食品加工原理(第二版)
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第二节 食品的功能与质量

【学习目标】

1.掌握食品的功能。

2.熟悉食品质量的构成。

【基础知识】

一、食品的功能

民以食为天,在物质丰富和生活水平不断提高的今天,人类的饮食不仅仅是为了吃饱,还要吃得健康。

食品对人类所发挥的作用可称为食品的功能。最初人们食用食物的目的是解除饥饿。当吃得饱后,便又开始重视色、香、味等食品的附加价值;而一旦吃得过好后,造成营养过剩,于是又再希望由食品上得到保持身体健康的物质。因而,由此观念发展出食品的功能如下所述。

(一)营养功能

食品是人类为满足人体营养需求的最重要的营养源,为人体活动提供化学能和生长所需的化学成分,从而维持人类的生存,这就是食品的营养功能,也是食品最基本的功能。

食品中的营养成分主要有蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维。此外,水和空气也是人体新陈代谢过程中必不可少的物质。一般在营养学中水被列为营养素,但食品加工中不将其视为营养素。

食品的价值通常是指食品中的营养素种类及其质和量的关系。食品中含有一定量的人体所需的营养素,含有较多营养素且质量较高的食品,则其营养价值较高。食品的最终营养价值不仅取决于营养素的全面和均衡,而且还体现在食品原料的获得、加工、贮藏和生产过程中的稳定性和保持率等方面,以及营养成分的生物利用率方面。

(二)感官功能

消费者对食品的需求不仅仅满足于吃饱,还要求在饮食的过程中同时满足视觉、触觉、味觉、听觉等感官方面的需求。赋予食物色、香、味、触觉的感官功能,主要包括外观、质地、风味等项目。不仅仅是出于对消费者享受的需求,而且也有助于促进食品的消化吸收。诱人的食品可以引起消费者的食欲和促进人体消化液的分泌,食品的第二功能直接影响消费者的购买意愿。

在当今现代化生活中,许多传统食品的加工生产,其原始目的已不再是为了提高保藏期,而是为了提供给消费者某些特殊风味,满足消费者的感官需求成为其首要目的。例如烟熏食品,过去一直用于保藏,现在已成为一种生产特殊风味制品的加工方法,在一些北欧地区,消费者品尝烟熏鱼只是作为消费鲜鱼的情况下换一种口味的尝试;在英国,熏鱼加工只是为了满足喜欢冒险的消费者的口味爱好,而不是为了保藏。

常见提高食品感官功能的方式包括:加工产品时常添加各种色素,可促进食欲;添加香料,以提供香味;而一些常用调味料如食盐、糖、味精,以及各种发酵酱料,主要提供味道;食用如薯片、休闲点心等干燥食品时,入口酥脆的口感,提供触觉。

(三)保健功能

食品保健功能是指调节生理机能的特性。长期以来的医学研究证明,饮食与健康有着密切的关系,某些消费者由于摄入的能量过多或营养不当,而引起肥胖、高血脂、高血压、冠心病、糖尿病等;另一方面,由于缺乏营养素如维生素或矿物质,使得身体健康下降引起疾病。

随着科技的发展和研究水平的提高,除了已经发现的食物成分中的大量营养素外,还有少量或微量的化学物质如黄酮类、多酚、皂苷类化合物、肽类、低聚糖、多价不饱和脂肪酸、益生菌类等,这些成分一般不属于营养素的范畴,但对人体具有调节机体功能的作用,被称为功能因子。这些成分对于糖尿病、心血管病、肿瘤、癌症、肥胖患者等有调节机体、增加免疫功能和促进康复的作用,或有阻止慢性疾病发生的作用,这就是食品的保健功能。

食品的保健功能是多方面的,除对疾病有预防作用外,还有益智、美容、抗衰老、改善睡眠等多方面的保健作用。一些食品的新保健功能正在不断被发现和开发,一些新的功能因子的组成和结构被阐明,其药理作用被明确和证实。这就是食品的第三功能,是食品功能的新发展。

《保健食品注册与备案管理办法》自2016年7月1日正式施行,严格定义:保健食品是指声称具有特定保健功能或者以补充维生素、矿物质为目的的食品,即适宜于特定人群食用,具有调节机体功能,不以治疗疾病为目的,并且对人体不产生任何急性、亚急性或者慢性危害的食品。我国规定的保健食品功能范围包括增加免疫力、抗氧化、增加骨密度、改善营养性贫血等共计27项。

(四)文化功能

食品是社会生活一个重要组成部分,各民族、地区都有饮食上的特点与文化特色。食品除了提供营养上、生理上的功能外,也具有一定的文化功能,包括传递情感、传承礼德、陶冶情操等教育作用,以及审美乐趣、食俗乐趣等。表1-1所示为以茶叶为例,说明了食品的各类功能。

表1-1 茶叶成分的功能性分类

续表

二、食品的质量

人们在选择食品时会考虑各种因素,这些因素可以统称为“质量”。质量曾被定义为产品的优劣程度,也可以说,质量是一些有意义的、使食品更易于接受的产品特征的组合。食品质量的好坏程度,是构成食品特征及可接受性的要素,主要包括食品的感官质量、营养质量、安全质量和保藏期等方面。

(一)感官质量

食品的感官特征,历来都是食品的重要质量指标,随着人民生活水平、消费水平的提高,对食品的色、香、味、外观、组织状态、口感等感官因素提出了更高的要求。人的感官所能体验到的食品质量因素又可分为三大类,即外观、质构和风味。人们一般按外观、质构、风味的顺序来认识一种食品的感官质量特性。

1.外观因素

外观因素包括大小、形状、完整性、损伤程度、光泽、透明度、色泽和稠度等。例如市售苹果汁既可以是混浊型的,也可以是澄清型的,它们的外观不同,常被认为是有差异的两种产品。

食品的大小和形状均易于测量,例如圆形果蔬可以根据其所能通过的孔径大小进行分级。图1-2所示为典型的果蔬分级装置。

食品的色泽不仅是成熟和败坏的标志,也可以用来判断食品的处理程度是否达到要求,例如可根据薯片油炸后的色泽来判断油炸终点。对于液体或固体食品,我们可以与标准比色板进行比较来确定它的颜色。如果食品是一种透明液体(如果酒、啤酒或葡萄汁),或者如果可以从食品中提取有色物质,那么就可以用各种类型的比色计或分光光度计进行色泽的测定。

食品的稠度可以看作为一个与质构因素有关的质量属性,但在很多场合,我们都能直观观察到食物的稠度,因此它也是一个食品外观因素。食品稠度常用黏度来表示,高黏度的产品稠度大,低黏度的产品稠度小。

图1-2 果蔬分级装置

2.质构因素

质构因素包括手感、口感所体验到的坚硬度、柔软度、多汁度、咀嚼性以及砂砾度等。食品的质量通常是决定人们对某一产品喜爱程度的重要因素,例如,我们希望口香糖非常耐嚼,饼干或薯条又酥又脆,牛排咬起来要松软易断。

对食品质构的测定可以归结为测定食品体系对外力的阻力。为了测量一些质构属性,人们设计了许多专门的检测仪器,例如,嫩度计利用压缩和剪切作用来测定豌豆的嫩度。

食品的质构如同形状和色泽一样,并不是一成不变的,其中水分变化起着主要作用,另外也与存放时间有关。新鲜果蔬变软是细胞壁破裂和水分流失的结果,称之为松弛现象。果蔬干燥处理后,会变得坚韧、富有咀嚼性,这对于制备杏干、葡萄干都是非常理想的。某些食品成分在加工过程中也会发生质构变化。如油脂是乳化剂,也是润滑剂,因此焙烤食品需加入油脂使产品嫩化。淀粉和许多胶类物质为增稠剂,可提高产品黏度。液态蛋白质也是增稠剂,但随着溶液温度的升高,蛋白质会发生凝结,形成坚硬结构。糖对质构的影响取决于它在体系中的浓度,糖度较低时可增加饮料的品质和口感,浓度较高时可提高黏度和咀嚼性,浓度更高时可产生结晶、增加体系脆性。食品生产商还经常使用食品添加剂来改善食品的质构。

3.风味因素

风味因素既包括舌头所能尝到的口味,如甜味、咸味、酸味和苦味,也包括鼻子所能闻到的香味。尽管口味和香味常常混用,但前者一般指“风味”,而后者则专指“气味”。风味和气味通常都是非常主观的,难以精确测量,而且也很难让一组人达成共识。任何一种食品的风味不但取决于咸、酸、苦、甜的组合,而且还取决于能产生食品特征香气的化合物。

尽管我们可以采用各种方法来测定食品风味,例如用折光仪测定糖对溶液折射率的影响来计算糖的浓度;用碱滴定法或用电位测定法确定酸的浓度;还可以用气相色谱法测定特殊的风味物质组成,但对食品感官因素的综合评价还必需考虑到消费者的可接受性,仍然没有哪种检测方法能代替人工品尝。

食品感官质量的评价方法也是不断改进和发展的。原始的感官评定是利用人自身的感觉器官对食品进行评价和判别,许多情况下,这种评价由某方面的专家进行,并往往采用少数服从多数的简单方法来确定最后的评价,缺乏科学性,可信度不高。现代的感官评定,由于概率统计原理及感官的生理学与心理学的引入,以及电子计算机技术的发展应用,避免了感官评价中存在的缺陷,提高了可信度,使感官检验有了更完善的理论基础及科学依据,在食品工业生产中得到了广泛的应用。

(二)营养质量

食品的基本属性是提供给人类以生长发育、修补组织和进行生命活动的热能和营养素。随着科学的发展,为了保证人体的健康,对食物的营养平衡越来越重视。食品的营养价值主要反映在营养素成分和相应的含量上,可以通过化学分析或仪器分析来检测定量,通常要求被标注在食品的包装上。

为指导和规范食品营养标签的标示,引导消费者合理选择食品,促进膳食营养平衡,保护消费者知情权和身体健康,卫生部组织制定了《食品营养标签管理规范》。食品营养标签是向消费者提供食品营养成分信息和特性的说明,包括营养成分表、营养声称和营养成分功能声称。营养成分表是标有食品营养成分名称和含量的表格,表格中可以标示的营养成分包括能量、营养素、水分和膳食纤维等。《食品营养标签管理规范》规定,食品企业标示食品营养成分、营养声称、营养成分功能声称时,应首先标示能量和蛋白质、脂肪、碳水化合物、钠4种核心营养素及其含量。食品营养标签上还可以标示饱和脂肪(酸)、胆固醇、糖、膳食纤维、维生素和矿物质等。如图1-3所示某品牌巧克力的营养标签,营养标签中营养成分标示应当以每 100g(mL)和/或每份食品中的含量数值标示,并同时标示所含营养成分占营养素参考值(N RV)的百分比。营养声称是指对食物营养特性的描述和说明,包括含量声称和比较声称;营养成分功能声称是指某营养成分可以维持人体正常生长、发育和正常生理功能等作用的声称,同时规定了营养成分功能声称应当符合的条件。各营养成分的定义、测定方法、标示方法和顺序、数值的允许误差等应当符合《食品营养成分标示准则》的规定。

图1-3 某品牌巧克力的营养标签

营养质量常常通过测定某种特殊营养成分的含量来进行评价。在很多情况下,这并不十分充分,还必须采用动物饲养实验或相当的生物试验方法。例如在评价蛋白质资源的营养质量时,蛋白质含量、氨基酸组成、消化性能以及氨基酸吸收之间的相互作用均会影响生理价值的测定。

我们不仅要了解食品中含有哪些营养成分,更要重视从食品原料的获得、加工、贮藏和制备全过程中保存营养成分,关键是掌握在不同条件下有关营养成分稳定性的知识。如表1-2所示,维生素A对于酸、空气、光和热是高度敏感的(极不稳定);另一方面,维生素C在酸中是稳定的,而对于碱、空气、光和热是不稳定的。

表1-2 营养成分的稳定性

(三)安全质量

食品的安全质量是指食品必须是无毒、无害、无副作用的,应当防止食品污染和有害因素对人体健康的危害以及造成的危险性,不会因食用食品而导致食源性疾病的发生,人体中毒或产生任何危害作用。在食品加工中,食品安全除与我国常用名词“食品卫生”为同义词外,还应包括因食用而引起任何危险的其他方面,如食品(果冻)体积太大引起婴儿咽噎危险、食品包装中的玩具而使儿童误食等。

导致食品不安全的因素有微生物、化学、物理等方面,可以通过食品卫生学意义的指标来反映。微生物指标有细菌总数、致病菌、霉菌等;化学污染指标有重金属如铅、砷、汞等,农药残留和药物残留如抗生素类和激素类药物等;物理性因素包括食品在生产加工过程中吸附、吸收外来的放射性核素,或混入食品的杂质超标,或食品外形引起的食用危险等安全问题。此外,还有其他不安全因素,如疯牛病、禽流感、H1N1型流感、假冒伪劣食品、食品添加剂的不合理使用以及对转基因食品的疑虑等。

(四)保藏期

食品营养丰富,因此也导致了其极易腐败变质。为了保证持续供应和地区交流以最重要的食品品质和安全性,食品必须具有一定的保藏性,在一定的时间内食品应该保持原有的品质或加工时的品质或质量。食品的品质降低到不能被消费者接受的程度所需要的时间被定义为食品货架寿命或货架期,货架寿命就是商品仍可销售的时间,又被称为保藏期或保存期。

目前,食品零售包装上已被广泛地加上某种类型的日期系统,因此消费者可对他们购买产品的货架寿命或新鲜程度有一些了解。现已有类型的编码日期,包括生产日期(“包装日期”)、产品被陈列的日期(“陈列日期”)、产品可以销售的日期(“在……前销售”)、有最好质量的最后日期(“最佳使用日期”)及产品不能再食用的日期(“在……前使用”或“终止日期”)等。

一种食品的货架寿命取决于加工方法、包装和贮藏条件等许多因素,如牛乳在低温下比室温贮藏的货架寿命要长;罐装和高温杀菌牛乳可在室温下贮藏,并且比消毒牛乳在低温贮藏的货架寿命更长。食品货架寿命的长短可依据需要而定,应有利于食品贮藏、运输、销售和消费。

食品货架寿命是生产商和销售商必须考虑的指标以及消费者选择食品的依据之一,这是商业化食品所必备和要求的。食品的包装上都要标明相应的生产日期和保藏期。

由食品质量要素来评定食品质量主要是以相应的食品质量标准为依据。对应于食品质量评判和控制,相应有国际、国家和企业等不同层次的质量标准,许多出口食品必须要符合国际食品质量标准。