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食品工艺学第一章绪论第一节食品的加工概念一、食物与食品1食物——供人类食用的物质称为食物。是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调节机能必不可少的营养物质，也是产生热量保持体温、进行体力活动的能量来源。除少数物质如盐类外，几乎全部来自动植物和微生物。2食品——经过加工制作的食物统称为食品。食品的种类对食品不同的人关心的侧面不同；不同地区也有不同的情况食品分类的方法：按加工工艺分；按原料种类分；按产品特点分；按使用对象分：老年、儿童、婴儿、妇女、运动员、航空、军用。二.食品的功能食品对人类所发挥的作用；人类吃食品的目的；人类对食品的要求；1．营养功能（第一功能）蛋白质、碳水化合物（糖）、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维。提供营养和能量，为了生存——营养功能（吃饱）。2．感观功能（第二功能）为了满足视觉、触觉、味觉、听觉的需要，使多吃吃好。外观：大小、形状、色泽、光泽、稠度；质构：硬度、粘性、韧性、弹性、酥脆；风味：气味、香臭。味道酸、甜、苦、辣、咸、鲜、麻。3．保健功能（第三功能新发展的功能）调节人体生理功能，起到增进健康、恢复疾病、延缓衰老、美容等作用。三、食品的特性1．安全性无毒无害卫生；2．方便性食用使用运输；3．保藏性有一定的货架寿命。四、加工工艺1．1．食品加工概念将食物（原料）经过劳动力、机器、能量及科学知识，把它们转变成半成品或可食用的产品（食品）的过程。原料——产品加工加工预处理：清洗分离粉碎；单元操作：加热冷却干燥；关键工序：杀菌消毒；食品添加剂：调味保存；包装：维持由于加工操作带来的产品的特征。2．食品加工的目的满足消费者要求；延长食品的保存期；增加多样性；提高附加值。食品加工过程或多或少都含有这些目的，但要加工一个特定产品其目的性可能各不相同。比如冷冻食品的目的主要是保藏或延长货架寿命；糖果工业的主要目的是提供多样性。但是要达到各个产品的目的却并不简单，并不是买来设备就可以生产，或达到生产出食品并赢利的目的3．食品工艺根据技术上先进、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的一门应用科学。第二节食品加工原料的特性和要求一、食品原料主要组成蛋白质、碳水化合物、脂肪、有机酸、维生素、色素、矿物质等二、影响原料加工的因素1．原料采收运输基本原则：原料应该在其品质最佳的时候进行采收、屠宰或用其他方法进行采集；原料在搬运中要避免损伤；将原料保藏在尽量减少变质的条件下；蔬菜、水果、粮食、坚果等植物性原料在采收或离开植物母体之后仍然是活的；家畜、家禽和鱼类在屠宰后，组织即死亡，但污染这些产品的微生物是活的，同时，细胞中的生化反应在继续。原料品质决不会随贮藏时间的延长而变好，产品一经采收或屠宰后即进入变质过程。加工过程本身不能改善原料的品质，也许使有的制品变得可口一些，但不能改善最初的品质。2．影响原料品质的因素（1）微生物的影响；（2）酶在活组织、垂死组织和死组织中的作用；（3）呼吸；（4）蒸腾和失水；（5）成熟与后熟；成熟的定义是水果或蔬菜的器官连接在植株上时所发生的变化现象。一般随着成熟过程的进行有利于提高产品的品质。（注意适度，否则会迅速后熟，迅速出现严重品质降低）。后熟定义是水果脱离果树或植株后于消费或加工前所发生的变化。最后的后熟程度是在采收后形成的最佳食品品质。要理解适当的后熟虽然可以改善水果的口味，但不能改善它的基本品质。水果的基本品质是由于水果在果树上达到最佳成熟度的时间来决定的。大多数蔬菜不发生后熟过程。（6）动植物组织的龄期与其组织品质的关系组织的龄期指两个不同的阶段，第一是植物器官或动物在其采收或屠宰时的生理龄期；第二是采收或屠宰后原料存放的时间。与采收前的品质有关的植物组织龄期往往是决定性的。例芦笋、青豆荚。3．原料的贮藏和保鲜温度；气调贮藏；包装。第三节食品的质量因素及其控制一、一、食品的质量因素质量的定义：食品好的程度，包括口感、外观、营养价值等。或者将质量看成是构成食品特征及可接受性的要素。外观感观特性质构风味食品质量营养质量卫生质量耐储藏性二、变质的影响因素变质的概念：包括品质下降、营养价值、安全性和审美感觉的下降。影响因素：1.微生物；2.天然食品酶；3.热、冷；4.水分；5.氧气；6.光；7.时间。质量因素：（一）物理因素1．外观因素：（1）大小形状；（2）颜色、色泽；（3）一致性。2．质构因素：包括新鲜状态、加工过程、加工以后的一些因素。3．风味因素：（1）味觉和香味；（2）色泽与质构对风味也有影响。（二）、营养因素（三）、卫生因素（四）、耐储藏性第四节食品工业的发展及其前景由于食品工业是国民经济的重要支柱产业和关系国计民生及关联农业、工业、流通等领域的大产业，因此，食品工业现代化水平是反映人民生活质量及国家文明程度的重要标志。作为农产品面向市场的主要后续加工产业，食品工业在农产品加工中占有最大比重，对推动农业产业化作用巨大。1999年全世界食品工业的销售额为2.7万亿美元，居各行业之首。我国2000年食品工业总产值、利税分别为8434.1亿元和1458.3亿元，占全国工业总产值、利税的9.8%和15.3%；年出口创汇136.7亿美元。2003年食品工业总产值达到12400亿元。食品工业企业达19316个，就业人数达403.7万，占全国工业企业就业总人数的7.3%。食品工业是整个工业中为国家提供积累和吸纳城乡就业人数最多、与农业关联度最强的产业。食品工业是一个永不衰竭的行业；是一个充满变化、有活力的行业；我国国民经济的基础或支柱产业。我国食品工业发展很快，成绩巨大，但差距也大，有着很大的发展空间。为大家提供了一个发挥聪明才智的舞台。发展我国食品工业还需要大家的不懈努力。第五节食品工艺学的主要研究内容和范围一、食品工艺学的定义食品工艺学是应用化学、物理学、生物学、微生物学、食品工程原理和营养学等各方面的基础知识，研究食品的加工保藏；研究加工、包装、运输等因素对食品质量、营养价值、货架寿命、安全性等方面的影响；开发新型食品；探讨食品资源利用；实现食品工业生产合理化、科学化和现代化的一门应用科学。二、研究内容和范围（一）根据食物原料特性，研究食品的加工和保藏1．原料特性食物化学成分多、体系复杂；除营养成分外还有其他几十种到上百千种的化合物；胶体，固体，液体。大多数食物原料都是活体蔬菜、水果、坚果等植物性原料在采收或离开植物母体之后仍然是活的；家畜、家禽和鱼类在屠宰后，组织即死亡，但污染这些产品的微生物是活的，同时，细胞中的生化反应仍在继续。原料一经采收或屠宰后即进入变质过程，品质决不会随贮藏时间的延长而变好影响(原料)品质的因素：微生物的影响；酶在活组织、垂死组织和死组织中的作用；物理化学因素热、冷、水分、氧气、光、时间。2．按照变质可能性将原料分类（1）极易腐败原料（1天~2周）如肉类和大多数水果和部分蔬菜；采收（屠宰、切割）、搬运、包装、贮藏条件可能强烈影响其品质；冷藏温度应该合理（某些果蔬会冻害）。（2）中等腐败性原料（2周~2月）柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜；冷害问题。（3）稳定的原料（2~8月）粮食谷物、种子和无生命的原料如糖、淀粉和盐等。3．食品保藏原理（1）维持食物最低生命活动的保藏方法；（2）抑制食物生命活动的保藏方法；（3）应用发酵原理的食品保藏方法；（4）利用无菌原理的保藏方法；①控制微生物加热（杀灭微生物巴氏杀菌灭菌）；冷冻保藏（抑制微生物）；干藏（抑制微生物）；高渗透；烟熏；气调；化学保藏；辐射；生物方法。②控制酶和其它因素控制微生物的方法很多也能控制酶反应及生化反应，但不一定能完全覆盖。比如：冷藏可以抑制微生物但不能抑制酶。加热、辐射、干藏也类似③其他影响因素包括昆虫、水分、氧、光可以通过包装来解决。（二）研究影响食品质量因素、加工对食品质量的影响，研究良好的生产方法、工艺设备和生产组织1食品的质量因素质量的定义：食品好的程度，包括口感、外观、营养价值等。或者将质量看成是构成食品特征及可接受性的要素。外观感观特性质构风味食品质量营养质量卫生质量耐储藏性2加工对质量的影响如：加工因素中热加工对水果制品质量的影响、相应的改进（工艺设备和保藏工艺两方面的改进）；肉制品中的腌制工艺；奶粉的速溶性；废弃物的处理：乳清、黄浆水。（三）创造新型、方便和特需的食品如一大批具有功能性质、保健性质的食品在80年代中后期开始被开发；改变食品的营养成分以适应特定人群需要；添加营养素到特定食品；改善质量提高品质；应用功能改善，包括包装方便性、食用方便性、成本降低等。（四）研究充分利用现有食品资源和开辟食品资源的途径1．以前未被充分利用的资源；2．副产物的综合利用。（五）研究食品的安全性、良好的生产操作和卫生操作（GMPHACCP）第六节本课程的地位一、食品工艺学课程的重要性食品工艺学作为食品科学与工程专业的一门主干课程，可以为本科学生今后进一步学习和研究食品加工保藏，今后从事本专业的研究、管理、营销工作打下基础。二、关于食品科学借用FoodScience（Norman)的定义：食品科学可以定义为应用基础科学及工程知识来研究食品的物理、化学及生化性质及食品加工原理的一门科学。五个基础框架1.食品的基础研究领域（或者称之为狭义食品科学）：包括食品化学，研究食品的组成、结构、物化生化特点及加工和使用过程中的变化的一门科学。2.食品微生物领域：环境对食品腐败的作用以及微生物对食品本身及食品制造过程的影响、微生物的检验、公共健康等问题的一门科学。3.食品加工领域：即研究食品原材料特点、食品保藏原理、影响食品质量、包装及污染的加工因素、良好生产操作及卫生操作的一门科学——这也是本课程的主要研究内容。4.食品工程领域：即研究食品加工过程中的工程原理及单元操作的科学，工程原理包括物料与能量平衡、热力学、流体；流体流动、传热与传质等等。5.食品分析领域：分析食品产品及组分的质量特点、化学的原理。物料内部会建立一定的温度梯度。温度梯度将促使水分（不论液态或气态）从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿温性。导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂现象。高温将促使液体粘度和它的表面张力下降，但将促使蒸汽压上升，而且毛细管内水分还将受到挤压空气扩张的影响。结果是毛细管内水分将顺着热流方向转移。（1）温度梯度导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯度成正比，它的流量可通过下式计算求得：其中：i温——物料内水分转移量，单位时间内单位面积上的水分转移量（kg干物质/米2·小时）。K——导湿系数（米·小时）γ0——单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg干物质/米3）。δ——湿物料的导湿温系数（1/℃，或kg/kg干物质×℃）（2）导湿温系数就是温度梯度为1℃/米时物料内部能建立的水分梯度，即导湿温性和导湿性一样，会因物料水分的差异（即物料和水分结合状态）而异。（三）干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，因此，水分流动的方向将由导湿性和导湿温性共同作用的结果。i总=i湿+i温两者方向相反时：i总=i湿—i温当i湿﹥i温水分将按照物料水分减少方向转移，以导湿性为主，而导湿温性成为阻碍因素，水分扩散则受阻。当i湿﹤i温水分随热流方向转移，并向物料水分增加方向发展，而导湿性成为阻碍因素。如：烤面包的初期二、干制过程的特性食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少，干燥速率逐渐变低，食品温度也在不断上升。①水分含量的变化（干燥曲线）②干燥速率曲线③食品温度曲线（1）干燥曲线干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线。干燥时，食品水分在短暂的平衡后，出现快速下降，几乎是直线下降，当达到较低水分含量时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后达到平衡水分。平衡水分取决于干燥时的空气状态。（2）干燥速率曲线随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值，然后稳定不变，此时为恒率干燥阶段，此时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含量恒定，也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的速率（3）食品温度曲线初期食品温度上升，直到最高值——湿球温度，整个恒率干燥阶段温度不变，即加热转