食品工艺学

食品工艺学

适用范围：生物工程专业

教材：赵晋府主编《食品工艺学》

参考书：《食品工艺学》上、中、下

教学目的：熟悉食品加工原辅料的特性，食品新资源的利用，掌握食品技术原理及典型加工工艺，了解高新技术在食品加工中的应用。

第一篇 绪论

本章重点、难点

1、食品工艺学的概念

2、国内食品工业现状与发展

3、怎样才能学好《食品工艺学》

一、食品工艺学的研究对象和内容

1、食品工艺学的概念

食品工艺学是根据技术上先进、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和一门应用科学。

2、食品工艺的研究对象

从原料到制成品，要通过成分分析，才能正确地制定工艺技术要求。

3、举例说明食品工艺学所研究的内容

4、注意环境保护，注意以下几点

（1）食品的安全性

（2）食品的营养性

（3）感官嗜好特性

二、我国食品工业的发展现状和未来

（一）主要发展成就

（二）存在的主要问题

（三）食品工艺发展面临的新形势

（四）食品工艺发展的重点

（五）食品工业是一个永不衰弱的行业

三、食品工艺学的学习方法

1、采用课堂讨论式、师生对话式、读书报告式等启发式教学。

2、设置课外自学学时

整个课程教学采用多媒体教学

第一篇  食品的原料和材料

第一章  植物性食品原料

第一节  果蔬

教学目的：1、掌握果蔬原料的加工特性

2、掌握果蔬成分类

重点难点：果胶、丹宁、色素的加工特性

I类：水溶性成分    II：非水溶性成分

一、水分

分类：结合水，自由水

作用：水分对果蔬的质地、口感、保鲜和加工工艺的确定有着十分重要的影响。

二、碳水化合物

（一）糖类

1、糖的种类：以蔗糖、葡萄糖、果糖含量最多

2、加工特性

（1）甜度

种类不同，甜度差别大，与酸度有关，糖酸比决定糖的甜度

（2）糖的吸湿吸：果糖吸湿性最大，蔗糖最小

（3）晶析

（4）对色泽的影响

A、焦糖的反应

B、羰氨反应

（5）发酵制品的底物

（二）淀粉

1、淀粉在果蔬中的分布，蔬菜中薯类所含的确淀粉最多

水果中：仁果含有数量不多的淀粉

桃、李、杏、柑、橘等成熟后基本不含淀粉

2、加工特性

（1）溶解性

（2）淀粉的糊化和老化

（3）贮藏期间淀粉与糖的转化

（三）纤维素和平纤维素

1、存在

果实中含量0.2～4.1%，蔬菜0.3～2.3%（纤维素），半纤维素果实0.7～2.7%，蔬菜0.2～3.1%

2、加工特性

（1）保护作用

（2）石细胞

（3）食用品质和消化性

（四）果胶（半乳糖醛酸长链）

1、存在形式：

原果胶  果胶  果胶酸

果胶物质在果蔬中的变化过程

原果胶（原果胶酶或酸）→纤维素→半纤维素+木质素，果胶（果胶酶或酸、碱）→甲醇（果胶酸）

2、加工特性

（1）果胶是不定性、无味的白色物体或淡黄色的物质、溶于水，形成胶体，不溶于乙醇和硫酸，因此工业上常用此法制果胶。

（2）果胶的凝冻性

（3）果汁的澄清

（4）果酒的生产

（5）控制采收的成熟度

三、有机酸

苹果酸    柠檬酸   酒石酸

加工特性：

（1）酸味

（2）酸与杀菌的关系

（3）酸与金属腐蚀的关系

（4）酸与食品品质的关系

四、含氮物质

1、存在：蛋白质、氨基酸、酰胺

2、加工特性：

（1）提供营养

（2）色泽

（3）风味

（4）果汁、果酒和澄清

（5）微生物发酵的营养素

五、单宁物质

（一）单宁的分类和含量

1、水解型单宁

2、缩合型单宁

（二）加工特性

1、涩味

2、变色

3、单宁与蛋白质产生絮凝

六、酶

（一）水解酶类

主要包括果胶酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酯酶、果胶酸酯水解酶、果胶裂解酶和果胶酸酯裂解酶。利用酶的活性：果胶酶对果胶的水解作用，有利于果汁的澄清和出汁率的提高。

1、淀粉酶

（1）α—淀粉酶：内切酶，使α—（1—4）糖苷键水解，不能水解支链淀粉的α—（1—6）糖苷键。

α—淀粉酶水解的最终产物是麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖。

（2）β—淀粉：外切酶，不仅能作用α—（1—4）糖苷键，还可作用α—（1—6）糖苷键和α（1—3）糖苷键，但水解速度不同。

2、蛋白酶可以将蛋白质降解，从而降低蛋白质的存在而引起的浑浊和沉淀。

（二）氧化酶类

一是多酶氧化酶，又称酪氨酸酶，儿茶酚酶、酚酶、儿茶酚氧化酶、马铃薯氧化酶等。

加工特性：防止酶促褐变

1、加热破坏酶的活力

2、调PH值降低酶的活力

3、加抗氧化剂

一有亚硫酸盐，维生素C等。

亚硫酸盐既是抗氧化剂，又是酶的强抑制剂。

4、与氧隔绝

放入盐水中，一方面避免与氧的接触，另一方面盐对酶的活力也有一定的抑制作用。

生产过程中盐的用量一般在1%左右。

七、色素物质

（一）脂溶性色素

1、叶绿素

由叶绿素a和叶绿素b组成，其含量比约是3:1。

特性：（1）叶绿素不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等；

（2）叶绿素可耐光也可耐热

光照或加热时，叶绿素生成脱镁叶绿素，呈暗绿色至绿褐色或紫褐色。

（3）在酸性条件下，尤其在加热时，叶绿素更易生成脱镁叶绿素

（4）在弱碱中，叶绿酸呈较稳定的鲜绿色

（5）叶绿素中的镁离子可以被铜、锌所取代而显示出稳定的绿色。

2、类胡萝卜素

与脂肪酸结合成酯

与叶绿素和P₂结合成色素蛋白。

颜色以黄色到深红色两大类：

一类有：-胡萝卜素，-胡萝卜素，-胡萝卜素，番茄红素，前三种均具有不等的维生素A的功能。

二类有：叶黄素、玉米黄素、稳黄素、辣椒红素、虾青素等，其中隐黄素可以生成维生素A。

类胡萝卜素特点：对热稳定，颜色不易产生变化，但因类胡萝卜素分子中含多个双键，在光照、氧和脂肪氧化酶存在的情况下，令氧化退色。

（二）水溶性色素

一是一类广义的类黄酮色素，C₆-C₅-C₆结构

类黄酮色素母体结构                       花黄素的母体结构

1、花色素

特性：（1）pH会影响色调，见书P21图1-1-15

A、Ca、Mg、Mn、Fe、Al与花色素形成终合物，此后其色泽不再受PH影响，但与原先的色泽有所不同。

B、花色素与K+、NH₄⁺等以盐的形式存在时，其色泽也不受pH的影响。

C、受光和加热的作用会退色或变褐

2、无色花色素

特性：酸性环境加热可生成花色素，

特性：酸性环境加热可生成花色素，使无色制品变成黄色。

3、花黄素

特性：色泽受pH的影响

八、糖苷类物质

（一）苦杏仁苷

1、存在：多种果实的种子，核果类原料的核仁中苦杏仁苷的含量较多。

2、特性：产生氢氰酸，加工时应除去

C₂₀H₂₇NO₁₁→2C₆H₁₂O₆+C₆H₅CHO₆+KHSO₄

（二）橘皮苷（橙皮苷）

1、存在：柑橘类果实中普遍存在

皮和络含量较高，其次在囊衣中含量较多

2、加工特性：

1）柑桔类果实果味的来源，含量随品种及成熟度而异，也具有维持人体血液正常渗透作用的功效，是维生素P的重要组成部分。

2）水解

C₈H₃₄O₁₅+2H₂O→C₆H₁₄O₆ + C₂H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₅

                桔皮素  　　　葡萄糖   鼠李糖

补充：桔皮苷可作为天然抗氧化剂

（三）黑芥子苷

1、存在普遍存在于十字花科蔬菜中，芥菜辣根萝卜中含量较多。

2、加工特性

1）具有特殊苦辣味

2）水解

C₁₀H₁₆NS₂KO₇+H₂O→CSNC₃H₅ + C₆H₁₂O₆ + KHSO₄

                            芥子油   葡萄糖  硫酸氢钾

生成具有特殊风味和芳香的芥子油、葡萄糖和硫酸氢钾，这种变化在蔬菜腌渍中很重要。

（四）茄碱苷，又名龙葵苷，存在于马玲薯块茎中，番茄和茄子中。

特性：1、水解

C₄₅H₇₃O₁₅N+SH₂O 酶或酸 C₂₇H₄₃ON+C₆H₁₂O₆+C₆H₁₂O₆+C₆H₁₂O₅

                  茄碱     　　　　　葡萄糖  半糖  鼠李糖

2、茄碱苷和茄碱均不溶于水，而溶于热酒精和酸的溶液中。

3、茄碱苷剧毒且有苦味，含量达0.02%即可引起中毒，故贮存与食用块茎时应注意。

九、维生素

1、维生素C

V_C是己糖衍生物，天然存在且生物效价最高的有L-抗坏血酸。

L-抗坏血酸（还原型）     L-脱氢抗坏血酸（氧化型）

特性：水溶性，在酸性溶液和浓度较大的糖溶液中比较稳定，在碱性条件下稳定，受热易破坏，也容易被氧化，在高温和有Cu²⁺、Fe²⁺存在的条件下，更易被氧化。

V_C也是一种重要的抗氧化剂

2、维生素B₁

V_B1易溶于水，在酸性环境中很稳定，在中性及碱性条件下易被氧化，加热不易破坏，但受氧、氧化剂、紫外线及射线的作用很易破坏，当pH>4时，有些金属离子（如Cu²⁺）、亚硫酸根可使其降解，在pH<3时该反应进行得十分缓慢。

3、维生素A

V_A是脂溶性的，只存在于动物性食品中，在植物中只有胡萝卜素。

特性：（1）V_A耐热

     （2）有较强氧化剂存在时可因氧化而失去活性

    （3）在有光线照射的条件下会加速氧化。

十、矿物质

1、存在

有Ca、P、Fe、K、Na、Mg等（果蔬中，在植物体中，这些矿物质大部分与酸结合成盐（如硫酸盐、磷酸盐、有机酸盐）

十一、芳香物质

1、存在和含量

果蔬完全成熟叶，香气才能很好地表现出来，没有成熟的果蔬缺乏香气，含量一般只有万分之几或十万分之几，故芳香物质又有精油之称。

2、特性：芳香型成分均为低沸点，易挥发的物质果蔬不能贮存过久。

思考题：

1、简述果胶、单宁、有机酸的加工特性

2、为什么不能食用发芽和发绿的土豆？

3、在果蔬加工中，为什么要用铅或玻璃器皿而不用Fe制品？

4、如何防止果蔬中的酶促褐变？

第二节  大豆

教学目的：1、掌握大豆蛋白质的特点及加工特性

2、掌握大豆产生腥味的原因及解决方法

一、大豆中的蛋白质

大豆平均含40%的蛋白南，其中80%～88%是可溶的。

在豆制品的加工中主要利用的就是这一类蛋白质，84%是球蛋白，并且大部分是糖蛋白，组成大豆蛋白的氨基酸有18种之多。

大豆蛋白中含有8种必需氨基酸，且比例比较合理，只是赖氨酸的含量相对稍高，蛋氨酸、半胱氨酸含量略低。

加工特性：注意蛋白质的提取利用率及大豆蛋白质的溶解程度和稳定性。

大豆蛋白的溶解度：是指一定条件下大豆蛋白中可溶性大豆蛋白所占的比例，常用氮溶解指数（NSI）表示。

氮溶解指数（NSI）=（水溶性氮/样品中的总数氮）×100%加工工艺和参数对氮溶解指数有很大的影响。

大豆蛋白的等电点约在4.5左右，此时的溶解度最低，蛋白质最不稳定。

二、大豆油脂

大豆中含量20%，不饱和脂肪酸含量为80.7%亚油酸含量为50.8%。

特点：具有较高的营养价值

对大豆食品的风味、口感等方面有很大的影响。脂类在脂肪氧化酸的作用下发生氧化降低产生腥味。

除腥方法：加热、调整pH、闪蒸

三、碳水化合物

见书P28

四、矿物质和维生素

钾含量高

维生素含量较少，种类不齐全，以水溶性维生素为主。

五、抗营养因子

胰蛋白酶抑制素,对豆制品影响最大

在选择加工条件时,以破坏胰蛋白酶抑制素为参照.

思考题：

1. 大豆蛋白的溶解度、氮溶解指数（NSI）各是什么含义？
2. 大豆中有哪些抗营养因子？

第三节  谷物

教学目的：1、掌握谷物中蛋白质的种类及加工特性

2、掌握谷物中淀粉和脂肪的作用

重点和难点：面筋蛋白的胀润作用，方便面、方便米饭加水复原的原理

一、谷物中的蛋白质

（1）清蛋白

（2）球蛋白

（3）醇溶谷蛋白

（4）谷蛋白