食品科学概论版.docx
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1、食品科学概论名词解释食品科学:将基础科学和工程学的理论用于研究食品基本的物理、化学、和生物化学性质 以及食品加工原理的一门学科。食品工程:油料加工,食品制造和饮料制造等工程技术领域的总称,是研究食品工业生产 所用的加工方法,过程和装置的技术科学。食品杀菌:食品杀菌有两种含义:一是要求杀死食品中的致病菌、腐败菌,破坏食品中的 酶而使食品在特定的容器内有一定的保质期;二是要求在杀菌过程中,尽可能保护食品的营 养成分和风味。食品性疾病:通过摄食进入人体内的各种致病因子引起的,通常具有感染性质或中毒性质。 营养:人类摄取食物以满足自身生理需要的过程。低热卡值食品:主要成分热熔值低的食品,用高甜度甜味剂
2、和低热脂代替原来的糖和油脂。保健食品(功能食品):成分对人体能充分显示防御功能,调节生理节律以及预防疾病和促 进康复等有关身体调节功能的加工食品。变态食品:在形态上与常用食物发生了很大变化的食品,如原来的固态食品现在加工为液态 食品等。绿色食品:经过专门机构认定,许可使用绿色食品标志的无污染安全优质营养食品。有机食品:由不使用化肥和农药生产原料加工的食品。转基因食品:即基因工程食品,利用转基因生物所制造或生产的食品,食品原料和食品添 加剂。品质: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 食品的可接受性。通过感官测定的品质主要有色香味形态四个方面。能量系数:每
3、克糖类,脂肪,蛋白质在体内氧化产生的能量。食物的热效应:(食物特殊动力作用):人体摄入食品过程中引起的额外的能量消耗。必需脂肪酸:有几种在人体内不能合成,必须从食物中摄入的脂肪酸。完全蛋白质:所含必须氨基酸种类齐全,数量充足,而且各种氨基酸比例与人体需要的基本 相符,容易利用吸收。活性肽及活性蛋白质:那些具有特殊生物活性的肽和蛋白质。SOD:超氧化物歧化酶,能清除人体内过多的自由基,延缓衰老,提高人体免疫力并增强对疾 病的抵抗力。矿物质:除碳氢氧氮外,其余各种元素称为矿物质。浓缩:从溶液中除去部分溶剂的操作,是溶质和溶剂分离的过程。肉的弹性:指肉在被施加压力发生形变时,去掉压力复原的能力。肉的
4、持水性:肉在储藏加工过程中保持自身水分及外加水分的能力。肉的成熟:畜禽宰杀后,在体内酶的作用下,发生一系列复杂的生化反应,导致肉发生僵直 的现象,经过一段时间后,这种状况逐渐改善,持水性和风味得到很大改善的现象。PSE肉:宰杀后,糖原迅速消耗,导致肉的pH下降,从而使肉品的肌纤维收缩丧失水分,使 肉软化,颜色变得苍白。DFD肉:宰杀前,牲畜的糖原就已经消耗,屠宰后不再有能量可以利用,使肌肉蛋白质保留 用率很高,操作简单,产品质量稳定,对发酵设备以外的外围设备的利用率高,可以及时排 除在发酵过程中产生的对发酵过程有害的物质。但连续发酵也存在一定的问题,如杂菌的污 染,菌种的稳定性问题。影响发酵的
5、因素及其控制:培养基:培养基的成分对微生物发酵产物形成有很大的影响,每 一种 代谢产物都有其最合适的配比和生产条件。碳源的浓度相当重要,不宜超过5%,氮源 过多也会阻碍生长。多数的矿物盐会阻遏几种次级产物的产生。营养因子会促进产物的产生。 灭菌情况:随着灭菌的温度提高,时间的延长,对养分的破坏作用加大,从而影响产物的合成, 尤其是葡萄糖不宜和其他养分一起灭菌。种子质量:一般接种菌以对数生长期的后期,即菌 浓度接近高峰时最佳。接种的量较大有利于缩短到达高峰的时间,使合成的产物提前。但是 接种量过大,也可能使菌种生长过快,培养液黏度增大,导致溶氧不足,影响产物的合成。 温度:温度是保证酶活性的重要
6、条件,因此必须保证在最适宜的温度下进行。温度除了直接 影响各种反应的速率以外,还会改变发酵液的性质,影响生物合成的方向。PH: pH的变化 会影响各种酶活力,菌对基质的利用速率和细胞的结构,从而影响菌的生长和代谢产物的生 成。氧气溶氧的含量往往通过影响呼吸进而影响发酵过程,过高或过低都会阻遏发酵的进行。 二氧化碳:几乎所有的代谢产物都会有二氧化碳的产生,溶解在发酵液中的二氧化碳对氨基 酸,抗生素等发酵有抑制或刺激作用。大多数微生物适宜在低二氧化碳浓度中生长。补料对发酵的影响:及时提供菌合成产物的需要,避免有害产物的产生,延长发酵周期,降 低产率。通过补料还可以调节菌的呼吸,以免过程受氧的限制。
7、食品常用保藏技术及原理常见保藏技术的原理和优缺点一.食品热处理传热的基本概念和原理:热量的传递是由于物体或系统内不同部分之间存在温度差而引起的。 根据传热机制的不同,有三种方式 热传导,对流传热,辐射传热。食品工业中采用热处理的作用(原理):(1)杀死微生物,主要是病原菌和其他有害微生物;(2)钝化酶,主要是过氧化酶和抗坏血酸酶;(3)破坏食品中的有害成分或因子,胰蛋白 酶抑制因子;改善食品的品质和风味,产生色泽;(5)提高食品营养成分的可利用率, 可消化性等。缺点是食物中的一些热敏性成分会有损失;食品的某些特征产生不良的变化; 消耗的能量大。食品热处理的类型:工业烹饪:食品加工的一种预处理方
8、法,为了提高感官品质采取的处理 手段。热遨一破坏或钝化食品中导致食品质量变化的酶,以保持食品原有的品质,防止或减 少食品在加工过程中由酶引起的香,味的劣变和营养成分的损失;热挤压:利用螺杆挤压物料, 并加热;热杀菌: 巴氏杀菌,商业杀菌。二.非热处理食品中3非热杀菌:辐照杀菌;紫外杀菌;超高压杀菌;微波杀菌;超声波杀菌;抑菌剂或 防腐剂;臭氧;酶等。原理均为对微生物和酶形成抑制或破坏作用。几种常见的非热杀菌(1)超高压杀菌:原理:超高压的环境下,微生物的细胞膜和细胞壁结构遭到破坏,并导致 微生物的形态结构,基因结构生化反应发生变化,从而影响其生理功能,甚至破坏其生理功 能导致微生物死亡。优点:
9、营养成分损失较少,产生新的组织结构,不会产生异味。不会污 染环境,能耗低。适用范围广,前景好。缺点:需要设备耐高压,成本较高。(2)辐照杀菌:原理:射线照射过程中会产生直接或间接的化学反应。其中,直接作用是射 线产生电力作用使物质形成离子;间接效应是水分子经过辐射电离产生游离基和过氧化氢,再与细胞内的其他物质作用,产生新的化合物影响微生物的生长。缺点:可能导致射线泄漏, 辐射其他生物。(3)微波杀菌:原理:微波的热效应和非热效应共同作用于微生物,热效应导致微生物内分 子剧烈活动从而产生热量;非热效应改变细胞膜电子分布,影响细胞膜的通透性,影响微生 物正常的代谢。(4)紫外线杀菌:原理:对微生物
10、的核酸产生化学危害,导致微生物的核酸和蛋白质的合成 受阻,使细胞死亡。三.低温保藏食品低温保藏的原理:(1)低温对微生物的影响(酶活力下降,影响新陈代谢,冰晶对微生 物机械损伤,蛋白质变性);(2)低温对酸的影响(低温会使酶的活力下降,但不会丧失, 在-18C才能有效抑制酶的活力);(3)低温对食品物料的影响(植物的呼吸强度,动物的酶 活力)。食品的冷藏条件和控制因素:冷藏温度(冷藏室内的温度必须严格控制,任何温度的变化都 会对物料造成很严重的影响);空气的相对湿度;空气流速。只有空气的相对湿度较高而空气 流速较低时,才会使食品物料的水分损耗降到最低。食品在冷却冷藏过程中的变化:(1)水分蒸发
11、;(2)低温冷害与寒冷收缩;(3)成分变化;(果 蔬的一些营养成分如VC会有一定的损失,肉类成熟在自身酶的作用下蛋白质降解,肉质软化);(4)变色变味和变质(果蔬的色泽会随着成熟的过程发生改变,叶绿素减少,胡萝卜素增加。 肉类也会出现红色肉变为褐色,白色脂肪变成黄色。)在冷藏过程在发生的变化:发生重结晶,冷冻害,脂类的氧化和降解,蛋白质溶解性下降。 食品在冻结过程中发生的变化:体积增大;水分重新排布;机械损伤;非水相组分浓缩。 冻结对食品的影响:(1)物理性质变化:密度和内压;比热容;热导率;汁液流失;干耗量。(2)质构的变化: 冻结过程中,处于细胞间隙内的水分,首先形成冰晶体,并出站细胞内水
12、分向细胞间已形成 的冰晶体迁移的趋势,直到温度降低到足以使细胞内汁液就地转化为冰晶为止。冻结过程越 缓慢,上述水分分布越显著。从而使晶体生长而破坏原有的细胞组织,降低了食品复原的质量。 速冻食品的质量优于缓冻食品原因:速冻形成的冰晶细小且均匀;冻结时间及水分形成纯冰 的时间段;将温度迅速降到微生物生长活动温度一下,减少微生物的活动带来的不良影响; 物料迅速从未冻结状态转换成冻结状态,浓缩的溶质和食品组织以及各种成分相互接触的时 间显著减少,浓缩带来的危害也降到最低。四.干燥保藏干燥食品的保藏原理:干燥影响食品的水分活度;干燥影响酶的活性。食品干燥的原理:通过干燥技术将食品中的大部分水分除去,达
13、到降低水分活度,抑制微生 物生长和繁殖,延长食品储藏期的目的。干燥过程中食品物料的主要变化:(1)物理状态的变化:王维:水分除去使物料的内压降低,导致物料发生收缩;表面硬化:原因主要有两个方面,一是干燥过程中物料内部的溶质随水分向物料的表面不断 移动,在表面积累产生结晶硬化的现象;二是干燥初期,物料与介质间温度差过大,致使物 料表面迅速干燥形成一层干燥的薄膜,造成表面的硬化。薄膜是热的不良导体,会使物料内 部水分蒸发变得更加困难。物料内部多孔形成:物料的水分在干燥过程中被除去,原来水分占据的空间被空气填充而形 成空洞。化学性质变化:蛋白质:较长时间处在71c以上,对蛋白质有破坏作用;脂肪:脱水
14、过程中,物料中的油脂易发生氧化,干燥温度越高,油脂的氧化程度越强;维生素:高温对物料中的维生素有不同程度的破坏作用;食品色泽:由于高温作用,碳水化合物参与的酶促褐变和非酶褐变发生,温度越高,色素积 累越多,褐变越明显。五.浓缩与保藏浓缩保藏原理:从溶液中除去溶剂的同时,提高了制品的浓度,从而增大了渗透压,Aw降低, 抑制了微生物和酶的活性。浓缩的目的:减小质量和体积,便于食品包装,储藏和运输;提高制品的浓度,增大渗透压, 降低水分活度,延长产品的保质期;浓缩是结晶操作的预处理过程及一种控制手段;降低食 品脱水过程的能耗;改善产品的质量。蒸发浓缩过程中物料变化:(1)食品成分的变化:蛋白质,脂肪
15、,糖类,维生素及其他成分 在高温会发生变性、氧化作用。(2)粘逊溶液的粘稠性对蒸发过程的传热影响很大,尤其是蛋白质胶体溶液,随着浓度 的增大受热变性,黏度显著增大,流动性下降,大大阻碍热传导。(3)结垢性:蛋白质,糖等受热过度会变性,结块,焦化;(4)泡注隹二含蛋白质胶体较多的食品物料有较大的表面张力,蒸发沸腾时泡沫较多,会导 致大量料液流失。(5)结晶性:某些物料在浓缩过程中,当其浓度超过饱和浓度时,会产生结晶。(6)风味形成与挥发:长时间在高温下加热蒸发,会产生褐变和烧煮味,芳香物质挥发,影 响浓缩制品的品质。(7)腐蚀性:酸性食品在浓缩时应选用耐酸的容器。六.烟熏保藏烟熏的作用:杀死或抑
16、制微生物,形成特有的烟熏风味,防止腐败变质,加工新颖产品,发 色和呈味,预防氧化等。七.化学保藏食品防腐剂可分为杀菌剂和抑菌剂。杀菌剂通过一定的化学作用杀死微生物,而抑菌剂使微 生物长期滞留在缓慢繁殖时期,不进入急剧增长的对数期,从而延缓微生物的腐败作用。保鲜剂的作用:减少食品的水分散失;防止食品氧化;防止食品变色;抑制表面微生物的生长; 保持食品的风味;保持和增加脆度;提高外观可接受性;减少储运过程中的机械损伤。温度管理在食品保藏中的重要性温度是导致食品变质的一个重要方面,因此在食品保藏中很重要。(1)当温度升高到可以钝化酶,并且杀死微生物,就会延长食品的保藏性能;(2)当温度处在适宜的温度
17、范围内(10-38C),温度每升高10,化学反应速率加快一倍; 当温度降低至可以抑制微生物和酶的活性,并且对食品品质影响不大,则可以延长食品 的保质期;(4)当温度过高时,食品会因受热而使蛋白质变性,脱水,油脂氧化,以及维生素破坏等;(5)当温度过低,一些果蔬会发生变色作用,改变质构,易被微生物侵染,产生冷害。微生物在食品加工与保藏中的应用(1)细菌在食品中的应用:食用醋,发酵乳制品,氨基酸发酵;(2)酵母菌:啤酒,葡萄酒,白酒,果酒,面包;(3)霉菌:酱类,酱油;(4)蕈菌:用作食品加工的原材料,如干制蘑菇等;(5)微生物代谢产物:乳酸链球菌用于腌制肉制品的防腐;(6)微生物酶:果胶酶用于果
18、汁提高出汁率;(7)藻类:小球藻用作食材。食品腐败变质的原因:(1)微生物,主要指细菌,酵母菌,霉菌;(2)食品中自身的酶 和其他化学反应;(3)虫类,寄生虫;(4)温度;(5)水分;(6)氧气;(7)光;(8) 机械压力,损伤;(9)时间。食品污染的来源:一.食品的生物性污染:(1)食品的细菌污染(污染指标:菌落总数,MPN; 预防措施:在食品生产、加工、运输过程中实施卫生操作规范;控制细菌的生长繁殖;采取 有效的灭菌措施;保证食品从业人员的卫生。)(2)病毒类污染;(正真菌和真菌毒素污染;(预 防措施:实施良好农业操作规范;保持其Aw在0.7以下;储藏时采用通气,密封,改变空气 条件和使用
19、抗真菌剂。)(4)生物毒素污染;寄生虫与害虫污染。二.食品的化学污染:1.农药,兽药,有害金属(有害金属在体内不仅以原有的形式存在,还 可以形成高毒性的化合物。多数金属在体内有蓄积性,半衰期长,能产生急性和慢性中毒反应, 还有致畸、致癌、致突变的作用)。2.食品加工过程中形成的有害物质:(1)硝酸盐和亚硝酸 盐:主要来源为用作食品添加剂的硝酸盐和亚硝酸盐,含氮肥料的大量使用。食品在运输储 藏过程中,由于微生物作用可将硝酸盐还原,另外肉制品中的发色剂和抑菌剂等都会使亚硝 酸盐积累,长期摄入过多的亚硝酸盐容易引发癌症。(2)N-亚硝基化合物:胺类,硝酸盐和 亚硝酸盐都会形成亚硝胺。加工肉制品,腌制
20、品的含量明显高于其他食品。(3)多环芳煌: 食品在烧烤,烟熏时一些有机物的热解或不完全燃烧产生的一系列多环芳烧。其中的苯并花 的性质稳定,并具有很强的致癌性。(4)杂环胺类化合物:由于蛋白质,氨基酸热解产生的 一类化合物,经常在煎炸,烧烤的食品中存在。具有强烈的致突变性。(5)氯丙醇:在食品 加工储藏过程中形成,具有潜在致癌性。(6)丙烯酰胺:在热加工的土豆,谷类含量最高。 致癌物,且能引起神经损伤。3.环境污染物:(1)二嗯英:主要来源于氯酚类造成的蒸发, 焚烧工业垃圾,使用杀虫剂等造成,具有致癌作用。(2)多氯联苯:除有机农药外的环境持 久性的有机污染物(POP),讲解缓慢,具有富集性。三
21、.食品的放射性污染和物理污染;四.食品添加剂;五.包装容器,材料的污染。食物中毒的分类:细菌性食物中毒;有毒动植物中毒;霉变中毒;有毒化学物质中毒。食品安全性毒理学评价程序:(1)急性毒性试验;(2)遗传毒性试验;(3)亚慢性毒性试 验;(4)慢性毒性试验。 HACCP的基本原理:1 .危害分析:危害分析(HA)是HACCP系统方法的基本内容和关键步骤,通过以往资料分析, 现场实地观测,实验采样检测等方法,对食品生产中食品污染发生发展的各种因素进行系统 的分析,发现和确定食品中的有害污染物以及影响其发生发展的各种因素。危害包括:生 物性污染物 各种致病性细菌或食品腐败菌、病毒、寄生虫、霉菌、细
22、菌毒素、霉菌毒素及其 代谢产物;化学性污染物农药残留,兽药残留,有害元素,工业污染物,加工过程形成的 有毒有害物质(包括与安全相关的腐败分解物),滥用的食品添加剂,清洗剂等;物理性污 染物放射性污染和异物等。通过危害鉴定确定其危害性和危险性。危害性指危害所致后果的 严重程度,而危险性指危害发生的可能性。2 .确定关键控制点:关键控制点是能够对一个或多个危害因素实施控制措施的环节,通过这一 环节可以预防和消除食品安全中的某一危害或将其减低到可以接受的水平。这可为食品生产 加工过程中的某一操作方法或工艺流程,也可为食品生产加工的某一场所或设备。依其产生 控制作用的性质与强弱,可以分为CCP1和CC
23、P2: CCP1为经此关键控制点能完全消除危害因 素(如巴氏消毒工艺),CCP2为经此关键控制点可减轻但不能消除危害因素。3确定关键限值,保证关键控制点受到控制:这是通过关键控制点对危害因素控制与否判定的 技术依据。对每个关键控制点确定一个临界限制指标(关键限值)作为控制标准,以保证每 个关键控制点限制在安全值范围内。所用指标可以是物理性的(如时间或温度),也可以是化 学性的(如盐或醋酸的浓度、pH等),还可以是生物性质或感官性状的。最常用包括温度、 时间等物理性能,水分或水分活性(aw), pH,有效氯等。为了可操作性与可比性应尽量设置 定量指标。4.确定关键控制点的监控措施:须对控制措施的
24、实施过程进行监控,来判定其是否控制标准并 达预期效果。监控是有计划、有顺序地对已确定关键控制点进行现场观察(检查),半成品或 成品的感官评价或物理学测定,化学检验以及微生物学检验等,将结果与关键限值(临界指标) 进行比较,以判定关键控制点是否处于控制之中(得到完全控制,还是发生失控)。以监控观 点看,在被控制的关键控制点上有一个发生失误就成为一个关键缺陷,即导致消费者危害和 不安全的缺陷。诩定通过监控显示原有控制措施未达到控制标准时需立即采用的替代措施。一旦 出现偏离临界值的现象,就应该立即采取纠正措施。具体的纠正偏离措施必须能够说明关键 控制点已经得到控制中。6建立审核HACCP计划正常运转
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