萄糖、蔗糖會由于微波輻射而發(fā)生融化，如果微波輻射量過大，還會導致食品因脫水而焦糖化，在這種情況下，食品中含有的低聚糖在微波加熱下快速升溫，進而產(chǎn)生焦糖或其他暗褐色物質(zhì)，致使食品的營養(yǎng)流失。通過對食品進行微波加工，研究美拉德反應情況，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性氣味成分以及變色程度會隨著電解質(zhì)的添加而增加[5]。換而言之，在煮飯加熱時，加入調(diào)味品食鹽等會使氣味成分增加。此外，在微波加工中加工食品的pH 值也會影響美拉德反應。研究人員對大豆進行微波加熱試驗時，發(fā)現(xiàn)大豆的顏色在微波加熱8 min 后發(fā)生明顯的變化，出現(xiàn)黑褐色情況，且焦糖散發(fā)氣味明顯，說明大豆產(chǎn)生了糖的焦化反應。為更好地解釋微波技術(shù)對糖類和碳水化合物的影響，使用了微波焙烤與流爐焙甘薯的對比試驗，結(jié)果表明以微波方式加熱的紅薯中所含的碳水化合物、糊精含量及其還原糖均小于流爐焙烤出的紅薯。

2.4 對脂肪的影響

微波技術(shù)對食品中油脂的穩(wěn)定性具有顯著的影響，主要表現(xiàn)在油脂飽和度方面。通過微波加熱能夠有效保持不飽和脂肪酸的穩(wěn)定性，假如使用微波處理奶油，內(nèi)部油脂的濃度不會有顯著變化，不過由于油脂小球的直徑會變小，油脂小球的表面積增大，從而產(chǎn)生了浮性減少的狀況[6]。但從另一方面來看，如果長時間采用微波加熱脂肪類物質(zhì)，則會導致食品產(chǎn)生難聞的氣味，不僅影響食品的營養(yǎng)價值，也會影響食品的口感、色澤等。而脂肪發(fā)生氧化之后就會變成脂肪酸，脂肪酸的不斷氧化將會產(chǎn)生不飽和醛類，其一旦和食品中的蛋白質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生反應，就會產(chǎn)生褐色的中間體物質(zhì)，從而嚴重影響食品的口感[7]。

3 減少微波加熱對食品營養(yǎng)成分損害的方式

3.1 加強對微波技術(shù)的研發(fā)力度

加大對微波技術(shù)的研究力度，組建專業(yè)研究項目。加大對微波技術(shù)專業(yè)人員的培養(yǎng)力度，通過建立微波技術(shù)的研發(fā)機構(gòu)、和高校開展合作研發(fā)等方式，制定出詳細的研究計劃，將微波技術(shù)和營養(yǎng)學、食品工程等學科進行一體化結(jié)合，采用全新的技術(shù)和理念，積極探索降低微波處理食品時對營養(yǎng)成分破壞的方法，并研發(fā)出新型的微波技術(shù)設(shè)備，達到在保留微波技術(shù)應用優(yōu)點的基礎(chǔ)上，盡量降低微波加熱對食品營養(yǎng)成分的損害的目的[8]。

3.2 掌握正確的微波加熱食品方法

微波爐是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫囊环N設(shè)備，要遵照微波爐的使用方法科學合理使用。例如，使用微波爐加熱食品，最好先將食品加熱至七成，這樣可有效降低食物中的維生素損失，也可保持食品的鮮美口感[9]。盛放食物時應選擇標注有微波爐適用的器皿，避免使用不合標準的塑料飯盒放入微波爐中進行加熱，因為塑料在受熱時可能會釋放出一些有害成分，污染食物，危害人體健康。此外，使用微波爐加熱食物時間不宜過長，以免引起食物變質(zhì)。

4 結(jié)語

綜上所述，采用微波加熱食品對食品中蛋白質(zhì)、維生素、脂肪以及糖類等營養(yǎng)元素所造成的影響不可避免，且長時間食用經(jīng)過微波加熱的食物也會對人體的健康產(chǎn)生負面的影響，因而對微波加熱食品的研究還有待深入。從當前階段來看，在使用微波處理食品時，為了在最大程度上降低其對于食品營養(yǎng)成分的影響，需要嚴格按照微波技術(shù)的應用標準，掌握正確的使用方法對食品進行處理，以便確保食品中營養(yǎng)成分盡可能的保留。此外，還應加大對于微波技術(shù)的研究力度，通過不斷引入新的技術(shù)和理念，積極探索降低微波處理食品時對營養(yǎng)成分破壞的方法，同時做好微波對食品營養(yǎng)成分破壞的預防措施，從而在最大程度上保證人們的健康。