第十三章 食品营养强化及食品新资源开发与利用

第十三章食品营养强化及食品新资源开发与利用第一节强化食品第二节食物资源的开发和利用第一节强化食品一、食品强化的目的和意义根据营养需要向食品中添加一种或多种营养素、或者天然食品，以增强食品营养价值的过程称为食品的营养强化。制成的食品称为强化食品，所添加营养成分或含有这些营养成分的物质（包括天然的或人工合成的）称为食品强化剂。（1）弥补天然食物的缺陷。（2）补充食品在加工贮藏及运输中的损失。（3）适应特殊职业和病理的需要。（4）获得营养平衡，提高营养价值。第十三章食品营养强化及食品新资源开发与利用第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用二、强化食品的基本要求（1）有明确的针对需性（2）符合营养学的需要（3）卫生及毒理上可靠（4）稳定性高、经济上合理（5）保持原有的食品风味三、常见的食品强化剂种类1．维生素类强化剂（1）维生素A维生素A普遍存在于鱼肝油中，含量为600I.U/g，而浓缩鱼肝油为5000～500000I.U/g。目前大多数为人工合成的维生素A棕榈酸酯和维生素A醋酸酯，稳定性好，也可用胡萝素提取物。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用（2）维生素D主要包括维生素D2和维生素D3，维生素VD2是低等植物，如酵母及真菌内麦角固醇经紫外线照射转变的，维生素VD3是人体内7-脱氢胆固醇经日光或紫外线照射转变的，目前药用规格的维生素VD2及维生素VD3均有生产，酱油渣、酒糟以及青霉菌菌膜中均能提取出麦角甾醇。（3）维生素C维生素C除人工合成的制剂外，也可用某些野果的抽提液浓缩成直接烘干的粉末添加。如野蔷薇果干燥后每100g制品中含VC1200～1500mg。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用（4）维生素B1维生素B1是用于治疗地区性脚气病的强化剂。近年来用苯酰硫胺素及萘2,6-二磺酸盐添加到米和面中，由于它难溶于水，并在加工贮存中较稳定。（5）维生素VB2目前国内用液体培养法大规模生产核黄素，用于强化人造奶油、花生酱等。也可使用液状食品的强化剂核黄素磷酸钠。（6）维生素PP用于食品强化剂的有性质较稳定的烟酰胺。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用2．矿物质强化剂（1）钙常用的强化剂有碳酸钙、磷酸钙、乳酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙等，也有用骨粉、蛋壳钙、活性钙离子（牡蛎等蚌类经水解处理制得）等。（2）铁常用的强化剂有柠檬酸铁胺、乳酸亚铁、硫酸亚铁等。加入适量的VC作为抗氧化剂，有助于铁的吸收。（3）锌一般用作锌的强化剂有硫酸锌、氯化锌、乳酸锌、醋酸锌等。（4）碘碘是中国最早用于强化剂的无机盐，加碘盐是目前真正纳入政府行为强制推广的强化食品。（5）硒硒多采用有机硒化合物，其中常用富硒酵母、硒化卡拉胶等作为强化剂。（6）氟常用的强化剂有氟化钠、氟硅化钠等。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用3．氨基酸类强化剂用牛奶制成的婴儿配方食品中几乎不含牛磺酸，但牛磺酸在人乳及其他哺乳动物乳汁中是主要的游离氨基酸，对人类脑神经细胞的增殖，分化及存活有过程有明显的作用。因此，要适当补充，强化剂量为300～500mg/kg。4．蛋白质强化剂（1）大豆蛋白把大豆蛋白添加到小麦制品中，可提高其蛋白效价，如小麦粉中添加10％的大豆蛋白，其蛋白效价可提高2倍以上；另外大豆蛋白还可改善谷类在加工中的功能特性。大豆蛋白常用于主食，特别是儿童食品中可生产各种强化面包、饼干、挂面、快餐等。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用（2）乳清粉及脱脂奶粉乳清粉及脱脂奶粉大多是制造奶油和干酪的副产品，富含蛋白质、乳糖等，在国外普遍用作蛋白质强化剂。（3）酵母酵母是酵母菌经培养杀灭后所得的干燥菌体，酵母含蛋白质40%～60%，并富含B族维生素和赖氨酸。一般添加量在3％以下，不会影响食品的口味。（4）鱼粉把鲜鱼经过干燥、脱脂、去腥后加工成较为纯净的食用鱼粉，蛋白质含量达80％，赖氨酸达6.98％，相当于猪肉的4倍多。（5）其他随蛋白资源的不断开发，单细胞蛋白、藻类蛋白、叶蛋白等都可作为新型的蛋白质强化剂。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用四、食品的强化方法1.原料或必需食品中添加凡国家法令强制规定添加的强化食品，以及具有公共卫生的强化 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 均属于这一类。有些国家将制成的强化米按一定比例混入一般米中出售。西方国家一般将需补充的营养素预先添加在面粉中。2.在加工过程中添加3.在成品中混入对调制奶粉、母乳化奶粉等婴幼儿食品，大多数强化剂均是用喷雾法混入成品的。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用4.物理化学强化方法物理化学强化方法是将存在于食品中的某些物质转化成所需营养素的方法。如将牛奶经紫外线照射，维生素D骤然增加。此外，食物蛋白质经过初步水解后了有利于机体的消化吸收。5.生物强化方法生物强化方法是利用生物的作用将食品中原有成分转变成人体所需的营养成分。如大豆经发酵后，不但其中蛋白质受微生物作用分解，而且还产生一定量的B族维生素，尤其是产生植物性食物中所缺少的维生素B12，因而大大提高其营养价值。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用五、常见的强化食品1.主食品强化主要在营养素损失较多的精白面粉、大米中强化，所用的强化剂有维生素B1、维生素B2、烟酸、铁、钙、赖氨酸、蛋氨酸等。2.副食品强化副食品种类繁多，如酱油是中国人民主要的调味品，所用的强化剂有维生素B1、维生素B2和铁等；西方国家80％以上的奶油都添加了维生素A和维生素D；水果罐头和果汁果酱成品通常添加一定剂量的维生素C；中国规定在地方性甲状腺病区，食盐中碘化钾添加量为1kg中添加20～50mg。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用3.强化婴幼儿食品在牛奶和米粉中强化婴幼儿生长发育所需的必需营养素，如氨基酸、牛磺酸、微量元素、维生素等，产品有强化奶粉、母乳化奶粉、强化婴儿粉等。4．混合型食品强化将具有不同营养特点的天然食物混合配制成一类食品，其意义在于各种食物中营养素的互补作用。大多是在主食中混入一定量的其他食品以弥补主食中营养素的不足，或增补某些氨基酸、维生素、矿物质等。5．其他强化食品特殊人群的食物配制，要根据其特点进行强化。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用六、食品营养强化中要注意一些问题1．强化载体的合理选择世界上各国均以粮食、乳制品、饮料和品为主。载体的选择应根据所确立的强化目的及食用对象的饮食习惯进行。2．强化剂剂量的科学性食品强化剂的使用剂量必须根据食品的营养成分与人体必需营养素的合理构成来决定。食用者应具有食用强化食品的适应症，通过医学鉴定确认某种营养缺乏，并确定选用食品强化剂的种类和剂量。另外，食用强化食品还有时间限制。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用3．科学的强化工艺对于加工用水，可通过离子交换树脂去除里边的一些Cu2＋、Fe3＋等金属离子，尽量减小对强化剂的氧化因素。其次，通过烫漂，即在70～80℃或更高的温度下滞留几十秒，可破坏食品中的多种酶类，以减少营养成分的破坏。在食品强化时应尽量避免由热加工引起的营养素的损失。通常，营养素的强化应尽量在食品加工的后期添加，并尽量避免加工损失。另外，可通过改善包装，来延长强化食品的贮藏时间，目前倡导的抽气充氮包装，尽量降低氧含量。此外降低贮存温度可减缓营养素的分解速度，如维生素C在20℃下的分解速度比6～8℃快2倍。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用4．强化效果的科学评价包括一些营养素指标的测定和营养效应的测试，前者指食品在加工贮藏过程中强化剂的保存率、残留量及该种营养素在食品中的全部含量，一般当强化剂在食品中的保存率达到50％以上认为比较理想；营养效应的测试时，要根据不同人群的生理特点对所强化的营养素进行化学的分析，并进一步通过人体观察、动物实验等做出切合实际的评价。5．正确食用强化食品大量食用强化食品，很容易造成营养素摄入过量，危害健康。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用第二节食物资源的开发和利用一、充分利用现有的食物资源1．减少食品的腐败变质由于保鲜技术不当，每年粮食总产的损失率为5％左右，果蔬的损失率则达到了20％以上。目前发达国家农产品加工产值与农业产值之比是3∶1，中国仅为0.5∶1；发达国家深加工用粮占粮食总产量的比重在70％以上，而中国只有8％；发达国家农产品加工程度在80％以上，而中国不足50％。2．充分利用土地资源，应用生物技术培育良种中国食物资源，尤其蛋白质资源严重短缺，因此，食物资源的开发利用必须以营养科学为指导原则。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用二、开发食物新资源单细胞蛋白是一类单细胞或多细胞生物蛋白质的统称，是指用各种基质大规模培养的某些酵母、细菌、真菌等食用微生物和和藻类物质。单细胞蛋白所含的蛋白质含量高达40%～80%，比大豆高10%～20%，比肉、鱼、奶酪高20%以上；氨基酸的组成较为齐全，含有人体必需的8种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸含量较高。一般成年人每天食用10～15g干酵母，就能满足对氨基酸的需要量。单细胞蛋白中还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质以及丰富的酶类和生物活性物质，如辅酶A、辅酶Q、谷胱甘肽、麦角固醇等。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用用于生产单细胞蛋白的微生物种类很多，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物。这些微生物通常要具备下列条件：所生产的蛋白质等营养物质含量高，对人体无致病作用，味道好并且易消化吸收，对培养条件要求简单，生长繁殖迅速等。单细胞蛋白的生产过程也比较简单：在培养液配制及灭菌完成以后，将它们和菌种投放到发酵罐中，控制好发酵条件，发酵完毕，用离心、沉淀等方法收集菌体，最后经过干燥处理，就制成了单细胞蛋白成品。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用利用单细胞蛋白生产比农业生产更优越，除了不受地理条件、季节和气候条件的制约，还具有以下优点。第一，生产效率高，比动植物高成千上万倍，这主要是因为微生物的生长繁殖速率快。第二，生产原料来源广，一般有以下几类：①农业废物、废水，如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水；②工业废物、废水，如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等；③石油、天然气及相关产品，如原油、柴油、甲烷、乙醇等；④H2、CO2等废气。第三，可以工业化连续生产，不仅需要的劳动力少，生产周期短，而且产量高、质量好。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用2．昆虫食品　据统计，世界上约有500种昆虫可食用，昆虫食品的发展潜力非常大。昆虫食品加工效益很高，具有以下特点。（1）饲料来源广泛、价格价廉昆虫属低等动物，大都只食用绿叶和腐败有机物两种食物，如蝗虫、蟋蟀、蚕等只食绿叶；苍蝇、蚯蚓等腐食性昆虫只需畜禽粪便喂养即可。（2）繁殖迅速一头雌虫可产成千上万粒卵，26～29℃时，39天左右就生产1代。据美国迈阿蜜“苍蝇农场”实践证明，四个月内加工生产600t蛋白质，相当于67ha良田的大豆产量。还能同时生产出脂肪、抗菌素等多种产品。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用（3）营养丰富，具有一定的保健作用昆虫的蛋白质含量在30％以上，并且人体所必需的8种氨基酸齐全。据统计，各类昆虫蛋白质含量为黄蜂81%、蟋蟀75%、蝉72%、蚯蚓65%、蝗虫60%、蜜蜂43%，蚂蚁的蛋白质含量与牛肉不相上下。大部分昆虫体脂类含量在10％～30％，且脂肪酸组成合理，不饱和脂肪酸含量较高。锌、钙、锰、镁、铁、铜等微量元素含量丰富，维生素A、维生素E、维生素C含量都很高。（4）富含活性物质许多昆虫还含有一些酶、激素、磷脂等特有的生理活性物质。如蚂蚁含有核苷酸、蚁醛、蚁酸等生理活性物质；苍蝇的幼虫（蛆）里含有62％左右的各种蛋白质和氨基酸，从蛆壳中还提取出纯度很高的几丁质。（5）工厂化生产昆虫养殖加工可在室内工厂化生产，产品附加值高，生产全程不用化药物、添加剂等。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用3．海藻食品　　常见的海藻类食品包括：发菜、紫菜、海带、海白菜、裙带菜等。海藻含丰富的矿物质，含量较高的有钙、铁、钠、镁、磷、碘等。多食海藻可有效补充铁、碘。海藻类食品中食用纤维含量较高，可降低营养素的消化吸收，尤其是降低胆固醇的吸收量。海藻中维生素丰富，可维护上皮组织健康生长，减少色素斑点；能选择性地清除汞、镉、铅等重金属致癌物。另外，海藻提取物能有效地降低血脂和血液凝固性，抗血小板凝集，改善血液流变学指标，提高血中高密度脂蛋白水平。螺旋藻内含有10％～20％的藻兰素，具有多种酶和激素的功能，是一种新型的抗癌药，人们还发现螺旋藻中含有SOD、类胰岛素、多种维生素。目前中国的养殖条件为每1m2水面每天可产10～20g螺旋藻，已位居世界的先进水平。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用4．发展食用菌食用菌不仅具有鲜美的风味、丰富的营养、还具有较高的药用价值，成为动植物之外的第三类食品。食用菌富含蛋白质，脂肪含量低，蛋白质含量高达30%～40%，氨基酸种类齐全。如猴头菌含有16种氨基酸，人体必需的氨基酸总量为每100g样品高达19.69mg。在必需氨基酸中赖氨酸的含量较高。此外，还含有丰富的维生素和矿物质，尤其B族维生素含量最为丰富。有些菌类还产生萜类、甾类等风味物质，使食用菌味道鲜美。食用菌还有较高的药用价值，大部分食用菌含有一些特定的酶类、多糖蛋白、甾类、生物碱、有机酸等多种药理作用的物质，而被应用于临床。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用5．转基因食品    以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是转基因食品。转基因生物是利用生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。如转基因番茄、大豆、玉米等食物及甜味剂、酶制剂、色素等食品添加剂。转基因食品具有以下优点：①解决粮食短缺问题。②减少农药使用，避免环境污染。③节省生产成本，降低食物售价。④增加食物营养，提高附加价值。⑤增加食物种类，提升食物品质。⑥促进生产效率，带动相关产业发展。但是也存在一些缺点：①可能对昆虫造成伤害。②可能影响周边植物的生长。③可能使昆虫或病菌在演化中增加抵抗力，或产生新的物种。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用三、科学的食品加工食品加工除了通常选取适当的食物原料、去除其不可食和有害的部分之外，最重要的就是要保证卫生、安全，并尽可能减少食品营养成分在加工过程中的损失，必要时适当添加某些营养成分以提高食品的营养价值。与此同时还应大力增加花色、品种，提高食品的色、香、味、形态、质地等感观性状，满足人们的不同需要。在对非传统食品资源的开发、应用时，更要注意科学的食品加工。例如自然界广泛存在的叶蛋白，尚需进一步研究去除其不良的气味和颜色。日益为人们重视的单细胞蛋白，除了保证安全、卫生外，还需将部分核酸去除，以减少痛风症的发病。第十三章食品营养强化及食品新资源的开发与利用以无公害农产品、绿色食品、有机食品构成了“安全食品”。这三类食品像一个金字塔，塔基是无公害农产品，中间是绿色食品，塔尖是有机食品，越往上要求越严格。这类食品的共同点是安全、优质、营养。追求安全食品是人民群众营养健康的保障，安全食品也就成为当前食品发展的一个重要方向。方便食品市场前景更加广阔。而工程食品的出现又为食品的科学加工提供了新的范例。