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 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，