食品工藝學(xué)教材

食品工藝學(xué)

食品科學(xué)學(xué)院張娟2015年8月主要參考書:1、《食品工藝學(xué)導(dǎo)論》馬長(zhǎng)偉、曾名勇主編，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，20022、《食品工藝學(xué)》（上）無錫輕工業(yè)學(xué)院、天津輕工業(yè)學(xué)院合編，中國(guó)輕工業(yè)出版社，19843、《食品加工原理》，夏文水等譯，2001，中國(guó)輕工業(yè)出版社；PrinciplesofFoodProcessingDennisR.HeldmanandRichardW.Hartel19974、《乳制品生產(chǎn)技術(shù)》，張國(guó)農(nóng)等譯，2002，中國(guó)輕工業(yè)出版社；TheTechnologyofDairyProducts，UK,RalphEarly5、《肉制品加工原理與技術(shù)》，夏文水主編，2003，化學(xué)工業(yè)出版社；第一章緒論第一節(jié)食品的概念一、食物與食品食物：可供人類食用或具有可食性物質(zhì)稱為食物。食物的來源：全部來自于動(dòng)物、植物和微生物。即從農(nóng)田種植、畜牧飼養(yǎng)、漁業(yè)捕撈和養(yǎng)殖、林業(yè)的采摘和栽培中獲得。即來源于農(nóng)、林、牧、副、漁或大農(nóng)業(yè)的產(chǎn)品。食品：將食物經(jīng)過不同的配制和各種加工處理，從而形成了形態(tài)、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值各不相同、花色品種各異的加工產(chǎn)品，這些經(jīng)過加工制作的食物統(tǒng)稱為食品。（食品：指各種供人食用或者飲用的成品和原料以及按照傳統(tǒng)既是食品又是藥品的物品，但是不包括以治療為目的的物品。）食品的分類（圖片）1、按加工工藝分：干制食品、罐頭食品、冷凍食品、發(fā)酵食品、焙烤食品、腌漬煙熏食品、軟飲料等。2、按原料種類分：糧油食品、畜禽肉類食品、果蔬食品、水產(chǎn)品、乳與乳制品、蛋制品、糖果和巧克力制品。3、按保藏方式分：罐頭類、干藏類、冷凍類、腌制品、熏制品、發(fā)酵肉制品、發(fā)酵乳制品、輻射制品。4、按產(chǎn)品特點(diǎn)分：方便食品、功能食品、休閑食品、快餐食品、療效食品、工程食品、嬰兒食品等。5、按食用對(duì)象分：老年、兒童、嬰兒、婦女、運(yùn)動(dòng)員、航空、軍用。按加工工藝分焙烤制品飲料糖果巧克力罐頭制品擠壓制品速凍制品（綠蘆筍）干制品發(fā)酵制品按原料種類分果蔬制品乳制品谷物制品水產(chǎn)制品其他制品?畜肉制品按保藏方法分類dehydratedgarlicflake干藏類

冷凍類CannedMushroom罐頭類醬黃瓜

腌漬制品輻射制品發(fā)酵肉制品煙熏制品發(fā)酵乳制品按產(chǎn)品特點(diǎn)分方便食品……療效食品嬰兒食品工程食品（模擬食品）快餐食品休閑食品功能食品（保健食品）二、食品的功能

營(yíng)養(yǎng)功能

感觀功能

保健功能外觀：大小、形狀、色澤等質(zhì)構(gòu)：硬度、黏性、韌性、彈性、酥脆度、稠度風(fēng)味：氣味有香氣、臭味、水果味、腥味等。味道有酸、甜、苦、辣、咸、麻、鮮等。功能因子、功能性食品三、食品的特性

食品安全性保藏性方便性營(yíng)養(yǎng)和易消化性感觀功能的易接受性外包裝的可靠性加工技術(shù)的先進(jìn)性四、食品管理普通食品：有營(yíng)養(yǎng)與感觀兩者功能的食品特殊膳食用食品：為滿足某些特殊人群的生理需要，或某些疾病患者的營(yíng)養(yǎng)需要，按特殊配方而專門加工的食品。保健食品：具有特定保健功能的食品。即適宜于特定人群食用，具有調(diào)節(jié)機(jī)體功能，不以治療疾病為目的的食品。（營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化食品：針對(duì)某一功能添加營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。）第二節(jié)食品加工工藝一、食品加工（一）加工的概念將食物或原料經(jīng)過勞動(dòng)力、機(jī)器、能量及科學(xué)知識(shí)，將其轉(zhuǎn)化為半成品或可食用的產(chǎn)品（食品）的過程。加工有增加熱能或提高溫度，減少熱能或降低溫度，脫水或降低水分含量，利用包裝來維持通過加工操作建立起來的理想的產(chǎn)品特性。提高食品的食用方便性為人類提供營(yíng)養(yǎng)豐富、品種多樣的食品

（二）食品加工的目的食品加工目的使農(nóng)產(chǎn)品增值提高食品的保藏性提高食品的衛(wèi)生和安全性1、食品加工可使農(nóng)產(chǎn)品增值：食品工業(yè)是農(nóng)業(yè)的延伸與發(fā)展，食品工業(yè)屬于農(nóng)產(chǎn)品的精加工，可以提高農(nóng)副產(chǎn)品的價(jià)值。2、食品加工可以提高食品的保藏性：食品在加工過程中通過不同的方法來殺滅、破壞和抑制可能導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的微生物、酶和化學(xué)因素等，從而使食品具有一定的貯藏期。3、提高食品的衛(wèi)生和安全性：食品加工中通過一定的處理過程和衛(wèi)生要求，可以減少由原輔料、環(huán)境等帶來的安全危害。4、食品加工可以為人類提供營(yíng)養(yǎng)豐富、品種多樣的食品：食品加工可以最大限度的保留食品原料中含有的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。并通過減少有害物質(zhì)和無功能成分的含量相對(duì)提高食品中營(yíng)養(yǎng)成分的含量。5、提高食品的食用方便性:為了滿足現(xiàn)代社會(huì)人類快節(jié)奏的工作和生活要求，加工食品大多具有食用、攜帶、貯藏方便的特點(diǎn)。采用現(xiàn)代食品加工技術(shù)，通過改變食品的原輔料的性能、性狀和包裝等來實(shí)現(xiàn)的。二、食品工藝

將原料加工成半成品或?qū)⒃虾桶氤善芳庸こ墒称返倪^程和方法。蛋糕生產(chǎn)工藝流程

雞蛋→蛋液攪拌→拌面粉→面糊調(diào)制白糖→去雜→入模成型→焙烤→冷卻→成品

食品加工和食品工業(yè)食品加工改變食品原料或半成品的形狀、大小、性質(zhì)、純度，使之符合食品標(biāo)準(zhǔn)的各種操作利用這些操作將食品原料或半成品加工制成可供人類食用或飲用的物質(zhì)的全部過程。食品制造食品工業(yè)是指以農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè)或化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品或半成品為原料、制造提取、加工成食品或半成品，具有連續(xù)而有組織的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的工業(yè)體系。第三節(jié)食品工業(yè)及發(fā)展趨勢(shì)第四節(jié)食品工藝學(xué)的研究?jī)?nèi)容和范圍

一、食品工藝學(xué)：是應(yīng)用化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)、食品工程原理和營(yíng)養(yǎng)學(xué)等各方面的基礎(chǔ)知識(shí)，研究食品的加工保藏；研究加工、包裝、運(yùn)輸?shù)纫蛩貙?duì)食品質(zhì)量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、貨架壽命、安全性等方面的影響；開發(fā)新型食品；探討食品資源利用；實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)生產(chǎn)合理化、科學(xué)化和現(xiàn)代化的一門應(yīng)用學(xué)科。二、研究?jī)?nèi)容和范圍（一）根據(jù)食物原料特性，研究食品的加工和保藏1、食品原料特性：食物化學(xué)成分多、體系復(fù)雜；除營(yíng)養(yǎng)成分外還有其他幾十種到上百千種的化合物；膠體，固體，液體，大多數(shù)食物原料都是活體。

蔬菜、水果、堅(jiān)果等植物性原料在采收或離開植物母體之后仍然是活的；家畜、家禽和魚類在屠宰后，組織即死亡，但污染這些產(chǎn)品的微生物是活的，同時(shí)，細(xì)胞中的生化反應(yīng)仍在繼續(xù)。

原料一經(jīng)采收或屠宰后即進(jìn)入變質(zhì)過程，品質(zhì)決不會(huì)隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而變好。影響(原料)品質(zhì)的因素：原料品質(zhì)微生物活組織垂死組織酶死組織物理化學(xué)因素?zé)?、冷、水、氧、光等按照變質(zhì)的可能性將原料分為：極易腐敗原料：（1天-2周）果品、蔬菜、肉類中等腐敗性原料：2周-2個(gè)月柑桔、蘋果、大多數(shù)塊根類菜原料穩(wěn)定原料：2-8個(gè)月，糧食谷物、種子、糖、淀粉、鹽2、引起食品腐敗變質(zhì)的因素食品內(nèi)部因素微生物害蟲、嚙齒動(dòng)物

酶溫度水分光其它因素A、微生物●細(xì)菌：細(xì)菌引起的變質(zhì)一般表現(xiàn)為食品的腐敗。由于細(xì)菌活動(dòng)分解了食物中的蛋白質(zhì)和氨基酸，從而產(chǎn)生惡臭及異味，在無氧的狀態(tài)下，還會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，引起食物中毒。●酵母菌：在含碳水化合物較多的食品中容易生長(zhǎng)發(fā)育，而在含蛋白質(zhì)比較豐富的食品中一般不生長(zhǎng)。在pH5.0的微酸性環(huán)境中生長(zhǎng)發(fā)育良好。容易受酵母菌作用而變質(zhì)的食品有蜂蜜、果醬、醬油等?！衩咕阂自谟醒?，水分少的干燥環(huán)境生長(zhǎng)，在富含淀粉和糖的食品中也易滋生。由于霉菌的好氣性，無氧的環(huán)境可抑制其侵害，在水分含量15%以下，可抑制其生長(zhǎng)發(fā)育。B、害蟲、嚙齒動(dòng)物●害蟲：它不僅是某些食品貯藏?fù)p耗加大的直接原因，而且由于害蟲的繁殖、遷移及其排泄物、皮殼、尸體等嚴(yán)重污染食品，使食品喪失商品價(jià)值。對(duì)食品危害性較大的害蟲主要有甲蟲類、蛾類、蟑螂類、螨類等。●嚙齒動(dòng)物：鼠類。C、酶酶是生物體的一種特殊蛋白質(zhì)（具有高度的催化活性，能降低反應(yīng)的活化能）。食品在加工貯藏過程中由于酶的作用，特別是氧化酶類、水解酶類的催化會(huì)發(fā)生多種多樣的酶促反應(yīng)，造成食品的色、香、味和質(zhì)地的變化。酶的催化活性受溫度、pH值、水分活度等的影響，經(jīng)過加熱殺菌的加工食品，酶的活性被鈍化，由酶引起的變質(zhì)幾乎不可能，但一般加工原料中有酶的存在，在原料處理階段就會(huì)發(fā)生酶引起的變化。D、溫度溫度主要表現(xiàn)在影響食品中發(fā)生的化學(xué)變化和酶催化的生物化學(xué)反應(yīng)及微生物的生長(zhǎng)發(fā)育程度等?！駵囟葘?duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響：溫度升高食品內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速度增加。根據(jù)范特霍夫規(guī)則：溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)的速度增加2-4倍。Q10為溫度系數(shù)，Q10=V（t+10）

/Vt，式中V（t+10）和

Vt分別表示反應(yīng)在（t+10）℃和t℃時(shí)的反應(yīng)速度。

●溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響：溫度升高，酶促反應(yīng)的速度加快，當(dāng)溫度升高到使酶的活性被鈍化時(shí)，酶促反應(yīng)就會(huì)受到抑制或停止。●溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)發(fā)育的影響：在一定溫度范圍內(nèi)，溫度與微生物的生長(zhǎng)速度的關(guān)系也可用溫度系數(shù)Q10表示。多數(shù)微生物的Q10在1.5-2.5之間。E、水分：水分活度（Aw）：對(duì)微生物和化學(xué)反應(yīng)所能利用的有效水分的估量。降低水分活度可以減少酶促反應(yīng)、非酶反應(yīng)、氧化反應(yīng)等引起的劣變，從而穩(wěn)定食品的質(zhì)量。原來水分含量和水分活度符合儲(chǔ)藏要求的食品在儲(chǔ)藏過程中，如果發(fā)生水分轉(zhuǎn)移，有的水分含量下降了，有的水分含量上升了，水分活度也發(fā)生了變化，不僅使食品的口感、滋味、香氣、色澤和形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，而且對(duì)于超過安全水分含量的食品，會(huì)導(dǎo)致微生物的大量繁殖和其它方面質(zhì)量的劣變。F、光：食品中脂肪的氧化、色素的減退、蛋白質(zhì)的凝固等都會(huì)因光的存在而加速。G、其它因素：●機(jī)械損傷：不僅使外觀受到影響，而且會(huì)加速水分損失，刺激較高的呼吸和乙烯產(chǎn)生率，促成腐爛的發(fā)生?！褚蚁撼墒觳墒铡⑽锢韨?、病害入侵、溫度升高到30℃、水分脅迫等，會(huì)使乙烯的產(chǎn)生率增加。它是促進(jìn)成熟和衰老的植物激素?！裢庠次廴疚铮涵h(huán)境污染、農(nóng)藥殘留、濫用添加劑、包裝材料等。3、食品保藏的途徑食品保藏是為了防止食品腐敗變質(zhì)而采取的技術(shù)手段，因而是與食品加工相對(duì)應(yīng)而存在的。但保藏與加工是相互包容的，這是因?yàn)槭称芳庸さ闹匾康闹皇潜２厥称?，而為了達(dá)到保藏食品的目的，必須采用合理的、科學(xué)的加工藝和加工方法。如冷藏、氣調(diào)法。維持食品最低生命活動(dòng)的保藏方法：主要用于新鮮水果、蔬菜等食品原料的保藏。能通過控制果蔬的儲(chǔ)藏環(huán)境（溫度、濕度、空氣等），可以使果蔬的新陳代謝維持在最低的水平上，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持它的天然免疫力，抵御微生物的入侵，延緩腐敗變質(zhì)。抑制食品生命活動(dòng)的保藏方法：食品中的微生物和酶類等主要變質(zhì)因素在某些物理和化學(xué)因素（低溫、高滲透壓、防腐劑等）的作用下，會(huì)受到不同程度的抑制，從而使食品的品質(zhì)在一段時(shí)間內(nèi)得以保持。如采用冷凍保藏、干制保藏、腌制、糖漬、熏制、化學(xué)保藏等。應(yīng)用發(fā)酵原理的食品保藏方法：通過培養(yǎng)有益微生物進(jìn)行發(fā)酵，建立能抑制腐敗菌生長(zhǎng)活動(dòng)的新條件。其原理是利用乳酸菌發(fā)酵、醋酸發(fā)酵的產(chǎn)要產(chǎn)物——有機(jī)酸和乙醇等來抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，從而保持食品的品質(zhì)，如腌制。利用無菌原理的保藏方法：采用加熱、微波、輻射、過濾等將食品中的腐敗微生物數(shù)量減少到無害的程度或全部殺滅，并長(zhǎng)期維持這種狀態(tài)，從而長(zhǎng)期保存食品。如罐藏、輻射保藏、無菌包裝等。雖然食品的種類不同，腐敗變質(zhì)的情況也各異，但對(duì)酶和微生物的活動(dòng)進(jìn)行控制以保證成品的質(zhì)量是食品行業(yè)在儲(chǔ)藏、加工、流通、銷售過程中必然會(huì)遇到的問題。

食品保藏學(xué)研究食品腐敗變質(zhì)的原因及食品保藏方法的原理和基本工藝。解釋各種食品腐敗變質(zhì)現(xiàn)象的機(jī)理，并提出合理的、科學(xué)的防止措施，從而為食品的儲(chǔ)藏加工提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)的學(xué)科。4、微生物的控制加熱殺菌控制水分活度控制水分狀態(tài)控制pH值控制滲透壓煙熏改變氣體成分使用添加劑輻射微生物發(fā)酵（1）加熱殺菌：利用的是無生機(jī)原理，如罐頭和各種飲料。商業(yè)無菌：是指殺滅食品中所污染的病源菌、產(chǎn)毒菌以及正常儲(chǔ)存和銷售條件下能生長(zhǎng)繁殖、并導(dǎo)致食品變質(zhì)的腐敗菌，從而保證食品正常的貨架壽命。殺菌的原則：●殺菌方法的選擇，一般以pH值4.5為界限?！駳⒕鷷r(shí)一般以該食品中耐熱性最強(qiáng)的細(xì)菌為對(duì)象菌?！駳⒕鷷r(shí)應(yīng)充分考慮到食品的熱敏感性。熱殺菌干熱殺菌：利用熱風(fēng)、紅外線、微波等加熱殺菌。濕熱殺菌：利用熱水和蒸汽直接加熱包裝食品。（2）、控制水分活度水分活度（Aw）：對(duì)介質(zhì)內(nèi)能夠參與化學(xué)反應(yīng)的水分的估量。（表示食品中的水分可以被微生物利用的程度）Aw=P/Po，是指某種食品體系中，內(nèi)部水蒸氣壓與同溫度下純水蒸氣壓之比。▲

Aw﹥0.90導(dǎo)致食品腐敗的微生物是細(xì)菌▲

Aw0.80-0.85霉菌就成為常見的腐敗菌▲

Aw﹤0.75食品的腐敗才減緩（3）、控制水分狀態(tài)水的變相潛熱：水的冰點(diǎn)是0℃，而0℃的水要結(jié)成0℃的冰時(shí)，要排除334.72KJ/kg熱量,相反0℃的冰解凍融化成0℃的水,同樣要吸收334.72KJ/kg的熱量。（4）、控制pH值pH在6.6-7.5的環(huán)境中，絕大多數(shù)微生物生長(zhǎng)繁殖速度最快。pH﹤4.0以下時(shí)，能抑制絕大多數(shù)微生物的生長(zhǎng)繁殖。極端的pH影響了微生物酶系統(tǒng)的功能和細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。并可引起微生物蛋白質(zhì)和核酸水解，從而破壞微生物的酶系統(tǒng)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。（5）、控制滲透壓滲透作用：水分子通過半透性的膜從水勢(shì)較高的部位向水勢(shì)較低的部位運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。（溶劑從低濃度溶液經(jīng)過半透膜向高濃度溶液擴(kuò)散的過程）提高食品的滲透壓，使附著的微生物無法從食品中吸取水分，因而不能生長(zhǎng)繁殖，甚至在滲透壓大時(shí)，還能使微生物內(nèi)部的水分反滲透出來，造成微生物的生理干燥，使其處于假死狀態(tài)或休眠狀態(tài)，從而使食品得以長(zhǎng)期保藏。（6）、煙熏（7）、改變氣體成分（組成）降低氧分壓，不但可以限制需氧微生物的生長(zhǎng)，還可以減少營(yíng)養(yǎng)成分的氧化損失。（8）、使用添加劑化學(xué)藥劑的殺菌作用：阻礙微生物發(fā)育（抑菌）殺滅微生物（殺菌）抑菌劑抑真菌劑抑芽孢劑殺菌劑殺霉菌劑殺孢子劑（9）、輻照輻射線通常是指α、β、γ。用于食品輻照保藏的主要主β和γ射線。根據(jù)輻射劑量及目的不同，食品輻照有以下三種類型：●輻照阿氏殺菌（radappertization）：所使用劑量可以將食品中所有的細(xì)菌和病毒殺死。密封保存的食品經(jīng)輻照阿氏殺菌后，可在常溫下儲(chǔ)藏。劑量范圍為10kGy以上。●輻照巴氏殺菌（radicidation）：所使用的輻射劑量可以殺死無芽孢的致病菌，可以減少引起食品腐敗變質(zhì)的微生物數(shù)量。用此法殺菌的食品應(yīng)保存在3℃以下，劑量范圍為1-10kGy●輻照耐貯殺菌（radurization）：可以防止土豆和洋蔥等蔬菜的發(fā)芽，推遲水果的成熟，殺死寄生蟲和昆蟲蟲卵。所用劑量通常在1kGy以下。吸收劑量（劑量）：在輻照源的輻照?qǐng)鰞?nèi)單位質(zhì)量被輻照物質(zhì)吸收的輻照能量。吸收劑量的單位為J/kg，專用名為戈瑞（Gy）。戈瑞（Gray，Gy）：1kg被輻照物質(zhì)吸收1J輻照能量的劑量。5、酶和其它因素的控制酶的控制1、加熱處理熱水或蒸氣熱燙

2、控制pH值偏離酶的最適pH值3、控制水分活度降低水分活度酶

其它因素的控制壓力濕度物理化學(xué)因素

食品保存期限和食品標(biāo)簽食品保存期限指食品進(jìn)入流通和水消費(fèi)領(lǐng)域之后，至其喪失商品價(jià)值或食用價(jià)值所經(jīng)歷的時(shí)間。（保持其最低商品價(jià)值或食用價(jià)值可允許的時(shí)間）保質(zhì)期：在規(guī)定的保藏條件下，能夠保持食品優(yōu)良質(zhì)量的期限。最佳食用期。在此期間，食品完全適于銷售，并且符合標(biāo)簽上或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)。超過保質(zhì)期，在一定時(shí)間內(nèi)食品仍然具有食用價(jià)值，但質(zhì)量有所降低。保存期：在規(guī)定的保藏條件下，食品可以食用的最終日期。為推薦最終食用期。超過此期限，食品質(zhì)量可能發(fā)生劣變，為過期食品，不允許在市場(chǎng)上繼續(xù)銷售。食品標(biāo)簽

指預(yù)包裝食品容器上的文字、圖形、符號(hào)以及一切說明物。食品標(biāo)簽必須標(biāo)注的內(nèi)容食品名稱

配料表凈含量及固形物含量制造者經(jīng)銷者的名稱和地址日期標(biāo)志儲(chǔ)藏指南質(zhì)量（品質(zhì)）等級(jí)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、特殊標(biāo)記內(nèi)容（二）、研究食品質(zhì)量因素、加工對(duì)食品質(zhì)量的影響（三）、創(chuàng)造滿足消費(fèi)者需求的新型食品：比如一大批具有功能性質(zhì)、保健性質(zhì)的食品在80年代中后期開始被開發(fā)，改變食品的營(yíng)養(yǎng)成分以適應(yīng)特定人群需要。添加營(yíng)養(yǎng)素到特定食品，提高品質(zhì)改善功能，包括包裝方便性、食用方便性、成本降低等。（四）、研究充分利用現(xiàn)有食品資源和開辟食品新資源的途徑以前未被充分利用的資源；副產(chǎn)物的綜合利用（五）、研究加工或制造過程，實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)生產(chǎn)的合理化、科學(xué)化和現(xiàn)代化9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽(yáng)光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-2