食品化学成分及其在保藏中的变化.pptx
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1、1化学范特荷夫定律:反应温度每升高10,化学反应的速度增加2-4倍。酶活性温度提高到80后,热处理时间只要几分钟,几乎所有的酶都会遭到不可逆的破坏。呼吸作用是有机物在酶的作用下发生的生物氧化过程,在一定的温度范围内,随温度的升高,酶活性增加,反应速度加快,果蔬的呼吸作用加速,加快食品的变质。微生物嗜食菌、嗜温菌、低温菌、嗜冷菌第1页/共65页2 食品保藏原理第二章食品化学成分及其在 保藏中的变化 第2页/共65页3食品的化学成分食品的化学成分食品成分在贮藏中的变化食品成分在贮藏中的变化食品原料在保藏过程中的品质变化食品原料在保藏过程中的品质变化内容提要第3页/共65页4第一节第一节 食品化学成
2、分食品化学成分 水分水分 无机成分无机成分 矿物质矿物质 天然成分天然成分 基本营养成分基本营养成分 糖类糖类 有机成分有机成分 脂类脂类 维生素维生素食品的化学食品的化学 其他成分其他成分成分成分 食品添加剂食品添加剂 非天然成分非天然成分 加加工中不可避免的污染工中不可避免的污染 污染物质污染物质 环境污染环境污染第4页/共65页5一、蛋白质一、蛋白质 蛋白质蛋白质是生命的物质基础,它存在于一切是生命的物质基础,它存在于一切活细胞中,是细胞里最复杂、变化最大的活细胞中,是细胞里最复杂、变化最大的一类分子。一切重要的生命现象和生理机一类分子。一切重要的生命现象和生理机能,就是由组成生物体的无
3、数蛋白质分子能,就是由组成生物体的无数蛋白质分子活动来体现的,我们日常饮食摄入的蛋白活动来体现的,我们日常饮食摄入的蛋白质主要用来制造细胞和维持细胞的运作。质主要用来制造细胞和维持细胞的运作。因此,了解蛋白质的结构和性质在保藏过因此,了解蛋白质的结构和性质在保藏过程中的变化有着重要的意义。程中的变化有着重要的意义。第5页/共65页6蛋白质的功能性质蛋白质的功能性质 质构、风味、色泽和外表等感官品质质构、风味、色泽和外表等感官品质是人们是人们取舍食品的主要依据。取舍食品的主要依据。食品的感官品质是食品食品的感官品质是食品中各种主要的和次要的组分之间复杂的相互作中各种主要的和次要的组分之间复杂的相
4、互作用的净结果。蛋白质对食品感官品质一般具有用的净结果。蛋白质对食品感官品质一般具有重要影响。重要影响。食品蛋白质的食品蛋白质的“功能性质功能性质”定义为:在食品定义为:在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中的性能的那些蛋白质物理和化学性质。品体系中的性能的那些蛋白质物理和化学性质。第6页/共65页71.水合性质:水合性质:通过蛋白质的肽键或有亲水基团的氨通过蛋白质的肽键或有亲水基团的氨基酸侧链同水分子之间的相互作用来实现基酸侧链同水分子之间的相互作用来实现2.溶解性:溶解性:对天然蛋白质的提取、分离提纯及评价对天然蛋白质的提取、分离提纯
5、及评价蛋白质变性程度非常有用,蛋白质在饮料中的应蛋白质变性程度非常有用,蛋白质在饮料中的应用也与其溶解性有关用也与其溶解性有关3.界面性质:界面性质:表现为蛋白质的起泡、乳化性质表现为蛋白质的起泡、乳化性质4.黏度:黏度:吸水性和黏度之间具有正相关关系吸水性和黏度之间具有正相关关系 当干蛋白质粉与相对湿度为90-95的水蒸气达到平衡时,每克蛋白质所结合的水的克数即为蛋白质结合水的能力 例如,将大豆粉置于PH 8-9的碱性水溶液中浸提,然后利用等电点沉淀法将PH值调至4.5-4.8,再从提取液中收回大豆蛋白。分散均匀的细微气泡可以使食品产生稠性、细腻和松软性,提高分散度性和风味感。蛋白质体系的黏
6、度和稠度是流体食品的主要功能性质,了解蛋白质分散体的流体性质对于确定加工过程的参数具有重要意义。第7页/共65页85.凝胶作用凝胶作用:变性的蛋白质分子聚集并形成有变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络结构的过程称为凝胶作用序的蛋白质网络结构的过程称为凝胶作用6.面团的形成:面团的形成:面筋蛋白是面团形成的主要因面筋蛋白是面团形成的主要因素。小麦面粉发酵时,其中的面筋蛋白能捕捉素。小麦面粉发酵时,其中的面筋蛋白能捕捉气体形成黏弹性面团气体形成黏弹性面团7.风味结合:风味结合:蛋白质是很多风味物质的载体蛋白质是很多风味物质的载体,使使食品呈现不同的风味食品呈现不同的风味例如,新产品开发时,往
7、往需要使用一些配料,而其中的某些配料通过形成凝胶提供了一种能保持水和其他配料的基本结构,使食品具有期望的质构和口感。主要包括麦醇溶蛋白和麦谷蛋白,大分子的麦谷蛋白与面包的强度有关,它的含量过高会抑制发酵过程中残留CO2的膨胀,抑制面团的鼓起;麦醇溶蛋白含量过高会导致过度的膨胀,产生的面筋膜易破裂和易渗透,面团塌陷 第8页/共65页9二、糖二、糖 糖类在人体中的主要功能是提供热量,糖糖类在人体中的主要功能是提供热量,糖类经消化水解成单糖被人体吸收,单糖在经类经消化水解成单糖被人体吸收,单糖在经完全水解放出热量,提供生命活动所需的能完全水解放出热量,提供生命活动所需的能量。量。糖类化合物按其组成分
8、为糖类化合物按其组成分为单糖单糖、寡糖寡糖和和多多糖糖。谷类、蔬菜、水果和可供食用的其他植物都含有糖类化合物,淀粉是植物中最普通的糖类化合物,动物产品所含的糖类化合物较少,主要是肌肉和肝脏中的糖原,其结构和支链淀粉相似,代谢方式与淀粉代谢相同。第9页/共65页10多糖的性质多糖的性质溶解性:溶解性:多糖具有较强的亲水性,易于水化和溶多糖具有较强的亲水性,易于水化和溶解解 黏度与稳定性:黏度与稳定性:多糖具有很高粘度;带一种电荷多糖具有很高粘度;带一种电荷直链多糖形成稳定溶液,不带电的直链溶液不直链多糖形成稳定溶液,不带电的直链溶液不稳定稳定凝胶:凝胶:多糖能形成海绵状的三维网状凝胶结构,多糖能
9、形成海绵状的三维网状凝胶结构,由高聚物分子通过氢键、疏水相互作用形成连由高聚物分子通过氢键、疏水相互作用形成连结区结区 水解:水解:食品加工贮藏过程,多糖比蛋白质更易水食品加工贮藏过程,多糖比蛋白质更易水解解 在食品体系中,多糖具有控制水分移动的能力,同时水分也是影响多糖的物理与功能性质的重要因素。因此,食品的许多功能性质如质构都同多糖和水分有关。往往添加相对高浓度的食用胶,以免由于水解导致食品体系粘度下降。第10页/共65页11三、脂类三、脂类 脂类是一类不溶于水而溶于大部分有机溶剂的脂类是一类不溶于水而溶于大部分有机溶剂的疏水性物质,呈固态的称为疏水性物质,呈固态的称为“脂脂”;呈液态的称
10、;呈液态的称为为“油。油。脂类是热量来源;提供必需脂肪酸及各种脂溶脂类是热量来源;提供必需脂肪酸及各种脂溶性维生素;很重要的热媒介质;提供造型功能;性维生素;很重要的热媒介质;提供造型功能;赋予食品良好的风味和口感。赋予食品良好的风味和口感。植物组织中,油脂主要存在于种子或果仁中,植物组织中,油脂主要存在于种子或果仁中,根、茎、叶中含量较少;动物体主要存在于皮下根、茎、叶中含量较少;动物体主要存在于皮下组织、腹腔、肝和肌肉内的结缔组织中。组织、腹腔、肝和肌肉内的结缔组织中。第11页/共65页121.酯解:酯解:脂类化合物在酶作用或加热条件下发脂类化合物在酶作用或加热条件下发生水解,释放出游离脂
11、肪酸的过程称为酯解生水解,释放出游离脂肪酸的过程称为酯解2.脂类氧化:脂类氧化:脂类氧化是食品败坏的主要原因脂类氧化是食品败坏的主要原因之一,使含脂肪食品产生各种异味和臭味,之一,使含脂肪食品产生各种异味和臭味,这种现象统称为酸败这种现象统称为酸败3.热分解:热分解:油脂长时间加热会发生黏度增高、油脂长时间加热会发生黏度增高、酸价增高的现象酸价增高的现象4.乳化:乳化:油脂分子中兼有极性和非极性成分,油脂分子中兼有极性和非极性成分,可以以微粒分散于水中,这种现象称为乳化可以以微粒分散于水中,这种现象称为乳化 油炸食品时,食品中大量水分进入油脂,而油脂又处于较高温度条件下,因此,酯解是一个主要反
12、应。氧化产生的风味化合物主要包括酯、醛、醇、酮及烃类。不饱和醛和酮的阈值最低,它是食用油不希望的氧化风味的主要成分。对于煎炸食品来说,油的加热温度和使用时间都必须加以控制。乳化的反过程为破乳,破乳不但导致食品感官品质下降,而且不利于油脂的消耗吸收。第12页/共65页13四、维生素四、维生素 维生素的含量是评价食品营养价值的重要指维生素的含量是评价食品营养价值的重要指标之一,可分为两大类:标之一,可分为两大类:水溶性维生素水溶性维生素和和脂脂溶性维生素溶性维生素。如果维生素供给量不足,就会。如果维生素供给量不足,就会出现营养缺乏的症状或患某些疾病,食品加出现营养缺乏的症状或患某些疾病,食品加工贮
13、藏过程中,维生素含量会大大降低,所工贮藏过程中,维生素含量会大大降低,所以常常用合成的维生素去补偿食物中原有维以常常用合成的维生素去补偿食物中原有维生素的含量生素的含量第13页/共65页14水溶性维生素的功能及来源水溶性维生素的功能及来源 第14页/共65页15脂溶性维生素的功能及来源脂溶性维生素的功能及来源第15页/共65页16食品中维生素损失的常见原因食品中维生素损失的常见原因果蔬和动物肌肉中留存的酶导致了收获后维果蔬和动物肌肉中留存的酶导致了收获后维生素含量的变化;生素含量的变化;预加工导致的维生素损失;预加工导致的维生素损失;热烫与热处理导致的维生素损失;热烫与热处理导致的维生素损失;
14、加工中使用的化学物质和食品其他组分对维加工中使用的化学物质和食品其他组分对维生素的影响生素的影响第16页/共65页17第二节第二节 食品成分在贮藏中的变化食品成分在贮藏中的变化 在贮藏、流通期间,食品品质降低主要与微在贮藏、流通期间,食品品质降低主要与微生物的侵入,食品成分间相互反应、食品成生物的侵入,食品成分间相互反应、食品成分和酶之间的纯化学反应、食品组织中原有分和酶之间的纯化学反应、食品组织中原有酶引起的生化反应等有关。而食品保藏的目酶引起的生化反应等有关。而食品保藏的目的就在于组织微生物繁殖及酶与非酶反应。的就在于组织微生物繁殖及酶与非酶反应。第17页/共65页18第二节第二节 食品成
15、分在贮藏中的变化食品成分在贮藏中的变化一、食品褐变一、食品褐变非酶褐变非酶褐变 羰氨反应羰氨反应 焦糖化作用焦糖化作用 抗坏血酸褐变抗坏血酸褐变第18页/共65页19(1)羰氨反应羰氨反应 主要是食品成分中的氨基和羰基化合物主要是食品成分中的氨基和羰基化合物发生反应而导致的褐变,由法国化学家发生反应而导致的褐变,由法国化学家美拉德发现的,因此又称为美拉德反应,美拉德发现的,因此又称为美拉德反应,是食品在加热或长期贮存后发生褐变的是食品在加热或长期贮存后发生褐变的主要原因。该反应可以产生很多风味与主要原因。该反应可以产生很多风味与颜色。颜色。第19页/共65页20(1)羰氨反应羰氨反应 主要是食
16、品成分中的氨基和羰基化合物主要是食品成分中的氨基和羰基化合物发生反应而导致的褐变,由法国化学家发生反应而导致的褐变,由法国化学家美拉德发现的,因此又称为美拉德反应,美拉德发现的,因此又称为美拉德反应,是食品在加热或长期贮存后发生褐变的是食品在加热或长期贮存后发生褐变的主要原因。该反应可以产生很多风味与主要原因。该反应可以产生很多风味与颜色。颜色。第20页/共65页21(1)羰氨反应羰氨反应羰氨反应对食品质量的影响羰氨反应对食品质量的影响 羰氨反应羰氨反应不利不利的一面是还原糖同氨基酸或的一面是还原糖同氨基酸或蛋白质相互作用导致部分氨基酸的损失,特蛋白质相互作用导致部分氨基酸的损失,特别是必需氨
17、基酸别是必需氨基酸L-赖氨酸所受的影响最大。赖氨酸所受的影响最大。从营养角度,美拉德褐变会造成氨基酸与营从营养角度,美拉德褐变会造成氨基酸与营养成分损失;凡含蛋白质和还原糖的食品,养成分损失;凡含蛋白质和还原糖的食品,在保存时,即使在较低的温度下短时间加热,在保存时,即使在较低的温度下短时间加热,也可引起氨基酸的损失,特别是碱性氨基酸也可引起氨基酸的损失,特别是碱性氨基酸控制食品贮藏过程中的发生羰氨反应的程度是十分重要的,这不仅是因为反应超出一定限度会给食品风味带来不利影响,还因为其降解产物可能属于有害物质。第21页/共65页22(1)羰氨反应羰氨反应影响美拉德反应的因素影响美拉德反应的因素p
18、HpH:pH6pH6时,褐变反应程度微弱;时,褐变反应程度微弱;pH7.8-9.2pH7.8-9.2,褐变速度最快,褐变速度最快 水分含量:水分含量:中等水分含量时,食品羰氨反应速度较快;中等水分含量时,食品羰氨反应速度较快;无机离子:无机离子:铜、铁离子均能促进褐变反应;铜、铁离子均能促进褐变反应;糖的类型:糖的类型:还原糖更易发生羰氨反应还原糖更易发生羰氨反应第22页/共65页23(1)羰氨反应羰氨反应美拉德反应的抑制美拉德反应的抑制降温降温亚硫酸及其盐处理亚硫酸及其盐处理改变改变pHpH使用不易发生褐变的糖类使用不易发生褐变的糖类生物化学方法生物化学方法适量增加钙盐适量增加钙盐第23页/
19、共65页24(2 2)焦糖化褐变焦糖化褐变 糖类在没有含氨基化合物存在的情况下,加糖类在没有含氨基化合物存在的情况下,加热到其熔点以上时,也会变为黑褐色的色素物热到其熔点以上时,也会变为黑褐色的色素物质的现象。质的现象。糖在受强热的情况下,生成两种物质:一是糖在受强热的情况下,生成两种物质:一是糖的脱水产物,一是糖的裂解产物。焦糖化作糖的脱水产物,一是糖的裂解产物。焦糖化作用控制得当,可以使产品得到悦人的色泽和风用控制得当,可以使产品得到悦人的色泽和风味味第24页/共65页25(3)抗坏血酸褐变抗坏血酸褐变 主要是抗坏血酸自动氧化的结果,机理:主要是抗坏血酸自动氧化的结果,机理:VcVc氧化形
20、成脱氢氧化形成脱氢VcVc,水合形成,水合形成2 2,3 3二二酮古洛糖酸,脱水,脱羧后形成糠醛,酮古洛糖酸,脱水,脱羧后形成糠醛,聚合形成褐色素。主要存在于抗坏血酸聚合形成褐色素。主要存在于抗坏血酸含量比较丰富的果汁、果汁浓缩物中。含量比较丰富的果汁、果汁浓缩物中。第25页/共65页262.酶促褐变酶促褐变 水果和蔬菜在采收后,当有机械性损伤发水果和蔬菜在采收后,当有机械性损伤发生或处于异常环境时,果蔬中原有的氧化生或处于异常环境时,果蔬中原有的氧化还原平衡被破坏,导致氧化产物积累,造还原平衡被破坏,导致氧化产物积累,造成果蔬变色,这类反应的速度非常快,一成果蔬变色,这类反应的速度非常快,一
21、般需要和空气接触,由酶催化般需要和空气接触,由酶催化,因此称为酶因此称为酶促褐变促褐变.第26页/共65页27酶促褐变作用机理酶促褐变作用机理 果蔬切开后,切面和氧气直接接触后,外层果蔬切开后,切面和氧气直接接触后,外层潮湿表面上的抗坏血酸立刻被氧化掉,在多潮湿表面上的抗坏血酸立刻被氧化掉,在多酚氧化酶作用下,邻苯二酚被氧化成邻苯醌,酚氧化酶作用下,邻苯二酚被氧化成邻苯醌,邻苯醌进一步氧化形成羟基醌,羟基醌聚合邻苯醌进一步氧化形成羟基醌,羟基醌聚合时就出现了褐色素。时就出现了褐色素。第27页/共65页28防止酶促褐变的措施防止酶促褐变的措施1.通过加热或化学方法来钝化酶的活性通过加热或化学方法
22、来钝化酶的活性 2.添加抗褐变的物质添加抗褐变的物质 3.隔绝氧气隔绝氧气第28页/共65页29二、淀粉老化二、淀粉老化 未加工的淀粉通过氢键形成极致密的疏水性未加工的淀粉通过氢键形成极致密的疏水性微胶粒构造,即为微胶粒构造,即为-淀粉淀粉,热作用下,淀粉分热作用下,淀粉分子间的氢键受破坏,分子水合膨胀,形成糊状,子间的氢键受破坏,分子水合膨胀,形成糊状,称为称为-淀粉。较高温度下,淀粉。较高温度下,-淀粉是稳定的,淀粉是稳定的,若温度接近或低于若温度接近或低于3030时,淀粉分子间的氢键时,淀粉分子间的氢键便恢复稳定状态,淀粉分子彼此又通过氢键结便恢复稳定状态,淀粉分子彼此又通过氢键结合,淀
23、粉又部分的恢复为合,淀粉又部分的恢复为-淀粉状态,即淀淀粉状态,即淀粉的老化。粉的老化。第29页/共65页30淀粉老化的影响因素与防止淀粉老化的影响因素与防止 水分含量水分含量 温度温度 酸碱度酸碱度 淀粉的结构淀粉的结构 加入抗老化物质加入抗老化物质水分含量30-60%较易老化,小于10%或大量水不易老化 老化最适温度2-4,大于60或小于-20都不会老化 中性环境下易老化,偏酸偏碱环境不易老化直链淀粉容易引起老化,支链淀粉不易老化乳化剂可防止淀粉老化 第30页/共65页31三、脂肪酸败三、脂肪酸败 脂肪氧化是食品败坏的主要原因之一,脂肪氧化是食品败坏的主要原因之一,包括自动氧化、酶作用下的
24、氧化和光敏氧包括自动氧化、酶作用下的氧化和光敏氧化。天然油脂暴露在空气中会自发的进行化。天然油脂暴露在空气中会自发的进行氧化作用氧化作用,发生酸臭和口味变苦的现象,这发生酸臭和口味变苦的现象,这种现象称为脂肪的自动氧化。种现象称为脂肪的自动氧化。第31页/共65页32脂肪的自动氧化链反应机理脂肪的自动氧化链反应机理 自动氧化导致含脂食品产生各种不良风味,一般称自动氧化导致含脂食品产生各种不良风味,一般称为哈喇味,其自由基链反应机理为:为哈喇味,其自由基链反应机理为:引发阶段:引发阶段:引发剂引发剂 RH R.+H.传递阶段:传递阶段:R.+O2 ROO.;ROO.+RH ROOH+R.终止阶段
25、:终止阶段:R.+R.R-R;R.+ROO.R-O-O-R;ROO.+ROO.R-O-O-R+O2 第32页/共65页33酶作用下的氧化酶作用下的氧化 脂肪在微生物产生的酶的作用下,分解成脂肪在微生物产生的酶的作用下,分解成甘甘油油和和游离脂肪酸游离脂肪酸,游离脂肪酸在酶的作用下,游离脂肪酸在酶的作用下,进一步生成具有苦味及臭味的进一步生成具有苦味及臭味的低级酮类低级酮类,甘油,甘油也被氧化为具有特臭的也被氧化为具有特臭的1,2-丙醚丙醛丙醚丙醛。酶作。酶作用下的脂肪氧化是导致脂肪酸败的又一大原因。用下的脂肪氧化是导致脂肪酸败的又一大原因。第33页/共65页34 光敏氧化光敏氧化 含脂食品中常
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