食品原料学文稿资料.doc
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1、食品原料学第一节 食品原料学概述一、食品原料学研究的对象、目的和特点n 我国古代著名中医论著黄帝内经中指出:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充,气味合而服之,以补精益气”。 n 黄帝史记.五帝本纪开篇便说:“黄帝者少典氏之子,姓公孙,名曰轩辕。” 皇浦谧说:“居轩辕之丘,因以为名,又以为号”。史记.五帝本纪又说:“轩辕之时,神农世衰与炎帝战于阪泉之里,三战,得其志与蚩尤战于涿鹿之野,遂擒杀蚩尤。而诸侯咸尊轩辕为天子,代神农,是为黄帝。”可见,黄帝之称是取得中央政权之后的称谓。 黄帝号轩辕氏,又号有熊氏(是以虎、熊等猛兽为图腾的大氏族部落之首领)。n1.主要研究内容n 主要研究食品原料的生
2、产流通的基本知识,理化、营养特性(包括品质、规格等)和加工利用方面等。 2.目的n 通过对食品原料知识的正确理解,使食品的保藏、流通、加工等操作更加科学合理,达到最大限度地利用食物资源,满足人们对饮食生活的需求。3.食品原料n 从某种意义上讲,餐桌供食前的成品、半成品材料都可算作食品原料;n 平时所述原料主要指加工食品的原材料。 二、食品原料的分类 (一)按生产方式分类n 主要是按食品材料的来源或生产方式区分。 前者可分为植物性食品和动物性食品, 后者则可以分为农产品、畜产品、水产品等。 1.按食品材料的来源分类(1)植物性食品:一般农产品、林产品、园艺产品(2)动物性食品:水产品、畜产品(包
3、括禽、蜂产品等) (3)各种合成,或从自然物中萃取的添加剂类。2.按生产方式分类(1)农产品 农产品指在土地上对农作物进行栽培、收获得到的食物原料。(2)畜产品 指人工在陆上饲养、养殖、放养各种动物所得到的食品原料,它包括:畜禽肉类、乳类、蛋类和蜂蜜类产品等。(3)水产品 指在江、河、湖、海中捕捞的产品和人工水中养殖得到的产品,它包括:鱼、蟹、贝、藻类等。(4)林产食品 林产食品虽然主要指取自林木的产品,一般把坚果类和林区生产的食用菌、山野菜也算作林产品,而水果类却归入园艺产品或农产品。(5)其他食品原料 食品原料还包括:水、调味料、香辛料、油脂、嗜好饮料、食品添加剂等。 (二)按食品营养特点
4、进行分类n 许多国家为了加强对人们摄取营养的指导,参照当地人们的饮食习惯,把食品按其营养、形态特征分成若干食品群。n 如日本的三群分类法和六群、七群分类法,以及美国的四群分类法等。1.三群分类法 n 这种分类方法是把所有食品大体分为三大群,由这三群食品的颜色印象称呼,因此也称为三色食品。n 它主要针对儿童,想通过容易理解的颜色标记,使儿童注意营养的全面摄取。(1)热能源:指可提供热能的食品材料,也称为黄色食品,它包括:粮谷类、坚果类、薯类、脂肪和砂糖等。(2)成长源:即提供身体(血、肉、骨)成长所需要的营养的食物,亦称红色食品,包括:动物性食品、植物蛋白等。(3)健康维持源:即维持身体健康、增
5、进免疫、防止疾病的食物,亦称绿色食品,指:水果、蔬菜、海藻类等。 2.六群分类法 n 六群分类法原是美国按人的营养需要,为指导人们对食品摄取而分类。n 日本厚生省(卫生部)又按东方人的饮食习惯对此作了修正。3.四群分类法n 美国农业部为了使膳食指导明确、简化,提出了四群分类法。最早提出的四群食品为:乳酪类;肉、鱼、蛋类;果蔬类;粮谷类,并针对这四群提出了日膳食摄取指南。n 近年针对美国普遍营养过剩的倾向,美国农业部、卫生部对膳食指南进行了进一步修订,提出了膳食指南金字塔。形象地把各种食品分为四大群六小群,并按摄取量大小排列成金字塔形状。图 美国膳食指南金字塔n 第一层:以粮谷为主的主食;n 第
6、二层:果蔬类n 第三层:动物性食品及坚果、豆、花生类n 第四层:油脂和糖,属于限量摄取。图 中国膳食指南宝塔(略)(三)按使用目的分类1.按加工或食用要求分类 n 可分为:加工原料和生鲜食原料。 加工原料包括粮油原料、糖料及畜产品、水产品等。2.按烹饪食用习惯分类 n 分为主食和副食。 我国主食主要指以碳水化合物为主体的米麦类、谷类; 副食指蛋白食品、脂肪食品和蔬菜类。三、食品原料学研究的内容(一)食品原料的生产、消费和流通 n 无论是从食品加工角度,还是从利用角度,都应该首先了解原料的生产情况,即从生物学栽培(或养殖)学角度,对该原料的生产特点进行学习和认识,同时对其消费市场动态和流通概况有
7、一个基本把握。 (二)食品原料的性状、成分和利用价值n 是食品原料学的核心部分,它所研究的内容正是利用食品原料时,所必须了解的基本知识。 (三)食品原料的品质、规格和鉴定n 即使同一种原料,由于产地、品种和处理条件的差异,也表现出不同的加工性能和品质。n 研究原料的这种差异,了解其品质判断方法,对正确选用食品原料十分重要。(四)食品原料的加工处理及其可加工的主要产品n 针对每种食品原料的性质、特征,研究对它们的要求和加工处理方法,以及用这些原料所得到的产品情况。n 对于易变质的食品原料,还需要着重研究它们的贮藏、保鲜或保质方法。四、食品原料学与邻近学科的相互渗透和交叉 (一)食品原料学的学科体
8、系 1.食品原料学是食品学的基础和重要组成部分。 可为食品加工学科提供各种原料的物理、化学、生化特性等基础知识;2.从营养学、医学角度,对人们在膳食中正确选用食品材料,合理利用食品的营养,保持健康的饮食生活提供原料方面的知识。3.食品原料学还包括了比食品加工学更广泛的内容,即为食品产业、食品流通和饮食业等提供食品原料生产、流通、消费的宏观信息,包括质量标准、流通体系等。4.它还从人们的膳食营养需要和食品的加工要求方面,对原料的生产、贮存、流通提出要求。并对农、林、牧、渔业的种植、养殖、育种、管理有十分重要的意义(二)食品原料学与邻近学科的关系 图 食品原料学与邻近学科的关系 第二节 食品原料学
9、的发展与研究方法一、食品原料学发展史n 第一阶段:人类文明初期,主要由于生产力的发达,食物由自然采果发展到了五谷养殖。 n 第二阶段:约在公元前后的1000年,史料记载了许多当时关于食物选择和烹饪的论述。n 第三阶段:关于医食同源,食品原料与身体健康的探索阶段。 n 食疗本草唐代孟诜所著,为我国最早的一部药膳专著,共收录药膳138种。“若欲保身养性,常须善言莫离口,良药莫离手” 孟诜n 本心斋食谱宋代陈达叟n 山家清供林洪n 多能鄙事明代刘伯温n 本草纲目李时珍n 临证指南医案清代叶天士 京都念慈庵的蜜炼川贝枇杷膏二、食品原料基础n 食品原料学的基础包括:食品成分组成、食品成分分析、食品营养与
10、色香味的化学、食品生化物化及微生物、食品品质标准和商品价值、食品原料的卫生管理等内容。(一)食品的品质与标准 1.食品品质构成要素 n 品质是指 “在完成其使用目的或特定用途时的有用选择的重要因素。n 在研究食品加工时,一般食品品质主要指使用品质。 n 构成食品的品质的要素主要分两大部分 其一为基本特征,也就是他的可利用性。 其二为商品特性。 2.食品品质标准(1)保证品质的方法 法律保证商标保证(2)食品的国家标准和行业标准 食品加工品及农副产品标准 食品工业基础及相关标准 食品检验方法标准 食品加工产品卫生标准 食品包装材料及容器标准 食品添加剂标准n 强制性国家标准GB771894食品标
11、签通用标准对引导食品正当流通,保护用户和生产者双方的合法权益,以及促进我国食品规格与国际接轨有十分重要意义。 (二)食品原料的卫生管理1.食品原料卫生管理的意义 n 为保证食品卫生,防止食品污染和有害因素对人体的危害,保障人民身体健康,增强人民体质 。2. HACCP与食品卫生管理 3. 危害食品安全的主要因素 (1)生物因素 (2)食品生产因素 (3)环境污染因素(4)操作事故 4.危害食品卫生的主要物质(1)造成生物危害的物质(2)造成化学危害的物质(3)造成物理危害的物质 5.食品原料的卫生管理 三、食品原料的供需利用与开发(一)食物结构与供给1.我国居民的食物结构 (1)城乡之间地域之
12、间还存在比较大的差异 (2)蛋白营养源的生产有待加强 (3)营养素生产效率不尽合理 畜产原料生产中牛乳生产消费水平较低,猪肉消费比重大 蔬菜总量有过剩趋势,结构需要调整 2.我国居民的膳食营养n 我国居民的膳食营养有了很大改善,食物供应已基本满足。n 营养状况与居民经济收入关系较大,一般贫困地区营养比较缺乏。 3.我国粮食的供给 (1)主要食物的供给比例(2)主要食物消费结构(3)我国主要食品原料的生产与进口(4)中国粮食发展展望 (二)食品原料的利用与开发 1.食品原料的选择与利用 2.食品消费合理化3.食品原料生产合理化4.食品资源的开发 第一篇 粮油食品原料第一章 主要粮油作物第一节 农
13、作物生产概述一、农作物的概念和类型(一)概念1.农作物: 广义:包括对人类有利用价值,为人类栽培的各种植物。 狭义的概念来讲,主要是指农作物粮、棉、油、麻、糖、烟等而言,北方又常统称之谓“庄稼”。2.农产品:农作物生产中,人们要收获的主要产品(一般是它的某一部分或某一器官)。3.收获指数:收获部分占整个植株的比例,称为收获指数。 收获指数=植物中收获部分的重量/植物总重量(二)分类 按用途和植物学系统的分类,是通常采用的最主要的分类法。依此分类法常将农作物分为三大部门,八大类别: 1.粮食作物(1)谷类作物 一般属禾本科植物,常见的有稻、小麦、大麦(包括青稞、元麦)、燕麦(包括莜麦)、黑麦、玉
14、米、高粱、粟、黍(包括稷)、龙爪稷、稗、蜡烛稗、薏苡等。蓼科的荞麦,也包括在此类中。 (2)豆类作物 豆类作物属豆科植物。常见的有大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、小豆、豇豆、菜豆、兵豆(滨豆或小扁豆)、扁豆、鸡头豆(鹰鸡豆)等。(3)薯芋类作物 常见的有甘薯、马铃薯、豆薯、木薯、山药(薯蓣)、魔芋、芋、菊芋等。2经济作物(1)纤维作物 纤维作物常见的有棉花、大麻、茼麻、黄麻、红麻、麻、亚麻、剑麻、蕉麻、菠萝麻、罗布麻等。(2)油料作物 油料作物常见的有油菜、花生、芝麻(脂麻)、蓖麻、向日葵、黄芥、苏子(荏子)等。(3)糖料作物 糖料作物常见的有甘蔗及甜菜。(4)其他经济作物 主要包括烟草、茶叶、薄荷、
15、咖啡、啤酒花等。3绿肥及饲料作物 绿肥饲料作物 绿肥饲料作物常见的有苜蓿、苕子、紫云英、草木樨、田菁、柽麻、沙打旺(直立黄蓍)、紫穗槐、红萍(绿萍)、水葫芦、水浮莲、水花生等。二、粮食原料的营养成分及其在籽粒中的分布1.营养成分2.分布(1)皮层:纤维素、半纤维素、多缩戊糖和矿物质。(2)糊粉层:蛋白质、脂肪、维生素、酶类、矿物质。(3)胚乳:(大)淀粉、蛋白质、少量可溶性糖。(4)胚:蛋白质、脂肪、维生素、可溶性糖几各种酶类。部分油料作物 (1)皮层:纤维素、寡聚糖、矿物质 (2)胚:蛋白质、脂肪、CH2O (3)子叶:(花生、棉籽、芝麻)蛋白质、 CH2O、fat (一)粮油原料中的蛋白质
16、 基本是简单蛋白,不含结合蛋白 清蛋白、球蛋白、胶蛋白、谷蛋白 组成均在不同程度上低于动物蛋白。其中大豆和棉籽蛋白质营养价值相对较高。 (二)粮油原料中的糖类 1.淀粉 天然淀粉有两种结构形式,即直链淀粉和支链淀粉。 (1)淀粉的糊化 淀粉糊化是淀粉水解作用的前提条件,特别是在酶催化水解时,必须先行糊化。(2)淀粉的老化 (3)淀粉的水解 2.纤维素和半纤维素 在种子和籽粒的外壳、皮层以及细胞壁中,纤维素和半纤维素的含量很高。由于人体基本上不能消化分解纤维素和半纤维素,所以在对原料进行加工时,应尽可能除去这类物质。 3.寡糖类 粮谷籽粒中,寡糖和单糖的含有量都很少。在正常成熟和贮藏的籽粒中,总
17、单糖量为27。 如果含糖量超出了正常的范围,可以认为,在收获时收获了不成熟的籽粒,或在贮藏时发生了水解作用。(三)粮油原料中的脂类化合物 主要集中在胚芽及糊粉层里。 可为人体生长发育提供能量,赋予食物特有的风味,增进食欲。1.脂肪 脂肪是甘油和脂肪酸组成的甘油酯。组成脂肪的脂肪酸有两类:即饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。 植物油脂中以不饱和脂肪酸占较大比例,所以在常温下多呈液体。 在大豆中含有脂肪氧化酶。豆制品加工过程中,容易使脂肪氧化产生具有豆腥味的分解物,影响产品的风味。2.磷脂 粮油原料中的磷脂主要是脑磷脂和卵磷脂。 磷脂可调节人体的生理机能。在食品加工的某些方面,磷脂可作为很好的乳化剂。3.
18、植酸盐 植酸盐是肌醇磷酸的钾镁或钙镁盐。 在禾谷类作物籽粒的糊粉层中含量较多,植酸盐是谷物中磷酸的来源。4.植物固醇 固醇也称醇,植物固醇主要有谷固醇、菽豆固醇、麦角固醇和菜豆固醇等。 植物固醇在油脂中含量不高,约在1以下。 植物固醇一般不被人体吸收,但具有抑制人体对胆固醇吸收的作用。5.蜡 蜡在米糠油中含量较多,在其他油脂中含量很少。 蜡能引起油脂混浊而降低油脂的透明度,须在制油过程中将其除去。 (四)粮油原料中的维生素 皮层、糊粉层和胚中维生素含量较多,而在胚乳中含量较少。 在粮油原料中所含维生素约20多种。 按其溶解特性可分为脂溶性维生素和水溶性维生素。 (五)水分及矿物质 1.水分 水
19、分含量多少,是能否安全贮藏的重要指标,同时对加工工艺以及加工品的质量也有重要的影响。 (1)化学结合水 是物质自身结构的一部分。(2)物理一化学结合水 这种水又叫束缚水。(3)机械结合水 也称游离水。 在实验室条件下,测定原料的含水量,一般包括全部游离水和几乎所有的物理结合水。这些水分在105 ,1h,或130 ,30min可从磨碎的原料中全部释出。 收获的粮油原料含水量波动范围较大,在加工前要进行水分含量检测,以适应加工工艺要求。2.矿物质 各种原料中的矿物质元素除钙、磷、铁外还有钾、镁、钠、硅、硫和氯等,含量极少的还有锰、锌、镍、钴等。 三、粮油原料的生物学特征 (一)休眠与后熟 1.休眠
20、:不能萌发,原因:种子未完成生理成熟。 2.后熟:种子生理成熟的过程。 粮油原料在后熟期发生一系列的生化变化,主要表现为淀粉、蛋白质以及脂肪等有机物的继续合成,其籽粒品质进一步提高。 有目的地抑制或促进后熟长期贮存或加工利用。(二)粮油原料的呼吸作用 粮油原料在贮藏期间呼吸作用的强弱对其品质和储粮安全有很大的影响。呼吸作用强度大,原料的有机物质分解迅速,营养价值降低幅度大,品质下降快。 有氧呼吸:在有氧的条件下,有机物质被分解为CO2和水,同时释放出能量。 缺氧呼吸:在缺氧条件下,有机物的分解除放出CO2和产生热能外,还产生乙醇等中间产物。 (三)种子的萌发 种子萌发的主要条件包括水分、温度和
21、O2。 水分是种子萌发的首要条件。 O2是种子萌发的必要条件。 种子发芽后,营养成分、食用品质和加工成品率都会大大降低。 例外:如制备麦芽是为了活化淀粉酶类,有利于啤酒生产中的糖化。 (四)种子活力和陈化 1.种子活力 一般指种子的健壮程度和生长潜势,具体表现在发芽力和幼苗生长量上,同时还表现在对不良环境的适应能力上。 活力高的粮油原料,籽粒饱满,营养物质含量高,品质好,加工产品质量好,出品率高。 2.陈化 种子到生理成熟期,活力达到最高水平。其后,它们经历着生存能力降低的不可逆变化。 陈化的最终结果是发芽力丧失。 加工用的粮油原料,陈化到一定程度,品质下降。具体表现为(1)籽粒变色,如变褐色
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