第一章 食品的特性.ppt

第一章 食品的特性 主讲人 教学目标 熟悉食品的化学特性 物理特性 生物特性的内涵及其与食品质量的关系 掌握食品保藏过程中各种特性的变化规律或趋势 Contents 第一节食品的化学特性 一 水分 一 食品中水分含量 P8 9表1 1 鲜活食品 生鲜食品含水量很高 60 95 干制食品 糖制食品 盐腌食品含水量较低 5 30 液体食品中含水量90 左右 二 水分与食品品质的关系对食品的新鲜度 高含水量食品 质地 形态 适口性等有很大影响 三 水分与食品保藏性的关系果蔬 禽蛋等鲜活食品的高含水量有利于其保藏 粮食 油料 干制品 糖制品等食品的低含水量可增强其保藏性 水分对食品保藏性的影响体现在对Aw Aw P P0 的影响 第一节食品的化学特性 1 Aw与微生物生长繁殖的关系表2各种微生物生长所需的最低Aw 第一节食品的化学特性 2 Aw与化学反应的关系Aw较高时 促进食品的酶促反应 非酶反应 氧化反应而降低食品质量 甚至发生劣变 Aw在0 7 0 9时 脂类氧化 羰氨反应 维生素分解等反应的速率可达到最大 食品的化学反应还受食品的组成 组织状态 pH值 温度 O2等的影响 Aw很高时 0 9 有些食品的化学反应速率呈下降趋势 第一节食品的化学特性 3 Aw与酶活性的关系Aw与酶活性的关系很复杂 Aw 0 85时 引起食品变质的大多数酶的活性下降 Aw降至0 1 0 3时 有些酶如脂肪氧化酶仍能保持较强活力 第一节食品的化学特性 4 Aw与食品质构的关系Aw对食品质构的影响因食品种类而异 以对干制和半干制食品的影响最大 Aw增大 0 2 0 3 0 65 时 肉干 果干 花生米等的硬度和咀嚼性降低 糖粉 奶粉等粉质食品易发生结块 发黏等 干制食品保藏的Aw 0 3 0 5 Aw降低易使高含水量的食品如面包等失水变硬 鲜度下降 使果蔬失水萎蔫 鲜度和质地下降 此类食品保藏的Aw 0 9左右 第一节食品的化学特性 部分食品的水分活度值 第一节食品的化学特性 二 食品中的天然物质 一 碳水化合物1 碳水化合物的分类和存在单糖 戊糖和己糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 低聚糖 以双糖最为重要 常见的有麦芽糖 蔗糖 乳糖 多糖 淀粉 糖原 纤维素 果胶质 2 碳水化合物对食品保藏性的影响对颜色和风味的影响 美拉德反应 焦糖化反应 延长食品保藏期 高浓度糖液的高渗透压 为微生物提供碳源 发酵食品生产 保留食品中的挥发性物质 提高食品风味 第一节食品的化学特性 二 脂质1 脂质的分类和存在单纯脂质 脂肪酸与醇类形成的酯化物 如动植物油脂 复合脂质 单纯脂质与非脂质成分的结合物 如磷脂 糖脂 衍生脂质 各种脂质的分解衍生产物 2 脂质对食品保藏性的影响油脂的氧化 自动氧化 光敏氧化 酶促氧化 自动氧化 诱发期 增殖期 终止期 贮藏方式 低温 避光 隔绝氧气 降低水分 减少与金属离子接触 添加抗氧化剂 脂质氧化对品质的影响 第一节食品的化学特性 三 蛋白质1 蛋白质的分类和存在单纯蛋白质 完全水解产物只有 氨基酸结合蛋白质 单纯蛋白和耐热非蛋白结合而成 如脂蛋白 糖蛋白 磷蛋白等 2 蛋白质对食品保藏性的影响蛋白质在加工和贮藏过程中的变化 温和热处理 低温处理 脱水处理等过程 蛋白质对食品保藏性的影响 参与美拉德反应 氨基酸呈味物质 变性凝固和沉淀 第一节食品的化学特性 四 矿物质受热 光 氧化剂 极端pH等影响较小 种类及其含量取决于植物生长的土壤成分或动物饲料的性质 以及食品加工方法等 谷物制粉精致 加工废料丢弃对其影响较大 五 维生素脂溶性维生素 维生素A D E K 水溶性维生素 维生素C和B族 第一节食品的化学特性 六 色素类物质1 植物色素 天然色素一般对光 热 pH 氧气等条件敏感 叶绿素 呈现绿色 性质不稳定 类胡萝卜素 呈现橙色 橙黄色 橙红色 性质较稳定 花青素 呈现红色 紫色 性质不稳定 叶黄素 呈现黄色 性质稳定 类黄酮 呈现浅黄色 性质较稳定 第一节食品的化学特性 2 动物色素血红素 呈现红色 性质不稳定 肌红蛋白 Myoglobin 和血红蛋白 Hemoglobin 如果放血充分 前者约占肉中色素的80 90 占主导地位 第一节食品的化学特性 肌红蛋白 氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白之间的转化 2 动物色素蛋黄素 呈现黄色 性质稳定 胭脂虫色素 呈现红色 性质较稳定 3 微生物色素红曲色素 呈现鲜红色 性质极稳定 第一节食品的化学特性 表3食品中天然色素的分布 表示有分布 第一节食品的化学特性 七 风味类物质1 甜味物质 主要存在于植物类食品中 包括糖类 淀粉以及半纤维素 果胶降解后产生的糖 2 苦味物质 植物性食品中主要有生物碱和苷类 动物性食品中主要是胆汁 生物碱 咖啡碱 可可碱 茶碱 奎宁 苷类 桔皮苷 苦杏仁苷 芥子苷 胆汁 主要是胆红素 胆酸 鹅蛋酸及脱氧胆酸 胆汁对组织蛋白的附着力极强 3 酸类物质 柠檬酸 苹果酸 酒石酸 草酸 醋酸 乳酸 第一节食品的化学特性 4 辣味物质 主要存在于辣椒和一些香料植物中 具有特殊的刺痛感和灼烧感的总和 热辣味 无香气 具有灼烧感 辣椒 胡椒 花椒 辛辣味 辣味与芳香味相伴发生 主要存在于姜 丁香 肉豆蔻 刺激辣味 具有味感 嗅感和催泪性的物质 主要存在于葱蒜类和芥菜籽中 5 涩味物质 单宁等多酚类物质 6 鲜味物质 谷氨酸 肌苷酸 琥珀酸及其盐 第一节食品的化学特性 八 香味物质1 植物性食品的香气果蔬的香气随成熟度的增大而提高 水果 蔬菜 瓜类 茶叶 食用菌的香气 含量极低 组分复杂 独具特色 功能很大 主要成分为 挥发性有机酸 乙醇 乙醛 乙酸乙酯 乙酸戊酯 乙酸异戊酯 甲酸异戊酯等 第一节食品的化学特性 2 动物性食品的气味 1 乳及乳制品的香气鲜乳 主要是甲硫醚 低级脂肪酸 羰基化合物 奶酪 主要是挥发性脂肪酸 酮类和醛类 2 肉类的香气 在烧 烤 炖 煮中产生 产香途径 脂类经氧化 水解 脱水 脱羧反应 形成醛 酮 类脂化合物 美拉德反应产生的呋喃衍生物 吡嗪衍生物等 第一节食品的化学特性 肉的风味大都通过烹调后产生 生肉一般只有咸味 金属味和血腥味 风味的差异主要来自于脂肪的氧化 肉品风味的产生 脂质水解氧化 蛋白质 氨基酸分解 风味化合物的提取 分离 鉴定 气质联用仪 Finnigan公司 3 发酵食品的香气 原料的糖 蛋白质 脂类及其他物质在微生物酶的作用下 转化为醇 酮 酸 酯等 微生物本身也产生众多的代谢产物 4 焙烤食品的香气 糖在300 以上时 热解为呋喃衍生物 酮类和醛类 糖与氨基酸加热时发生美拉德反应 生成吡咯衍生物 吡嗪衍生物 5 水产动物的腥臭气味 新鲜鱼贝类的腥臭味主要是六氢吡啶 氨基戊醛 氨基戊酸 贮藏中鱼贝的腥臭味主要有氨 三甲胺 硫化氢 甲硫醇 吲哚 粪臭素等 第一节食品的化学特性 三 食品添加剂食品添加剂 foodadditives 为改善食品的品质和色 香 味 以及为防腐和加工工艺的需要 加入食品中的化学合成物或天然物质 GB T15091 1994 2 8 3条 食品添加剂 指为改善食品品质和色 香 味以及为防腐 保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质 中华人民共和国食品安全法 2009 一 食品添加剂使用现状1 使用普遍 全世界14000种以上 美国允许使用约3200种 日本约1100种 欧共体约2000种 中国约2000种 2 作用显著 改善品质 利于加工 延长贮藏期等 3 安全问题突出 安全问题层出不穷 第一节食品的化学特性 二 食品添加剂的作用1 增进食品的保藏性 防止腐败变质2 改善食品的感官性状 提高感官质量3 有利食品工艺操作 提高生产效能4 保持或提高食品营养 强化营养功能5 满足食品的特殊需要 扩大附加功能 第一节食品的化学特性 三 中国食品添加剂使用卫生标准GB2760 1996颁布 1997年和1998年增补品种 目前生产中允许使用22类2000多种 其中香料约170种 酶制剂约30种 着色剂约60种 防腐剂约30种 乳化剂约30种 我国食品生产中常使用的食品添加剂类别主要有 防腐剂 抗氧化剂 乳化剂 酸度调节剂 增稠剂 甜味剂 着色剂 香料 酶制剂 第一节食品的化学特性 四 食品添加剂的管理及使用原则1 经过规定的食品毒理学安全评价程序的评价 证明在使用限量内长期使用对人体无害 2 食品添加剂本身应有严格的质量标准 有害杂质不得超过允许限量 3 对食品的感官性状和品质无不良影响 对营养成分不应有破坏作用 4 严格按照食品添加剂使用卫生标准的规定 使用范围 最大使用量等 执行 第一节食品的化学特性 5 应有利于食品的加工 制造 保藏及营销等过程 具有保持营养 改善感官性状 提高产品质量及防止腐败变质等作用 6 不能使用食品添加剂掩盖食品的腐败变质或缺陷 不能以伪造 掺假为目的 7 专供婴儿和儿童的主副食品 除按规定可加入食品营养强化剂外 不能加入其他食品添加剂 8 进口食品添加剂必须符合我国规定的品种和质量标准 并按规定办理审批手续 出口食品添加剂应按进口国的要求生产 但转内销售时必须符合我国的规定 第一节食品的化学特性 五 常见的食品添加剂种类1 防腐剂 苯甲酸及其钠盐 安息香酸 山梨酸及其钾盐 对羟基苯甲酸酯类 乳酸链球菌素 Nisin 丙酸盐类 钠盐和钙盐 等 天然防腐剂 那他霉素 葡萄糖氧化酶 鱼精蛋白 溶菌酶 聚赖氨酸 壳聚糖 果胶分解物 蜂胶 茶多酚等 2 抗氧化剂 油溶性抗氧化剂 丁基羟基茴香醚 BHA 二丁基羟基甲苯 BHT 特丁基对苯二酚 TBHQ 没食子酸丙酯 PG 生育酚 VE 等 水溶性抗氧化剂 L 抗坏血酸 维生素C 及其钠盐 异抗坏血酸及其钠盐 3 乳化剂 水包油型 O W 和油包水型 W O 主要品种有 单甘油酯 山梨醇脂肪酸酯 蔗糖脂肪酸酯 大豆卵磷酯 丙二醇酯等 4 增稠剂 天然 海藻酸 淀粉 阿拉伯胶 瓜尔胶 卡拉胶 果胶 琼脂 明胶 黄原胶 合成 羟甲基纤维酸钠 CMC 羧甲基淀粉钠 藻酸丙二酯 羟甲基纤维酸钙 磷酸淀粉钠 乙醇酸淀粉钠 第一节食品的化学特性 五 常见的食品添加剂种类5 品质改良剂 磷酸盐 三聚磷酸钠 六偏磷酸钠等 6 着色剂 合成色素 苋菜红 胭脂红 赤藓红 新红 柠檬黄 日落黄 亮蓝 靛蓝等 天然色素 花青素 姜黄色素 类胡萝卜素等 7 甜味剂和酸味剂 常见的甜味剂 糖精钠 甜蜜素 甜味素 糖醇类 酸味剂 柠檬酸 醋酸 苹果酸 酒石酸 富马酸 琥珀酸等 8 凝固剂和疏松剂 常见的凝固剂 熟石膏 盐卤 葡萄糖酸 内酯和CaCl2 常见的疏松剂 碳酸氢盐类 主要是NaHCO3和NH4HCO3两种 9 营养强化剂 10 食用香料香精 11 其它食品添加剂 消泡剂 抗结剂 被膜剂 酶制剂等 第一节食品的化学特性 第二节食品的物理特性 食品的物理特性主要包括食品的力学性质 光学性质 热学性质和电化学性质 力学性质主要是指食品在力的作用下产生变形 振动 流动等的规律 热学性质主要是指食品的相变规律 比热容 潜热 传热规律及与温度有关的热胀冷缩规律等 光学性质主要是指食品对光的吸收 反射及其对感官反应的性质等 电学性质主要是指食品的导电特性 介电特性及其他电磁特性和物理特性等 一 食品的形态 一 液态食品 泛指具有流动性的 以水为分散介质的分散系食品 二 固态食品 具有固定形态 并且形态不易发生变化的食品 三 半固态 半液体 半流体 食品 含水量较低 形态易发生自变或受轻度外力即发生改变的食品 第二节食品的物理特性 二 食品的质地质地是人对食品的物性感觉 包括手指的触摸感 目视的外观感 以及咀嚼时的硬脆度 粗细度 黏弹性 润滑度等性状的综合感觉 一 食品质地的评价1 感官评价 P29表1 6质地俗语术语量化标准举例 2 仪器测定 P29表1 7食品质地测定仪器分类 二 食品质地与其质量的关系1 感官质量2 内在品质3 卫生质量4 保藏期 第二节食品的物理特性 第二节食品的物理特性 第二节食品的物理特性 TextureProfileAnalysis TPA 硬度 Hardness 黏着性 Adhesiveness 弹性 Springiness 凝聚性 Cohesiveness 胶黏性 Gumminess 咀嚼性 Chewiness 回弹性 Resilience TA XT2i物性测试仪 英国StableMicroSystems 第二节食品的物理特性 第二节食品的物理特性 C LM3B型数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院 Salter235型沃布氏嫩度仪 美国G RCo Ltd YYW 2型应变控制式无侧限压力仪 江苏南京土壤仪器有限公司 三 食品的失重 一 食品失重的表现形式蒸发 蒸腾 升华 干耗 呼吸消耗 二 影响食品失重的因素1 自身因素 种类品种 组织状态 含水量 2 环境条件 温度 湿度 气流 3 包装材料及方式4 堆码方式及密度5 冷却方式 第二节食品的物理特性 第二节食品的物理特性 第二节食品的物理特性 三 失重对食品的影响1 数量减少2 新鲜度下降3 品质降低4 鲜活食品的耐藏性和抗病性降低 第二节食品的物理特性 第三节食品的生物特性 一 食品中的微生物 一 微生物来源1 土壤 微生物数量达107 109个 克 其中80 为细菌 其次是真菌 藻类和原生动物 2 水 细菌占优势 3 空气 主要是霉菌 放线菌的孢子 细菌的芽孢和酵母菌 4 人 动物及昆虫 皮肤 毛发 口腔 消化及呼吸道均带大量微生物 5 加工机械设备及包装 附着大量的微生物 6 食品原料 附着大量的微生物 携带病原微生物 食品原料自身携带的微生物造成的污染为内源性污染 其他途径造成的微生物污染为外源性污染 第三节食品的生物特性 二 不同食品中微生物1 粮食中的微生物 细菌 霉菌 霉菌危害最大 2 肉中的微生物 腐败微生物 细菌 霉菌 酵母菌 病原微生物 李斯特杆菌 沙门氏菌 结核杆菌 炭疽杆菌 布鲁氏杆菌等 3 乳中的微生物 细菌 霉菌 酵母菌 乳糖发酵 蛋白质腐败 脂肪酸败 4 蛋中的微生物 细菌 霉菌 入侵后产生硫化氢 氨 吲哚 粪臭素 硫醇等分解产物 5 果蔬中的微生物 细菌 霉菌 腐烂主要由霉菌导致 6 罐头中的微生物 平酸腐败菌 鲜奶中微生物变化曲线 1 抑制期 2 乳链球菌期 3 乳酸杆菌期 4 真菌期 5 胨化菌期 三 微生物对食品的危害1 食品腐败 1 腐败现象 产生腐臭气味 产生气体 组织软化 有粘液 长白毛等 2 腐败的微生物 主要是细菌类 常见的有葡萄球菌属 芽孢杆菌属 微球菌属 假单孢菌属等 3 危害食品的种类 主要是富含蛋白质的动物类食品和大豆类食品 4 腐败产物 低分子的酚类 胺类 吲哚 粪臭素 脂肪酸 NH3 硫醇 CH4 H2S CO2等 第三节食品的生物特性 2 食品霉变 1 霉变现象 食品发霉变质 有霉味 有的霉菌产生毒素 2 霉变的微生物 主要为霉菌类 常见的有毛霉 根霉 曲霉 青霉 黄曲霉等 其中黄曲霉的代谢产物黄曲霉素 AFT 对动物有明显的致癌作用 3 危害食品种类 霉菌能分泌大量的糖酶 主要危害富含糖和淀粉的食品 黄曲霉主要污染玉米和花生 第三节食品的生物特性 表 我国食品中AFT B1限量 GB2761 81 第三节食品的生物特性 3 食品发酵 1 发酵现象 酒精发酵 含糖食品 醋酸发酵 啤酒 果酒 黄酒等低度酒 乳酸发酵 鲜奶 奶制品 酸菜等 酪酸发酵 鲜奶 奶酪 豌豆 酸菜等 2 发酵微生物 主要是酵母菌和某些产酸的细菌 3 发酵的危害 成品在贮藏 流通 消费过程中的二次发酵 降低食品的质量和安全性 第三节食品的生物特性 发霉 胀袋 二 食品中的酶 一 食品中的重要酶类1 氧化酶 多酚氧化酶PPO 过氧化物酶POD 过氧化氢酶CAT 超氧化物歧化酶SOD 脂氧合酶LOX 抗坏血酸氧化酶ASO等 引起品质劣化 影响保藏质量安全的常见酶类 2 酯酶 催化脂肪分解为游离脂肪酸 导致油脂及富含脂肪食品酸败变质 3 果胶酶类 多聚半乳糖醛酸酶PG 果胶甲酯酶PE等 促进果胶降解 导致组织变得疏松软化 或使果酱 混浊果汁的黏度和浊度下降而出现沉淀 4 蛋白酶 组织蛋白酶 乳蛋白酶等 存在于动物性食品原料中 作用于蛋白质 导致原料质地变化 如果变化适度 食品质地会更理想 否则会劣变 5 淀粉酶 以植物中存在最普遍 作用最清楚 第三节食品的生物特性 表5引起食品品质变化的主要酶类及其作用 第三节食品的生物特性 二 酶对食品质量及保藏性的影响1 对食品色泽影响成熟过程中 随着成熟度的提高 叶绿素降解 呈现红 橙 黄等色 新鲜瘦肉中氧合肌红蛋白 鲜红色 酶脱氧肌红蛋白 紫色 酶高铁肌红蛋白 褐色 2 对食品质构的影响 果蔬中果胶质 纤维素 半纤维素 淀粉和木质素水解 动物宰杀后 蛋白水解酶使肉嫩化 改善质构 3 对食品风味的影响 由于酶的作用导致不良风味的形成 动物宰杀后 蛋白水解酶除使肉嫩化改善质构外 还有增加肉风味的作用 4 对食品营养成分的影响 破坏维生素 5 在食品中的致毒与解毒作用木薯中的生氰糖苷 无毒 糖苷酶氢氰酸 剧毒 乳中加入 半乳糖苷酶分解乳糖 可消除乳糖不耐症 第三节食品的生物特性 三 食品的生理作用和生化变化 一 鲜活食品的生理作用1 呼吸作用 1 呼吸作用的概念 有氧呼吸C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 2 82 106J 674kcal 无氧呼吸C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 0 088 106J 呼吸强度 常用单位CO2mg kg h 呼吸基质 呼吸温度系数 Q10 呼吸热 伤呼吸 呼吸跃变 呼吸高峰 非呼吸跃变 非呼吸高峰 第三节食品的生物特性 呼吸跃变型与非跃变型代表性果蔬跃变型 苹果 香蕉 洋梨 猕猴桃 番茄等 非跃变型 柑橘 葡萄 菠萝 草莓 樱桃等 呼吸跃变型与非跃变型果蔬的主要生理差异跃变型 产生大量C2H4 有明显后熟变化 对外源C2H4敏感 非跃变型 对以上反应均不明显 呼吸跃变型和非跃变型果实的呼吸曲线见下页 第三节食品的生物特性 第三节食品的生物特性 第三节食品的生物特性 第三节食品的生物特性 2 呼吸作用与鲜活食品保藏的关系积极作用 供给能量 抗病免疫 促进愈伤 分解有害物质消极作用 消耗营养物质 放热 改变气体浓度 3 呼吸作用的