食品工艺学模板.docx
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1、食品工艺学食品技术原理第一章 绪论第一节 食品加工概念一、食物和食品食物是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调整机能必不可少营养物质,也是产生热量保持体温、进行体力活动能量起源。食品经过加工制作事物统称为食品1. 食品概念及分类对食品不一样人关心侧面不一样不一样地域也有不一样情况分类:食品分类方法很多,能够按保藏方法分、按原料种类分、按原料和加工方法分、按产品特点分。2. 食品要求:外观、风味、营养卫生和要求、货架寿命、方便、功效性质二、加工工艺1概念 食品科学和工程领域部分概念食品科学:借用Food Science (Norman)定义,食品科学能够定义为应用基础科学及工程知识来研究食品物理
2、、化学及生化性质及食品加工原理一门科学。-食品工艺五个基础框架1. 食品基础研究领域(或称之为狭义食品科学):包含食品化学,研究食品组成、结构、物化生化特点及加工和使用过程中改变一门科学。2. 食品分析领域:分析食品产品及组分质量特点、化学边原理3. 食品微生物领域:环境对食品腐败作用和微生物对食品本身及食品制造过程影响、微生物检验、公共健康等问题一门科学4. 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、包装及污染加工原因、良好生产操作及卫生操作一门科学这也是本课程关键研究内容5. 食品工程领域:即研究食品加工过程中工程原理及单元操作科学,工程原理包含物料和能量平衡、热力学
3、、流体;流体流动、传热和传质等等。食品工艺学食品工艺学是应用化学、物理学、生物学、微生物学和食品工程原理等各方面基础知识、研究食品资源利用、原辅材料选择、保藏加工、包装、运输和上述原因对食品质量货架寿命、营养价值、安全性等方面影响一门科学。-食品加工概念:在描述食品加工概念之前,先熟悉部分经典食品加工步骤。加工基础概念包含:增加热能并升高温度去除热能或降低温度去除水分或降低水分含量利用包装以维持因为加工操作带来产品特征2. 食品加工目标:增加多样性;提供健康所需营养素;为制造商提供利润;延长食品储存时间食品加工过程或多或少全部含有这些目标,但要加工一个特定产品其目标性可能各不相同比如冷冻食品目
4、标关键是保藏或延长货架寿命糖果工业关键目标是提供多样性不过要达成各个产品目标却并不简单,并不是买来设备就能够生产,或达成生产出食品并赢利目标以橙汁和火腿肠为例第二节 食品加工原料特征和要求一、食品原料关键组成二、影响原料加工原因原料采收运输基础标准原料应该在其品质最好时候进行采收、屠宰或用其它方法进行采集。原料在搬运中要避免损伤将原料保藏在尽可能降低变质条件下蔬菜、水果、粮食、坚果等植物性原料在采收或离开植物母体以后仍然是活家畜、家禽和鱼类在屠宰后,组织即死亡,但污染这些产品微生物是活,同时,细胞中生化反应在继续。原料品质决不会随贮藏时间延长而变好,产品一经采收或屠宰后即进入变质过程。加工过程
5、本身不能改善原料品质,可能使有制品变得可口部分,但不能改善最初品质。1.影响原料品质原因(1)微生物影响 (2)酶在活组织、垂死组织和死组织中作用 (3)呼吸(4)蒸腾和失水 (5)成熟和后熟成熟定义: 水果或蔬菜器官连接在植株上时所发生改变现象。通常伴随成熟过程进行有利于提升产品品质。(注意适度,不然会快速后熟,快速出现严重品质降低)后熟定义: 水果脱离果树或植株后于消费或加工前所发生改变。最终后熟程度是在采收后形成最好食品品质。要了解合适后熟即使能够改善水果口味,但不能改善它基础品质。水果基础品质是因为水果在果树上达成最好成熟度时间来决定。大多数蔬菜不发生后熟过程(6)动植物组织龄期和其组
6、织品质关系组织龄期指两个不一样阶段(1) 植物器官或动物在其采收或屠宰时生理龄期(2) 采收或屠宰后原料存放时间。和采收前品质相关植物组织龄期往往是决定性。例芦笋、青豆荚2.根据变质可能性将原料分类极易腐败原料(1天2周)如肉类和大多数水果和部分蔬菜采收(屠宰、切割)、搬运、包装、贮藏条件可能强烈影响其品质冷藏温度应该合理(一些果蔬会冻害)中等腐败性原料(2周2月)柑橘、苹果和大多数块根类蔬菜冷害问题稳定原料(28月)粮食谷物、种子和无生命原料如糖、淀粉和盐等3. 原料贮藏和保鲜: 温度气调贮藏包装第三节 食品质量原因及其控制质量定义:食品好程度,包含口感、外观、营养价值等。或将质量看成是组成
7、食品特征及可接收性要素食品质量:物理感觉(外观、质构、风味)、营养质量、卫生质量、耐储藏性一、质量原因(一)物理原因1. 外观原因 (1)大小形状 (2)颜色、色泽 (3)一致性2. 质构原因(1 )新鲜状态 (2 )加工过程 (3 )加工以后部分原因3. 风味原因 (1)味觉和香味(2)色泽和质构对风味也有影响(二)、营养原因 (三)、卫生原因(四)、耐储藏性 如啤酒泡沫稳定性; 柑橘汁浑浊稳定性; 油脂蛤败二、 变质影响原因变质概念:包含品质下降、营养价值、安全性和审美感觉下降影响原因 1. 微生物2. 天然食品酶3. 热、冷4. 水分5. 氧气 6. 光7. 时间三、食品保藏标准若短时间
8、保藏,有两个标准(1)尽可能延长活体生命(2)假如必需终止生命,应该立即洗净,然后把温度降下来长时间保藏 则需控制多个原因1. 控制微生物加热 杀灭微生物巴氏杀菌灭菌(1)冷冻保藏: 抑制微生物 (2)干藏 : 抑制微生物(3)高渗透 (4)烟熏 (5)气调 (6)化学保藏 (7)辐射(8)生物方法2. 控制酶和其它原因控制微生物方法很多也能控制酶反应及生化反应,但不一定能完全覆盖 比如:冷藏能够抑制微生物但不能抑制酶。加热、辐射、干藏也类似3.其它影响原因包含昆虫、水分、氧、光能够经过包装来处理。思索题1.影响原料品质原因关键有哪些?2.食品质量原因关键有哪些?3.常见食品变质关键由哪些原因
9、引发?怎样控制?以饼干、方便面、冷冻食品、罐头食品、饮料等为例来说明第四节 食品工业发展及其前景广义上讲,食品工业不管从哪个角度全部是各个国家国民经济基础或支柱之一。包含农业、食品制造、市场三个方面第五节 食品技术原理关键研究范围和内容研究原材料特点1.研究充足利用现有食品资源和开辟食品资源路径比如一大批含有功效性质、保健性质食品在80年代中后期开始被开发以前未被充足利用资源,比如马铃薯、面粉2.研究食品保藏原理、探索食品生产、储藏、运输和分配过程中腐败变质原因和控制路径食品腐败变质特征和程度取决于两类原因:非微生物原因和微生物原因非微生物原因包含:糖损失、含氮物质含量和组分改变、维生素氧化和
10、损失、脂肪氧化、水分改变等。这些改变会造成口感、色泽、风味和产品一致性不一样,造成不能被消费者接收。具体举例说明并说明原因和处理措施微生物原因3.研究影响食品质量、包装和污染加工原因,研究良好生产方法、工艺设备和生产组织比如加工原因中热加工对水果制品质量影响、对应改善(工艺设备和保藏工艺两方面改善)比如肉制品中腌制工艺比如奶粉速溶性废弃物处理:乳清、黄浆水4. 研究食品安全性、良好生产操作和卫生操作(GMP)比如 89年中国蘑菇罐头99年牛肉汉堡O157: H7污染5.发明新型、方便和特需食品改变食品营养成份以适应特定人群需要添加营养素到特定食品改善质量提升品质应用功效改善,包含包装方便性、食
11、用方便性、成本降低等第二章 食品脱水加工1. 食品干藏概念一个说法:指在自然或控制条件下,使食品中水分降低到足以预防腐败变质水平后并一直保持低水分保藏方法。另一个说法:从食品中较完全地去处水分,该条件不造成或几乎不造成食品性质其它改变(除水分外)。2. 食品脱水加工历史3. 脱水加工特点和好处(1)延长保藏期;(2)一些食品干制后,重量减轻、体积缩小,可节省包装和运输费用;(3)带来了方便性;(4)设备可好可差。4. 脱水技术进展第一节 食品干藏原理1. 水分活度我们把食品中水逸度和纯水逸度之比称为水分活度。水分逃逸趋势通常能够近似地用水蒸汽压来表示,在低压或室温时,f/f0 和P/P0之差很
12、小(1%),故用P/P0来定义aW是合理。(1) 定义Aw = P/P0其中 P:食品中水蒸汽分压 P0:纯水蒸汽压(相同温度下纯水饱和蒸汽压)水分活度大小取决于:水存在量;温度;水中溶质浓度、食品成份、水和非水部分结合强度表2-1 常见食品中水分含量和水分活度关系(2)测量利用定义;利用平衡相对湿度概念aW100=相对湿度具体方法参考 Food engineering propertiesM.M.A.Mao2. 水分活度对食品影响大多数情况下,食品稳定性(腐败、酶解、化学反应等)和水分活度是紧密相关。(1)水分活度和微生物生长关系 p15 图1-1-1;(2)干制对微生物影响p18(3)水分
13、活度和酶反应和化学反应关系思索题1.水分活度概念2.水分活度对微生物影响3.水分活度对酶及其它反应影响3. 食品中水分含量(M)和水分活度之间关系(1)水分吸附等温线认识(2)温度对水分吸附等温线影响(3)水分吸附等温线应用 以珍味鱼干、小麦干制等为例说明4. 对食品干制基础要求(1)原料质量(2)操作环境(3)原料预处理(4)干制后食品水分二.干藏原理 将食品中水分活度降到一定程度,使食品能在一定保质期内不受微生物作用而腐败,同时能维持一定质构不变即控制生化反应及其它反应。假如干制食品发生腐败变质 原因1. 微生物污染(霉变),是否水分活度不足以控制微生物2. 脂肪蛤败 3. 虫害思索题1.
14、 水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响?简述干藏原理2. 在北方生产紫菜片,运到南方,出现霉变,是什么原因,怎样控制?第二节 食品液体浓缩浓缩方法(1)膜浓缩 (2)蒸发 (3)冷冻浓缩不一样浓缩方法比较表1 不一样浓缩方法能量效率和浓缩程度一、膜浓缩 种类和应用膜浓缩关键采取反渗透和超滤两种反渗透关键用于分离水和低分子量溶液,这些溶液含有高渗透压。超滤用于从高分子量物料(如蛋白质、多糖)中分离低分子量物料。2. 反渗透原理3. 超滤原理和反渗透类似,驱动力也是渗透压和外加压力差。差异是超滤不能截留低分子量物料,但反渗透能够。4. 膜反渗透膜通常采取醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等含
15、有高度稳定性和高强度并含有要求通透性材料超滤膜通常采取聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚酯、刚性醋酸酯等材料结构通常有两种一个为微孔膜关键用于卷式、板式和管式膜;另一个为中空纤维膜,用于中空纤维系膜系统。5. 设备6.膜浓缩应用在处理稀溶液时反渗透可能是最经济浓缩方法;食品工业中最大商业化应用是乳清浓缩.其它还包含蒸发前果汁浓缩柠檬酸、咖啡、淀粉糖浆、天然提取物乳清脱盐(但保留糖)纯化水超滤最大应用也是乳制品行业,如预浓缩,选择性脱乳糖或脱盐,分离功效性成份。其它应用包含:酶、其它蛋白质或多糖分离、浓缩除菌酿造工业果汁澄清反渗透之前预处理例1 乳清分离过程中超滤、反渗透应用例3 苹果汁澄清常
16、规方法A和膜处理方法B比较思索题1.膜分离种类关键有哪些?各自分离范围和原理是什么?2.举例说明膜浓缩应用。假设一食品体系中含有大分子多糖(分子量大于10万),蛋白质(分子量5万左右),低分子多肽,低聚糖(聚合度小于10),单糖和矿物质,请问怎样分离并浓缩?二、蒸发1. 蒸发原理(1)传热和传质(2)热量和质量平衡原理(3)影响传热原因: 温差、传热面沉淀、界面膜2. 影响蒸发经济性原因 因为发泡和夹带等引发物料损失 能量消耗,降低能量消耗方法 二次蒸汽再压缩 二次蒸汽再加热 多效蒸发(多效系统数量取决于节省能量和操作费用增加比较)3. 蒸发设备4. 蒸发对食品影响 风味 风味物质损失处理方法
17、包含: A 将浓缩物和部分新鲜物料混合,以提升风味;B 风味物质回收 风味劣变 颜色 加深 营养物质损失5. 蒸发设备选择三 冷冻浓缩 冷冻浓缩是利用冰和水溶液之间固液相平衡原理一个浓缩方法。 采取冷冻浓缩方法,溶液在浓度上是有程度(溶质浓度不能超出低共熔浓度)。 操作包含两个步骤,首先是部分水分从水溶液中结晶析出,以后将冰晶和浓缩液加以分离。 尤其适合于热敏性食品浓缩,避免芳香物质因加热所造成挥发损失。思索题 常见浓缩方法有哪些?怎样选择合理浓缩路径?第三节 干燥一、食品干制基础原理1. 食品水分吸收和解吸2. 食品干制过程特征(1)干燥曲线 干制过程中食品绝对水分和干制时间关系曲线 干燥时
18、,食品水分在短暂平衡后,出现快速下降,几乎时直线下降,当达成较低水分含量时(第一临界水分),干燥速率减慢,随即达成平衡水分。(2)干燥速率曲线 伴随热量传输,干燥速率很快达成最高值,然后稳定不变,此时为恒率干燥阶段,此时水分从内部转移到表面足够快,从而能够维持表面水分含量恒定,也就是说水分从内部转移到表面速率大于或等于水分从表面扩散到空气中速率(3)食品温度曲线 早期食品温度上升,直到最高值湿球温度,整个恒率干燥阶段温度不变,即加热转化为水分蒸发所吸收潜热(热量全部用于水分蒸发) 在降率干燥阶段,温度上升直到干球温度,说明水分转移来不及供水分蒸发,则食品温度逐步上升。曲线特征改变关键是内部水分
19、扩散和表面水分蒸发或外部水分扩散所决定 食品干制过程特征总结:干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面水分蒸发或外部水分扩散,则恒率阶段能够延长,若内部水分扩散速率低于表面水分扩散,就不存在恒率干燥阶段。 外部很轻易了解,取决于温度、空气、湿度、流速和表面蒸发面积、形状等 那么内部水分扩散速率影响原因或决定原因是什么呢?二、干燥机制温度梯度表面水分扩散到空气中内部水分转移到表面水分梯度FoodH2Ol 干制过程中潮湿食品食品表面水分受热后首先有液态转化为气态,即水分蒸发,以后,水蒸气从食品表面向周围介质扩散,此时表面湿含量比物料中心湿含量低,出现水分含量差异,即存在水分梯度。水分扩散通常总是从高
20、水分处向低水分处扩散,亦即是从内部不停向表面方向移动。这种水分迁移现象称为导湿性。l 同时,食品在热空气中,食品表面受热高于它中心,所以在物料内部会建立一定温度差,即温度梯度。温度梯度将促进水分(不管是液态还是气态)从高温向低温处转移。这种现象称为导湿温性。1. 导湿性水分梯度若用W绝 表示等湿面湿含量或水分含量(kg/kg干物质),则沿法线方向相距n另一等湿面上湿含量为W绝+ W绝 ,那么物体内水分梯度grad W绝则为:grad W绝= lim ( W绝 /n)= W绝/ n n 0W绝 物体内湿含量,即每千克干物质内水分含量(千克)n 物料内等湿面间垂直距离(米)导湿性引发水分转移量可根
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