食品工艺学课件

食 品 工 艺 学food technology 绪 论一 、 食 物 与 食 品食 物 是 人 体 生 长 发 育 、 更 新 细 胞 、 修 补组 织 、 调 节 机 能 必 不 可 少 的 营 养 物 质 ， 也是 产 生 热 量 保 持 体 温 、 进 行 体 力 活 动 的 能量 来 源 。食 品 经 过 加 工 制 作 的 食 物 统 称 为 食 品 二 、 食 品 的 分 类 分 类 ： 食 品 分 类 的 方 法 很 多 ， 可 以 按 保藏 方 法 分 、 按 原 料 种 类 分 、 按 原 料 和 加 工方 法 分 、 按 产 品 特 点 分 。 按 保 藏 方 法 分 类dehydrated garlic flake干 藏 类 芋 籽冷 冻 类Canned Mushroom罐 头 类黄 瓜腌 渍 类 辐 射 制 品发 酵 制 品 烟 熏 制 品 按 原 料 种 类 分果 蔬 制 品 肉 禽 制 品 乳 制 品谷 物 制 品水 产 制 品 按 加 工 方 法 分焙 烤 制 品 饮 料 糖 果罐 头 制 品 挤 压 制 品速 冻 制 品 （ 绿 芦 笋 ） 干 制 品发 酵 制 品 按 产 品 特 点 分方 便 食 品 疗 效 食 品婴 儿 食 品工 程 食 品（ 模 拟 食 品 ）快 餐 食 品 休 闲 食 品功 能 食 品（ 保 健 食 品 ） 三 、 食 品 应 符 合 的 要 求 安 全 性 耐 藏 性 营 养 外 观 风 味 方 便 四 、 加 工 工 艺1. 概 念 食 品 科 学 与 工 程 领 域 的 一 些 概 念 食 品 科 学 食 品 工 艺 学 食 品 科 学借 用 Food Science （ Norman)的 定 义 食 品 科 学 可 以 定 义 为 应 用 基 础 科 学 及 工程 知 识 来 研 究 食 品 的 物 理 、 化 学 及 生 化 性质 及 食 品 加 工 原 理 的 一 门 科 学 。 食 品 科 学食 品 加 工 食 品 科 学 食 品 分 析食 品 工 程 食 品 微 生 物 五 个 基 础 框 架1. 食 品 的 基 础 研 究 领 域 （ 或 者 称 之 为 狭 义 食 品 科 学 ） ： 包 括 食 品化 学 ， 研 究 食 品 的 组 成 、 结 构 、 物 化 生 化 特 点 及 加 工 和 使 用 过程 中 的 变 化 的 一 门 科 学 。2. 食 品 分 析 领 域 ： 分 析 食 品 产 品 及 组 分 的 质 量 特 点 、 化 学 的 原 理3. 食 品 微 生 物 领 域 ： 研 究 环 境 对 食 品 腐 败 的 作 用 以 及 微 生 物 对 食品 本 身 及 食 品 制 造 过 程 的 影 响 、 微 生 物 的 检 验 、 公 共 健 康 等 问题 的 一 门 科 学4. 食 品 加 工 领 域 ： 研 究 食 品 原 材 料 特 点 、 食 品 保 藏 原 理 、 影 响 食品 质 量 、 包 装 及 污 染 的 加 工 因 素 、 良 好 生 产 操 作 及 卫 生 操 作 的一 门 科 学 这 也 是 本 课 程 的 主 要 研 究 内 容5. 食 品 工 程 领 域 ： 即 研 究 食 品 加 工 过 程 中 的 工 程 原 理 及 单 元 操 作的 科 学 ， 工 程 原 理 包 括 物 料 与 能 量 平 衡 、 热 力 学 、 流 体 ； 流 体流 动 、 传 热 与 传 质 等 等 。 食 品 工 艺 学 食 品 工 艺 学 是 应 用 化 学 、 物 理 学 、 生 物 学 、微 生 物 学 和 食 品 工 程 原 理 等 各 方 面 的 基 础知 识 、 研 究 食 品 资 源 利 用 、 原 辅 材 料 选 择 、保 藏 加 工 、 包 装 、 运 输 以 及 上 述 因 素 对 食品 质 量 货 架 寿 命 、 营 养 价 值 、 安 全 性 等 方面 的 影 响 的 一 门 科 学 。 食 品 加 工 的 目 的 满 足 消 费 者 要 求 ； 延 长 食 品 的 保 存 期 ； 增 加 多 样 性 ； 提 高 附 加 值 。 食 品 加 工 过 程 或 多 或 少 都 含 有 这 些 目 的 ，但 要 加 工 一 个 特 定 产 品 其 目 的 性 可 能 各 不相 同 。 比 如 冷 冻 食 品 的 目 的 主 要 是 保 藏 或延 长 货 架 寿 命 ； 糖 果 工 业 的 主 要 目 的 是 提供 多 样 性 。 但 是 要 达 到 各 个 产 品 的 目 的 却 并 不 简 单 ，并 不 是 买 来 设 备 就 可 以 生 产 ， 或 达 到 生 产出 食 品 并 赢 利 的 目 的 第 一 章 食 品 的 成 分第 一 节 食 品 的 一 般 成 分 一 、 蛋 白 质 蛋 白 质 是 生 物 体 的 重 要 组 成 部 分 ， 由 碳 、氢 、 氧 、 氮 、 硫 等 元 素 组 成 。 蛋 白 质 的 水解 产 物 是 -氨 基 酸 ， 大 多 数 蛋 白 质 是 由 20种 氨 基 酸 构 成 。 功 能 1、 构 成 机 体 和 生 命 的 重 要 物 质 基 础 催 化 作 用 、 调 节 生 理 功 能 、 氧 的 运 输 、 肌肉 收 缩 、 支 架 作 用 、 免 疫 作 用 、 遗 传 调 控 2、 建 造 新 组 织 和 修 补 更 新 组 织 3、 供 能 4、 赋 予 食 品 重 要 的 功 能 特 性 1、 植 物 蛋 白 质 大 豆 蛋 白 质 油 料 蛋 白 质 谷 物 蛋 白 质 叶 蛋 蛋 白 质 2、 动 物 蛋 白 质 肉 类 蛋 白 质 乳 蛋 蛋 白 质 鸡 蛋 蛋 白 质 鱼 肉 蛋 白 质 3、 微 生 物 蛋 白 质 二 、 碳 水 化 合 物 功 能 1、 供 能 与 节 约 蛋 白 质 2、 构 成 体 质 3、 维 持 神 经 系 统 的 功 能 与 解 毒 4、 有 益 肠 道 功 能 5、 食 品 加 工 中 的 重 要 原 、 辅 材 料 食 品 中 的 碳 水 化 合 物 ， 根 据 FAO/WHO的 最新 报 告 ， 按 其 化 学 组 成 、 生 理 作 用 和 健 康意 义 ， 可 分 为 糖 (包 括 单 糖 、 双 糖 和 糖 醇 ）低 聚 糖 （ 包 括 低 聚 麦 芽 糖 和 其 它 低 聚 糖 ）以 及 多 糖 （ 包 括 淀 粉 和 非 淀 粉 多 糖 ） 三 类 。 1、 单 糖 1） 葡 萄 糖 ， 主 要 有 淀 粉 水 解 而 来 ， 是 机 体 吸 收 、 利 用最 好 的 单 糖 。 2） 果 糖 ， 蜂 蜜 和 很 多 水 果 中 含 有 果 糖 ， 糖 尿 病 人 可 以食 用 果 糖 ， 果 糖 的 甜 度 很 高 ， 是 通 常 糖 类 中 最 甜 的 物 质 。 2、 双 糖 1） 蔗 糖 ， 广 泛 存 在 于 植 物 界 ， 是 食 品 工 业 中 最 重 要 的 含能 甜 味 物 质 ， 在 人 类 营 养 上 也 有 重 要 意 义 。 蔗 糖 容 易 引 起龋 齿 。 2） 异 构 蔗 糖 3） 麦 芽 糖 4） 乳 糖 ， 是 哺 乳 动 物 乳 汁 的 主 要 成 分 5） 异 构 乳 糖 ， 能 促 进 肠 道 有 益 菌 （ 双 歧 乳 酸 杆 菌 ） 的 增殖 ， 抑 制 腐 败 菌 的 生 长 ， 促 进 肠 道 中 双 歧 杆 菌 自 行 合 成 某些 B组 维 生 素 ， 不 被 消 化 、 吸 收 ， 有 整 场 、 通 便 等 作 用 。 3、 多 糖 1） 淀 粉 和 糖 元 2） 果 胶 、 纤 维 素 和 半 纤 维 素 、 植 物 胶 、 海藻 多 糖 、 微 生 物 多 糖 等 三 、 脂 类 功 能 构 成 体 质 供 能 与 保 护 机 体 提 供 必 须 脂 肪 酸 与 促 进 脂 溶 性 维 生 素 吸 收 增 加 饱 腹 感 和 改 善 食 品 感 官 性 状 1、 脂 肪 主 要 是 作 为 体 内 能 量 储 存 的 形 式 ， 在 人 和动 物 体 内 ， 它 还 有 润 滑 、 保 护 、 保 温 的 功能 。 脂 肪 通 常 是 由 甘 油 和 三 分 子 脂 肪 酸 组成 的 三 酰 甘 油 酯 ， 在 营 养 上 最 重 要 的 是 脂肪 酸 。 1、 脂 肪 酸 的 种 类 1） 饱 和 脂 肪 酸 饱 和 脂 肪 酸 摄 食 过 多 与 心 血 管 等 慢 性 疾 病 的 发 生有 关 ， 所 以 应 控 制 或 降 低 饱 和 脂 肪 酸 的 摄 食 。 2） 不 饱 和 脂 肪 酸 多 不 饱 和 脂 肪 酸 ， 由 其 是 n-3和 n-6系 列 多 不 饱 和脂 肪 酸 对 人 体 具 有 很 重 要 的 生 物 学 意 义 ， 其 中 亚油 酸 和 亚 麻 酸 是 机 体 的 必 须 脂 肪 酸 。 2、 类 脂 类 脂 是 指 那 些 性 质 类 似 脂 肪 的 物 质 。 种 类很 多 ， 主 要 包 括 磷 脂 、 糖 脂 和 固 醇 等 。 此外 也 还 包 括 脂 溶 性 维 生 素 和 脂 蛋 白 。 类 脂具 有 很 重 要 的 生 物 学 意 义 。 但 是 在 营 养 上除 脂 溶 性 维 生 素 外 ， 其 重 要 性 不 如 油 脂 。 四 、 维 生 素 维 生 素 是 维 持 人 体 正 常 生 理 功 能 所 必 须 的一 类 有 机 化 合 物 。 它 们 种 类 繁 多 、 性 质 各异 ， 基 本 上 可 分 为 水 溶 性 维 生 素 和 脂 溶 性维 生 素 两 类 。 前 者 主 要 包 括 C族 及 B族 维 生素 ， 后 者 包 括 维 生 素 A、 D、 E、 K。 五 、 矿 物 质 元 素 矿 物 质 又 称 无 机 盐 。 人 体 所 有 各 种 元 素 中 ，除 碳 、 氢 、 氧 、 氮 主 要 以 有 机 化 合 物 形 式存 在 外 ， 其 他 各 种 元 素 无 论 含 量 多 少 统 称为 矿 物 质 。 钙 、 磷 、 钾 、 钠 、 镁 、 氯 与 硫 七 种 元 素 ，含 量 在 体 重 的 0.01%以 上 ， 人 体 需 要 量 在100mg/d以 上 ， 称 常 量 元 素 或 宏 量 元 素 ， 而低 于 以 上 数 值 的 其 他 元 素 则 称 为 微 量 元 素或 痕 量 元 素 。 六 、 其 他 成 分 1、 有 机 酸 2、 酶 第 二 节 食 品 的 特 殊 成 分 一 、 呈 味 成 分 1、 甜 味 和 甜 味 物 质 糖 及 衍 生 物 糖 醇 类 物 质 是 构 成 果 蔬 甜 味 的主 要 物 质 ， 蔗 糖 、 果 糖 、 葡 萄 糖 是 果 蔬 中主 要 的 糖 类 物 质 ， 此 外 还 含 有 甘 露 糖 、 半乳 糖 、 木 糖 、 核 糖 以 及 山 梨 醇 、 甘 露 醇 和木 糖 醇 等 。 2、 酸 味 和 酸 味 物 质 常 见 食 用 酸 味 物 质 有 醋 酸 、 乳 酸 、 柠 檬 酸 、酒 石 酸 、 苹 果 酸 等 3、 咸 味 和 咸 味 物 质 4、 苦 味 和 苦 味 物 质 5、 其 他 呈 味 物 质 涩 味 物 质 、 辣 味 物 质 、 鲜 味 物 质 二 、 香 气 成 分 1、 果 蔬 中 的 香 气 成 分 醇 、 酯 、 醛 、 酮 和 萜 等 化 合 物 是 构 成 果 蔬 香 味 的 主 要 物 质 。 2、 肉 类 中 的 香 气 成 分 各 种 熟 肉 中 关 键 而 共 同 的 三 大 风 味 成 分 为 硫 化 物 、 呋 喃 类 和 含 氮 化 合物 ， 另 外 还 有 羰 化 物 、 脂 肪 酸 、 脂 肪 醇 、 内 酯 、 芳 香 族 化 合 物 等 。 3、 乳 制 品 中 的 香 气 成 分 鲜 奶 、 稀 奶 油 和 黄 油 主 要 为 中 长 链 脂 肪 酸 、 羰 化 物 ； 奶 粉 和 炼 乳 主 要为 甲 基 酮 和 烯 醛 等 ； 酸 奶 中 为 乳 酸 、 乙 酸 、 异 戊 醛 等 重 要 风 味 成 分 。 4、 水 产 品 中 的 香 气 成 分 鲜 味 ： 5-肌 酐 酸 、 氨 基 酸 酰 胺 及 肽 类 、 谷 氨 酸 钠 及 琥 珀 酸 钠 等 。 5、 茶 叶 中 的 香 气 成 分 6、 食 品 加 热 后 的 香 气 成 分 三 、 色 素 成 分 1、 吡 咯 色 素 1） 叶 绿 素 主 要 由 叶 绿 素 a和 叶 绿 素 b两 种 色 素 组 成 ，叶 绿 素 a呈 蓝 绿 色 ， 叶 绿 素 b为 黄 绿 色 ， 通 常 它 们 在 植 物 体内 以 3： 1的 比 例 存 在 。 2） 血 红 素 是 肌 肉 和 血 液 中 的 主 要 色 素 。 在 血 液 中 主 要以 血 红 蛋 白 的 形 式 存 在 ， 在 肌 肉 中 主 要 以 肌 红 蛋 白 的 形 式存 在 。 2、 多 烯 色 素 类 胡 萝 卜 素 其 颜 色 表 现 为 黄 、 橙 、 红 。 果蔬 中 类 胡 萝 卜 素 有 300多 种 ， 但 主 要 有 胡 萝 卜 素 、 番 茄 红素 、 番 茄 黄 素 、 辣 椒 红 素 、 辣 椒 黄 素 和 叶 黄 素 等 。 3、 酚 类 色 素 4、 其 他 天 然 色 素 四 、 天 然 毒 物 成 分 与 污 染 物 分 为 由 生 物 遗 传 特 性 所 决 定 的 原 料 固 有 的 毒 物 与原 料 生 产 和 加 工 中 受 到 污 染 而 残 留 的 毒 物 两 类 。 1、 天 然 毒 性 成 分 蛋 白 酶 抑 制 剂 、 血 细 胞 凝 集 素 、 生 物 碱 2、 污 染 物 N-亚 硝 基 化 合 物 、 多 环 芳 烃 化 合 物 、 杂 环 胺 类 化合 物 除 此 之 外 ， 水 源 、 土 壤 中 的 污 染 物 质 和 化 肥 、 农药 、 兽 药 都 可 能 进 入 食 品 原 料 ； 食 物 在 储 存 加 工中 也 容 易 受 到 有 害 微 生 物 和 环 境 污 染 。 目 前 ， 食品 污 染 正 呈 增 加 趋 势 。 第 三 节 食 品 成 分 的 加 工 特 性 一 、 蛋 白 质 的 加 工 特 性 水 和 性 、 溶 解 度 、 粘 度 、 凝 胶 性 、 乳 化 性 、 发 泡 性 等 1、 水 和 性 蛋 白 质 的 浓 度 、 pH、 温 度 、 时 间 、 离 子 强 度 等 。 1） 总 吸 水 率 随 蛋 白 质 浓 度 的 增 加 而 增 加 ； 2） 等 电 点 时 蛋 白 质 之 间 的 相 互 作 用 达 到 最 大 ， 但 表 现 出 最 小 的 水 合作 用 和 膨 胀 力 。 例 如 ， 牛 肌 肉 在 死 后 僵 直 期 ， 当 pH从 6.5下 降 到 5.0左右 等 电 点 时 ， 其 持 水 力 明 显 下 降 ， 因 而 导 致 因 而 导 致 肉 的 汁 液 减 少 和嫩 度 降 低 ； 3） 蛋 白 质 结 合 水 的 能 力 一 般 随 温 度 的 升 高 而 降 低 ； 但 当 热 处 理 时 掩蔽 在 内 部 的 肽 链 和 极 性 侧 链 转 向 表 面 ， 反 而 提 高 了 结 合 水 的 能 力 。 4） 水 、 盐 和 氨 基 酸 侧 链 之 间 常 常 会 发 生 竞 争 性 结 合 ， 低 盐 浓 度 时 ，蛋 白 质 的 水 合 能 力 增 加 ； 高 盐 浓 度 时 ， 水 -盐 之 间 的 相 互 作 用 会 超 过水 -蛋 白 质 之 间 的 相 互 作 用 ， 导 致 蛋 白 质 的 脱 水 。 2、 溶 解 度 溶 解 度 大 小 随 最 终 的 pH、 离 子 强 度 、 温 度 及 蛋 白 质 浓 度而 变 化 。 3、 粘 度 影 响 因 素 主 要 是 分 散 的 蛋 白 质 分 子 或 颗 粒 的 表 观 直 径 ， 直径 又 与 下 列 参 数 有 关 ： a、 蛋 白 质 分 子 的 固 有 特 性 ； b、 蛋白 质 和 溶 剂 间 的 相 互 作 用 ； C、 蛋 白 质 之 间 的 相 互 作 用 决定 凝 聚 体 的 大 小 4、 凝 胶 性 乳 制 品 、 面 团 、 各 种 加 热 或 剁 碎 的 肉 糜 和 鱼 制 品 、 大 豆 蛋白 制 品 以 及 用 挤 压 和 纺 丝 的 方 法 加 工 的 质 构 化 植 物 蛋 白 等 。 热 处 理 、 冷 处 理 、 轻 微 酸 化 、 增 加 盐 类 、 钙 离 子 、 酶 解 等都 可 以 提 高 凝 胶 速 率 和 凝 胶 强 度 。 5、 乳 化 性 1） 蛋 白 质 的 溶 解 度 和 乳 化 能 力 之 间 通 常 正 相 关 。 2） pH。 有 些 蛋 白 质 在 等 电 点 时 溶 解 度 低 ， 有 些 高 ； 有 些在 远 离 等 电 点 时 溶 解 度 高 。 3） 温 度 。 加 热 通 常 能 降 低 吸 附 在 界 面 上 的 蛋 白 质 膜 的 粘度 和 硬 度 ， 因 而 会 降 低 乳 状 液 的 稳 定 性 。 4） 高 度 水 化 的 界 面 蛋 白 膜 5） 加 入 小 分 子 的 表 面 活 性 剂 6、 发 泡 性 气 泡 的 尺 寸 及 其 分 布 取 决 于 许 多 因 素 ， 如 液 面 的 表 面 张 力 、粘 度 和 形 成 泡 沫 时 的 能 量 消 耗 量 。 分 布 均 匀 的 小 气 泡 通 常有 利 于 食 品 的 质 地 滑 润 和 松 软 ， 还 能 提 高 风 味 成 分 的 分 散性 和 使 感 觉 更 加 良 好 。 蛋 白 质 酥 皮 、 蛋 糕 、 棉 花 糖 、 气 泡 奶 油 、 冰 淇 淋 、 啤 酒 泡沫 和 面 包 等 。 二 、 碳 水 化 合 物 的 加 工 特 性 1、 单 糖 、 低 聚 糖 的 加 工 特 性 吸 湿 性 、 保 湿 性 概 念 常 见 糖 的 吸 湿 性 从 强 到 弱 的 排 序 为 ： 果 糖 、转 化 糖 、 麦 芽 糖 、 葡 萄 糖 、 蔗 糖 、 无 水 乳糖 糖 液 渗 透 压 的 提 高 能 抑 制 微 生 物 的 生 长 。细 菌 、 霉 菌 、 酵 母 菌 。 糖 溶 液 能 引 起 冰 点 下 降 ，