Термическая обработка пищевых продуктов и стабильность питательных веществ

Термическая обработка пищевых продуктов использует контролируемый нагрев для обеспечения безопасности и стабильности продуктов посредством таких операций, как бланширование, пастеризация, стерилизация и приготовление пищи. Тот же нагрев, который инактивирует микроорганизмы и ферменты, также вызывает химические изменения, поэтому центральной проблемой является то, какая часть пищевой, питательной и сенсорной ценности продукта сохраняется после обработки.

Definition

Термическая обработка пищевых продуктов — это применение тепла к пищевым продуктам для инактивации микроорганизмов и ферментов и для достижения желаемых изменений в качестве, при этом стабильность питательных веществ относится к степени сохранения термочувствительных питательных веществ в процессе обработки.

Scope

Статья охватывает основные термические операции, кинетику, с помощью которой тепло инактивирует микробы и разрушает термочувствительные питательные вещества, а также компромисс между достижением безопасности и сохранением качества. Это справочная и образовательная тема по принципам обработки, а не советы по приготовлению пищи или диете.

Core questions

• Сколько тепла необходимо для обеспечения безопасности пищевого продукта и как это количественно определяется?
• Какие питательные вещества наиболее уязвимы к термической деградации?
• Как можно разработать процессы для максимального сохранения питательных веществ при обеспечении безопасности?
• Почему потери зависят от таких факторов, как температура, время, содержание воды и выщелачивание?

Key concepts

• Бланширование, пастеризация и стерилизация
• Инактивация микробов и ферментов
• Кинетика термической деградации
• Термолабильные витамины (витамин С, тиамин, фолиевая кислота)
• Потери от выщелачивания
• Реакция Майяра и потемнение
• Оптимизация времени и температуры

Mechanisms

Нагревание повышает температуру пищевого продукта, так что инактивация микробов и ферментов следует кинетике зависимости от времени и температуры, в то время как термочувствительные питательные вещества разлагаются по своим собственным температурно-зависимым путям. Водорастворимые витамины, такие как витамин С, тиамин и фолиевая кислота, особенно уязвимы, теряясь как в результате химического разложения, так и в результате выщелачивания в воду для приготовления или бланширования; стабильность тиамина, например, зависит одновременно от температуры и активности воды. Тепло также ускоряет реакцию Майяра между восстанавливающими сахарами и аминогруппами, изменяя цвет, вкус и доступность некоторых аминокислот. Поскольку цели безопасности и деградация питательных веществ по-разному реагируют на температуру и время, процессы могут быть оптимизированы для обеспечения сохранения.

Clinical relevance

Термическая обработка изменяет содержание питательных веществ в пищевых продуктах, что актуально при интерпретации таблиц состава пищевых продуктов и оценке потребления питательных веществ. Эта статья описывает, как тепло влияет на состав пищевых продуктов, и не является основой для индивидуальных диетических или клинических решений.

Evidence & guidelines

Данные получены в основном из исследований пищевой химии кинетики сохранения и деградации питательных веществ, включая обзоры сохранения витаминов при бланшировании и экспериментальные работы по стабильности витаминов в зависимости от тепла и активности воды. Сообщаемые потери сильно зависят от продукта, питательного вещества и конкретных условий обработки, поэтому цифры являются специфичными для условий, а не универсальными.

History

Термическое консервирование стало наукой после демонстрации Николя Аппером в начале XIX века консервирования путем нагревания в герметичных контейнерах и более поздних работ Пастера по термической инактивации микроорганизмов. В XX веке пищевая наука добавила количественную кинетику гибели микробов и деградации питательных веществ, что позволило разрабатывать процессы на основе измеримых зависимостей времени и температуры и исследований сохранения витаминов.

Debates

Баланс безопасности и сохранения питательных веществ

Более интенсивная термическая обработка повышает микробиологическую безопасность и срок годности, но также увеличивает потерю термочувствительных питательных веществ и сенсорного качества; выбор интенсивности процесса является компромиссом, основанным на различных кинетиках инактивации и деградации.

Key figures

• Theodore P. Labuza
• John D. Selman

Seminal works

• selman-1994
• labuza-1982-thiamin

Frequently asked questions

Почему приготовление пищи снижает содержание витаминов в овощах?

Термочувствительные витамины, такие как витамин С и тиамин, разлагаются при повышении температуры и со временем, а водорастворимые витамины также теряются при выщелачивании в воду для приготовления пищи, поэтому размер потери зависит от используемого метода и условий.

Связана ли термическая обработка только с уменьшением количества питательных веществ?

Нет. Ее основная цель — инактивировать микроорганизмы и ферменты, чтобы сделать пищу безопасной и стабильной; потеря питательных веществ является побочным эффектом, который можно минимизировать при разработке процесса.