第一章食品营养成分的基本组成及加工特性.ppt

第一章 食品营养成分的基本组成及加工特性,第一节 水分 第二节 矿物质 第三节 糖类 第四节 油脂 第五节 蛋白质 第六节 维生素,第一节 水分（4学时） 教学目的： 1.理解水的基本性质及其与食品加工的关系； 2.了解食品中水分的性质，理解自由水和结合水的特性；了解平衡水分的概念； 3.理解水分活度的概念、意义； 4.理解等温吸湿曲线的意义； 5.理解水分活度与食品稳定性的关系； 6.了解食品加工中水分的变化。,教学重点：自由水和结合水的概念和特性；水分活度的含义；等温吸湿曲线的含义；水分活度对食品稳定性的影响。 教学难点：水分活度的定义 教学方法：水的基本性质联系其对食品加工的影响；水分活度的定义以形象化说明加以解释（存在量与受束缚程度）。等温吸湿曲线讲清实际意义；水分活度对食品稳定性的影响以实例说明（高浓度糖、盐对食品的保藏作用）。注意课程引入和小结。 作业布置：教材习题二（1、2、3、4、5） 教学过程：180分钟,第一节 水分,一、水的基本性质 二、食品中水分的性质 三、水分活度 四、水分活度与食品的稳定性 五、食品加工中水分的变化,第一节 水分,水分影响食品品质： 口感（温感、触感）、风味、耐藏性 一、水的基本性质 （一）水的结构： 氢键缔合（与解缔的动态平衡） 冰为四面体结构,（二）水的基本性质： 1.密度的变化-速冻食品的体积与包装 2.沸点与熔点-加热浓缩与冷却冻结（溶质的影响）、过冷与晶核的形成 3.比热大-（与氢键有关）保温 4.介电常数大-促进电解质的电离 5.溶剂作用-离子型化合物和非离子型化合物（氢键）,二、食品中水分的性质 食品中存在不同形式的水分，就实用价值而言，普遍将食品中的水分分为自由水和结合水。,1.自由水和结合水： 自由水（游离水）：借助毛细管作用力存在于细胞间隙、细胞液中以及制成食品的结构组织中。 性质：具有普通水的性质，可被微生物利用、直接影响食品的保藏性。,结合水（束缚水）：是指与食品中一些化合物的活性基团以氢键等形式结合的水。与蛋白质、淀粉、果胶物质、纤维素等成分结合。 单分子层结合水：与氨基、羧基（蛋白质、果胶物质）结合的水，氢键作用力大，结合较牢固； 多分子层结合水（半结合水）：与酰胺基（蛋白质）、羟基（淀粉、果胶物质、纤维素）结合的水，氢键弱，不牢固。,自由水和结合水的区别： （1）结合水的量与有机大分子极性基团的数量有比较固定的比例关系。据测定，每100 g蛋白质可结合的水分平均高达50g、每100g淀粉的持水能力在3040g之间。,（2）结合水的沸点高于普通水，一般加热手段不能将其从食品分离出来；而结合水的冰点低于普通水，使其不易结冰，甚至环境温度低于-20 时还不结冰，冰点可下降至-40 ，由于这一性质，使含水量很低的植物的种子和微生物的孢子（几乎只含结合水）能在很低的温度下保持生命力，而多汁的果蔬、肉类等组织，因含大量的自由水，在冰冻时细胞结构易被冰晶破坏，解冻时组织容易崩溃。,（3）结合水不起溶剂的作用，也不能被微生物利用；一般加热操作不易去除结合水，所以在食品干燥操作中只有很少一部分的结合水被去除。,（4）结合水对食品的风味起着重大的作用。不易去除的结合水如果被强行与食品分离时，往往使食品的风味质量造成很大的改变。 注意:自由水和结合水的相对性；两者合称为食品中的含水量，可以干基表示或湿基表示，通常以质量分数来表示。,2.平衡水分 与环境有关。 在一定温度和湿度条件下，与一定状态的空气相平衡的食品中的水分含量，即为食品的平衡水分。 特点：食品中水分蒸汽压与空气的水分蒸汽压相等。,三、水分活度 1.概念： 水分活度可用AW表示，其定义为：食品中水的蒸气压P与同温下纯水的饱和蒸气压P0之比。当食品与空气平衡时，食品的水分活度与空气的相对湿度相等。 含水量与水分活度的关系。,2.等温吸湿曲线： 食品的含水量与水分活度之间的关系可用曲线表示，当食品的含水量很低时（低含水量区），水分含量的微小变化即可引起水分活度极大的变动；当水分活度大于0.8时，即使含水量急剧变化，水分活度的变化也不大。低含水量区的曲线为常用的等温吸湿曲线。,曲线构成：3个区域： A区域：低水分区，AW =00.25，相当于含水量在00.07 g/g干物质，单分子层结合水。 B区域： AW =0.250.80之间，相当于含水量在0.070.33 g/g干物质,这部分水为多分子层结合水或称准结合水。 C区域：为高湿度区, AW =0.80.99之间，含水量低可至0.140.33 g/g干物质,高可达20 g/g干物质。 从上述分区可以看出，AW =0.8自由水和结合水之间的一个临界值。,四、水分活度与食品的稳定性 1水分活度与微生物生命活动的关系 食品中涉及的微生物主要有细菌、酵母菌和霉菌，许多微生物的生命活动会直接引起食品的腐败变质。不同微生物的生长繁殖都要求有一定的最低限度的水分活度值。如果食品的水分活度值低于这一数值，微生物的生长繁殖就会受到抑制（表1-2）。 通常 细菌：AW 0.9时不能生长；酵母菌：在AW 0.87时受到抑制；霉菌：AW 0.80时不能生长。,2水分活度与食品中化学变化的关系 微生物和生长是导致食品腐败变质的一个重要方面，在食品中发生的化学反应和酶促反应也是引起食品品质变化的重要原因。降低水分活度，也可以控制在食品中发生的化学变化，从而稳定食品的质量。 水作为介质及反应物，其活度会影响生化反应的速度；在酶促反应中，水分活度还可影响酶的活性。当水分活度低于0.8时，大多数酶的活力受到抑制；当AW =0.250.30之间时，食品中的淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性会受到强烈的抑制甚至丧失。,降低食品的水分活度，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少食品中营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。但水分活度过低，则会加速脂肪的氧化酸败。,五、食品加工中水分的变化 食品加工中水分的变化与环境条件有关。 主要过程：储藏：影响货架期 加工：有目的地使水分减少,1.干制（干燥、脱水） 含义：一般由固形物料成固体制品。 分类：自然法 人工法（脱水）：常压、加压、真空 水分经由内部扩散而表面蒸发气化。经干制食品的自由水降低，水分活度降低。,2.浓缩 含义：液态物料中去除一部分水 方法： 蒸发浓缩：在不同压力下加热使水分汽化而减少； 冷冻浓缩：形成冰晶以一定方法分离； 膜浓缩：利用膜的孔径特征、吸附作用等进行水分分离。（渗透、反渗透、电渗析、超滤） 浓缩后物料的自由水降低，水分活度降低。,3.冻结： 水形成冰，蒸汽压降低，水分活度降低。,第二节 矿物质（2学时） 教学目的： 1.了解矿物质的含义与分类； 2.理解酸性食品与碱性食品的概念； 3.了解植物性食品原料与动物性食品原料中所含矿物质的特点； 4.了解食品加工过程对矿物质含量与生物有效性的影响。,教学重点：酸性食品与碱性食品的概念；食品加工过程对矿物质的影响。 教学难点：酸性食品与碱性食品的概念 教学方法：重点以实例讲清；原料特点和加工影响重在概要。 作业布置：教材习题二（6、7、9） 教学过程：90分钟,第二节 矿物质,概述： 矿物质的含义：食物中除碳、氢、氧、氮外的其他元素。 特点：人体必需但不能自身合成。 作用：构成人体组织的重要材料，同时还具有维持体液的渗透压及机体的酸碱平衡、参与体内生化反应等 作用，具有调节机体生理机能的功效。表1-3,存在形式：无机盐、有机盐等，可溶、难溶性盐；与蛋白质、酶等结合。影响其生物可利用性。 生物可利用性：是指食物中的某种营养成分在经过消化吸收之后在人体内的利用率，包括吸收率、转化成活性形式的比例以及在代谢中发挥的功能。影响矿物元素生物可利用性的关键是它被人体小肠吸收入血的效率，也称为生物有效性。,分类：常量元素、微量元素为(以0.01%计) 必需元素、非必需元素、有毒元素(对微量元素而言) 酸性矿物元素：人体内经过氧化后生成酸性氧化物的矿物元素，通常是非金属元素如磷、氯、硫、碘等 碱性矿物元素：在人体内经过氧化后生成碱性氧化物的矿物元素，碱性矿物元素通常是金属元素如钙、镁、钠、钾等。,酸性食品：含硫、磷等酸性矿物元素较多，(灰分)在体内氧化后呈酸性反应的食品； 碱性食品：含钾、钠等碱性矿物元素较多，(灰分)在体内氧化后呈碱性反应的食品。 注意：代谢后的性质，酸性食品与碱性食品中均含酸性矿物元素和碱性矿物元素，相对多少不同，则成不同的酸碱性代谢结果。,一、食品中的矿物质及其特点 二、食品加工对矿物质的影响,一、食品中的矿物质及其特点： 1.植物性食品中的矿物质(谷、薯、豆、蔬、果、食用菌、藻类),2.动物性食品中的矿物质： 肉类：含铁、磷多，含铜少，含钙低，部位不同，损失情况不同； 牛乳：含钾高，所含钙、磷易吸收 ； 蛋类：蛋黄中含磷、铁多 鱼贝类：硬组织中含量多，肌肉中含量相对较低。微量元素多；鱼中钾含量高、蟹类中钙多。,二、食品加工对矿物质的影响 食品中的矿物质稳定性高，但加工手段仍会对其产生影响。豆类发酵有利于磷的释放，但很多情况下加工会造成矿物质的损失。 1.谷类碾磨：使矿物质含量降低，精度越高、损失越大；(谷类中的矿物质主要在糊粉层和胚组织中 ) 2.预处理：清洗、泡发、热烫，造成矿物质尤其是水溶性矿物质的溶解损失，如海带中的碘。热水烫漂造成的损失更大。 3.热处理：煮、炒、油炸等 。通常热处理会引起矿物质损失，如煮沸牛乳(蛋白质沉淀有关)。 食品的不合理配伍造成矿物质的生物有效性降低；设备中矿物质的引入及矿物质的营养强化都会使食品中的矿物质发生变化。(如盐、乳粉、谷粉中碘、铁等的强化)。,第三节 糖 类,第三节 糖类（6学时） 教学目的： 1.理解单、双糖在食品加工中表现出的物理特性及化学特性； 2.了解淀粉粒的结构； 3.理解淀粉的糊化、老化及影响因素，以及它们在食品加工中的应用； 4.了解果胶、琼脂、纤维素和半纤维素的用途； 5.理解环糊精的结构及其在食品工业中的用途。,教学重点：单、双糖的加工特性；淀粉的糊化、老化。 教学难点：单、双糖的化学特性；淀粉的改性。 教学方法：以生活实例说明糖的加工特性、淀粉的糊化与老化。可采用多媒体教学手段。 作业布置：教材习题二（10-17） 教学过程：270分钟,概 述 元素组成：碳、氢、氧、氮 结 构：多羟基醛或酮及聚合物 分 类：monosaccharides, oligosaccharedes, polysaccharides 还原糖与非还原糖(reducing sugar),食品中的糖类及其作用(功能)：单糖、双糖、转化糖、环糊精及麦芽糊精，淀粉、果胶、纤维素、半纤维素等。 热能来源、低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚果糖等能促进人体内双歧杆菌增殖，有利肠道微生态平衡，具有保健功能；又如膳食纤维（包括半纤维素、果胶、无定形结构的纤维素和多糖胶）可促进肠的蠕动，改善便秘，预防肠癌、糖尿病、肥胖症等。 单、双糖：甜味剂、形成食品的色泽等等；多糖：增稠作用；糖类的衍生物在功能性食品中的应用也日益广泛。,总而言之，提供生命活动的能量，在食品加工中对食品的口味、质地、风味及加工特性也有很多贡献，食物原料的深加工和综合利用以及食品新技术的发展很多也与糖类有着密切的关系。,一、单、双糖的加工特性 二、淀粉的加工特性 三、其他多糖的加工特性,一、单、双糖的加工特性 (一)物理特性： 1.甜味：甜度的概念：相对强弱，个体差异。 果糖 转化糖 蔗糖 葡萄糖 麦芽糖 半乳糖 乳糖 影响因素：分子结构、状态、温度。 -式、-式，固态糖、液态糖，温度高甜度下降 (参考书,2.溶解性及渗透压： 溶解度与糖溶液的饱和浓度，溶解度与渗透压的关系(70%的糖液可有效抑制微生物的生长),3.结晶性：不同的糖结晶性不同。 可用之处：糖果制造、糖霜、糖衣的形成、微胶囊技术 不利之处：结晶析出，使糖液浓度降低，渗透压减小,4.吸湿性和保湿性：结构中的羟基与水结合。 吸湿能力：果糖 转化糖 麦芽糖 葡萄糖 蔗糖 无水乳糖 糖醇的吸湿性较强。 影响食品制造和食品的保存。有些食品需要利用糖的吸湿性和保湿性(如广式月饼、松软的糕点)；但吸湿后糖液被稀释，渗透压降低，影响食品的保藏性。,(二)化学特性： 1.水解反应：蔗糖的水解与转化糖的概念。果蔬糖制中糖煮过程与蔗糖水解的关系、作用。,2.烯醇化作用与异构互变： 碱性溶液中：酮糖发生烯醇化作用，与醛糖之间存在动态平衡，但工业上应用产率较低。 在酶的作用下，糖的异构体间可以互变，果葡糖浆的生产可以利用葡萄糖异构化酶的作用，提高产率。,3.氧化作用： 碱性条件下被弱氧化剂氧化-还原糖的概念 酸性条件下被弱氧化剂氧化(如溴水)-醛糖成糖酸，如葡萄糖酸-葡萄糖酸钙、葡萄糖酸酯的形成与应用。 酸性条件下被强氧化剂氧化(如硝酸)-醛糖成糖二酸，酮糖发生碳链的断裂。 酶作用下可被氧化成糖醛酸(半乳糖醛酸)。 生物氧化：有机物在生物体细胞内进行的氧化放能过程，称为生物氧化。它是生命活动最基本的供能方式。与糖相关的生物氧化包括无氧氧化和有氧氧化；无氧氧化过程中糖酵解形成丙酮酸，可进一步形成乳酸、乙醇、乙酰辅酶A；有氧氧化可形成丙酮酸、乙酰辅酶A或通过三羧酸循环形成有机酸、再氧化成二氧化碳和水。,4.还原作用：糖加氢还原可以形成糖醇，糖醇可作甜味剂、保湿剂。,5.酯化反应：脂肪酸蔗糖酯(单酯、双酯)用于糕点、冷饮、油脂等的乳化剂、快餐食品的防老化剂及抗氧化剂等。,6.焦糖化与羰氨反应：均为与糖有关的呈色反应。(第三章 )。,(三)其他加工特性 糖液的冰点与冷饮生产有关、糖液的黏度与食品的稠度有关、糖类的发酵既有有利之处也有不利不处，糖液的溶氧量低，因此具有抗氧化性。,二、淀粉的加工特性 概述：淀粉是多糖中的典型代表，多糖对食品的致密性、脆性、硬度、黏度、稠性、吸水膨胀性、凝胶形成性、水溶性和水分散性都有很大的影响。 淀粉在自然界中以独立的淀粉颗粒存在。分为直链淀粉和支链淀粉。 支链淀粉：易分散于冷水中，以淀粉粒残余的形式保留于水中，若提高温度并加搅拌可以形成稳定的黏稠胶体溶液； 直链淀粉：不溶于冷水，可分散于热水中形成胶体溶液。,(一)淀粉粒的结构： 1.形状： 大致有三种：圆形、椭圆形和多角形；受水分含量及生成部位的影响。高水分时，淀粉粒呈大而齐整的形状；处于中心粉质胚乳中、蛋白质含量少时，大多呈圆形或椭圆形；处在外层富含蛋白质的角状胚乳中，呈多角形。马铃薯淀粉较大、米淀粉粒较小。淀粉粒的大小是以其长轴的长度来表示的，最小的为2 µm，最大可达170 µm。淀粉粒的相对密度在1.5左右，一般不溶于水。,2.轮纹结构：淀粉粒的轮纹围绕着淀粉粒的裂口一层层展开，这一裂口称为淀粉粒的脐点，淀粉粒中大部分淀粉分子从脐点伸向边缘。 3.微晶结构 在交叉的尼柯尔棱镜所产生的偏振光的照射下，可以看到淀粉颗粒具有双折射现象，产生黑色偏光十字，十字的中心正好在脐点。,双折射现象说明淀粉粒具有球状微晶结构。X光衍射分析证明淀粉粒中存在晶体结构。通过现代分析测试仪器得出的结论认为： （1）淀粉粒是由许多排列成放射状的微晶束构成的。 （2）微晶束由长短不同的直链淀粉和支链淀粉分子相互采取平行的位置以氢键彼此结合而成。,（3）微晶束的大小以及密度各不相同。 （4）淀粉分子，包括支链淀粉和直链淀粉分子，参加微晶束的构造时，并不是整个分子全部都参加到一个微晶束里，而是一个淀粉分子可以以其长链的各个部分，或各个分支链参加多个微晶束的组成，分子上也有些部分并未参与微晶束的组成，这一部分就呈无定形态。所以微晶束之间存在无定形的淀粉，这使淀粉粒之间具有弹性变形现象。 淀粉颗粒中，结晶结构约占颗粒的60%。由于极性基团在形成微晶束时，以氢键彼此结合，游离的极性基团很少，所以淀粉粒不易溶于水。,（二）淀粉的糊化、老化及应用 1淀粉的糊化 概念：淀粉不溶于冷水，但当把淀粉与水的悬浊液加热到一定温度时，淀粉粒会吸水膨胀，体积增大，然后形成黏稠的胶体溶液，这一变化称为淀粉的糊化。糊化发生的温度称为糊化温度。由于不同粮食具有不同的淀粉颗粒，同一粮食的淀粉粒也存在大小差异，因此，糊化难易不同，糊化的温度不同，而且从糊化开始到糊化结束，存在一个糊化温度范围（见表1-11）。 本质：是淀粉粒中有序的微晶结构被破坏，形成无序结构的过程。,分段： （1）第一阶段 未达糊化温度时，水分从淀粉粒上的孔隙进入淀粉粒内，被吸着或与许多无定形部分的极性基团相结合。这一阶段淀粉粒体积和变化、悬浊液黏度的变化都不易察觉，微晶结构仍然存在。此时若脱水干燥，淀粉粒有可能恢复原状。(初步吸水),（2）第二阶段 达到糊化温度，淀粉粒突然膨胀，大量吸水，迅速成为黏稠的胶体溶液。水分子进入淀粉粒的微晶结构，破坏淀粉分子之间的氢键结合，使淀粉分子失去原有的规则取向而成为无序混乱的排列。这一阶段，由于淀粉粒中的微晶束解体，双折射现象消失，双折射现象开始消失的温度称为糊化温度。糊化后的淀粉无法恢复原有状态。(膨胀解体),（3）第三阶段 温度继续升高，膨胀的淀粉继续分离支解。 淀粉的糊化也叫淀粉的-化，所以糊化淀粉也称为-淀粉。糊化的淀粉由于分子分散，所以易被消化；同时由于形成了胶体状态，对食品的增稠、增黏、凝胶形成都是有利的，利用粮食为原料的发酵制品的生产，都要进行蒸煮以使淀粉糊化，利于后续工序中酶的作用。,2淀粉的老化 概念：糊化的淀粉溶液在较低温度下放置一定时间后，会出现沉淀混浊现象，称为淀粉的老化。淀粉的老化不仅会发生在糊化的淀粉溶液中，同样也会发生在含糊化淀粉的制品中。,本质：是分散了的淀粉分子重新以氢键结合，部分恢复微晶化的过程。在温度降低的情况下，溶液中的淀粉分子运动减弱，分子之间靠残留的结点相互靠近，并重新形成氢键，使体积增大而易凝沉。但这种分子间氢键的恢复是不完全的，也不完全等同于未糊化时的微晶结构，因此在性质上也不同于生淀粉。但老化的淀粉中分子之间的氢键结合特别牢固，所以老化的淀粉难溶且不易消化。 特点：老化的淀粉不易再溶解，也不容易被淀粉酶降解。,3影响淀粉糊化和老化的因素 糊化(内因与外因)： 淀粉粒内部的结构是影响淀粉糊化的决定性因素。如果淀粉粒内部的结晶区比较多，结晶结构比较规则而紧密，那么淀粉粒就比较难糊化；如果淀粉粒内部的无定形部分比较多，结构比较疏松，那么糊化就比较容易。淀粉粒的大小、形状、直链淀粉和支链淀粉的比例都会影响糊化的难易。,淀粉的糊化显然需要一定的温度条件，此外水分的多少、其他共存组分的种类和数量都会影响淀粉的糊化以及糊化后淀粉溶液的黏度或淀粉凝胶的强度。对天然淀粉而言，水分不足时，糊化难以完全，当有糖、盐等其他组分时，水分活度小，糊化对水分要求更高，水分活度过低，糊化难以进行。,糖的存在会降低淀粉糊化的速度。能与直链淀粉形成复合物的脂肪的存在，会推迟淀粉粒的膨胀，延缓淀粉的糊化，如在低脂的面包中，淀粉的糊化率要高于高脂的曲奇饼。,一般的食品酸度下，pH对淀粉糊化的影响很小，但个别偏酸性食品中，如果要利用淀粉糊化以达到增稠的目的时，最好使用改性的淀粉，以免酸性条件下普通淀粉水解而变稀。淀粉酶的作用也可以加速糊化的过程，这也是新米比陈米易煮糊的原因之一。,淀粉老化影响因素(内因和外因)： 内因： 直链淀粉和支链淀粉的比例、淀粉分子的大小（聚合度）是影响淀粉老化的内部原因。淀粉的老化是从分子的靠近缔合开始的，直链淀粉由于分子空间位阻小、分子链容易定向，链间靠拢比较容易，所以直链淀粉比支链淀粉容易老化。聚合度适中的淀粉分子既容易定向，也有较多的结合点，所以比较易老化。,外因： 水分含量、温度和其他共存物也会影响淀粉的老化过程。水分过多时，淀粉分子之间的形成氢键的机会少；水分过少时，糊化了的淀粉分子也难以调整分子链的定向，所以水分过高或过低，都可阻碍老化的进行。水分含量在30%60%范围内，老化最易发生，当水分含量低于10%时，一般不发生老化。,温度也是影响淀粉老化的重要因素。常温，尤其是接近0 的低温最易发生淀粉的老化。80 以上的高温和-22 的低温几乎都不发生淀粉的老化。这是由于高温下，分子的动能很大，难于发生分子的定向和聚拢；低温下水分深度冻结，阻碍了淀粉分子间的靠拢和氢键的形成，所以都不利于老化。从60 到-2 老化速度增加，从-2 到-22 老化速度又逐渐下降。但反复冻融食品会导致淀粉的老化加速。,糖、脂、乳化剂及其他亲水性的大分子物质都能延缓淀粉的老化。,4糊化与老化在食品加工中的应用 方便即食型食品大多是富含淀粉的。其加工原理简言之，就是将刚糊化的淀粉迅速脱水至10%以下，使淀粉被固定在糊化状态，避免老化，且易复水。 方便面的生产过程是将原料和成面团，经压延、切条、折花后，将成型的面坯蒸熟，然后热风干燥或油炸迅速去水，冷却后即为成品。其中蒸煮的目的就是使淀粉糊化，糊化的程度越高，复水的性能越好。蒸煮过程中淀粉充分吸水，晶体结构充分解体，再通过快速脱水控制其老化。这就是通过控制淀粉的糊化和老化生产方便面的原理。,脱水米饭或称-化速煮米饭的生产原理与方便面相似，国外一般采用在-化下将温度突然下降到-10 -30 ，再进行升华干燥以保持淀粉的-化。国内一般采用高温热风干燥，控制淀粉的老化。 淀粉的老化在食品生产中一般是希望避免的，但也有例外。粉丝、粉皮的生产是将淀粉糊化以后，促进其老化，以得到有韧性的产品。,（三）淀粉的水解和淀粉糖浆的加工原理 淀粉水解（糖化）： 条件：在酸或酶的催化 产物：葡萄糖、淀粉糖浆（麦芽糊精、麦芽低聚糖、麦芽糖、葡萄糖等的混合物）。控制一定的水解程度并结合采用异构化，可以形成工业使用的多种糖浆。,水解程度的表示：葡萄糖值。葡萄糖值是糖化液中还原糖占干物质的质量分数（还原糖量常以葡萄糖量计）。完全水解的葡萄糖值应该是100%，实际生产中很难达到，酸法水解的葡萄糖值可达90%92%，酶法水解可达97%以上。,用25%30%的淀粉乳，以0.30%0.35%用量的食用盐酸作催化剂，在约143 条件下加热约1530 min进行糖化，然后在7080 条件下用碳酸钠中和以及一系列后处理，可生产制得酸糖化饴，其中含葡萄糖35%45%，糊精35%45%。麦芽饴糖的生产分液化和糖化两步进行，均采用酶催化。液化时在8590 用淀粉酶催化，使淀粉分子的聚合度减小，淀粉浆黏度下降；糖化时在6063 ，用3%5%淀粉量的麦芽或其浸出液催化糖化，再经后处理后浓缩到固形物含量为75%80%，即为成品。淀粉用酸或酶催化水解可生产葡萄糖。酸水解法与酸糖化饴的生产基本相似，但水解时间要增加。酶法生产也分液化和糖化两步，糖化的时间要比麦芽饴糖化的时间长，以使水解彻底。,选择具有专一性的酶，还能生产不同组成的糖浆产品。酶法生产比酸法生产易于控制糖浆的组成。,果葡糖浆是一种含有果糖、葡萄糖的混合糖浆。生产上采用异构酶催化葡萄糖部分转化为果糖。果葡糖浆的生产一般以玉米淀粉为原料，先将淀粉质原料生产精制的葡萄糖浆，再异构化而得果葡糖浆。酶应用技术的提高，使果糖的含量不断提高，最高含量可达90%，这样的糖浆称为高果糖浆。果糖含量为55%的称为第2代高果糖浆，含90%果糖的称为第3代高果糖浆。 由淀粉制得的各类糖浆适用于不同的食品生产。饴糖具有抗结晶性，可用于制造硬糖；葡萄糖浆适合生产发酵食品，还用于糕点、饼干的生产；高果糖浆甜度高，并具有清凉爽口的风味，用于生产清凉饮料；又因其黏度小，渗透压高，防腐性强，所以被用来生产蜜饯、果酱、软糖、罐头等食品。,（四）改性淀粉 定义：为了食品加工上的需要，应用物理、化学或酶的方法处理天然淀粉，改变淀粉的物理性质，如溶解性、黏度、色泽、流动性等，这样经处理后的淀粉称为改性淀粉或变性淀粉。 处理方法：物理处理方法有机械研磨法及加热法等，对物理性质的改变不是很多。化学处理法较常见。常见的改性淀粉有预糊化淀粉、酸改性淀粉、磷酸化淀粉、交联淀粉、氧化淀粉等。,1预糊化淀粉 将淀粉悬浊液，利用热滚筒干燥技术，在80 以上将糊化的淀粉干燥到水分含量在10%以下，然后再粉碎就可得预糊化淀粉。其特点是加入冷水即可形成黏糊，在布丁、馅料和糖霜等食品生产中。,2酸改性淀粉 酸改性淀粉是在糊化温度下用无机酸处理天然淀粉所得的改性淀粉。常用的无机酸是盐酸和硫酸，经酸处理后，形成淀粉片断，再经碱中和、过滤干燥而得。特点：酸改性淀粉加热后可溶解，溶液黏度低，高浓度的溶液冷却后可形成高强度的凝胶。用于制造软糖基、果冻等食品，用酸改性淀粉生产的软糖质地紧密、外形柔软、富有弹性，高温处理也不收缩，不起砂，能较好地保持糖果的质量。,3磷酸化淀粉 用酸式磷酸盐、焦磷酸盐或三聚磷酸盐的干混合物在高温下处理淀粉可得磷酸化淀粉，使淀粉分子上的羟基部分磷酸化。特点：磷酸化淀粉的糊化温度较低，糊的黏度大，透明性和胶黏性高，保水性好，不易凝沉，常用作增稠剂，而且耐受冷冻解冻过程的能力较高，在冷冻食品中很有用处。,4交联淀粉 用交联剂处理天然淀粉所得的产品称为交联淀粉。处理后使淀粉链之间产生共价交联，提高了淀粉粒的稳定性，使其糊化温度也提高，糊的稳定性高。交联淀粉耐酸、耐碱、耐热，抗剪切性好，吸水膨润慢，食品加工中用于汤类、肉汁、酱汁等的增稠剂和赋形剂。,5氧化淀粉 用次氯酸的钙盐或其他氧化剂处理淀粉所得的产品即为氧化淀粉。经氧化后的改性淀粉色泽洁白，糊化温度低，糊质清亮，黏度较低，不易老化，常用作乳化剂和分散剂。,三.其他多糖的加工特性 （一）果胶 3种形态：原果胶、果胶和果胶酸。不成熟的果蔬中，果胶物质主要是原果胶。它是果胶与纤维素和半纤维素结合在一起形成的，不溶于水，这使未成熟的果实较坚硬。原果胶没有粘性，水解后生成果胶。果胶存在于植物细胞汁液中，在成熟果蔬中含量丰富。分子结构中包含了半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯以糖苷键聚合形成的分子链，因此是不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸。果胶有粘性，可溶于水。果胶水解可得到果胶酸。果胶酸是非甲酯化的半乳糖醛酸，无粘性，溶于水。,两类果胶：高甲氧基果胶和低甲氧基果胶。 含甲氧基量在7%14%的果胶称为高甲氧基果胶，低于7%称为低甲氧基果胶（含甲氧基量为14%的果胶甲酯化程度为100%）。,1果胶的主要性质: 可溶于水，其溶解性随分子苷链的增长而降低，一定程度上随酯化程度的增加而增强；果胶溶液是高黏度溶液，其黏度与果胶分子链长成正比。果胶溶液在一定条件下可形成凝胶。,2果胶在食品加工中的特点: 亲水性胶体，在适当条件下可形成凝胶，(最重要的应用) 凝胶的条件: 糖、酸条件.一般果胶水溶液含糖量在60%65%，pH在2.53.5,果胶含量为0.3%0.7%时，能形成凝胶。加入的糖起脱水剂的作用，这是由于糖与水的水化作用强于果胶与水的水化作用，破坏了果胶分子的水化膜；加入的酸可中和羧酸根离子的电荷，也使果胶胶体失去稳定因素，有利于形成凝胶。,影响胶凝的因素: 果胶的分子结构,酸碱度。果胶的相对分子质量越大，越易形成凝胶，而且形成的凝胶强度大。果胶的甲酯化程度越高，形成凝胶的强度也越大，所以高甲氧基果胶凝胶能力强，低甲氧基果胶凝胶能力较弱，加入钙离子、铝离子等可以提高低甲氧基果胶的凝胶能力。 果胶发生胶凝作用所需的pH随果胶来源不同而有所不同，但在偏碱性条件下，由于果胶的水解作用而难以形成凝胶。,应用: 利用果胶的胶凝作用可生产果脯、果酱和糕点；果胶还可用作巧克力、糖果的稳定剂。但在果酒、果汁的生产中，果胶产生的凝胶会使产品产生沉淀、混浊，造成过滤困难，还可影响产品质量。,（二）琼脂(琼胶，俗称洋菜、凉粉) 来源：海藻类中提取的粘质类多糖。琼脂至少含两种多糖，主要以半乳糖和脱水半乳糖为结构单元。 性质：琼脂不溶于冷水，能溶于热水形成溶胶。易形成凝胶，1%的琼脂溶液在3550 不需其他物质即可形成坚实的凝胶。琼脂很稳定，唾液、胰液中的酶对它不作用，也不能被微生物利用，人体也不能吸收利用。 应用：微生物的培养基；在食品工业中可作为稳定剂及胶凝剂，可以改善冷饮食品的组织结构，提高凝结能力和黏稠度，防止冰晶析出，保持良好的滑润口感；在饮料工业中可以作为果汁的浊度稳定剂；糖果工业中可用作软糖的基质。,（三）纤维素与半纤维素 纤维素是葡萄糖分子通过-1，4糖苷键缩合而成的大分子物质，每个纤维素分子含有2 500个以上的葡萄糖残基，相对分子质量达30万至50万。天然纤维素形成高度结晶化的微晶丝，结构高度稳定。酸催化下可彻底水解成葡萄糖。但人体缺乏分解纤维素的酶，所以纤维素不被人体消化吸收，但能促进肠蠕动，有助于消化和排泄。,纤维素在食物中含量不是很高，在加工过程中也很少变化。食品加工中也有用到改性纤维素，即将天然纤维素经适当处理后，改变其原有的一些性质，以适应特殊的需要。如羧甲基纤维素（CMC），是用氯乙酸钠在碱性条件下处理纤维素而得，是一种白色、无嗅、无味、无毒的粉末，主要用作增稠剂，提高食品的黏度，国外也用以生产米面包，代替面筋吸附发酵气体的作用；用稀酸处理可以得到粉末极细的微晶纤维素，在疗效食品中作为无热量的填充剂。,半纤维素大多存在于植物的木质化部分，如秸杆、玉米芯等，海藻中含量也较多。它是多成分多结构的混合物，水解时，可得到木糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖等。它不溶于水，可溶于稀碱，不容易被酶作用。半纤维素是膳食纤维的重要来源。在焙烤食品添加半纤维素可提高面粉结合水的能力。,（四）环糊精（属于低聚糖） 种类：主要有-环糊精、-环糊精、-环糊精三种，分别是由6个、7个、8个葡萄糖基通过-1，4糖苷键结合形成的环状结构的分子,结构：环糊精的结构类似一个圆形的空筒，亲水性的羟基位于筒外侧，疏水性基团朝向筒内，所以环糊精分子的外表面呈亲水性，内表面呈疏水性。当溶液中既有亲水性物质，又有疏水性物质时，疏水性物质可被环糊精包合在分子内部。,作用：保持挥发性物质的长期稳定、对光和热不稳定以及在空气中不稳定的化合物可增加稳定性、改变物质的物理化学性质如溶解性、乳化作用。,目前在食品生产中应用得比较多的是-环糊精，主要用途有： 1用作香气稳定剂和色素稳定剂 香气物质一般都有挥发性，容易散失，经环糊精包合以后，可减缓香气的挥发；很多色素物质容易氧化分解，经环糊精的包合，可减少色素与氧的接触。在速溶食品的生产中效果良好。,2改善食品的风味和气味 环糊精可除去鱼类、肉类、乳制品、海产品的异味；减少橘子汁中由糖苷引发的苦味和沉淀；在竹笋罐头生产中，环糊精可提高沉淀物的溶解性；大豆制品生产中，环糊精可消除腥味和苦涩味。,3作乳化剂和起泡促进剂 环糊精作乳化剂可乳化食用油脂、冰淇淋原料，提高产品的食用品质。环糊精与其他表面活性剂用作焙烤食品的添加剂时，可提高表面活性剂的乳化能力和起泡能力，并对泡沫有稳定作用。,4保护营养成分的作用 在维生素类营养强化的食品中，添加环糊精，可以减少高温对维生素的破坏。,此外，环糊精还有防潮、保湿的作用。在糖果生产中添加后可防潮；在奶酪制品中有保湿作用；在肉制品中应用，可起粘结、保湿作用，防止水分析出，增加弹性，提高产品质量。,第四节 油 脂,第四节 油脂（4学时） 教学目的： 1.理解油脂的组成, 构成油脂的脂肪酸的特点, 理解必需脂肪酸的概念. 2.了解食用油脂的物理性质及塑性、酪化性、起酥性、油性等工艺特性。 3.了解油脂的水解。 4.理解油脂的氧化酸败。 5.理解油脂在高温下的变化及其与自动氧化酸败的区别. 6.了解油脂加工中的变化、天然食用油脂的种类。,教学重点：油脂的组成、油脂的氧化酸败 教学难点：食用油脂的工艺特性 教学方法：理论联系实际、运用酸败实样，启发式教学。油脂制品可安排课外自学及资料浏览。 作业布置：教材习题二（20-21） 教学过程：180分钟,概 述 分类：真脂和类脂两类。真脂即油脂，油：室温下呈液态，脂肪：呈固态。 主要成分：天然油脂的主要成分是高级脂肪酸和甘油形成的脂； 类脂包括磷脂、糖脂、蛋白脂、硫脂等复合脂类以及固醇、蜡等脂肪伴随物。脂质都不溶于水，易溶于乙醚、石油醚、氯仿、苯、四氯化碳、丙酮等有机溶剂。 存在：植物体中主要于种子和果仁中，动物体中主要于皮下组织、腹腔、肝脏、肌肉间的结缔组织中。,食用油脂的形式和作用： 形式：提纯的油脂，如猪油、奶油； 成分油脂，如牛乳中的乳脂、肉中的脂肪。 作用：风味功能：起酥、增香、松脆、滑润；还可利用油脂生产所需的乳化剂、润滑剂、增塑剂等等。,油脂的主要成分：是甘油和脂肪酸形成的三脂酰甘油，或称脂肪酸甘油酯 。分为：单纯三脂酰甘油和混合三脂酰甘油 （例） 脂肪酸的类别：饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸（说明） 必需脂肪酸：在人体内有特殊的生理功能，自身又不能合成，必须从食物中摄取的不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸。比如，亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等等。通常长链不饱和脂肪酸的营养价值比较高。,一、食用油脂的物理性质 纯净的甘油三酯是无色无味的，天然油脂因有其他成分存在，所以通常带有一定的色泽，经精炼以后，一般呈很浅的黄色，随储藏时间的延长，色泽会逐渐加深，因此，测定油脂的色泽，可以了解油脂的精炼程度，也可以判断油脂是否变质。,1油脂的熔点 组成油脂的脂肪酸饱和程度越高，碳链越长，油脂的熔点越高。天然油脂由于是不同三脂酰甘油的混合物，所以没有固定的熔点，只有一个熔点范围。此外，固态油脂存在不同的晶体形态，熔化过程中伴随着不同晶体形态之间的转变，这也需要一个温度段。,2油脂的沸点 油脂的主要成分是三酰甘油，但也伴有少量二酰甘油、一酰甘油和游离脂肪酸，当酰基相同时，这些物质的沸点依次降低。因此油脂较纯时，沸点较高。油脂中的脂肪酸残基饱和程度越高，碳原子数目越多，油脂的沸点越高。,3油脂的烟点 油脂的烟点是指油脂在与空气接触的条件下加热至逸出分解物，首先觉察到发烟时的温度。它是表示油脂热稳定性的一个参数。油脂中脂肪酸碳链短、含游离脂肪酸越高，则油脂的烟点越低，品质较差。一般油脂的烟点在240 左右，经长期放置后烟点下降。,4油脂的折光率 光从一种介质进入另一介质时，因传播速度不同而发生的折射现象称为折光现象。折光程度可用折光率来表示，油脂的折光率是一项重要的特性参数。油脂折光率的大小与组成有关，因此通过折光率的测定可以判断油脂的性质。油脂分子中碳链越长、不饱和程度越高，油脂的折光率越大；油脂与有机溶剂混合后，折光率减小。根据这些性质，可以鉴别油脂的纯度以及判断油脂氢化的程度。,二.食用油脂的工艺特性 1油脂的塑性（概念、指标、与稠度和涂抹性的关系、影响因素） 即可塑性，是室温下呈固体的脂肪的一个工艺特性。室温下呈固态的脂肪并非严格意义上的固态，而是固体脂和液态油的混合物，两者呈网状交织在一起，很难将两者分开。油脂的塑性与其中固体脂肪的含量有关。固体脂含量的相对高低可以用固体脂肪指数（SFI）来表示，它与油脂种类有关，还受温度的影响。一般SFI在1025范围内，固液两相比例适当，油脂的塑性较好。固体脂含量过多会使油脂过硬；固体脂含量过少会使油脂过软，都使塑性较差。,固体脂肪的软硬度可以用稠度表示，稠度高的脂肪质地硬，稠度低的脂肪比较软。稠度正好与塑性相反，脂肪的组成、结构、温度处理、机械处理、充气处理等都会影响其稠度，因此也会影响其塑性和涂抹性。,2油脂的酪化性（概念、酪化值、影响因素） 酪化性是指塑性油脂在空气中高速搅拌时形成气泡的能力，也可以说是油脂结合气体的能力。酪化性的大小以酪化值表示，酪化值是指一定条件下，1 g油脂试样所含空气毫升数的100倍。油脂的酪化性与油脂的饱和程度呈正相关，还受油脂中晶体类型、乳化剂、搅拌时的温度、搅拌时间等因素的影响。,3油脂的起酥性 （概念） 将塑性油脂加入到面团中，可以使饼干、薄脆甜饼等烘烤面制品的质地变得酥脆，这种性质称为油脂的起酥性。调制面团时，加入的塑性油脂形成面积较大的薄膜和细条，覆盖在面粉颗粒表面，增加面团的延展性，同时使已形成的面筋微粒不易黏