《華中農(nóng)大食工原理》課件

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品工程原理課件歡迎來(lái)到華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品工程原理課程！本課程將深入探討食品加工中涉及的原理和技術(shù)。課程介紹課程名稱《華中農(nóng)大食工原理》課程目標(biāo)理解食品加工的基本原理，掌握食品加工過(guò)程的控制方法。課程內(nèi)容食品成分、食品加工原理、食品安全控制等。學(xué)習(xí)方式課堂講授、實(shí)驗(yàn)操作、案例分析等。食品工藝的基本概念食品工藝的概念食品工藝是指將原料轉(zhuǎn)化為可食用食品的過(guò)程。食品加工涉及一系列操作，包括清洗、切碎、混合、加熱、冷卻、包裝等。食品工藝的作用食品工藝可以提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、安全性、口感和外觀，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，并滿足人們對(duì)不同類型食品的需求。食品的主要成分水水是食品中含量最多的成分。它參與許多化學(xué)反應(yīng)，并影響食品的質(zhì)地和保質(zhì)期。碳水化合物碳水化合物是主要的能量來(lái)源，為人體提供能量。它們存在于谷物、水果和蔬菜中。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是構(gòu)成身體組織和器官的基本物質(zhì)。它們?cè)谏L(zhǎng)發(fā)育、免疫和酶促反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。維生素和礦物質(zhì)維生素和礦物質(zhì)是必需的微量營(yíng)養(yǎng)素，它們參與身體的各種代謝過(guò)程，有助于維持健康。水的化學(xué)結(jié)構(gòu)水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成。氧原子具有兩個(gè)孤對(duì)電子，形成一個(gè)彎曲的V形結(jié)構(gòu)，鍵角約為104.5度。水分子具有極性，氧原子帶負(fù)電荷，氫原子帶正電荷，這使得水具有很強(qiáng)的溶解能力。水的物理性質(zhì)11.密度水的密度隨溫度變化，在4℃時(shí)達(dá)到最大值，這是因?yàn)樗肿娱g作用力的影響。22.表面張力水具有較高的表面張力，這與水分子間氫鍵的形成有關(guān)，是水滴呈現(xiàn)球形的原因。33.沸點(diǎn)與凝固點(diǎn)水的沸點(diǎn)為100℃，凝固點(diǎn)為0℃，這是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵，需要較高的能量來(lái)破壞這些鍵。44.溶解性水是極性分子，能溶解許多極性物質(zhì)，例如糖、鹽等，但不能溶解非極性物質(zhì)，例如油脂。水的熱力學(xué)性質(zhì)水的比熱容水具有較高的比熱容，因此能夠吸收和釋放大量熱量，在食品加工中起著重要的作用。水的蒸汽壓水的蒸汽壓是指水在一定溫度下，水蒸氣與液態(tài)水達(dá)到平衡時(shí)的壓力，它會(huì)影響食品水分的蒸發(fā)和吸附。水的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)水的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)在食品加工中具有重要意義，影響著食品的冷凍、解凍、加熱等過(guò)程。水的表面張力水的表面張力是指水表面分子之間的相互吸引力，它會(huì)影響食品中的水分遷移和流動(dòng)。水活度與食品保藏水活度指食品中水分的活度微生物生長(zhǎng)低水活度抑制微生物生長(zhǎng)食品保藏控制水活度可延長(zhǎng)食品保質(zhì)期碳水化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)碳水化合物是由碳、氫、氧三種元素組成的有機(jī)化合物，其化學(xué)式通常為(CH2O)n。碳水化合物是生物體內(nèi)重要的能量來(lái)源，也是構(gòu)成細(xì)胞和組織的重要成分。它在食品中扮演著重要的角色，例如糖類、淀粉和纖維素。碳水化合物的物理性質(zhì)溶解性大多數(shù)單糖和二糖易溶于水，而多糖的溶解性較差。單糖和二糖溶解于水時(shí)，形成溶液，而多糖則形成懸浮液或膠體溶液。粘度碳水化合物溶液的粘度受糖類濃度、溫度和分子量的影響。濃度越高、溫度越低、分子量越大，粘度越高。例如，淀粉溶液的粘度隨著淀粉濃度的增加而增加。蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)重要的生物大分子，由氨基酸通過(guò)肽鍵連接而成。蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是指氨基酸的排列順序，決定了蛋白質(zhì)的折疊方式。二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，如α-螺旋和β-折疊。三級(jí)結(jié)構(gòu)是指整個(gè)多肽鏈的三維空間結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)是指多個(gè)多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互作用形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其物理性質(zhì)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以分為四級(jí)結(jié)構(gòu)：一級(jí)結(jié)構(gòu)是氨基酸的排列順序，二級(jí)結(jié)構(gòu)是肽鏈的局部折疊，三級(jí)結(jié)構(gòu)是整個(gè)肽鏈的三維結(jié)構(gòu)，四級(jí)結(jié)構(gòu)是多個(gè)肽鏈的相互作用。蛋白質(zhì)的溶解性蛋白質(zhì)的溶解性與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、溶劑的性質(zhì)、溫度、pH值等因素有關(guān)。蛋白質(zhì)在水中可以形成膠體溶液，但有些蛋白質(zhì)不易溶于水。蛋白質(zhì)的凝固蛋白質(zhì)在加熱、加酸或加鹽等條件下會(huì)發(fā)生凝固。凝固是蛋白質(zhì)分子間的相互作用增強(qiáng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)失去活性，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。蛋白質(zhì)的凝固是食品加工中的重要過(guò)程。脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)脂肪是重要的生物大分子，是生物體內(nèi)重要的儲(chǔ)能物質(zhì)。脂肪由甘油和脂肪酸組成，甘油是一種三羥基醇，脂肪酸是一類長(zhǎng)鏈羧酸。脂肪酸分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，飽和脂肪酸碳鏈上沒(méi)有雙鍵，不飽和脂肪酸碳鏈上存在一個(gè)或多個(gè)雙鍵。脂肪的物理性質(zhì)熔點(diǎn)脂肪的熔點(diǎn)與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。飽和脂肪的熔點(diǎn)較高，而不飽和脂肪的熔點(diǎn)較低。密度脂肪的密度通常低于水的密度。因此，脂肪會(huì)漂浮在水面上?？伤苄灾驹谝欢囟确秶鷥?nèi)具有可塑性，這使得它們可以被塑造成不同的形狀。溶解性脂肪不溶于水，但可溶于有機(jī)溶劑，例如乙醚和氯仿。維生素的分類與作用1水溶性維生素維生素B族和維生素C是水溶性維生素，它們可以溶于水。這些維生素在體內(nèi)無(wú)法長(zhǎng)期儲(chǔ)存，需要定期補(bǔ)充。2脂溶性維生素維生素A、D、E和K是脂溶性維生素，它們可以溶于脂肪，在體內(nèi)儲(chǔ)存時(shí)間更長(zhǎng)。3維生素作用維生素在機(jī)體中起著重要的作用，它們可以幫助身體代謝能量，增強(qiáng)免疫力，維持正常的生理功能。礦物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用鈣鈣是骨骼和牙齒的主要成分，有助于骨骼生長(zhǎng)和維持骨骼健康。鐵鐵是血紅蛋白的組成部分，有助于氧氣在體內(nèi)的運(yùn)輸。鎂鎂參與能量代謝，幫助維持神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉的正常功能。鉀鉀是維持細(xì)胞內(nèi)外液體平衡的重要元素，有助于調(diào)節(jié)血壓和肌肉收縮。食品的感官性質(zhì)11.外觀顏色、形狀、大小、表面光澤和紋理等因素都影響著消費(fèi)者對(duì)食物的感官評(píng)價(jià)。22.氣味香氣是食品的重要感官特征之一，它可以激發(fā)食欲，提高食品的美味程度。33.味覺(jué)甜、酸、苦、咸、鮮是人類味覺(jué)的基本味覺(jué)，它們共同構(gòu)成了食品的味覺(jué)感受。44.觸覺(jué)食品的質(zhì)地、硬度、脆度、粘稠度等觸覺(jué)屬性影響著消費(fèi)者對(duì)食物的口感評(píng)價(jià)。食品原料的處理食品原料的處理是食品加工的第一步，也是至關(guān)重要的步驟。它直接影響著食品的質(zhì)量和安全性。1清洗去除污垢和雜質(zhì)2分選剔除腐敗變質(zhì)的原料3預(yù)處理切碎、粉碎等4干燥降低水分含量5包裝防止污染和腐敗食品加工的單元操作1粉碎增加表面積，提高反應(yīng)速度2混合均勻分布各組分，改善食品品質(zhì)3分離去除不需要的成分，提高食品純度4加熱殺菌滅酶，延長(zhǎng)保質(zhì)期食品加工的單元操作是指將原料進(jìn)行一系列物理或化學(xué)處理，使其達(dá)到食品加工要求的過(guò)程。單元操作種類繁多，包括粉碎、混合、分離、加熱、冷卻、干燥、濃縮、提取、結(jié)晶等。食品包裝的作用保護(hù)食品包裝可有效隔離食品與外界環(huán)境，防止污染、腐敗、變質(zhì)，延長(zhǎng)保質(zhì)期。方便運(yùn)輸和儲(chǔ)存包裝可以有效保護(hù)食品在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中的完整性，避免損壞和浪費(fèi)。提升商品價(jià)值包裝可以提升食品的視覺(jué)效果，增強(qiáng)商品價(jià)值，吸引消費(fèi)者購(gòu)買。提供產(chǎn)品信息包裝通常包含產(chǎn)品名稱、成分、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等信息，方便消費(fèi)者了解和選擇。食品添加劑的作用改善風(fēng)味調(diào)味劑、香料等可增強(qiáng)食品的香味和口感，提高食欲。延長(zhǎng)保質(zhì)期防腐劑、抗氧化劑等可以抑制微生物生長(zhǎng)，防止食品腐敗變質(zhì)。改善外觀色素可以使食品更具吸引力，提升消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑可以補(bǔ)充食品中缺乏的營(yíng)養(yǎng)成分，如維生素、礦物質(zhì)等。食品發(fā)酵的微生物機(jī)理微生物種類發(fā)酵食品利用微生物，如酵母菌、細(xì)菌和霉菌。這些微生物通過(guò)代謝活動(dòng)將食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。發(fā)酵過(guò)程微生物產(chǎn)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、蛋白質(zhì)和脂肪，從而產(chǎn)生新的風(fēng)味和香氣。發(fā)酵產(chǎn)物發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生有機(jī)酸、醇類、二氧化碳和其他代謝產(chǎn)物，賦予食品獨(dú)特的風(fēng)味、質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。食品加熱殺菌的原理熱力學(xué)原理高溫可以破壞微生物的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其死亡。微生物學(xué)原理不同的微生物對(duì)熱敏感程度不同，需要針對(duì)性加熱。食品科學(xué)原理加熱殺菌需要考慮食品的熱穩(wěn)定性，避免營(yíng)養(yǎng)損失和風(fēng)味變化。食品冷藏冷凍的原理11.降低食品溫度冷藏冷凍通過(guò)降低食品溫度，抑制微生物生長(zhǎng)，減緩酶促反應(yīng)速度，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。22.抑制微生物生長(zhǎng)大多數(shù)微生物在低溫條件下生長(zhǎng)緩慢甚至停止生長(zhǎng)，冷藏冷凍可有效抑制微生物的繁殖。33.減緩酶促反應(yīng)冷藏冷凍可降低酶的活性，減緩酶促反應(yīng)，延緩食品的腐敗變質(zhì)。44.降低水分活度冷凍可使食品中的水分結(jié)冰，降低水分活度，抑制微生物的生長(zhǎng)和酶的活性。食品酶活性的影響因素溫度溫度升高，酶活性提高。但超過(guò)最適溫度，酶活性降低。pH值每種酶都有最適pH值。pH值偏離最適值，酶活性下降。底物濃度底物濃度增加，酶活性提高。但當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到飽和點(diǎn)，酶活性不再提高。抑制劑抑制劑可以與酶結(jié)合，抑制酶活性。抑制劑的類型和濃度影響酶活性的程度。食品營(yíng)養(yǎng)成分的變化維生素?fù)p失維生素對(duì)熱敏感，高溫處理會(huì)造成部分損失。例如，維生素C在加熱過(guò)程中容易氧化分解。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化蛋白質(zhì)在高溫下可能發(fā)生變性，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。例如，雞蛋在煮熟后蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。脂肪氧化脂肪在高溫下易氧化，產(chǎn)生醛、酮等氧化產(chǎn)物，導(dǎo)致油脂酸敗，影響口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。礦物質(zhì)損失一些礦物質(zhì)在加工過(guò)程中可能發(fā)生損失，例如，蔬菜中的鉀在煮沸時(shí)會(huì)溶解到水中。食品質(zhì)量與安全控制質(zhì)量指標(biāo)食品質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標(biāo)包括感官指標(biāo)、理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)。安全保障食品安全控制措施包括原料篩選、加工過(guò)程控制、包裝儲(chǔ)運(yùn)控制和產(chǎn)品檢測(cè)。法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)遵循國(guó)家食品安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，確保食品符合安全衛(wèi)生要求。消費(fèi)者權(quán)益保障消費(fèi)者的知情權(quán)和選擇權(quán)，建立健全食品安全追溯體系。綜合案例分析案例選擇選擇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。原理分析結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)，分析案例中涉及的食品加工原理，例如：殺菌、干燥、發(fā)酵等。問(wèn)題探討針對(duì)案例中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析，例如：質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化等。解決方案提出解決方案，并分析解決方案的可行性及影響因素?？偨Y(jié)對(duì)案例分析進(jìn)行總結(jié)，并提出對(duì)未來(lái)食品加工技術(shù)發(fā)展方向的展望。復(fù)習(xí)與討論課堂回顧回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，并重點(diǎn)關(guān)注食品工藝原理的應(yīng)用。討論案例針對(duì)食品加工過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行案例分析和討論。拓展思考延伸學(xué)習(xí)，探討食品工藝原理在不同食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用