食品工艺学(赵晋府文稿)

食品工艺学适用范围：生物工程专业教材：赵晋府主编《食品工艺学》参考书：《食品工艺学》上、中、下教学目的：熟悉食品加工原辅料的特性，食品新资源的利用，掌握食品技术原理及典型加工工艺，了解高新技术在食品加工中的应用。第一篇绪论本章重点、难点1、食品工艺学的概念2、国内食品工业现状与发展3、怎样才能学好《食品工艺学》一、食品工艺学的研究对象和内容1、食品工艺学的概念食品工艺学是根据技术上先进、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和一门应用科学。2、食品工艺的研究对象从原料到制成品，要通过成分分析，才能正确地制定工艺技术要求。3、举例说明食品工艺学所研究的内容4、注意环境保护，注意以下几点（1）食品的安全性（2）食品的营养性（3）感官嗜好特性二、我国食品工业的发展现状和未来（一）主要发展成就（二）存在的主要问题（三）食品工艺发展面临的新形势（四）食品工艺发展的重点（五）食品工业是一个永不衰弱的行业三、食品工艺学的学习方法1、采用课堂讨论式、师生对话式、读书报告式等启发式教学。2、设置课外自学学时整个课程教学采用多媒体教学第一篇食品的原料和材料第一章植物性食品原料第一节果蔬教学目的：1、掌握果蔬原料的加工特性2、掌握果蔬成分类重点难点：果胶、丹宁、色素的加工特性I类：水溶性成分II：非水溶性成分一、水分分类：结合水，自由水作用：水分对果蔬的质地、口感、保鲜和加工工艺的确定有着十分重要的影响。二、碳水化合物（一）糖类1、糖的种类：以蔗糖、葡萄糖、果糖含量最多2、加工特性（1）甜度种类不同，甜度差别大，与酸度有关，糖酸比决定糖的甜度（2）糖的吸湿吸：果糖吸湿性最大，蔗糖最小（3）晶析（4）对色泽的影响A、焦糖的反应B、羰氨反应（5）发酵制品的底物（二）淀粉1、淀粉在果蔬中的分布，蔬菜中薯类所含的确淀粉最多水果中：仁果含有数量不多的淀粉桃、李、杏、柑、橘等成熟后基本不含淀粉2、加工特性（1）溶解性（2）淀粉的糊化和老化（3）贮藏期间淀粉与糖的转化（三）纤维素和平纤维素1、存在果实中含量0.2～4.1%，蔬菜0.3～2.3%（纤维素），半纤维素果实0.7～2.7%，蔬菜0.2～3.1%2、加工特性（1）保护作用（2）石细胞（3）食用品质和消化性（四）果胶（半乳糖醛酸长链）1、存在形式：原果胶果胶果胶酸果胶物质在果蔬中的变化过程原果胶（原果胶酶或酸）→纤维素→半纤维素+木质素，果胶（果胶酶或酸、碱）→甲醇（果胶酸）2、加工特性（1）果胶是不定性、无味的白色物体或淡黄色的物质、溶于水，形成胶体，不溶于乙醇和硫酸，因此工业上常用此法制果胶。（2）果胶的凝冻性（3）果汁的澄清（4）果酒的生产（5）控制采收的成熟度三、有机酸苹果酸柠檬酸酒石酸加工特性：（1）酸味（2）酸与杀菌的关系（3）酸与金属腐蚀的关系（4）酸与食品品质的关系四、含氮物质1、存在：蛋白质、氨基酸、酰胺2、加工特性：（1）提供营养（2）色泽（3）风味（4）果汁、果酒和澄清（5）微生物发酵的营养素五、单宁物质（一）单宁的分类和含量1、水解型单宁2、缩合型单宁（二）加工特性1、涩味2、变色3、单宁与蛋白质产生絮凝六、酶（一）水解酶类主要包括果胶酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酯酶、果胶酸酯水解酶、果胶裂解酶和果胶酸酯裂解酶。利用酶的活性：果胶酶对果胶的水解作用，有利于果汁的澄清和出汁率的提高。1、淀粉酶（1）α—淀粉酶：内切酶，使α—（1—4）糖苷键水解，不能水解支链淀粉的α—（1—6）糖苷键。α—淀粉酶水解的最终产物是麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖。（2）β—淀粉：外切酶，不仅能作用α—（1—4）糖苷键，还可作用α—（1—6）糖苷键和α（1—3）糖苷键，但水解速度不同。2、蛋白酶可以将蛋白质降解，从而降低蛋白质的存在而引起的浑浊和沉淀。（二）氧化酶类一是多酶氧化酶，又称酪氨酸酶，儿茶酚酶、酚酶、儿茶酚氧化酶、马铃薯氧化酶等。加工特性：防止酶促褐变1、加热破坏酶的活力2、调PH值降低酶的活力3、加抗氧化剂一有亚硫酸盐，维生素C等。亚硫酸盐既是抗氧化剂，又是酶的强抑制剂。4、与氧隔绝放入盐水中，一方面避免与氧的接触，另一方面盐对酶的活力也有一定的抑制作用。生产过程中盐的用量一般在1%左右。七、色素物质（一）脂溶性色素1、叶绿素由叶绿素a和叶绿素b组成，其含量比约是3:1。特性：（1）叶绿素不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等；（2）叶绿素可耐光也可耐热光照或加热时，叶绿素生成脱镁叶绿素，呈暗绿色至绿褐色或紫褐色。（3）在酸性条件下，尤其在加热时，叶绿素更易生成脱镁叶绿素（4）在弱碱中，叶绿酸呈较稳定的鲜绿色（5）叶绿素中的镁离子可以被铜、锌所取代而显示出稳定的绿色。2、类胡萝卜素与脂肪酸结合成酯与叶绿素和P2结合成色素蛋白。颜色以黄色到深红色两大类：一类有：-胡萝卜素，-胡萝卜素，-胡萝卜素，番茄红素，前三种均具有不等的维生素A的功能。二类有：叶黄素、玉米黄素、稳黄素、辣椒红素、虾青素等，其中隐黄素可以生成维生素A。类胡萝卜素特点：对热稳定，颜色不易产生变化，但因类胡萝卜素分子中含多个双键，在光照、氧和脂肪氧化酶存在的情况下，令氧化退色。（二）水溶性色素一是一类广义的类黄酮色素，C6-C5-C6结构OOO类黄酮色素母体结构花黄素的母体结构1、花色素特性：（1）pH会影响色调，见书P21图1-1-15A、Ca、Mg、Mn、Fe、Al与花色素形成终合物，此后其色泽不再受PH影响，但与原先的色泽有所不同。B、花色素与K+、NH4+等以盐的形式存在时，其色泽也不受pH的影响。C、受光和加热的作用会退色或变褐2、无色花色素特性：酸性环境加热可生成花色素，特性：酸性环境加热可生成花色素，使无色制品变成黄色。3、花黄素特性：色泽受pH的影响八、糖苷类物质（一）苦杏仁苷1、存在：多种果实的种子，核果类原料的核仁中苦杏仁苷的含量较多。2、特性：产生氢氰酸，加工时应除去C20H27NO11→2C6H12O6+C6H5CHO6+KHSO4（二）橘皮苷（橙皮苷）1、存在：柑橘类果实中普遍存在皮和络含量较高，其次在囊衣中含量较多2、加工特性：1）柑桔类果实果味的来源，含量随品种及成熟度而异，也具有维持人体血液正常渗透作用的功效，是维生素P的重要组成部分。2）水解C8H34O15+2H2O→C6H14O6+C2H12O6+C6H12O5桔皮素葡萄糖鼠李糖补充：桔皮苷可作为天然抗氧化剂（三）黑芥子苷1、存在普遍存在于十字花科蔬菜中，芥菜辣根萝卜中含量较多。2、加工特性1）具有特殊苦辣味2）水解C10H16NS2KO7+H2O→CSNC3H5+C6H12O6+KHSO4芥子油葡萄糖硫酸氢钾生成具有特殊风味和芳香的芥子油、葡萄糖和硫酸氢钾，这种变化在蔬菜腌渍中很重要。（四）茄碱苷，又名龙葵苷，存在于马玲薯块茎中，番茄和茄子中。特性：1、水解C45H73O15N+SH2O酶或酸C27H43ON+C6H12O6+C6H12O6+C6H12O5茄碱葡萄糖半糖鼠李糖2、茄碱苷和茄碱均不溶于水，而溶于热酒精和酸的溶液中。3、茄碱苷剧毒且有苦味，含量达0.02%即可引起中毒，故贮存与食用块茎时应注意。九、维生素1、维生素CVC是己糖衍生物，天然存在且生物效价最高的有L-抗坏血酸。CCCHCCOHOHOHOCH2ONO-2H+2HOCCCHCCHOOOCH2ONHOL-抗坏血酸（还原型）L-脱氢抗坏血酸（氧化型）特性：水溶性，在酸性溶液和浓度较大的糖溶液中比较稳定，在碱性条件下稳定，受热易破坏，也容易被氧化，在高温和有Cu2+、Fe2+存在的条件下，更易被氧化。VC也是一种重要的抗氧化剂2、维生素B1VB1易溶于水，在酸性环境中很稳定，在中性及碱性条件下易被氧化，加热不易破坏，但受氧、氧化剂、紫外线及射线的作用很易破坏，当pH4时，有些金属离子（如Cu2+）、亚硫酸根可使其降解，在pH3时该反应进行得十分缓慢。3、维生素AVA是脂溶性的，只存在于动物性食品中，在植物中只有胡萝卜素。特性：（1）VA耐热（2）有较强氧化剂存在时可因氧化而失去活性（3）在有光线照射的条件下会加速氧化。十、矿物质1、存在有Ca、P、Fe、K、Na、Mg等（果蔬中，在植物体中，这些矿物质大部分与酸结合成盐（如硫酸盐、磷酸盐、有机酸盐）十一、芳香物质1、存在和含量果蔬完全成熟叶，香气才能很好地表现出来，没有成熟的果蔬缺乏香气，含量一般只有万分之几或十万分之几，故芳香物质又有精油之称。2、特性：芳香型成分均为低沸点，易挥发的物质果蔬不能贮存过久。思考题：1、简述果胶、单宁、有机酸的加工特性2、为什么不能食用发芽和发绿的土豆？3、在果蔬加工中，为什么要用铅或玻璃器皿而不用Fe制品？4、如何防止果蔬中的酶促褐变？第二节大豆教学目的：1、掌握大豆蛋白质的特点及加工特性2、掌握大豆产生腥味的原因及解决方法一、大豆中的蛋白质大豆平均含40%的蛋白南，其中80%～88%是可溶的。在豆制品的加工中主要利用的就是这一类蛋白质，84%是球蛋白，并且大部分是糖蛋白，组成大豆蛋白的氨基酸有18种之多。大豆蛋白中含有8种必需氨基酸，且比例比较合理，只是赖氨酸的含量相对稍高，蛋氨酸、半胱氨酸含量略低。加工特性：注意蛋白质的提取利用率及大豆蛋白质的溶解程度和稳定性。大豆蛋白的溶解度：是指一定条件下大豆蛋白中可溶性大豆蛋白所占的比例，常用氮溶解指数（NSI）表示。氮溶解指数（NSI）=（水溶性氮/样品中的总数氮）×100%加工工艺和参数对氮溶解指数有很大的影响。大豆蛋白的等电点约在4.5左右，此时的溶解度最低，蛋白质最不稳定。二、大豆油脂大豆中含量20%，不饱和脂肪酸含量为80.7%亚油酸含量为50.8%。特点：具有较高的营养价值对大豆食品的风味、口感等方面有很大的影响。脂类在脂肪氧化酸的作用下发生氧化降低产生腥味。除腥方法：加热、调整pH、闪蒸三、碳水化合物见书P28四、矿物质和维生素钾含量高维生素含量较少，种类不齐全，以水溶性维生素为主。五、抗营养因子胰蛋白酶抑制素,对豆制品影响最大在选择加工条件时,以破坏胰蛋白酶抑制素为参照.思考题：1、大豆蛋白的溶解度、氮溶解指数（NSI）各是什么含义？2、大豆中有哪些抗营养因子？第三节谷物教学目的：1、掌握谷物中蛋白质的种类及加工特性2、掌握谷物中淀粉和脂肪的作用重点和难点：面筋蛋白的胀润作用，方便面、方便米饭加水复原的原理一、谷物中的蛋白质（1）清蛋白（2）球蛋白（3）醇溶谷蛋白（4）谷蛋白麦胶蛋白小麦中特有的蛋白：面筋蛋白质麦谷蛋白面筋蛋白产生胀润作用；调制面同时，水分子与蛋白质的亲水基团相互作用，使之迅速吸水，同时水分子以扩散的方式进行到蛋白质的分子中，P吸水→胀润→面筋面筋的吸水量为子蛋白的180%～200%面筋中的干物质含：蛋白质，2.8%脂肪，2.13%糖和6.45%淀粉特性：湿面筋具有特殊的粘性，延伸性，在面包、饼干加工工艺中要利用此特性。二、淀粉1、存在禾谷类：主要集中在胚乳的淀粉粒内，糊粉层的细胞的尖端也含有少量、粒度很细的淀粉，薯类淀粉则集中在块根和块茎的里面。2、特性（1）淀粉产生糊化和回生，在加工中要防止回生或老化，加稳定剂和乳化剂，如硬脂酸先乳酸钠、羟乙基甘油单酯、卵磷脂等。（2）方便面和方便米饭的生产。（3）调制面团时，淀粉在面团的形成过程中能起到调节面筋胀润度的作用。三、脂肪谷物中的脂肪大多存在于胚和种皮中，胚乳中的含量较少，一般不超过1%，所以粮食中的脂肪大都在其副产品中取出。粮谷类脂肪中的大部分脂肪酸为不饱和的油酸和亚油酸，它们约占整个脂肪酸量的80%。在面制品中，不饱和脂肪酸的存在对产品的保存期有较大的影响。对于小麦面粉来说，其所含的微量脂肪对改变面粉的筋力有一定的影响。在面粉的储藏过程中，脂肪受脂肪酶的作用所产生的不饱和脂肪酸可使面筋弹性增大，延伸性及流变性变小，结果会使弱面粉变成中等面粉，中等面粉变成强力面粉。四、灰分灰分表示粮食中矿物质的总量。在粮食加工中，常用灰分作为评价面粉等级的指票，成品的精度越高，灰分的含量越少。五、维生素谷物中不含维生素D，也不含维生素A，仅含有少量的类