《食品原料基础》PPT课件.ppt
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1、食品原料学基础,李德美,食品原料学,巧妇难为无米之炊食品科学与工程专业发展特点(轻工)注重工艺,但食品原料特点以及农产资源利用食品专业技术人员如果缺乏对原料知识的了解,很难成功地从事食品开发和研究,食品原料学基础主要内容,第一节食品原料学概述第二节粮谷原料第三节油脂原料第四节园艺产品第五节香辛料调味品第六节其他,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 食品原料学也可称为食品资源利用学,是食品学的重要基础。它主要研究食品原料的生产流通基本知识,理化、营养特征(包括品质、规格等)和加工利用方法等内容。其目的是:通过对食品原料知识的正确理解,使食品的保藏、流通、烹调、加工等操作更
2、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。,自古以来人们就已懂得合理利用食品是维持身体健康的重要条件。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”。关于食品原料的知识不仅是养身之道,它也是食品加工学的基本内容之一。,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,但本书所述原料主要指加工食品的原材料。,二、食品原料的分类,在食品加工与流通中,为了以对复杂、繁多的食品原料进行有效地管理和评价,一般要对这些原料按一定方式进行分类。这些分类主要如下所列,(一)按材料的来源,1、植物性食品一般农产品、林产品、园艺产品算作是植
3、物性食品,2、动物性食品水产品、畜产品(包括禽、蜂产品等)称为动物性食品。动物性食品一般蛋白质含量高,其氨基酸组成比较理想,营养浓度也大一些,当然价格也比较贵。3、按这种分法,食品原料除动物性食品、植物性食品外,还有各种合成,或从自然中萃取的添加剂类。,(二)生产方式分类,1、农产品(Agricultural Products)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,也包括近年发展起来的无栽培方式得到的产品,包括:谷类、豆类、薯类、蔬菜类、水果类等。2、畜产品(Livestock Products)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
4、和蜂蜜类产品等。,3、水产品(Marine Products)指在江、河、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、林产品(Forest Products)林产品虽然主要指取自林木的产品,但林业有行业和区域的划分,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。由于食用菌和山野菜在我国已经普遍为农民人工栽培养殖,所以也可算作农产食品中的蔬菜。,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。,(三)按食品营养特点进行分类,许多国家为了加强对人们摄取营养的指导,参当地人们的饮食习惯,把食品按其营
5、养、形态特征分成若干食品群。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,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。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。其分类如下:,(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、四群分类法,美
6、国农业部为了使膳食指导明确、简化,提出了四群分类法。最早提出的四种食品为: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(The Daily Food Guide)。,有趣的是,它竟然是我国古代黄帝内经中主张的:“五谷为养、五果为助,五畜为益,五菜为充”不谋而合。它强调了膳食结构中要以谷类为主,多食果蔬,以动物性食品为副,适食油脂和食糖的原则。,(四)按使用目的分类,1、将食品原料加工方法或特殊要求可分为: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,粮油原料又可分为原粮、成品粮、油料、油品等。2、食品原料按烹饪食用习惯分为主食和副食,三、食品原料
7、学研究的内容,食品原料学是对各种食品原料在生产加工、利用流通中所表现出的性质,进行综合研究的科学。它一般包括以下几方面的内容:,(一)食品原料的生产、消费和流通,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一个基本把握。,(二)食品原料的性状、成分和利用价值,这部分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。例如,只有了解各种小麦的性状、成分和利用价值,才能在使用时正确选择小麦原料,并充分发挥它的加工特性。也只有了解各种食品原料的营养成分
8、,才能配制出营养合理的好食品。,(三)食品原料的品质、规格和鉴定,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。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工的主要产品,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。对于易变质的食品原料,还需要研究它们的贮藏、保鲜或保质方法。,四、食品原料基础,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。除后两部分外,其他内容
9、在食品化学、食品生化、食品营养等有关课程中有详细论述,所以,在此仅就食品的品质和卫生管理进行简要叙述。,(一)食品的品质与标准,1、食品品质构成要素食品原料往往是作为商品流通的,当商品流通时决定其价值的最重要因素养便是其品质(quality)。所谓品质就是指:“在完成其使用目的或特定用途时的有用性”。,需要强调的是,食品及原料在被选择时,除了它的有用性要最好外,其价格也是影响选择的重要因素。因此,前者也称为最佳使用品质(best quality),后者称为经济品质(eco-nomic quality)。而在研究食品加工时,一般食品品质主要指使用品质。,构成食品的品质的要素主要分两大部分,其一为
10、基本特性,也就是它的可利用性。其二为商品特性。在食品缺乏的时代,可利用性往往是对食品品质的决定性因素,然而在经济比较发达之后,在市场经济下,食品的商品特性则愈显重要,有时甚至成为决定性因素,在美国对一般商品品质评价有9个项目:适用性(suitability)、耐用性(durability)、式样(style)、魅力(attractiveness)、舒适性(comfort)、拥有者的自豪感(pride of owner ship)、价格(price)、方便性(convenience required)。用这些评价项目评价食品,除了以上基本特性和商品特性外,还有一个重要的价格因素,从某种意义上讲,
11、价格也是决心书定食品能否持续生产和流通的重要因素。,第二节粮谷原料,概 论无论从人的营养构成,还是从人类饮食历史来看,粮谷都是人类营养基础最主要食物。粮谷类主要包括谷类、豆类和薯类,即除园艺作物外一般由农作物所提供的食物类。,从解剖学观点分析,无论人的牙齿开状,还是消化器官结构,都说明人类不是肉食性动物,而接近以果、菜、谷为产的杂食性动物。从猿进化到人,人类祖先的主食始终都是以粮谷等植物性食品为主。人类大量摄取动物性食品也是近代的事,欧美等发达国家由于农业的发展带动了畜牧业,肉食在食物中占了较大比重。,一、谷类的生产、消费与流通,1、谷类作物类别谷类主要指:稻米、小麦、玉米、大麦、燕麦、黑麦、
12、粟、黍、穇子、薏苡等禾本科植物的种子,2、谷类生产,农作物中谷物种植面积占世界总耕地面积70%以上。我国粮食作物播种面积占总耕地面积约73%(1995),其中水稻约占20%、小麦约占19%、玉米约占15%。我国稻谷、小麦生产量已占世界第一位。其中稻谷占世界总产量的30%左右。美国是玉米和大豆的生产大国,其产量占世界总产50%左右。在世界贸易中小麦占有很大的位置。稻谷的主要产区在亚洲,产量占世界总产的75%。,3、谷类消费,虽然世界各国饮食习惯差异较大,但绝大多数地区人们的主食还是以小麦与大米为主的原料。除我国等少数国家,玉米被作为饲料作物,而大豆被当作油料作物。以大米为主食的国家有:中国、日本
13、和东南亚一带的6个国家,约占世界54%人口。小麦消费范围较广,除亚洲有部分外,欧洲、美洲、澳洲的很多国家,都有是以小麦为主食,约占世界人口的35.5%。,4、谷类流通,美国、加拿大、澳大利亚等国家是谷类的主要出口国。我国粮食基本可以实现自给自足,进出口主要是起着品种调剂和丰欠调剂的作用。从进口品种结构来看,进口主要的小麦,出口的有:大米、玉米、大豆等。据分析,综合粮食安全、国家经济支付、港口和运输及国际市场承受能力等多种因素,中国粮食的自给率保持在95%左右,进口率控制在5%左右是适宜的(据农业部发展战略分析)。,5、谷类食物的特征,1)、营养丰富 谷类在食品群中是提供热量的主要来源,热能大部
14、分来自谷类中的碳水化合物。谷类也是蛋白质的供给源,因为谷类也有适量的蛋白质,除此之外的许多其他维生素、矿物质和功能性生物活性物质成分。例如,杂谷类一般虽然 蛋白营养价不高,但却有丰富的膳食纤维。,2)、常食不厌、供应充足谷类无论从味道、食用形态,还是从营养成分来看,都适宜作主食,而且三餐不厌。主食的另一条件是生产效率高,谷类显然满足这些条件。,3)、成本较低、便于流通 无论从贮贮藏、包装,还是从运输、贸易上讲,谷物比其他食品群都有有着方便、易行的优势。由于运输成本较低,因而也是能以廉价向低收入阶层提供的主要食品源。4)、可以转化为动物性食品 谷类是优质配合饲料的重要成分。因此,畜、禽甚至水产品
15、的生产都离不开谷类原料。,6、谷类的性状和成分,1)、构造与组织 谷类除玉米外,谷粒外都由稃包裹,除稃后的谷粒就是谷类的可食部分。谷粒主要分为三部分:(1)胚芽(embryo)(2)种皮(bran)(3)胚乳(emdosperm),2)、成分组成与营养,谷类(麦类)成分中除维生素C、维生素A外,几乎含有人体所需的全部营养。维生素A只在黄色玉米及其制品少量存在,白色玉米含量几乎为零。麦类、小米、黄米不仅含有较多的蛋白质,还含有较多的矿物质。,谷类主要组成与营养,(1)蛋白质(2)脂肪(3)糖质(4)矿物质与纤维素,7、谷类的保藏与卫生,1)、保藏 谷类由于生产的季节性、区域性和年景差,作为人类每
16、日或不可缺的主食,需要长期保藏来调节余缺。微生物和虫害是影响保藏的主要问题,保藏条件最重要的是温度和湿度,在合适的温度下(一般是低温1015),相对湿度为70%80%,谷粒可以保存一年至数年。但谷粒必竟是生命体,保藏中不可避免地还进行着一系列生理和生化的活动,过长时间的保存会不同程度引起营养品质或加工品质的降低。,2)、卫生,谷类的安全卫生问题主要来自两个方面,一是贮藏、流通中的霉变,有害微生物污染和有害物质的混入;二是环境污染。对于前一个个问题,由于保藏技术和管理水平的提高,比较容易解决,然而后者对谷物安全的威胁日趋严重。环境污染的原因主要来自农药、水污染和大气污染等。,二、豆类的生产、消费
17、与流通,1、豆类作物类别豆类从植物学分类上讲属于双子叶植物豆科(Leguminosae)蝶形花亚科(Papilionaceae),多为一年生或多年生。主要特征是:果实为荚果,即种子成熟于荚皮之中,根部都有根瘤菌(bacteroid)共生,从空气中固定氮素以供其生长,这占豆类作物所需氮素的2/3。因此,与禾谷类相比,子实中含蛋白质较高,一般子粒中含蛋白质20%30%,且赖氨酸含量丰富,正好与谷类蛋白质的组成互补。,2、豆类作物特点,由于我国对豆类的食用习惯和在粮食流通体制中的位置,一般将大豆算作谷类,而花生算作干果或油料,其他则统称为食用豆类,主要包括:蚕豆、豌豆、绿豆、小豆、豇豆、普通菜豆、多
18、花菜豆、小扁豆、饭豆等,还有许多种植较少,或近年从国外传入的豆种,如四棱豆、木豆、利马豆、藊豆、鹰嘴豆、黎豆、瓜尔豆等。由于豆类的生物固氮作用,无论是对农业生态环境,还是对人类食物链的健全,都有着非常重要的意义。,3、豆类生产,据FAO资料,在全世界,豆类供人类食用的植物蛋白,占全部食用蛋白质的22%。1990年世界食用豆类生产面积为6888.7万hm2,总产量为59.43Mt,分别占粮食作物的9.73%和3.04%。同时,世界食用豆类的年贸易量,进口为664.16万t,出口265.29万t。,我国食用豆种植面积占世界的3.78%,总产量仅占世界的5.58%(19861987年统计,引自中国食
19、用豆类学)。豆类之所以在我国生产滑坡,主要是一些人片面地把豆类归于“低产作物”。其实就生产可贵的蛋白质而言,豆类除大豆含量很高,与谷类形成互补,可大大提高主食的营养价值。还因其保健功能和嗜好性,使得豆类在国际市场也有比较高的价钱,加之种植成本低、可培肥地力等特点,生产豆类应有较好的经济效益,我国应当重视食用豆类的生产和开发。,4、豆类消费,豆类因为含有较高的蛋白质,且其氨基酸组成比较合理,因此是人类长期以来珍视的食物群。我国人民对于豆类更为珍重,在我国饮食文化中占有重要地位。,豆类不仅有较高营养,而且食用的形态多样。许多豆不仅可以与米、面一起作主食,而且还可以加工成形式繁多的副食品。除大豆制品
20、外,各种豆做的粉丝、粉皮、凉粉,以及糕点、饼馅枚不胜举。除花生外,几乎所有豆类都可作为蔬菜食用,甚至许多调味料,如酱油、豆豉、豆瓣酱等也是以豆类为主原料做成。,5、豆类流通,我国曾是历史上长期生产和出口大豆最多的国家,20世纪30年代大豆产量和出口均占世界的90%左右,然而到80年代末,总产降至占世界总产量的10.1%。世界大豆生产和出口最多的国家依次为美国、巴西、中国和阿根廷。美国已1921年才开始规模种植大豆,到达80年代大豆产量已达世界总产量的60%。据1998年统计,美国大豆产量达7500万t,巴西达3100万t以上,世界总产量达1.587亿t。,6、豆类的形态与成分,1)、形态豆类的
21、果实为荚果。一些豆类在青嫩时荚都可以食用,但在成熟后可食部分为荚内的种子。种子由种皮、子叶、和胚组成。如果说禾谷类种子的可食部分主要是胚乳,那么豆类的豆皮所包的两片肥大子叶便是豆类的可食部主体。,2)、豆类成分,(1)蛋白质和脂肪含量丰富。与谷类相比,豆类蛋白质与脂肪往往高出1倍至数倍。(2)一般含B群维生素比较多,但作为蔬菜的青豆或豆芽菜,却也含有一般禾谷不含的维生素养C。(3)豆类特有的皂角苷、单宁和卵脂含量丰富,一些豆类还含有丰富的黄酮、低聚糖、-亚麻酸、核黄素等具有生理活性的成分。,7、豆类的品质、规格和等级,豆类按其成分和形态可分为三大类,即以蛋白质和脂肪为主要成分的豆类(大豆、花生
22、),以淀粉和蛋白质为主要成分的豆类(蚕豆、豌豆、小豆、绿豆等)和可作为蔬菜利用的豆(毛豆、豆角)。,一般检查评价的规格有:每升容积重、千粒重等指标。另外,不仅品种不同,豆的形态、大小区别很大,即使同一品种,在贸易、流通和利用时,往往制定有一定的规格等级。豆类品质管理最大的问题是霉变,尤其是花生、大豆等,如果在保存中受潮,很容易产生黄曲霉素的污染。,FAO及WHO规定,食物中黄曲霉素含量不能超过15mg/kg。豆类在加工时,消毒面临的最大问题为嗜好热芽胞菌的灭菌处理。因为豆类一般可能混入从土壤中带上的芽胞菌,这些菌往往在100还不能完全被杀灭。因此,在豆类的收获、贮藏、流通中,一定要注意减少微生
23、物的污染和霉变。,第三节 油脂原料,一、概 论,1、食品中的油脂 可供人类食用的动、植物油叫作食用油脂,简称油脂(Fats)。在食品中使用的油脂是油(oil)和脂肪(fat)的总称。一般在常温下呈液体状态的叫油,呈固体状态的称为脂,然而这并非严格的学术定义,只是从外观上的区别。例如,在25左右凝固的椰子油,也常被称为“油”。从化学上讲,油脂是指甘油与脂肪酸所成的酯,也称为真脂或中性脂肪。,油脂原料作为贮存能量的物质,普遍存在于自然界的动植物体中。油脂是一种非常驻机构重要的食品原料,各类油脂都具有约38.539.3KJ/g的含热量,是食品中能量最高的营养素。它不仅能提供热量,而且一些构成油脂的脂
24、肪酸还是维持生命活动的必需营养素。油脂内通常还含有油溶性维生素、磷脂、糖脂和固醇类,随油脂被食用而进入体内,使食品更富营养。,从食品加工角度讲,油脂持有的风味和工艺性质具有其他食品成分无法替代的功能。所以在人类历史很长一段时期,曾是最为贵重的食物成分。由于近代科学技术的发达,从油脂的制作、精制到加工,已经形成了一个比较完整的油脂化工产业。然而在油脂利用史上,最早却是从点灯照明开始。,油脂在我国丰富多彩的饮食文化中更是占有特殊需要地位,煎、炒、炸等烹调工艺把油脂的利用发展到极致。但我国烹调中对固体脂的了解和应用较少。直到近十几年前,油脂因其特殊的功能和得之不易,在我国甚至成了贵重的代名词。,但是
25、随着近年农产品供应的丰足,一部分人营养过剩的问题,促使人们又从健康角度重新认训油脂的食用价值和油脂卫问题。由于国外油脂化工技术的引进,色拉油、起酥油等许多新产品已经融入我国消费者的饮食生活之中,传统食品的工业化生产也对油脂的品种、规格和性能提出了更高要求。,因而,从原料的特征、营养价值和加工性能等方面研究和认识油脂,变得越来越重要了。,2、食用油脂的生产与消费,植物油的原料主要有大豆、花生、棉籽、油菜籽、向日葵、干椰子肉、棕榈核、红花籽、芝麻、亚麻籽、玉米胚芽、米糠、油橄榄、芝麻、木棉籽、蓖麻籽等。其中大豆不但是全世界第1大油料,而且同时也是植物蛋白饮料的重要原料,在油料作物中占有特殊地位。但
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