《食品科學(xué)概論》課件-緒論

1食品科學(xué)與工程導(dǎo)論授課教師：曾藝瓊食品科學(xué)與工程教研室ConspectusofFoodSciences2食品科學(xué)概論的教學(xué)目的(1)了解食品科學(xué)的發(fā)展概況；(2)掌握食品科學(xué)的基本概念、基本原理和基本研發(fā)方法；(3)了解基本的保健養(yǎng)生方法。3教學(xué)參考書(1)食品科學(xué)導(dǎo)論,帕克(R.Parker)(美)著,影印本,中國(guó)輕工業(yè)出版社，2005(2)食品科學(xué)(第五版),N.N.Potter和J.H.Hotchkiss(美),王璋等譯,中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001(3)食品科學(xué)概論,張有林著,科學(xué)出版社,2006(4)食品化學(xué),O.R.菲尼馬(美)編著,王璋等譯,中國(guó)輕工業(yè)出版社，1991(5)食品生物技術(shù)導(dǎo)論,羅云波等主編,化學(xué)工業(yè)出版社，2006(6)食品工程導(dǎo)論,葛可山等主編,化學(xué)工業(yè)出版社，2006(7)發(fā)酵食品微生物學(xué),BrianJ.B.Wood(英)主編,徐巖譯,中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001(8)肉制品與水產(chǎn)品的風(fēng)味,F.Shahidi(加)著,李潔等譯,中國(guó)輕工業(yè)出版社，20014第一章緒論第一節(jié)食品的概念

通常人們把加工了的食物稱之為食品。一、食品的定義

食物是人體生長(zhǎng)發(fā)育、更新細(xì)胞、修補(bǔ)組織、調(diào)節(jié)機(jī)能必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也是產(chǎn)生熱量、保持體溫、進(jìn)行各種活動(dòng)的能量來源。5

食品是指各種供人體食用或飲用的成品和原料，以及按照傳統(tǒng)即是食品又藥品的物品，但不包括以治療為目的的物品。6二、食品應(yīng)具備的條件1、安全衛(wèi)生2、應(yīng)含有一定的營(yíng)養(yǎng)成分3、感官性狀好4、其他：包裝合理、耐藏。7三、食品與藥品的區(qū)別1、原料不同：食品：經(jīng)過人么長(zhǎng)期食用檢驗(yàn)并證明對(duì)人體無毒無害的大宗原料。藥品：往往對(duì)人體有一定的毒副作用。2、功能不同：食品：充饑飽腹、滿足食欲、營(yíng)養(yǎng)保健、聯(lián)絡(luò)感情、享受審美、社會(huì)安定。藥品：防病治病8四、食品的分類保健食品：又稱功能性食品，是指具有特定的保健功能的食品，即適宜于特定的人群食用，可調(diào)節(jié)機(jī)體的功能，但不以治療為目的。綠色食品：遵循可持續(xù)發(fā)展，按照特定生產(chǎn)方式生產(chǎn)，經(jīng)專門機(jī)構(gòu)認(rèn)證，許可使用綠色食品標(biāo)志的無污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)類食品。A級(jí)和AA級(jí)。有機(jī)食品：真正無污染、純天然、高品質(zhì)、高質(zhì)量的健康食品。轉(zhuǎn)基因食品：利用基因工程技術(shù)改變基因組構(gòu)成，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去，改造其生物的遺傳物性，并使其性狀、市場(chǎng)價(jià)值、物種品質(zhì)向人們所需要的目標(biāo)改變。9第二節(jié)食品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一、食品質(zhì)量的概念食品產(chǎn)品適合一定用途，能滿足社會(huì)需要極其滿足程度的屬性，包括功能性、衛(wèi)生性、營(yíng)養(yǎng)性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。10二、食品質(zhì)量的評(píng)定方法感官指標(biāo)：外觀、色澤、風(fēng)味、質(zhì)地。理化指標(biāo)：正常營(yíng)養(yǎng)成分、有害成分、有效成分、食品添加劑成分、其他。衛(wèi)生指標(biāo)：11三、食品質(zhì)量的控制目前我國(guó)開展的認(rèn)證體系主要有ISO9000系列認(rèn)證和QS認(rèn)證。ISO9000：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定、頒發(fā)的質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)。QS：我國(guó)食品質(zhì)量安全市場(chǎng)準(zhǔn)入制度。12

第三節(jié)食品科學(xué)的研究領(lǐng)域食品科學(xué)可以定義為將基礎(chǔ)學(xué)科和工程學(xué)的理論用于研究食品基本的物理、化學(xué)和生物化學(xué)性質(zhì)以及食品加工原理的一門學(xué)問。食品工藝學(xué)則是運(yùn)用食品科學(xué)原理來從事食品的選擇、保藏、加工、包裝及銷售，它影響消費(fèi)安全、營(yíng)養(yǎng)和食品衛(wèi)生。

由此可見，食品科學(xué)是一門涉及范圍很廣的學(xué)科，包括食品生物學(xué)、食品工程和食品化學(xué)。由于食品與人直接相關(guān)，有的食品科學(xué)家也對(duì)食品選擇的心理學(xué)發(fā)生興趣，他們研究食品的感官性質(zhì)。13

食品科學(xué)家是圍繞食品這一主題開展活動(dòng)的，其主要研究?jī)?nèi)容有食品原料、食品營(yíng)養(yǎng)、食品衛(wèi)生、食品安全、食品機(jī)械、食品加工、食品保藏、食品感官、食品運(yùn)輸、食品銷售、食品消費(fèi)、食品文化、食品心理、生產(chǎn)監(jiān)控和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，涉及食品技術(shù)和科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的各個(gè)方面。14內(nèi)涵更廣泛的食品學(xué)科包括：

食品化學(xué)涵蓋食品基本的成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及在加工和使用過程中發(fā)生的化學(xué)變化。食品分析涉及對(duì)食品產(chǎn)品及成分作定量的物理、化學(xué)分析的原理、方法與技術(shù)。分析應(yīng)該按照為食品加工設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來進(jìn)行。食品微生物學(xué)研究食品的微生物生態(tài)學(xué)，如環(huán)境對(duì)食品腐敗和食品生產(chǎn)的影響，食品中微生物的物理、化學(xué)變化和生物降解，食品原料及產(chǎn)品的微生物學(xué)檢驗(yàn)以及公共健康和衛(wèi)生微生物學(xué)。食品加工研究食品原料的一般特性，有關(guān)食品保藏，影響品質(zhì)的加工因素，包裝、水和廢物處理，良好的生產(chǎn)實(shí)踐和衛(wèi)生程序等基本原理。15

食品工程食品工程的內(nèi)容包括流體流動(dòng)、傳熱與傳質(zhì)、混合與乳化、結(jié)晶、制冷、吸附與離子交換、冷凍濃縮、冷凍干燥、分子蒸餾、超臨界萃取、食品擠壓、膜分離、微濾和超濾和超微粉碎等新技術(shù)。食品過程工程的內(nèi)容包括物料輸送、冷加工與冷藏、新型食品殺菌與滅菌、超高壓殺菌、輻射殺菌、磁力殺菌、酶技術(shù)、發(fā)酵工程、化學(xué)變性、焙烤、腌漬和熏制、蒸煮擠壓、成型、食品包裝、食品原料特性與儲(chǔ)運(yùn)、原料預(yù)處理、食品原料綜合利用以及在線檢查與自動(dòng)控制等。16食品工業(yè)工程的內(nèi)容包括：食品工廠設(shè)計(jì)、食品工廠管理、食品營(yíng)銷、食品研究與開發(fā)；以及法規(guī)及通用標(biāo)準(zhǔn)、食品產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、食品安全與衛(wèi)生、良好生產(chǎn)操作規(guī)程(GMP)、危害分析關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)，以及ISO9000質(zhì)量認(rèn)證體系。17

食品生物學(xué)涉及對(duì)酶的特性、催化機(jī)理、酶催化動(dòng)力學(xué)、酶反應(yīng)輔助因素等；氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生物合成與降解、加工與營(yíng)養(yǎng)功能；糖類生物化學(xué)特性、生物合成與降解、加工營(yíng)養(yǎng)功能、褐變與食品色香味；脂類生物化學(xué)特性、生物合成與降解、生理活性脂類、食用油脂的生產(chǎn)與加工；核酸的結(jié)構(gòu)與功能、核苷酸及其衍生物類的制備和生理活性、核酸代謝分子生物學(xué)、遺傳工程等；細(xì)胞及細(xì)胞器、生物膜的結(jié)構(gòu)與功能；以及食物毒素如食用植物、蕈類、貝類、魚類和微生物毒素的種類、結(jié)構(gòu)和毒理學(xué)以及脫毒方法等。18

食品法規(guī)和條例，感官分析、毒理學(xué)、生物工程，食品物理化學(xué)，質(zhì)量控制、廢物處理、航天育種技術(shù)等都是食品科學(xué)的重要組成部分。19第二章食品工業(yè)導(dǎo)論

食品科學(xué)的主要任務(wù)在于提高人們的健康水平，為開發(fā)新食品奠定理論基礎(chǔ)，保證食品的安全與衛(wèi)生，推動(dòng)食品法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)。據(jù)估計(jì)，現(xiàn)在世界上大約還有20億人仍然食不果腹，每天約有4萬人因得不到足夠的食物而喪失生命。兒童營(yíng)養(yǎng)不良導(dǎo)致惡性營(yíng)養(yǎng)障礙癥，蛋白質(zhì)-熱能缺乏導(dǎo)致消瘦癥，在發(fā)展中國(guó)家司空見慣。從20世紀(jì)80年代開始，中國(guó)居民的食物與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，居民的膳食結(jié)構(gòu)已經(jīng)從溫飽型向小康型轉(zhuǎn)變(見表1-1～表1-8及圖1-1)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年我國(guó)食品工業(yè)總產(chǎn)值為24430億元，比上年增長(zhǎng)23%。20表1-1我國(guó)主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量單位：萬t）年份糧食作物總產(chǎn)量谷物稻谷小麥玉米大豆油料總產(chǎn)量棉花總產(chǎn)量甘蔗總產(chǎn)量甜菜總產(chǎn)量水果總產(chǎn)量19833872816887813968219761055464311491894919853791116857858163831050157841551558921164199044624189339823968211001613451576214531874199546662416121852310221111991350225047765421398421520004621840522187919964106001541295544268288076225200343070374291606686491158315392811486902461814517注：2003年水果總產(chǎn)量含瓜果類產(chǎn)量。21表1-2我國(guó)按人口平均的主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量（單位：kg/人）年份糧食棉花油料糖料水產(chǎn)品水果牛奶蛋類茶葉1952288.12.37.413.42.94.30.141962240.31.13.05.73.44.10.111975310.52.64.920.94.85.91.00.231980326.72.87.829.74.66.91.20.311985360.73.915.057.56.711.12.45.10.411990393.14.014.263.610.916.53.77.00.481995378.43.817.663.420.932.04.613.10.492000366.13.523.460.533.949.36.617.80.542003334.33.821.874.836.5112.713.620.20.60注：按年平均人口計(jì)算。22表1-3我國(guó)居民食物與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的變化（單位：kg/人）項(xiàng)目1978年1984年2000年糧食163.50216.20183.20食用植物油1.634.709.00食糖2.494.886.00蔬菜140.00143.00120.00水果6.609.3018.00肉類8.1815.6024.00蛋類1.673.9112.00魚類3.304.369.00奶類1.002.389.00蛋白質(zhì)45.2066.6072.70脂肪27.8051.4071.6023表1-4我國(guó)城鄉(xiāng)居民家庭人均食品消費(fèi)量比較（單位：kg/人）年份糧食蔬菜食用油豬牛羊肉家禽水產(chǎn)品農(nóng)村城市農(nóng)村城市農(nóng)村城市農(nóng)村城市農(nóng)村城市農(nóng)村城市1983260.0144.5131.0165.03.56.510.019.90.82.61.68.11985257.0134.8131.1144.44.05.811.018.71.03.21.67.11990262.1130.7134.0138.75.26.411.321.71.33.42.17.71995260.197.0104.6118.65.87.611.319.71.84.03.49.22000249.582.3112.0114.77.18.214.620.12.97.43.911.72003223.779.5107.4118.36.39.215.023.73.29.24.713.4注：城鎮(zhèn)居民家庭人均食品消費(fèi)量指全年購(gòu)買的主要商品數(shù)量。24表1-5我國(guó)農(nóng)業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量居世界位次項(xiàng)目19781980198519901995200020022003谷物21211111肉類33211111棉花32111111大豆33333444花生22221111油菜籽22111111甘蔗99443333茶葉22222222水果10841111資料來源：聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫(kù)。25表1-62003年我國(guó)主要食物資源占世界的份額食物資源中國(guó)產(chǎn)量（萬t）世界產(chǎn)量（萬t）占世界份額（%）谷物4307020676220.8肉類69332498527.7水產(chǎn)品47051299436.2水果145174757230.5茶葉7732024.1牛奶1746507393.426表1-7我國(guó)食品工業(yè)總產(chǎn)值平均每年增長(zhǎng)速度（單位：%）項(xiàng)目食品工業(yè)總產(chǎn)值增幅項(xiàng)目食品工業(yè)總產(chǎn)值增幅“一五”時(shí)期13.2“七五”時(shí)期8.7“二五”時(shí)期-1.7“八五”時(shí)期13.31963-1965年11.4“九五”時(shí)期8.2“三五”時(shí)期2.41979-1989年10.2“四五”時(shí)期8.41979-1999年11.0“五五”時(shí)期8.02000年比1999年增長(zhǎng)10.8“六五”時(shí)期9.02001年比2000年增長(zhǎng)11.0資料來源：根據(jù)歷年食品工業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)。27表1-8食品生產(chǎn)消費(fèi)的基本模式表項(xiàng)目溫飽型小康型營(yíng)養(yǎng)型平均國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)(美元/人·年)500以下500～50005000以上人年均糧食占有量(kg)500以下400500～15001500以上糧食庫(kù)存維持時(shí)間(d)＜706570～9090以上恩格爾系數(shù)(%)＞50以上30～5030以下人均攝入熱能百分比(%)90～100100100生產(chǎn)消費(fèi)類型重產(chǎn)量，吃飽，求生存質(zhì)量與產(chǎn)量并重，好吃，求口味重質(zhì)量，吃好，求健康28圖1-1我國(guó)食品工業(yè)總產(chǎn)值

萬億元29第二節(jié)食品科學(xué)的研究任務(wù)

食品科學(xué)家最大的一項(xiàng)活動(dòng)是對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的改善和對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)，工業(yè)界的食品科學(xué)家應(yīng)該有創(chuàng)新的思路來滿足消費(fèi)者對(duì)新穎、不同類型產(chǎn)品的需求。成功的產(chǎn)品開發(fā)需要科學(xué)與創(chuàng)新的結(jié)合。30

食品科學(xué)家經(jīng)常需要去改變食品中營(yíng)養(yǎng)素的含量，尤其是降低食品的熱量或是添加維生素或礦物質(zhì)。降低熱量可從幾個(gè)方面來進(jìn)行，如用低營(yíng)養(yǎng)或非營(yíng)養(yǎng)性的成分替代熱值高的食品成分。用阿斯巴甜(天氡氨酰苯丙氨酸甲酯，又名甜味素)取代營(yíng)養(yǎng)性甜味劑(如蔗糖)可降低軟飲料的熱值。31

阿斯巴甜的商品名為Nutrasweet，具有與蔗糖相同的熱值，但其甜度是蔗糖的200倍。因此達(dá)到相同的甜度，阿斯巴甜的用量要比蔗糖的用量少得多，從而降低了食品的熱值。在其它方面，食品科學(xué)家利用與脂肪具有類似性質(zhì)但代謝方式不同的物質(zhì)來替代食品中的脂肪，以達(dá)到降低熱值的目的。如低脂冰淇淋可以通過去除牛奶中的脂肪和添加一種變性淀粉或者經(jīng)過特別處理的蛋白質(zhì)來制得，這些蛋白質(zhì)被處理成非常微細(xì)的顆粒，它給冰淇淋帶來一種與脂肪相似的滑膩的口感。每克蛋白質(zhì)的熱值僅為16.7kJ，而脂肪的熱值則為37.6kJ，這樣，冰淇淋的熱值就降低了。32表1-9糖的相對(duì)甜度(W/W，%)糖溶液的相對(duì)甜度*結(jié)晶的相對(duì)甜度蔗糖β-D-果糖α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖α-D-半乳糖β-D-半乳糖α-D-甘露糖β-D-甘露糖α-D-乳糖β-D-乳糖β-D-麥芽糖棉子糖水蘇四糖100100-17540-79＜α異頭體27——59苦味16-384846-5223——1001807482322132苦味1632——110*以蔗糖的甜度為100作為比較標(biāo)準(zhǔn)。33表1-10糖醇的相對(duì)甜度（25℃，自來水中）（%）

糖醇相對(duì)甜度*

糖醇相對(duì)甜度*

木糖醇90

麥芽糖醇68

山梨糖醇63

乳糖醇35

半乳糖醇58*以蔗糖甜度為10034

食品科學(xué)家也千方百計(jì)地把食品中的維生素和礦物質(zhì)提高到人體生理上所需水平，早餐所食用的麥片就是這些食品中最好的例子。大多數(shù)麥片都含有一些添加的營(yíng)養(yǎng)素，有的麥片還含有人體一整天所需的營(yíng)養(yǎng)量。這些維生素和礦物質(zhì)必須均勻地分散于產(chǎn)品中，而且性能必須穩(wěn)定，它們不得影響食品的風(fēng)味或外觀，這一點(diǎn)必須引起高度的重視。35表1-11不同國(guó)家推薦的成年人對(duì)幾種營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量比較

營(yíng)養(yǎng)素的日需要量美國(guó)1974加拿大1974德國(guó)1975中國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)/世界衛(wèi)生組織(WHO)1974維生素C(mg)鐵(mg)葉酸(mg)鈣(mg)4510400(b)80030200(c)75126006012600305-9(a)200(c)400-500(a)：膳食中10-25%的能量來自動(dòng)物食品或大豆；(b)：食品中總?cè)~酸是由L-Carei測(cè)定的；(c)：以游離葉酸鹽表示。36

食品加工工藝學(xué)也左右著海洋捕魚船只的設(shè)計(jì)和操作。船只上的食品加工設(shè)施包括大小魚自動(dòng)分離機(jī)，機(jī)械化魚油冷卻器，自動(dòng)油脂提取器，制冰設(shè)備，完善的罐頭車間，制造魚片、魚糜和魚餅的設(shè)備，魚的脫水及魚制品干燥設(shè)備等。這樣的工廠式制作法可以