从食品工业发展的趋势来看,添加调节人体生理功能的营养素种类很多,但目前发展较为迅速,并代表了这类研究方向的是添加微量元素、纤维素、其他强化营养素等调节生理功能的脱水产品。
含微量元素型脱水产品在含微量元素型脱水生鲜食品添加中有发展前景的微量元素主要是砸和锌。硒是一种人体必需的非金属微量元素,适量的硒有保护生物膜、消除自由基、抗癌、防衰老、抗心血管疾病、增进免疫功能等多方面的作用,最近美国科学家发现砸对AIDS病毒有抑制作用。这方面的研究报道很多,含硒产品也不少见,国内市售也有富硒康口服液等产品,但目前在研究中有一个新动向值得注意,小型冷库即有机砸产品的研制和开发。据中国预防医学院报道,人体补充有机硒有利于提髙人体硒营养水平。果蔬由于其生长期较长,作为有机砸载体比较合适。为了使含有机硒果蔬能在旺季贮藏,淡季供应,脱水保藏是较为适宜的方法。同时硒能消除自由基,对改善产品品质有利。砸常以酸根形式存在,并能取代胱氨酸分子中的硫,构成砸代半胱氨酸的有机结构。由于葱属果蔬中半胱氨酸衍生物众多,氧化L-半胱氨酸的甲基、丙基及反-1-丙烯基衍生物在葱属果蔬中以游离状态或7-谷氨酰肽存在,为转化有机硒的好载体。谷胱甘肽过氧化物酶(EC1.11.1.9)是一种调节人体新陈代谢的含硒酶。人体中的含硒量与该酶的活力成正比。对人体来说,亚硒酸盐的吸收率较高但毒性较有机砸大。一般认为,人体内一定量的硒含量可通过排泄机制来调节。
锌也是人体必需的金属微量元素,它是与消化和呼吸有关和几种酶系统的主要成分,正常人体内含锌约1.5——2g。锌既能作为某些重要酶的主要成分,又可对某些非酶有机分子配基的结构产生影响。我国大多数地区的儿童处于轻度锌不足状态,市售的锌食用产品大多以口服液为主,如采用脱水产品这种形式补锌,有生产成本低、便于运输等优点。同时锌能替代叶绿素中的镁核,对绿色蔬菜保绿有好处。
微量元素进人植物类脱水产品一般有三种方法,S卩:收获前生长过程吸收(吸收法)、加工前预处理浸泡(浸泡法)和加工后喷洒(喷洒法)。吸收法常采用在果蔬生长期内土壤施肥或叶面喷洒使其吸收,因此含量的控制精度较低,但可能获得对人体有益的微量元素与植物体结合的有机形式,如硒与含植物蛋白质较高的叶菜类结合形成硒蛋氨酸等有机形式。浸泡法通过预处理时浓度控制,往往使其含量得到较精确的控制,因此这种方法是目前含微量元素型脱水果蔬加工研究中的主流方法。但目前某些浸泡液的配制在生产上仍有一定的难度。如在配制锌的预处理液过程中会发现,由于锌遇酸碱均结合出现沉淀,从而不易为植物类食品吸收,同时锌的微量添加也决定了控制的难度,目前有报道利用天然缓冲体系(即在少量外加酸、碱条件下本身的pH不发生显著变化的溶液体系)来控制溶液中酸碱度的变化,如果蔬中本身含有柠檬酸、苹果酸、草酸等可与磷酸盐一起构成有效的缓冲体系来控制pH,在微酸性的条件下效果极佳。令人感兴趣的是这些构成有效的缓冲体系物质往往又是阻止氧化作用的螯合剂,它们依靠链终止或作为氧的清除剂阻止氧化反应,可以说它们是有效的抗氧化剂。喷洒法采用果蔬脱水后在表面喷洒一定浓度溶液的方法,由于无加工损失,其控制精度很高。但这种方法的缺陷是仅在产品表面有吸收,而引起含量不均,在浓度高处易产生异味,另外由于喷洒后还需再干燥,增加了产品成本,因此此法还需在应用中不断改进。
在预处理过程中还需注意的问题是微量元素对人体的作用必须考虑与其他物质的“联用或抗联用现象”。比较典型的有硒与生育酚(维生素E)的联用可使人体既能在细胞中破坏过氧化物,又能防止细胞中过氧化物的形成;而锌与铜、铁、钙和磷的抗联用现象可使人体得此丢彼,这就要求我们在预处理时有意地加人能产生联用现象的辅助添加剂,以及控制加人能产生抗联用现象的物质。
微量元素的测定方法主要有灰化法和荧光法。灰化法分干式和湿式两种。干式是最常用的灰化方法,但由于高温的缘故,用该法测定易挥发成分时,回收率较低,影响精度。为了防止髙温条件下的挥发,目前已有低温等离子灰化法,对硒总量的测定主要应用此法。湿式灰化法采用添加有关试剂,并加热分解直至溶液完全透明后加以测定的方法。荧光法是利用某些物质的分子吸收紫外线后发射出波长较长的荧光辐射波,再根据发射荧光的强弱来测定样品待测含量的分析方法。其灵敏度很高,检测极限可达i(r9级或i(r12级,适合于微量元素的微量分析,近年来由于分析方法及装置上的改进使测试中的干扰因素大为减少,从而使其应用日益广泛。
富纤维型脱水产品植物中纤维主要指存在于细胞中的碳水化合物和其他物质的复合物,是膳食纤维的一种。它主要包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶和树胶等物质,对人体肠道功能的特殊作用早已为医学界所肯定,其作用主要有螯合胆固醇、吸水促进肠道蠕动及改变消化系统中菌群等。植物类食品中纤维的含量依其种类不同而异,如淀粉含量高的根茎类纤维含量较低,而在叶菜类和瓜菜类中纤维的含量较高。目前从植物类食品中提取纤维素和半纤维素作为食品添加剂的研究非常热门。如陈洪潮等(1995年)已从胡萝卜中成功地用碱液和亚氯酸钠提取了纤维素和半纤维素,提取率达20%左右。据报道,果蔬脱水后的食物纤维仍很高,可达50%以上,因此在美国脱水洋葱片已作为一种高纤维的保健品被医生推荐使用。在这类脱水产品预处理研究中,现有的方法侧重于选料以及机械和物理预处理。选料比较重视选择成熟度高和纤维素或半纤维素含量高的品种和原料。机械预处理注意切割方向以尽可能地保留对消化功能有益的长纤维结构。物理预处理中的热烫对纤维破坏很严重,一般宜采用化学冷处理来代替。目前已有在预处理中采用纤维素酶(jS-1,4-葡聚糖水解酶,EC3.2.1.4)来脆化结构,使纤维素在加工中得以增加。
强化营养型脱水产品这类脱水产品是针对生鲜食品本身缺乏的营养而配制的强化营养型脱水产品。强化方法主要有预处理(或中间预处理)浸泡和成品喷洒添加两种。预处理浸泡指脱水前将原料置于强化营养液中浸泡吸收的过程,而中间预洒添加也是一种常用的方法。目前添加的强化营养素主要有特种维生素、氨基酸和脂肪酸,对大多数可脱水的植物类食品总体来说,主要或缺的营养成分是氨基酸和脂肪酸,通过强化方法可以补充人体必需的氨基酸和脂肪酸,可部分满足这种需求。
近年来,微量元素的测定采用了许多新的分析技术,如中子活化分析法、发射光谱测定法、原子吸收光谱法等。但用这些方法分析微量元素浓度时往往结果变动很大。对在0.1%-50%浓度的元素,用单一元素分析技术测得的结果是很一致的。对锌、铜、铁等微量元素,据Osborn(1977年)的结论,用中子活化分析法和电感耦合血浆原子发射光谱测定法测得的结果与单一元素分析技术测得的结果是一致的,而火花源质谱法和火花原子发射光谱测定法测得的结果则差得多。因此测定结果与采用的方法有关。为了解决这些问题,WHO人类营养微量元素委员会已提出由指定的咨询实验室提供标准样品来减少这些差异。这些测定方法的准确性为定量添加提供了基础。
营养高保存型脱水产品在提高植物类食品色素保存率的研究方面,主要侧重于保存叶绿素和胡萝卜素。传统的保绿技术是通过物料在微碱性溶液中预烫来实现的(目前国内大多数果蔬脱水厂均用此法)。即用氢氧根离子替代叶绿素中的镁离子,从而形成比较稳定的结构。但这种方法的缺陷是碱性环境会加剧维生素C的损失,因此仅适用于含维生素C量较少的物料。最近出现一个研究热点,即用金属离子结合或置换叶绿素中镁核来形成稳定结构的原理衍生的一些实用新方法。所用的金属离子应比镁离子活泼,经研究人员尝试,已发现锌离子和铜离子置换的最佳的保绿浓度范围,过浓或过淡都会出现褪色或变黄的现象。对锌处理来说,pH的控制尤为重要。锌置换所用缓冲液最好为中性,因为锌离子遇酸遇碱都会产生沉淀,从而使本为微量的浓度控制更为不易,目前中性缓冲液的配制在生产上实现仍有相当的难度。
在提高营养成分保存率方面的研究,主要侧重于保存生鲜食品中含量较丰富的维生素和蛋白质。在植物类生鲜食品中含量较高的维生素为水溶性的维生素C和B族维生素,以及维生素A原的胡萝卜素。水溶性维生素在热水烫漂预处理中损失较大,所以对其含量较高的果蔬常改为蒸汽热烫。由于维生素C在加工中易氧化损失,因此保存维生素C也常采用抗氧化能力强的加硫处理来实现。传统保存维生素的重点是保存维生素C,而常常忽略对种类繁多的B族维生素的保存。近年来研究人员认识到由于果蔬中维生素C含量差异很大,某些品种保维生素C毫无意义,而含量较丰富且对人体有多种重要生理功能的B族维生素的保存更有意义。目前的研究仅限于进行对各种生鲜食品中所含的主要B族维生素在脱水加工中的稳定性分析这样的基础性研究。如豆类和胡萝卜中含量较高的维生素在加工中各种温度、时间和pH条件下的损失率测定,已有报道对碱性环境维生素B,的分解率高达60%-80%,在PH2——5,温度60——1401的条件下,反应的速度常数尺和pH、温度有以下关系:
lgK=14.91+0.51-6777(1/T)(7-3)研究人员还得出明胶、卵白蛋白、糊精、可溶性淀粉添加剂对保维生素15,均有一定的保护作用。
改善产品风味
生鲜食品产生的风味由于品种不同而各异。对脱水过程来说,保存或改善其原有风味,是预处理的一大任务。
改善风味近年来为了保存或增强使人愉悦的风味,消除或减弱使人不快的怪味,风味增强剂(鲜、甜、辣、咸味等味觉剂及其组合,各种芳香味嗅觉剂及其组合)开始在食品工业中得到应用。试验证明,某些风味增强剂对改善脱水果蔬的风味品质起着良好的作用,但对风味增强的机理至今仍然不清楚。在调水分活度型脱水果蔬加工中,水分活性控制剂往往又是调味剂。目前常用的糖类和盐类混合使用,收效良好,这里甜咸比适宜是关键。
保存风味生鲜食品中的成分主要为有机化合物,其分子中的化学键大多属于共价键。共价键的断裂通常有两种方式,一种为均裂,另一种为异裂。异裂产生人们熟悉的阳离子和阴离子,均裂则产生自由基,简单的化学表达式如式(7-4)。
均裂X:Y——X'+Y+(?_4)
调控产品复原性
这类产品的特点是产品复原性的某个方面得到了调控。在热风干燥产品低复原性的情况下,需要通过调控使其复原性显著提高;在真空冷冻干燥(冻干)产品高复原性的情况下,为了与其他脱水产品配伍,需要通过调控使其复原性显著下降。
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