3833第二章食物的品质、化学成分与营养

食品工程与营养科学学院食品科学概论第一节食品的品质第二节食物的能量第三节碳水化合物第四节脂类物质第五节蛋白质第六节维生素第七节矿物质第八节水第九节食物中的其他成分第十节营养物质的稳定性食品的品质、化学成分与营养第二章精品课程食品科学概论“品质”就是指食品的优质程度，包括风味、表观和营养成分，也可以说品质是食品的综合特征，直接决定着食品的可接受性。我们选择、食用食品时，会动用所有的感观（比如看、摸、闻、尝，甚至听）来评价食品。通过感观来测定的食品品质主要分为色、香、味、形四个方面。第一节食物的品质精品课程食品科学概论食品的色泽不仅有助于鉴别其品质，而且还可以告诉我们许多有关信息。例如，颜色通常作为成熟和腐败的指标，我们可以通过颜色来判断土豆片油炸的终点；干番茄粉在贮藏期间变白说明包装中含氧量太高，而如果发黑说明番茄粉的最终水分含量太高；泡沫食品或糊状食品的色泽随着浓度的不同而不同，以此反映混合率的变化情况；巧克力的表面色泽可以反映其贮藏期的长短等等。所有这些都会影响和反映食品的品质。食品的色泽可以在实验室准确测量。一、食品的色泽精品课程食品科学概论食品的香是指香气。不同的食品，由于它们的成熟度、品种、物料组成、加工技术等的不同，具有不同的香气。香气直接反映着食品的类型和质量。不同食品所产生的挥发性物质的成分和数量不同，其香味存在很大差异。构成香味的化合物主要由酯类、醇类、酸类、醛类、酮类、酚类、杂环族、萜类等大约200多种，这些物质不仅气味各异，而且它们之间通过量加作用、协同作用、分离作用以及抑制作用等，使香气多种多样。食品中的香味物质含量很低，但即使是在这种情况下，也能被人的嗅觉器官感觉到。二、食品的香精品课程食品科学概论1.动物气味：野味（包括所有野兽、野禽的气味），脂肪味，腐败（肉类）味，肉味，麝香味，猫尿味等。2.香脂气味：是指芳香植物的香气。包括所有的树脂、刺柏、草树、香子兰、松油、安息香等气味。3.烧焦气味：包括烟熏、烤、干面包、巴旦杏仁、甘草、咖啡、木头等气味；此外还有动物皮、松油等气味。4.化学气味：包括酒精、丙酮、醋、酚、苯、硫醇、硫、乳酸、碘、氧化、酵母、微生物等气味。香气类型精品课程食品科学概论5.香料气味（厨房用）：包括所有用作佐料的香料，主要有月桂、胡椒、桂皮、姜、甘草、薄荷等气味。6.花香：包括所有的花香，但常见的有堇菜、山楂、玫瑰、柠檬、茉莉、鸢尾、天竺葵、洋槐、椴树、葡萄等的花香。7.果香：包括所有的果香，但常见的是覆盆子、樱桃、草莓、石榴、醋栗、杏、苹果、梨、香蕉、核桃、无花果等气味。8.植物与矿物气味：主要有青草、落叶、块根、蘑菇、湿禾杆、湿青苔、湿土、青叶等气味。精品课程食品科学概论食品的主要味道有甜、酸、苦、辣、咸、涩、鲜七种，食品的风味不仅由这七种味混合而成，还由许多赋予食品芳香的化合物构成。因此，食品的风味非常复杂。大多数食品的风味还不能完整地被描述出来。更为复杂的是，由于人们文化和生理上的差异，不同的人对同一种食物的接受能力是不一样的。喜好不同，在评价风味的时候，便会掺杂许多主观因素，导致质量评判意见上的差异。三、食品的味精品课程食品科学概论食品的形状主要指大小、状态和完整性，另外摆放模式也是一项重要的表观因素。整体性指的是食品整体和破碎的程度。食品的大小和形状是国家以及地区分级标准的重要因素，而且容易测定。如水果蔬菜就可以通过一定尺寸的网孔来进行分级，大小也可通过重量来近似估计。形状在直观上可能更重要，如某类腌渍品的等级评定还包括对弯曲程度的要求，特别是对于用机器代替手工操作的分级情况下，形状就显得相当重要。四、食品的形状和质地精品课程食品科学概论质地指那些既可以用手触摸，也可以用舌、腭、牙齿等感觉到的食品品质。食品的质地范围非常大，如果与期望的质地相背离，那就是品质缺陷。实验室还有更准确的方法，下图是一种测定新鲜度的挤压装置，这种设备的读数是依据食品外层的刚劲度以及面包片类食品包装的松软度。精品课程食品科学概论•精品课程食品科学概论通常可由化学分析或仪器分析来确定其具体的营养素组成和含量。多数情况下，还要做动物喂养和相同的生物试验。通常由细菌总数、大肠菌群、致病菌数目和昆虫残骸以及沉淀率来衡量。是由相当于或超出在正常贮藏和处理状态下，分配和食用食品期限的产品质量来衡量的。因为正常的贮藏试验要求一年或更长的时间才有意义，通常要设计加速的贮存试验。这包括极端的温度、湿度或其他变量，这些变量在短期内就暴露出食品质量变化趋势。五、附加质量因素营养质量卫生质量保质期或贮藏稳定性精品课程食品科学概论食品质量标准主要有企业标准、行业标准及国家标准。1.企业标准是企业内部建立的以确保其产品品质和增强市场竞争力的标准。2.行业标准通常是由本行业企业成员认同的基础上建立的，它规定了产品的最低限度质量标准，以避免本行业产品的质量标准下降。3.国家标准是由政府组织建立的标准，有一些是强制执行的，以保护消费者健康并使其免受欺骗。同时，国家标准还可以起到协调市场上食品生产者、销售者、批发商、零售商及消费者之间的关系。六、质量标准精品课程食品科学概论七、质量控制方案精品课程食品科学概论一切生物都需要能量（Energy）来维持生命活动。能量是遵循能量守恒定律来进行能量间转换的。人体所需要的能量主要来自食物中的产能营养素，包括糖类（即碳水化合物）、脂类和蛋白质。如果人体摄入的能量不足，机体会动用自身的能量储备甚至消耗自身的组织以满足生命活动能量的需要，人若长期处于饥饿状态则将导致生长发育迟缓、消瘦、活力消失，甚至生命运动停止而死亡。能量摄入过剩，则在体内会不断储存。人体内碳水化合物的储备很少，能量的主要储存方式是脂肪。长期摄入过多能量，会使人发生异常的脂肪堆积。因此，能量的摄入应与需要之间保持均衡。准确估算人群能量需要是营养学最基本而又重要的研究课题。第二节食物的能量精品课程食品科学概论一切做功，包括人体细胞内的做功都需要能量，在国际上以焦耳（Joule，简称J）为单位来表示。1J相当于1牛顿（N）的力使1kg的物质移动lm所消耗的能量。营养学上由于所用的数值大，故常以kJ或MJ作为单位计算。以往营养学上常用千卡（kcal）作为一个热量单位，即1L的纯净水由15℃升到16℃所需要的能量，现也已改用焦耳表示。焦耳与卡的换算关系如下：1MJ=1000KJ=106J1kcal=4.184kJ1kJ=0.239kcal1MJ=239kcal一、能量的单位精品课程食品科学概论每克糖类、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的能量值称为能量系数。食物中每克糖类、脂肪和蛋白质在体外充分燃烧可分别产生能量17.15kJ、39.5kJ和23.64kJ，但食物在人体消化过程中并不能完全吸收，习惯上按三者的消化率分别为98％、95％和92％来计算。故三种产能营养素的净能量系数分别为：碳水化合物:17.15kJ×98％=16.8lkJ(4kcal)/g脂肪:39.54kJ×95％=37.56kJ(9kcal)/g蛋白质:（23.64kJ-5.44kJ）×92％=16.741kJ(4kcal)/g精品课程食品科学概论二、人体的能量消耗人体能量的需要量应与人体能量的消耗量相一致，即摄入量等于消耗量。人体中能量的消耗受三方面因素的影响：基础代谢消耗、体力活动消耗和特殊食物动力作用的消耗。对于正常生长发育的儿童，能量的消耗还包括满足生长发育的需要。是维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗。测定前空腹12～14h，睡醒静卧、室温保持26～30℃，无任何体力活动和紧张的思维活动、全身肌肉松弛、消化系统处于静止状态下进行测定，实际上是机体处于维持最基本的生命活动的状态下，亦即用于维持体温、心跳、呼吸、各组织器官和细胞基本功能等最基本的生命活动的能量消耗。基础代谢消耗精品课程食品科学概论是构成人体总能量消耗的重要部分。每日从事各种活动消耗的能量，主要取决于体力活动的强度和持续时间。人体能量需要量的不同主要是由于体力活动的差别。也称食物的热效应，是指人体摄食过程中引起的额外能量消耗。这是摄食后一系列消化、吸收、合成活动以及营养素及营养素代谢产物之间相互转化过程中所消耗的能量。摄食不同食物增加的能量消耗有差异，其中蛋白质的食物特殊动力作用最大，相当于增加其本身能的30％，碳水化合物为5％~6％，脂肪为4％~5％。一般成人摄入的混合膳食，每日由于食物特殊动力作用而额外增加的能量消耗，相当于基础代谢的10％，即每日约627kJ（150kcal）。体力活动消耗食物特殊动力消耗精品课程食品科学概论三、热能的食物来源人体热能的来源主要由食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质提供。食物的能量可通过“测热计”测定，即通过燃烧在高氧气压的钢制热量计中的食物进行测定，浸入水中的“弹式热量计”所升高的温度与食物总热量有关。这三种产能营养素普遍存在于动物性食物中和植物性食物中，蔬菜和水果含热能量较少。动物性食物及豆类中主要是脂肪和蛋白质，而植物性食物，如谷类、根茎类含有大量的碳水化合物，它们是较经济的热能来源。坚果类如花生、核桃、葵花子、松子、榛子等含有很多脂肪，具有较高的热量。精品课程食品科学概论四、能量的推荐摄入量“中国居民膳食指南专家委员会”根据我国国民经济发展的实际情况，2000年重新修订了“每日膳食营养素供给量（RDA）”，制订了“膳食营养素参考摄入量（DietaryReferenceIntakes，简称DRIs）。其中中国居民膳食能量推荐摄入量（RecommendedNutrientIntake，简称RNI，相当于过去的RDA）”见下表。精品课程食品科学概论中国居民膳食能量推荐摄入量（RNIs）精品课程食品科学概论植物叶片中的叶绿素进行光合作用，把空气中的二氧化碳及氧和土壤中的水分合成碳水化合物，碳水化合物主要由C、H、O元素所组成，其基本结构为Cm(H2O)n，由于组成形式不同可产生不同的化合物，食品中最重要的几种碳水化合物有：糖类、糊精、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶及植物胶等。最简单的碳水化合物是一种六碳糖——葡萄糖。第三节碳水化合物精品课程食品科学概论一、碳水化合物的种类单糖是不能被水解的最简单的碳水化合物，均含有6个碳原子，12个氢原子和6个氧原子。低聚糖，又叫寡糖，是单糖聚合度≤10的复合碳水化合物。高聚糖，又叫多糖，是单糖聚合度＞10的复合碳水化合物，许多葡萄糖分子连接成聚合物就形成了多糖。因此可见，单糖是构成复杂多糖的基本单位。双糖、糊精、淀粉、纤维素、半纤维素、果胶及植物胶均由单糖或单糖的衍生物构成，可分解成为单糖。直链淀粉和支链淀粉分解后，产生各种长度的糊精、麦芽糖和葡萄糖，含有醛基或酮基的糖被称为还原糖，所有的单糖都是还原糖。当两个或更多的单糖通过醛基或酮基连成长链后，还原性消失，形成非还原糖。双糖中的麦芽糖是还原糖，而蔗糖是非还原糖。精品课程食品科学概论二、碳水化合物的生理功能人体内的糖蛋白、核糖、糖脂等都有糖参与组成。糖蛋白是细胞膜的成分之一，核糖和脱氧核糖分别参与核酸RNA和DNA的构成，而DNA和RNA是机体主要的遗传信息载体；糖脂是构成神经组织和生物膜的主要成分。每1g碳水化合物可提供热能16.7kJ，它在总能量中所占比例大，提供能量快而及时，氧化的最终产物为二氧化碳和水，对机体无害。构成机体组织供给热能精品课程食品科学概论人体所需的能量主要由糖类供给，如果糖类供应充足，不致使脂肪在体内大量氧化，产生过多的酮体，引起酮症；也不致使组织蛋白质过度分解，形成负氮平衡。肝脏内的糖原在机体对毒物的抵抗力和对某些化学物质的解毒作用中有重要的意义。若人体内肝糖原丰富，则对疾病的抵抗力较强，同时对四氯化碳、乙醇、砷等的毒性有较强的解毒作用。抗生酮和保护、节约蛋白质的作用解毒作用精品课程食品科学概论三、碳水化合物的供给量及食物来源碳水化合物的供给量1988年中国营养学会建议的我国健康人群的碳水化合物的供给量，提出碳水化合物供给热能以60％-70％为宜，由《推荐的每日膳食中营养素供给量》计算得出，从1~80岁，碳水化合物提供的能量均在占总能量的5