食品化学课件14-第14章_食品货架寿命
食品化学Food Chemistry 课件
食品化学Food Chemistry西南农业大学Southwest Agricultural University第一章绪论➢教学目的和要求➢食品化学的概念➢食品化学的发展简史➢食品化学研究的内容➢食品化学研究的范畴➢食品中主要的化学变化概述➢食品化学的研究方法➢食品化学在食品工业技术发展中的作用➢思考题➢参考文献教学目的和要求⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧环境污染物质物质加工中不可避免的污染污染物质人工合成的食品添加剂天然来源的食品添加剂食品添加剂非天然成分基本营养素有毒物质激素呈味物质呈香色素维生素脂类化合物碳水化合物蛋白质有机成分矿物质水无机成分天然成分食品的化学组成食品化学的发展简史古代食品化学（20世纪50年代以前）❖瑞典人Carl wilhelmscheeie分离和研究了乳酸的性质（1780年），从柠檬汁（1784年）和醋汁（1785年）中分离出柠檬酸，从苹果中分离出苹果酸（1784年），并检验了20种普通水果中的柠檬酸和酒石酸，因此他从植物和动物原料中分离各种新化合物的工作被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。
❖法国化学家Antoine Laurent Lavoisier(1743－1794)最早测定出乙酸的元素成分。
近代食品化学（20世纪60～90年代）❖在世界主要大国有不同文本的食品化学著作与世人见面，其中英文本的《食品科学》、《食品化学》、《食品加工过程中的化学变化》、《水产食品化学》、《食品中的碳水化合物》、《食品蛋白质化学》、《蛋白质在食品中的功能性质》等反映了近代食品化学的水平。
权威性的食品化学教课书应首推美国O.R.Fennema 主编的《Food Chemistry》和英国的H.D. Belitz主编的《Food chemistry》，已出版第三版并在全世界广流传。
上课课件 《食品化学(第2版)》孙延春
水分对食品的色泽具有很重要的影响。如果食品含水 量不足，就会显得干瘪皱缩，色彩暗淡；反之，就会显得 饱满光润，新鲜悦目。
水对食品色泽的影响既有化学方面的，也有物理方面 的。
食品的含水量与其味感也有密切关系，因为呈味物质 只有溶解在水中，最终才能产生味感。
第三节 食品中水含量的表示方法
Aw > 0.7
v降低（因为H2O稀释了反应物浓度）
2.Aw 与脂肪氧化酸败
影响复杂：Aw < 0.4 Aw↑ V ↓( MO2—H2O 阻V)
Aw > 0.4 Aw↑ V ↑（H2O溶解O2，溶胀后催化部位暴露，氧化V↑） Aw > 0.8 Aw↑ V↑ (稀释浓度) 3.Aw与水溶性色素分解，维生素分解 Aw ↑ V分解 ↑
水可以与羟基、氨基、羰基、酰基、亚氨基等形成氢键； 作用力小于水与离子间作用力；流动性小；对水的网状 结构影响小；阻碍水结冰； 大分子内或大分子间产生“水桥”
（3）与非极性物质的相互作用
笼形水合物的形成：由于非极性基团与水分子产生斥力，使疏水 基团附近的水分子间氢键键合力↑， 熵值s↓，20～74个水分子将 “客体”包在其中，形成“笼形水合物”。
• 分类
常量：Na,K, Ca,S,P, Cl 等 必需元素
微量：Fe,Cu,Zn,I等
有害元素： Pb,Cd,Hg等
食品中的矿物质
肉：K、Na、Fe、 P 含量较高，Cu、 Zn等也有少量，以可溶性氯 化物、磷酸盐、碳酸盐形式
Animal Food
存在或与蛋白质结合。
奶：主要含Ca、也含有少量K、 Na、Mg、P等。
• 大多数以无机盐形式存在 • 少量参与有机物的组成（如S、P、 Fe） • 金属离子多以螯合物形式存在于食品中
食品化学Food Chemistry 课件
食品化学Food Chemistry西南农业大学Southwest Agricultural University第一章绪论➢教学目的和要求➢食品化学的概念➢食品化学的发展简史➢食品化学研究的内容➢食品化学研究的范畴➢食品中主要的化学变化概述➢食品化学的研究方法➢食品化学在食品工业技术发展中的作用➢思考题➢参考文献教学目的和要求⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧环境污染物质物质加工中不可避免的污染污染物质人工合成的食品添加剂天然来源的食品添加剂食品添加剂非天然成分基本营养素有毒物质激素呈味物质呈香色素维生素脂类化合物碳水化合物蛋白质有机成分矿物质水无机成分天然成分食品的化学组成食品化学的发展简史古代食品化学（20世纪50年代以前）❖瑞典人Carl wilhelmscheeie分离和研究了乳酸的性质（1780年），从柠檬汁（1784年）和醋汁（1785年）中分离出柠檬酸，从苹果中分离出苹果酸（1784年），并检验了20种普通水果中的柠檬酸和酒石酸，因此他从植物和动物原料中分离各种新化合物的工作被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。
❖法国化学家Antoine Laurent Lavoisier(1743－1794)最早测定出乙酸的元素成分。
近代食品化学（20世纪60～90年代）❖在世界主要大国有不同文本的食品化学著作与世人见面，其中英文本的《食品科学》、《食品化学》、《食品加工过程中的化学变化》、《水产食品化学》、《食品中的碳水化合物》、《食品蛋白质化学》、《蛋白质在食品中的功能性质》等反映了近代食品化学的水平。
权威性的食品化学教课书应首推美国O.R.Fennema 主编的《Food Chemistry》和英国的H.D. Belitz主编的《Food chemistry》，已出版第三版并在全世界广流传。
食品化学成分及其在保藏中的变化PPT课件
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多糖的性质
溶解性：多在力糖食，具品 同有体时较系水强中分的，也亲多是水糖影性具响，有多易控糖于制的水水 物化分理和移与溶动功解的能能性 黏度与稳定质性的：重多要糖因具素有。很因高此粘，度食；品带的一许种多电功荷能直性质
链多糖形如成质稳构定都溶同液多，糖不和带水电分的有直关链。溶液不稳定 凝胶：多糖能形成海绵状的三维网状凝胶结构，由
6
蛋白质的功能性质
质构、风味、色泽和外表等感官品质是人们取 舍食品的主要依据。食品的感官品质是食品中各 种主要的和次要的组分之间复杂的相互作用的净 结果。蛋白质对食品感官品质一般具有重要影响 。
食品蛋白质的“功能性质”定义为：在食品加 工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体 系中的性能的那些蛋白质物理和化学性质。
引起食品腐败变质的主要因素
氧化
微生物
光照
啮齿动物
食品腐败变质
ห้องสมุดไป่ตู้昆虫/寄生虫
温度
酶类
水分
1
化学－范特荷夫定律： 反应温度每升高10℃，化学反应的速度增加2-4倍。 酶活性 温度提高到80℃后，热处理时间只要几分钟，几乎 所有的酶都会遭到不可逆的破坏。 呼吸作用 是有机物在酶的作用下发生的生物氧化过程，在一 定的温度范围内，随温度的升高，酶活性增加，反 应速度加快，果蔬的呼吸作用加速，加快食品的变 质。 微生物 嗜食菌、嗜温菌、低温菌、嗜冷菌
2
食品保藏原理
第二章
食品化学成分及其在 保藏中的变化
3
内容提要
食品的化学成分 食品成分在贮藏中的变化 食品原料在保藏过程中的品质变化
4
第一节
• 水分
• •
矿物质 •
基本营养成分 •
食品化学PPT课件
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具有特殊功能的低聚糖－低聚木糖
❖ 主要成分为木糖、木二糖、木 三糖及木三糖以上的木聚糖
❖ 木二糖含量↑，产品质量↑ ❖ 甜度为蔗糖的40%
β-1，4
低聚木糖的特性：
➢ 较高的耐热（100℃/1h） 和耐酸性能（pH2～8）
➢ 双歧杆菌所需用量最小的 增殖因子
➢ 代谢不依赖胰岛素，适用 糖尿病患者
二、食品原料中的碳水化合物
Carbohydrates comprise more than 75%of the dry matter of Plants. eg: corn, vegetable, fruit, and so on.
Monosaccharides & Oligasaccharides is usually found in the vegetable and fruit .
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2.2 Monosaccharide & Oligosaccharides
一、单糖和低聚糖的结构及功能 Structure & Function of Carbohydrates 2、低聚糖（Oligosaccharides）
一般由２－１０个糖基构成，较重要的低 聚糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽 糊精和环状糊精（沙丁格糊精）
增加溶解性，如环状糊精、麦芽糊精。
糊精做固体饮料的增稠剂和稳定剂。
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具有特殊功能的低聚糖
❖ 功能性食品
➢ 低热、低脂、低胆固醇、低盐、高纤维素 ➢ 低聚糖（寡糖）和短肽（寡肽）
❖ 具有特殊保健功能的低聚糖
➢ 低聚果糖、乳果聚糖、低聚异麦芽糖、低聚木 糖、低聚氨基葡萄糖
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食品化学(十章全)幻灯片PPT
（1）食品主要成合物
及蛋白质三大类物质
①从单一成分自身的反应来看，其反应的活性顺序 为：脂肪蛋白质碳水化合物。脂肪与蛋白质都能 在常温下反应，但脂肪的反应具有自身催化作用， 因此食物主要成分中脂肪是最不稳定的，很多食品 通常是先由脂肪变化而导致食品变质。碳水化合物 一般条件下是比较稳定的，它只有在加热、酸或碱 性较强的情况下才反应，但是决不能小看该类反应 对食品质量的影响，因为使用酸、碱和加热是食品 加工的常用手段。
气相的组成，主要是指食品包装中气体的组成。水果、 疏菜的保鲜可通过适当的包装材料和充气处理，降低 气相中的氧含量，提高二氧化碳气体的含量，来降低 呼吸强度，延长货架期。对一些特别不好贮藏的食品， 如高级茶叶，可在包装中充入惰性气体，以维持其特 有的色泽和香气。罐头和瓶装食品如果排除罐顶和瓶 口的氧气，有利于延长产品的保质期
现代食品化学是以食物中的主要成分和重要成分为主 线，以这些物质在食品加工与贮藏条件下的理化特性 和化学反应为基础，以食品质量的变化为标准来建立 理论体系的，是近百年来食品科学和其它相关科学研 究的基本材料的归纳与分析。
在对一类食品或一种食品成分的基本介绍， 一般都着眼三个层面的问题： ① 明确食品的品质特性。 ② 分析影响食品质量的化学成分和化学反应。 ③ 找出影响食品质量的主要反应的控制条件。 尽管在各章中讨论更多的是第二个问题，但是第一、 第三个问题贯穿始终。
质构的化学本质一般是食品中的大分子自身的作用，以 及它们与金属离子、水之间的相互作用。 最常见的导致食品质构劣变的原因有： 食物成分失去溶解性、失去持水力及各种引起硬化与软 化的反应。
色（color）：是指食品中各类有色物质赋予食品的 外在特征，是消费者评价食品新鲜与否，正常与否 的重要的感官指标。
食品化学(第二版)
02
第八节膨松 剂
03
第九节水分 保持剂（保 湿剂）
04
第十节螯合 剂
06
思考题
05
第十一节抗 结剂
第二节食品组分的 相互作用
第一节引言
第三节食品组分相 互作用对食品品质
的影响
第五节配送、销售 对食品货架寿命的
影响
第四节食品货架寿 命预测方法
思考题
作者介绍
这是《食品化学（第二版）》的读书笔记模板，暂无该书作者的介绍。
03
第三节氨基 酸的结构和 性质
04
第四节蛋白 质的结构
06
第六节蛋白 质的理化功 能性质
05
第五节蛋白 质的变性
1
第七节蛋白质 的营养性质
第八节蛋白质 2
在食品加工中 营养和理化功 能性质的变化
3
第九节蛋白质 的改性
4
第十节食品蛋 白质
5
思考题
01
第一节引言
02
第二节酶的 本质与一般 概念
03
食品化学（第二版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
性质
剂
食品
成分
功能
食品
风味
版
结构
食品质量 性质
维生素
食品化学
影响
变化
矿物质
蛋白质
水分
化学
内容摘要
本书内容包括食品材料中主要成分的结构和性质，食品成分在加工和保藏过程中产生的物理、化学和生物化 学变化，以及这些成分的结构、性质和变化对食品质量与安全等的影响等。本书是专门为食品科学与工程、食品 质量与安全以及农产品加工等大食品专业本科学生编写的食品化学教材。
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具有氧气、二氧化碳 和水蒸气的高透气性
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14.2.4 温度
✓ 温度主要是通过影响食品中酶的活性、微生物的活动、植 物性食品的呼吸作用等影响食品的品质。
✓ 一般情况下可以通过高温灭酶、灭菌适当延长食品的货架 期，但也会对食品品质产生负面影响，所以食品的保藏方 式主要是常温保藏、冷藏、冷冻。
✓ 常温保藏：不能保藏太久，放置一定时间后，食品原有的 色、香、味和营养价值逐渐发生变化，导致食品质量下降， 甚至不能食用。
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14.2.3 包装和贮藏条件
✓ 为确保包装食品的安全和货架期，食品包装材料必须要有 高阻隔性，还要有高的拉伸强度、撕裂强度、冲击强度和 优良的化学稳定性，不与内装食品发生任何化学反应，确 保食品安全，另外还要有较高的耐温性，满足食品的高温 消毒和低温贮藏等要求。
✓ 材料不同，其性能就不同，要根据产品的特性选 择合适的包装材料，才能发挥其有效的阻隔作用。
✓ 冷藏：是目前采用较为广泛的食品保藏方法。低温冷藏能 抑制酶及微生物的活力，减缓化学反应速率，降低呼吸作 用从而延长食品的货架期。
✓ 冷冻：冷藏技术将食品的货架期在一定程度上延长了，但 还是没法长期保存食品，尤其是肉制食品。有些微生物在 非常低的温度下仍能存活，所以冷冻对延长肉质品的货架 期有一定的效果。
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14.2.7 pH值
✓ pH值对酶和微生物的活性有很大的影响，每一种酶或微 生物都有一个活性最高的pH值范围，pH值低于或高于这 个范围都会导致它们失活。
✓ pH值也会影响蛋白质的功能和溶解性，一般在等电点附 近时蛋白质溶解度最小，因此pH值会直接影响蛋白质在 食品反应中的作用。
✓ 在单因素影响食品品质的同时，各因素之间也会相互作用， 其中最重要的是pH值和温度之间的相互影响，如果忽视 了它们之间的相互影响，往往难以正确预测食品的货架寿 命。
表14-1 不同食品适用的包装材料及其特点
食品类型
常用材料
材料优点
油脂食品
偏二氯乙烯-氯燥食品
聚丙烯薄膜 聚酯薄膜
良好的防潮抗水性
芳香食品
聚苯胺系可塑性塑料 聚乙烯醇系双向延伸薄膜
具有高保香性
果品蔬菜类生鲜 食品
低密度的聚乙烯、聚丙烯聚 苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、 环氧乙烷
14.2.1 食品的组成结构
✓ 食品的组成结构是决定食品品质的最关键内在因素。 ✓ 在一定的外界条件和存在一定的其他成分时，食品内物
质会发生一系列反应，这会造成食物中营养物质损失以 及不希望的副产物和有害成分的产生。因此在设计食品 组成和生产工艺时应重视预防和避免有害成分的产生。
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14.2.2 加工条件
第14章 食品货架寿命 预测及应用
重点
✓ 掌握影响食品品质的八大因素； ✓ 掌握食品货架寿命的预测方法，及其在实际问题中的应用。
难点
✓ 食品货架寿命预测方法的掌握及其在实际问题中的应用。
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14.1 概 述
✓ 食品货架寿命(shelf-life)：是指当食品被贮藏在推荐的条 件下，能够保持安全，确保理想的感官、理化和微生物特 性，保留标签声明的任何营养值的一段时间，是食品质量 安全的一个重要指标。因此科学预测食品货架寿命对保证 食品质量安全极为重要。
✓ 食品的加工条件是影响和改变食品品质的重要因素
➢ 适宜的加工不仅可改善食品色泽，风味和质构等感官性质，还可改善食 品的消化性能和营养性能
➢ 但在加工过程中，一些化学变化也会导致一些食品色泽、风味、质构和 营养价值下降，食品配料的功能性质降低，甚至产生有害物质等人们不 希望的变化。
✓ 加工后，上述有利和不利的反应仍然会继续发生，食品内 在的性质、包装的类型和贮藏及运输的条件是决定其反应 速率的主要因素。在贮藏期间大部分食品会经历不同程度 的变质。温度、湿度、氧气、光、食品中水溶性成分和脂 溶性成分是引起食品变质的主要因素。
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14.2.5 微生物
✓ 食品含有丰富的营养成分，在适宜的水分和温度下微生物 很容易迅速生长。
✓ 食品中主要成分不同，微生物对食品造成的腐败程度也不 同，当食品的营养成分与微生物内的酶所需底物相一致时， 微生物对食品造成的腐败最迅速。
✓ 食品因微生物而腐败变质不仅对食品造成损失浪费，同时 也严重影响人们的身体健康。所以微生物引起的食品腐败 变质可直接将食品的货架寿命缩减为零。
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14.2.8 气体组成
✓ 气体组成是另外一个影响食品品质的重要因素。
✓ 不同产品的最长货架寿命均有其最适O2-CO2-N2组成，氧 浓度过低或二氧化碳浓度过高都可能会引起食品的异常代 谢，从而使组织受到伤害，其他重要的气体还有乙烯和 CO。
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14.3 食品品质函数—反应级数
✓ 食品品质改变一般指生产过程中化学的、物理的和微生物 的变化，其中以化学反应动力学为基本理论的模型可较好 地反映这些变化。
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14.2.6 水分活度
✓ 水分活度aw ：是指食品中水分存在的状态，即水分与食品 结合程度。
✓ 水分活度和水分含量是影响冻结温度以上时食品品质劣变 反应的重要因素，水分活度是控制食品腐败诸因素中最重 要的因素，同时水分活度还与酶促反应、脂质氧化反应有 密切关系。
✓ 各类微生物生长需要的水分活度不一，一般细菌为aw≥0.9， 酵母为aw ≥0.87，霉菌为aw ≥0.8，一些耐渗透压微生物除 外。
✓ 食品货架寿命受产品内部因素、外部环境因素以及包装材 料与包装形式等多方面影响。
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14.2 影响食品品质的因素
✓ 14.2.1 食品的组成结构 ✓ 14.2.2 加工条件 ✓ 14.2.3 包装和贮藏条件 ✓ 14.2.4 温度 ✓ 14.2.5 微生物 ✓ 14.2.6 水分活度 ✓ 14.2.7 pH值 ✓ 14.2.8 气体组成
✓ 化学动力学也称反应动力学、化学反应动力学，是物理化 学的一个分支，是研究化学过程进行的速率和反应机理的 物理化学分支学科。它的研究对象是性质随时间而变化的 非平衡的动态体系。
✓ 大多数食品的质量损失可以用两个定量的指标变化来表示， A：期望的品质指标的损失；B：不期望的品质指标的形 成。A的损失速度和B的形成速度可以用下列方程式表示：