1、食品科学导论,绪论 食品化学及营养学概论 食品微生物学概论 食品加工与保藏概论 食品原料概论 食品安全与法规概论,绪 论,涵盖内容 食品工业的组成部分 国内外食品工业的发展 我国食品工业发展的方向及存在的问题,以前人类生产方式落后，饮食条件低劣，人类发展缓慢。据统计，一九四九年中国人均寿命只有45岁，平均智商较低。食品科学被人们重视以后，人类的营养状况得到了极大的改善，寿命大幅度提高，据1994年报导，我国人寿命平均达72岁，人们的智商也有了很大的提高，越来越多的人加入到了现代化科学技术的行列。没有食品，就没有人类，食品的重大变化推动着人类的进化和发展，推动着人类文明的迈进。,食品与人类的关系
2、,近几十年，随着人们生活水平的提高，我国居民的食物与营养结构发生了很大的变化，特别是北京、上海、广州等地物质丰富、平均收入较高的城市居民，出现了肥胖、高血脂等营养过剩的富贵病，而在贫穷的农村地区，营养不良、缺铁性贫血症等疾病仍然十分严重。研究和解决贫穷和富裕带来的疾病，是食品科学家们的主要任务。食品对人体健康的重要性表现在三个方面，营养功能、感官风味功能和生理功能。生理功能是指食品中某些成分具有保护机体、调节生理节律、增强免疫能力和预防疾病、促进健康的能力。,基本概念,食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。 食品：经过加工制作的食物统称为食品。 食品科学：借用Food Science （No
3、rman）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、生化性质及食品加工原理的一门科学 。,火的利用是人类能源革命的开端，把人与野兽区分了开来，它是食品科技史中第一个里程碑。陶器的出现使食品加工成为可能，它是食品科技史中第二个里程碑。罐藏食品在食品加工业中有着极为重要的理论意义和应用价值，是食品科技史中第三个里程碑。现代营养学揭示了食品的本质，它成为当代食品科学的理论基础和食品加工业的指导思想，是食品科技史中第四个里程碑。,食品科技史中的四个里程碑,一、涵盖内容,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
4、用过程中的变化的一门科学。 食品分析领域：分析食品产品及组分的质量特点、化学变化的原理。 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。,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。 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。,二、食品工业的组成部分,生产：包括种植、放牧、果树栽培、渔业和水产等工业。 制造/加工：将农产品原料转变成更精细或精致的产品。 物流：涉
5、及面向产品销售的多个方面。 营销：食品的销售，包括批发、零售、机构场地和餐馆。,三、国内外食品工业的发展,国际食品工业技术发展趋势 生物技术、材料科学、信息技术等基础科学技术以及超高压处理、超临界提取、超微粉碎等新技术越来越广泛地应用于食品上业生产和研发之中。 国际食品生产和消费的趋势方便化、安全化、功能化、工程化、全球化、专用化将是21世纪食品工业发展的大趋势。,二十世纪末的食品,1. 高质量低热卡食品 2. 低脂肪高碳水化合物食品 3. 方便食品 4. 保持自然体系食品 5. 强调“天然”组分食品 6. 单一组分含量丰富食品 7. 微波制品和高档次包装食品 8. 更“健康”食品,进入二十一
6、世纪的食品,一、人造食品 二、高蛋白食品 三、方便食品 四、保健食品 五、变态食品 六、水产食品 七、绿色食品、生态食品、有机食品,四、我国食品工业发展的方向及存在的问题,(一)我国食品工业发展的方向 1、食品工业发展基本思路 把食品营养价值置于核心地位； 发挥生产引导消费的作用 ； 发展市场细分的营养健康食品。 2、食品工业发展的指导原则 以营养科学为指导的原则； 营养功能优先原则； 定向消费原则。,3、我国食品工业发展方向,方便食品的发展和产品的多样化是今后食品工业发展的重要特征。 重视食品营养提高居民健康水平是食品工业的重要任务。 食品安全是食品生产经营者的第一要务。 先进技术将在食品工
7、业中得到广泛应用。 “循环经济”是食品工业发展的必由之路。,（二）我国食品工业存在的问题,产品更新换代及产品开发速度尚难以满足不断增长的市场需求，自主创新能力有待提高； 我国食品工业布局有待调整，东、中、西部发展很不平衡，中西部地区的资源尚待充分利用； 产品品种和深加工方面，尚不能满足和适应市场日益增长变化的需求； 食品安全存在不可忽视的问题，企业经营行为有待进一步规范； 食品出口多以原料性产品为主，产品附加值不大，结构单一，出口量小。食品企业尚需进一步熟悉掌握世界贸易组织规则和国外农产品食品认证标准； 食品企业在应对国内外竞争方面，有待加强行为规范； 市场监督水平有待提高。,第二章 食品化学
8、及营养学概论,第一节 食品的品质 第二节 碳水化合物 第三节 蛋白质 第四节 脂类 第五节 维生素 第六节 矿物质 第七节 水,“品质”就是指食品的优质程度，包括风味、表观和营养成分，也可以说品质是食品的综合特征，直接决定着食品的可接受性。我们选择、食用食品时，会动用所有的感观（比如看、摸、闻、尝，甚至听）来评价食品。通过感观来测定的食品品质主要分为色、香、味、形四个方面。,第一节 食物的品质,食品的色泽不仅有助于鉴别其品质，而且还可以告诉我们许多有关信息。例如，颜色通常作为成熟和腐败的指标，我们可以通过颜色来判断土豆片油炸的终点；干番茄粉在贮藏期间变白说明包装中含氧量太高，而如果发黑说明番茄
9、粉的最终水分含量太高；泡沫食品或糊状食品的色泽随着浓度的不同而不同，以此反映混合率的变化情况；巧克力的表面色泽可以反映其贮藏期的长短等等。所有这些都会影响和反映食品的品质。食品的色泽可以在实验室准确测量。,一、食品的色泽,食品的香是指香气。不同的食品，由于它们的成熟度、品种、物料组成、加工技术等的不同，具有不同的香气。香气直接反映着食品的类型和质量。不同食品所产生的挥发性物质的成分和数量不同，其香味存在很大差异。构成香味的化合物主要由酯类、醇类、酸类、醛类、酮类、酚类、杂环族、萜类等大约200多种，这些物质不仅气味各异，而且它们之间通过量加作用、协同作用、分离作用以及抑制作用等，使香气多种多样
10、。食品中的香味物质含量很低，但即使是在这种情况下，也能被人的嗅觉器官感觉到。,二、食品的香,1.动物气味： 野味（包括所有野兽、野禽的气味），脂肪味，腐败（肉类）味，肉味，麝香味，猫尿味等。 2.香脂气味： 是指芳香植物的香气。包括所有的树脂、刺柏、草树、香子兰、松油、安息香等气味。 3.烧焦气味：包括烟熏、烤、干面包、巴旦杏仁、甘草、咖啡、木头等气味；此外还有动物皮、松油等气味。 4.化学气味：包括酒精、丙酮、醋、酚、苯、硫醇、硫、乳酸、碘、氧化、酵母、微生物等气味。,香气类型,5.香料气味（厨房用）：包括所有用作佐料的香料，主要有月桂、胡椒、桂皮、姜、甘草、薄荷等气味。 6.花香：包括所有
11、的花香，但常见的有堇菜、山楂、玫瑰、柠檬、茉莉、鸢尾、天竺葵、洋槐、椴树、葡萄等的花香。 7.果香：包括所有的果香，但常见的是覆盆子、樱桃、草莓、石榴、醋栗、杏、苹果、梨、香蕉、核桃、无花果等气味。 8.植物与矿物气味：主要有青草、落叶、块根、蘑菇、湿禾杆、湿青苔、湿土、青叶等气味。,食品的主要味道有甜、酸、苦、辣、咸、涩、鲜七种，食品的风味不仅由这七种味混合而成，还由许多赋予食品芳香的化合物构成。因此，食品的风味非常复杂。大多数食品的风味还不能完整地被描述出来。更为复杂的是，由于人们文化和生理上的差异，不同的人对同一种食物的接受能力是不一样的。喜好不同，在评价风味的时候，便会掺杂许多主观因素
12、，导致质量评判意见上的差异。,三、食品的味,食品的形状主要指大小、状态和完整性，另外摆放模式也是一项重要的表观因素。整体性指的是食品整体和破碎的程度。食品的大小和形状是国家以及地区分级标准的重要因素，而且容易测定。如水果蔬菜就可以通过一定尺寸的网孔来进行分级，大小也可通过重量来近似估计。形状在直观上可能更重要，如某类腌渍品的等级评定还包括对弯曲程度的要求，特别是对于用机器代替手工操作的分级情况下，形状就显得相当重要。,四、食品的形状和质地,质地指那些既可以用手触摸，也可以用舌、腭、牙齿等感觉到的食品品质。食品的质地范围非常大，如果与期望的质地相背离，那就是品质缺陷。实验室还有更准确的方法，下图
13、是一种测定新鲜度的挤压装置，这种设备的读数是依据食品外层的刚劲度以及面包片类食品包装的松软度。,通常可由化学分析或仪器分析来确定其具体的营养素组成和含量。多数情况下，还要做动物喂养和相同的生物试验。通常由细菌总数、大肠菌群、致病菌数目和昆虫残骸以及沉淀率来衡量。是由相当于或超出在正常贮藏和处理状态下，分配和食用食品期限的产品质量来衡量的。因为正常的贮藏试验要求一年或更长的时间才有意义，通常要设计加速的贮存试验。这包括极端的温度、湿度或其他变量，这些变量在短期内就暴露出食品质量变化趋势。,五、附加质量因素,营养质量,卫生质量,保质期或贮藏稳定性,食品质量标准主要有企业标准、行业标准及国家标准。
14、1. 企业标准是企业内部建立的以确保其产品品质和增强市场竞争力的标准。 2. 行业标准通常是由本行业企业成员认同的基础上建立的，它规定了产品的最低限度质量标准，以避免本行业产品的质量标准下降。 3. 国家标准是由政府组织建立的标准，有一些是强制执行的，以保护消费者健康并使其免受欺骗。同时，国家标准还可以起到协调市场上食品生产者、销售者、批发商、零售商及消费者之间的关系。,六、质量标准,营养：指人体为了维持正常生理、生化和免疫功能以及生长、发育、代谢和修补组织等生命现象的需要而摄取和利用食物的综合过程。 营养素：营养素是指食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。
15、,蛋白质、脂类、碳水化合物、 维生素、矿物质和水,第二节 碳水化合物（Carbohydrate）碳水化合物也称糖类，是由碳、氢、氧三种元素组成的，是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物和缩合物的总称。存在于所有的谷物、蔬菜、水果及可食植物中（1-6%） 表达式Cx(H2O)y 包括单糖、低聚糖以及多糖 最丰富的碳水化合物是纤维素,一、碳水化合物的营养价值,供给能量 （4kcal/g） 构成一些重要生理物质节约蛋白质抗酮保肝解毒（肝糖元、葡萄糖醛酸）增强肠道功能（膳食纤维）其他,二、食品中的碳水化合物 1、食品中的单糖 定义：单糖是不能被水解的最简单的碳水化合物，是构成复杂多糖的基本单位。,3个碳原子：
16、三碳糖（D-甘油醛糖，L-甘油醛糖） 4个碳原子：四碳糖 5个碳原子：五碳糖，戊糖（核糖，脱氧核糖） 6个碳原子：六碳糖，己糖，己醛糖（葡萄糖，果糖，半乳糖）,三碳糖,四碳糖,五碳糖,六碳糖,图2-1 含有3-6个碳原子D-醛糖结构,2、食品中的低聚糖,定义：一般是由2-10个分子单糖缩合而成，分子之间通过糖苷键连接，食品中主要以二糖形式存在。 1）食品中的二糖 麦芽糖 淀粉水解后得到的二糖 两分子葡萄糖通过-1,4糖苷键结合 是一种还原糖：含有醛基或酮基的糖被称为还原糖，所有的单糖都是还原糖 。当两个或更多的单糖通过醛基或酮基连成长链后还原性消失，形成非还原糖。温和的甜味剂,麦芽糖,乳糖唯一
17、没有在植物中发现的糖，乳中主要的糖成分（牛乳：4.6-5%，人乳：5-7%）1分子半乳糖和1分子葡萄糖以-1,4糖苷键结合还原性二糖发酵过程中转化为乳酸促进机体内Ca的吸收乳糖不耐受症（体内缺乳糖酶）,乳糖不耐受症： 症状：胃肠不适，胀气、痉挛和腹泻等。 原因： 先天性缺少或不能分泌乳糖酶； 某些药物或肠道感染而乳糖酶分解、减少； 随着年龄增加，乳糖酶水平不断降低。 克服方法： 将乳糖经乳糖酶分解后进行销售； 选经发酵的乳制品（酸奶）。,蔗糖 -葡萄糖和-果糖以,-1,2糖苷键结合非还原性二糖 具有极大的吸湿性和溶解性冷冻保护剂甘蔗糖和甜菜糖,2）具有特殊功能的低聚糖,具有特殊保健功能的低聚糖
18、低聚果糖、乳果聚糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚半乳糖、甲壳低聚糖等。 功能性低聚糖的保健功能低甜度、低热量，防龋齿；有润肠通便的作用；使用后基本不增加血糖和血脂；使体内双歧杆菌增殖，抑制肠内沙门氏菌和腐败菌的生长。,美拉德（Maillard）反应 定义：还原糖（主要是葡萄糖）与游离氨基酸或 氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应。对食品的影响 期望 牛奶巧克力风味 糖果风味 不期望的 营养（氨基酸）损失 有毒、致突变物质的产生,焦糖化反应 直接加热糖和糖浆 热解反应引起糖分子脱水，双键引入糖环，产生不饱和环中间物（呋喃） 共轭双键吸收光，产生颜色 少量酸和盐可以加速反应 不同催化剂产生不同类型的色
19、素,3、食品中的多糖,定义：超过10个单糖的聚合物称为多糖。 1）食品中主要的多糖 淀粉：淀粉是以葡萄糖为基本单位连接成长链而 形成的多糖，是人类碳水化合物的主要食物来源。化学结构：通式(C6H10O5)植物的能量贮藏方式两种形式（直链淀粉和支链淀粉）,性质 无甜味 在冷水中不易溶解； 溶解后的淀粉遇到碘可形成蓝色络合物； 储备能量； 以特有的淀粉颗粒形式存在于种子和块茎中； 可发生糊化和老化现象； 可在酸或酶的作用下得到糊精、麦芽糖和葡萄糖等产物； 可通过改性改善其功能性质。,淀粉的糊化：淀粉颗粒不溶于冷水，当把淀粉在水中加热至一定温度（60-70）的时候，淀粉粒开始发生不可逆膨胀，称作糊化
20、。（ -淀粉 -淀粉）,图2-2 淀粉颗粒中直链淀粉和支链淀粉的排列,淀粉的老化：经过糊化的-淀粉在室温或低于室温下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为老化。淀粉的老化可看作是糊化过程的逆转。,图2-3 淀粉颗粒的糊化与老化,纤维素：葡萄糖分子以-1,4-糖苷键连接而成的长链聚合物，不能被人体所消化。 存在：棉花、麻、木材、植物细胞壁,功能（膳食纤维）： 促进肠胃的正常蠕动； 降低体内胆固醇水平； 调节糖尿病患者的血糖水平； 食品加工中，半纤维素能提高面粉结合水的能力，有助于蛋白质与面团的混合，增加面包体积和弹性，改善面包结构，延缓面包的老化 。,第二节 蛋白质（protein）,
21、定义：蛋白质是由氨基酸按各种不同顺序排列 结合成的高分子有机物质。组成蛋白质的基本单元是氨基酸。 自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸约为20种。,一、蛋白质的组成,蛋白质的元素分析：C（5055%）H ( 6 7% )O (2023%）N（1219%）S（0.23.0%） 注：蛋白质中N 的含量平均为16%，6.25 蛋白质换算系数,氨基酸,定义：氨基酸是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位。通式：必需氨基酸：在人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必需从食物中直接获得的氨基酸。,人体所需的必需氨基酸 赖氨酸(Lys) 缬氨酸(Val) 蛋氨酸(Met) 色氨酸(Try) 亮
22、氨酸(Leu) 异亮氨酸(Ile) 苏氨酸(Thr) 苯丙氨酸(Phe) 婴儿时期所需: 组氨酸(His),二、蛋白质的营养价值,构成机体和合成新的组织 维持平衡和提供人体必需氨基酸 参加物质的代谢调节 增强人体的抵抗力提供能量,三、蛋白质的分类,根据组成分类： 单纯蛋白：仅由氨基酸组成的蛋白质； 结合蛋白：由氨基酸和非蛋白质化合物组成； 衍生蛋白：由酶或化学方法处理蛋白质后得到的相应化合物。 根据外形分类： 球状蛋白质 纤维状蛋白质 根据生物功能分类：酶、运输蛋白质、营养和储存蛋白质、收缩蛋白质、结构蛋白质和防御蛋白质。,四、蛋白质的结构,1.一级结构(primary structure)指
23、氨基酸通过共价键连接而成的线性序列构成蛋白质的主要氨基酸有20种,2.二级结构(secondary struture),指多肽链借助氢键排列成沿一个方向、具有周期性结构的构象Pr的二级结构主要有-螺旋和-折叠，氢键在其中起着稳定构象的作用,3.三级结构 (tertiary strucure),是指多肽链借助各种作用力 在二级结构基础上，进一步折叠卷曲形成紧密的复杂球形分子的结构。稳定蛋白质三级结构的作用力有氢键、离子键、二硫键和范德华力。,4. 四级结构,蛋白质的四级结构是二条或多条肽链之间以特殊方式结合，形成有生物活性的蛋白质；其中每条肽键都有自己的一、二、三级结构，这些肽链称为亚基，它们可
24、以相同，也可以不同。注：蛋白质的一级结构决定高级结构，高级结构决定功能和性质。,五、食物中的蛋白质的营养评价,蛋白质的含量：衡量食物蛋白质营养价值的基本指标。质量再好但数量不足也不能满足人体需要。 蛋白质的品质 氨基酸模式：指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。 注：当食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近时，必需氨基酸被机体利用的程度越高，食物蛋白质的营养价值也相对越高。,动物性蛋白质中各种必需氨基酸种类齐全，而且所组成的比例适合人体的需要，利用率可高达8590，但色氨酸含量普遍偏低。牛奶中蛋白质主要为酪蛋白，消化率为85%，鸡蛋白蛋白质不但含有人体所需要的各种氨基酸，而且组成模式与人体十
25、分相近，生物学价值达95以上。植物性蛋白质尽管一般不如动物性蛋白好，但仍是人类膳食蛋白质的重要来源。大豆中蛋白质含量高达3540，蛋白质的生物学价值也较高（64）。谷类含蛋白质一般为610，薯类含蛋白质23。,限制性氨基酸：食物蛋白质中一种或几种必须氨基酸相对含量较低导致其它的必须氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸。蛋白质互补：不同食物中组成蛋白质的氨基酸相互比值不同，若将不同的食物适当混和食用，使不同的食物间相互补充必需氨基酸的不足，使其比值接近人体需要的模式而提高蛋白质的营养价值。,蛋白质品质的测定蛋白质的消化率 消化率=（
26、食物N 粪N）/ 食物N 100 蛋白质的功效比值PER=动物体重增加克数/摄入食物蛋白质克数蛋白质的净利用NPU =（储留N/食物N ）100蛋白质的生物价BV = （ 储留N/ 吸收N） 100,几种食物蛋白质的消化率(%),影响蛋白质利用的因素必需氨基酸的比例饮食中蛋白质含量个体的生理状态可消化性,六、蛋白质缺乏和营养不良,蛋白质缺乏与能量缺乏是孪生兄弟。合称蛋白质能量营养不良（PEM）是当今世界最普遍的一种营养不良的形式。营养不良大多发生在儿童期，但也会对很多成年造成威胁。食物不足会导致儿童生长不良和成年人身体消瘦、体重下降。,三、脂类（lipids）,定义：包括动植物中的脂和油，习惯
27、上以其在室温下的物理状态来分： 脂：室温下为固体 油：室温下为液体 脂类的分类：,脂类,甘油三酯（ Triglycerides)：也称脂肪或中性脂肪（95）,类脂(lipoids)：包括磷脂、糖脂、固醇类、脂蛋白等（5）,（一）甘油三酯（Triglycerides）组成：由一个甘油分子和三个脂肪酸化合而成。必需脂肪酸（EFA） 定义：人体不可缺少而自身又不能合成，必须通过食物供给的脂肪酸。 种类：亚油酸、-亚麻酸 功能：1）与细胞膜的结构、功能有关；2）合成体内重要活性物质；3）与胆固醇的代谢有关。,生物功能：体内能量的储存形式（9kcal/g）；维持体温；保护脏器；节约蛋白质；机体重要组成成
28、分；食物中的功能：增加饱腹感；改善食品风味与感观；提供必需脂肪酸和脂溶性维生素 。,（二）磷脂(phospholipids) 定义：是指甘油三酯中一个或两个脂肪酸被含磷酸的其它基团所取代的一类脂类物质，其中最重要的是卵磷脂(lecithin)。功能：参与细胞膜构成；作为乳化剂；磷脂同FA一样可提供热能。,（三）胆固醇（ cholesterol ）功能 参加构成细胞膜； 重要活性物质的合成原料- 胆汁、肾上腺素、维生素D等。过多：高脂血症、动脉粥样硬化、心脏病等疾病。,脂类氧化,与营养、风味、安全、贮存、经济有关食品变质的主要原因之一产生挥发性化合物，不良风味受多种因素影响常用于食品的抗氧化剂
29、丁基羟基甲苯（BHT） 丁基羟基茴香醚（BHA） 维生素C 维生素E,四、维生素（vitamin）,定义：维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一类微量低分子有机化合物。共同特点： 本体或前体存在于天然食物中； 大多数不能在体内合成，必须经常由食物供给； 不构成机体组织，不提供能量； 需要量很少，但不可缺少； 以辅酶或辅基的形式参与酶的功能。,维生素的分类,有维生素A、D、E、K。大部分贮存于脂肪组织中（尤其是定脂），通过胆汁缓慢排出体外，所以摄入过量可引起中毒。,有维生素B族（维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸、泛酸、生物素等）和维生素C。在体内仅有少量贮存，且易排出体外，
30、所以必须每天通过饮食供给，当供给不足时，易出现相关缺乏症状。,营养学上按溶解性分,水溶性维生素,脂溶性维生素,脂溶性维生素及其功能,水溶性维生素及其功能,五、矿物质 （minerals）,（一）相关概念1、矿物质：构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需的元素中除主要以有机化合物形式存在的元素C、H、O、N外，其余元素统称为矿物质或无机盐。2、常量元素：体内含量0.01%，每日需要量在100mg以上者。（Ca、P、K、Na、Cl、Mg、S）3、微量元素：体内含量0.01%，每日需要量在100mg以下者。（Fe、I、Zn、Se、Mn等）,注：我国人群较易缺乏Ca 、Fe、 Zn。,（四）食品中
31、重要的矿物质及其功能：,钙（Calcium，Ca）：人体中含量最多的一种常量元素（），其中99%集中在骨骼和牙齿中。功能： 构成骨骼和牙齿； 维持神经与肌肉活动； 促进体内某些酶的活性； 钙还参与血凝过程、激素分泌，维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性。缺乏症：儿童佝偻病、成人骨质软化症、老年人骨质疏松症、其他如骨质增生、抽搐等。,磷（Phophorus，P）：磷含量占人体体重的1%左右，总磷量的8590%存在于骨骼和牙齿中。功能： 骨、牙齿以及软组织的重要成分； 调节能量释放； 酶的重要成分； 物质活化；磷酸盐有参与调节体液酸碱平衡的作用。 缺乏症：来源广泛，一般不存在缺乏症。,铁（Iron
32、，Fe）：人体必需微量元素中含量最多（45g）的一种，在体内以功能铁和贮备铁的形式存在。功能： 参与O2、CO2转运、交换和细胞呼吸过程； 与红细胞形成和成熟有关； 参与许多重要功能。如催化-胡萝卜素转化为维生素A、抗体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏中的解毒等。缺乏症：缺铁性贫血，智力、工作能力、抵抗力下降。,锌（Zinc，Zn）：人体含锌22.5g，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤。功能： 酶的组成成分或酶的激活剂； 促进生长发育与组织再生； 促进食欲； 促进维生素A代谢； 参与免疫功能。缺乏症：生长迟缓，食欲不振，味觉迟钝（异食癖）甚至丧失（厌食症），伤口不易愈合，易感染，免疫力下降等。
33、,碘（Iodine，I）：人体内约含碘25 50 mg，主要参与甲状腺素合成，通过甲状腺素表现其生理功能。甲状腺素在体内主要是促进、调节代谢和生长发育。缺乏症：地方性甲状腺肿大、地方性克汀病。硒（Selenium，Se）：广泛分布于各组织中。功能： 抗氧化作用； 解毒和细胞保护作用； 保护心血管、维护心肌的功能； 促进生长和繁殖、保护和改善视觉器官功能及抗肿瘤作用。 缺乏症：克山病，大骨节病。,六、水（water）,人体重量的50 60%由水组成，在体内，水起重要的作用。一个绝食的人失去体内全部脂肪、半数蛋白质，还能勉强维持生命，但失去体内含水量的20%就会很快死亡。没有水的存在，任何生命过程
34、都无法进行。,主要食品的水份含量,（一）水的重要功能,运送营养和代谢废物保持分子结构作为营养素的溶剂润滑和缓冲关节、脊髓和胎儿帮助调节体温保持血容量,（二）食品中水分的性质,食品中存在不同形式的水分，就实用价值而言，普遍将食品中的水分分为自由水和结合水。 自由水：指食品中与非水成分有较弱作用或基本没有作用的水。性质：具有普通水的性质，可被微生物利用、直接影响食品的保藏性。 结合水：指存在于食品中的与非水成分通过氢键结合的水。性质：沸点高于普通水，不起溶剂的作用，不能被微生物利用，对食品的风味起着重大的作用。,（三）水分活度与食品稳定性,水分活度（ AW ）：食品中水的蒸气压P与同温下纯水的饱和
35、蒸气压P0之比。 水分活度与食品的稳定性：与微生物的关系：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。与化学变化的关系：降低水分活度，也可以控制在食品中发生的化学变化，当水分活度低于0.8时，大多数酶的活力受到抑制。,第二节 营养需求,营养需求：营养生理需要量，指维护身体正常功能和健康所需要的热能和各种营养素最小摄入量，通过推荐的每日膳食营养素供给量（RDA）来评估和表示人们的营养需求。 RDA制定的基本原则：保证人体得到热能和各种营养素的生理需要量；保持各种营养素之间的平衡。,第三节 饮食和慢性病,心脏病、某些癌症、糖尿病、中风和骨质疏松
36、症等慢性病已经成为当今导致死亡的主要因素。 合理膳食（平衡膳食）可减少慢性病发生的主要风险因素，如：肥胖、高血压和高胆固醇。,1）食物多样，谷类为主； 2）多吃蔬菜、水果和薯类； 3）常吃奶类、豆类及其制品； 4）常吃适量鱼、禽、蛋、瘦肉，少吃肥肉和荤油； 5）食量与体力活动要平衡，保持适宜体重； 6）吃清淡少盐的膳食； 7）如饮酒要限量； 8）吃清洁卫生、不变质的食品。,中国居民膳食指南（1997年4月10日通过并颁布）,中国居民平衡膳食宝塔,第一层 谷类食物 每人每天300500克。,第二层 蔬菜和水果 每人每天蔬菜400500克、水果100200克。,第三层 动物性食物 每人每天1252
37、00克(鱼虾类50克，畜、禽肉50100克，蛋类2550克)。,第四层 奶类和豆类食物 每人每天奶类及奶制品100克，豆类及豆制品50克。,第五层 油脂类 每人每天不超过25克。,第三章 食品微生物学概论,第一节 食品中微生物的主要来源 第二节 微生物与食品生产 第三节 微生物与食品腐败变质 第四节 食品贮藏中微生物的控制,第一节 食品中微生物的主要来源,土壤和水：微生物生长的良好场所。 植物和植物产品：植物的茎、叶、果实和根上都有相应的微生物存在。 食品器皿、用具：应用于食品的一切用具，都有可能作为媒介使食品受微生物污染。 人与动物的肠道：存在一定数量的微生物。,食品生产者：手、外套，口、鼻
38、、皮肤、肠道微生物可以通过不卫生的操作进入食品中。 动物饲料：是动物沙门氏菌的重要来源。 畜皮：通过动物的毛皮，微生物能够污染环境、食品和生产者。 空气和尘埃：一些霉菌和酵母菌在食品加工的空气和尘埃中经常能被找到。,第二节 微生物与食品生产,细菌在食品制造中的应用 酵母菌在食品制造中的应用 霉菌在食品制造中的应用 微生物酶在食品工业中的应用 食用菌,一、细菌在食品制造中的应用,食醋 发酵乳制品 蔬菜和水果的乳酸发酵食品 氨基酸,（一）食醋,菌种：纹膜醋酸菌(Acetobacteraceti)、许氏醋酸菌(A.schutzenbachii)、恶臭醋酸菌(A.rances)混浊变种、巴氏醋酸菌(A
39、.pasteurianus)巴氏亚种。 反应过程：醋酸菌在充分供氧的情况下生长繁殖，将乙醇氧化为醋酸。依据菌种的不同，还可产生其它有机酸及有香味的酯类等。,食醋生产的原料：高粱、大米、玉米、甘薯、糖糟、梨、柿、枣等含糖或含淀粉的果实等。,（二）发酵乳制品,发酵乳制品的种类：酸奶油、干酪、酸牛乳、马奶酒等。 常用的乳酸菌：干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、乳脂乳球菌等。 反应过程：乳酸菌分解乳糖进行同型乳酸发酵或异型乳酸发酵。,图3-1 发酵乳的生产,图3-2 干酪的加工流程,（三）蔬菜和水果的乳酸发酵食品,主要的乳酸发酵果蔬品种
40、：泡菜、酸菜、酸藏蘑菇、橄榄等。 发酵方法：自然发酵、纯种发酵。 常用菌种：植物乳杆菌、黄瓜乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌、小片球菌、发酵乳杆菌等。,注：亚硝酸问题,图3-3 泡菜的制作,（四）氨基酸,食品添加剂中常见的氨基酸种类：谷氨酸钠为鲜味剂、色氨酸和甘氨酸为甜味剂、赖氨酸为营养增强剂等。 生产用菌种：谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等用于生产谷氨酸；北京棒杆菌的营养缺陷型菌株用于生产赖氨酸。 常用原料：小麦、玉米、甘薯、大米等淀粉质物质；糖蜜等含糖丰富的物质。,图3-4 氨基酸的生产,二、酵母菌在食品制造中的应用,面包：酵母将面粉中的糖类化合物分解形成CO2、醇、醛、有机酸等产物。 酿酒：葡萄
41、酒酵母、啤酒酵母、绍兴酵母等将糖类化合物分解形成乙醇等化合物。 酵母细胞的利用单细胞蛋白（SCP）的生产。食品和饲料：具有较高的营养价值，生长繁殖速度快； 提取核苷酸、辅酶A、乳糖酶等医药及生物试剂。注：SCP是解决人类蛋白质食物资源的一条重要而有效的途径，但还需要解决一些问题：口味、食用方法以及过量食入导致的一些疾病。,图3-5 葡萄酒的生产,三、霉菌在食品制造中的应用,淀粉的糖化：霉菌（根霉属、曲霉属和毛霉属）产生淀粉酶将淀粉分解成糖。 酱油的酿造：米曲霉、黄曲霉、黑曲霉等将原料中的蛋白质分解为氨基酸，淀粉分解成糖，在其他微生物共同作用下形成特有的风味。 酱类的制作：选取的霉菌（米曲霉、黄
42、曲霉、黑曲霉）具有较强的蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶活力。 豆腐乳：米根霉、华根霉以及总状毛霉等。 有机酸 ：柠檬酸（黑曲霉）、乳酸、醋酸等的发酵生产。,四、微生物酶在食品工业中的应用,微生物生产酶制剂的特点优点：种类多、便于工业化生产、产量大可保证供应。缺点：一种微生物可同时产生多种酶，因此工序较复杂。 微生物酶及其在食品中的应用,表3-1 微生物产生的酶及其在食品工业中的应用,五、食用菌,我国主要食用菌：黑木耳、银耳、双孢蘑菇、猴头、草菇、香菇等。 食用菌的人工栽培：深层培养和固体基质栽培。,猴头,草菇,双孢蘑菇,第三节 微生物与食品腐败变质,食品的腐败变质（food spoilage）：指食
43、品在一定的环境因素影响下，由微生物为主的多种因素作用所发生的有害的变化，即造成食品原有化学性质或物理性质和感官性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。引起食品腐败的微生物细菌 酵母菌 霉菌,细菌（bacteria）,spirillum,表3-2 引起食品腐败变质的细菌种类,酵母菌（yeast）,霉菌（mold）,引起各种食品腐败的优势微生物 食品中占优势的微生物能产生选择性分解食品中特定成分，从而使食品发生带有一定特点的腐败变质。细菌 蛋白质、脂肪酵母 高浓度糖、食盐、酒精霉菌 粮食、蔬菜、水果,表3-3 部分食品腐败类型和引起腐败的微生物,食品腐败变质的机理,食品中蛋白质的分解
44、食品中脂肪的分解 食品中碳水化合物的分解有害物质的形成,食品中蛋白质的分解,挥发性盐基总氮（TVBN）：指动物性食品由于酶和细菌的作用，在腐败过程中，是蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质，此类物质在碱性环境中易挥发。,食品中脂肪的分解,食品中碳水化合物的分解,有害物质的形成微生物产生的毒素分为细菌毒素和真菌毒素，它们能引起食物中毒，有些毒素还能引起人体器官的病变及癌症。食品腐败变质的危害,第四节 食品贮藏中微生物的控制,微生物是引起食品腐败的最主要的因素，食品的贮藏是围绕着防止微生物污染和延缓微生物的分解作用而进行的。 采取措施： 预防微生物污染食品：避免损伤食品保护 层、注意各环节卫生
45、管理。 减少和去除食品中的微生物：离心、过滤、沉淀、加热、干燥、添加防腐剂、辐照等。 控制食品中残留微生物的生长与繁殖：低温、干燥、厌氧等。,第四章 食品加工与保藏概论,第一节 食品加工过程中的单元操作 第二节 食品的保藏,第一节 食品加工过程中的单元操作,物料输送 清洗 分离 粉碎 泵送 混和,热交换 浓缩 干燥 成型 包装,物料输送(material handling)要求： 保持卫生条件； 减少产品损耗； 保持原料质量； 减少微生物生长； 控制物料输送转移节奏以减少滞留时间。输送方式：货车、火车、采收设备及多种输送装置。,常见的输送装置,图4-1 带式输送机1-张紧滚筒 2-张紧装置 3
46、-装料漏斗 4-改向滚筒 5-支撑滚柱 6-环形带子 7-卸载装置 8-驱动滚筒 9-驱动装置,图4-3 螺旋式输送机1-进料口 2-端盖板 3-端轴承 4-螺旋叶片 5-螺旋轴 6-中间轴承 7-机壳 8-出料口,图4-4 压送式气力输送装置1-鼓风机 2-供料器 3-输送管 4-分离器 5-除尘器,清洗（cleaning）食品原料的清洗：根据产品和杂质性质的不同，清洗方法也不同，可以简单到用毛刷除去蛋壳上的污物，也可以复杂到利用微孔过滤的办法去除液体食品中的细菌。食品设备的清洗 ：一般采用温和的碱性洗液清洗，对于较为粘滞的沉积物、较厚的油脂沉积物或积聚的蛋白质沉淀而言，则需要使用强碱性洗涤
47、剂。,分离（separating） 根据物系中不同组分间某种物性的差异而达到分离的目的。 食品中的分离机械主要是用于固-液系统和液-液系统的分离。常用的分离设备,牛乳分离机,膜处理（反渗透、超滤、微滤）,根据食品原料密度差异,根据食品原料的大小和形态,图4-6 牛奶分离机1-浮子 2-转鼓 3-碟片 4-驱动轴,图4-7 常用的膜处理设备,粉碎（disintegrating）所有将大块食品再分为较小单位或颗粒的操作均属于粉碎范畴。操作方式：包括切割、研磨、打浆、均质等。常见的粉碎设备：绞肉机、切片机、立式斩拌机、均质机等。,图4-8,泵送（pumping）用泵将液体从一个单元操作或加工工序输送
48、到另外一个单元操作或加工工序的操作。常用设备,离心泵,容积泵,混合（mixing）混合目的：热传递和组分合并。常用设备：各种搅拌机、均质机等。,热交换（heat exchange）目的：加热、冷却。常用的热交换方式 板式热交换管式热交换刮片式表面热交换,图4-16 列管式换热器,浓缩（concentration）通过蒸发和反渗透实现。蒸发：用加热方法，使溶液中部分溶剂汽化除去，以提高溶质浓度，是挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的物理操作过程。 反渗透：将液体食品通过孔径极小的半透膜并只允许水透过的一种加工方式。,图4-17 逆流法三效蒸发示意图,干燥(drying)干燥是借助水分蒸发或升华排除物料
49、中水分的一种操作过程。常用的干燥方法,图4-18 箱式干燥器,成型（forming）将食品做成特定的形状。包括压实、压力挤压、成模、喷粉和粘合剂、加热、加压以及挤压蒸煮。方式：浇模成型、冲印成型、辊式成型、挤出 成型、挤压蒸煮。 包装（packaging）目的：便于运输；防止污染及发生一些不利变化；提高商用价值。材料：金属、玻璃、塑料、纸、复合材料等。,第二节 食品的保藏,热保藏 冷藏 干燥保藏 辐照和电能,发酵、微生物和生物技术 化学品 包装,一、食品的热加工,热加工原理杀灭食品中的微生物；钝化食品中的酶。热处理方式热烫(blanching):一种温和的热处理方式，使食品中的天然酶类失活。（注：通常适用于果蔬）,巴氏灭菌（Pasteurization）：一种相对地低能量的热处理方式，通常是在低于100 温度下进行的，通过巴氏杀菌可以破坏食品中的病原性微生物，减少食品中的腐败微生物以及破坏食品中的酶的活性。灭菌（sterilization）：将微生物完全破坏，通常要求在温度121的条件下至少保持15min。,
