食品工艺学第二节 食品的功能和特性1、营养功能营养成分：蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维Attention：在营养学中，水被列入营养素，在食品加工中不将其视为营养素2、感官功能外观：形状、大小、颜色质构：硬度、黏性、弹性风味：气味、味道3、保健功能：功能性食品食品的特性：安全性、保藏性、方便性Attention：保藏性和方便性是食品工业或食品科学与工程专业所称为的食品与厨师所制 的食品的区别之所在第三节 食品加工工艺食品加工：将食物或原料经过劳动力、机械、能量及科学知识，把它们转变成半成 品或可食用产品的过程，加工可分为清洗、粉碎、混合、分离、成型、发酵、热处 理、冷冻等食品工艺：将原料加工成半成品或将原料和半成品加工成食品的过程和方法。食品工业的组成：食品加工业、食品制造业、饮料制造业和烟草加工业食品工艺学：根据技术上先进、经济上合理的原则，研究食品的原材料、半成品和 成品的加工过程和方法的一门应用科学。Review：食品原料的特性：有生命活动，季节性和地区性，复杂性，易腐性食品变质的原因：微生物的作用，酶的作用，物理化学作用食品保藏的途径：运用无菌原理，抑制微生物的活动，利用发酵原理，维持食品最低生 命活动第四节 食品加工与贮藏对食品质量的影响食品的质量要素：质构，颜色，风味，营养价值，安全性食品加工的影响（举例说明）：有利影响：1、肉腌制后肉的风味、色泽、持水性以及保藏性得到提高2、大豆加工后抗营养因子得到去除，提高了安全性3、果蔬脱水后提高了保藏性4、发酵能够增加食品中维生素的含量，提高了营养价值.不利影响：热处理食品，食品中的蛋白质易变性，降低了消化率，容易产生有毒有害 物质.食品制造技术：生物技术，膜分离技术，超临界流体技术食品保藏技术：高压杀菌技术，辐射杀菌技术，超声波技术食品监控技术：聚合酶链反应（PCR），生物传感器Add：食品质量管理体系：全面管理体系(TQM）良好的生产操作规范体系（GMP）危害分析和关键控制点体系（HACCP）国际产品质量认证体系（ISO9000）第二章 食品的脱水 概述脱水的类型 浓缩：浓缩得到的产品是液态，水分含量在15%以上（浓缩果汁）干燥：干燥得到的产品是固态，水分含量在15%一下（奶粉，果粉 ）食品脱水加工类型: 1、在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食品组分的蒸汽压不同而分离去除 水分至固体或半固体（干燥或干制） 2、依据食品分子大小不同，用膜来分离水分（如超滤，反渗透），主要是用于 浓缩Attention： 食品脱水加工是指:在控制的条件下,通过加热蒸发脱水的方法，几乎完全地除去 食品中的大部分水分,并尽量使食品的其他性质在此过程中极小地发生变化，食品 被脱水后水分含量在15%以下,即干燥或干制。第一节 食品干藏原理食品中水分的存在形式水分活度定义：一定温度下食品水分蒸气压与纯水饱和蒸气压的比值aw=p/p0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)水分活度数值的意义： 1、Aw =1的水就是自由水(或纯水）,可以被利用的水 2、Aw 4.6的产品。 酸化食品：指自然pH4.6，而经配料酸化，成品最终平衡成 pH15 cm/h。 国际制冷学会的冻结速度定义：冻结速度与冰晶： 冻结速度快，食品组织内冰层推进速度大于水移动速度，冰晶的分布接近天然食品中 液态水的分布情况，冰晶数量极多，呈针状结晶体。 冻结速度慢，细胞外溶液浓度较低，冰晶首先在细胞外产生，而此时细胞内的水分是 液相。在蒸汽压差作用下，细胞内的水向细胞外移动，形成较大的冰晶，且分布不均 匀。除蒸汽压差外，因蛋白质变性，其持水能力降低，细胞膜的透水性增强而使水分 转移作用加强，从而产生更多更大的冰晶大颗粒。最大冰晶生成带：指-1 -5的温度范围，大部分食品在此温度范围内约80%的水分 形成冰晶。研究表明，食品冻结应以最快的速度通过最大冰晶生成带。冻结速度对食品品质影响： 速冻形成的冰结晶多且细小均匀，水分从细胞内向细胞外的转移少，不至于对细 胞造成机械损伤。冷冻中未被破坏的细胞组织，在适当解冻后水分能保持在原来 的位置，并发挥原有的作用，有利于保持食品原有的营养价值和品质。 缓冻形成的较大冰结晶会刺伤细胞，破坏组织结构，解冻后汁液流失严重，影响 食品的价值，甚至不能食用。五、冷冻与冷藏中的变化与技术管理1、体积膨胀和内压增加2、比热下降食品的比热随含水量而异，含水量多的食品比热大，含脂量多则比热小。3、导热系数大在冷冻时冰层向内部逐渐推进，使导热系数提高，从而加快了冷冻过程。4、溶质重新分布食品冻结时，理论上只是纯溶剂冻结成冰晶体，冻结层附近溶质的浓度相应提高，从而 在尚未冻结的溶液内产生了浓度差和渗透压差，并使溶质向溶液中部位移。5、液体浓缩 溶质结晶析出，如冰淇淋中乳糖因浓度增加而结晶，产品具有沙砾感 蛋白质在高浓度的溶液中因盐析而变性 酸性溶液的pH值因浓缩而下降到蛋白质的等电点以下，导致蛋白质凝固6、冰晶体生长经冻结后，食品内部的冰晶体大小并不均匀一致。在冻藏过程中，细微的冰晶体逐渐减小 、消失，而大冰晶体逐渐长得更大，食品中冰晶体的数目也大为减少，这种现象称为冰晶 体成长。7、滴落液 动物性食品经冷冻/解冻后，不能被肌肉组织重新吸收回到原来状态而流失的水。 滴落液造成水分和营养成分的损失。 原因：冻结对组织细胞的损伤 影响滴落液量的因素：含水量，新鲜度，处理过程，切分程度。8、干耗 在冷却、冻结和冷冻贮藏过程中因温差引起食品表面的水分蒸发而产生的重量损失 9、脂肪氧化 含较多不饱和脂肪酸的脂肪组织在空气中易被氧化。 水产类最不稳定，禽类次之，畜类最稳定。畜类中，猪脂肪最不稳定。 氧化变质的最初表现是产生不正常的气味，表面出现黄色斑点；随着氧化的继续，脂肪整 体发黄，发出强烈的酸味，并可能产生有毒物质（丙二醛）。10、变色 脂肪组织因氧化而黄变 肉类因肌红蛋白的氧化而褐变 果蔬的酶促褐变 虾的酪氨酸氧化黑变 红色鱼皮因类胡萝卜素氧化而褪色六、冻结的方法第四节 食品的回热与解冻第五章 食品的腌渍发酵和烟熏处理腌制：让食盐大量渗入食品组织内来达到保藏食品的目的，又称为腌制。腌制品的特点： 1、腌制品种类繁多 2、风味独特，具有地方特色 3、可以作为开胃、调味食品 4、容易加工制作 5、有利于食品保藏发酵：在有效的控制下让食品自然发酵，并向着有利于改善风味和耐贮藏的方向发展 。烟熏：利用木屑等各种材料焖烧时所产生的烟气来熏制食品。第一节 食品的腌渍保藏一、腌渍类型 （一）根据腌渍的材料 盐渍（肉类、蔬菜、水果和乳品）：盐腌的过程，盐腌制品有腌菜，腌肉、腌禽蛋等。 糖渍：加糖腌制的过程，糖渍的主要产品是蜜饯，糖浆水果，果冻和果酱等。 酸渍用调味酸如醋或糖醋香料液浸渍的过程，其制品也称酸渍食品。 糟渍 混合腌渍 （二）根据腌渍的过程 非发酵性腌渍品（没有乳酸发酵，用盐量较高） 发酵性腌渍品（有乳酸发酵，用盐量较低）二、腌渍保藏的理论基础食品腌渍过程中，不论盐或糖或其它酸味剂等原辅料(固体或液体），总是发生扩散渗透现象，溶质进入食品组织内，水分渗透出来。因此，扩散和渗透理论成为食品腌渍 过程中重要的理论基础。（一）扩散分子或微粒在不规则热运动下固体、液体或者气体（蒸汽）浓度均匀化的过程原理：总是由高浓度向着低浓度的方向进行，并持续到各处浓度相等时停止，扩散 的推动力就是浓度梯度差。物质在扩散过程中，扩散量与通过的面积和浓度梯度成正比。Q物质扩散量 dc/dx-浓度梯度（c浓度，x间距） F面积 扩散时间 D-扩散系数（随溶质及溶剂的种类而异） “-” 表示扩散方向与浓度梯度的方向相反影响扩散速度的因素：（二）渗透 渗透现象实质上与扩散现象颇为相似，严格地说，渗透就是溶剂从低浓度经过半渗透 膜向高浓度扩散的过程半渗透膜就是允许溶剂通过而不允许溶质通过的膜，比如细胞膜。实际上，半透膜对 钠、氯、小分子（电解质）也能通过，只是对于细胞而言，由于原生质内电阻较高，而阻 止了电解质的渗透进入。高浓度溶液浓度越高，两边液面高度差越大，低浓度液面上承受的压力P也就越大。 在高浓度溶液的液面上施加一定压力，若这个压力值等于由于形成液面高度差而使低浓度 溶液液面承受的压力P，则会阻止水分子向浓溶液内渗透，并使得液面高度差下降，直至 形成的液面高度差消失，所施加的这个压力就是渗透压。渗透压取决于溶液溶质的浓度，和溶质的数量无关渗透压计算公式：1、 P9.81h （MPa）P清水液面承受的液柱压力，9.81重力加速度g的取值溶液密度(指渗入清水后形成的溶液的密度)，h溶液液面和清水液面的高度差2、范特荷夫方程PcRT P溶液的渗透压(kNm-2), c溶质摩尔浓度(molL-1) ,R 气体常数(8.314Jmol-1K-1) T绝对温度(K) 3、改良范特荷夫方程P(1/100Mr)CRTP渗透压(MPa)， 1溶剂的密度(kgm-3 或gL-1)，R气体常数(8.314Jmol-1K-1)，T绝对温度(K)，C溶液浓度(100g或1kg 溶剂中溶质的g数或kg数)，Mr溶质相对分子质量 影响渗透压的因素： 1、温度上升，渗透压上升 2、溶质的摩尔浓度上升，渗透压上升 3、相同质量下，溶质分子量上升，渗透压下降 4、溶质解离系数大，渗透压大 虽然NaCl分子量小，i大，所以P0 很大。1%的NaCl P0=61.7 N/m2 大多数微生物细胞P0 30.7-61.5 10-15% NaCl P0=303-606 N/m2，达到相同的P0，蔗糖浓度需要60%以上。 （三）食品的扩散渗透过程食品的腌渍过程实际上是扩散和渗透相结合的过程。这是一个动态平衡过程，其根 本动力就是由于浓度差的存在，当浓度差逐渐降低直至消失时，扩散和渗透过程就达到 平衡。三、腌制防腐原理生物组织包括微生物、动物和植物组织，它们在腌制过程中都存在着扩散和渗透作用 。 1、微生物与溶液浓度的关系微生物细胞是有细胞壁保护和原生质膜包围的胶体状原生质浆体。 细胞壁上有很多微小的小孔，可允许直径1nm大小的可溶性物质通过，一般为全渗透 性，可透过水、无机盐和各种营养素。 原生质膜则为半渗透性，仅使水和小分子透过，但也能使电解质透过，只是活细胞有 较高的电阻，因而离子进出细胞就很困难或渗透速度极慢 原生质膜渗透性与微生物种类、菌龄、细胞内成分、温度、pH值、表面张力的性质和大 小等相关 腌制保藏原理： C外=C内，P外=P内等渗溶液，对微生物最适宜，如0.9% NaCl溶液 C外C内，P外P内细胞内水分会向细胞外渗透，原生质紧缩，出现质壁分离,使微生 物生长活动受到抑制，脱水严重时造成微生物死亡。细胞外的这种溶液称为高渗溶液微生物的耐高渗性：大多数腐败菌不能忍受高渗透压。2.5%以上的盐浓度暂时受到抑制, 10%以上基本受到抑制,包括肉毒杆菌、乳酸菌能忍受10-18%的盐浓度 ，盐浓度20-25% 时,差不多所有微生物都停止生长,但也有少数如霉菌、酵母（圆酵母）可耐受30%的盐浓 度 。对于糖液，50-75%才能抑制细菌和霉菌的生长，而酵母能耐受更高的糖液浓度，说 明酵母菌膜的渗透性大，溶质易扩散，不容易因高渗透压引起质壁分离2、腌制品中微生物的种类及生长繁殖盐在5%以下，最初有乳酸菌繁殖，产生酸味。随即就有腐败菌繁殖而腐败； 盐8-10%时，乳酸菌生长繁殖，因乳酸的产生和盐的共同作用有抑制腐败菌的作用， 但不久则因表面产生产膜酵母而使乳酸被消耗，腐败菌又再繁殖，不可长期保存； 盐浓度达到15%，仅有发生腌菜臭的细菌繁殖，腐败菌极少能繁殖。比如腌茄子可能 变色； 盐浓度达到20%时，基本可以完全防止细菌繁殖，仅汁液的表面可能会有微量产膜酵 母生长。腌茄子可保持原色。腌制过程中的微生物： 细菌类中以乳酸菌为主要种类，适量的乳酸可增加制品的美味，但是过量则会使制品酸败 。乳酸菌主要为厌氧菌 酵母可产生酒精而具有调味的功效，但