食物與化學(xué)教案2000字

1、食物與化學(xué)課程簡介食品化學(xué)起源于18世紀(jì)后期。研究食品的種類、組成、營養(yǎng)、變質(zhì)、分析技術(shù)及食品成分在加工和貯藏過程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的一門學(xué)科。它與無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、生理學(xué)、動植物學(xué)、微生物學(xué)和分子生物學(xué)有密切關(guān)乳酸系。具體內(nèi)容包括：食品成分（水分、蛋白質(zhì)、脂類、糖類、無機(jī)質(zhì)、維生素等）的化學(xué)；食品的色、香、味; 食品和酶的作用；食品保藏；食品物化性質(zhì)和質(zhì)地；植物性食品（谷類、薯類、豆科植物、蔬菜和水果）的化學(xué)；動物性食品（乳和乳制品、肉禽蛋、魚貝類）的化學(xué)；發(fā)酵性食品（乳 酪、酸乳、酒類、味精等）的化學(xué)；食品添加劑的化學(xué)；食品包裝材料的化學(xué)及其與食品的 關(guān)系等。它的任務(wù)和作用可概

2、括為：通過食品分析，研究天然食品、配方食品和加工食品 的組成和特性以及是否摻雜和污染，以確定食品產(chǎn)品是否符合食品衛(wèi)生要求和是否達(dá)到營養(yǎng)和感官標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合食品加工中食品成分的化學(xué)變化的研究，開發(fā)食品保藏方法，減少食物 損失浪費(fèi)，延長貯存期，保持其營養(yǎng)成分如維生素含量及色、香、味等感官品質(zhì)，防止或延緩食品變質(zhì)和哈敗。為改進(jìn)食品質(zhì)量和開發(fā)新型食品提供依據(jù)，如建立合理營養(yǎng)配方食品，添加某些成分制取強(qiáng)化食品，開發(fā)植物蛋白以及高溫瞬時殺菌技術(shù)，采用無菌包裝和擠壓膨化等可以保留較多營養(yǎng)成分和保證優(yōu)良感官質(zhì)量的新工藝。對食品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和管理，提 供質(zhì)量信息，為消費(fèi)者提供食品化學(xué)知識，指導(dǎo)消費(fèi)?，F(xiàn)代食品正向著加

3、強(qiáng)營養(yǎng)、保健、安全和享受性方向發(fā)展，食品化學(xué) 的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究成果，正在并繼續(xù)指導(dǎo)人們依靠科技進(jìn)步，健康而持續(xù)地發(fā)展食品工 業(yè)。本課程在系統(tǒng)地介紹了組成食品的各個成分及其性質(zhì)的同時，更注重 這些成分在食品儲藏加工中表現(xiàn)出來的性質(zhì)和變化，以及食品化學(xué)理論在食品專業(yè)中的應(yīng)用,以引領(lǐng)學(xué)生輕松進(jìn)入食品科學(xué)的領(lǐng)域。食物與化學(xué)教案第一次課：食品化學(xué)教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生了解食品化學(xué)的發(fā)展歷史及最新研究進(jìn)展和動態(tài)以及該課程在食品科學(xué)中的地位和意義。掌握食品化學(xué)的概念、研究內(nèi)容、研究方法、食品加工貯藏過程 中主要的化學(xué)變化及其對食品品質(zhì)和安全性的影響。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn):食品化學(xué)的概念、研究內(nèi)容、研究方法、食品加工貯

4、藏過程中主要的 化學(xué)變化。難點(diǎn):食品中主要的化學(xué)變化及其對食品品質(zhì)和安全性的影響。教學(xué)方法和教學(xué)手段:教師講授多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容1相關(guān)概念食品：經(jīng)特定方式加工后供人類食用的食物。食物：可供人類食用的物質(zhì)原料統(tǒng)稱為食物。營養(yǎng)素：指那些能維持人體正常生長發(fā)育和新陳代謝所必需的物質(zhì)。目前已知的有4050種人體必需的營養(yǎng)素，從化學(xué)性質(zhì)分為6大類，即蛋白質(zhì)、脂肪、碳水 化合物、礦物質(zhì)、維生素和水，目前也有人提出將膳食纖維列為第七類營養(yǎng)素?；瘜W(xué)：研究物質(zhì)組成、性質(zhì)及其功能和變化的科學(xué)，包括分析化學(xué)、 有機(jī)化學(xué)、物理與膠體化學(xué)、分離化學(xué)、普通化學(xué)和生物化學(xué)等。食品化學(xué)用化學(xué)的理論和方法研究食品本質(zhì)的科學(xué)，它

5、通過食品營養(yǎng)價值、安全性和風(fēng)味特征的研究，闡明食品的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能和食物在貯藏、加工和包裝過 程中可能發(fā)生的化學(xué)、物理變化和生物化學(xué)變化的科學(xué)。食品化學(xué)、微生物學(xué)、生物學(xué)和工程學(xué)是是食品科學(xué)的四大支柱學(xué)科。食品化學(xué)、食品微生物學(xué)和食品生物化學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)的三大專業(yè)基礎(chǔ)課。食品化學(xué)的分支食品成分化學(xué)：研究食品中各種化學(xué)成分的含量和理化性質(zhì)等。食品分析化學(xué)：研究食品成分分析和食品分析方法的建立。食品生物化學(xué)：研究食品的生理變化。與普通生物化學(xué)不同食品生物 化學(xué)關(guān)注的對象是死的或?qū)⒁赖纳锊牧稀Ｊ称饭に嚮瘜W(xué)：研究食品在加工貯藏過程中的化學(xué)變化。食品功能化學(xué)：研究食物成分對人體的作用

6、。食品風(fēng)味化學(xué)：研究食品風(fēng)味的形成、消失及食品風(fēng)味成分的化學(xué)。4食品化學(xué)的歷史食品化學(xué)的起源還不太清楚， 它完整的歷史尚未有恰當(dāng)?shù)姆治龊陀涊d, 這是不足為奇的。因為食品化學(xué)直到20世紀(jì)才成為一門獨(dú)立的學(xué)科，它的歷史一直是與沒有詳盡的文獻(xiàn)記載的農(nóng)業(yè)化學(xué)的歷史緊密聯(lián)系在一起的。盡管如此，從目前掌握的資料已足以正確地了解與食品相關(guān)的某些值得注意的事件所發(fā)生的時間、地點(diǎn)和原因以及l(fā) 9世紀(jì)早期以來在食品供應(yīng)的質(zhì)量方面所發(fā)生的變化。盡管食品化學(xué)的起源從某種意義上講可以追溯到遠(yuǎn)古時代，但是根據(jù)我們目前的判斷，那些最主要的發(fā)現(xiàn)始于18世紀(jì)末期。第一階段 早期食品化學(xué)（20世紀(jì)50年代以前）天然動植物特征成

7、分分離和分析階段在17801850年期間，一些著名的化學(xué)家獲得了重大發(fā)現(xiàn)，其中不少是與食品化學(xué)有著直接或間接的關(guān)系。在舍勒（ scheele ）、拉瓦錫（lavoisier ）、德一索緒 爾（de saussure ）、蓋-呂薩克（gay-lussac ）、泰納爾（thenard ）、戴維（davy）、瓊斯雅 可比貝采里烏斯（jons jakob berzelius ）、湯姆遜（thomson）、李比希、博蒙特（beaumont）、 （Justus liebig ）的著作中可以找到現(xiàn)代食品化學(xué)的起源?；蛟S有人會問，這些科學(xué)家最著名的發(fā)現(xiàn)與食品化學(xué)的聯(lián)系很少，他們是否真的在很大程度上與現(xiàn)代食品化

8、學(xué)的起源有關(guān)系。雖然普遍認(rèn)為將早期的科學(xué)家們分為化學(xué)家、細(xì)菌學(xué)家或食品化學(xué)家是很困難的，但是確定 某個科學(xué)家是否在某個科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)作出了重要的貢獻(xiàn)卻是比較容易的。下述的一些簡單例子 充分地證實了這些科學(xué)家中的大多數(shù)人實際上曾對食品進(jìn)行了深入的研究，并確實在食品化 學(xué)方面取得了 一些根本性的重要發(fā)現(xiàn)，他們在食品化學(xué)的歷史記載中的地位是不容懷疑的。瑞典藥劑師舍勒（carl wilhelm scheee , 17421786）是有史以來最偉大的化學(xué)家之一。他曾發(fā)現(xiàn)了氯、丙三醇和氧（比普利斯特里priestly 早3年，但是未發(fā)表），這一點(diǎn)已廣為人知，除此之外，他還分離和研究了乳酸的性質(zhì) （1780年）

9、，利用乳酸的 氧化作用制得了粘酸（1780年），設(shè)計了一個利用加熱保存醋的方法 （1782年，這在艾佩爾appert的“發(fā)現(xiàn)”之前），從檸檬汁（1784年）和酷粟（1785年）中分離出擰檬酸，從蘋果中分 離出蘋果酸（1785年）。并且檢驗了 20種普通水果中的檸檬酸，蘋果酸和酒石釀。他從植物 和動物材料中分離各種新的化合物助工作被認(rèn)為是在農(nóng)業(yè)和食品化學(xué)方面精密分析研究的開 端。法國化學(xué)家拉瓦錫（antoine larent lavoisier , 17431794）第一個測定了乙醇的元素組成（1784年），并發(fā)表了第以篇關(guān)于水果中含有機(jī)酸的論文。英國化學(xué)家戴維（humphey davy , 1

10、7781829）在1807與1808年分離出元素鉀、鈉、鋼、鋁、鈣和鎂。他對農(nóng)業(yè)和食品化學(xué)方面的貢獻(xiàn)大都是通過他在農(nóng)業(yè)化學(xué)方面的著作提供的，其中的第一個版本（1813年）是農(nóng)業(yè)化學(xué)原理，他曾作為農(nóng)業(yè)部的一門課程。他的著作將當(dāng)時已有的知識加以組織和闡述。他在第一版中指出：“植物的各個不同部分都能分解成一些元素，它們是被用作食品還是被用來制作藝術(shù)品就取決于這些元素 的組合排列，這些元素可以從植物的機(jī)體部分或者從它們所含的汁液中產(chǎn)生，而研究這些物質(zhì)的特性則是農(nóng)業(yè)化學(xué)的一個基本部分。他在第五版中指出，植物通常僅由7或8種元素組成，最基本的植物物質(zhì)是由氫、碳和氧按不同的比例所組成。在一般悄況下，這些元素

11、是單 獨(dú)存在的，而在少數(shù)情況它們還與氮相結(jié)合。法國化學(xué)家謝福瑞（michel eugene cheveraul , 17861889）在名為關(guān)于有機(jī)分析及其應(yīng)用的一般論述一書中列舉了當(dāng)時已知的存在于有機(jī)物質(zhì)中的元素（氧、氯、碘、氮、硫、磷、碳、硅、氫、鋁、鎂、鈣、鈉、鉀、鎰和鐵 ）。并匯集了當(dāng)時可采用的有機(jī)分析方法。 （1）用中性溶劑萃取，例如水、酒 精或含水乙醛；（2）緩慢蒸儲或分儲；（3）蒸汽蒸儲；（4）將物質(zhì)通過被加熱到白熾狀態(tài)的 管子；（5）用氧來分析。李比希（justus von liebig , 1803-1873 ）提出將食品分為含氮的（植物纖維，酪蛋白等）和不含氮的（脂肪、碳水

12、化合物等），并與1847年出版了食品化學(xué)的研究，這是第一本有關(guān)食品化學(xué)方面的書，但此時認(rèn)為建立食品化學(xué)的學(xué)科。在18世紀(jì)，食品摻假事件在歐洲時有發(fā)生，迫切要求有關(guān)部門建立可 靠的食品檢驗方法，這無疑對普通分折化學(xué)和食品檢驗方法的發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用。因 此，在18201850年期間，化學(xué)和食品化學(xué)開始在歐洲占據(jù)重要地位。在許多大學(xué)中建立了 化學(xué)研究實驗室和創(chuàng)立了新的化學(xué)研究雜志，推動廠化學(xué)和食品化學(xué)的發(fā)展。從此，食品化 學(xué)發(fā)展的步伐更快。到二十世紀(jì)二十年代，世界各國相繼頒布了關(guān)于禁止食品摻假的法規(guī), 并建立了相庇的檢驗機(jī)構(gòu)和制定出嚴(yán)格的檢驗方法，從而使食品摻假逐漸得到控制。到50年代末，食品

13、工業(yè)有了較快的發(fā)展，特別是在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國 家。為了改善食品的感官質(zhì)員和品質(zhì)，或有利于改進(jìn)食品加工處理以及延長貨架期，在食品 貯藏加上過程中，逐漸使用天然的或人工合成的化學(xué)物質(zhì)，作為食品添加劑，并得到政府法 律的認(rèn)可。另一方而，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用農(nóng)藥，給食物帶來不同程度的污染。因此， 食品安全性問題，自60年代以來已成為食品化學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、毒理學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)等學(xué)科普邊 關(guān)心的重要問題。色譜和色質(zhì)聯(lián)用等現(xiàn)代分析技術(shù)的出現(xiàn)，以及結(jié)構(gòu)化學(xué)理論的發(fā)展, 使食品化學(xué)在理論和應(yīng)用研究方面部獲得顯著的進(jìn)展。如研究食品在貯藏加工過程中各種化 學(xué)或生物化學(xué)的反應(yīng)歷程和機(jī)理，食品各組分的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能，以及

14、食品貯藏加工新技 術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)，食品資源的利用。這些都為食品科學(xué)技術(shù)和食品工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利 條件。為了適向人類宇航事業(yè)的需要，科學(xué)家們開始研究如何在太空飛船的 有限空間實現(xiàn)食品元素和食品物質(zhì)的小規(guī)模循環(huán)，做到主要食物的自給供應(yīng)。隨著仿生學(xué)和 分子工程學(xué)的發(fā)展，人們將可以簡化這些復(fù)雜物質(zhì)分子，或模擬代謝中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，通過 人工合成食品的方法，開辟出一條新的途徑。食品化學(xué)在食品工業(yè)技術(shù)發(fā)展中的作用 食品化學(xué)是根據(jù)現(xiàn)代食品工業(yè)發(fā)展的需耍，在多種相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來的，它具有顯著的多源性、綜合性及應(yīng)用性。在理論、方法 和技術(shù)語方面通過廣泛的吸收、消化和創(chuàng)造過程，食品化

15、學(xué)成為了食品科學(xué)理論和食品工業(yè) 技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的支柱學(xué)科之一?，F(xiàn)代食品正向著強(qiáng)調(diào)營養(yǎng)、衛(wèi)生與感官品質(zhì)，注重保健作用，包裝精良和食用方便的方向發(fā)展?，F(xiàn)代食品工業(yè)正朝著科學(xué)開發(fā)新型天然原輔料；利用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加工；利用生物工程和化工技術(shù)提高原輔料品質(zhì)和改造原料性能；發(fā)展添加劑,優(yōu)化食品工藝，加強(qiáng)質(zhì)量控制；革新設(shè)備與加強(qiáng)自動化水平等方向發(fā)展。這種發(fā)展主要依靠 材料科學(xué)、生物科學(xué)和信息科學(xué)，當(dāng)然也滋潤和鞭策著食品化學(xué)，使它成長為保證食品工業(yè) 健康而持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)性學(xué)科之一，直接受食品化學(xué)指導(dǎo)的方面見表1-5。由于食品化學(xué)的發(fā)展，有了對美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、自動氧化反 應(yīng)、酶促褐變、淀粉的

16、糊化與老化、多糖水解反應(yīng)、蛋白質(zhì)水解反應(yīng)、蛋白質(zhì)變性反應(yīng)、色 素變色與褪色反應(yīng)、維生素降解反應(yīng)、金屬催化反應(yīng)、菌的催化反應(yīng)、脂肪水解、氧化與酯 交換反應(yīng)、脂肪熱解、熱聚、熱氧化分解和熱氧化聚合反應(yīng)、風(fēng)味物的產(chǎn)生途徑和分解變化、 生物性食品原料的產(chǎn)后生理生化反應(yīng)、原料改性反應(yīng)等等變化的越來越清楚的認(rèn)識。也有了 對食品成分遷移特性、結(jié)晶特性、水化特性、質(zhì)構(gòu)特性、風(fēng)味特性、食品體系的穩(wěn)定性和流 變性、食品分散系的特性、食品原料的組織特性等物理、物理化學(xué)、生物化學(xué)和功能性質(zhì)的 越來越深刻的認(rèn)識。這些認(rèn)識極大地武裝了食品戰(zhàn)線上的工作者，因而對現(xiàn)代食品加工和儲 藏技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響。表1-5

17、 食品化學(xué)指導(dǎo)下現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展開發(fā)嘗試性簡單食品配方 過 去 依靠經(jīng)驗 發(fā) 展 依據(jù)原料組成、性質(zhì)分析和理性工 藝 依據(jù)傳統(tǒng)，經(jīng)驗和粗放依據(jù)原料及同類產(chǎn)品組成、特性的小試分析，根據(jù)優(yōu)化理論設(shè)計依據(jù)傳統(tǒng)和感覺盲目的開發(fā) 依據(jù)科學(xué)研究資料，目的明確的開發(fā)，并增大了功能性食品的依據(jù)變化機(jī)理，科學(xué)控制開發(fā)食品 控制加工和儲藏變化 依據(jù)經(jīng)驗,控制開發(fā)食品資源盲目甚至破壞性的開發(fā)科學(xué)地、綜合地開發(fā)現(xiàn)有和新資源深加工 規(guī)模小、浪費(fèi)大、效益規(guī)模增大、范圍加寬、浪費(fèi)少、效低益高表1-6舉例介紹了食品化學(xué)在食品工業(yè)各行業(yè)中正在發(fā)揮直接影響的 方面。從中可看出食品化學(xué)是怎樣向食品工業(yè)直接注入活力的。表1-6食品

18、化學(xué)對各食品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響食品工業(yè)果蔬加工儲藏 影響方面 化學(xué)去皮，護(hù)色，質(zhì)構(gòu)控制，維生素保留，打蠟涂膜, 化學(xué)保鮮，氣調(diào)儲藏，活性包裝，酶促榨汁，過濾和澄清及化學(xué)防腐等宰后處理，保汁和嫩化，提高肉糜乳化力、凝膠性和粘彈性，超市鮮肉包裝，熏肉劑的生產(chǎn)和應(yīng)用，人造肉的生產(chǎn)，內(nèi)臟的綜合利用（制藥）等肉品加工飲料工業(yè) 速溶，克服上浮下沉，穩(wěn)定蛋白飲料，水質(zhì)處理，穩(wěn)定帶肉 果汁，果汁護(hù)色，控制澄清度，提高風(fēng)味，白酒降度，啤酒澄清，啤酒泡沫和苦味改善，防止啤酒便味，果汁脫澀，大豆飲料脫腥等。穩(wěn)定酸乳和果汁乳，開發(fā)凝乳酶代用品及再制乳酪，乳清的利用,乳品的營養(yǎng)強(qiáng)化等生產(chǎn)高效膨松劑，增加酥脆性，改善面包

19、皮色和質(zhì)構(gòu)，防止產(chǎn)品老化和酶變等精練，冬化，調(diào)溫，脂肪改性，dha、epa及mct的開發(fā)利用,食用乳化劑生產(chǎn)，抗氧化劑，減少油炸食品吸油量等乳品工業(yè) 焙烤工業(yè)食用油脂工業(yè)調(diào)味品工業(yè) 生產(chǎn)肉味湯料、核甘酸鮮味劑，碘鹽和有機(jī)硒鹽等發(fā)酵食品工業(yè) 發(fā)酵產(chǎn)品的后處理，后發(fā)酵期間的風(fēng)味變化， 菌體和殘渣的綜合利 用等面粉改良，精谷制品營養(yǎng)強(qiáng)化，水解纖維素與半纖維素，生產(chǎn)高果糖漿，改性淀粉，氫化植物油，生產(chǎn)新型甜味料，生產(chǎn)新型低聚糖,改性油脂，分離植物蛋白質(zhì)，生產(chǎn)功能性肽，開發(fā)微生物多糖和單細(xì)胞蛋白質(zhì)，食品添加劑生產(chǎn)和應(yīng)用，野生、海洋和藥食兩用可食資源的開發(fā)利用等檢驗標(biāo)準(zhǔn)的制定，快速分析，生物傳感器的研制等

20、基礎(chǔ)食品工業(yè) 食品檢驗農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)是生物工程最廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域之一，生物工程的發(fā)展 為食用農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)改造、新食品的開發(fā)及食品添加劑和食用酶的開發(fā)拓寬了道路，但是生 物技術(shù)在食品中應(yīng)用的成功與否緊緊依賴著食品化學(xué)。首先必須通過食品化學(xué)的研究來指明 原有生物原料的物性有哪些需要改造和改造的關(guān)鍵在哪里，指明何種食品添加劑和何種食用 酶是急需的以及它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如何。例如，食品化學(xué)揭示了多聚半乳糖醛酸酶在植 物組織軟化中的作用，生物工程技術(shù)就創(chuàng)造出采后不表達(dá)該酶的番茄，從而使番茄在后熟中 可以保持良好的硬度。又如，食品化學(xué)指示了果糖的營養(yǎng)特性、風(fēng)味、結(jié)晶性等不同于并且 在許多方面優(yōu)越于葡萄糖，

21、生物工程就發(fā)展了固定化葡萄糖異構(gòu)酶技術(shù)，從而生產(chǎn)出更多高果糖漿。其次，生物工程產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有時并不和食品中的應(yīng)用要求完全相同，需要進(jìn) 一步分離、純化、復(fù)配、改性和修飾。在這些工作中，食品化學(xué)具有最直接的指導(dǎo)意義。例 如，在食用酶中添加穩(wěn)定劑和分散劑，將添加劑配成復(fù)合添加劑，對新產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)分析以 決定其優(yōu)劣并找出其利用價值等等。最后，生物工程可能生產(chǎn)出傳統(tǒng)食品中沒有用過的材料, 需由食品化學(xué)研究其在食品中利用的可能性、安全性和有效性。近20年來，食品科學(xué)與工程領(lǐng)域發(fā)展了許多新技術(shù)， 并正在逐步把它們推向食品工業(yè)的應(yīng)用。例如，利用光化學(xué)理論和技術(shù)發(fā)展可降解食品包裝材料，利用生物 工程理論與技

22、術(shù)發(fā)展會用生化反應(yīng)器改造食品發(fā)酵技術(shù)和改良原料品種。利用電磁理論和技 術(shù)發(fā)展微波加工食品技術(shù)，利用低溫技術(shù)發(fā)展速凍食品技術(shù)和食品冷凍干燥技術(shù)，利用放射化學(xué)理論與技術(shù)發(fā)展食品輻照保鮮技術(shù)， 利用應(yīng)用化學(xué)理論和技術(shù)發(fā)展食品的防偽包裝、超臨界提取和分子蒸儲技術(shù)，利用產(chǎn)后生理 生化理論和技術(shù)發(fā)展食品氣控、氣調(diào)、“真空”儲藏和活性包裝（包裝內(nèi)氣調(diào)）技術(shù)，利用傳質(zhì)理論和膜技術(shù)發(fā)展、可食膜包裝和微膠囊技術(shù)，利用結(jié)構(gòu)與韌性關(guān)系理論發(fā)展原料改性及食 品擠壓、膨化和超微粉末化技術(shù)。由于這些新技術(shù)實際應(yīng)用是否成功的關(guān)鍵依然是對物質(zhì)結(jié) 構(gòu)、韌性和變化的把握，所以它們發(fā)展的速度緊緊依賴于食品化學(xué)在這一新領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展速

23、度。的確，各國的食品化學(xué)家已為此投入了巨大熱情和精力，這些新技術(shù)在食品工業(yè)的發(fā)展 中將起到越來越大的作用。總之，食品化學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展強(qiáng)烈依賴其他學(xué)科理論和技術(shù)的發(fā) 展，即使當(dāng)獨(dú)立的食品化學(xué)技術(shù)體系建立起來后也是如此。思考題1.什么是食品化學(xué)？它的研究內(nèi)容和范疇是什么?試述食品中主要的化學(xué)變化及對食品品質(zhì)和安全性的影響。食品化學(xué)的研究方法有何特色?第二次課水與食物教學(xué)目標(biāo)1、了解水在食品中的重要作用、水和冰的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。2、掌握水在食品中的存在狀態(tài)及各種狀態(tài)水的特性。3、掌握水與溶質(zhì)之間的相互作用及其機(jī)理。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：水和冰的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)；水在食品中的存在狀態(tài)；水與溶質(zhì)之間的相互作用。

24、難點(diǎn)：水與溶質(zhì)之間的相互作用及其機(jī)理。教學(xué)方法和教學(xué)手段:教師講授多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容1概述在人體內(nèi)，水不僅是構(gòu)成機(jī)體的主要成分，而且是維持生命活動、調(diào) 節(jié)代謝過程不可缺少的重要物質(zhì)。例如，水使人體體溫保持穩(wěn)定，因為水的熱容量大，一旦 人體內(nèi)熱量增多或減少也不致引起體溫出現(xiàn)大的波動。水的蒸發(fā)潛熱大，蒸發(fā)少量汗水即可 散發(fā)大量熱能，通過血液流動使全身體溫平衡。水是一種溶劑，能夠作為體內(nèi)營養(yǎng)素運(yùn)輸、 吸收和廢棄物排泄的載體，可作為化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)物或反應(yīng)介質(zhì)，也可作為一種天然的 潤滑劑和增塑劑，同時又是生物大分子化合物構(gòu)象的穩(wěn)定劑，以及包括酶催化在內(nèi)的大分子 動力學(xué)行為的促進(jìn)劑。此外，水也是植物進(jìn)

25、行光合作用過程中合成碳水化合物所必需的物質(zhì)。 可以清楚地看到，生物體的生存是如此顯著的依賴于水這個無機(jī)小分子。水是食品中非常重要的一種成分，也是構(gòu)成大多數(shù)食品的主要組分,各種食品都有能顯示其品質(zhì)特性的含水量（表2-1）。水的含量、分布和取向不僅對食品的結(jié)構(gòu)、外觀、質(zhì)地、風(fēng)味、新鮮程度和腐敗變質(zhì)的敏感性產(chǎn)生極大的影響，而且對生物組織的 生命過程也起著至關(guān)重要的作用。水在食品貯藏加工過程中作為化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)， 又是水解過程的反應(yīng)物。通過干燥或增加食鹽、糖的濃度，可使食品中的水分除去或被結(jié)合， 從而有效地抑制很多反應(yīng)的發(fā)生和微生物的生長，以延長食品的貨架期。水與蛋白質(zhì)、多糖 和脂類通過物理

26、相互作用影響食品的質(zhì)構(gòu)，在大多數(shù)新鮮食品中，水是最主要的成分，若希望長期貯藏這類食品，只要采取有效的貯藏方法控制水分就能夠延長保藏期，無論采用普通方法脫水或是低溫冷凍干燥脫水，食品和生物材料的固有特性都會發(fā)生很大的變化，然而任 何企圖使脫水食品恢復(fù)到它原來的狀態(tài)（復(fù)水和解凍）的嘗試都未獲得成功。水是唯一的以三種物理狀態(tài)廣泛存在的物質(zhì)。戰(zhàn)爭之源：“下一場世界大戰(zhàn)將是對水資源的爭奪”2食物中的水分表2-1食品中的水分含量肉類豬肉牛肉（碎塊）雞（無皮肉）魚（肌肉蛋白）水果香蕉漿果、櫻桃、梨、葡萄、將猴桃、柿子、菠蘿蘋果、桃、甜橙、李子、無花果蔬菜青豌豆、甜玉米甜菜、硬花甘藍(lán)、胡蘿卜、馬鈴薯蘆筍、青大

27、豆、大白菜、紅辣椒、花菜、葛苣、西紅柿、西瓜谷物全粒谷物面粉、粗燕麥粉、粗面粉乳制品奶油山羊奶奶酪（含水量與品種有關(guān)）奶粉冰淇淋人造奶油焙烤食品面包餅干餡餅糖及其制品蜂蜜果凍、果醬蔗糖、硬糖、純巧克力 含水量（為 5360 5070 74 6581 75 80-858590 7480 8090 9095 1012 1013 15 87 4075 4 65 15 3545 5-8 43-59 2035 蔗糖葡萄糖麥芽糖半乳糖糖的相對甜度糖溶液的相對甜度結(jié)晶的相對甜度3 -d-果糖 100-150 180 蔗糖 100 100a-d-葡萄糖40-79 743 -d-葡萄糖 小于a異構(gòu)體82a-d-

28、半乳糖27 323 -d-半乳糖 21棉子糖23水赤木糖10糖醇的相對甜度糖醇相對甜度 TOC o 1-5 h z 木糖醇90山梨糖醇63半乳糖醇 58麥芽糖醇68乳糖醇35(2)親水功能(吸濕性或保濕性)糖分子中含有羥基，具有一定的親水能力具有一定的吸濕性或保濕性。吸濕性順序果糖葡萄糖保濕性順序葡萄糖果糖例如:面包、糕點(diǎn)、軟糖應(yīng)選吸濕性大的果糖或果葡糖漿。硬糖、酥糖及酥性餅干應(yīng)選吸濕性小的葡萄糖。第四次課淀粉教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生了解多淀粉粒的特性，淀粉的物理性質(zhì)，變性淀粉及其應(yīng)用。掌握淀粉化學(xué)性質(zhì)，淀粉的糊化，淀粉的老化。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：淀粉的特性在食品中的應(yīng)用：糊化作用、老化作用；改性淀粉 及其

29、應(yīng)用。 難點(diǎn)：淀粉的糊化，淀粉的老化。教學(xué)方法和教學(xué)手段:教師講授多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容淀粉是大多數(shù)植物的主要儲備物，在種子、根和莖中最豐富。是許多 食品的組分之一，也是人類營養(yǎng)最重要的碳水化合物來源。淀粉生產(chǎn)的原料來源為玉米、小 麥、馬鈴薯、甘薯等農(nóng)作物，此外栗、稻和藕也用作淀粉生產(chǎn)的原料。淀粉一般由二種葡聚糖即直鏈淀粉和支鏈淀粉構(gòu)成。普通淀粉含約20%- 39%勺直鏈淀粉，有的新玉米品種可達(dá)50%-85%稱為高直鏈淀粉玉米，這類玉米淀粉不易糊化，甚至有的在溫度100 c以上才能糊化。有些淀粉僅由支鏈淀粉組成，例如糯玉米、糯大麥、梗稻和糯米等。它們在水中加熱可形成糊狀，與根和塊莖淀粉（如藕粉）的

30、糊化相 似。直鏈淀粉容易發(fā)生“老化”，糊化形成的糊化物不穩(wěn)定， 而由支鏈淀粉制成的糊是非常穩(wěn) 定的。從淀粉漿中分離直鏈淀粉可采用在有mgso4存在下結(jié)晶，或用極性溶劑（正丁醇、辛酸或癸酸等低級脂肪酸使之沉淀），后一種方法是利用極性溶劑與直鏈淀粉生成包含物促使其沉淀。淀粉具有獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)及營養(yǎng)功能，主要存在于谷物、面粉、水果和蔬菜中，淀粉消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所有其他的食品親水膠體。在食品工業(yè)中，淀粉是重要 的增稠劑、粘合劑，在水果、蔬菜加工中常用于外層涂布和防止發(fā)粘及穩(wěn)定劑。大量用于布丁、湯汁、沙司、色拉調(diào)味汁、嬰兒食品、餅餡、蛋黃醬等。1淀粉粒的特性淀粉在植物細(xì)胞內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在，故稱淀粉粒

31、。(1)形狀：圓形、橢圓形、多角形等。(2)大小:0.0010.15毫米之間，馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒 最小。(3)晶體結(jié)構(gòu)：用偏振光顯微鏡觀察及x-射線研究，能產(chǎn)生雙折射及x衍射現(xiàn)象。2淀粉的物理性質(zhì)白色粉末，在熱水中溶脹；純支鏈淀粉能溶于冷水中，而直鏈淀粉不 能，直鏈淀粉能溶于熱水。3化學(xué)性質(zhì)無還原性；遇碘呈藍(lán)色，加熱則藍(lán)色消失，冷后呈藍(lán)色；酶水解和酸水解。4淀粉的糊化(gelatinization )(1)糊化淀粉粒在適當(dāng)溫度下，在水中溶脹，分裂，形成均勻的糊狀溶液的過 程被稱為糊化。其本質(zhì)是微觀結(jié)構(gòu)從有序轉(zhuǎn)變成無序。(2)糊化溫度指雙折射消失時的溫度。糊化溫度不是一個點(diǎn)，而是一段溫

32、度范圍。(3)影響糊化的因素結(jié)構(gòu)：直鏈淀粉小于支鏈淀粉。aw: aw提高，糊化程度提高。糖：高濃度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。鹽：高濃度的鹽使淀粉糊化受到抑制；低濃度的鹽存在，對糊化幾乎 無影響。但對馬鈴薯淀粉例外，因為它含有磷酸基團(tuán)，低濃度的鹽影響它的電荷效應(yīng)。脂類：脂類可與淀粉形成包合物，即脂類被包含在淀粉螺旋環(huán)內(nèi)，不 易從螺旋環(huán)中浸出，并阻止水滲透入淀粉粒。酸度:ph60C或6.5后也不能形成凝膠。從果膠的性質(zhì)與功能可知，體系中任何條件的改變都會影響使用效果，如果形成預(yù)凝膠，不但使生產(chǎn)成本上升，還使產(chǎn)品質(zhì)量下降，改變其它因素也可能又使預(yù)凝膠現(xiàn) 象消失。3.果膠在酸性乳飲料中的應(yīng)用果膠

33、在酸性乳飲料的利用上，由于乳飲料中的蛋白質(zhì)以酪蛋白占多數(shù)， 在等電點(diǎn)（ph4.6）以下會產(chǎn)生凝集，在加熱時凝集特別嚴(yán)重，而乳飲料制造過程中，殺菌是 無可避免的，為了防止凝集、沉淀，就非添加穩(wěn)定劑不可，而果膠是相當(dāng)良好的穩(wěn)定劑，通 常使用酯化度在 70%的hm果膠。蛋白質(zhì)屬于兩性電解質(zhì)，具有正、負(fù)電荷，在等電點(diǎn)以下 正電荷較多，而果膠為酸性多糖，常帶負(fù)電荷。屬于酸性（ph4.0）的乳品飲料如果添加果膠， 其所帶的負(fù)電荷與酪蛋白的正電荷結(jié)合，酪蛋白粒子被果膠覆蓋而受到保護(hù)，就可防止凝集、沉淀。般而言，果膠在 ph3.54.2之間是穩(wěn)定的，如果 ph值高，則酪蛋白上的正電荷減少，ph值低，果膠的解離

34、度降低，使果膠分子上的負(fù)電荷減少，使果膠與酪 蛋白粒子間的結(jié)合力變?nèi)?，穩(wěn)定性降低。基本上溶解后的果膠與酸性乳品混合后，可得到穩(wěn) 定性的粒子，主要因為(1)酸性化的酪蛋白粒子聚集成較大的粒子，可被果膠分散；(2)果膠與牛奶中的鈣質(zhì)反應(yīng)后變成較柔軟的膠質(zhì)(增粘)，分散均勻，因此在酸性乳飲料中雖然經(jīng)過均質(zhì)、殺菌、輸送等過程，依然十分穩(wěn)定。以奶粉、牛奶等中性乳原料，在酸化前先與果 膠混合，強(qiáng)力攪拌使果膠與酪蛋白充分接觸及酸性化。而不管用穩(wěn)定力多高的穩(wěn)定劑，都無 法完全防止沉淀，在產(chǎn)品的底部多少會有一些酪蛋白的白色沉淀，這些沉淀中有果膠及其它 來自原料的有色粒子，有損產(chǎn)品外觀，尤其對于玻璃容器等透明包裝

35、會成為很大的問題。4.果膠在食品工業(yè)中的具體應(yīng)用(1)棒冰,冰淇淋保持乳狀液的均勻穩(wěn)定，使冰淇淋口感細(xì)膩起乳化穩(wěn)定作用，可增加漿料粘度，促進(jìn)脂肪乳化， ，滑爽。用量為 0.05%0.2%。,使其具有良好的流動性(2)果醬，果子凍 可有效地改善果醬細(xì)膩度易灌注,適合各種風(fēng)味果醬的生產(chǎn).用量為0.2%0.3%。(3)果凍 果膠的膠凝給果凍增加彈性和韌性的組織，并可補(bǔ)充天然果膠不足，減少膠體的脫水收縮，增添香味，使口感潤滑爽口。用量為0.3%0.8%。(4)乳酸飲料 果膠作為一種耐酸性食品膠，對酸牛奶和酸乳酪飲料起穩(wěn)定彳用，也就能延長這類制品的保存期。用量為 0.1%0.4%。(5)果汁 果膠在果汁

36、中有明顯的增稠作用，其粘度特性使果汁具有新鮮果汁的風(fēng)味，能達(dá)到天然飲料的逼真效果。用量為0.05%0.2%。(6)粒粒橙及帶果肉型飲料可解決粒粒橙及含果肉懸浮飲料的分層粘壁問題，可增強(qiáng)果肉的懸浮作用，給予制品純正的口感。用量為 0.1%0.2%。(7)軟糖 果膠用于軟糖可使軟糖晶瑩透明，富有彈性，不粘牙，酸甜可口，提t(yī)Wj廣品品質(zhì)，是tWj級糖果的理想添加劑。用量為0.8%2%(8)焙烤食品 果膠通過與面筋中的麥醇溶蛋白相互作用，有助于提高冷凍面團(tuán)的持氣性，增加成品體積，同時增強(qiáng)口感，延長面包的貨架壽命，還可用于三明治，饅 頭，月餅等焙烤制品中。用量為面粉的1.5%左右。另外，果膠的一般使用方

37、法為：高脂果膠加45倍果膠量的細(xì)白糖拌勻，在攪拌下慢慢加入熱水中溶解 ，溶解濃度低于2.5%.低脂果膠可直接加入熱水中溶解，濃度高時，可加熱至沸，使其完全溶解。凝結(jié)劑ca2+濃度約為40mgca2+/每克果膠，加入葡萄糖酸鈣、乳酸鈣、氯化鈣均可。四、果膠在食品中的應(yīng)用實例(一)果膠在酸性奶(發(fā)酵酸奶或人工酸化酸奶、果汁奶 )飲品中的應(yīng) 用。對于發(fā)酵型、果汁型酸奶或人工添加酸化劑的各類乳制品飲料，加熱 殺菌過程中會導(dǎo)致在酸性條件下本身已不太穩(wěn)定的奶中酪蛋白分子之間相互作用，而發(fā)生蛋白凝聚沉淀現(xiàn)象。如果不添加合適的果膠，會造成酸性乳飲料口感粗糙，情況嚴(yán)重的還會發(fā)生蛋白質(zhì)結(jié)絮沉淀，而使上層乳飲料淡而

38、無味，嚴(yán)重影響酸性乳飲料 的外觀及口感。果膠的正確使用、調(diào)節(jié)ph值的方式及加熱方法對于酸性乳飲料達(dá)到良好的口感及預(yù)期的貨架壽命十分重要。天然牛奶（ph =6.6）中的蛋白質(zhì)主要是酪蛋白微粒 （粒度大約0.1 m） 及可溶性乳清蛋白；前者本身帶負(fù)電荷，微粒間相互排斥故不會發(fā)生蛋白質(zhì)凝聚沉淀現(xiàn)象。 牛奶在酸化過程中，酪蛋白微粒所帶的負(fù)電荷逐漸減少，微粒的相互排斥作用也跟著下降；當(dāng)ph值降低到酪蛋白的等電點(diǎn)左右，微粒團(tuán)之間開始相互粘附，牛奶便開始凝結(jié)（如發(fā)酵酸奶）。酪蛋白微粒團(tuán)具有畏水的表面，使得微粒團(tuán)趨向于彼此附合成串形成凝膠，該凝膠在均質(zhì)處理時又被轉(zhuǎn)化成懸浮的微粒，加熱處理使得微粒粘聚成團(tuán)，并使

39、得微粒失去水分變硬， 導(dǎo)致飲品口感粗糙或發(fā)生沉淀。加入果膠的目的就是為了避免酪蛋白微粒之間的相互作用，一般在牛奶的酸化前加入。酸化過程中，由于酸度下降，酪蛋白微上的正電荷逐漸增多并與 果膠上的負(fù)電荷相互吸引，使酪蛋白微粒被果膠分子所包圍。當(dāng)加入的果膠量少于實際需要 時（只有少量的酪蛋白微粒被膠所包裹），產(chǎn)品的實際粘度有所上升；當(dāng)加入的果膠量開始足夠阻礙蛋白質(zhì)微粒之間相互作用時，產(chǎn)品的實際粘度開始下降。當(dāng)加入的果膠量使產(chǎn)品的粘 度達(dá)最低點(diǎn)時說明蛋白質(zhì)微粒之間的相互作用已完全被果膠所阻斷。如果再增加果膠的用量，導(dǎo)致果膠分子之間相互作用而使產(chǎn)品的粘度又開始上升。所以調(diào)節(jié)果膠的添加量可以使各種 不同的

40、酸奶飲品得以改進(jìn)質(zhì)量。以 citrus colloids公司果膠type140而言，一般用量是0.150.20g /每克蛋白質(zhì)，但實際添加量受蛋白質(zhì)粒子大小的影響，粒子越小其表面積越大，要求的果膠量也越多。此外，酸化速度、終產(chǎn)品酸度的精確性（ph3.84.3）、奶中的脂肪含量、固形物含量、離子濃度、熱處理條件及貨架要求時間等都影響產(chǎn)品對果膠的實際需要量。 被穩(wěn)定后的酪蛋白微粒經(jīng)過均質(zhì)后即可經(jīng)受適合的加熱殺菌處理而不發(fā)生質(zhì)量問題。發(fā)酵型酸乳（1）貨架期為23周的攪拌型活體酸奶發(fā)酵酸奶（如果是用全脂牛奶，必須在發(fā)酵前經(jīng)過均質(zhì)， 可使一層蛋白 質(zhì)覆蓋在脂肪球上導(dǎo)致成品品質(zhì)穩(wěn)定）在發(fā)酵Z束后（大約ph

41、=4.0）與制備好的輔料（糖、果膠、果汁等）攪拌均勻后再經(jīng)過均質(zhì)處理，裝罐。（注意事項輔料制備：將糖與果膠混合，緩慢加入高速攪拌下的水或果汁中，持續(xù)攪拌半小時直至果膠充分水化；再經(jīng)加熱殺菌處理；與發(fā)酵酸奶混合時應(yīng)確保穩(wěn)定劑均勻分布，局部缺乏果膠會造成品質(zhì)不穩(wěn)定狀態(tài)；含果肉的果汁經(jīng)殺菌處理后可在均質(zhì)后加入。(2)貨架期可達(dá)6個月的發(fā)酵酸奶a.工藝與上相同，但在均質(zhì)處理后再經(jīng)加熱殺菌處理(70 90 C, 30秒；或130140c下uht超高溫處理數(shù)秒），并使產(chǎn)品快速冷卻（減少加熱時間）；b.輔料不必預(yù)先經(jīng)加熱殺菌處理。乳品直接酸化處理通?？蓪⒛谭?牛奶、食用酸或果汁/果肉等混合配制成酸性奶。成分

42、一般有；奶粉（3%15%）,typel40 果膠（0.25 %0.9%）,檸檬酸鈉（0.5 %）及檸檬酸（調(diào) ph=3.84.0） , 2%- 10%的果汁（含或不含果肉）及糖/香精/色素/水等。將糖與果膠等輔料混合后，緩緩加入高速攪拌下的牛奶中（脫脂奶粉則先溶于約一半的用水量中，水溫必須調(diào)低到1520C）,持續(xù)攪拌半小時直至果膠充分水化。酸化處理是整個制造過程中的關(guān)鍵；快速加酸會使酪蛋白微粒變得粗大，易出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。為了確保均勻的酸化作用，酸化劑必需非常緩慢地加入乳液的攪拌中心地帶以確保酸化劑立即被分散均勻（更有效的做法是把酸化劑溶液噴霧在湍流的乳液表面以達(dá)到和緩酸化的效果）。一般來說，乳液的ph值從5.5下降到4.6是酸化過程的決定性階段，不應(yīng)少于10min；再繼續(xù)酸化至 ph3.84.o；整個過程約需 2030min.在3040 C條件下均質(zhì)處理后應(yīng)快速冷卻到1520 C ,裝罐。配制酸化劑溶液時，加入檸檬酸鈉制成緩沖液能更有效地對酸化過程進(jìn)行控制。另一種酸化方法是利用已酸化過的