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食品营养成分的基本组成及加工特点食品营养成分的基本组成及加工特点第1页第一节水分(4课时)教学目标:1.了解水基础性质及其与食品加工关系;2.了解食品中水分性质,了解自由水和结合水特征;了解平衡水分概念;3.了解水分活度概念、意义;4.了解等温吸湿曲线意义;5.了解水分活度与食品稳定性关系;6.了解食品加工中水分改变。食品营养成分的基本组成及加工特点第2页教学重点:自由水和结合水概念和特征;水分活度含义;等温吸湿曲线含义;水分活度对食品稳定性影响。教学难点:水分活度定义教学方法:水基础性质联络其对食品加工影响;水分活度定义以形象化说明加以解释(存在量与受束缚程度)。等温吸湿曲线讲清实际意义;水分活度对食品稳定性影响以实例说明(高浓度糖、盐对食品保藏作用)。注意课程引入和小结。作业布置:教材习题二(1、2、3、4、5)教学过程:180分钟食品营养成分的基本组成及加工特点第3页第一节水分一、水基础性质二、食品中水分性质三、水分活度四、水分活度与食品稳定性五、食品加工中水分改变食品营养成分的基本组成及加工特点第4页第一节水分水分影响食品品质:口感(温感、触感)、风味、耐藏性一、水基础性质(一)水结构:氢键缔合(与解缔动态平衡)冰为四面体结构食品营养成分的基本组成及加工特点第5页(二)水基础性质:1.密度改变----速冻食品体积与包装2.沸点与熔点----加热浓缩与冷却冻结(溶质影响)、过冷与晶核形成3.比热大----(与氢键相关)保温4.介电常数大----促进电解质电离5.溶剂作用----离子型化合物和非离子型化合物(氢键)食品营养成分的基本组成及加工特点第6页二、食品中水分性质食品中存在不一样形式水分,就实用价值而言,普遍将食品中水分分为自由水和结合水。食品营养成分的基本组成及加工特点第7页1.自由水和结合水:
自由水(游离水):借助毛细管作用力存在于细胞间隙、细胞液中以及制成食品结构组织中。
性质:含有普通水性质,可被微生物利用、直接影响食品保藏性。
食品营养成分的基本组成及加工特点第8页
结合水(束缚水):是指与食品中一些化合物活性基团以氢键等形式结合水。与蛋白质、淀粉、果胶物质、纤维素等成份结合。
单分子层结合水:与氨基、羧基(蛋白质、果胶物质)结合水,氢键作用力大,结合较牢靠;多分子层结合水(半结合水):与酰胺基(蛋白质)、羟基(淀粉、果胶物质、纤维素)结合水,氢键弱,不牢靠。食品营养成分的基本组成及加工特点第9页自由水和结合水区分:(1)结合水量与有机大分子极性基团数量有比较固定百分比关系。据测定,每100g蛋白质可结合水分平均高达50g、每100g淀粉持水能力在30~40g之间。食品营养成分的基本组成及加工特点第10页(2)结合水沸点高于普通水,普通加热伎俩不能将其从食品分离出来;而结合水冰点低于普通水,使其不易结冰,甚至环境温度低于-20℃时还不结冰,冰点可下降至-40℃,因为这一性质,使含水量很低植物种子和微生物孢子(几乎只含结合水)能在很低温度下保持生命力,而多汁果蔬、肉类等组织,因含大量自由水,在冰冻时细胞结构易被冰晶破坏,解冻时组织轻易瓦解。食品营养成分的基本组成及加工特点第11页(3)结合水不起溶剂作用,也不能被微生物利用;普通加热操作不易去除结合水,所以在食品干燥操作中只有极少一个别结合水被去除。食品营养成分的基本组成及加工特点第12页(4)结合水对食品风味起着重大作用。不易去除结合水假如被强行与食品分离时,往往使食品风味质量造成很大改变。
注意:自由水和结合水相对性;二者合称为食品中含水量,能够干基表示或湿基表示,通常以质量分数来表示。食品营养成分的基本组成及加工特点第13页2.平衡水分与环境相关。在一定温度和湿度条件下,与一定状态空气相平衡食品中水分含量,即为食品平衡水分。
特点:食品中水分蒸汽压与空气水分蒸汽压相等。食品营养成分的基本组成及加工特点第14页三、水分活度1.概念:水分活度可用AW表示,其定义为:食品中水蒸气压P与同温下纯水饱和蒸气压P0之比。当食品与空气平衡时,食品水分活度与空气相对湿度相等。含水量与水分活度关系。食品营养成分的基本组成及加工特点第15页2.等温吸湿曲线:食品含水量与水分活度之间关系可用曲线表示,当食品含水量很低时(低含水量区),水分含量微小改变即可引发水分活度极大变动;当水分活度大于0.8时,即使含水量急剧改变,水分活度改变也不大。低含水量区曲线为常见等温吸湿曲线。
食品营养成分的基本组成及加工特点第16页曲线组成:3个区域:A区域:低水分区,AW=0~0.25,相当于含水量在0~0.07g/g干物质,单分子层结合水。B区域:
AW=0.25~0.80之间,相当于含水量在0.07~0.33g/g干物质,这个别水为多分子层结合水或称准结合水。C区域:为高湿度区,AW=0.8~0.99之间,含水量低可至0.14~0.33g/g干物质,高可达20g/g干物质。从上述分区能够看出,AW=0.8自由水和结合水之间一个临界值。食品营养成分的基本组成及加工特点第17页四、水分活度与食品稳定性1.水分活度与微生物生命活动关系
食品中包括微生物主要有细菌、酵母菌和霉菌,许多微生物生命活动会直接引发食品腐败变质。不一样微生物生长繁殖都要求有一定最低程度水分活度值。假如食品水分活度值低于这一数值,微生物生长繁殖就会受到抑制(表1-2)。
通常
细菌:AW<0.9时不能生长;酵母菌:在AW<0.87时受到抑制;霉菌:AW<0.80时不能生长。食品营养成分的基本组成及加工特点第18页2.水分活度与食品中化学改变关系
微生物和生长是造成食品腐败变质一个主要方面,在食品中发生化学反应和酶促反应也是引发食品品质改变主要原因。降低水分活度,也能够控制在食品中发生化学改变,从而稳定食品质量。水作为介质及反应物,其活度会影响生化反应速度;在酶促反应中,水分活度还可影响酶活性。当水分活度低于0.8时,大多数酶活力受到抑制;当AW
=0.25~0.30之间时,食品中淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性会受到强烈抑制甚至丧失。
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降低食品水分活度,能够延缓酶促褐变和非酶褐变进行,降低食品中营养成份破坏,预防水溶性色素分解。但水分活度过低,则会加速脂肪氧化酸败。食品营养成分的基本组成及加工特点第20页五、食品加工中水分改变食品加工中水分改变与环境条件相关。主要过程:储备:影响货架期加工:有目标地使水分降低食品营养成分的基本组成及加工特点第21页1.干制(干燥、脱水)含义:普通由固形物料成固体制品。分类:自然法人工法(脱水):常压、加压、真空水分经由内部扩散而表面蒸发气化。经干制食品自由水降低,水分活度降低。食品营养成分的基本组成及加工特点第22页2.浓缩含义:液态物料中去除一个别水方法:
蒸发浓缩:在不一样压力下加热使水分汽化而降低;
冷冻浓缩:形成冰晶以一定方法分离;
膜浓缩:利用膜孔径特征、吸附作用等进行水分分离。(渗透、反渗透、电渗析、超滤)浓缩后物料自由水降低,水分活度降低。食品营养成分的基本组成及加工特点第23页3.冻结:水形成冰,蒸汽压降低,水分活度降低。食品营养成分的基本组成及加工特点第24页第二节矿物质(2课时)教学目标:1.了解矿物质含义与分类;2.了解酸性食品与碱性食品概念;3.了解植物性食品原料与动物性食品原料中所含矿物质特点;4.了解食品加工过程对矿物质含量与生物有效性影响。食品营养成分的基本组成及加工特点第25页教学重点:酸性食品与碱性食品概念;食品加工过程对矿物质影响。教学难点:酸性食品与碱性食品概念教学方法:重点以实例讲清;原料特点和加工影响重在概要。作业布置:教材习题二(6、7、9)教学过程:90分钟食品营养成分的基本组成及加工特点第26页第二节矿物质概述:矿物质含义:食物中除碳、氢、氧、氮外其它元素。特点:人体必需但不能本身合成。作用:组成人体组织主要材料,同时还含有维持体液渗透压及机体酸碱平衡、参加体内生化反应等作用,含有调整机体生理机能功效。表1-3食品营养成分的基本组成及加工特点第27页存在形式:无机盐、有机盐等,可溶、难溶性盐;与蛋白质、酶等结合。影响其生物可利用性。生物可利用性:是指食物中某种营养成份在经过消化吸收之后在人体内利用率,包含吸收率、转化成活性形式百分比以及在代谢中发挥功效。影响矿物元素生物可利用性关键是它被人体小肠吸收入血效率,也称为生物有效性。食品营养成分的基本组成及加工特点第28页分类:常量元素、微量元素为(以0.01%计)
必需元素、非必需元素、有毒元素(对微量元素而言)酸性矿物元素:人体内经过氧化后生成酸性氧化物矿物元素,通常是非金属元素如磷、氯、硫、碘等碱性矿物元素:在人体内经过氧化后生成碱性氧化物矿物元素,碱性矿物元素通常是金属元素如钙、镁、钠、钾等。食品营养成分的基本组成及加工特点第29页酸性食品:含硫、磷等酸性矿物元素较多,(灰分)在体内氧化后呈酸性反应食品;碱性食品:含钾、钠等碱性矿物元素较多,(灰分)在体内氧化后呈碱性反应食品。注意:代谢后性质,酸性食品与碱性食品中均含酸性矿物元素和碱性矿物元素,相对多少不一样,则成不一样酸碱性代谢结果。食品营养成分的基本组成及加工特点第30页一、食品中矿物质及其特点二、食品加工对矿物质影响食品营养成分的基本组成及加工特点第31页一、食品中矿物质及其特点:1.植物性食品中矿物质(谷、薯、豆、蔬、果、食用菌、藻类)共性个体含量差异大,以有机酸盐形式存在,含K、Mg多特性谷类含P,Mg,Mn,较多,Ca少,与植酸结合,生物利用率低,主要存在于谷类籽粒外层,易损失。薯类含K高,另含Fe,Ca,P,Mg豆类含量丰富,如Ca,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn等,但因植酸存在生物利用率问题蔬果K,Ca,P,Mg,Fe,Na,Cu,Mn等,Ca,Fe吸收受草酸影响。食用菌Ca,P,Fe藻类K,Ca,I,Se,Zn食品营养成分的基本组成及加工特点第32页2.动物性食品中矿物质:
肉类:含铁、磷多,含铜少,含钙低,部位不一样,损失情况不一样;
牛乳:含钾高,所含钙、磷易吸收;
蛋类:蛋黄中含磷、铁多
鱼贝类:硬组织中含量多,肌肉中含量相对较低。微量元素多;鱼中钾含量高、蟹类中钙多。食品营养成分的基本组成及加工特点第33页二、食品加工对矿物质影响
食品中矿物质稳定性高,但加工伎俩仍会对其产生影响。豆类发酵有利于磷释放,但很多情况下加工会造成矿物质损失。1.谷类碾磨:使矿物质含量降低,精度越高、损失越大;(谷类中矿物质主要在糊粉层和胚组织中)2.预处理:清洗、泡发、热烫,造成矿物质尤其是水溶性矿物质溶解损失,如海带中碘。热水烫漂造成损失更大。3.热处理:煮、炒、油炸等。通常热处理会引发矿物质损失,如煮沸牛乳(蛋白质沉淀相关)。食品不合理配伍造成矿物质生物有效性降低;设备中矿物质引入及矿物质营养强化都会使食品中矿物质发生改变。(如盐、乳粉、谷粉中碘、铁等强化)。食品营养成分的基本组成及加工特点第34页第三节糖类食品营养成分的基本组成及加工特点第35页
第三节糖类(6课时)教学目标:1.了解单、双糖在食品加工中表现出物理特征及化学特征;2.了解淀粉粒结构;3.了解淀粉糊化、老化及影响原因,以及它们在食品加工中应用;4.了解果胶、琼脂、纤维素和半纤维素用途;5.了解环糊精结构及其在食品工业中用途。食品营养成分的基本组成及加工特点第36页教学重点:单、双糖加工特征;淀粉糊化、老化。教学难点:单、双糖化学特征;淀粉改性。教学方法:以生活实例说明糖加工特征、淀粉糊化与老化。可采取多媒体教学伎俩。作业布置:教材习题二(10-17)教学过程:270分钟食品营养成分的基本组成及加工特点第37页概述
元素组成:碳、氢、氧、氮
结构:多羟基醛或酮及聚合物
分类:monosaccharides,oligosaccharedes,polysaccharides
还原糖与非还原糖(reducingsugar)
食品营养成分的基本组成及加工特点第38页
食品中糖类及其作用(功效):单糖、双糖、转化糖、环糊精及麦芽糊精,淀粉、果胶、纤维素、半纤维素等。热能起源、低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚果糖等能促进人体内双歧杆菌增殖,有利肠道微生态平衡,含有保健功效;又如膳食纤维(包含半纤维素、果胶、无定形结构纤维素和多糖胶)可促进肠蠕动,改进便秘,预防肠癌、糖尿病、肥胖症等。单、双糖:甜味剂、形成食品色泽等等;多糖:增稠作用;糖类衍生物在功效性食品中应用也日益广泛。食品营养成分的基本组成及加工特点第39页
总而言之,提供生命活动能量,在食品加工中对食品口味、质地、风味及加工特征也有很多贡献,食物原料深加工和综合利用以及食品新技术发展很多也与糖类有着亲密关系。食品营养成分的基本组成及加工特点第40页一、单、双糖加工特征二、淀粉加工特征三、其它多糖加工特征食品营养成分的基本组成及加工特点第41页一、单、双糖加工特征(一)物理特征:1.甜味:甜度概念:相对强弱,个体差异。果糖>转化糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖>乳糖影响原因:分子结构、状态、温度。α-式、β-式,固态糖、液态糖,温度高甜度下降(参考书<食品风味化学>食品营养成分的基本组成及加工特点第42页2.溶解性及渗透压:
溶解度与糖溶液饱和浓度,溶解度与渗透压关系(70%糖液可有效抑制微生物生长)食品营养成分的基本组成及加工特点第43页3.结晶性:不一样糖结晶性不一样。可用之处:糖果制造、糖霜、糖衣形成、微胶囊技术不利之处:结晶析出,使糖液浓度降低,渗透压减小食品营养成分的基本组成及加工特点第44页4.吸湿性和保湿性:结构中羟基与水结合。吸湿能力:果糖≥转化糖>麦芽糖>葡萄糖>蔗糖>无水乳糖糖醇吸湿性较强。影响食品制造和食品保留。有些食品需要利用糖吸湿性和保湿性(如广式月饼、松软糕点);但吸湿后糖液被稀释,渗透压降低,影响食品保藏性。食品营养成分的基本组成及加工特点第45页(二)化学特征:1.水解反应:蔗糖水解与转化糖概念。果蔬糖制中糖煮过程与蔗糖水解关系、作用。食品营养成分的基本组成及加工特点第46页2.烯醇化作用与异构互变:碱性溶液中:酮糖发生烯醇化作用,与醛糖之间存在动态平衡,但工业上应用产率较低。在酶作用下,糖异构体间能够互变,果葡糖浆生产能够利用葡萄糖异构化酶作用,提升产率。食品营养成分的基本组成及加工特点第47页3.氧化作用:
碱性条件下被弱氧化剂氧化------还原糖概念
酸性条件下被弱氧化剂氧化(如溴水)-------醛糖成糖酸,如葡萄糖酸----葡萄糖酸钙、葡萄糖酸酯形成与应用。
酸性条件下被强氧化剂氧化(如硝酸)-------醛糖成糖二酸,酮糖发生碳链断裂。
酶作用下可被氧化成糖醛酸(半乳糖醛酸)。
生物氧化:有机物在生物体细胞内进行氧化放能过程,称为生物氧化。它是生命活动最基础供能方式。与糖相关生物氧化包含无氧氧化和有氧氧化;无氧氧化过程中糖酵解形成丙酮酸,可深入形成乳酸、乙醇、乙酰辅酶A;有氧氧化可形成丙酮酸、乙酰辅酶A或经过三羧酸循环形成有机酸、再氧化成二氧化碳和水。食品营养成分的基本组成及加工特点第48页4.还原作用:糖加氢还原能够形成糖醇,糖醇可作甜味剂、保湿剂。食品营养成分的基本组成及加工特点第49页5.酯化反应:脂肪酸蔗糖酯(单酯、双酯)用于糕点、冷饮、油脂等乳化剂、快餐食品防老化剂及抗氧化剂等。食品营养成分的基本组成及加工特点第50页6.焦糖化与羰氨反应:均为与糖相关呈色反应。(第三章)。食品营养成分的基本组成及加工特点第51页(三)其它加工特征糖液冰点与冷饮生产相关、糖液黏度与食品稠度相关、糖类发酵现有有利之处也有不利不处,糖液溶氧量低,所以含有抗氧化性。食品营养成分的基本组成及加工特点第52页二、淀粉加工特征概述:淀粉是多糖中经典代表,多糖对食品致密性、脆性、硬度、黏度、稠性、吸水膨胀性、凝胶形成性、水溶性和水分散性都有很大影响。淀粉在自然界中以独立淀粉颗粒存在。分为直链淀粉和支链淀粉。支链淀粉:易分散于冷水中,以淀粉粒残余形式保留于水中,若提升温度并加搅拌能够形成稳定黏稠胶体溶液;直链淀粉:不溶于冷水,可分散于热水中形成胶体溶液。食品营养成分的基本组成及加工特点第53页(一)淀粉粒结构:1.形状:
大致有三种:圆形、椭圆形和多角形;受水分含量及生成部位影响。高水分时,淀粉粒呈大而齐整形状;处于中心粉质胚乳中、蛋白质含量少时,大多呈圆形或椭圆形;处于外层富含蛋白质角状胚乳中,呈多角形。马铃薯淀粉较大、米淀粉粒较小。淀粉粒大小是以其长轴长度来表示,最小为2µm,最大可达170µm。淀粉粒相对密度在1.5左右,普通不溶于水。食品营养成分的基本组成及加工特点第54页2.轮纹结构:淀粉粒轮纹围绕着淀粉粒裂口一层层展开,这一裂口称为淀粉粒脐点,淀粉粒中大个别淀粉分子从脐点伸向边缘。3.微晶结构在交叉尼柯尔棱镜所产生偏振光照射下,能够看到淀粉颗粒含有双折射现象,产生黑色偏光十字,十字中心恰好在脐点。食品营养成分的基本组成及加工特点第55页
双折射现象说明淀粉粒含有球状微晶结构。X光衍射分析证实淀粉粒中存在晶体结构。经过当代分析测试仪器得出结论认为:(1)淀粉粒是由许多排列成放射状微晶束组成。(2)微晶束由长短不一样直链淀粉和支链淀粉分子相互采取平行位置以氢键彼此结合而成。食品营养成分的基本组成及加工特点第56页(3)微晶束大小以及密度各不相同。(4)淀粉分子,包含支链淀粉和直链淀粉分子,参加微晶束结构时,并不是整个分子全部都参加到一个微晶束里,而是一个淀粉分子能够以其长链各个个别,或各个分支链参加多个微晶束组成,分子上也有些个别并未参加微晶束组成,这一个别就呈无定形态。所以微晶束之间存在无定形淀粉,这使淀粉粒之间含有弹性变形现象。淀粉颗粒中,结晶结构约占颗粒60%。因为极性基团在形成微晶束时,以氢键彼此结合,游离极性基团极少,所以淀粉粒不易溶于水。食品营养成分的基本组成及加工特点第57页(二)淀粉糊化、老化及应用1.淀粉糊化
概念:淀粉不溶于冷水,但当把淀粉与水悬浊液加热到一定温度时,淀粉粒会吸水膨胀,体积增大,然后形成黏稠胶体溶液,这一改变称为淀粉糊化。糊化发生温度称为糊化温度。因为不一样粮食含有不一样淀粉颗粒,同一粮食淀粉粒也存在大小差异,所以,糊化难易不一样,糊化温度不一样,而且从糊化开始到糊化结束,存在一个糊化温度范围(见表1-11)。本质:是淀粉粒中有序微晶结构被破坏,形成无序结构过程。食品营养成分的基本组成及加工特点第58页分段:(1)第一阶段
未达糊化温度时,水分从淀粉粒上孔隙进入淀粉粒内,被吸着或与许多无定形个别极性基团相结合。这一阶段淀粉粒体积和改变、悬浊液黏度改变都不易觉察,微晶结构依然存在。此时若脱水干燥,淀粉粒有可能恢复原状。(初步吸水)食品营养成分的基本组成及加工特点第59页(2)第二阶段
到达糊化温度,淀粉粒突然膨胀,大量吸水,快速成为黏稠胶体溶液。水分子进入淀粉粒微晶结构,破坏淀粉分子之间氢键结合,使淀粉分子失去原有规则取向而成为无序混乱排列。这一阶段,因为淀粉粒中微晶束解体,双折射现象消失,双折射现象开始消失温度称为糊化温度。糊化后淀粉无法恢复原有状态。(膨胀解体)食品营养成分的基本组成及加工特点第60页(3)第三阶段
温度继续升高,膨胀淀粉继续分离支解。淀粉糊化也叫淀粉α-化,所以糊化淀粉也称为α-淀粉。糊化淀粉因为分子分散,所以易被消化;同时因为形成了胶体状态,对食品增稠、增黏、凝胶形成都是有利,利用粮食为原料发酵制品生产,都要进行蒸煮以使淀粉糊化,利于后续工序中酶作用。食品营养成分的基本组成及加工特点第61页2.淀粉老化
概念:糊化淀粉溶液在较低温度下放置一定时间后,会出现沉淀混浊现象,称为淀粉老化。淀粉老化不但会发生在糊化淀粉溶液中,一样也会发生在含糊化淀粉制品中。食品营养成分的基本组成及加工特点第62页本质:是分散了淀粉分子重新以氢键结合,个别恢复微晶化过程。在温度降低情况下,溶液中淀粉分子运动减弱,分子之间靠残留结点相互靠近,并重新形成氢键,使体积增大而易凝沉。但这种分子间氢键恢复是不完全,也不完全等同于未糊化时微晶结构,所以在性质上也不一样于生淀粉。但老化淀粉中分子之间氢键结合尤其牢靠,所以老化淀粉难溶且不易消化。特点:老化淀粉不易再溶解,也不轻易被淀粉酶降解。食品营养成分的基本组成及加工特点第63页3.影响淀粉糊化和老化原因
糊化(内因与外因):
淀粉粒内部结构是影响淀粉糊化决定性原因。假如淀粉粒内部结晶区比较多,结晶结构比较规则而紧密,那么淀粉粒就比较难糊化;假如淀粉粒内部无定形个别比较多,结构比较疏松,那么糊化就比较轻易。淀粉粒大小、形状、直链淀粉和支链淀粉百分比都会影响糊化难易。食品营养成分的基本组成及加工特点第64页
淀粉糊化显然需要一定温度条件,另外水分多少、其它共存组分种类和数量都会影响淀粉糊化以及糊化后淀粉溶液黏度或淀粉凝胶强度。对天然淀粉而言,水分不足时,糊化难以完全,当有糖、盐等其它组分时,水分活度小,糊化对水分要求更高,水分活度过低,糊化难以进行。食品营养成分的基本组成及加工特点第65页
糖存在会降低淀粉糊化速度。能与直链淀粉形成复合物脂肪存在,会推迟淀粉粒膨胀,延缓淀粉糊化,如在低脂面包中,淀粉糊化率要高于高脂曲奇饼。食品营养成分的基本组成及加工特点第66页
普通食品酸度下,pH对淀粉糊化影响很小,但个别偏酸性食品中,假如要利用淀粉糊化以到达增稠目标时,最好使用改性淀粉,以免酸性条件下普通淀粉水解而变稀。淀粉酶作用也能够加速糊化过程,这也是新米比陈米易煮糊原因之一。食品营养成分的基本组成及加工特点第67页淀粉老化影响原因(内因和外因):内因:
直链淀粉和支链淀粉百分比、淀粉分子大小(聚合度)是影响淀粉老化内部原因。淀粉老化是从分子靠近缔合开始,直链淀粉因为分子空间位阻小、分子链轻易定向,链间靠拢比较轻易,所以直链淀粉比支链淀粉轻易老化。聚合度适中淀粉分子既轻易定向,也有较多结合点,所以比较易老化。食品营养成分的基本组成及加工特点第68页外因:
水分含量、温度和其它共存物也会影响淀粉老化过程。水分过多时,淀粉分子之间形成氢键机会少;水分过少时,糊化了淀粉分子也难以调整分子链定向,所以水分过高或过低,都可妨碍老化进行。水分含量在30%~60%范围内,老化最易发生,当水分含量低于10%时,普通不发生老化。食品营养成分的基本组成及加工特点第69页
温度也是影响淀粉老化主要原因。常温,尤其是靠近0℃低温最易发生淀粉老化。80℃以上高温和-22℃低温几乎都不发生淀粉老化。这是因为高温下,分子动能很大,难于发生分子定向和聚拢;低温下水分深度冻结,妨碍了淀粉分子间靠拢和氢键形成,所以都不利于老化。从60℃到-2℃老化速度增加,从-2℃到-22℃老化速度又逐步下降。但重复冻融食品会造成淀粉老化加速。食品营养成分的基本组成及加工特点第70页
糖、脂、乳化剂及其它亲水性大分子物质都能延缓淀粉老化。食品营养成分的基本组成及加工特点第71页4.糊化与老化在食品加工中应用
方便即食型食品大多是富含淀粉。其加工原理简言之,就是将刚糊化淀粉快速脱水至10%以下,使淀粉被固定在糊化状态,防止老化,且易复水。
方便面生产过程是将原料和成面团,经压延、切条、折花后,将成型面坯蒸熟,然后热风干燥或油炸快速去水,冷却后即为成品。其中蒸煮目标就是使淀粉糊化,糊化程度越高,复水性能越好。蒸煮过程中淀粉充分吸水,晶体结构充分解体,再经过快速脱水控制其老化。这就是经过控制淀粉糊化和老化生产方便面原理。食品营养成分的基本组成及加工特点第72页
脱水米饭或称α-化速煮米饭生产原理与方便面相同,国外普通采取在α-化下将温度突然下降到-10℃~-30℃,再进行升华干燥以保持淀粉α-化。我国普通采取高温热风干燥,控制淀粉老化。
淀粉老化在食品生产中普通是希望防止,但也有例外。粉丝、粉皮生产是将淀粉糊化以后,促进其老化,以得到有韧性产品。食品营养成分的基本组成及加工特点第73页(三)淀粉水解和淀粉糖浆加工原理淀粉水解(糖化):条件:在酸或酶催化产物:葡萄糖、淀粉糖浆(麦芽糊精、麦芽低聚糖、麦芽糖、葡萄糖等混合物)。控制一定水解程度并结合采取异构化,能够形成工业使用各种糖浆。食品营养成分的基本组成及加工特点第74页
水解程度表示:葡萄糖值。葡萄糖值是糖化液中还原糖占干物质质量分数(还原糖量常以葡萄糖量计)。完全水解葡萄糖值应该是100%,实际生产中极难到达,酸法水解葡萄糖值可达90%~92%,酶法水解可达97%以上。
食品营养成分的基本组成及加工特点第75页
用25%~30%淀粉乳,以0.30%~0.35%用量食用盐酸作催化剂,在约143℃条件下加热约15~30min进行糖化,然后在70~80℃条件下用碳酸钠中和以及一系列后处理,可生产制得酸糖化饴,其中含葡萄糖35%~45%,糊精35%~45%。麦芽饴糖生产分液化和糖化两步进行,均采取酶催化。液化时在85~90℃用淀粉酶催化,使淀粉分子聚合度减小,淀粉浆黏度下降;糖化时在60~63℃,用3%~5%淀粉量麦芽或其浸出液催化糖化,再经后处理后浓缩到固形物含量为75%~80%,即为成品。淀粉用酸或酶催化水解可生产葡萄糖。酸水解法与酸糖化饴生产基础相同,但水解时间要增加。酶法生产也分液化和糖化两步,糖化时间要比麦芽饴糖化时间长,以使水解彻底。
食品营养成分的基本组成及加工特点第76页
选择含有专一性酶,还能生产不一样组成糖浆产品。酶法生产比酸法生产易于控制糖浆组成。食品营养成分的基本组成及加工特点第77页
果葡糖浆是一个含有果糖、葡萄糖混合糖浆。生产上采取异构酶催化葡萄糖个别转化为果糖。果葡糖浆生产普通以玉米淀粉为原料,先将淀粉质原料生产精制葡萄糖浆,再异构化而得果葡糖浆。酶应用技术提升,使果糖含量不停提升,最高含量可达90%,这么糖浆称为高果糖浆。果糖含量为55%称为第2代高果糖浆,含90%果糖称为第3代高果糖浆。由淀粉制得各类糖浆适合用于不一样食品生产。饴糖含有抗结晶性,可用于制造硬糖;葡萄糖浆适合生产发酵食品,还用于糕点、饼干生产;高果糖浆甜度高,并含有清清凉口风味,用于生产清凉饮料;又因其黏度小,渗透压高,防腐性强,所以被用来生产蜜饯、果酱、软糖、罐头等食品。食品营养成分的基本组成及加工特点第78页(四)改性淀粉定义:为了食品加工上需要,应用物理、化学或酶方法处理天然淀粉,改变淀粉物理性质,如溶解性、黏度、色泽、流动性等,这么经处理后淀粉称为改性淀粉或变性淀粉。处理方法:物理处理方法有机械研磨法及加热法等,对物理性质改变不是很多。化学处理法较常见。常见改性淀粉有预糊化淀粉、酸改性淀粉、磷酸化淀粉、交联淀粉、氧化淀粉等。食品营养成分的基本组成及加工特点第79页1.预糊化淀粉
将淀粉悬浊液,利用热滚筒干燥技术,在80℃以上将糊化淀粉干燥到水分含量在10%以下,然后再粉碎就可得预糊化淀粉。其特点是加入冷水即可形成黏糊,在布丁、馅料和糖霜等食品生产中。食品营养成分的基本组成及加工特点第80页2.酸改性淀粉
酸改性淀粉是在糊化温度下用无机酸处理天然淀粉所得改性淀粉。常见无机酸是盐酸和硫酸,经酸处理后,形成淀粉片断,再经碱中和、过滤干燥而得。特点:酸改性淀粉加热后可溶解,溶液黏度低,高浓度溶液冷却后可形成高强度凝胶。用于制造软糖基、果冻等食品,用酸改性淀粉生产软糖质地紧密、外形柔软、富有弹性,高温处理也不收缩,不起砂,能很好地保持糖果质量。食品营养成分的基本组成及加工特点第81页3.磷酸化淀粉
用酸式磷酸盐、焦磷酸盐或三聚磷酸盐干混合物在高温下处理淀粉可得磷酸化淀粉,使淀粉分子上羟基个别磷酸化。特点:磷酸化淀粉糊化温度较低,糊黏度大,透明性和胶黏性高,保水性好,不易凝沉,常见作增稠剂,而且耐受冷冻——解冻过程能力较高,在冷冻食品中很有用处。食品营养成分的基本组成及加工特点第82页4.交联淀粉
用交联剂处理天然淀粉所得产品称为交联淀粉。处理后使淀粉链之间产生共价交联,提升了淀粉粒稳定性,使其糊化温度也提升,糊稳定性高。交联淀粉耐酸、耐碱、耐热,抗剪切性好,吸水膨润慢,食品加工中用于汤类、肉汁、酱汁等增稠剂和赋形剂。食品营养成分的基本组成及加工特点第83页5.氧化淀粉
用次氯酸钙盐或其它氧化剂处理淀粉所得产品即为氧化淀粉。经氧化后改性淀粉色泽雪白,糊化温度低,糊质清亮,黏度较低,不易老化,常见作乳化剂和分散剂。食品营养成分的基本组成及加工特点第84页三.其它多糖加工特征(一)果胶
3种形态:原果胶、果胶和果胶酸。不成熟果蔬中,果胶物质主要是原果胶。它是果胶与纤维素和半纤维素结合在一起形成,不溶于水,这使未成熟果实较坚硬。原果胶没有粘性,水解后生结果胶。果胶存在于植物细胞汁液中,在成熟果蔬中含量丰富。分子结构中包含了半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯以糖苷键聚合形成分子链,所以是不一样程度甲酯化聚半乳糖醛酸。果胶有粘性,可溶于水。果胶水解可得到果胶酸。果胶酸是非甲酯化半乳糖醛酸,无粘性,溶于水。
食品营养成分的基本组成及加工特点第85页两类果胶:高甲氧基果胶和低甲氧基果胶。含甲氧基量在7%~14%果胶称为高甲氧基果胶,低于7%称为低甲氧基果胶(含甲氧基量为14%果胶甲酯化程度为100%)。食品营养成分的基本组成及加工特点第86页1.果胶主要性质:
可溶于水,其溶解性随分子苷链增加而降低,一定程度上随酯化程度增加而增强;果胶溶液是高黏度溶液,其黏度与果胶分子链长成正比。果胶溶液在一定条件下可形成凝胶。食品营养成分的基本组成及加工特点第87页2.果胶在食品加工中特点:
亲水性胶体,在适当条件下可形成凝胶,(最主要应用)凝胶条件:
糖、酸条件.普通果胶水溶液含糖量在60%~65%,pH在2.5~3.5,果胶含量为0.3%~0.7%时,能形成凝胶。加入糖起脱水剂作用,这是因为糖与水水化作用强于果胶与水水化作用,破坏了果胶分子水化膜;加入酸可中和羧酸根离子电荷,也使果胶胶体失去稳定原因,有利于形成凝胶。
食品营养成分的基本组成及加工特点第88页
影响胶凝原因:
果胶分子结构,酸碱度。果胶相对分子质量越大,越易形成凝胶,而且形成凝胶强度大。果胶甲酯化程度越高,形成凝胶强度也越大,所以高甲氧基果胶凝胶能力强,低甲氧基果胶凝胶能力较弱,加入钙离子、铝离子等能够提升低甲氧基果胶凝胶能力。果胶发生胶凝作用所需pH随果胶起源不一样而有所不一样,但在偏碱性条件下,因为果胶水解作用而难以形成凝胶。
食品营养成分的基本组成及加工特点第89页
应用:
利用果胶胶凝作用可生产果脯、果酱和糕点;果胶还可用作巧克力、糖果稳定剂。但在果酒、果汁生产中,果胶产生凝胶会使产品产生沉淀、混浊,造成过滤困难,还可影响产品质量。食品营养成分的基本组成及加工特点第90页(二)琼脂(琼胶,俗称洋菜、凉粉)
起源:海藻类中提取粘质类多糖。琼脂最少含两种多糖,主要以半乳糖和脱水半乳糖为结构单元。
性质:琼脂不溶于冷水,能溶于热水形成溶胶。易形成凝胶,1%琼脂溶液在35~50℃不需其它物质即可形成坚实凝胶。琼脂很稳定,唾液、胰液中酶对它不作用,也不能被微生物利用,人体也不能吸收利用。
应用:微生物培养基;在食品工业中可作为稳定剂及胶凝剂,能够改进冷饮食品组织结构,提升凝结能力和黏稠度,预防冰晶析出,保持良好滑润口感;在饮料工业中能够作为果汁浊度稳定剂;糖果工业中可用作软糖基质。食品营养成分的基本组成及加工特点第91页(三)纤维素与半纤维素纤维素是葡萄糖分子经过β-1,4糖苷键缩合而成大分子物质,每个纤维素分子含有2500个以上葡萄糖残基,相对分子质量达30万至50万。天然纤维素形成高度结晶化微晶丝,结构高度稳定。酸催化下可彻底水解成葡萄糖。但人体缺乏分解纤维素酶,所以纤维素不被人体消化吸收,但能促进肠蠕动,有利于消化和排泄。
食品营养成分的基本组成及加工特点第92页
纤维素在食物中含量不是很高,在加工过程中也极少改变。食品加工中也有用到改性纤维素,即将天然纤维素经适当处理后,改变其原有一些性质,以适应特殊需要。如羧甲基纤维素(CMC),是用氯乙酸钠在碱性条件下处理纤维素而得,是一个白色、无嗅、无味、无毒粉末,主要用作增稠剂,提升食品黏度,国外也用以生产米面包,代替面筋吸附发酵气体作用;用稀酸处理能够得到粉末极细微晶纤维素,在疗效食品中作为无热量填充剂。食品营养成分的基本组成及加工特点第93页
半纤维素大多存在于植物木质化个别,如秸杆、玉米芯等,海藻中含量也较多。它是多成份多结构混合物,水解时,可得到木糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖等。它不溶于水,可溶于稀碱,不轻易被酶作用。半纤维素是膳食纤维主要起源。在焙烤食品添加半纤维素可提升面粉结合水能力。食品营养成分的基本组成及加工特点第94页(四)环糊精(属于低聚糖)
种类:主要有-环糊精、-环糊精、-环糊精三种,分别是由6个、7个、8个葡萄糖基经过-1,4糖苷键结合形成环状结构分子
食品营养成分的基本组成及加工特点第95页结构:环糊精结构类似一个圆形空筒,亲水性羟基位于筒外侧,疏水性基团朝向筒内,所以环糊精分子外表面呈亲水性,内表面呈疏水性。当溶液中现有亲水性物质,又有疏水性物质时,疏水性物质可被环糊精包合在分子内部。
食品营养成分的基本组成及加工特点第96页作用:保持挥发性物质长久稳定、对光和热不稳定以及在空气中不稳定化合物可增加稳定性、改变物质物理化学性质如溶解性、乳化作用。食品营养成分的基本组成及加工特点第97页当前在食品生产中应用得比较多是β-环糊精,主要用途有:1.用作香气稳定剂和色素稳定剂
香气物质普通都有挥发性,轻易散失,经环糊精包合以后,可减缓香气挥发;很多色素物质轻易氧化分解,经环糊精包合,可降低色素与氧接触。在速溶食品生产中效果良好。食品营养成分的基本组成及加工特点第98页2.改进食品风味和气味
环糊精可除去鱼类、肉类、乳制品、海产品异味;降低橘子汁中由糖苷引发苦味和沉淀;在竹笋罐头生产中,环糊精可提升沉淀物溶解性;大豆制品生产中,环糊精可消除腥味和苦涩味。食品营养成分的基本组成及加工特点第99页3.作乳化剂和起泡促进剂
环糊精作乳化剂可乳化食用油脂、冰淇淋原料,提升产品食用具质。环糊精与其它表面活性剂用作焙烤食品添加剂时,可提升表面活性剂乳化能力和起泡能力,并对泡沫有稳定作用。食品营养成分的基本组成及加工特点第100页4.保护营养成份作用
在维生素类营养强化食品中,添加环糊精,能够降低高温对维生素破坏。食品营养成分的基本组成及加工特点第101页
另外,环糊精还有防潮、保湿作用。在糖果生产中添加后可防潮;在奶酪制品中有保湿作用;在肉制品中应用,可起粘结、保湿作用,预防水分析出,增加弹性,提升产品质量。食品营养成分的基本组成及加工特点第102页第四节油脂食品营养成分的基本组成及加工特点第103页第四节油脂(4课时)教学目标:1.了解油脂组成,组成油脂脂肪酸特点,了解必需脂肪酸概念.2.了解食用油脂物理性质及塑性、酪化性、起酥性、油性等工艺特征。3.了解油脂水解。4.了解油脂氧化酸败。5.了解油脂在高温下改变及其与自动氧化酸败区分.6.了解油脂加工中改变、天然食用油脂种类。食品营养成分的基本组成及加工特点第104页教学重点:油脂组成、油脂氧化酸败教学难点:食用油脂工艺特征教学方法:理论联络实际、利用酸败实样,启发式教学。油脂制品可安排课外自学及资料浏览。作业布置:教材习题二(20-21)教学过程:180分钟食品营养成分的基本组成及加工特点第105页概述分类:真脂和类脂两类。真脂即油脂,油:室温下呈液态,脂肪:呈固态。主要成份:天然油脂主要成份是高级脂肪酸和甘油形成脂;
类脂包含磷脂、糖脂、蛋白脂、硫脂等复合脂类以及固醇、蜡等脂肪伴随物。脂质都不溶于水,易溶于乙醚、石油醚、氯仿、苯、四氯化碳、丙酮等有机溶剂。存在:植物体中主要于种子和果仁中,动物体中主要于皮下组织、腹腔、肝脏、肌肉间结缔组织中。
食品营养成分的基本组成及加工特点第106页食用油脂形式和作用:形式:提纯油脂,如猪油、奶油;
成份油脂,如牛乳中乳脂、肉中脂肪。作用:风味功效:起酥、增香、松脆、滑润;还可利用油脂生产所需乳化剂、润滑剂、增塑剂等等。食品营养成分的基本组成及加工特点第107页油脂主要成份:是甘油和脂肪酸形成三脂酰甘油,或称脂肪酸甘油酯。分为:单纯三脂酰甘油和混合三脂酰甘油(例)脂肪酸类别:饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(说明)必需脂肪酸:在人体内有特殊生理功效,本身又不能合成,必须从食物中摄取不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸。比如,亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等等。通常长链不饱和脂肪酸营养价值比较高。食品营养成分的基本组成及加工特点第108页一、食用油脂物理性质纯净甘油三酯是无色无味,天然油脂因有其它成份存在,所以通常带有一定色泽,经精炼以后,普通呈很浅黄色,随储备时间延长,色泽会逐步加深,所以,测定油脂色泽,能够了解油脂精炼程度,也能够判断油脂是否变质。食品营养成分的基本组成及加工特点第109页1.油脂熔点
组成油脂脂肪酸饱和程度越高,碳链越长,油脂熔点越高。天然油脂因为是不一样三脂酰甘油混合物,所以没有固定熔点,只有一个熔点范围。另外,固态油脂存在不一样晶体形态,熔化过程中伴伴随不一样晶体形态之间转变,这也需要一个温度段。食品营养成分的基本组成及加工特点第110页2.油脂沸点
油脂主要成份是三酰甘油,但也伴有少许二酰甘油、一酰甘油和游离脂肪酸,当酰基相同时,这些物质沸点依次降低。所以油脂较纯时,沸点较高。油脂中脂肪酸残基饱和程度越高,碳原子数目越多,油脂沸点越高。食品营养成分的基本组成及加工特点第111页3.油脂烟点
油脂烟点是指油脂在与空气接触条件下加热至逸出分解物,首先觉察到发烟时温度。它是表示油脂热稳定性一个参数。油脂中脂肪酸碳链短、含游离脂肪酸越高,则油脂烟点越低,品质较差。普通油脂烟点在240℃左右,经长久放置后烟点下降。食品营养成分的基本组成及加工特点第112页4.油脂折光率
光从一个介质进入另一介质时,因传输速度不一样而发生折射现象称为折光现象。折光程度可用折光率来表示,油脂折光率是一项主要特征参数。油脂折光率大小与组成相关,所以经过折光率测定能够判断油脂性质。油脂分子中碳链越长、不饱和程度越高,油脂折光率越大;油脂与有机溶剂混合后,折光率减小。依据这些性质,能够判别油脂纯度以及判断油脂氢化程度。食品营养成分的基本组成及加工特点第113页二.食用油脂工艺特征1.油脂塑性(概念、指标、与稠度和涂抹性关系、影响原因)
即可塑性,是室温下呈固体脂肪一个工艺特征。室温下呈固态脂肪并非严格意义上固态,而是固体脂和液态油混合物,二者呈网状交织在一起,极难将二者分开。油脂塑性与其中固体脂肪含量相关。固体脂含量相对高低能够用固体脂肪指数(SFI)来表示,它与油脂种类相关,还受温度影响。普通SFI在10~25范围内,固液两相百分比适当,油脂塑性很好。固体脂含量过多会使油脂过硬;固体脂含量过少会使油脂过软,都使塑性较差。食品营养成分的基本组成及加工特点第114页
固体脂肪软硬度能够用稠度表示,稠度高脂肪质地硬,稠度低脂肪比较软。稠度恰好与塑性相反,脂肪组成、结构、温度处理、机械处理、充气处理等都会影响其稠度,所以也会影响其塑性和涂抹性。食品营养成分的基本组成及加工特点第115页2.油脂酪化性(概念、酪化值、影响原因)酪化性是指塑性油脂在空气中高速搅拌时形成气泡能力,也能够说是油脂结合气体能力。酪化性大小以酪化值表示,酪化值是指一定条件下,1g油脂试样所含空气毫升数100倍。油脂酪化性与油脂饱和程度呈正相关,还受油脂中晶体类型、乳化剂、搅拌时温度、搅拌时间等原因影响。食品营养成分的基本组成及加工特点第116页3.油脂起酥性(概念)将塑性油脂加入到面团中,能够使饼干、薄脆甜饼等烘烤面制品质地变得酥脆,这种性质称为油脂起酥性。调制面团时,加入塑性油脂形成面积较大薄膜和细条,覆盖在面粉颗粒表面,增加面团延展性,同时使已形成面筋微粒不易黏合,增加了面团可塑性;塑性油脂还能包含一定量空气,使面团体积增大,烘烤时形成蜂窝状细密小孔,能改进制品质地;油脂覆盖还可限制面粉吸水,从而限制面筋形成,这对酥性饼干制作是相当主要。食品营养成分的基本组成及加工特点第117页4.油脂油性和黏性(含义、影响原因)
油脂油性是指其形成滑润薄膜能力。油性与油脂组成、晶体结构、氧化程度相关,也与油脂颗粒大小相关。油脂油性影响食品口感。均质处理后,油脂以小颗粒存在,可使冰淇淋等食品口感细腻。液体油因为是流体,所以同时含有黏性,黏性大小用黏度表示。油分子中碳链越长、含特殊基团时,使油黏度增大;油脂氧化变质后黏度增大;油脂黏度随温度升高而下降。
食品营养成分的基本组成及加工特点第118页
除了上述工艺特征之外,在食品加工中经常遇见油脂和淀粉共用情况。前已述及,油脂包裹能力可影响淀粉糊化和老化。糊化前包裹使淀粉糊化速度减小;糊化后包裹使淀粉老化延缓。食品营养成分的基本组成及加工特点第119页三、油脂水解水解条件:酸、碱、酶催化----油脂皂化皂化值:完全皂化1g油脂所需氢氧化钾毫克数称为油脂皂化值。油脂纯度越高,皂化值越大;油脂分子中所含碳链越长,皂化值越小。普通油脂皂化值在200左右。结果:使其中游离脂肪酸增加,造成油脂品质下降。(如烟点)(奶酪例外)酸值:是指中和1g油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾毫克数。酸值越大,游离脂肪酸含量越高。新鲜油脂酸值很小,随贮藏期延长,酸值会增加。食用油脂酸值应小于5。食品营养成分的基本组成及加工特点第120页四、油脂氧化酸败实质:油脂变质。发生条件:常温贮藏,高温加热。类型:水解型酸败,氧化型酸败----由氧气、微生物、酶、光等引发主要酸败----油脂自动氧化酸败是因为油脂中不饱和脂肪酸在空气中发生自动氧化,氧化产物深入分解为低级脂肪酸及醛、酮小分子物质,而使油脂产生异味。食品营养成分的基本组成及加工特点第121页(一)自动氧化酸败机理1.诱导期光、热、金属催化剂等影响下油脂被活化分解成不稳定自由基R·RH→R·+H·不饱和脂肪酸中与双键相邻亚甲基上氢因受到双键活化,尤其轻易被除去,所以轻易在这个位置形成自由基。2.增殖期(空气中氧分子结合)产生大量氢过氧化物。这一过程中,不稳定氢过氧化物分解也可产生各种自由基。
R.+O2→ROOROO+RH→R+RCOOH3.中止期当油脂中产生大量自由基相互结合时,可形成稳定化合物,反应可终止。食品营养成分的基本组成及加工特点第122页(二)影响油脂自动氧化变质原因
1.脂肪酸组成油脂中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸都能发生氧化,但饱和脂肪酸氧化需要较特殊条件,所以油脂不饱和程度越高,则越轻易发生自动氧化变质;共轭双键越多,自动氧化越轻易。据此,似乎植物油比动物脂肪更轻易发生自动氧化变质,但实际上,许多植物油中常伴随有易氧化酚类,如芝麻酚、维生素E等,含有抗氧化作用,所以很多植物油不易发生氧化酸败。另外,油脂氢化能够提升油脂饱和度,氢化后油脂自动氧化速度可适当减缓。食品营养成分的基本组成及加工特点第123页2.氧
有利于油脂自动氧化。但当氧分压保持一定值后,自动氧化速度也保持不变。能够采取驱氧、隔氧方法来延缓油脂自动氧化过程。食品营养成分的基本组成及加工特点第124页3.温度
高温促进自由基生成及氢过氧化物深入改变,所以降低温度能够延缓油脂自动氧化。食品营养成分的基本组成及加工特点第125页4.光
光及射线都是有效氧化促进剂(供能),提升自由基生成速度,因而促进油脂自动氧化。所以油脂及其制品在保留时,应注意避光。食品营养成分的基本组成及加工特点第126页5.水分活度
水分活度对油脂自动氧化影响比较复杂。过高过低水分活度都可加速氧化过程。水分过低时,增加了油脂与氧接触,有利于氧化进行;当水分增加时,溶氧量增加,氧化速度也加紧。试验表明,当水分活度控制在0.3~0.4时,食品中油脂氧化速度最低。值得指出是,冷冻食品经常还存在油脂氧化。这是因为,冷冻状态下,水分以冰晶形式析出,使油脂失去水膜保护。食品营养成分的基本组成及加工特点第127页6.金属离子
尤其是过渡金属离子,能缩短自动氧化过程中诱导期,是助氧化剂,能加速氧化过程。所以,油脂在加工、贮藏时都要注意防止金属离子引入。食品营养成分的基本组成及加工特点第128页7.抗氧化剂
抗氧化剂是能预防或延缓食品氧化变质,提升食品稳定性,延长食品贮藏期物质。常见抗氧化剂,含有易氧化特征,加入食品后经过本身氧化消耗食品内部和环境中氧,所以而延缓食品氧化变质。常见油脂抗氧化剂有丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)等等。维生素E是油脂中常见天然抗氧化剂。食品营养成分的基本组成及加工特点第129页(三)油脂自动氧化产物油脂自动氧化过程中产生氢过氧化物,本身并无异味,但因为氢过氧化物不稳定性,会发生分解与聚合反应,生成不一样氧化产物,生成小分子物质是使油脂产生异味原因。氢过氧化物分解首先发生在过氧键位置,然后再形成醛、酮、醇、酸等,是一个复杂过程。食品营养成分的基本组成及加工特点第130页五、油脂在高温下改变色泽变深,流动性变差,味感变劣,易发烟等,这些外观改变包含了油脂酸值改变,一些有毒物质产生,食品品质及营养价值下降。
食品营养成分的基本组成及加工特点第131页化学改变:1.热聚合
无氧条件下,油脂加热到200~300℃高温时,主要发生热聚合反应。聚合过程中,多烯化合物转化成共轭双键后参加聚合,生成含有一个双键六元环状化合物。聚合作用能够发生在同一分子脂肪酸残基之间,也可发生在不一样分子脂肪酸残基之间。游离脂肪酸也可发生这种热聚合反应。食品营养成分的基本组成及加工特点第132页2.热氧化
假如油脂在空气中,有氧状态下加热到200~300℃时,能够发生热氧化反应。热氧化反应机理与自动氧化没有本质区分,只是在热氧化过程中,饱和脂肪酸反应速度也很快,而且氢过氧化物分解也很快,几乎马上分解为低级醛、酮、酸、醇等。在氧化过程中产生自由基能聚合成氧化聚合物,成为另一条聚合路径,而且以碳碳聚合为主要产物。这种氧化、聚合产物复杂多样,个别产物为有毒物质。食品营养成分的基本组成及加工特点第133页3.分解反应
热分解在相对更高温度下发生(350℃),无氧条件下,油脂发生热分解,生成丙烯醛、脂肪酸、二氧化碳、甲基酮及小分子酯等;在有氧条件下,伴随热氧化过程中分解能形成各种烃、醛、甲基酮、内酯等。食品营养成分的基本组成及加工特点第134页4.水解与缩合
高温油炸过程中,因为水分引入,使油脂分子与水接触部位发生水解,水解产物之间能够缩合成醚型化合物。自动氧化变质中,主要有毒物是氢过氧化物;热变质中,主要有毒物是烃、环状化合物、二聚甘油酯、三聚甘油酯等。食品营养成分的基本组成及加工特点第135页六、油脂加工中改变提取、精炼、改良1.油脂氢化(加氢)
油脂氢化后能够降低色泽、提升熔点、改变塑性、去除一些异味、提升油脂氧化稳定性,增加油脂耐贮藏性。食品营养成分的基本组成及加工特点第136页2.油脂分提
油脂中含有不一样甘油三酯,它们熔点、溶解度、晶体硬度、粒度都有所不一样,利用这些差异将混合甘油三酯混合物进行分离提纯加工过程,称为油脂分提。冬化法、溶剂分提法。食品营养成分的基本组成及加工特点第137页3.油脂酯交换
天然油脂中,各种脂肪酸排列分布有一定位置取向,这种取向受油脂品种、环境、在动植体中部位等原因影响。而油脂物理性质与脂肪酸在甘油三酯分子中分布有很大关系。为了取得大家所希望工艺特征,在油脂改良中,往往要进行酯交换,使分子中脂肪酸重新排列。酯交换可在同一分子内进行,也可在不一样分子间进行。酯交换可改油脂黏度、结晶性能以及塑性,生产低温下仍能保持清亮色拉油、稳定性较高人造奶油及符合熔化要求硬奶油。食品营养成分的基本组成及加工特点第138页七、天然食用油脂天然食用油脂可分为三大类:植物油脂、动物油脂、微生物油脂。(一)植物油脂植物油脂取自植物种子、果实、谷物种子胚及麸糠。食品营养成分的基本组成及加工特点第139页1.天然植物油
月桂酸类、油酸——亚油酸类、亚麻酸类、芥酸类等。取自椰子、棕榈仁等植物油属月桂酸类,含大量月桂酸,约占40%~50%,不饱和脂肪酸含量低,饱和脂肪酸含量在90%以上,油脂分子小,组成比较单一,熔点较低,范围窄,稳定性好。主要代表有月桂油、棕榈仁油、椰子油。
食品营养成分的基本组成及加工特点第140页
属于油酸——亚油酸类植物油数量最多,包含棉子油、花生油、向日葵籽油、橄榄油、芝麻油、玉米油、米糠油等。这类植物油主要含油酸、亚油酸。这类油是主要食用油。这类油中大豆油和小麦胚油中含亚麻酸约3%-10%,使大豆油有豆腥味,并在除去后易产生滋味回复。
食品营养成分的基本组成及加工特点第141页
亚麻酸类植物油含大量亚麻酸,如大麻籽油、苏子油。这类油稳定性差,很轻易氧化酸败。这类油虽可食用但不广泛。大多用制造油漆产品。芥酸类植物油包含菜籽油、芥子油、野菜籽油,含芥酸(13-二十二碳烯酸)可高达50%,稳定性好。但芥酸有可能对人类健康不利,所以使用时需处理。低芥酸菜籽油可用于食用。食品营养成分的基本组成及加工特点第142页2.天然植物脂
从热带油料树果实中提取。含有较高经济价值。如可可脂。这类脂软化和熔化温度范围十分狭窄,含有独特稠度,含饱和脂肪酸较多,但大多与油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸共同组成三脂酰甘油。巧克力、糖果、药品生产中需用这类脂。食品营养成分的基本组成及加工特点第143页(二)乳脂和动物油脂1.乳脂2.陆上动物油脂3.海产动物油脂食品营养成分的基本组成及加工特点第144页(三)微生物油脂
单细胞生物油脂。这类油脂组成及理化特征与植物油脂基础相同,只是利用率比植物油脂稍低。这类油脂是高新技术开发新油源。能够生产γ-亚油酸、γ-亚麻酸、代可可脂、月苋草油,微生物发酵法生产特殊油脂正日益受到重视。食品营养成分的基本组成及加工特点第145页八、食用油脂制品
常见食用油脂制品有烹调油、色拉油、起酥油、人造奶油等。1.烹调油2.煎炸油3.色拉油4.起酥油5.人造奶油及其它食品营养成分的基本组成及加工特点第146页第五节蛋白质食品营养成分的基本组成及加工特点第147页第五节蛋白质(4课时)教学目标:1.了解蛋白质组成特点、结构特点。2.了解维持蛋白质结构作用力(氢键、二硫键、疏水键、离子键等)。3.了解蛋白质变性原因、本质、表现。4.了解食品蛋白质水合性质、溶解性、粘性、胶凝性、乳化性、发泡性等功效性质;5.了解蛋白质在食品加工中改变。
食品营养成分的基本组成及加工特点第148页教学重点:蛋白质结构作用力,蛋白质变性及功效性质应用教学难点:蛋白质功效性质教学方法:理论联络实际作业布置:教材习题二(26-28)教学过程:180分钟食品营养成分的基本组成及加工特点第149页概述蛋白质元素组成:CHON含氮量:约16%----粗蛋白含量换算因子6.25结构单位与结合键:氨基酸,肽键食品营养成分的基本组成及加工特点第150页蛋白质分类:
简单,结合.
简单蛋白质又可依据其物理化学性质分为清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、组蛋白、鱼精蛋白、硬蛋白等。而另有一些蛋白质除了蛋白质个别外,还含有非蛋白质成份,这类蛋白质称为结合蛋白质。结合蛋白质非蛋白质个别称为辅助因子。结合蛋白质又可按辅助因子成份分为核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素蛋白、黄素蛋白、金属蛋白等等。食品营养成分的基本组成及加工特点第151页蛋白质功效:
生物体营养物质、影响食品色、香、味。食品营养成分的基本组成及加工特点第152页一、蛋白质结构及其中主要作用力
(一)结构基础结构:一级结构:多肽链。空间结构:
二级结构:主要是-螺旋结构和β-折叠结构。
三级结构:二级结构肽链深入折叠、卷曲可形成复杂三级结构。蛋白质三级结构大个别为球形,但也有纤维状等其它形状蛋白质。(亚基)亲水性极性R基团位于分子表面。
四级结构:在三级结构基础上两条或多条多肽链以特殊方式结合形成有生物活性蛋白质
食品营养成分的基本组成及加工特点第153页(二)主要作用力1.氢键
与电负性较大、原子半径较小X原子(如N、O等)共价结合氢原子,还能够与另一个电负性较大、半径较小Y原子(如N、O等)结合,所形成第二个较弱化学键,即为氢键。氢键普通指:X-H…Y,但亦有些人指:H…Y之间结协力。氢键对维持蛋白质分子二级结构起主要作用,对维持三、四级结构亦有一定作用。2.疏水键
两个或两个以上疏水基团(非极性基团),因为周围极性水分子对它们排斥,而被迫彼此靠近,这时,因为范德华引力而相互结合,这种结协力称为疏水作用力。有些人称为疏水键。疏水键对维持蛋白质分子三、四级结构起主要作用。食品营养成分的基本组成及加工特点第154页3.离子键(盐键)离子键是指正离子与负离子之间静电作用而形成化学键。离子键又称为盐键、盐桥。在一定条件下,蛋白质分子中-NH3+与-COOˉ能够形成离子键。在一些蛋白质分子中,离子键参加维持三、四级结构。4.二硫键指两个硫原子之间共价键,又称二硫桥、硫硫桥。在一些蛋白质中,二硫键对稳定蛋白质分子构象起主要作用。食品营养成分的基本组成及加工特点第155页5.范德华引力范德华引力实质是静电引力。它包含三种力:(1)二个极性基团偶极之间静电吸引(取向力);(2)极性基团偶极与非极性基团诱导偶极之间静电吸引(诱导力);(3)二个非极性基团瞬时偶极之间静电吸引(色散力)。范德华引力参加维持蛋白质三、四级结构。6.配位键两个原子之间共价键,假如是由一个原子单独提供电子对而形成,此共价键就是配位键。在金属蛋白质分子中,如血红蛋白等,金属离子与多肽链连接,往往是配位键。配位键在一些蛋白质中参加维持三、四级结构。食品营养成分的基本组成及加工特点第156页二、蛋白质变性概念:蛋白质受一些物理原因和化学原因作用,空间结构改变,生理活性改变或丧失。本质改变:蛋白质空间结构改变,而并不包含一级结构肽链破坏。食品营养成分的基本组成及加工特点第157页性质改变:
(1)因为疏水基团大量暴露在分子表面,从而降低了蛋白质溶解度;(2)改变了对水结合能力;(3)因为变性后蛋白质分子空间结构破坏,极难保持原有生物活性;(4)发生絮集,形成不可逆凝胶;(5)因为肽键暴露,尤其轻易受到蛋白酶攻击,从而提升对蛋白酶水解敏感性;(6)黏度增加;(7)不能形成结晶等。食品营养成分的基本组成及加工特点第158页复性:天然蛋白质变性能够是可逆或不可逆。当变性原因解除以后,蛋白质恢复原状改变称为复性。假如变性时二硫键等较强键协力被破坏,往往就不能完全复性。对食品影响:在食品加工和储备中,有控制和适度蛋白质变性,可能有利于发挥蛋白质营养属性和功效性质;强烈变性则会破坏蛋白质功效性质,给食品性状带来不利。食品营养成分的基本组成及加工特点第159页(一)物理原因加热:蛋白质对热变性作用敏感性取决于许多原因。比如,蛋白质性质、浓度、水分活度、pH、离子强度和离子种类等等。蛋白质、酶和微生物在干燥条件下耐受热变性失活能力比含水时更大,浓蛋白液受热变性后复性愈加困难。食品营养成分的基本组成及加工特点第160页干燥:蛋白质保护性水化膜脱去,蛋白质相互靠近,分子间相互作用所致。自然风干法脱水时,氧化反应会加大变性程度;喷雾干燥法脱水时界面作用会加大变性程度;高温脱水中又难免热变性。食品营养成分的基本组成及加工特点第161页低温:低温能使一些蛋白质变性,如L-苏氨酸脱氨酶在室温下稳定,而在零度时不稳定。机械处理:在加工面包或其它类型食品面团时,因采取机械处理,如揉捏或滚压,会因为产生剪切力而造成蛋白质变性。重复拉伸而造成-螺旋破坏将致使蛋白质网络发生改变。液压(流体静压):液压能够产生变性效应,但低于50kPa时效果不显著。食品营养成分的基本组成及加工特点第162页
界面:凡在水和空气、水和非水溶液或水和固相等界面上吸附蛋白质分子,普通会发生不可逆变性。因为蛋白质可作为界面活性剂,许多蛋白质倾向于向界面迁移及被吸附,吸附速率受天然蛋白质向界面扩散速率控制。在分散系中,水以不一样能量水平存在:(1)远离界面那些水分子处于低能态,它们不但同其它水分子,而且同蛋白质离子和极性部位相互作用,(2)靠近界面水分子处于高能态,它们主要与其它水分子相互作用。蛋白质向界面扩散过程中,蛋白质可能同高能量水分子相互作用,许多蛋白质一蛋白质氢键可能同时遭到破坏,而且发生结构“微伸展”,因而许多疏水基团和水相接触,使个别伸展蛋白质愈加不稳定,最终蛋白质在界面深入伸展和扩展,亲水和疏水残基力图分别在水溶液和非水相中取向,造成被吸附在界面上蛋白质发生变性。食品营养成分的基本组成及加工特点第163页(二)化学原因酸和碱:
与十分高或低pH介质接触,则普通会发生变性。因为在极端pH时,分子内离子基团会产生强烈静电排斥,这将促使蛋白质分子伸展(变性)。然而,在一些情况下,当pH调整到最初稳定范围时,蛋白质能够恢复原有结构。食品营养成分的基本组成及加工特点第164页金属:碱金属如Na+和K+仅有程度地与蛋白质起反应,而碱土金属如Ca2+、Mg2+则稍为活泼。过渡金属如Cu2+、Fe2+、Hg2+和Ag+等离子轻易同蛋白质起作用,能与其中巯基形成稳定络合物。Ca2+、Fe2+、Cu2+和Mg2+能够成为一些蛋白质分子中一个组成个别。当用透析法或螯合剂将这些金属离子从蛋白质中除出时,会显著降低蛋白质结构对热和蛋白酶作用稳定性。食品营养成分的基本组成及加工特点第165页有机溶剂:降低溶剂(水)与蛋白质作用,改变介质介电常数,从而改变了有利于蛋白质稳定静电作用力,非极性有机溶剂能够渗透疏水区,破坏疏水相互作用,因而促使蛋白质变性。这类溶剂变性作用也可能是它们同水彼此间产生相互作用而引发。2-氯乙醇能使-螺旋构象占优势,这种作用也可认为是一个变性,比如卵清蛋白在水溶液介质中有31%-螺旋,而在2-氯乙醇中为85%。食品营养成分的基本组成及加工特点第166页
有机化合物:
脲素或胍盐当配制成高浓度(4~8mol/L)水溶液时,会造成氢键断裂,并引发蛋白质不一样程度变性。这些化合物还经过增加疏水氨基酸残基在水溶液中溶解度而降低疏水
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