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影响食品质量的关键因素

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:食品添加剂是为改善食品品质,增强食品的色、香、味,因防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。目前将来自包装材料和加工设备等食品接触材料的残留物也纳入其中。目前,食品的真实性属于消费者隐含的要求,即消费者期望产品能够与包装上提供的信息保持一致。至于收获条件、收获的时间和收获时机械损害的发生均是影响产品质量的因素。

影响食品质量的关键因素

品质量取决于原辅料、食品加工过程、贮存、运输等环节,也取决于食品的组成与特性,同时与食品链中各环节所涉及的人员素质与行为相关。食品是一个复杂和动态的系统,其中各组分可以相互作用,而且含量具有可变性,甚至可能会随着时间的推移而改变相关性质。关于可能导致食品质量劣变的详细知识可以参见食品原料学、食品工艺学、食品化学、食品酶学、食品微生物学等与专业基础课相关的教材。

(一)食品组成与真实性

1. 食品组成

尽管食品体系相当复杂,但是其组成大致可以分成:营养成分、食品添加剂和营养强化剂、污染物、农兽药残留物及其它有毒有害物质,有时还可能存在违法添加的非食用物质。

食品的营养成分为:水分、矿物元素、碳水化合物、脂类物质、蛋白质氨基酸维生素以及其它特殊的功能成分,如多酚类化合物、皂苷、黄酮等。宏量和微量营养成分的数量和可用性决定了食品的营养价值。此外,常量营养素通常会影响食品的质构,如脂肪影响脂溶性维生素、颜色组分和挥发性香味化合物的吸收,从而影响食品的营养、色泽和香味。许多因素影响食用农产品中营养化合物组成和含量的变化,如季节的变化,栽培品种的差异,栽培和繁殖条件的变化等,这些是食用农产品的自然属性。同样,食品中营养成分和含量也会随着贮藏条件和时间而变化。

食品添加剂是为改善食品品质,增强食品的色、香、味,因防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。包括营养强化剂、食品用香料、胶基糖果中基础剂物质、食品工业用加工助剂。需要注意的是,不能将食品添加剂与非法添加物相混淆,如三聚氰胺苏丹红吊白块甲醇甲醛等都属于非法添加物。目前我国食品添加剂有23个类别,2000多个品种,包括酸度调节剂、抗结剂消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、酶制剂、增味剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠剂、香料等。详细知识参见食品添加剂相关书籍和标准。

食品中的污染物可能有很多不同的来源,例如环境或加工过程。环境污染物包括无机和有机化学品,主要来自工业过程对大气和水的排放,典型的环境污染物是芳香烃、二英、多氯联苯、重金属(汞、铅、镉、铬、砷)等。加工污染物是在食品制造过程中形成的化合物,如N-亚硝基化合物、苯并芘、杂环胺类、丙烯酰胺、氯丙醇等。

食品中的残留物通常指在农业生产中使用的特定化学物质,它与降解产物在加工转化为食品时无意留在农产品中。常见的农药残留物包括有机磷农药、有机氯农药、有机菊酯类农药、氨基甲酸酯类农药等,常见的兽药残留包括各种抗生素残留和激素类药物残留。目前将来自包装材料和加工设备等食品接触材料的残留物也纳入其中。

食品中其它有毒有害物质包括真菌毒素、细菌毒素、天然毒素、病毒、寄生虫等。

关于食品组分的分析,可参见食品分析与食品分析实验教材,或相关书籍,亦可直接参考相关国家食品安全标准。

2. 食品的真实性

食品的真实性(可靠性),重点在于 “真实”二字,是真与假的问题,所以,也被称为食品的可靠性,指的是食品的实际组成和功能与标签或宣传材料中的说明一致。目前市场上出现的各种经济利益驱动型掺假案例,如在香米中掺杂更便宜的大米,将养殖的鲑鱼充作野生鲑鱼出售,用蜂蜜加白糖的方式制作所谓的天然蜂蜜,用马肉冒充牛肉,还有 “不明不白的白酒”“三精一水的葡萄酒”“复原鲜榨果汁”“复原鲜牛乳”“化学勾兑酿造酱油和食醋”等,这些食品造假、以次充好、标示虚假产地等均属 “食品的真实性”问题,虽然不一定会造成食品安全危害,但是严重干扰和破坏了公平的市场竞争秩序,对一些行业(如白酒、葡萄酒、食醋、有机食品等)造成 “劣币驱逐良币”现象,降低了消费者对国产食品的信心。随着食品造假技术的演变,采用常规手段越来越难以检测食品造假。这种现象并不是我国特有的,已经成为全球食品安全监管难题。

目前,食品的真实性属于消费者隐含的要求,即消费者期望产品能够与包装上提供的信息保持一致。2018年我国已成立食品真实性技术国际联合研究中心,不久的将来,我国或许会出台食品真实性相关标准。

(二)种植与养殖

种植和养殖是食品质量的源头。植物类产品包括耕作、收获、青贮;动物类产品涉及动物的饲养,渔业和生鲜鱼、肉的生产加工。这两类生产链的质量控制都依赖于技术和积极管理。

1. 种植和收获

影响果蔬等级的主要因素是植物育种、种植农场和收获贮藏。农场的两个主要因素是种植经验和收获条件。种植和收获条件极大地影响着新鲜农产品和加工产品的性质,包括营养组成、感官品质、天然毒素的含量、抗菌剂和抗氧化剂等。

种植期间重要的质量影响因素包括:①通过作物育种或者基因工程选择适宜的品种;②栽培操作包括播种日期、营养补充、灌溉和植物保护;③环境的影响,如温度、日照长度和降雨的数量。

质量的要求与作物本身密切相关。例如对于小麦,最重要的质量标准是谷蛋白的含量,它与面制品的焙烤质量和必需氨基酸的含量呈正相关性。天气条件和均衡的氮供应对这些品质参数起主要影响作用。油菜籽营养和工艺品质由油中脂肪酸的组成确定,而脂肪酸的组成是由遗传决定的。在很大程度上,是植物育种工作者而不是农民控制油脂质量。至于收获条件、收获的时间和收获时机械损害的发生均是影响产品质量的因素。

在果蔬的成长和成熟期间会发生很多的生化变化,包括:①细胞壁组成的变化,如水果的软化;②淀粉糖的转化,如香蕉中淀粉降解形成简单的糖产生甜味;③在马铃薯玉米等农产品中以淀粉的合成为主;④色素的代谢,如在成熟期叶绿素通常消失,而胡萝卜素和异黄酮等其它色素进行合成;⑤成熟期香味化合物及其前体物质的生成。

判断庄稼是否成熟通常高度取决于个人经验。可采取观察某一个特性的方法,如大小、形状、颜色、软硬;也可进行抽样调查,如一些农作物,例如白菜和甘薯,有一个广泛的可接受的成熟范围。但是,也有一些必须严格控制收获时间的农作物,确定收获时间与作物成熟度的关系非常重要。如气味、高纤维、易坏等因素。

在收获和运输时可能发生机械损害。植物器官的损伤可能导致许多不良结果:①伤口修复:形成物理的屏障,如蜡质层或芦笋中的木质素沉积。②生成应激代谢物:这些代谢物似乎对植物有保护功能,但可能对食品质量有负面影响。例如胡萝卜中的香豆素和马铃薯块茎中的配糖生物碱(应激代谢物)具有一定的苦味。而且,一些应激代谢物表现出一定的毒性,是一些不良的酶反应的前体物质。③酶促褐变:发生在机械损伤处产生对新鲜农产品不利的褐变反应。④乙烯的产生:在伤口修复处,乙烯会促进呼吸,加速熟化和衰老过程。

采收后,新鲜农产品的损伤将加速其变质,导致产品货架期变短。农产品损伤包括:外表面划痕、刺痕、刮痕,内外表面瘀痕、晒伤、热害和冷害。损伤的原因有:产品相互挤压,采收、搬运不当,容器不合适,过度包装,人员踩踏或坐压盛产品的容器等。

采收后的贮藏条件:新鲜农产品从农田被转运到仓库,然后进行分类、分级、预处理和包装。在转运和贮藏过程中,产品大都暴露于有阳光、通风的条件下,而且产品搬运、贮藏时间和温度、相对湿度、空气成分、抗真菌和细菌处理等因素都会影响产品质量。

农产品一经采收,就应避免阳光直晒,因为晒伤将导致产品变质。产品装卸过程应注意防止造成机械损伤。不能将产品紧密或大量地堆积在一起,否则,新鲜农产品的呼吸作用将导致中心温度升高。而强制通风、调节湿度、冷藏、气调等方式可以延长产品采收后的寿命。

2. 养殖和屠宰

农场生产环境对新鲜鱼、肉制品的物理化学性质有重要影响。然而食品特色是非固有品质。在动物产品中可影响最终产品质量的要素是繁殖、饲养、生产条件和健康

(1)品种的选择 大部分的育种计划对提高产量的重视超过了对改进产品质量的重视。例如奶牛品种的选育对牛乳产率有深刻影响。但对牛乳组成影响较小。体重较重的品种倾向于多产乳。某些猪的品种,具有一定的遗传倾向。就像杜洛克品种具有肌肉颜色较暗、较红,脂肪层硬度大和肉质较嫩的特点。这些品种通常与其它品种杂交,以获得包括肉的质量在内的理想品质。

(2)动物饲养 动物饲养也会影响到动物产品的品质。饲料的种类和数量可以影响到乳、肉、蛋的品质。例如最近的调查研究中指出,动物的基本脂肪酸构架可以通过饲养来改变。还有,环境污染物和细菌可以影响到动物产品的安全性,尤其是用含有黄曲霉毒素的草料来饲养奶牛会生成黄曲霉毒素的羟基化代谢产物并进入牛乳中。

(3)动物健康 动物健康和兽药的使用同样可影响产品的质量。例如乳腺炎的发生将引起牛乳组成和理化性质的改变。牛乳中体细胞的数量是衡量牛乳质量和卫生品质的指标,也可反映已知动物乳腺炎发生的情况。为了保护消费者,欧盟和食品法典委员会设立了动物来源的食品中,兽药的最大限制残留量。另外在饲料中添加抗生素以促进动物生长的行为也受到了关注。动物病原菌可能会对抗生素产生抗药性。而这些抗药性的病原菌可能从动物转到人体,存在的潜在风险是人类使用的抗生素也对付不了这些抗性病原菌。这对于人类健康产生的影响可能是非常严重的。(www.xing528.com)

(4)畜舍条件 畜舍的条件一定程度上决定了动物体表微生物的载量。通常动物住处越清洁,微生物载量越低。对于肉类的生产,外部和内部的细菌载量均是影响食品安全的重要因素。尽管屠宰动物的皮下组织通常认为是无菌的,但是内外高细菌载量会导致在运输过程中动物的交叉污染。或者在屠宰过程中无菌肉的污染。对于牛乳的生产必须采取的卫生防范措施包括清洗乳头,清洗和消毒牛乳设备,排除患有乳腺炎奶牛的乳。对于鱼类,在皮肤和鳃的表面的细菌菌群受到海洋环境变化的影响,在较冷的海水中以嗜冷的阴性菌为主,在较温暖的海水中,嗜温菌和微球菌是主要的腐败细菌。畜舍设计的另一方面是集约型饲养模式和自由放养模式,在一些层面上暴露于开放环境与野生动物接触,可能会提高动物患病概率,感官质量上的主要影响源自在外界环境中更适应环境的物种的繁殖和草料种类的丰富。间接影响是在外界环境成长,临宰前可能会产生应激反应。然而,在一些感官评定的研究中,放养环境下的动物制成的产品更多汁,美味

(5)动物的运输和屠宰条件 运输和屠宰条件会影响内在的特征如感官品质、食品安全和微生物货架期。

(6)应激 在屠宰动物的运输和操作中的应激因素,如运动、恐惧、温度都会对肉的品质产生负面作用。例如经受应激刺激的猪的肉质松软、持水性差,由于应激反应糖酵解被加速,肌浆蛋白降解成收缩性的蛋白质从而改变肉的物理性质。

在运输和操作中,防止和减少应激的措施包括:①适宜的装载密度,过大的密度会造成PSE(pale soft exudative ueat)猪肉、DFD(dark,firm and dry)牛肉以及由运输引起的严重的肌肉淤血。②装载和卸载的设备,即踏板倾斜的角度,太陡了会导致心跳加速而产生应激反应。此外,干草叉用作驱赶工具,会导致胴体的外皮开裂或甚至背部脂肪出血,均对肉的品质产生负面影响。③运输的持续时间对肉的品质同样有影响。运输时间太短会提高具有P SE猪肉特征的胴体数量。运输时间较长可使动物产生适应和平静,使得因装载而引起的代谢紊乱恢复正常。④动物的混杂。在屠宰房中,动物彼此不熟悉会引起特殊的应激反应,产生P SE或DFD肉。在实践中已经证明有必要在有限的选择下,使动物进入各自的通道。

(7)屠宰条件 屠宰的过程包括许多步骤,例如杀死、放血、热烫、去皮以及取内脏。在这一过程中,无菌的皮下肌肉组织可能会被消化管道、体表、手、刀具以及其它使用的工具等所污染。新鲜分割肉表面的菌落总数在103~105 CFU/cm2。刚杀死的动物的微生物载量可用含有氯、乳酸或者其它化学试剂的热水喷洗胴体来降低到一定程度。另外,严格控制屠宰场的环境,例如墙壁、地板、道具,都可以减少污染带来的风险。

(8)食用农产品中潜在的安全风险 包括:环境污染物、农药残留物、兽药残留物、生长激素、重金属等,此外还包括各种动物疫病。农业生产方式的改变(如大棚种植、地膜)也可能引发新的食品安全危害,如食用农产品中三聚氰胺增加。

(三)加工与销售

食品加工的目的是:方便保藏、延长货架期、提升产品的感官特性和可消化性,并且加强食品的健康效应。传统的保藏方式主要有热处理、添加防腐剂(例如利用食盐和糖降低水分活度),微生物发酵(例如降低产品pH)等。在激烈的食品加工过程中通常会产生一些化学危害,例如亚硝胺、氯丙醇、3,4-苯并芘、丙烯酰胺等。消费者对食品质量,尤其是安全和口感的需求,迫使食品工厂应用一些非传统的加工技术,例如采用较温和的杀菌温度、栅栏技术(使用一系列温和的处理方式来实现食品安全与质量的稳定控制)。

每种食品都有一系列特定的加工和处理步骤,但主要的生产活动大致相同。食品加工链上的常见影响因素包括:原材料贮藏和预处理,原材料和终产品包装和终产品贮藏和分销。具体情况简述如下。

1. 原材料的贮藏和预处理条件

影响加工食品质量的一个最主要因素是原材料最初的状况。例如原始微生物污染,复合物浓度等。另外,贮藏条件也会影响原材料的质量。例如温度、相对湿度、包装完整度、卫生条件等。

关于原材料的加工,首先要进行预处理。常见的预处理包括分类、清洗、除去农药、去皮、取出动物内脏,切丁、切片、混匀等。在食品加工过程中,加工用的工具(滤筛、切刀等),预处理所用的化学药剂(加在清洗用水中,或者喷洒在胴体上),设备的卫生设计等,都是影响产品质量的重要因素。除了技术条件,加工者的素质也会影响产品质量。

2. 原材料加工和终产品包装条件

产品加工有不同的工序,例如热处理、干燥、蒸发、挤压成型、发酵等。这些工序可以用来延长货架期,提高安全性,产生某种感官特性(如油炸),或者提高产品的可消化性(如发酵)。保藏技术的选择(剧烈温度处理还是使用栅栏技术),加工设备的类型(持续型或间断型,大型或小型),加工参数的合理性,加工设备的状态(如卫生设计水平)等,都是影响最终质量的重要因素。

在加工过程中,必须很好地掌握某些产品特性(如Aw,pH)和应用的工艺条件(如T-t关系)对食品体系中不同过程的影响。例如水分活度是控制微生物生长、酶活性和化学反应的重要因素。如水分活度低于0. 6时,微生物不能生长。但是,在很低或较高的水分活度下,脂质氧化会加剧。低水分活度下虽然可以抑制微生物腐败变质,但仍易发生酶促变质。

温度随时间变化的速率决定了竞争性化学反应的相对速率以及杀灭微生物的速率。食品加工要尽量使时间和温度的结合最优化,以最小的热损伤,生产出安全、稳定的食品。

最后,终产品的包装也是食品生产体系中非常重要的一步。包装不完整、包装材料不合适、标签不恰当等,都会影响到产品的货架期和安全性。

3. 终产品的贮藏和销售条件

在终产品的贮藏和销售过程中,应维持终产品的特性。期间影响包装食品的主要因素有:贮藏温度和持续时间、相对湿度、包装材料的适宜性和完整度。如表1-5所示为食品贮藏的相关因素概要。

表1-5 影响食品贮藏的相关因素

(四)零售和终产品处理

食品在被食堂、餐馆、消费者购买和制备前,通常都要经过零售商。在这个环节中,影响食品最终质量的重要因素有:仓储条件,商铺里的环境(如冰箱冷藏柜的温度),新鲜食品切片和包装过程中操作者的卫生状况,包装完整度等。消费者是食品供应链中的最后一环,或者说是溯源过程中的第一环节。消费者从超市、店铺(面包店、肉铺)或者菜市场等地方购买食物。同时,消费者也可以在熟食摊、食堂、餐馆等地方消费。户外熟食摊的食品制备过程通常存在较高的食品安全风险。在家庭中,影响食品质量的因素通常与贮藏设备的条件(如冰箱的制冷能力)、制备过程中的卫生条件(如砧板的清洁度)、烹饪条件(如烹饪时间和温度,翻动情况等)密切相关,在餐馆和食堂中也是如此。在餐饮制备过程中,操作者应该考虑参照食谱,服从清洁的原则等,都有益于保证食品的质量和安全。实际上,由于餐厅和家庭主夫/妇的处理不当,可以导致许多食物中毒事件的发生。因此,食品制备者在食品质量中的作用不容低估。

(五)社会环境

社会、政治、经济和技术环境,都可以通过导向和权利影响企业对食品质量的决策。社会道德的导向提供了一系列定义是非的原则,而公司的氛围导向(如持股人)对决策有直接影响。典型的导向有:人类健康,动物福利(社会、政治方面),生物技术(技术、政治方面),发展中国家的供应(社会、经济、政治方面)。根据各自的影响力,这些导向提供了产品质量标准中某些指标的取与舍。其中,政府在食品安全方面有着强大的影响力和明确的导向。政府可以制定规章制度,进行严格监管来影响食品质量。

此外,供应链中的契约精神,也充分发挥了约束食品生产经营企业的社会作用。供应链管理的核心就是契约(supply chain contract),通过契约把客户、客户的客户、供应商乃至供应商的供应商连接到一起。链条上的任何一个环节不尊重、不遵守契约都有可能导致整个供应链的失败,也就是各节点企业乃至整个行业的失败。

(六)企业与员工

企业的氛围对食品质量也有重要的影响。多数企业难以长期持续保持产品质量稳定的主要因素就是没有关注质量管理精神层面的问题,也就是员工的质量意识问题。而员工质量意识的提高仅仅依靠质量工具与管理体系是不够的,必须借助于企业质量文化的建设。正如质量大师戴明所说:“质量管理不像拧开水龙头那样一蹴而就。它是一种文化,是一个公司的生活方式。”因此,企业质量文化的建设应该与技术进步和质量管理同等重要。

员工更是质量控制与管理中的关键要素。近年来,人为破坏食品安全的事故时有发生,包括投毒、掺假(放入异物)、破坏产品固有品质等。为提高预防这些蓄意的人为破坏食品安全事故的能力,确保相关问题得到及时、有效、妥善的解决,企业通常需要建立食品安全防护计划。但是,这类管理措施应该与柔性管理相结合,通过激发员工内心深处的主动性、内在潜力和创造精神,提升员工的内在驱动力和自我约束力,使企业目标转变为员工的自发行动,而不是依靠权力影响力(如上级的发号施令)。

以上有关可能影响食品质量因素的表述,让我们了解到保证食品质量的复杂性。掌握影响食品质量变化的具体因素,可以为食品质量的设计、控制、改进或者安全措施等提供评估方法。

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