食品原料学(第二版)

**章绪论 　　一、食品原料学概述 　　“民以食为天”，食品消费是人类生存发展的**需要。食品科学与工程是关系到人类生存与发展的*重要学科。 　　狭义的食品概念是指以天然动植物组织为原料，经加工制成的，可为人体提供营养，且不危害人体健康、可直接经口摄入的制品。而广义的食品概念则是指可直接经口摄入，为人体提供营养且不危害人体健康的所有物质。包括天然的可为人体提供营养的生鲜动植物组织（食物）及其经加工制成的可食性制品。原始人类的食品基本上都是大自然提供的、不经任何加工的生鲜动植物组织（食物），直到大约公元前4000年，才从食用颗粒谷物发展到食用粉碎谷物制品、从“茹毛饮血”的食用动物性食物发展到火烹器盛的熟食方式，人类才算步入到加工食品的文明时代。正是由于食品加工业的出现和发展，才出现了食品原料的概念，食品原料就是指用来加工制成食品、用量较大，并构成食品主要成分的物质。 　　*早的人类只是凭感观来判断食物的好坏，后来由于有了语言和文字信息的交流，人类开始把食物与身体健康联系起来。我国古代名著《黄帝内经》记载：“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。”古代关于食物的认识只是人类数千年经验的总结。直到17世纪，以科学实验为基础的化学发展起来后，人们才对食物的成分及其特性开始有了真正科学意义上的认识。 　　19世纪初化学揭示了有机物与无机物两大形态物质的特征，其后有机化学得到飞速发展，伴随其发展的分析化学为分析食品成分提供了手段。由此，人们逐渐了解了构成食物的碳水化合物、蛋白质、脂质等主要成分。进而生物学的飞速发展，尤其是达尔文的进化论使人们对动植物的种群分类有了明确认识，由此对食物化学成分的研究有了新的飞跃。 　　20世纪以来，全世界的食品加工由家庭作坊式生产向工业化生产迈出了很重要的步伐。为此，成立了联合国粮食及农业组织 （Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）、世界卫生组织 （World Health Organization，WHO）等机构，负责制定食品国际标准（international standard of food）。而这些标准的确立就需要食品分析方法的确立和对食品成分的深入研究。1906年美国国会制定了《卫生食品药品法》，并制定了与之有关的《食品成分分析法》，从而确立了食品分析方法。随之，利用生物化学对动植物代谢的研究取得了较大的进展，进一步推动了食品化学的发展。 　　从某种意义上讲，食物化学主要关注的是食物的化学组成。而食品化学除了关注食物的化学组成外，将更多的关注点转移到了食物在加工过程中或贮藏过程中化学组分的变化及其与食品品质——营养性、安全性、嗜好性之间的关系。也正是这种转变催生了食品原料学的诞生，并使其成为食品科学与工程领域*核心的研究内容之一。因此，可以认为食品原料学就是用化学、生物化学及生物学的方法，研究食品原料的组织形态、结构、化学组成及其特性，并揭示食品原料的加工性质及其在食品加工过程可能发生的化学、生物化学、营养学等变化的一门学问。 　　工业是人类社会进步的重要标志，工业就是指对各种原材料进行规模化加工的社会物质生产部门。而食品工业就是泛指用农产品、畜产品和水产品等各种可食性原料，加工制成食品的工业。有了工业就有了原料的概念，即把尚待加工的物料称为原料。随着食品加工技术的进步，食品工业规模及产品市场覆盖面的不断扩大，以及对食品品质管理要求的提高，食品原料学的研究范围也拓展到食品原材料的生产、流通领域。人类已经认识到，对于食物的选择不仅要考虑到营养、风味，还要考虑生产这种食物的效率和对资源、环境、生态可持续发展的影响。全世界近年关于食物安全、环境保护的国际学术交流活动和国际会议，也使人们认识到食品原材料作为食品加工的基础材料，对人类生存与发展，对地球的环境和各国之间的合作有着十分重要的意义。 　　对食品原料性质的认识不仅是养生之道，更是食品加工工艺的设计、调控食品的质量及开发新食品的科学依据。所以说食品原料学是食品工艺学的基础内容之一。对绝大多数由生物得到的食品原材料，决定其性状和品质的是它的品种、生育环境和培育方法。原材料是食品加工的重要基础，如番茄、胡萝卜等果蔬的加工，首先就离不开对适合加工品种的选择。作为食品原料的农产品，品质不仅与品种有关，还受栽培管理，如施肥、灌溉等条件影响。许多食品原材料的营养、风味、贮藏性、加工性也还与其采摘时间、成熟度和采后处理方法有关。例如，“肯德基”“麦当劳”等工业化食品使用的马铃薯原料，不仅要求一定的品种，还要求在规定的条件下栽培和管理，才能保证产品的规格化。 　　总的来说，食品原料学是通过对食品原材料的基本类型、生产特性及理化、营养特征（包括品质、规格等）的阐述，达到对食品原材料知识的正确理解的目的，使食品原材料的保藏、加工等操作更加科学合理，实现*大限度地利用食物资源，满足人们对饮食生活的需求。 　　二、食品原料的分类 　　人类学研究表明，无论从人的牙齿形状，还是肠胃构造来判断，人类在几百万年的进化过程中，基本上属于以粮谷果菜为主食的杂食性动物。正是基于人类的这一属性，使食品的种类、食品原料的种类十分丰富，比起其他产品的原材料，食品原材料可以说复杂得多，包罗万象，有植物性的，也有动物性的，有天然野生的，也有人工培育的。不仅包括采获后的生鲜食物（有些还是活的生物），还包括供加工或烹饪用的初级产品、半成品。在食品加工与流通中，为了对复杂、繁多的食品原料进行有效利用和评价，一般要对这些原料按一定方式进行分类。 　　（一）按来源分类 　　这种分类主要是按食品原材料的来源或生产方式区分。按来源分，食品原材料可分为植物性食品原料和动物性食品原料。一般农产品原料、林产品原料、园艺产品原料都可归类为植物性食品原料，而水产品原料、畜产品原料（包括禽、蜂产品原料等）都可归类为动物性食品原料。按这种方法分类，食品原料除动物性食品原料、植物性食品原料外，还有各种合成原料，或从自然物中萃取的添加剂类辅助原料等。 　　1．植物性食品原料 植物性食品原料主要包括粮食类原料、油食兼用原料、果蔬原料、坚果类原料、植物源调料和药食同源的植物性原料等。 　　1）粮食类原料 粮食类原料主要包括谷类（稻、小麦、玉米、大麦、燕麦、粟、高粱和荞麦等）、豆类（蚕豆、豌豆、赤豆和绿豆等）、薯类（甘薯、马铃薯、豆薯、木薯等）。粮食类原料的主要营养成分是以淀粉为主的碳水化合物，此外还含有蛋白质、脂肪、矿物质、维生素等，是向人体提供热量的主要食品原料。粮食类原料是制作各种主食品、糕点及休闲食品的主要原料。随着对粮食原料研究的深入，发现其亦含有一些功能性活性物质。 　　2）油食兼用原料 油食兼用原料主要有大豆、花生、棉籽、油菜籽、葵花籽、干椰子肉、棕榈核、红花籽、芝麻、亚麻籽等。植物油料除含有丰富的脂肪外，一般也是植物蛋白质的重要来源，同时还有矿物质、维生素及多种生物活性物质等。我国是世界上主要油食兼用原料生产国之一，主要生产的品类有油菜籽、大豆、棉籽、花生、葵花籽、芝麻和亚麻籽等大宗原料。其中油菜籽产量约占世界总产量的20%（美国农业部2022年数据），花生产量约占世界总产量的38.03%（美国农业部2022年数据），芝麻产量约占世界总产量的7.45%（FAO 2019年数据），亚麻籽产量约占世界总产量的11.08%（FAO 2022年数据），大豆产量占世界总产量的4.48%（2022年中国大豆产业数据报告）。 　　3）蔬菜类原料 蔬菜类原料产量主要包括可食用的草本植物（白菜、黄瓜等）、少数木本植物嫩芽（竹笋、香椿芽等）及食用菌（木耳、香菇等）。蔬菜有人工栽培的，也有野生的。目前，蔬菜主要以人工栽培为主，栽培种类已达200多个，大量种植的也有60多个品类。蔬菜是多种维生素，如维生素C、维生素A原及维生素B2等的重要来源。维生素C和维生素B2在各种绿叶蔬菜中含量丰富，其次是根茎类；维生素A原即β-胡萝卜素，在各种绿色、黄色及红色蔬菜中含量较多。蔬菜中还含有多种无机质，如钙、铁、钾等，不但含量高，而且容易被机体利用。蔬菜中所含的纤维素、果胶质等，是膳食纤维的主要来源。蔬菜中的酶和有机酸可促进消化吸收。蔬菜分为高等植物和低等植物。高等植物体大多有根、茎、叶之分。因此、高等植物蔬菜可根据主要食用部位分为根类蔬菜、茎类蔬菜、叶类蔬菜、花类蔬菜和果类蔬菜５大类。低等植物无茎、叶划分，主要有食用菌、藻类。 　　 4）水果类原料 水果是指木本果树和部分草本植物所产的可以直接食用的新鲜果实。水果的种类繁多，仅我国现有果树就有700余种。根据果实自身特点可将水果分为梨果（苹果、梨、山楂等）、核果（桃、李子、杏、樱桃等）、浆果（葡萄、蓝莓等）、瓠果（甜瓜、白兰瓜、西瓜等）、柑果（橘子、柑子、橙子等）、复果（菠萝、草莓等）等。水果色泽鲜艳，风味独特，含有丰富的维生素、有机酸、糖、矿物质及生物活性物质。 　　5）坚果类原料 坚果类食物多数是植物的果实和种子，如核桃、杏仁、松子、榛子、白果和莲子等。坚果蛋白质含量较高，多数在15%～30%，远高于粮食类；坚果中的脂肪含量也比较高，多数在40%以上，而核桃中的脂肪含量在60%以上，更重要的是其中所含的脂肪绝大部分属于多不饱和脂肪酸。此外，坚果类食品中还含有丰富的维生素E、矿物质等，维生素E具有抗氧化、抗自由基的作用。 　　6）植物源调料 植物源调料通常指天然植物香辛剂（又称香辛料），是八角、花椒、桂皮、陈皮等植物香辛料的统称。香辛料是指具有增强刺激性香味、少量加入就能赋予食物以风味的植物种子、花蕾、叶茎、根块等。香辛料含有挥发油（精油）、辣味成分及有机酸、纤维、淀粉粒、树脂、黏液物质和胶质等成分，其大部分香气来自蒸馏后的精油。香辛料不仅有较强的呈味、呈香作用， 而且还能促进食欲，改善食品风味，抑菌防腐。辛香料可细分成5类：①有热感和辛辣感的香料，如辣椒、姜、胡椒、花椒和番椒等；②有辛辣作用的香料，如大蒜、葱、洋葱和辣根等；③有芳香性的香料，如月桂、肉桂、丁香、众香子、香荚兰豆和肉豆蔻等；④香草类香料，如茴香、葛缕子（姬茴香）、甘草、百里香和枯茗等；⑤带有上色作用的香料，如姜黄、红椒、藏红花等。 　　2．动物性食品原料 动物性食品原料主要包括畜肉类、禽肉类、蛋类、乳类和鱼贝类。 　　1）肉类 肉类主要是指畜肉类（猪肉、牛肉和羊肉等）和禽肉类（鸡肉、鸭肉和鹅肉等）。肉类含有人体所需的多种营养物质，蛋白质、脂肪、维生素和矿物质含量丰富，是人类优质蛋白质和B族维生素的主要来源。肉类中的铁不仅本身易被人体吸收，而且有助于其他铁源的吸收。肉类的化学成分中水分占75%左右，其次是蛋白质，占20%以上，然后是脂质占4%～5%，剩下的是灰分，占1%左右。 　　2）乳类 乳类主要包括牛乳、羊乳、马乳和骆驼乳等。乳中主要成分是水，占87%～89%。乳脂肪、乳蛋白都是乳的重要化学成分，乳脂肪中还含有磷脂类（为0.072%～0.086%，主要是卵磷脂、脑磷脂和神经磷脂）和固醇。乳中的蛋白质主要有酪蛋白、乳清蛋白、脂肪球膜蛋白。乳品中的糖类主要是乳糖，占总糖类的99.88%。乳中含有丰富的维生素，主要有维生素B2、维生素A、维生素E、维生素C等。 　　3）蛋类 蛋类主要指鸡蛋、鸭蛋和鹅蛋，蛋的可食部分主要由蛋清和蛋黄两部分组成。蛋类是人类食物优质蛋白的重要来源，其中蛋清的蛋白质含量为11%，蛋黄中蛋白质含量约为17%；蛋中的脂质含量约为12%，包括脂肪、磷脂、固醇和糖脂，其中90%的脂质分布于蛋黄中；蛋中还含有约1.2%的糖类物质，主要是葡萄糖、甘露糖和半乳聚糖，它们大部分形成糖蛋白，游离的糖几乎都是葡萄糖；蛋中几乎含人体所需的所有元素，其中维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素D和维生素E的含量均较高。 　　4）鱼贝类 鱼贝类是人类食物的优质蛋白源，也是重要无机盐和维生素的重要来源之一，它们易于消化，且含所有必需氨基酸，营养价值很高。鱼贝类的化学组成因种类、年龄、季节等不同而有较大差异，一般而言