農(nóng)產(chǎn)品化學緒論.ppt

2020 1 9 緒論 2020 1 9 生物質化學品 作者 王軍主編出版機構 化學工業(yè)出版社出版日期 2008 8ISBN 978 7 122 03041 2 2020 1 9 生物質概念及其組成 英文名稱 biomass定義 一切直接或間接利用綠色植物光合作用形成的有機物質 包括除化石燃料外的植物 動物和微生物及其排泄與代謝物等 1 生物質概念生物質是指利用大氣 水 土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機體 即一切有生命的可以生長的有機物質統(tǒng)稱為生物質 它包括植物 動物和微生物 廣義上 生物質包括所有的植物 微生物以及以植物 微生物為食物的動物及其生產(chǎn)的廢棄物 有代表性的生物質如農(nóng)作物 農(nóng)作物廢棄物 木材 木材廢棄物和動物糞便 例如糧食 秸稈 木材 動物糞便和食品加工下腳料等 2020 1 9 狹義上 生物質主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食 果實以外的秸稈 樹木等木質纖維素 簡稱木質素或木素 農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料 農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的畜禽糞和廢棄物等物質 各種生物質之間存在著相互依賴和相互作用的關系 生物質對人類有著廣泛而重要的用途 用作食物 用作工業(yè)原料 用作能源 改善環(huán)境 調節(jié)氣候 保持生態(tài)平衡 特點 可再生性 低污染性 廣泛分布性 2020 1 9 生物質化學品 全書共分10章 第1章介紹了生物質概念 生物質資源的特點以及生物質的開發(fā)與利用的基本思路 第2章介紹了生物質的化學結構 物理性質和化學性質 第3章詳細介紹了淀粉基精細化學品的合成 性能及應用 第4章介紹了以糖為原料制備四種非離子表面活性劑的合成 性能及應用 第5章重點介紹了四種纖維素衍生物的合成 性能及應用 第6章敘述了堿木素和木質素磺酸鹽的合成 性能及應用 第7章介紹了淀粉塑料 蛋白質塑料 聚乳酸和聚羥基脂肪酸酯的合成 性能及應用 第8章重點介紹了燃料乙醇和生物柴油的合成 性能和應用 第9章介紹了各種甲殼素衍生物的制備 性能及應用 第10章介紹了五種油脂基表面活性劑的合成 性能和應用 2020 1 9 農(nóng)產(chǎn)品分類 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)分農(nóng) 林 牧 副 漁五大類商業(yè)系統(tǒng)分糧 棉 油 麻 絲 茶 糖 菜 煙 酒 果 藥 雜等十三種 2020 1 9 農(nóng)產(chǎn)品 定義 是指來源于農(nóng)業(yè)的初級產(chǎn)品 即在農(nóng)業(yè)活動中獲得的植物 動物 微生物及其產(chǎn)品 國家規(guī)定初級農(nóng)產(chǎn)品是指種植業(yè) 畜牧業(yè) 漁業(yè)產(chǎn)品 不包括經(jīng)過加工的這類產(chǎn)品 包括十一類 2020 1 9 一 煙葉 是以各種煙草的葉片經(jīng)過加工制成的產(chǎn)品 因加工方法不同 又分為曬煙葉 晾煙葉和烤煙葉 曬煙葉是指利用太陽能露天曬制的煙葉 晾煙葉是指在晾房內自然干燥而成的煙葉 烤煙葉 復烤煙葉除外 是指在烤房內烘烤成的煙葉 2020 1 9 二 毛茶 是指從茶樹上采摘下來的鮮葉和嫩芽 即茶青 經(jīng)吹干 揉拌 發(fā)酵 烘干等工序初制的茶 三 食用菌 是指自然生長和人工培植的食用菌 包括鮮貨 干貨以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者利用自己種植 采摘的產(chǎn)品連續(xù)進行簡單保鮮 烘干 包裝的鮮貨和干貨 2020 1 9 四 瓜 果 蔬菜 是指自然生長和人工培植的瓜 果 蔬菜 包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者利用自己種植 采摘的產(chǎn)品進行連續(xù)簡單加工的瓜 果干品和腌漬品 以瓜 果 蔬菜為原料的蜜餞除外 五 花卉 苗木 是指自然生長和人工培植并保持天然生長狀態(tài)的花卉 苗木 2020 1 9 六 藥材 是指自然生長和人工培植的藥材 不包括中藥材或中成藥生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)切 炒 烘 焙 熏 蒸 包裝等等工序處理的加工品 2020 1 9 七 糧油作物 是指小麥 稻谷 含粳谷 秈谷 元谷 大豆 雜糧 含玉米 綠豆 赤豆 蠶豆 豌豆 蕎麥 大麥 元麥 燕麥 高梁 小米 米仁 鮮山芋 山芋干 花生果 花生仁 芝麻 菜籽 棉籽 葵花籽 蓖麻籽 棕櫚籽 其他籽 2020 1 9 八 牲畜 禽 獸 昆蟲 爬蟲 兩棲動物類 1 牛皮 豬皮 羊皮等動物的生皮 2 牲畜 禽 獸毛 是指未經(jīng)加工整理的動物毛和羽毛 3 活禽 活畜 活蟲 兩棲動物 如生豬 菜牛 菜羊 牛蛙等等 2020 1 9 4 光禽和鮮蛋 光禽 是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者利用自身養(yǎng)殖的活禽宰殺 褪毛后未經(jīng)分割的光禽 5 動物自身或附屬產(chǎn)生的產(chǎn)品 如 蠶繭 燕窩 鹿茸 牛黃 蜂乳 麝香 蛇毒 鮮奶等等6 除上述動物以外的其他陸生動物 2020 1 9 九 水產(chǎn)品 1 淡水產(chǎn)品 淡水產(chǎn)動物和植物的統(tǒng)稱 2 海水產(chǎn)品 海水產(chǎn)動物和植物的統(tǒng)稱 3 灘涂養(yǎng)殖產(chǎn)品 是利用灘涂養(yǎng)殖的各類動物和植物 水產(chǎn)品類 包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者捕撈收獲后連續(xù)進行簡單冷凍 腌制和自然干制品 2020 1 9 十 林業(yè)產(chǎn)品 1 原木 是指將伐倒的喬木去其枝丫 梢頭或削皮后 按照規(guī)定的標準鋸成的不同長度的木段 2 原竹 是抬將竹砍倒后 削去枝 梢 葉后的竹段 3 原木 原竹下腳料 指原木 原竹砍伐后的樹皮 樹根 枝丫 灌木條 梢 葉等 2020 1 9 4 生漆 天然樹脂 是漆樹的分泌物 包括從野生漆樹上收集的大木漆和從種植的漆樹上收集的小木漆 天然樹脂 是指木本科植物的分泌物 包括松脂 蟲膠 阿拉伯膠 古巴膠 黃耆樹膠 丹麥膠 天然橡膠等等 5 除上述以外的其他林業(yè)副產(chǎn)品 2020 1 9 十一 其他植物 1 棉花 是指未經(jīng)加工整理的皮棉 棉短絨 籽棉 2 麻 是指未經(jīng)加工整理的生麻 寧麻 3 柳條 席草 藺草 4 其他植物 2020 1 9 十二 上述第一條至第十一條所列農(nóng)產(chǎn)品應包括種子 種苗 樹苗 竹秧 種畜 種禽 種蛋 水產(chǎn)品的苗或種 秧 食用菌的菌種 花籽等等 2020 1 9 糧食作物 定義 以收獲成熟果實為目的 經(jīng)去殼 碾磨等加工程序而成為人類基本食糧的一類作物 主要分為 谷類作物 薯類作物和豆類作物 糧食作物包括小麥 水稻 玉米 燕麥 黑麥 大麥 谷子 高粱和青稞等 但是 其中三種作物 小麥 水稻和玉米 占世界上食物的一半以上 特點與蔬菜和果樹不同的是 糧食作物的種子含水較少 因此 它們比蔬菜或水果耐貯存 2020 1 9 小麥 稻谷 玉米被稱為三大糧食作物1 小麥世界播種面積最大 產(chǎn)量最多和分布最廣的糧食作物 1990年小麥播種面積為23150萬公頃 約占世界糧食總播種面積的1 3 小麥產(chǎn)量59510萬噸 約占世界糧食總產(chǎn)量的31 2 水稻世界最重要的糧食作物之一 1990年播種面積14580萬公頃 約占世界糧食總播種面積的20 以上 年產(chǎn)量51850萬噸 約占世界糧食總產(chǎn)量的27 3 玉米人們的食糧又是飼料作物 被視為 雜糧 或 粗糧 1990年播種面積12910萬公頃 占世界糧食總播種面積的18 5 僅次于小麥和水稻 居第三位 2020 1 9 有機農(nóng)業(yè)的基本知識 概念 有機農(nóng)業(yè)是在作物種植 畜禽養(yǎng)殖與農(nóng)產(chǎn)品加工過程中 不施用人工合成的農(nóng)藥 化肥 生長調節(jié)劑 飼料添加劑等化學物質 及基因工程生物及產(chǎn)物 而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學原理 協(xié)調種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的平衡 采取一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術 維持持續(xù)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式 2020 1 9 有機農(nóng)業(yè)的原則是生產(chǎn)足夠量的 營養(yǎng)品質高的食品 以建設性的 有助于改善生命質量的方式與自然系統(tǒng)及其循環(huán)協(xié)調共生 考慮有機種植和加工過程廣泛的社會和生態(tài)影響 在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內 鼓勵和改善包括微生物 土壤生物 植物 動物在內的生物循環(huán) 開發(fā)有價值的 可持續(xù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng) 長期保持并提高土壤肥力 維持生產(chǎn)系統(tǒng)及其周圍環(huán)境的基因多樣性 包括保護植物和野生棲息地 促進對水體 水資源及水體中生命的健康 適度利用 在當?shù)亟M織的生產(chǎn)系統(tǒng)內盡可能利用可再生資源 創(chuàng)造作物生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖之間融洽的平衡 給牲畜提供所有必須的生活條件 使其能夠按照本來的行為方式生活 盡量減少各種形式的污染 利用可再生資源加工有機產(chǎn)品 生產(chǎn)完全可以生物降解的有機產(chǎn)品 生產(chǎn)持久的 高質量的紡織產(chǎn)品 允許有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工的所有從事者享有基本的生活條件 包括滿足基本需求 獲得足夠收入 對工作環(huán)境滿意等 向社會公正 生態(tài)負責的全生產(chǎn) 加工和分配鏈努力 2020 1 9 有機農(nóng)業(yè)完全禁止或限制使用化學合成物質 禁止使用轉基因 胚胎移植和輻射技術 強調生產(chǎn)操作對生態(tài)環(huán)境無不良影響 強調通過第三方認證 產(chǎn)品需符合政府對產(chǎn)品的質量要求 2020 1 9 有機農(nóng)業(yè)的基本原理 有機農(nóng)業(yè)以生物學 生態(tài)學為理論指導 以實現(xiàn)環(huán)境 經(jīng)濟 社會三大效益完美結合為目標 其基本原理可概括為以下8個方面 A 建立相對封閉的作物營養(yǎng)循環(huán)體系B 培育充滿生物活力的土壤C 保護自然資源D 作物病蟲害的生態(tài)防治和健康栽培E 根據(jù)土地面積適量飼養(yǎng)畜禽F 按照家畜自然習性進行飼料管理G 生產(chǎn)高品質的食品H 禁止使用基因工程品種及其產(chǎn)品 2020 1 9 無公害農(nóng)產(chǎn)品 綠色食品 有機食品 無公害農(nóng)產(chǎn)品 綠色食品 有機食品 是農(nóng)業(yè)部組織實施的我國農(nóng)產(chǎn)品質量安全認證的基本類型 三者都屬于安全農(nóng)產(chǎn)品的范疇 2020 1 9 有機農(nóng)產(chǎn)品 根據(jù)有機農(nóng)業(yè)原則和有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式及標準生產(chǎn) 加工出來的 并通過有機食品認證機構認證的農(nóng)產(chǎn)品 有機農(nóng)業(yè)的原則是 在農(nóng)業(yè)能量的封閉循環(huán)狀態(tài)下生產(chǎn) 全部過程都利用農(nóng)業(yè)資源 而不是利用農(nóng)業(yè)以外的能源 化肥 農(nóng)藥 生產(chǎn)調節(jié)劑和添加劑等 影響和改變農(nóng)業(yè)的能量循環(huán) 有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是利用動物 植物 微生物和土壤4種生產(chǎn)因素的有效循環(huán) 不打破生物循環(huán)鏈的生產(chǎn)方式 有機農(nóng)產(chǎn)品是純天然 無污染 安全營養(yǎng)的食品 也可稱為 生態(tài)食品 包括糧食 蔬菜 水果 奶制品 禽畜產(chǎn)品 蜂蜜 水產(chǎn)品 調料等 2020 1 9 綠色農(nóng)產(chǎn)品 遵循可持續(xù)發(fā)展原則 按照特定生產(chǎn)方式生產(chǎn) 經(jīng)專門機構認定 許可使用綠色食品標志的無污染的農(nóng)產(chǎn)品 可持續(xù)發(fā)展原則的要求是 生產(chǎn)的投入量和產(chǎn)出量保持平衡 即要滿足當代人的需要 又要滿足后代人同等發(fā)展的需要 綠色農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)方式上對農(nóng)業(yè)以外的能源采取適當?shù)南拗?以更多地發(fā)揮生態(tài)功能的作用 2020 1 9 我國的綠色食品分為A級和AA級兩種 其中A級綠色食品生產(chǎn)中允許限量使用化學合成生產(chǎn)資料 AA級綠色食品則較為嚴格地要求在生產(chǎn)過程中不使用化學合成的肥料 農(nóng)藥 獸藥 飼料添加劑 食品添加劑和其他有害于環(huán)境和健康的物質 按照農(nóng)業(yè)部發(fā)布的行業(yè)標準 AA級綠色食品等同于有機食品 2020 1 9 無公害農(nóng)產(chǎn)品 是指產(chǎn)地環(huán)境 生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質量符合國家有關標準和規(guī)范的要求 經(jīng)認證合格獲得認證證書并允許使用無公害農(nóng)產(chǎn)品標志的未經(jīng)加工或者初加工的食用農(nóng)產(chǎn)品 2020 1 9 三者關系 從水平定位 產(chǎn)品結構 技術制度 認證方式和發(fā)展機制來看 三者各有特點 無公害農(nóng)產(chǎn)品 產(chǎn)品質量達到我國普通農(nóng)產(chǎn)品和食品標準的要求 保障基本安全 滿足大眾消費 產(chǎn)品以初級食用農(nóng)產(chǎn)品為主 推行 標準化生產(chǎn) 投入品監(jiān)管 關鍵點控制 安全性保障 的技術制度 采取產(chǎn)地認定與產(chǎn)品認證相結合的方式 認證屬于公益性事業(yè) 不收取費用 實行政府推動的發(fā)展機制 2020 1 9 綠色食品 產(chǎn)品質量安全標準 整體上達到發(fā)達國家先進水平 市場定位于國內大中城市和國際市場 滿足更高層次的消費 產(chǎn)品以初級農(nóng)產(chǎn)品為基礎 加工農(nóng)產(chǎn)品為主體 推行 兩端監(jiān)測 過程控制 質量認證 標志管理 的技術制度 采取質量認證與證明商標管理相結合的方式 以保護農(nóng)業(yè)環(huán)境 增進消費者健康為基本理念 不以營利為目的 收取一定費用保障事業(yè)發(fā)展 采取政府推動與市場拉動相結合的發(fā)展機制 2020 1 9 有機食品 按照有機農(nóng)業(yè)方式生產(chǎn) 對產(chǎn)品質量安全不作特殊要求 滿足特定消費 主要服務于出口貿易 產(chǎn)品以初級和初加工農(nóng)產(chǎn)品為主 強調常規(guī)農(nóng)業(yè)向有機農(nóng)業(yè)轉換 推行基本不使用化學投入品的技術制度保護生態(tài)環(huán)境和生物多樣性 維護人與自然的和諧關系 注重生產(chǎn)過程監(jiān)控 一般不做環(huán)境監(jiān)測和產(chǎn)品檢測 一年一認證 按照國際慣例 采取市場化動作 2020 1 9 陽光 淀粉 纖維質 蛋白 油脂 葡萄糖 燃料酒精 木質素 半纖維素 纖維素 酸交換法 木糖 水合成裂解 生物質油 生物柴油 農(nóng)產(chǎn)品應用簡圖 2020 1 9 部分農(nóng)作物秸稈的化學成分 注 竹材是梢部 中部與根部的平均值 帶 號的是綜纖維素含量 2020 1 9 灰分含量 灰分是指植物纖維高溫灼燒后的無機剩余物 灰分的主要成分是二氧化硅 木材的灰分組成很少能超過1 的 而農(nóng)作物的灰分普遍高于竹材和木材 一般多在2 以上 有的甚至高達14 以上 灰分總的SiO2含量多的在65 以上 如麥秸 稻秸 2020 1 9 溶液抽提物含量 一般冷水抽提物中包含有單寧 色素 生物堿 主要為它的鹽類 可溶性礦物成分及某些糖類 熱誰抽提物種除上述成分外 還包含有淀粉和果膠質 植物原料溶液抽提物含量少的不到1 多者可達40 以上 隨生長地區(qū)不同而有差異 秸稈原料的熱水抽提物顯著高于木材和竹材 2020 1 9 苯能很好溶解油脂 蠟 樹脂和香精油 抽提性能很強 乙醇的滲透性很好 能很好地溶解樹脂及部分香精油 單寧及色素 針葉材的有機溶劑抽出物主要是樹脂酸 菇類化合物 脂肪酸及不皂化物等 闊葉材的抽出物成分主要是游離基酯化的脂肪酸 不含或只含少量的樹脂酸 農(nóng)作物剩余物秸稈原料的苯醇抽出物除含脂肪與蠟外 還含有可溶性的單寧 色素等 稻秸 麥秸 玉米稈 高粱稈 竹子等比較明顯 表面能看到光滑的表皮組織 此表皮組織實質就是脂肪化合物 多為高級脂肪酸和高級脂肪醇生成的酯類 即蠟狀物 2020 1 9 1 NaOH抽提物除含有更多量熱水抽屜物中的各種成分外 還有蛋白質 氨基酸 部分半纖維素和木素 以及少量油脂 蠟和香精油等 一般農(nóng)作物剩余物中的1 NaOH抽提物都比竹材和木材大 前者一般都在25 以上 甚至不少都超過40 以上 竹材一般在22 63 31 62 而木材一般在10 29 2020 1 9 聚戊糖 木素及纖維素的含量 聚戊糖是一種半纖維素 由木