第一章 食品工艺概论.ppt

第一章食品工艺概论 第一章食品工艺概论 一 按原料分类1 植物性食品2 动物性食品3 矿物性食品4 微生物性食品 二 按加工制品分类1 粮油加工类制品2 肉类 水产冷冻冷藏制品3 肉制品4 果蔬制品5 乳制品6 软饮料7 糖果 焙烤制品8 罐头制品9 传统名特食品10 其他食品 第一节食品的化学组成及加工特性 一 糖类 碳水化合物 1 糖的性质 糖通常在食品中作为甜昧剂使用 用其他甜昧荆替代糖无非有几个目的 降低成本 作为特殊人群 如糖尿病人 的食品的需要 防止褐变等 糖易溶于水 在水中易形成过饱和溶液 糖浆 这种性质是影响果酱和一些糖浆类食品稳定性的重要因素 糖的水溶液中的水分熬发时 它们形成续晶而析出 糖是生物体内提供能量的主要物质 多糖要转化成双糖或单糖才能被生物利用 糖容易被微生物发醉 糖在高浓度时 由于有较高的渗透压 能抑制微生物生长 因此有防腐作用 糖在加热时颜色变深或发生焦糖化 糖与蛋白质氨基酸等可发生美拉德反应产生褐色 称为褐变反应 糖还赋予液态食品一定的稠度和口感 它们还可调整溶液的密度 2 淀粉的性质淀粉是由许多葡萄糖单元构成的多糖 其中葡萄糖单元之间的连接键是a 1 4 糖苷键 淀粉主要来源于植物 它们主耍有如下一些性质 淀粉没有甜味 我们通常咀嚼淀粉类食物的时候感觉到的甜味 是由于唾液中的淀粉酶水解淀粉成为有甜味的糖的结果 淀粉在冷水中不易溶解 在热水中形成糊状物和凝胶 在人的平衡膳食中淀粉提供的热量应该占70 左右 淀粉以颗粒状存在于植物的种子和块茎中 当淀粉颗粒在水中的悬浮液被加热时 颗粒吸收水分而膨胀和糊化 这会导致悬浮液的黏度增加形成糊状物 糊状物在冷却时形成凝胶 由于淀粉糊具有较高的黏度 因此淀粉可用作增稠剂 在冷冻和陈化中 淀粉糊和淀粉凝胶能回复或减退到不溶解的状态 从而导致食品结构发生变化 这种现象我们称为 回生 在酶或酸的作用下 淀粉可部分水解产生糊精 糊精在链长和性质上介于糖和淀粉之间 在一些微生物体内的酶可以将淀粉分解成糊精并使之环化 环化糊精在食品中用于去除异味和用作香精的包埋剂 3 纤维素 半纤维素的性质纤维素和半纤维素大量存在于植物界 它们的组成单元与淀粉是相同的 但其中葡萄糖单元之间的连接键是 1 4一糖昔键 纤维素和半纤维素较难分解 不溶于冷水和热水 人体不能消化纤维索和半纤维素 因此它们在人体内不会产生热量 然而 作为食物成分它们是重要的 因为人体不能分解它们 所以它们可以刺激肠胃 加快肠胃的蠕动和排空 防止粪使中的有毒物质在大肠内的停留 防止便秘和预防直肠癌 膳食纤维还使人产生饱腹感 防止摄人过多的热量 可预防肥胖 正是由于纤维素的这种保健功能 它被誉为 第七大营养素 但植物性食品中的纤维素过多和过粗造成粗老的口感 甚至无法食用 4 果胶物质和其他植物胶的性质果胶物质和其他植物胶是存在于植物中的碳水化合物的衍生物 包括果胶 阿拉伯胶 刺槐豆胶 黄芪胶以及海藻产生的琼脂胶 卡拉胶和海藻胶 在数量上少于其他碳水化合物 但是它们对果蔬的加工性质的影响比较大 这些胶在食品中作为增稠剂和稳定刑 果胶有下述性质 果胶类似于淀粉和纤维素 只是其组成单元为糖醛酸而不是单糖 果胶一般存在于水果和蔬菜的细胞璧中和细胞之间使植物细胞能黏合在一起 它们是植物胶类物质 果胶能溶于水 尤其是热水 果胶在果蔬汁和果蔬酱中可提高黏度和稳定性 当加入糖和酸时 果胶溶液可形成凝胶 这是制造果冻的基础 二 氨基酸和蛋日质 蛋白质是形成食品香味和风味的重要物质 有很多种氨基酸有呈味作用 如谷氨酸钠 即我们常吃的味精 有鲜味 动物肉类中的蛋白质在加热煮制时水解成的蛋白胨 氮基酸等 使其制晶具有肉的鲜味和风味 现在使用酶制剂来水解肉类制造的调味品 用在速溶汤料 方便食品和速冻食品中 效果良好 氮基酸和蛋白质在食品加工中可引起变色 其变色机制可分为酶促揭变和非酶促褐变两种情况 焙烤食品用蛋白糖液上色就是利用糖与氨基酸和蛋白质发生美拉德反应 而使制品产生美观的颜色 而乳制品在加热时发生褐变则使产品产生不良的色泽 酪氨酸则是多酚氧化酶的重要底物 如削皮后的马铃薯的褐变就是酪氨酸在酸的作用下氧化的结果 蛋白质的变性是食品加工中非常重要的一种变化 变性后的蛋白质更容易被人体消化吸收 通常的杀菌方法也是使徽生物体内的蛋白质变性失去生物活性 蛋白质在凝聚时可挟带果汁 汤等物质中的悬浮物一起沉淀 可用于果汁 果酒的澄清 但肉类及鱼贝类的血蛋白在加热凝固时 可能使制品产生不良的颜色 三 脂肪脂肪在食品加工中应注意的问题 乳化不好可造成某些产品的质量问题 如豆乳类食品的脂肪上浮和油圈的形成 在油炸加工的食品中要注意脂肪的含量 以及油脂的高温氧化或分解 聚合等形成有害物质 四 水分水分在食品和食品原料中的作用有 I 分散介质和主要成分在乳 饮料 果冻等食品中水分都是非常重要的成分 这些食品中水分含量高 并且水分使其他成分分散在其中形成这些食品所特有的风味 2 微生物生长的必需因子这个特点是我们在研究食品保藏时必须考虑的因素 水分对微生物的生长繁殖是非常重要的 我们控制食品中水分的含量和水分活度 就可以抑制微生物的生长和繁殖 达到使食品能较长期保藏的目的 3 直接影响加工性能水分含量的高低直接影响到食品原料预煮 油炸的得率 影响到冷冻食品的工艺 影响到食品浓缩和蒸发时的能量消耗等 4 影响食品的风味有的食品如饼干等需要水分含量低才有酥脆的口感 有的食品需要水分含全高才有其特定的风味 如水果等含水量高吃起来才有水果的风味 面包如果含水份太低 面包皮会变得坚硬和似橡胶般绵韧而失去面包的风味 五 维生素分为脂溶性和水溶性两类 脂溶性维生素有 维生素A D E和K其中维生素E很容易氧化破坏 水溶性维生素 B族维生素 维生索C 维生素P等 在碱性条件下B族维生素易被破坏 维生素C也是很容易氧化的维生素 在食品加工中应注意选择适当的方法和工艺条件尽可能的保护维生素使其免受破坏 如尽量减少加热的时间和强度 避免维生紊C的破坏 在食品加工中 维生素C也用作抗氧化剂 保护食品中一些对氧敏感的物质 六 矿物质矿物质是食品中重要的营养成分 人体对矿物质的摄入不能太少 也不能过多 在食品加工中有的矿物质和一些离子过多会造成一些质量问题 如饮料的沉淀析出就可能是由于水中钙镁离子过多而引起的 铁 铜等离子可引起果汁的变色等 七 酶1 淀粉酶 1 a淀粉酶 它能从底物内部随机水解 a 1 4糖苷键 不能水解a 1 6一糖苷键 最终产物是麦芽糖 葡萄糖 异麦芽糖 淀粉酶的作用速度快 能便淀粉溶液的黏度讯速下降 与碘液的显色反应消失 这种作用叫液化作用 故a淀粉酶又叫液化酶 在啤酒生产中细菌a淀粉酶 高温a淀粉酶 用来提高糖化的速度和糖化效率 2 淀粉酶 从底物的非还原端开始水解a 1 4 糖苷键 每次切下一个麦芽糖分子 并使麦芽糖的构型从a构型转变为 构型 故称之为 淀粉醉 淀粉酶不能水解 a 1 6 糖苷键 并且不能超越 a 1 6 糖苷键 因此它对支链淀粉的水解是不彻底的 仅能切下分支点以外的部分产生相当于支链徒粉总量50 一60 的麦芽糖 剩下的叫界限糊精 淀粉酶的热稳定性低于a淀粉酶 3 葡萄糖淀粉酶 从非还原端开始逐次切下一个葡萄糖单位 并将其构型从a构型转变为 构型 它不仅能分解a 1 4 糖苷键而且能分解a 1 6 糖苷键和 a 1 3 糖昔键 但作用速度慢得多 在生产中淀粉酶在淀粉糊化后对淀粉的分解更容易 在面粉生产中 发芽或虫蛀的小麦中易产生淀粉酶的异常活动 使生产的面粉质量下降 2 葡萄糖异构酶它可催化葡萄糖转化为果糖 所以又称为转化酶 用来提高葡萄糖的甜度 3 蛋白酶能催化蛋白质的水解 产物为肽和个别氨基酸 来源有动物性的蛋白酶 植物性的蛋白酶和微生物蛋白酶 植物性的蛋白酶 如菠萝蛋白酶 木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶等 动物性蛋白酶 如胃蛋白酶 胰蛋白酶等 微生物蛋白酶 如细菌蛋白酶 霉菌蛋白酶和放线菌蛋白酶等 蛋白酶在食品生产中可用来嫩化肉类 一些发酵食品如豆腐乳的生产也是利用蛋白酶的很好的事例 现在己有用蛋白酶水解肉类来生产食品调味剂的实例 在加工菠萝时则应注意防护蛋白酶对工人皮肤的腐蚀 4 纤维素酶纤维素酶能水解 1 4 糖昔键 生成纤维二糖 葡萄糖 在食品工业中可用于果蔬组织的软化 果实的除皮 澄清果汁和用于果酱 果泥 蜜饯的品质改进 5 果胶酶 果胶酯酶 催化果胶脱去甲酯基 生成半乳糖醛酸苷链及甲醇 使果胶脱甲基而易溶解 聚半乳糖醛酸酶 能水解聚半乳糖醛酸苷键 生成半乳糖醛酸 果胶裂解酶 催化聚半乳糖醛酸的 1 4 糖昔键裂解 果胶酶在食品加工中非常重要 采用果胶酶处理果肉可提高果汁的榨汁率 促进果汁的澄清 也可用于生产药用的低甲氧基果胶和半乳糖醛酸 果胶酶也是导致许多水果蔬菜在成热后过分软化的原因 在番茄酱和柑橘汁等食品中也常因果胶醉的作用破坏了果胶物质所形成的胶体 使产品的黏度和浊度降低 发生沉淀分层等质量间题 6 葡萄糖氧化酶在有氧的条件下催化 D 葡萄糖氧化生成D 葡萄糖酸 内酯 葡萄糖氧化酶可用于蛋品的脱糖 防止褐变 也可用于饮料 果汁 啤酒 奶粉 罐头和干制品的脱氧 以改善风味 防止褐变 7 脂酶和脂氧合酶 1 脂酶 水解脂肪中的脂键 最终可产生甘油和脂肪酸 许多含脂食品如牛奶 奶油 干果等的变质都与脂酶的作用有关 它使制品中的游离脂肪酸增多 2 脂氧合酶 它使脂肪酸中的不饱和键和氧作用生成过氧化链 对于许多食品都是有害的 它可破坏必需脂肪酸 产生的游离基可损害维生素和蛋自质等其他成分 由于脂氧合酶在低温下仍然有活力 因此可使未经热烫的蘑菇 青豆等冷冻制品在保存中质量下降 也会使冻肉 鱼等产生哈喇味 第二节食品保藏的基本原理和方法 一 引起食品品质劣变的因素 一 物理因素光线 温度和压力光的照射与曝晒 促进食品成分的分解 引起变色 变味和维生素的损失 强光直接照射在食品上或食品包装容器上间接地影响温度的提高 温度的过高或过低 对食品保藏都是不利的 高温加速各种化学的 生化的变化 增加挥发性物质的损失 使食品成分 质量 体积和外观发生改变 温度过低产生冰冻 亦影响品质 压力主要是指重物的压挤 造成食品变形或破裂 使汁液流失 外观不良 如为瓶罐或袋装食品则发生破损而不能食用 二 化学因素各种化学变化如氧化 还原 分解 化合都可使食品发生不同程度的损坏 如与空气接触即有发生氧化的可能 罐头铁皮的腐蚀和穿孔 干制品的变色 变味 维生素c的损失等 都是氧化作用的结果 金属罐与酸性食品接触时 发生氧化一还原作用或使金属溶解 同时放出氢气 致使罐头膨胀 还有果汁的发酵 牛乳的酸败 干制品的褐变 维生素的氧化等都属于化学性因素引起的败坏 三 生物因素1 有害微生物的活动是食品败坏的重要因素 细菌 霉菌 酵母菌大量地存在于食品及周围环境里 如肉毒梭状芽抱杆菌就引起看不见的腐败 并产生剧烈毒素 引起食物中毒 2 食品中面的影响也是很大的 许多生化变化和反应都是在酶的催化下进行的 3 其他生物的侵害 如兽害 虫害也是使食物丧失食用价值的重要原因 被虫蛀的小麦中的酶会异常活动 引起小麦中脂防氧化而产生异味 淀粉水解等 食晶保藏总的原则是 1 减少物理作用和化学作用的影响 改善食品的包装 尽量使包装后的食品避免外界物理因素及氧化等引起食品的品质劣变 运用适当的贮存方法 最大限度地减少物理因素对食品品质的影响 2 杀灭微生物或造成不适于微生物生长的环境 在食品加工中一般都有杀灭或抑制微生物的措施 当然在杀灭微生物以后还应该有包装等措施防止微生物的再污染 否则新的微生物污染杀菌后的食品将会因为没有其他竞争对手而以更快的速度繁殖 后果将更加严重 食品中的杀菌达到的程度是商业灭菌 即在食品的货架寿命期能保证微生物不会繁殖而引起食品的腐败 运用改变pH和降低水分含量与水分活度的方法造成不适于微生物生长的环境 也是食品保藏的重要方法 3 使食品与外界环境隔绝 比如罐藏法 通过密封 杀菌 使食品与外界环境隔绝 防止微生物的再污染 防止氧化 二 食品保藏方法及分类 一 物理保藏法控制物理因素如温度 水分活度 真空度等方法 达到保藏食品的目的属于物理保藏法 1 脱水干燥保藏法大多数微生物只有在食物含水里超过20 时 才能繁殖生长 当食品水分降到12 以下 水分活度低于0 9时 各种徽生物就不能生长繁殖 徽生物在这种环境条件下细胞里的水分将逐渐散失 水分缺少微生物体内的新陈代谢就不能正常进行 这样食品就不致变质 在食品工业中常用自然干燥 晒干 阴干 或人工机械干燥制造果干 菜干 鱼松 肉松等食品 都属这类 新型的干燥方法是真空干燥法和冷冻真空干燥法 2 冷藏 冷冻保藏法低温能使易腐食品的微生物活动和生化反应受到有效的抑制 使食品能较为长期的保存 而且用低温保藏食品 可最大限度保持原料或制品的新鲜状态 风味及营养成分 延长保藏期限 在食品工业上目前使用的有利用自然低温 北方 保藏食品的埋藏法 窖藏法和土冷库法等 工业上都用机械冷库 其中有用盐水为冷却介质 用氨或氟里昂为冷媒剂进行制冷保藏鱼 肉及其他食品 3 食品罐藏法罐藏法是将食品原料通过预处理后装罐 密封 利用高温 100一125 杀菌 达到商业灭菌并与外界环境隔绝的食品保藏方法 这样制得的食品即罐头食品 这是目前物理保藏法中最完善的方法之一 适用范围广 品种多 食用方便 风味美好 颇受消费者欢迎 4 食品辐射保藏法食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对新鲜肉类及其制品 水产品及其制品 蛋及其制品 果蔬制品等进行辐照杀菌 抑制发芽 延迟后熟等处理 从而最大限度减少食品的损失 使食品品质 风味不发生变化 延长食品保藏期 此法保藏食品既无药害 又能保鲜 二 化学保藏法利用各种化学物质造成不适合微生物生长的环境 避免食品的腐败来保藏食品 称为化学保藏法 这些化学物质包括糖 盐 酒 醋 植物杀菌素和防腐剂等 将它们加入食品中 以抑制或杀死微生物达到保藏食品目的 1 糖渍保藏用70 以上的高浓度糖液腌渍 由于其具有较高的渗透压使微生物细胞原生质收缩 发生质壁分离现象而死去 从而使食品得以保藏 如蜜饯 果脯就是糖渍制品的典型代表 果酱 果泥 果糕也属此类 2 盐渍保藏食盐溶液具有很高的渗透压 10 的食盐溶液可产生6MPa以上的渗透压 当食物中加入食盐后 由于微生物细胞中的溶液渗透压小于食盐溶液的渗透压 细菌的细胞失水引起质壁分离 导致细菌失水干死 同时食盐是一种电解质 离解后的氯离子和高浓度盐水对蛋白质分解酶也有破坏作用 使其活力受阻 延缓食品变质 一般盐水浓度在7 以上时 一般细菌不易生长 咸雪菜 福建五香大头菜