《華中農(nóng)大食工原理》課件

華中農(nóng)業(yè)大學食品工程原理課件歡迎來到華中農(nóng)業(yè)大學食品工程原理課程！本課程將深入探討食品加工中涉及的原理和技術(shù)。課程介紹課程名稱《華中農(nóng)大食工原理》課程目標理解食品加工的基本原理，掌握食品加工過程的控制方法。課程內(nèi)容食品成分、食品加工原理、食品安全控制等。學習方式課堂講授、實驗操作、案例分析等。食品工藝的基本概念食品工藝的概念食品工藝是指將原料轉(zhuǎn)化為可食用食品的過程。食品加工涉及一系列操作，包括清洗、切碎、混合、加熱、冷卻、包裝等。食品工藝的作用食品工藝可以提高食品的營養(yǎng)價值、安全性、口感和外觀，延長食品的保質(zhì)期，并滿足人們對不同類型食品的需求。食品的主要成分水水是食品中含量最多的成分。它參與許多化學反應，并影響食品的質(zhì)地和保質(zhì)期。碳水化合物碳水化合物是主要的能量來源，為人體提供能量。它們存在于谷物、水果和蔬菜中。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是構(gòu)成身體組織和器官的基本物質(zhì)。它們在生長發(fā)育、免疫和酶促反應中發(fā)揮重要作用。維生素和礦物質(zhì)維生素和礦物質(zhì)是必需的微量營養(yǎng)素，它們參與身體的各種代謝過程，有助于維持健康。水的化學結(jié)構(gòu)水分子由兩個氫原子和一個氧原子通過共價鍵結(jié)合而成。氧原子具有兩個孤對電子，形成一個彎曲的V形結(jié)構(gòu)，鍵角約為104.5度。水分子具有極性，氧原子帶負電荷，氫原子帶正電荷，這使得水具有很強的溶解能力。水的物理性質(zhì)11.密度水的密度隨溫度變化，在4℃時達到最大值，這是因為水分子間作用力的影響。22.表面張力水具有較高的表面張力，這與水分子間氫鍵的形成有關(guān)，是水滴呈現(xiàn)球形的原因。33.沸點與凝固點水的沸點為100℃，凝固點為0℃，這是因為水分子間存在氫鍵，需要較高的能量來破壞這些鍵。44.溶解性水是極性分子，能溶解許多極性物質(zhì)，例如糖、鹽等，但不能溶解非極性物質(zhì)，例如油脂。水的熱力學性質(zhì)水的比熱容水具有較高的比熱容，因此能夠吸收和釋放大量熱量，在食品加工中起著重要的作用。水的蒸汽壓水的蒸汽壓是指水在一定溫度下，水蒸氣與液態(tài)水達到平衡時的壓力，它會影響食品水分的蒸發(fā)和吸附。水的熔點和沸點水的熔點和沸點在食品加工中具有重要意義，影響著食品的冷凍、解凍、加熱等過程。水的表面張力水的表面張力是指水表面分子之間的相互吸引力，它會影響食品中的水分遷移和流動。水活度與食品保藏水活度指食品中水分的活度微生物生長低水活度抑制微生物生長食品保藏控制水活度可延長食品保質(zhì)期碳水化合物的化學結(jié)構(gòu)碳水化合物是由碳、氫、氧三種元素組成的有機化合物，其化學式通常為(CH2O)n。碳水化合物是生物體內(nèi)重要的能量來源，也是構(gòu)成細胞和組織的重要成分。它在食品中扮演著重要的角色，例如糖類、淀粉和纖維素。碳水化合物的物理性質(zhì)溶解性大多數(shù)單糖和二糖易溶于水，而多糖的溶解性較差。單糖和二糖溶解于水時，形成溶液，而多糖則形成懸浮液或膠體溶液。粘度碳水化合物溶液的粘度受糖類濃度、溫度和分子量的影響。濃度越高、溫度越低、分子量越大，粘度越高。例如，淀粉溶液的粘度隨著淀粉濃度的增加而增加。蛋白質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)重要的生物大分子，由氨基酸通過肽鍵連接而成。蛋白質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)包括一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)是指氨基酸的排列順序，決定了蛋白質(zhì)的折疊方式。二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，如α-螺旋和β-折疊。三級結(jié)構(gòu)是指整個多肽鏈的三維空間結(jié)構(gòu)。四級結(jié)構(gòu)是指多個多肽鏈通過非共價鍵相互作用形成的復雜結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其物理性質(zhì)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以分為四級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)是氨基酸的排列順序，二級結(jié)構(gòu)是肽鏈的局部折疊，三級結(jié)構(gòu)是整個肽鏈的三維結(jié)構(gòu)，四級結(jié)構(gòu)是多個肽鏈的相互作用。蛋白質(zhì)的溶解性蛋白質(zhì)的溶解性與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、溶劑的性質(zhì)、溫度、pH值等因素有關(guān)。蛋白質(zhì)在水中可以形成膠體溶液，但有些蛋白質(zhì)不易溶于水。蛋白質(zhì)的凝固蛋白質(zhì)在加熱、加酸或加鹽等條件下會發(fā)生凝固。凝固是蛋白質(zhì)分子間的相互作用增強，導致蛋白質(zhì)失去活性，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。蛋白質(zhì)的凝固是食品加工中的重要過程。脂肪的化學結(jié)構(gòu)脂肪是重要的生物大分子，是生物體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)。脂肪由甘油和脂肪酸組成，甘油是一種三羥基醇，脂肪酸是一類長鏈羧酸。脂肪酸分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，飽和脂肪酸碳鏈上沒有雙鍵，不飽和脂肪酸碳鏈上存在一個或多個雙鍵。脂肪的物理性質(zhì)熔點脂肪的熔點與其化學結(jié)構(gòu)有關(guān)。飽和脂肪的熔點較高，而不飽和脂肪的熔點較低。密度脂肪的密度通常低于水的密度。因此，脂肪會漂浮在水面上?？伤苄灾驹谝欢囟确秶鷥?nèi)具有可塑性，這使得它們可以被塑造成不同的形狀。溶解性脂肪不溶于水，但可溶于有機溶劑，例如乙醚和氯仿。維生素的分類與作用1水溶性維生素維生素B族和維生素C是水溶性維生素，它們可以溶于水。這些維生素在體內(nèi)無法長期儲存，需要定期補充。2脂溶性維生素維生素A、D、E和K是脂溶性維生素，它們可以溶于脂肪，在體內(nèi)儲存時間更長。3維生素作用維生素在機體中起著重要的作用，它們可以幫助身體代謝能量，增強免疫力，維持正常的生理功能。礦物質(zhì)的營養(yǎng)作用鈣鈣是骨骼和牙齒的主要成分，有助于骨骼生長和維持骨骼健康。鐵鐵是血紅蛋白的組成部分，有助于氧氣在體內(nèi)的運輸。鎂鎂參與能量代謝，幫助維持神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉的正常功能。鉀鉀是維持細胞內(nèi)外液體平衡的重要元素，有助于調(diào)節(jié)血壓和肌肉收縮。食品的感官性質(zhì)11.外觀顏色、形狀、大小、表面光澤和紋理等因素都影響著消費者對食物的感官評價。22.氣味香氣是食品的重要感官特征之一，它可以激發(fā)食欲，提高食品的美味程度。33.味覺甜、酸、苦、咸、鮮是人類味覺的基本味覺，它們共同構(gòu)成了食品的味覺感受。44.觸覺食品的質(zhì)地、硬度、脆度、粘稠度等觸覺屬性影響著消費者對食物的口感評價。食品原料的處理食品原料的處理是食品加工的第一步，也是至關(guān)重要的步驟。它直接影響著食品的質(zhì)量和安全性。1清洗去除污垢和雜質(zhì)2分選剔除腐敗變質(zhì)的原料3預處理切碎、粉碎等4干燥降低水分含量5包裝防止污染和腐敗食品加工的單元操作1粉碎增加表面積，提高反應速度2混合均勻分布各組分，改善食品品質(zhì)3分離去除不需要的成分，提高食品純度4加熱殺菌滅酶，延長保質(zhì)期食品加工的單元操作是指將原料進行一系列物理或化學處理，使其達到食品加工要求的過程。單元操作種類繁多，包括粉碎、混合、分離、加熱、冷卻、干燥、濃縮、提取、結(jié)晶等。食品包裝的作用保護食品包裝可有效隔離食品與外界環(huán)境，防止污染、腐敗、變質(zhì)，延長保質(zhì)期。方便運輸和儲存包裝可以有效保護食品在運輸和儲存過程中的完整性，避免損壞和浪費。提升商品價值包裝可以提升食品的視覺效果，增強商品價值，吸引消費者購買。提供產(chǎn)品信息包裝通常包含產(chǎn)品名稱、成分、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等信息，方便消費者了解和選擇。食品添加劑的作用改善風味調(diào)味劑、香料等可增強食品的香味和口感，提高食欲。延長保質(zhì)期防腐劑、抗氧化劑等可以抑制微生物生長，防止食品腐敗變質(zhì)。改善外觀色素可以使食品更具吸引力，提升消費者的購買欲望。補充營養(yǎng)營養(yǎng)強化劑可以補充食品中缺乏的營養(yǎng)成分，如維生素、礦物質(zhì)等。食品發(fā)酵的微生物機理微生物種類發(fā)酵食品利用微生物，如酵母菌、細菌和霉菌。這些微生物通過代謝活動將食物中的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。發(fā)酵過程微生物產(chǎn)生酶，例如淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，分解食物中的碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪，從而產(chǎn)生新的風味和香氣。發(fā)酵產(chǎn)物發(fā)酵過程產(chǎn)生有機酸、醇類、二氧化碳和其他代謝產(chǎn)物，賦予食品獨特的風味、質(zhì)地和營養(yǎng)價值。食品加熱殺菌的原理熱力學原理高溫可以破壞微生物的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導致其死亡。微生物學原理不同的微生物對熱敏感程度不同，需要針對性加熱。食品科學原理加熱殺菌需要考慮食品的熱穩(wěn)定性，避免營養(yǎng)損失和風味變化。食品冷藏冷凍的原理11.降低食品溫度冷藏冷凍通過降低食品溫度，抑制微生物生長，減緩酶促反應速度，延長食品保質(zhì)期。22.抑制微生物生長大多數(shù)微生物在低溫條件下生長緩慢甚至停止生長，冷藏冷凍可有效抑制微生物的繁殖。33.減緩酶促反應冷藏冷凍可降低酶的活性，減緩酶促反應，延緩食品的腐敗變質(zhì)。44.降低水分活度冷凍可使食品中的水分結(jié)冰，降低水分活度，抑制微生物的生長和酶的活性。食品酶活性的影響因素溫度溫度升高，酶活性提高。但超過最適溫度，酶活性降低。pH值每種酶都有最適pH值。pH值偏離最適值，酶活性下降。底物濃度底物濃度增加，酶活性提高。但當?shù)孜餄舛冗_到飽和點，酶活性不再提高。抑制劑抑制劑可以與酶結(jié)合，抑制酶活性。抑制劑的類型和濃度影響酶活性的程度。食品營養(yǎng)成分的變化維生素損失維生素對熱敏感，高溫處理會造成部分損失。例如，維生素C在加熱過程中容易氧化分解。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化蛋白質(zhì)在高溫下可能發(fā)生變性，導致其結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。例如，雞蛋在煮熟后蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。脂肪氧化脂肪在高溫下易氧化，產(chǎn)生醛、酮等氧化產(chǎn)物，導致油脂酸敗，影響口感和營養(yǎng)價值。礦物質(zhì)損失一些礦物質(zhì)在加工過程中可能發(fā)生損失，例如，蔬菜中的鉀在煮沸時會溶解到水中。食品質(zhì)量與安全控制質(zhì)量指標食品質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標包括感官指標、理化指標和微生物指標。安全保障食品安全控制措施包括原料篩選、加工過程控制、包裝儲運控制和產(chǎn)品檢測。法規(guī)標準遵循國家食品安全法規(guī)和標準，確保食品符合安全衛(wèi)生要求。消費者權(quán)益保障消費者的知情權(quán)和選擇權(quán)，建立健全食品安全追溯體系。綜合案例分析案例選擇選擇具有代表性的食品加工案例，例如：乳制品、肉制品、果蔬制品等。原理分析結(jié)合課堂所學知識，分析案例中涉及的食品加工原理，例如：殺菌、干燥、發(fā)酵等。問題探討針對案例中的實際問題進行分析，例如：質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化等。解決方案提出解決方案，并分析解決方案的可行性及影響因素?？偨Y(jié)對案例分析進行總結(jié)，并提出對未來食品加工技術(shù)發(fā)展方向的展望。復習與討論課堂回顧回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，并重點關(guān)注食品工藝原理的應用。討論案例針對食品加工過程中的實際問題，進行案例分析和討論。拓展思考延伸學習，探討食品工藝原理在不同食品加工領(lǐng)域的應用