第二章农产品的品质.ppt
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1、第二章 农产品的品质,第一节,一、品质的定义,品质就是指食品的优质程度,不仅包括外观、风味和营养成分,而且还包括加工品质、商业品质等。,营养品质。泛指农产品所含的营养成分,如蛋白质、脂肪、淀粉以及各种维生素、矿质元素、微量元素等。进一步说,就是蛋白质中所含的人畜必需氨基酸,如赖氨酸、色氨酸;脂肪中所含的不饱和脂肪酸如亚麻酸;淀粉中所含支链淀粉与直链淀粉之比值等等。这是优质农产品的物质基础。,加工品质。也可以称为食用品质或适口性.,商业品质。指的是产品的形态、色泽、整齐度、容重以及装饰等表观或视觉性状;也包括是否被化学物质所污染。随着现代科技进步,这些性状可以通过光电仪器、机械、电脑以及化学方法
2、等先进的检测手段来实现。例如商品玉米出口,可以通过机械作业把籽粒分级,使整齐度、粒色、含水量、纯度、净度以及容重等均达到较高的水平,提高市场的竞争力。这三种品质既相互联系,又独立存在。联系,是指一种品质的改善可能有益于另一类品质;独立,是指其产生的原因不同,而又必须有不同的解决途径。,农产品的品质主要决定于种属遗传因素,同时又随栽培环境,管理水平和贮藏加工条件而变化。,农产品品质的评价包括感官指标和理化指标两个方面。我国农产品的综合优质率仅15%。稻谷等粮食产品的优质率只有10%。优质专用产品少(目前我国优质小麦产量184万吨,占预期消费量8.5%,缺口近2000万吨)。,我国农产品主要质量问
3、题,农药残留,化肥残留,兽药残留,饲料重金属残留。环境污染。“水脏”:长期以来污水排放量大(80%以上未经处理直接排入江河湖库水域)以及治理不力,我国水质总体上呈恶化趋势。动植物疫病。例如,口蹄疫使我国的主要畜产品猪、牛、羊出口困难。猪肉占我国肉类产量70%,居世界产量第一,2000年约占世界产量45%,但出口量仅占世界1.75%。黄龙病、小实蝇等使水果出口困难。,二、感官品质,感官品质就是指通过人体的感觉器官能够感受到的品质指标的总和。通过感官来测定食品的品质主要分为三类,即外观、质地和风味。,如大小、形状、颜色、光泽、汁液、硬度、新鲜度、气味等。,外观因素包括大小、形状、光泽度、色泽等。质
4、地因素包括对软、硬、汁液、口香以及粗、砂等状态的口感和手感。,风味因素包括用舌头感觉到的酸咸苦辣甜和鼻子嗅到的气味。,有视觉还不够!,感官品质,包括外观因素,色泽、形状、光洁度、大小等,主要由视觉感知。,主要包括:风味和质地。风味由味觉和嗅觉所感知;质地是由多种感觉所感知。,质地 食品的质地是可以变化的,其中水分变化起着主要作用,另外也与存放时间有关。形状 果实的形状一般用果形指数即果实纵径与横径的比值表示。,果形指数0.8左右,颜色 农产品的色泽是由色素物质构成的。色素物质种类繁多,构成农产品特有的颜色特征。叶绿素是鲜活绿色农产品的代表色素。色泽一般是成熟与败坏的标志,果蔬的大小、色泽可以作
5、为鉴别原料成熟度的依据。硬度 硬度可以反映产品的成熟度和贮藏效果的好坏。,气味 农产品的香气来源于各种微量的挥发性物质,由于挥发性物质的种类和数量不同,使各种农产品有各自特定的香气。水果中具有浓郁的天然香气味,其香气成分中以有机酸酯类、醛类、萜类为主。蔬菜类的香气不如水果类香气浓郁,它们主要含有以含硫化合物、醇、萜烯类为主体的香气成分。,内在品质也称营养品质,是指产品中含有各种营养素的总和。不同品种的产品组织中含有不同种类和数量的营养要素。,内在品质,碳水化合物,脂 类,蛋白质,矿物质水,维生素,三、营养品质,指为人们提供的各种营养成份的组成及含量,是产品食用价值高低的重要评价指标,与人类的健
6、康有着密切的关系。主要营养品质指标有碳水化合物、蛋白质、脂类、维生素、矿物质及微量元素等。,农产品中碳水化合物的主要种类是可溶性糖、淀粉、纤维素和半纤维素等。,脂类化合物是一类重要的营养物质,赋予食品特有的风味,其中的不饱和脂肪酸、磷脂等对人体有保健价值。,碳水化合物也即糖类,是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。糖类分为单糖,双糖和多糖三大类。农产品中常见的单糖有葡萄糖,果糖,甘露糖,半乳糖,木糖等。农产品中双糖以蔗糖最为常见。农产品中常见的多糖有淀粉,纤维素和半纤维素。淀粉是存在于食物中能被人体利用的多糖中最主要的形式,以淀粉粒的形态存在于农产品细胞内。大多数水果的淀粉含量较低,有
7、的在成熟后甚至完全消失。蔬菜中,以块根、块茎和豆类含淀粉较多,如藕,马铃薯,芋头,山药等。其淀粉含量与老熟程度成正比。,大米,马铃薯,高粱,玉米,面粉,富含淀粉的食物,膳食纤维被营养学界称为“第七营养素”,是一种不能被人体消化的碳水化合物,可分为两个基本类型:水溶性纤维与非水溶性纤维。纤维素、半纤维素和木质素是3种常见的非水溶性纤维,存在于植物细胞壁中;而果胶和树胶等属于水溶性纤维,则存在于自然界的非纤维性物质中。水溶性纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇,有助于调节免疫系统功能,促进体内有毒重金属的排出。非水溶性纤维可降低罹患肠癌的风险,同时可经由吸收食物中有毒物质预防便秘和憩室炎,并且减低
8、消化道中细菌排出的毒素。,常见食物中的大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、亚麻、燕麦和燕麦糠等食物都含有丰富的水溶性纤维。食物中的小麦糠、玉米糠、芹菜、果皮和根茎蔬菜含有较多的非水溶性纤维。膳食纤维在蔬菜水果、粗粮杂粮、豆类及菌藻类食物中含量丰富。,日常生活中,人们往往容易将膳食纤维、粗纤维和纤维素混为一谈。粗纤维只是膳食纤维的一部分,其主要成分是纤维素和木质素。纤维素仅是粗纤维的一部分,是一种单一化合物,是以1,4糖苷键连接的葡萄糖线性化合物。粗纤维是膳食纤维中最常见的组分,纤维素是膳食纤维的主要组分。,脂类是脂肪和类脂的总称,脂肪是脂肪酸与甘油生成的酯;类脂包括磷脂、糖脂、固醇和固醇脂等。大多数农产
9、品的脂肪含量都很低,但油梨和核桃却极为丰富。粮油籽粒中以油料种子含脂肪最多。油料和豆类种籽的脂肪大都分布在子叶中,而谷类粮食中的脂肪则主要分布在糊粉层中,故许多谷类粮食的加工副产品,也是重要的榨油原料。农产品中普遍存在的类脂物质是磷脂,即脑磷脂和卵磷脂。果实中以核桃含量最高,豆类和油料种籽中含量最丰富的是大豆、棉籽和菜籽,各类粮食中则以糙米的含量较高。,脂质的种类及功能(C、H、O),蛋白质是一切生命的物质基础,它的功能概括起来主要有三个方面,即人体组织的构成成分、构成体内各种重要物质和供给热量。从营养的角度而言,蛋白质是维持人体生长和提供能量的重要物质。谷类和豆类作物的蛋白质含量较高。核桃,
10、扁桃,巴西梨,鳄梨,榛子,冬菇,紫菜等农产品,蛋白质含量可达11%-23%。,矿物质是构成人体组织的重要材料,分为常量元素与微量元素两大类。人体中的矿物质盐类和离子具有维持体液一定的渗透压和pH值的作用,许多矿物质离子还直接或间接地参与体内的生化反应。农产品中的矿物质含量与水分和有机物质相比,非常之少。但由于它们在农产品中分布极为广泛,故农产品成为人类摄取矿物质的主要来源。,维生素是一类维持人体健康的不可缺少的低分子有机化合物。对人体正常的生命活动和生理代谢起着重要的作用。其中很大一部分是某些酶的辅酶成分,有的则可能是激素的前体(如维生素D)。当人体缺乏维生素时,会引起物质代谢失调发生一类特殊
11、疾病,称之为“维生素缺乏症”。维生素种类很多,目前了解的约有30多种中已知有近20种与人体健康和发育有关。,按其溶解性为脂溶性维生素和水溶维生素两大类。脂溶性维生素不溶于水,而溶于脂肪及脂肪溶剂,在食物中,常与脂类共同存在。重要的脂溶性维生素有维生素A,维生素D,维生素E和维生奉K。重要的水溶性维生素有维生素B1,B2,B5,B6,B12,C,泛酸,叶酸等。,维生素有着以下共同点:维生素均以维生素原(维生素前体)的形式存在于食物中维生素不是构成机体组织和细胞的组成成分,它也不会产生能量,它的作用主要是参与机体代谢的调节大多数的维生素,机体不能合成或合成量不足,不能满足机体的需要,必须经常通过食
12、物中获得人体对维生素的需要量很小,但一旦缺乏就会引发相应的维生素缺乏症,对人体健康造成损害。,富含维生素的食物,常见蔬菜每100g中三种维生素的含量,四、卫生品质,卫生品质是指直接关系到人体健康的品质指标的总和。它主要包括产品表面的清洁程度,产品组织中的重金属含量、农药残留量和其他限制性物质的含量等。卫生品质是评价产品食用安全性的决定因素,日益受到人们的重视。无公害农产品是指产地境、生产过程和产品质量符合国家有关标准和规范的求,经认证合格获得认证证书并允许使用无公害产品标准的未经加工或者初加工的食用农产品。基本要求是安全、优质、卫生。,有机食品是从英文Organic Food直译过来的,是指来
13、自于有机农业生产体系,根据国际有机农业生产要求和相应的标准生产加工的,并通过独立的有机食品认证机构认证的农副产品。绿色食品是中国政府主推的一个认证农产品,有绿色AA级,和A级之分,而其AA级的生产标准基本上等同于有机农业标准。绿色食品是普通耕作方式生产的农产品向有机食品过渡的一种食品形式。有机食品是食品行业的最高标准。,果实已具备该品种应有的加工特征的程度,分为适当成熟与充分成熟。,果实质地变软,风味变淡,营养价值降低时的成熟度。,可采成熟度,加工成熟度,过度成熟度,五、加工特性,果蔬加工特性,成熟度,果实充分膨大长成,但风味还未达到顶点时的成熟度。,易腐性,果品蔬菜多属易腐农产品,这些原料在
14、采收、运输过程中,极易造成机械损伤,若不及时加工,就会严重腐烂,导致其失去加工价值或造成大量损耗。,果品蔬菜要求从采收到加工的时间尽量短,同时在采收、运输过程中防止机械损伤、日晒、雨淋及冻伤等,以充分保证原料的新鲜。,草莓的保鲜,凝胶性 有果胶凝胶与淀粉凝胶两类。果胶分子链发生交联时会形成凝胶。柔嫩性纤维性 粗纤维过高影响品质。粉粒性汁液性耐贮性和抗病性 生命消亡,新陈代谢终止,耐贮性和抗病性也就不复存在。,2.粮食的加工特性,后熟 粮食在田间达到完熟即收获入仓,形成“收获成熟”,但生理上并未完全成熟,表现为种子发芽率较低,加工成品率(如出粉率、出米率、出油率)低,食用品质较差,呼吸作用强。完
15、熟:指果实完全成熟,色、香、味均达到最适食用的阶段。,经过储藏一定时期之后,粮食籽粒继续完成内部的生理生化变化,逐步达到生理上的完全成熟,使得上述现象得以改善。从收获成熟到生理成熟的变化过程,称为“后熟作用”,完成后熟作用所经历的时间称为“后熟期”。通常以粮食和油料种子的发芽率达到80%以上作为完成后熟作用的标志。后熟期的生理变化主要是种子中的低分子物质逐步合成为高分子物质。高温、通风和干燥,有利于后熟期的完成。,陈化 随着贮藏时间的延长,粮食的理化性质会发生一系列变化,使品质逐渐变劣而趋于衰老,这种现象叫陈化。粮食陈化后,对加工、食用、营养品质以及商品价值都有不利影响。,淀粉的糊化,淀粉的老
16、化,糊化了的淀粉在室温下放置时硬度会变大,体积缩小,这种现象称为淀粉的老化。如面包、馒头等在放置时变硬、干缩。,淀粉的糊化与老化:粮食一般含有直链淀粉和支链淀粉两种淀粉。,淀粉在水中加热到一定温度时,形成有黏性的糊状体,此现象称为糊化。,淀粉是碳水化合物在绿色植物中的储藏形式,它是以颗粒的形式存在的。淀粉颖粒是由直链淀粉和支链淀粉两种高分子有秩序径向排列而成。,显微镜下淀粉颗 粒偏光十字现象,淀粉的这种现象证明了淀粉颗粒存在辐射状的组织结构,淀粉在水中加热到一定程度时,形成有粘性的糊状体,此现象称为糊化。发生糊化所需的温度称糊化温度。其本质是淀粉颗粒中有序态和无序态的淀粉分子之间的氢键断裂,分
17、散在水中形成亲水性胶体溶液。加热到一定温度,这时候水分子进入淀粉粒的非结晶部分,破坏氢键;随着温度的再增加,淀粉粒内结晶区的氢键被破坏。,部分粮食含有独特的麦胶蛋白、麦谷蛋白,如小麦、黑麦。小麦中所含的麦胶蛋白、麦谷蛋白不溶于水,但遇水能相互黏聚在一起形成面筋,因此也叫面筋蛋白。麦胶蛋白有良好的伸展性和强的粘性,但无弹性,麦谷蛋白富有弹性但无伸展性。,面筋及蛋白质的热变性,面粉用冷水调制时,蛋白质结构中的亲水基团将水吸在周围,蛋白质显示出胶体性质,即形成面筋。蛋白质引起热变性的原因主要是肽链受过分的热振荡而引起氢键破坏。温度增加后,麦胶蛋白和麦谷蛋白构象改变,失去吸水能力与溶胀能力,使面筋网络
18、受到破坏,面筋失去延伸性和弹性。,麦胶蛋白(Gliadin),麦谷蛋白(Glutenin),以及面筋的结构示意图,褐变指食物在加工、贮藏过程中颜色发生变化而加深的现象。,非酶褐变,酶促褐变,褐变,抗坏血酸褐变 抗坏血酸自动氧化,分解为糖醛和二氧化碳的结果。在很大程度上依赖于pH值及抗坏血酸的浓度。在pH值为2.0-3.5范围内,特别是pH值接近2时更易发生褐变。,破坏酶活性的方法有以下几种:1、热处理法 热烫与巴氏消毒可使酚酶失活。关键是要在最短时间内达到钝化酶的要求。水煮和蒸汽是目前最广泛使用的方法。2、酸处理法 用柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸、磷酸控制pH值来影响酶的活性。3、二氧化硫及亚硫酸
19、盐处理 二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠等广泛应用于食品加工中酚酶的抑制。但亚硫酸盐含量必须控制在10ppm范围以内。4、其它措施 去除和隔绝氧气以及加酚酶底物类似物,如肉桂酸、对位香豆酸、阿魏酸等酚酸,也可以有效地控制酶促褐变。,控制非酶褐变方法(1)、低温可延缓非酶褐变的过程。(2)、用亚硫酸盐处理可以抑制羰氨反应。(3)、羰氨反应在碱性条件下较易进行,降低pH值可抑制褐变。(4)、使用不易发生褐变的糖类,如蔗糖。(5)、适当添加钙盐,钙盐有协同SO2抑制褐变的作用。(6)、降低产品浓度可降低褐变速率。,3.大豆加工特性,吸水性大豆的吸水性有利于大豆油脂的顺利提取。塑性和弹性 大豆的塑性和弹
20、性直接影响大豆压榨制油的效果。可以通过对大豆的预处理来改善大豆的弹性和塑性。大豆蛋白的功能性质 溶解度,蛋白质变性。大豆蛋白质中有亲水基团,能吸收水分。这一特点可以用于食品加工中。保水性:是指大豆蛋白质在加工时对水分的保持能力。,大豆蛋白质可与甘油三酸脂形成脂蛋白络合物,能吸收脂肪从而减少蒸煮时脂肪的损失,这一特性称为大豆蛋白的吸油性。另外大豆蛋白还有乳化性、发泡性、胶凝性以及调色性等性质。,大豆蛋白质的凝胶性是指其在一定条件下可形成凝胶结构的特性。大豆蛋白质的凝胶作用可分为热凝胶作用和钙盐凝胶作用。a.热凝胶作用蛋白质分子的解螺旋和离解作用,紧接着在适当的条件下进行缔合和凝聚。b.钙盐凝胶作
21、用钙盐凝胶是利用钙离子使蛋白质溶胶转变成凝胶。钙盐凝胶的凝胶强度非常小而且脱水收缩很快。加热和钙盐共同作用可以形成非常牢固的凝胶,用豆浆制作豆腐就是利用了这一原理。对于大豆蛋白来说,镁盐具有与钙盐类似的作用。,大豆蛋白质具有一定的调色性能,可分漂白作用和增色作用。大豆蛋白中的脂肪氧化酶在不失活的条件下可以氧化不饱和脂肪酸形成过氧化物,使小麦面粉中的的类胡萝卜素由黄色变为无色,从而起到了漂白作用。将生大豆粉加入到面包中可同时起漂白、乳化、稳定和增加蛋白含量的作用。增色作用主要是因为在焙烤时大豆蛋白可与面粉中的碳水化合物在食品表面发生美拉德反应。,第二节 农产品主要组分在贮藏加工过程中的变化,脂溶
22、性色素,水溶性色素,类胡萝卜素,叶绿素,农产品呈现不同颜色是由许多色素相互作用而形成的。,按溶解性,广义的类黄酮色素,1.脂溶性色素物质,叶绿素 能使蔬菜和未成熟的果实呈现绿色。叶绿体中含有叶绿素分解酶,叶绿素如用60-75的热水进行烫漂,使叶绿素水解酶失去活性,则可保持其绿色。用稀硫酸铜溶液处理,能形成较稳定的铜叶绿素,可保持其绿色。青豆罐头中的青豆就是利用硫酸铜稀溶液处理或用叶绿素铜钠盐染色后,而保持其绿色的。另外叶绿素在低温或干燥状态时,其性质也较稳定。,类胡萝卜素 类胡萝卜素主要有胡萝卜素、番茄红素、番茄黄素、辣椒黄素、辣椒红素、叶青素等。按分子结构可分为胡萝卜素类和叶黄素类。胡萝卜素
23、类主要有番茄红素、-胡 萝卜素、-胡萝卜素和-胡萝卜素。叶黄素类主要有叶黄素、玉米黄素、隐黄素、蕃茄黄素等。类胡萝卜素热稳定性较好,pH对其影响不大,但抗氧化、抗光照性能差,易被酶分解褪色。,2.水溶性色素物质,花色素 也称花青素,花青素的颜色可随环境的PH而异。酸性条件下呈红色;液体呈微碱性时呈紫色;在碱性环境中(pH11)呈紫色或蓝色。果实在成熟过成中由于pH的变化,使果实出现各种颜色。对温度和光敏感。花黄素 包括黄酮、黄酮醇、黄烷酮等。,果实中的水溶性色素主要是花色素,常呈糖苷状态,称为花色素苷。,二、蛋白质,1.小麦及面粉中的蛋白质,我国小麦蛋白质含量9.9%-17.6%。在小麦中主要
24、分布在胚乳中。面粉中的蛋白质根据其溶解性不同分为麦胶蛋白、麦谷蛋白、麦球蛋白、麦清蛋白和酸溶蛋白。麦胶蛋白、麦谷蛋白占总蛋白的80%。,2.稻谷中的蛋白质,稻谷中的蛋白质含量平均在8%,稻谷中蛋白质含量的高低,影响稻谷籽粒强度的大小,蛋白质含量越高,籽粒强度越大。,3.玉米中的蛋白质,玉米籽粒含有约8%-14%的蛋白质,其中约75%在胚乳中。,4.大豆中蛋白质,大豆中平均含有40的蛋白质,其中有8088是可溶的,易被人体消化吸收。大豆中的蛋白质分为清蛋白和球蛋白两类,其中球蛋白占绝大部分。大豆蛋白基本上属于结合蛋白,含有配糖体,因此绝大部分都是糖蛋白。,5.果蔬中的蛋白质及其他含氮物质,果蔬中
25、的含氮物质主要是氨基酸和蛋白质,其次是酰胺和铵盐、硝酸盐。它们虽然含量低,但在加工贮藏过程中对品质的影响很大。,有些果蔬去皮后变黑,这是因为含有酪氨酸,在酶的作用下氧化生成黑色素。氨基酸产生香味。谷氨酸钠可以作为调味剂。,人体蛋白质由20种氨基酸组成,其中,12种氨基酸是人体可以通过自身生化反应合成的,称为非必需氨基酸;还有8种氨基酸人体不能合成,必须依靠食物提供,称为必需氨基酸。动物蛋白中,一般都含有人体必需的8种氨基酸,特别是蛋制品和乳制品,故其营养价值比植物蛋白为高。动物试验表明,食动物蛋白的动物发育成长快,但寿命短。而食植物蛋白的动物发育慢,但寿命长,耐力好。,三、碳水化合物,1.小麦
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