《华中农大食工原理》课件

华中农业大学食品工程原理课件欢迎来到华中农业大学食品工程原理课程！本课程将深入探讨食品加工中涉及的原理和技术。课程介绍课程名称《华中农大食工原理》课程目标理解食品加工的基本原理，掌握食品加工过程的控制方法。课程内容食品成分、食品加工原理、食品安全控制等。学习方式课堂讲授、实验操作、案例分析等。食品工艺的基本概念食品工艺的概念食品工艺是指将原料转化为可食用食品的过程。食品加工涉及一系列操作，包括清洗、切碎、混合、加热、冷却、包装等。食品工艺的作用食品工艺可以提高食品的营养价值、安全性、口感和外观，延长食品的保质期，并满足人们对不同类型食品的需求。食品的主要成分水水是食品中含量最多的成分。它参与许多化学反应，并影响食品的质地和保质期。碳水化合物碳水化合物是主要的能量来源，为人体提供能量。它们存在于谷物、水果和蔬菜中。蛋白质蛋白质是构成身体组织和器官的基本物质。它们在生长发育、免疫和酶促反应中发挥重要作用。维生素和矿物质维生素和矿物质是必需的微量营养素，它们参与身体的各种代谢过程，有助于维持健康。水的化学结构水分子由两个氢原子和一个氧原子通过共价键结合而成。氧原子具有两个孤对电子，形成一个弯曲的V形结构，键角约为104.5度。水分子具有极性，氧原子带负电荷，氢原子带正电荷，这使得水具有很强的溶解能力。水的物理性质11.密度水的密度随温度变化，在4℃时达到最大值，这是因为水分子间作用力的影响。22.表面张力水具有较高的表面张力，这与水分子间氢键的形成有关，是水滴呈现球形的原因。33.沸点与凝固点水的沸点为100℃，凝固点为0℃，这是因为水分子间存在氢键，需要较高的能量来破坏这些键。44.溶解性水是极性分子，能溶解许多极性物质，例如糖、盐等，但不能溶解非极性物质，例如油脂。水的热力学性质水的比热容水具有较高的比热容，因此能够吸收和释放大量热量，在食品加工中起着重要的作用。水的蒸汽压水的蒸汽压是指水在一定温度下，水蒸气与液态水达到平衡时的压力，它会影响食品水分的蒸发和吸附。水的熔点和沸点水的熔点和沸点在食品加工中具有重要意义，影响着食品的冷冻、解冻、加热等过程。水的表面张力水的表面张力是指水表面分子之间的相互吸引力，它会影响食品中的水分迁移和流动。水活度与食品保藏水活度指食品中水分的活度微生物生长低水活度抑制微生物生长食品保藏控制水活度可延长食品保质期碳水化合物的化学结构碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，其化学式通常为(CH2O)n。碳水化合物是生物体内重要的能量来源，也是构成细胞和组织的重要成分。它在食品中扮演着重要的角色，例如糖类、淀粉和纤维素。碳水化合物的物理性质溶解性大多数单糖和二糖易溶于水，而多糖的溶解性较差。单糖和二糖溶解于水时，形成溶液，而多糖则形成悬浮液或胶体溶液。粘度碳水化合物溶液的粘度受糖类浓度、温度和分子量的影响。浓度越高、温度越低、分子量越大，粘度越高。例如，淀粉溶液的粘度随着淀粉浓度的增加而增加。蛋白质的化学结构蛋白质是生物体内重要的生物大分子，由氨基酸通过肽键连接而成。蛋白质的化学结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。一级结构是指氨基酸的排列顺序，决定了蛋白质的折叠方式。二级结构是指多肽链的局部空间结构，如α-螺旋和β-折叠。三级结构是指整个多肽链的三维空间结构。四级结构是指多个多肽链通过非共价键相互作用形成的复杂结构。蛋白质的物理性质蛋白质的结构蛋白质的结构决定其物理性质。蛋白质的结构可以分为四级结构：一级结构是氨基酸的排列顺序，二级结构是肽链的局部折叠，三级结构是整个肽链的三维结构，四级结构是多个肽链的相互作用。蛋白质的溶解性蛋白质的溶解性与蛋白质的结构、溶剂的性质、温度、pH值等因素有关。蛋白质在水中可以形成胶体溶液，但有些蛋白质不易溶于水。蛋白质的凝固蛋白质在加热、加酸或加盐等条件下会发生凝固。凝固是蛋白质分子间的相互作用增强，导致蛋白质失去活性，结构发生改变。蛋白质的凝固是食品加工中的重要过程。脂肪的化学结构脂肪是重要的生物大分子，是生物体内重要的储能物质。脂肪由甘油和脂肪酸组成，甘油是一种三羟基醇，脂肪酸是一类长链羧酸。脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，饱和脂肪酸碳链上没有双键，不饱和脂肪酸碳链上存在一个或多个双键。脂肪的物理性质熔点脂肪的熔点与其化学结构有关。饱和脂肪的熔点较高，而不饱和脂肪的熔点较低。密度脂肪的密度通常低于水的密度。因此，脂肪会漂浮在水面上。可塑性脂肪在一定温度范围内具有可塑性，这使得它们可以被塑造成不同的形状。溶解性脂肪不溶于水，但可溶于有机溶剂，例如乙醚和氯仿。维生素的分类与作用1水溶性维生素维生素B族和维生素C是水溶性维生素，它们可以溶于水。这些维生素在体内无法长期储存，需要定期补充。2脂溶性维生素维生素A、D、E和K是脂溶性维生素，它们可以溶于脂肪，在体内储存时间更长。3维生素作用维生素在机体中起着重要的作用，它们可以帮助身体代谢能量，增强免疫力，维持正常的生理功能。矿物质的营养作用钙钙是骨骼和牙齿的主要成分，有助于骨骼生长和维持骨骼健康。铁铁是血红蛋白的组成部分，有助于氧气在体内的运输。镁镁参与能量代谢，帮助维持神经系统和肌肉的正常功能。钾钾是维持细胞内外液体平衡的重要元素，有助于调节血压和肌肉收缩。食品的感官性质11.外观颜色、形状、大小、表面光泽和纹理等因素都影响着消费者对食物的感官评价。22.气味香气是食品的重要感官特征之一，它可以激发食欲，提高食品的美味程度。33.味觉甜、酸、苦、咸、鲜是人类味觉的基本味觉，它们共同构成了食品的味觉感受。44.触觉食品的质地、硬度、脆度、粘稠度等触觉属性影响着消费者对食物的口感评价。食品原料的处理食品原料的处理是食品加工的第一步，也是至关重要的步骤。它直接影响着食品的质量和安全性。1清洗去除污垢和杂质2分选剔除腐败变质的原料3预处理切碎、粉碎等4干燥降低水分含量5包装防止污染和腐败食品加工的单元操作1粉碎增加表面积，提高反应速度2混合均匀分布各组分，改善食品品质3分离去除不需要的成分，提高食品纯度4加热杀菌灭酶，延长保质期食品加工的单元操作是指将原料进行一系列物理或化学处理，使其达到食品加工要求的过程。单元操作种类繁多，包括粉碎、混合、分离、加热、冷却、干燥、浓缩、提取、结晶等。食品包装的作用保护食品包装可有效隔离食品与外界环境，防止污染、腐败、变质，延长保质期。方便运输和储存包装可以有效保护食品在运输和储存过程中的完整性，避免损坏和浪费。提升商品价值包装可以提升食品的视觉效果，增强商品价值，吸引消费者购买。提供产品信息包装通常包含产品名称、成分、生产日期、保质期等信息，方便消费者了解和选择。食品添加剂的作用改善风味调味剂、香料等可增强食品的香味和口感，提高食欲。延长保质期防腐剂、抗氧化剂等可以抑制微生物生长，防止食品腐败变质。改善外观色素可以使食品更具吸引力，提升消费者的购买欲望。补充营养营养强化剂可以补充食品中缺乏的营养成分，如维生素、矿物质等。食品发酵的微生物机理微生物种类发酵食品利用微生物，如酵母菌、细菌和霉菌。这些微生物通过代谢活动将食物中的营养物质转化为其他物质。发酵过程微生物产生酶，例如淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，分解食物中的碳水化合物、蛋白质和脂肪，从而产生新的风味和香气。发酵产物发酵过程产生有机酸、醇类、二氧化碳和其他代谢产物，赋予食品独特的风味、质地和营养价值。食品加热杀菌的原理热力学原理高温可以破坏微生物的蛋白质结构，导致其死亡。微生物学原理不同的微生物对热敏感程度不同，需要针对性加热。食品科学原理加热杀菌需要考虑食品的热稳定性，避免营养损失和风味变化。食品冷藏冷冻的原理11.降低食品温度冷藏冷冻通过降低食品温度，抑制微生物生长，减缓酶促反应速度，延长食品保质期。22.抑制微生物生长大多数微生物在低温条件下生长缓慢甚至停止生长，冷藏冷冻可有效抑制微生物的繁殖。33.减缓酶促反应冷藏冷冻可降低酶的活性，减缓酶促反应，延缓食品的腐败变质。44.降低水分活度冷冻可使食品中的水分结冰，降低水分活度，抑制微生物的生长和酶的活性。食品酶活性的影响因素温度温度升高，酶活性提高。但超过最适温度，酶活性降低。pH值每种酶都有最适pH值。pH值偏离最适值，酶活性下降。底物浓度底物浓度增加，酶活性提高。但当底物浓度达到饱和点，酶活性不再提高。抑制剂抑制剂可以与酶结合，抑制酶活性。抑制剂的类型和浓度影响酶活性的程度。食品营养成分的变化维生素损失维生素对热敏感，高温处理会造成部分损失。例如，维生素C在加热过程中容易氧化分解。蛋白质结构变化蛋白质在高温下可能发生变性，导致其结构和功能发生改变。例如，鸡蛋在煮熟后蛋白质变性，蛋白质结构发生改变。脂肪氧化脂肪在高温下易氧化，产生醛、酮等氧化产物，导致油脂酸败，影响口感和营养价值。矿物质损失一些矿物质在加工过程中可能发生损失，例如，蔬菜中的钾在煮沸时会溶解到水中。食品质量与安全控制质量指标食品质量控制的关键指标包括感官指标、理化指标和微生物指标。安全保障食品安全控制措施包括原料筛选、加工过程控制、包装储运控制和产品检测。法规标准遵循国家食品安全法规和标准，确保食品符合安全卫生要求。消费者权益保障消费者的知情权和选择权，建立健全食品安全追溯体系。综合案例分析案例选择选择具有代表性的食品加工案例，例如：乳制品、肉制品、果蔬制品等。原理分析结合课堂所学知识，分析案例中涉及的食品加工原理，例如：杀菌、干燥、发酵等。问题探讨针对案例中的实际问题进行分析，例如：质量控制、工艺优化等。解决方案提出解决方案，并分析解决方案的可行性及影响因素。总结对案例分析进行总结，并提出对未来食品加工技术发展方向的展望。复习与讨论课堂回顾回顾本节课的主要内容，并重点关注食品工艺原理的应用。讨论案例针对食品加工过程中的实际问题，进行案例分析和讨论。拓展思考延伸学习，探讨食品工艺原理在不同食品加工领域的应用