微波处理对食品营养成分的影响研究

江敏仪，吴志成，相红丽*

（1.合生元（广州）健康产品有限公司，广东广州 510663；2.广州检验检测认证集团有限公司，广东广州 511447）

微波最初被应用在数据通信行业中，但随着对其研究的不断深入，人们发现用微波对食物进行加热具有良好的效果，因而在食品行业内被广泛应用。在人们日常生活中最为常见的便是微波炉，其主要是利用微波对食品进行加热，在食品杀菌、解冻等方面有着常规手段无可比拟的优势，在现代快节奏的城市生活中，为人们提供了极大的便利，因而也被更多的人接受和认可。但采用微波对食品进行处理，对食物内部的营养成分会产生较大的影响，而不同营养成分在经过微波加热之后也会发生不同的变化。这种变化不仅大大降低了食品本身的营养价值，同时也会给人们的身体健康带来负面的影响。因此，对微波处理食品过程中的营养成分变化进行深入的分析具有十分重要的现实意义。

1 食品微波加工技术

微波加工技术是一种利用食品本身吸收微波能，并转化为热能对其加热的方式，微波能够使食品本身热量升高，从而达到对食品进行加热的目的。在人们日常生活中，对微波利用最多的便是微波炉，其主要是利用自身携带的磁控管将电能转换为微波能，放置在微波炉中的食品则会通过吸收微波能对食品中的水分、脂肪以及蛋白质等成分进行快速振荡，其最高频率可达300 GHz，因此微波炉有着高效的加热效率[1]。与微波加热方式不同的是，传统的加热方式是通过热量由外到内、由表及里的传递来完成加热过程，采用这种模式对食品进行加热，不可避免地会出现温度梯度，尤其是在对某些体积较大的食物进行加热时，可能会出现受热不均的现象，而采用微波来对食品进行加热则可做到食品内部和外部同步加热，完美解决传统加热方式中存在的加热不均匀问题。微波炉的结构如图1 所示。

图1 微波炉结构示意图

2 微波处理对食品营养成分的影响

2.1 对蛋白质的影响

根据现阶段的研究成果，没有直接结果证明微波能够损害食品中蛋白质的共价键或者其他化学键，因此微波对于蛋白质分子的作用机理尚不明确。从能量角度分析，微波光子能力不足以断开蛋白质中的化学键。但在实际使用过程中，微波会干扰化学键的合成，进而对食物中的蛋白质形成危害[2]。微波也干扰了蛋白质的热水解，研究已经证实微波加热对牛乳中蛋白质成分伤害不大，对酱油中氨基酸氮的构成也不会引起损害。微波加热还能够增加蛋白质的营养价值，研究发现通过对鱼肉进行微波处理，鱼肉中不溶性蛋白质含量和成分没有发生明显变化，但检测发现出现了新的可溶性高蛋白物质，增加了食品的营养价值。但在对豆类制品加工时，发现微波加热会破坏大豆蛋白的三级结构。大豆蛋白的主要成分为球蛋白，通过微波加热会降低豆类制品中球蛋白的含量，降低了豆类制品的营养价值。一般来讲，采用微波加热能够在一定程度上改变蛋白质的结构，降低蛋白质的营养价值。例如，鱼肉中具有较高的蛋白质含量，在采用微波炉进行烹饪时应注意加热的时间和温度，一旦时间过长或者温度过高就会导致微波辐射量过大，致使鱼肉中的可溶性蛋白质转换成为多聚体，对鱼肉的营养成分产生影响。

2.2 对维生素的影响

为了更好地发现微波技术对食品中维生素的影响，通过设计对比试验，测定不同的烹饪方法对于维生素保存情况进行研究[3]。研究对象选取维生素含量较为丰富的食材，将微波加工作为实验组，煤气烹调作为对照组，通过测定烹调后维生素C 的含量，分析微波技术对于维生素的影响，不同加工技术对食品中维生素C 保存率的影响如表1 所示。

由表1 可知，微波技术对于食品中维生素C的保存率优于煤气加热烹调方法，在菠菜中维生素保存率达到82.06%，实验中最低的保存率也在48.12%[4]。原因是微波技术加热效率高，加热速度快，维生素C 作为热敏感性的物质，烹调时间越短对于烹调破坏较少。同时煤气烹调使用铁锅做饭，铁离子会加速维生素C 的氧化。

表1 不同加工技术对维生素C 保存率影响

此外，许多科研工作者还采用试验的方法检验了微波处理对维生素E、维生素B1和胡萝卜素产生的效果，认为通过适当的微波处理技术可巩固保留食品中大多数的维生素E。在微波过程中，微波还会对植物油进行热分解，使游离的多种脂肪酸浓度提高，使矮基催化过氧化物分解产生自由基，使维生素E 分子的结构改变，而使维生素损耗率增多。

2.3 对糖类的影响

碳水化合物作为食物中重要的组成部分，在微波加工时会产生一系列变化。常见的化学反应有糖的焦化、美拉德反应等。微波加热对食品中糖类的焦化作用主要体现为食品中含有的葡萄糖、蔗糖会由于微波辐射而发生融化，如果微波辐射量过大，还会导致食品因脱水而焦糖化，在这种情况下，食品中含有的低聚糖在微波加热下快速升温，进而产生焦糖或其他暗褐色物质，致使食品的营养流失。通过对食品进行微波加工，研究美拉德反应情况，发现挥发性气味成分以及变色程度会随着电解质的添加而增加[5]。换而言之，在煮饭加热时，加入调味品食盐等会使气味成分增加。此外，在微波加工中加工食品的pH 值也会影响美拉德反应。研究人员对大豆进行微波加热试验时，发现大豆的颜色在微波加热8 min 后发生明显的变化，出现黑褐色情况，且焦糖散发气味明显，说明大豆产生了糖的焦化反应。为更好地解释微波技术对糖类和碳水化合物的影响，使用了微波焙烤与流炉焙甘薯的对比试验，结果表明以微波方式加热的红薯中所含的碳水化合物、糊精含量及其还原糖均小于流炉焙烤出的红薯。

2.4 对脂肪的影响

微波技术对食品中油脂的稳定性具有显著的影响，主要表现在油脂饱和度方面。通过微波加热能够有效保持不饱和脂肪酸的稳定性，假如使用微波处理奶油，内部油脂的浓度不会有显著变化，不过由于油脂小球的直径会变小，油脂小球的表面积增大，从而产生了浮性减少的状况[6]。但从另一方面来看，如果长时间采用微波加热脂肪类物质，则会导致食品产生难闻的气味，不仅影响食品的营养价值，也会影响食品的口感、色泽等。而脂肪发生氧化之后就会变成脂肪酸，脂肪酸的不断氧化将会产生不饱和醛类，其一旦和食品中的蛋白质、维生素等营养物质发生反应，就会产生褐色的中间体物质，从而严重影响食品的口感[7]。

3 减少微波加热对食品营养成分损害的方式

3.1 加强对微波技术的研发力度

加大对微波技术的研究力度，组建专业研究项目。加大对微波技术专业人员的培养力度，通过建立微波技术的研发机构、和高校开展合作研发等方式，制定出详细的研究计划，将微波技术和营养学、食品工程等学科进行一体化结合，采用全新的技术和理念，积极探索降低微波处理食品时对营养成分破坏的方法，并研发出新型的微波技术设备，达到在保留微波技术应用优点的基础上，尽量降低微波加热对食品营养成分的损害的目的[8]。

3.2 掌握正确的微波加热食品方法

微波炉是人们日常生活中常用的一种设备，要遵照微波炉的使用方法科学合理使用。例如，使用微波炉加热食品，最好先将食品加热至七成，这样可有效降低食物中的维生素损失，也可保持食品的鲜美口感[9]。盛放食物时应选择标注有微波炉适用的器皿，避免使用不合标准的塑料饭盒放入微波炉中进行加热，因为塑料在受热时可能会释放出一些有害成分，污染食物，危害人体健康。此外，使用微波炉加热食物时间不宜过长，以免引起食物变质。

4 结语

综上所述，采用微波加热食品对食品中蛋白质、维生素、脂肪以及糖类等营养元素所造成的影响不可避免，且长时间食用经过微波加热的食物也会对人体的健康产生负面的影响，因而对微波加热食品的研究还有待深入。从当前阶段来看，在使用微波处理食品时，为了在最大程度上降低其对于食品营养成分的影响，需要严格按照微波技术的应用标准，掌握正确的使用方法对食品进行处理，以便确保食品中营养成分尽可能的保留。此外，还应加大对于微波技术的研究力度，通过不断引入新的技术和理念，积极探索降低微波处理食品时对营养成分破坏的方法，同时做好微波对食品营养成分破坏的预防措施，从而在最大程度上保证人们的健康。