食品工藝學課件

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1、食 品 工 藝 學food technology 緒 論一 、 食 物 與 食 品食 物 是 人 體 生 長 發(fā) 育 、 更 新 細 胞 、 修 補組 織 、 調 節(jié) 機 能 必 不 可 少 的 營 養(yǎng) 物 質 ， 也是 產(chǎn) 生 熱 量 保 持 體 溫 、 進 行 體 力 活 動 的 能量 來 源 。食 品 經(jīng) 過 加 工 制 作 的 食 物 統(tǒng) 稱 為 食 品 二 、 食 品 的 分 類 分 類 ： 食 品 分 類 的 方 法 很 多 ， 可 以 按 保藏 方 法 分 、 按 原 料 種 類 分 、 按 原 料 和 加 工方 法 分 、 按 產(chǎn) 品 特 點 分 。 按 保 藏 方 法 分 類

2、dehydrated garlic flake干 藏 類 芋 籽冷 凍 類Canned Mushroom罐 頭 類黃 瓜腌 漬 類 輻 射 制 品發(fā) 酵 制 品 煙 熏 制 品 按 原 料 種 類 分果 蔬 制 品 肉 禽 制 品 乳 制 品谷 物 制 品水 產(chǎn) 制 品 按 加 工 方 法 分焙 烤 制 品 飲 料 糖 果罐 頭 制 品 擠 壓 制 品速 凍 制 品 （ 綠 蘆 筍 ） 干 制 品發(fā) 酵 制 品 按 產(chǎn) 品 特 點 分方 便 食 品 療 效 食 品嬰 兒 食 品工 程 食 品（ 模 擬 食 品 ）快 餐 食 品 休 閑 食 品功 能 食 品（ 保 健 食 品 ） 三 、 食 品

3、 應 符 合 的 要 求 安 全 性 耐 藏 性 營 養(yǎng) 外 觀 風 味 方 便 四 、 加 工 工 藝1. 概 念 食 品 科 學 與 工 程 領 域 的 一 些 概 念 食 品 科 學 食 品 工 藝 學 食 品 科 學借 用 Food Science （ Norman)的 定 義 食 品 科 學 可 以 定 義 為 應 用 基 礎 科 學 及 工程 知 識 來 研 究 食 品 的 物 理 、 化 學 及 生 化 性質 及 食 品 加 工 原 理 的 一 門 科 學 。 食 品 科 學食 品 加 工 食 品 科 學 食 品 分 析食 品 工 程 食 品 微 生 物 五 個 基 礎 框 架1

4、. 食 品 的 基 礎 研 究 領 域 （ 或 者 稱 之 為 狹 義 食 品 科 學 ） ： 包 括 食 品化 學 ， 研 究 食 品 的 組 成 、 結 構 、 物 化 生 化 特 點 及 加 工 和 使 用 過程 中 的 變 化 的 一 門 科 學 。2. 食 品 分 析 領 域 ： 分 析 食 品 產(chǎn) 品 及 組 分 的 質 量 特 點 、 化 學 的 原 理3. 食 品 微 生 物 領 域 ： 研 究 環(huán) 境 對 食 品 腐 敗 的 作 用 以 及 微 生 物 對 食品 本 身 及 食 品 制 造 過 程 的 影 響 、 微 生 物 的 檢 驗 、 公 共 健 康 等 問題 的 一

5、門 科 學4. 食 品 加 工 領 域 ： 研 究 食 品 原 材 料 特 點 、 食 品 保 藏 原 理 、 影 響 食品 質 量 、 包 裝 及 污 染 的 加 工 因 素 、 良 好 生 產(chǎn) 操 作 及 衛(wèi) 生 操 作 的一 門 科 學 這 也 是 本 課 程 的 主 要 研 究 內 容5. 食 品 工 程 領 域 ： 即 研 究 食 品 加 工 過 程 中 的 工 程 原 理 及 單 元 操 作的 科 學 ， 工 程 原 理 包 括 物 料 與 能 量 平 衡 、 熱 力 學 、 流 體 ； 流 體流 動 、 傳 熱 與 傳 質 等 等 。 食 品 工 藝 學 食 品 工 藝 學 是

6、應 用 化 學 、 物 理 學 、 生 物 學 、微 生 物 學 和 食 品 工 程 原 理 等 各 方 面 的 基 礎知 識 、 研 究 食 品 資 源 利 用 、 原 輔 材 料 選 擇 、保 藏 加 工 、 包 裝 、 運 輸 以 及 上 述 因 素 對 食品 質 量 貨 架 壽 命 、 營 養(yǎng) 價 值 、 安 全 性 等 方面 的 影 響 的 一 門 科 學 。 食 品 加 工 的 目 的 滿 足 消 費 者 要 求 ； 延 長 食 品 的 保 存 期 ； 增 加 多 樣 性 ； 提 高 附 加 值 。 食 品 加 工 過 程 或 多 或 少 都 含 有 這 些 目 的 ，但 要 加

7、工 一 個 特 定 產(chǎn) 品 其 目 的 性 可 能 各 不相 同 。 比 如 冷 凍 食 品 的 目 的 主 要 是 保 藏 或延 長 貨 架 壽 命 ； 糖 果 工 業(yè) 的 主 要 目 的 是 提供 多 樣 性 。 但 是 要 達 到 各 個 產(chǎn) 品 的 目 的 卻 并 不 簡 單 ，并 不 是 買 來 設 備 就 可 以 生 產(chǎn) ， 或 達 到 生 產(chǎn)出 食 品 并 贏 利 的 目 的 第 一 章 食 品 的 成 分第 一 節(jié) 食 品 的 一 般 成 分 一 、 蛋 白 質 蛋 白 質 是 生 物 體 的 重 要 組 成 部 分 ， 由 碳 、氫 、 氧 、 氮 、 硫 等 元 素 組 成

8、 。 蛋 白 質 的 水解 產(chǎn) 物 是 -氨 基 酸 ， 大 多 數(shù) 蛋 白 質 是 由 20種 氨 基 酸 構 成 。 功 能 1、 構 成 機 體 和 生 命 的 重 要 物 質 基 礎 催 化 作 用 、 調 節(jié) 生 理 功 能 、 氧 的 運 輸 、 肌肉 收 縮 、 支 架 作 用 、 免 疫 作 用 、 遺 傳 調 控 2、 建 造 新 組 織 和 修 補 更 新 組 織 3、 供 能 4、 賦 予 食 品 重 要 的 功 能 特 性 1、 植 物 蛋 白 質 大 豆 蛋 白 質 油 料 蛋 白 質 谷 物 蛋 白 質 葉 蛋 蛋 白 質 2、 動 物 蛋 白 質 肉 類 蛋 白

9、質 乳 蛋 蛋 白 質 雞 蛋 蛋 白 質 魚 肉 蛋 白 質 3、 微 生 物 蛋 白 質 二 、 碳 水 化 合 物 功 能 1、 供 能 與 節(jié) 約 蛋 白 質 2、 構 成 體 質 3、 維 持 神 經(jīng) 系 統(tǒng) 的 功 能 與 解 毒 4、 有 益 腸 道 功 能 5、 食 品 加 工 中 的 重 要 原 、 輔 材 料 食 品 中 的 碳 水 化 合 物 ， 根 據(jù) FAO/WHO的 最新 報 告 ， 按 其 化 學 組 成 、 生 理 作 用 和 健 康意 義 ， 可 分 為 糖 (包 括 單 糖 、 雙 糖 和 糖 醇 ）低 聚 糖 （ 包 括 低 聚 麥 芽 糖 和 其 它 低

10、 聚 糖 ）以 及 多 糖 （ 包 括 淀 粉 和 非 淀 粉 多 糖 ） 三 類 。 1、 單 糖 1） 葡 萄 糖 ， 主 要 有 淀 粉 水 解 而 來 ， 是 機 體 吸 收 、 利 用最 好 的 單 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 類 中 最 甜 的 物 質 。 2、 雙 糖 1） 蔗 糖 ， 廣 泛 存 在 于 植 物 界 ， 是 食 品 工 業(yè) 中 最 重 要 的 含能 甜 味 物 質 ， 在 人 類 營 養(yǎng) 上 也 有 重 要 意 義 。 蔗

11、糖 容 易 引 起齲 齒 。 2） 異 構 蔗 糖 3） 麥 芽 糖 4） 乳 糖 ， 是 哺 乳 動 物 乳 汁 的 主 要 成 分 5） 異 構 乳 糖 ， 能 促 進 腸 道 有 益 菌 （ 雙 歧 乳 酸 桿 菌 ） 的 增殖 ， 抑 制 腐 敗 菌 的 生 長 ， 促 進 腸 道 中 雙 歧 桿 菌 自 行 合 成 某些 B組 維 生 素 ， 不 被 消 化 、 吸 收 ， 有 整 場 、 通 便 等 作 用 。 3、 多 糖 1） 淀 粉 和 糖 元 2） 果 膠 、 纖 維 素 和 半 纖 維 素 、 植 物 膠 、 海藻 多 糖 、 微 生 物 多 糖 等 三 、 脂 類 功

12、能 構 成 體 質 供 能 與 保 護 機 體 提 供 必 須 脂 肪 酸 與 促 進 脂 溶 性 維 生 素 吸 收 增 加 飽 腹 感 和 改 善 食 品 感 官 性 狀 1、 脂 肪 主 要 是 作 為 體 內 能 量 儲 存 的 形 式 ， 在 人 和動 物 體 內 ， 它 還 有 潤 滑 、 保 護 、 保 溫 的 功能 。 脂 肪 通 常 是 由 甘 油 和 三 分 子 脂 肪 酸 組成 的 三 酰 甘 油 酯 ， 在 營 養(yǎng) 上 最 重 要 的 是 脂肪 酸 。 1、 脂 肪 酸 的 種 類 1） 飽 和 脂 肪 酸 飽 和 脂 肪 酸 攝 食 過 多 與 心 血 管 等 慢 性

13、 疾 病 的 發(fā) 生有 關 ， 所 以 應 控 制 或 降 低 飽 和 脂 肪 酸 的 攝 食 。 2） 不 飽 和 脂 肪 酸 多 不 飽 和 脂 肪 酸 ， 由 其 是 n-3和 n-6系 列 多 不 飽 和脂 肪 酸 對 人 體 具 有 很 重 要 的 生 物 學 意 義 ， 其 中 亞油 酸 和 亞 麻 酸 是 機 體 的 必 須 脂 肪 酸 。 2、 類 脂 類 脂 是 指 那 些 性 質 類 似 脂 肪 的 物 質 。 種 類很 多 ， 主 要 包 括 磷 脂 、 糖 脂 和 固 醇 等 。 此外 也 還 包 括 脂 溶 性 維 生 素 和 脂 蛋 白 。 類 脂具 有 很 重 要

14、 的 生 物 學 意 義 。 但 是 在 營 養(yǎng) 上除 脂 溶 性 維 生 素 外 ， 其 重 要 性 不 如 油 脂 。 四 、 維 生 素 維 生 素 是 維 持 人 體 正 常 生 理 功 能 所 必 須 的一 類 有 機 化 合 物 。 它 們 種 類 繁 多 、 性 質 各異 ， 基 本 上 可 分 為 水 溶 性 維 生 素 和 脂 溶 性維 生 素 兩 類 。 前 者 主 要 包 括 C族 及 B族 維 生素 ， 后 者 包 括 維 生 素 A、 D、 E、 K。 五 、 礦 物 質 元 素 礦 物 質 又 稱 無 機 鹽 。 人 體 所 有 各 種 元 素 中 ，除 碳 、 氫

15、 、 氧 、 氮 主 要 以 有 機 化 合 物 形 式存 在 外 ， 其 他 各 種 元 素 無 論 含 量 多 少 統(tǒng) 稱為 礦 物 質 。 鈣 、 磷 、 鉀 、 鈉 、 鎂 、 氯 與 硫 七 種 元 素 ，含 量 在 體 重 的 0.01%以 上 ， 人 體 需 要 量 在100mg/d以 上 ， 稱 常 量 元 素 或 宏 量 元 素 ， 而低 于 以 上 數(shù) 值 的 其 他 元 素 則 稱 為 微 量 元 素或 痕 量 元 素 。 六 、 其 他 成 分 1、 有 機 酸 2、 酶 第 二 節(jié) 食 品 的 特 殊 成 分 一 、 呈 味 成 分 1、 甜 味 和 甜 味 物 質

16、糖 及 衍 生 物 糖 醇 類 物 質 是 構 成 果 蔬 甜 味 的主 要 物 質 ， 蔗 糖 、 果 糖 、 葡 萄 糖 是 果 蔬 中主 要 的 糖 類 物 質 ， 此 外 還 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 質 常 見 食 用 酸 味 物 質 有 醋 酸 、 乳 酸 、 檸 檬 酸 、酒 石 酸 、 蘋 果 酸 等 3、 咸 味 和 咸 味 物 質 4、 苦 味 和 苦 味 物 質 5、 其 他 呈 味 物 質 澀 味 物 質 、 辣 味 物 質 、 鮮 味 物 質 二 、

17、 香 氣 成 分 1、 果 蔬 中 的 香 氣 成 分 醇 、 酯 、 醛 、 酮 和 萜 等 化 合 物 是 構 成 果 蔬 香 味 的 主 要 物 質 。 2、 肉 類 中 的 香 氣 成 分 各 種 熟 肉 中 關 鍵 而 共 同 的 三 大 風 味 成 分 為 硫 化 物 、 呋 喃 類 和 含 氮 化 合物 ， 另 外 還 有 羰 化 物 、 脂 肪 酸 、 脂 肪 醇 、 內 酯 、 芳 香 族 化 合 物 等 。 3、 乳 制 品 中 的 香 氣 成 分 鮮 奶 、 稀 奶 油 和 黃 油 主 要 為 中 長 鏈 脂 肪 酸 、 羰 化 物 ； 奶 粉 和 煉 乳 主 要為 甲

18、基 酮 和 烯 醛 等 ； 酸 奶 中 為 乳 酸 、 乙 酸 、 異 戊 醛 等 重 要 風 味 成 分 。 4、 水 產(chǎn) 品 中 的 香 氣 成 分 鮮 味 ： 5-肌 酐 酸 、 氨 基 酸 酰 胺 及 肽 類 、 谷 氨 酸 鈉 及 琥 珀 酸 鈉 等 。 5、 茶 葉 中 的 香 氣 成 分 6、 食 品 加 熱 后 的 香 氣 成 分 三 、 色 素 成 分 1、 吡 咯 色 素 1） 葉 綠 素 主 要 由 葉 綠 素 a和 葉 綠 素 b兩 種 色 素 組 成 ，葉 綠 素 a呈 藍 綠 色 ， 葉 綠 素 b為 黃 綠 色 ， 通 常 它 們 在 植 物 體內 以 3： 1的

19、 比 例 存 在 。 2） 血 紅 素 是 肌 肉 和 血 液 中 的 主 要 色 素 。 在 血 液 中 主 要以 血 紅 蛋 白 的 形 式 存 在 ， 在 肌 肉 中 主 要 以 肌 紅 蛋 白 的 形 式存 在 。 2、 多 烯 色 素 類 胡 蘿 卜 素 其 顏 色 表 現(xiàn) 為 黃 、 橙 、 紅 。 果蔬 中 類 胡 蘿 卜 素 有 300多 種 ， 但 主 要 有 胡 蘿 卜 素 、 番 茄 紅素 、 番 茄 黃 素 、 辣 椒 紅 素 、 辣 椒 黃 素 和 葉 黃 素 等 。 3、 酚 類 色 素 4、 其 他 天 然 色 素 四 、 天 然 毒 物 成 分 與 污 染 物

20、分 為 由 生 物 遺 傳 特 性 所 決 定 的 原 料 固 有 的 毒 物 與原 料 生 產(chǎn) 和 加 工 中 受 到 污 染 而 殘 留 的 毒 物 兩 類 。 1、 天 然 毒 性 成 分 蛋 白 酶 抑 制 劑 、 血 細 胞 凝 集 素 、 生 物 堿 2、 污 染 物 N-亞 硝 基 化 合 物 、 多 環(huán) 芳 烴 化 合 物 、 雜 環(huán) 胺 類 化合 物 除 此 之 外 ， 水 源 、 土 壤 中 的 污 染 物 質 和 化 肥 、 農(nóng)藥 、 獸 藥 都 可 能 進 入 食 品 原 料 ； 食 物 在 儲 存 加 工中 也 容 易 受 到 有 害 微 生 物 和 環(huán) 境 污 染

21、。 目 前 ， 食品 污 染 正 呈 增 加 趨 勢 。 第 三 節(jié) 食 品 成 分 的 加 工 特 性 一 、 蛋 白 質 的 加 工 特 性 水 和 性 、 溶 解 度 、 粘 度 、 凝 膠 性 、 乳 化 性 、 發(fā) 泡 性 等 1、 水 和 性 蛋 白 質 的 濃 度 、 pH、 溫 度 、 時 間 、 離 子 強 度 等 。 1） 總 吸 水 率 隨 蛋 白 質 濃 度 的 增 加 而 增 加 ； 2） 等 電 點 時 蛋 白 質 之 間 的 相 互 作 用 達 到 最 大 ， 但 表 現(xiàn) 出 最 小 的 水 合作 用 和 膨 脹 力 。 例 如 ， 牛 肌 肉 在 死 后 僵 直

22、 期 ， 當 pH從 6.5下 降 到 5.0左右 等 電 點 時 ， 其 持 水 力 明 顯 下 降 ， 因 而 導 致 因 而 導 致 肉 的 汁 液 減 少 和嫩 度 降 低 ； 3） 蛋 白 質 結 合 水 的 能 力 一 般 隨 溫 度 的 升 高 而 降 低 ； 但 當 熱 處 理 時 掩蔽 在 內 部 的 肽 鏈 和 極 性 側 鏈 轉 向 表 面 ， 反 而 提 高 了 結 合 水 的 能 力 。 4） 水 、 鹽 和 氨 基 酸 側 鏈 之 間 常 常 會 發(fā) 生 競 爭 性 結 合 ， 低 鹽 濃 度 時 ，蛋 白 質 的 水 合 能 力 增 加 ； 高 鹽 濃 度 時 ，

23、 水 -鹽 之 間 的 相 互 作 用 會 超 過水 -蛋 白 質 之 間 的 相 互 作 用 ， 導 致 蛋 白 質 的 脫 水 。 2、 溶 解 度 溶 解 度 大 小 隨 最 終 的 pH、 離 子 強 度 、 溫 度 及 蛋 白 質 濃 度而 變 化 。 3、 粘 度 影 響 因 素 主 要 是 分 散 的 蛋 白 質 分 子 或 顆 粒 的 表 觀 直 徑 ， 直徑 又 與 下 列 參 數(shù) 有 關 ： a、 蛋 白 質 分 子 的 固 有 特 性 ； b、 蛋白 質 和 溶 劑 間 的 相 互 作 用 ； C、 蛋 白 質 之 間 的 相 互 作 用 決定 凝 聚 體 的 大 小 4

24、、 凝 膠 性 乳 制 品 、 面 團 、 各 種 加 熱 或 剁 碎 的 肉 糜 和 魚 制 品 、 大 豆 蛋白 制 品 以 及 用 擠 壓 和 紡 絲 的 方 法 加 工 的 質 構 化 植 物 蛋 白 等 。 熱 處 理 、 冷 處 理 、 輕 微 酸 化 、 增 加 鹽 類 、 鈣 離 子 、 酶 解 等都 可 以 提 高 凝 膠 速 率 和 凝 膠 強 度 。 5、 乳 化 性 1） 蛋 白 質 的 溶 解 度 和 乳 化 能 力 之 間 通 常 正 相 關 。 2） pH。 有 些 蛋 白 質 在 等 電 點 時 溶 解 度 低 ， 有 些 高 ； 有 些在 遠 離 等 電 點

25、時 溶 解 度 高 。 3） 溫 度 。 加 熱 通 常 能 降 低 吸 附 在 界 面 上 的 蛋 白 質 膜 的 粘度 和 硬 度 ， 因 而 會 降 低 乳 狀 液 的 穩(wěn) 定 性 。 4） 高 度 水 化 的 界 面 蛋 白 膜 5） 加 入 小 分 子 的 表 面 活 性 劑 6、 發(fā) 泡 性 氣 泡 的 尺 寸 及 其 分 布 取 決 于 許 多 因 素 ， 如 液 面 的 表 面 張 力 、粘 度 和 形 成 泡 沫 時 的 能 量 消 耗 量 。 分 布 均 勻 的 小 氣 泡 通 常有 利 于 食 品 的 質 地 滑 潤 和 松 軟 ， 還 能 提 高 風 味 成 分 的 分

26、 散性 和 使 感 覺 更 加 良 好 。 蛋 白 質 酥 皮 、 蛋 糕 、 棉 花 糖 、 氣 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、 單 糖 、 低 聚 糖 的 加 工 特 性 吸 濕 性 、 保 濕 性 概 念 常 見 糖 的 吸 濕 性 從 強 到 弱 的 排 序 為 ： 果 糖 、轉 化 糖 、 麥 芽 糖 、 葡 萄 糖 、 蔗 糖 、 無 水 乳糖 糖 液 滲 透 壓 的 提 高 能 抑 制 微 生 物 的 生 長 。細 菌 、 霉 菌 、 酵 母 菌 。 糖 溶 液 能 引 起 冰 點 下 降 ，