农产品果蔬加工过程中营养损失的控制策略与技术研究
作者: 林雯燕 冯木荣农产品果蔬作为人类赖以生存的物质基础,其供给质量事关国计民生。然而,在从农田到餐桌的产业链条中,农产品果蔬营养流失的问题日益凸显,且主要集中于加工环节,这不仅导致资源利用率降低,也对农产品果蔬的供给品质构成挑战。基于此,本文立足农产品果蔬加工产业实践,以减损控损为主线,综合分析农产品果蔬加工过程中引发营养流失的影响因素,并提出相应的控制策略与技术路径,以期为农产品果蔬加工向减损化、营养化、优质化转型升级提供理论支撑与实践指导。
1.农产品果蔬加工过程中影响营养损失的因素
农产品果蔬加工过程中的营养损失问题受多种因素影响。首先,原料品质是影响营养保有量的重要因素。新鲜完整的农产品果蔬通常营养价值较高,而品质劣变则易导致维生素、矿物质等营养素流失。其次,加工方式的选择对营养成分保留具有决定性作用。例如,谷物经过精加工虽然口感好,但会造成维生素B族、膳食纤维的大量损失;高温烹调果蔬则易破坏维生素C,而酶解等生物技术可促进营养释放。再次,加工时间和温度参数设置影响着营养成分保留率。研究表明,乳制品经超高温灭菌易导致乳清蛋白变性,而巴氏杀菌在确保安全性的同时优化营养保留。最后,农产品果蔬加工后的储藏环境稳定性直接关系到营养损耗程度。脱水蔬菜宜在低温、低湿避光条件下保存,鲜切水果则需低氧包装以延缓维生素氧化。只有系统调控上述因素,加强减损控制,才能确保农产品果蔬品质安全,保障营养健康。
2.农产品果蔬加工过程中营养损失的控制策略
2.1 优选原料,加强农产品果蔬产后管理
农产品果蔬品质的优劣与加工减损息息相关,原料品质直接影响加工产品的营养保留率。因此,农产品果蔬加工减损的首要环节是严格筛选原料并强化产后管理。为了最大限度保全农产品果蔬品质和营养,应在采收后立即进行预冷处理,迅速将农产品果蔬温度降低至10℃以下,以抑制呼吸代谢。以叶菜类蔬菜为例,若能在采收后2小时内完成真空预冷,其货架期可延长1倍以上,同时显著减少维生素C等营养物质的流失。对于根茎类蔬菜,0℃-4℃的冷藏更为适宜。在预冷的基础上,农产品果蔬入库前还应进行质量分级,筛选个体均匀、成熟度一致的原料集中存放,并采用优化设计的周转包装,防止机械损伤。同时,还应结合农产品果蔬特性,采用适宜的清洗、分级、包装等措施,有效去除泥沙杂质,确保进入后续加工环节的原料符合标准。研究表明,番茄经流水式清洗、分选后再行包装,贮藏期内维生素C损失率可从28%降至11%。
2.2 采用温和加工工艺,减少营养破坏
众所周知,加工方式的选择直接影响着农产品果蔬营养成分的去留。传统的农产品果蔬加工以热处理为主,如杀菌、干燥等,虽然这类方法操作简便且成本较低,但易导致营养成分严重损失。以牛奶加工为例,常用的UHT灭菌虽可彻底杀灭细菌,确保卫生安全,但在130℃-140℃的高温作用下,乳清蛋白变性严重,维生素损失率也超过50%。为优化营养保留,应结合农产品果蔬特性,优先采用温和的加工工艺。例如,在果蔬加工中可采用高压处理替代热杀菌,该技术能在常温常压下使微生物失活,且对果蔬色泽和风味无负面影响。近年来,一些新兴的非热加工技术异军突起,受到广泛青睐。其中,高压处理、超临界萃取等技术就因其低热损伤特性得到广泛应用。以超临界CO2流体萃取为例,用其从牡蛎中提取牡蛎油,产品中ω-3系列不饱和脂肪酸含量可高达85%,纯度高且无溶剂残留。对于易腐果蔬,速冻则是当之无愧的保鲜利器。液氮速冻可使温度迅速降至-30℃以下,易腐果蔬的组织细胞来不及脱水就已冻结,从而最大程度锁住了营养成分。
2.3 优化加工工艺参数,在减损和品质间权衡
农产品果蔬的加工精度影响着营养物质的保留率,但过度加工可能导致感官品质下降,影响消费者的接受度。这是每一个农产品果蔬加工企业都必须面对的两难抉择。以大米加工为例,随着精米度的提高,淀粉含量逐渐升高,口感也随之变得细腻柔软,但伴随蛋白质、脂肪、维生素等营养成分的流失及直链淀粉含量的上升,可能影响米饭的黏弹性和消化吸收率。可见,农产品果蔬加工精度的选择绝非简单的单向推进,而是需要在营养保留、品质维持及成本控制等多重因素间进行综合考虑。为此,要在大量实验的基础上,通过数据分析和模型构建,寻求各项工艺参数的最佳平衡点。以小麦粉加工为例,我国学者通过正交试验确定了专用粉最佳的出粉率为78%,能兼顾高蛋白、高面筋含量及维生素B族的保留,同时具备高筋、高营养、易消化等特性。对于畜禽产品,肉的嫩度、多汁性是影响口感的关键因素,而这些品质的形成,又与宰前排酸、嫩化及解冻等环节的时间和温度密切相关。只有将酶解时间控制在8-10小时,温度维持在5℃左右,才能在抑制蛋白质变性的同时,充分释放肌纤维间的结缔组织,从而获得色泽诱人、口感上佳的肉制品。
2.4 加强副产物综合利用,最大化农产品果蔬价值
我国农产品果蔬资源丰富、种类繁多,但多年来大量的加工副产物并未得到充分利用,昔日的耕耘劳作化为今朝的随意抛弃。这不仅是对宝贵资源的巨大浪费,也加剧了环境负荷,付出的代价不可谓不大。据不完全统计,我国每年农产品果蔬加工副产物总量超过5亿吨,其中营养价值较高的部分就有1亿多吨。若以每吨2000元进行估算,潜在经济价值约为2000亿元。如此惊人的数字,怎能不令人扼腕叹息?为最大化农产品果蔬价值,变废为宝,我们必须从源头抓起,加强副产物的回收利用。以畜禽加工业为例,每年大量的动物骨骼、蹄筋等副产物被随意丢弃或低值化利用,而其中的胶原蛋白含量却高达30%,提取后不仅可用于化妆品、保健品生产,在组织工程、人造皮肤等领域也大有作为。但我国骨源胶原蛋白的规模化提取技术尚未普及。再如,在马铃薯淀粉加工中,仅薯渣一项的年产量就达500万吨,若任其随意排放,极易滋生细菌,污染环境。但这些薯渣中含有30%以上的膳食纤维和6%左右的优质蛋白,经干燥、粉碎等工艺加工成薯渣粉后,可作为功能性原料添加到面包、饼干等烘焙食品中,提升产品的营养与质构特性,还能改善口感。
2.5 建立加工减损管理体系,实现营养损失控制
农产品果蔬营养价值的保持是一项系统工程,需实施全流程、多措并举的综合管控。为有效遏制加工损耗,提升农产品果蔬品质,亟须构建农产品果蔬加工全程减损管理体系。具体措施包括:
一是原料采购环节:建立严格的质量标准和溯源机制,优先选用高营养价值、高新鲜度的优质原料,从源头控制加工损耗。二是加工生产环节:合理选择加工工艺与设备,优化工艺参数。优先采用低温碾磨、保鲜榨汁等温和加工方式。三是过程管理环节:实施生产过程的精细化管控,加强关键控制点的营养监测,采取纠偏措施,及时调整工艺,将营养流失控制在最低限度。四是包装储运环节:采用高阻隔性、高防护性的包装材料,建立产品营养状况监测和溯源体系,实现精准养护。
通过减损管理体系的全链条构建,必将形成1+1>2的聚合效应,可显著提升农产品果蔬营养价值的保留率。当然,构建全程减损体系并非一蹴而就,需要政府、企业、科研机构等多方协同推进。重点包括制定农产品果蔬加工减损的标准规范、完善考核机制,强化企业营养损失控制的主体责任,以调动各方参与减损管理的积极性。
3.农产品果蔬加工过程中营养损失的控制技术
3.1 果蔬预冷保鲜技术
在丰收季节,大量的果蔬涌入市场,如何在第一时间内迅速降温,抑制呼吸代谢,是保障果蔬品质的首要问题。预冷技术应运而生。它利用冷媒或冷源快速去除果蔬田间热,使温度骤降至适宜贮藏温度的一项现代保鲜技术。根据冷媒类型,预冷可分为水冷、风冷及真空冷却三种技术方式。
水冷技术:该技术凭借其传热系数大、降温速度快等特性,成为叶菜类蔬菜预冷的首选方式。但水冷存在交叉污染的风险,不适用于浆果等易损果蔬。
风冷预冷技术:该技术利用冷风带走果蔬热量,具有成本低、适用性广等特点。例如,风冷预冷可使番茄、黄瓜的耐藏性提高30%以上。为进一步强化风冷效果,还可结合气调库控制氧、二氧化碳浓度,抑制果蔬呼吸。
真空预冷技术:该技术通过蒸发潜热实现快速降温,它利用真空泵抽真空至610Pa,使果蔬表面水分汽化,带走大量热量。该方法可在30分钟内将果蔬温度降至0-4℃,且冷却均匀,是草莓、蘑菇等易腐果蔬的理想预冷方式。研究证实,草莓经真空预冷后,储藏期延长了近一倍,花青素等营养物质损失也明显减少。
3.2 谷物循环精碾技术
谷物是人类的主食之源,其加工质量关乎营养和健康。传统的直通式碾磨工艺虽然操作简单,但存在破碎率高、营养层大量流失等问题。以大米加工为例,传统工艺的精米率仅为56%左右,而米糠、胚芽等营养部分多作为副产物被去除,造成维生素、矿物质等营养成分的大量流失。针对这一痛点,谷物循环精碾技术应运而生。它是一种创新的多级碾磨工艺,通过反复研磨、筛分、分离,实现谷物各组分的精准分离和高值利用。以稻谷为例,经筛分分级后进行初碾,仁米再经2-3次碾磨、分级,直至达到预定精米度。该技术可使大米出米率提高10个百分点以上。同时,循环精碾过程分离出的稻米各营养层,如米糠、胚芽、外层米粉等也被精制成营养强化剂或保健食品。其中,米胚芽中γ-氨基丁酸含量是普通大米的20倍,具有改善睡眠、提高记忆力等功效。外层米粉富含膳食纤维,可加工成低GI米粉,具有降血糖、促进肠道蠕动等功效。可见,谷物循环精碾技术不仅提升了主食的加工精度和营养价值,也实现了副产物的高值化利用,实现了多层次、多环节增值,代表了谷物加工技术的发展方向。
3.3 生物酶解技术
在传统农产品果蔬加工中,人们往往采用物理和化学手段,如高温、高压、溶剂浸提等方法,但这些方法存在能耗高、易破坏营养等问题。生物酶解技术的出现,为农产品果蔬的高效、温和加工提供了创新解决方案。作为生物体内天然存在的蛋白质催生剂,生物酶具有高效、专一的催化功能。将其应用于食品工业,可在温和条件下实现果蔬软化、谷物淀粉糖化、蛋白质水解等加工目标,显著提高营养成分保留率。典型应用在以下领域:
一是果汁加工领域:传统工艺采用机械压榨,出汁率低且果肉、果皮易掺入,从而使果汁产生混浊。而通过复合使用果胶酶、纤维素酶等复合酶制剂,可使果肉中的果胶、纤维分解成溶于水的小分子物质,不仅可提高10-15个百分点的出汁率,还可使果汁澄清透亮,维持维生素C、类胡萝卜素等营养成分的稳定性。
二是肉制品加工领域:采用木瓜蛋白酶、微生物蛋白酶等制剂对肉类进行嫩化处理,可部分水解肌原纤维,使肉质更加细嫩多汁,减少油脂、氨基酸等营养物质的流失。
三是乳制品加工领域:添加β-半乳糖苷酶可预先水解乳糖,生产低乳糖乳制品;添加凝乳酶可加速凝乳,提高芝士的凝固率和脂肪利用率。
3.4 智能化加工装备
农产品果蔬的加工效率和质量很大程度上取决于加工装备的先进程度。传统的人工操作和机械化生产,往往依赖经验,缺乏精准控制的手段,这不仅制约了产能的提升,也难以避免营养成分的过度破坏与损耗。因此,亟须从装备源头入手,通过自动化、智能化提升农产品果蔬加工水平。例如,在果蔬分选环节,采用基于深度学习的智能视觉分选系统,通过高清摄像头采集果蔬图像,利用卷积神经网络算法进行缺陷识别、等级判定,可将果蔬按大小、色泽、成熟度精准分级,分选精度≥95%,显著提高了成品率。与人工分选相比,智能分选不仅效率提高了10倍以上,还可避免误分、漏分导致的损耗。在果蔬清洗环节,采用高压喷淋与臭氧气泡清洗相结合的智能清洗机,可去除果蔬表面的农残、尘土,臭氧还可抑菌灭菌,且清洗过程实现了水量、时间、臭氧浓度的精准控制,做到节水、高效、安全。在米粉加工中,智能化精米机可实时检测精米度、调整精米率等关键参数,自动调节碾磨力度和筛分方式,使大米的加工精度和出米率得到显著提升。而在干燥环节,热泵智能干燥设备可根据物料特性,灵活设定干燥模式,优化温湿度曲线,热效率可提高30%以上。
结束语
农产品果蔬加工过程中的营养损失受多因素综合影响,贯穿原料选择、加工工艺选择及储运管理等全产业链环节,但通过系统性干预可显著提升营养保留率。实施原料优选、工艺优化、技术创新及副产物高值化利用等综合策略,完全可以在保障产品品质的基础上,最大限度保留农产品果蔬的营养价值。这不仅需要农产品果蔬加工企业强化技术创新能力,更需要政产学研用各界携手攻坚。在“健康中国”国家战略指引下,要进一步强化农产品果蔬加工减损的基础研究,加快关键共性技术的创新突破;要着力构建农产品果蔬加工减损技术标准体系,严把农产品果蔬营养品质关;要积极营造绿色消费环境,提升全民营养健康意识。通过多方协同创新,必将推动农产品加工产业向营养化、高值化方向转型升级。
作者简介
林雯燕(1990.10-),女,汉族,福建三明人,本科,助理工程师;研究方向:农产品果蔬加工、食品科学。
冯木荣(1990.03-),女,汉族,广东深圳人,大专,技术员;研究方向:农产品加工或食品科学。