食品科学与工程专业导论素材

分子食品是指把葡萄糖、维生素、柠檬酸、麦芽糖醇等可食用的化学物质进行组合或改变食材分子结构，再重新组合。也就是从分子的角度制造出无限多的食物，不再受地理、气候、产量等因素的局限。3D食品打印技术LOGO食品科学与工程类专业导论内容提要食品科学概述国内外食品工业现状与趋势国际食品学科情况及研究热点引言：食品与人类的关系以前人类生产方式落后，饮食条件低劣，人类发展缓慢。据统计，一九四九年中国人均寿命只有45岁，平均智商较低。食品科学被人们重视以后，人类的营养状况得到了极大的改善，寿命大幅度提高，据1994年报导，我国人寿命平均达72岁，人们的智商也有了很大的提高，越来越多的人加入到了现代化科学技术的行列。没有食品，就没有人类，食品的重大变化推动着人类的进化和发展，推动着人类文明的迈进。引言：食品与人类的关系近几十年，随着人们生活水平的提高，我国居民的食物与营养结构发生了很大的变化，特别是北京、上海、广州等地物质丰富、平均收入较高的城市居民，出现了肥胖、高血脂等营养过剩的富贵病，而在贫穷的农村地区，营养不良、缺铁性贫血症等疾病仍然十分严重。研究和解决贫穷和富裕带来的疾病，是食品科学家们的主要任务。食品对人体健康的重要性表现在三个方面，营养功能、感官风味功能和生理功能。生理功能是指食品中某些成分具有保护机体、调节生理节律、增强免疫能力和预防疾病、促进健康的能力。引言：基本概念食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。食品：经过加工制作的食物统称为食品。食品科学：借用FoodScience（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、生化性质及食品加工原理的一门科学。引言：食品科技史中的四个里程碑从茹毛饮血到燧木取火火的利用是人类能源革命的开端，把人与野兽区分了开来，它是食品科技史中第一个里程碑。从原始煎煮到美味佳肴陶器的出现使食品加工成为可能，它是食品科技史中第二个里程碑。罐藏食品及其重要性罐藏食品在食品加工业中有着极为重要的理论意义和应用价值，是食品科技史中第三个里程碑。现代营养学的建立现代营养学揭示了食品的本质，它成为当代食品科学的理论基础和食品加工业的指导思想，是食品科技史中第四个里程碑。一、食品科学涵盖内容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。食品分析领域分析食品产品及组分的质量特点、化学变化的原理。食品微生物领域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。一、食品科学涵盖内容食品加工领域即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。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。二、食品工业的组成部分生产包括种植、放牧、果树栽培、渔业和水产等工业。制造/加工将农产品原料转变成更精细或精致的产品。物流涉及面向产品销售的多个方面。营销食品的销售，包括批发、零售、机构场地和餐馆。三、国内外食品工业的发展国际食品工业技术发展趋势生物技术、材料科学、信息技术等基础科学技术以及超高压处理、超临界提取、超微粉碎等新技术越来越广泛地应用于食品上业生产和研发之中。国际食品生产和消费的趋势方便化、安全化、功能化、工程化、全球化、专用化将是21世纪食品工业发展的大趋势。二十世纪末的食品1.高质量低热卡食品2.低脂肪高碳水化合物食品3.方便食品4.保持自然体系食品5.强调“天然”组分食品6.单一组分含量丰富食品7.微波制品和高档次包装食品8.更“健康”食品进入二十一世纪的食品一、人造食品二、高蛋白食品三、方便食品四、保健食品五、变态食品六、水产食品七、绿色食品、生态食品、有机食品一、世界食品工业的发展态势1.我国食品原料加工率为35-50％；2.食品工业总产值占全国工业总产值9.1％；3.食品工业产值与农业总产值之比为1.34：1。发达国家食品行业的显著特点高加工率、高附加值食品工业产值与农业总产值之比很高食品工业产值在工业总产值中所占的比例很高食品原料加工率一般都在70-95％15-18％，食品工业是发达国家的主要工业支柱产业之一。一般是2：1－4：1一、世界食品工业的发展态势高新技术融入食品工业，包含了从原料处理、食品加工、食品营养和活性物质保持、食品质构和风味修饰、食品包装等全过程。例如：以微生物、酶和基因工程为代表的食品生物技术；以超高温灭菌（UHT）、欧姆杀菌、超高压杀菌、脉冲电场杀菌等为代表的新型杀菌技术；以膜分离、超临界萃取、纳滤等为代表的新型分离技术；此外，还有挤压技术、微胶囊技术、超微粉碎技术、无菌包装技术、速冻技术等。一、世界食品工业的发展态势专为食品工业提供装备的食品机械行业已经发展成为一个完整的工业体系，成为机械工业的一个重要组成部分。由于不断运用新技术、新工艺和新材料，促进了食品机械工业的发展。食品机械产品品种齐全，食品加工设备的机械化、自动化程度很高。产品质量可靠、稳定、标准化、通用化、系列化程度都较高。一、世界食品工业的发展态势无公害农产品、有机食品和健康功能食品逐渐成为食品消费的主旋律。1989年以来，美国有机食品一直以20%的速度增长，2006年欧美市场有机食品近1000亿美元。2002年，美国健康功能食品总额为50亿美元，西欧35亿美元，日本约3500亿日元，增长速度亦十分迅速。一、世界食品工业的发展态势食品加工的清洁生产工业化程度高，集中度大，规模经济效益好；食品安全、食品标准化已成为衡量食品工业发展水平的重要标志。发达国家以其技术优势率先制定了若干个食品标准，并渐成国际标准，这些标准一方面有益于保护人类健康和安全，另一方面也成为发达国家限制进口、保护本国市场的手段。二、我国食品工业现状与趋势1.食品工业是我国国民经济第一大产业•全世界食品工业以每年约2.7万亿美元的销售额居各行业之首，是全球经济的重要产业，也是全球最大的制造业。•食品工业是我国国民经济的重要支柱产业，对推动农业发展、增加农民收入，改变农村面貌，推动国民经济持续、稳定、健康发展具有重要意义。•按照2011年修订的GB4754《国民经济行业分类》标准，中国食品工业包括农副产品食品加工业、食品制造业、酒饮料和精致茶制作业、烟草制造业等四大类，22个种类，57个小类，共计2万多种食品。2.区域优势显现，集群式发展格局日渐形成黄淮海地区五得利、皖王小麦粉广西、云南洋浦南华、东糖集团糖料东南沿海、黄渤海獐子岛、好当家水产品华东、华北、中南、西南双汇、六合猪牛羊禽肉长江流域中粮、嘉里粮油油菜华北、东北、西北伊利、蒙牛乳制品东北及内蒙古东部长春大成、九三集团玉米、大豆地区分布及主要品牌产品食品工业已经形成28大类（共525种）：粮食加工品，食用油、油脂及制品，调味品，肉制品，乳制品，饮料，方便食品，饼干，罐头，冷冻饮品，速冻食品，薯类和膨化食品，糖果制品（含巧克力及制品），茶叶，酒类，蔬菜制品，水果制品，炒货食品及坚果制品，蛋制品，可可及焙烤咖啡产品，食糖，水产制品，淀粉及淀粉制品，糕点，豆制品，蜂产品，特殊膳食食品及其他食品。精深加工食品的比重不断上升。如：液体乳产量占到乳制品总量的85%以上；软饮料制造业形成了包装饮用水、碳酸饮料、果蔬饮料、茶饮料等多元化发展的态势。产品结构的优化和产业技术升级促进了食品产品的出口。•产业现状：食品工业结构已成规模并不断优化•企业现状：大中型企业已成为产业的主体目前，全国共有食品生产加工企业44.8万家。其中规模以上企业2.6万家，产品市场占有率为72%，产量和销售收入占主导地位；规模以下、10人以上企业6.9万家，产品市场占有率为18.7%；10人以下小企业小作坊35.3万家，产品市场占有率为9.3%。高水平学术论文（SCI收录）年份世界发表论文总数中国发表论文数中国所占比例（%）20102287518278.0（排名第2）201121279212610.0（排名第2）201221951278312.7（排名第2）201321844324114.8（排名第1）3.我国食品工业科技发展迅速2010年以来，世界食品科学与技术领域的研究论文发表量并无明显增长，中国增长率达到77.4%。2013年，在全世界所发的食品科学技术领域的研究论文里，中国发表的论文所占比例达到14.8%，排名第一。国家发明专利2013年，食品科技领域申请的专利达20243项，约占全国当年专利申请总数的3.4％6.6%1.1%86.1%6.2%Baking;Edibledough'sSlaughtering;MeattreatmentFoodsorfoodstuffs;ProcessesTobacco;Cigars;Cigarettes现状：食品产业发展科技支撑体系基本形成学校总数235所学科层次本科院校硕士点院校博士点院校23510024院校层次985院校“211”院校教育部直属院校其他103315177院校类型综合类农林类理工类师范类工商类民族其他6941532511531全国有235所高校设有食品类专业：分布在31个省市的综合、工科、农业、工商、医学、师范、民族等院校中，形成了以本科和研究生教育为主体、全方位的食品科学与工程人才培养体系。4.我国食品科学方兴未艾多种高新技术被引入食品工业领域各食品行业都努力推动技术进步引进国际先进技术迅速缩小国内外食品行业技术差距5.高新技术促进食品工业科技进步微胶囊和纳米技术食品生物技术新型食品分离技术新型食品杀菌技术微波加工技术免疫分析技术超高压杀菌，辐射杀菌酶制剂、生物转化等膜分离、超临界萃取等微胶囊、纳米保鲜材料微波干燥、微波萃取等酶联免疫、免疫传感器•国内外差距1：整体发展水平不高，国际竞争力要提高中国的粮食、蔬菜、果品、肉类产量均居世界首位，但加工程度浅，半成品多，制成品少。深加工用粮不到总产量的8%，而发达国家这一比例在70%以上欧美、日本等发达国家90%以上的蔬菜都经过商品化加工处理后进入流通领域，而中国仅为30%左右。美国、巴西的柑橘加工量占总产量的70%以上，而中国不到10%；中国虽为肉类大国，产量占世界总产量的1/4，但加工量只有5%左右。•国内外差距2：中小企业多，生产效能普遍不高中国食品产业囊括的行业门类众多，由于自然因素和人为因素的分割，造成了数量众多、规模狭小、布局分散的格局。在总数44.8万家的食品企业中，规模以下、10人以上企业有6.9万家，产品市场占有率为18.7%；10人以下小企业小作坊有35.3万家，产品的市场占有率却只有9.3%。因企业规模小、数量众多，多数食品行业生产设备落后，资源消耗多，经济效益低。•国内外差距3：食品安全形势依然严峻，缺乏长效机制主要的源头性污染包括：化肥、农药残留；抗生素、激素与有害物残留；病疫性生物污染；动植物中毒素过敏污染；转基因食品原料的负面反应以及环境污染等。从技术角度目前的食品安全全程控制技术还缺乏针对性，对食品加工过程中有害物质的形成机理、变化规律和控制技术的研究还相当薄弱，缺乏有效的在线检测技术和装备；在物流安全方面相关研究严重滞后。中国食品装备的制造水平低、种类少，只能制造一些低附加值的普通机械设备。技术含量高、可带动食品工业技术升级的关键设备主要从国外引进。传统的技术装备生产出的传统食品，只能拥有不断萎缩的传统市场，很难适应不断变化的食品市场需求。•国内外差距4：装备技术相对落后，严重影响食品产业的技术升级•国内外差距5：节能减排技术研究和应用力度不够，食品行业能耗等指标偏高虽然全国大、中型食品企业实现工业总产值51.10%，但是70％的小企业普遍生产技术落后，节能减排新技术、新工艺难以大范围推广应用。例如，日本每生产1吨罐头食品耗水量为我国的1/3，采用高效热风干燥技术每生产1吨干制食品耗电量