食品的特性（课堂PPT）

第一章,食品的特性,1,2,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。,3,Contents,4,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（6095）。干制食品、糖制食品、盐腌食品含水量较低（530）。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。,5,（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,6,1.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,7,2.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0.70.9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,8,3.Aw与酶活性的关系Aw与酶活性的关系很复杂。Aw0.85时，引起食品变质的大多数酶的活性下降。Aw降至0.10.3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,9,4.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（0.20.30.65）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Aw0.30.5。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Aw0.9左右。,第一节食品的化学特性,10,部分食品的水分活度值,第一节食品的化学特性,11,二、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,12,（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,13,（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,14,（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,15,（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,16,2.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,17,2.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,18,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,19,（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,20,4.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,21,（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,22,2.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,23,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,24,肉品风味的产生,25,脂质水解氧化,26,蛋白质、氨基酸分解,27,风味化合物的提取、分离、鉴定,28,气质联用仪（Finnigan公司）,29,3.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,30,三、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,31,（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,32,（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,33,（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,34,5.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,35,（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,36,（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,37,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。,38,一、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,39,二、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,40,第二节食品的物理特性,41,第二节食品的物理特性,42,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,43,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）,44,三、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,45,第二节食品的物理特性,46,第二节食品的物理特性,47,（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,48,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107109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。,49,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。,50,51,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,52,（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,53,2.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,54,表我国食品中AFT-B1限量（GB2761-81）,第三节食品的生物特性,55,3.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,56,二、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,57,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,58,（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,59,三、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+6O26CO2+6H2O+2.82106J（674kcal）无氧呼吸C6H12O62C2H5OH2CO2+0.088106J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,60,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,61,第三节食品的生物特性,62,第三节食品的生物特性,63,（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（