食品工艺学原理.docx

1、食品工艺学原理第一章绪论1. 什么是食物、什么是食品？食物：供人类食用或具有可食性的物质。食物是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调节机能必不可少的营养物质，也是产生热量保持体温、进行体力活动的能量来源。除少数物质如盐类外，几乎全部来自动植物和微生物，主要来源由农业生产来提供。食品：将食物经过加工得到产品统称为食品,食品是经过加工制作的食物。2. 食品有哪些功能和特性？1) 营养功能:蛋白质、碳水化合物（糖）、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维。保持人类的生存，即食品的第一功能营养功能（吃饱），最基本的功能，提供营养和能量。2)感官功能:外观：大小、形状、色泽、光泽、稠度。质构：硬度、粘性、韧性、

2、弹性、酥脆。风味：分为气味和味道。气味：香气、臭味、水果味、腥味；味道：酸、甜、苦、辣、 咸、麻、鲜。为了满足视觉、触觉、味觉、听觉等感官方面的需求。第二功能满足嗜好(吃好)，这是人类对食品的物理、化学、心理的反应。3)保健功能:除食品中营养成分外，还含有一些化学物质如黄酮类、多酚、皂类化合物、肽类、低聚糖、多价不饱和脂肪酸、益生菌等。第三功能食品功能的新发展：调节人体生理功能，起到增进健康、充沛精力、恢复疾病、延缓衰老、美容等作用（吃出健康）。 食品所具有的特别性质或属性，有3个特性：1、安全性:（1）安全性：指食品无毒、无害、无副作用。与“食品卫生”为同义词。（2）影响安全性的三个方面:微

3、生物指标：细菌总数、致病菌、霉菌、病毒、化学毒素。化学污染指标：重金属如铅、砷、汞；农药残留、药物残留如抗生素类、激素类药物；滥用化学添加剂或用量超标。物理因素：食品在生产加工过程中吸附、吸收外来的放射性核素，或混入食品的杂质超标，或食品外形引起食用危险安全问题。2保藏性:（1）保藏性：在一定时期内食品应保持原有的品质或加工时的品质或质量。（2）食品的品质降低到不能被消费者接受的程度所需要的时间被定义为食品货架寿命或货架期。3方便性:食品便于食用、携带、运输、贮藏。 易拉罐、易拉盖、易拉袋。 外包装、纸盒、箱子等。 净菜、配菜。 开袋即食。保藏性、方便性是食品工业或食品科学与工程专业中所称为的

4、食品，与厨师或家庭所制作的食品的区别所在。3. 食品的质量要素主要有哪些？1) 食品感观指标（色、香、味、质构） 2）营养素含量 3）卫生指标 4）保藏期4. 常见食品的变质主要由哪些因素引起？如何控制？(以饼干、方便面、冷冻食品、罐头食品、饮料等为例来说明。)引起因素：1、微生物的作用：是腐败变质的主要原因。2、酶的作用：在活组织、垂死组织和死组织中的作用。如多酚氧化酶诱发酶促褐变。3、物理化学作用：食品在热、冷、水分、氧气、光、pH、时间的条件下发生物理化学变化，从而引起变色、褪色。控制：1、运用无菌原理：杀死微生物：高温，辐射。灭酶：加热可以灭酶。2、抑制微生物：低温（冷冻），干藏，腌制

5、，烟熏，化学防腐剂，生物发酵，辐射。3、利用发酵原理：利用代谢产物酸和抗生素或抑菌剂等如豆腐乳，食醋，酸奶等。4、维持食品最低生命活动：降低呼吸作用、低温、气调。5. 食品加工：将食物（原料）经过劳动力、机器、能量及科学知识，把它们转变成半成品或可食用的产品（食品）的方法或过程。第二章 食品的脱水1. 食品中水分的存在形式？结合水（束缚水）：化学结合水、吸附结合水、结构结合水、渗透压结合水。自由水（游离水）：滞化水、毛细管水、自由流动水。2. 水分活度：衡量水结合力的大小或区分自由水和结合水，可用水分子的逃逸程度（逸度）表示，将食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度：Aw=f/f0 式中：

6、f-食品水的逸度；f0-纯水的逸度。近似：水分活度Aw=P/P0=n2/(n1+n2) 【1：溶质 2：溶剂】3. 水分活度对微生物、酶及化学变化有什么影响？（1）对微生物生长的影响：不同类群微生物生长繁殖的最低Aw范围不同： 细菌：0.940.99 霉菌：0.800.94 耐盐细菌：0.75 耐干燥的霉菌和耐高渗透压的酵母:0.600.65 微生物不生长:0.60（2）对酶活性的影响：酶活性随Aw的提高而增大，通常在Aw为0.750.95的范围内酶活性达到最大。在Aw0.65时，酶活性降低或减弱，但要抑制酶活性，Aw应在0.15一下。因此通过Aw来抑制酶活性不是很有效。（3）对化学变化的影响

7、：同一类食品由于组成、新鲜度和其它因素而使Aw有差异，实际上食品中的脂类自动氧化、非酶褐变、微生物生长、酶的反应等都与Aw有关。当Aw I湿,物料表面水分向深层转移，但物料表面水分仍不断蒸发，表面迅速干燥，温度上升，水分蒸发转移至物料内部。只有当物料内部因温度引起水分活性增大，建立足够压力后，才会使水分转移方向改变，扩散到表面进行蒸发，此不利于物料干燥。 如果物料内部无温度梯度存在，水分将在导湿性影响下向物料表面转移，在他表面进行蒸发。如能相同的内部和外部水分扩散，就能延长恒速干燥阶段。干燥阶段曲线特征作用预热阶段干燥速率上升，温度上升，水分略有下降导湿性引起水分由内向外；导湿温性相反，但随着

8、内外温差减少，其作用减弱恒速干燥阶段干燥速率不变，温度不变，水分下降导湿性引起水分由内向外；导湿温性由于内外几乎没有温差，因此不起作用降速干燥阶段干燥速率下降，表面温度上升，水分下降变慢低水分含量时，导湿性减小，导湿温性减小12请绘制干燥曲线、干燥速率曲线及食品温度曲线，并解释各曲线的含义。曲线1：干燥曲线 曲线2：干燥速率曲线 曲线3：食品温度曲线干燥曲线：（）干燥开始的很短时间内（AB），食品含水量几乎不变。持续时间取决于食品厚度。（）随后，食品含水量直线下降（BC）。（）在某个含水量以下时（第一临界水分），食品含水量的下降速度将放慢，最后达到其平衡含水量（DE），干燥过程停止。 该曲线主

9、要由内部水分迁移与表面水分蒸发或外部水分扩散所决定。 干燥速率曲线：（）当食品含水量仅有较小变化时，干燥速度即由零增加到最大值，为升速期AB。（）在随后干燥过程中保持不变。这个阶段称恒率干燥期BC，干燥机理为表面汽化控制，表面去除的水分大体相当于物料的非结合水分。（）当食品含水量降低到C临界点时，临界点是干燥由表面汽化控制到内部扩散控制的转变点，是物料由去除非结合水到去除结合水的转折点。干燥速度开始下降，进入降率干燥期CD。（）DE食品物料表面水分全部变干，当干燥达到平衡时，水分迁移基本停止，干燥速率为0.食品表面温度曲线：（）干燥起始阶段，食品表面温度很快达到湿球温度。（）在整个恒率干燥期，

10、食品表面保持该温度不变。（）水分扩散速度低于水分蒸发速度，食品吸收的热量不仅用于水分蒸发，而且使食品温度升高。（）当食品含水量达到平衡含水量时，食品的温度等于加热空气的温度（干球温度）。13干制原料的基本要求：干物质含量高，风味色泽好，不易褐变，可食部分比例大，肉质致密，粗纤维少，成熟度适宜，新鲜完整。14干制的方法主要有哪些及分类? 对流干燥、微波干燥、冷冻干燥的原理和特点？干制方法分类：自然干制、人工干制。自然干制：晒干、阴干、晾干。人工干制：(一) 空气对流干燥 (二) 接触干燥(滚筒干燥) (三) 真空干燥 (4）冷冻干燥 (五) 微波干燥 (六) 远红外干燥对流干燥：原理：空气对流干

11、燥时最常见的食品干燥方法，以热空气为干燥介质，自然或强制地对流循环的方式与食品进行湿热交换，物料表面上的水分即汽化，并通过表面的气膜向气流主体扩散，与此同时，由于物料表面水分汽化的结果，使物料内部和表面之间产生水分梯度差，物料内部的水分因此以气态或液态的形式向表面扩散。特点：由于干燥介质使采用大气压下的空气，其温度和湿度容易控制，只要控制进口空气的温度，就可以使食品物料免遭高温破坏的危险。采用此方法时，许多食品干制时都会出现恒率干燥阶段和降率干燥阶段。因此干制过程中控制好空气的干球温度就可以改善食品品质。微波干燥：原理：利用了食品极性水分子（偶极子）在电场方向迅速交替改变的情况下，跟随进行迅速

12、的运动，因运动摩擦产生很高的热量。微波：300MHz300KHz，波长为1mm1000mm的高频交流电。特点：优点：（1）干燥速度极快（2）食品加热均匀，制品质量好（3）具有自动热平衡特性（4）容易调节和控制（5）热效率高缺点：耗电量较大，干燥成本较高，另外微波加热时热量易向角及边处集中，产生所谓的“尖角效应”。冷冻干燥（升华干燥）：原理：冷冻干燥是利用冰晶升华的原理，在高度真空的环境下，将已冻结的食品物料的水分不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，一般的真空干燥物料中的水分是在液态下转化为汽态而将食品干制。特点：物料在低压和低温下干燥，使物料中的易氧化成分不致氧化变质，热敏成分损失较小，可以

13、最大限度地保留食品原有的成分、味道、色泽和芳香；固体骨架基本保持不变，保持原有形状；具有很理想的速溶性和快速复水性。设备投资大，花费大，干燥时间长。适合需保持活性物质、高品质的食品。15合理的干制工艺条件应包括哪些？（合理选用干燥条件的原则？）1、食品表面的水分蒸发速率尽可能等于食品内部的水分扩散速率。2、在恒速干燥阶段，在第一条前提下，尽量提高热空气温度，但是对于含有黏性成分的食品，不能这样。3、在开始降速阶段，要降低空气温度和流速，提高空气相对湿度。4、干燥末期，降低温度和湿度。要达到产品所需要的平衡湿度。16影响干燥速率的食品性质有哪些？1、表面积：食品表面积越大、料层厚度越薄，干燥效果

14、越好。2、组分定向：食品微结构的定向影响水分从食品内转移的速率，水分从食品内转移在不同方向差别较大。3、细胞结构：在大多数食品中，细胞内含有部分水，而剩余水在细胞外，细胞结构间的水分比细胞内的水更容易去除。（预处理）4、溶质的类型和浓度：糖、淀粉、盐和蛋白质与水相互作用，抑制水分的流动性。溶质提高了水的沸点，影响了水分的汽化。（溶质浓度愈高，维持水分的能力愈大，相同条件下干燥速率下降）17什么是复水性?什么是复原性?复原性和复水性主要指蔬菜干制后吸水恢复原来状态的能力。复水性：新鲜食品干制后能重新吸收水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示，或用复水比、复重系数等来表示。复水比：R复 =m

15、复/m干 复水系数：K复 =m复/m原 干燥比：R干 =m原/m干复原性：干制品重新吸收水分后，在重量、大小、形状、质地、颜色、风味、结构、成分以及其他可见因素（感官评定）等方面恢复原来新鲜状态的程度。第三章 食品的热处理和杀菌1. 低酸性食品和酸性食品的分界线是什么？为什么？ 因为对人类健康危害极大的肉毒杆菌在PH4.6时不会生长，也不会产毒素，其芽孢受到强烈的抑制，而且肉毒杆菌在干燥环境中也无法生长。所以PH=4.6，Aw=0.85定为低酸性食品和酸性食品的分界线。2. 罐头食品主要有哪些腐败变质现象？罐头食品腐败变质的原因有哪些？现象：胀罐、平盖酸败、硫化黑变和霉变等腐败变质现象，此外还

16、有中毒事故。原因：初期腐败：这是因封口后等待杀菌的时间过长，罐内的微生物的生长繁殖使得内容物腐败变质。杀菌不足：热杀菌没能杀灭在正常贮运条件下可以生长的微生物，则会出现腐败变质，杀菌不足可能使有害微生物生长而非常危险。杀菌后污染：在冷却过程中及以后从外界再侵入的微生物会很快地在容器内繁殖生长，并造成胀罐。嗜热菌生长：土壤中的某些芽孢杆菌可以在很高的温度范围内生长，甚至有的经过121、60min的杀菌还能存活。若罐内污染物有嗜热菌，则一般的杀菌处理很难将它们全部杀灭。3. 影响微生物耐热性的因素主要有哪些？污染微生物的种类和数量：A.种类：霉菌和酵母的耐热性都比较低，细菌却很耐热，尤其是芽孢。B

17、.污染量:微生物量越多，全部杀灭所需的时间就越长。热处理温度：微生物生长温度以上的温度，导致微生物的死亡。罐内食品成分：A.PH:高耐热性的微生物，中性时耐热性最强，pH值偏离中性程度越大，耐热性越低，B.脂肪:脂肪含量高细菌耐热性增强。C.糖:糖的浓度越高，越难杀死微生物。D.蛋白质:食品中蛋白质含量在5%左右时，对微生物有保护作用。E.盐：低浓度食盐对微生物有保护作用，高浓度食盐则对微生物抵抗力有削弱作用。F.植物杀菌素：有些植物的汁液以及分泌的挥发性物质对微生物有抑制或杀灭作用。4. D值、TDT线、Z值、F值的概念是什么？分别表示什么意思？D值：单位为min，表示在特定的环境中和特定的

18、温度下，杀灭90%特定的微生物所需要的时间。D值越大，表示杀灭同样百分数微生物所需的时间越长，说明这种微生物的耐热性越强。热力致死时间曲线（简称TDT曲线）：用以表示将在一定环境中一定数量的某种微生物恰好全部杀灭所采用的杀菌温度和时间组合。热力致死时间曲线方程： TDT曲线与环境条件有关，与微生物数量有关，与微生物的种类有关。 Z值：单位为，是杀菌时间变化10倍所需要相应改变的温度数。在计算杀菌强度时，对于低酸性食品中的微生物，如肉毒杆菌等，一般取Z=10；在酸性食品中的微生物，采取100或以下杀菌的，通常取Z=8。F值：单位为min，采用121.1杀菌温度时的热力致死时间。F值与菌种、菌量及

19、环境条件有关。显然，F值越大，菌的耐热性越强。三者关系：D=(F/n)10(121-T)/Z。5. 热加工对植物性食品品质的影响? 植物来源的包装食品：A质构（半透膜的破坏；细胞间结构的破坏并导致细胞分离）B颜色C风味（风味物质挥发或改变） D营养素（营养素损失）动物来源的包装食品：A颜色（肌红蛋白转化成高铁肌红蛋白，从粉红色变成红褐色）B质构（肌肉收缩和变硬；变软） C营养素损失6. 影响热加工时间的因素?食品中可能存在的微生物和酶的耐热性；加热或杀菌的条件；食品的PH；罐头容器的大小；食品的物理状态。7. 罐头食品加工时“排气”的目的和方法？排气的目的：（1）降低杀菌时罐内压力，防止变形、

20、裂罐、胀袋等现象。但真空度不能太高，否则大型罐易产生瘪罐现象。（2）防止好氧性微生物生长繁殖。（3）减轻罐内壁的氧化腐蚀。（4）防止和减轻营养素的破坏及色、香、味成分的不良变化。排气方法：（1）热灌装法：将加热至一定温度的液态或半液态食品趁热装罐并立即密封。（2）加热排气法：预封后的罐头在排气箱内经一定温度和时间的加热，使罐中心温度达到80，立刻密封。（3）蒸汽喷射排气法：在专用的封口机内设置蒸汽喷射装置，临封口时喷向罐顶隙处的蒸汽驱除了空气，密封后蒸汽冷凝形成真空。（4）真空排气法：利用机械产生局部的真空环境，并在这个环境中完成封口。8. “热烫”的作用。热烫的目的与方法，蒸汽热烫方法最主要

21、的两个问题是什么？目前有什么方法解决？目的：钝化食品中的酶，减少微生物的数量。方法：热水热烫、蒸汽热烫。问题：1.能量消耗的有效性 2.物料被加热的均匀性解决方法：最能体现高温短时热烫特点处理是“单体快速热烫”。9. 各种杀菌方式的主要特点，设备，优缺点？时间和温度的选择：正确的杀菌工艺条件应恰好能将罐内细菌全部杀死和使酶钝化，保证贮藏安全，但同时又能保住食品原有的品质或恰好将食品煮熟而又不至于过度。第四章食品冷冻1. 什么是食品的冷却、冷藏、冷冻、冻藏、冻结？冷却：将食品或食品原料从天人的常温或者高温状态，经过一定的工艺处理降低到合适后续加工或者贮藏的温度。冷藏：将食品的温度降低到接近冻结点

22、，而不是一种食品的保藏方法。一般的冷藏温度-18。冷冻：采用降低温度的方式对食品进行加工和保藏的过程。冻藏：食品冻结后，再在能保持食品冻结状态的温度下贮藏食品的保藏方法。冻结：将常温食品的温度下降到冷冻状态这样一种过程，是食品冷冻贮藏前的必经阶段。2. 食品冷却的方法及其优缺点？冷却方法：冷风冷却法 冷水冷却法 接触冰冷却法 真空冷却法。3. 食品冷藏工艺条件有哪些？影响冷藏食品冷藏效果的因素？4. 食品冷藏时的变化？（1）水分蒸发：食品在冷却时，不仅食品的温度下降，而且食品中所含汁液的浓度增加，表面水分蒸发，出现干燥现象。当食品中的水分减少后，不但造成重量（俗称干耗），而且使水果、蔬菜类食品

23、失去新鲜饱满的外观。当减重达到5%时，水果、蔬菜会出现明显的凋萎现象。肉类食品在冷却贮藏中也会因水分蒸发而发生干耗，同时肉的表面收缩、硬化，形成干燥皮膜，肉色也有变化。（2）冷害：在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机制受到障碍，失去平衡，称为冷害。（3）生化作用：水果、蔬菜在收获后仍是有生命的活体，为了运输和贮运的便利，一般在收获时尚未完全成熟，因此收获后还有和后熟过程。在冷却贮藏过程中，水果、蔬菜的呼吸作用，后熟作用仍能继续进行，体内所含的成分也不断发生变化。（4）脂类变化：冷却贮藏过程中，食品中所含的油脂会发生水解，脂肪酸会氧

24、化、聚合等复杂的变化，同时使食品的风味变差，味道恶化，变色、酸败、发粘等现象。这种变化进行得非常严重时，就被人们称为“油烧”。（5）淀粉老化：淀粉大致由20%直链淀粉和80%支链淀粉构成，这两种成分形成微小的结晶，这种结晶的淀粉叫-淀粉，它在适当温度时在水中溶胀分裂形成均匀糊状溶液，这种作用叫糊化作用。糊化作用实质上是把淀粉分子间的氢键断开，水分子与淀粉的氢键形成胶体溶液。糊化的淀粉又称-淀粉。在接近0的范围内，糊化了的-淀粉分子又自动排列成序，形成致密的高度晶化的不溶性的淀粉分子，迅速出现了-淀粉的化，这就是淀粉的老化。（6）微生物增殖：冷却贮藏中，当水果、蔬菜渐渐变老或者有伤口时，霉菌就会

25、在此繁殖。肉在冷却贮藏中也会有细菌、霉菌增殖，细菌增殖时，肉的表面就会出现粘湿现象。冷却贮藏温度下，微生物特别是低温微生物，它的繁殖分解作用就并没有充分被抑制，只是速度变得缓慢些，长时间后，由于低温细菌的增殖，就会使食品发生腐败。（7）寒冷收缩：新鲜的牛肉在短时间内快速冷却，肌肉会发生显著收缩，以后即使经过成熟过程，肉质也不会十分软化，这种现象称为寒冷收缩。5. 为什么食品在低温下可以较长时间的保存（冷冻保藏的基本原理）？原理：利用低温以控制微生物生长繁殖和酶活动、生化变化以及其他变化的一种方法。6. 冷害：在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果

26、蔬的正常生理机制受到障碍，失去平衡的现象。7. 速冻的定义，速冻与缓冻的优缺点。最大冰晶体形成带的概念？速冻：食品中心从-1降到-5所需的时间在30min之内；单位时间-5的冻结层从食品表面伸向内部的距离，单位cm/h,速冻v520cm/h。速冻优点：（1）形成冰晶的颗粒小，对细胞的破坏性也比较小；（2）冻结的时间越短，允许盐分扩散和分离出水分以形成纯冰的时间也随之缩短；（3）将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度以下，能及时阻止冻结时食品的分解。（4）迅速冻结时，浓缩的溶质和食品组织、胶体以及各种成分相互接触的时间也显著缩短，因而浓缩的危害性也随之下降。速冻的缺点：费用比缓冻高。缓冻优点：费用相对速冻低。缓冻缺点：在缓冻食品中形成冰晶体较大，且由于细胞破裂，部分食品组织也受到严重破坏。且冻结速度慢。蛋白质变性，解冻后汁液流失增加，食品风味以及营养价值下降。最大冰晶体形成带：指-1-5的温度范围，大部分食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。研究表明：应以最快的速度通过最大冰晶生成带。8. 食品冻结有哪些方法？影响冻结速度的因素？冻结对食品品质的影响？方法：冻结速度：速冻、缓冻；（1）鼓风冻结：采用连续不断的低温空气在物料周围流动。（2）平板冻结（接触冻结）：物料直接与中空的金属冷冻盘接触，其中冷冻介质在中空的盘中流动。（3）喷淋或浸渍冷冻：物料直接与冷冻介质接触。