食品化学章复习

1、食品化学总复习第2章 水分第3章 碳水化合物第 4章 蛋白质第5章 脂类第2章 水分 教学内容重点难点一、 水的功能二、 水和冰的结构和性质 三、 食品中水的存在形式四、 水分活度五、 吸湿等温线六、 水分活度与食品的稳定性一、水的功能1 水在食品工艺学方面的功能a 从食品理化性质上讲，水在食品中起着溶解、分散蛋白质、淀粉等说溶性成分的作用，使它们形成溶液或凝胶。b 从食品质地方面讲，水对食品的鲜度、硬度、流动性、呈味、耐贮性和加工适应性都具有重要的影响。c 从食品安全性讲，水是微生物繁殖的必需条件。d 从食品工艺的角度讲，水起着膨润、浸透、均匀化等功能。2 水在食品生物学方面的功能a 水是体

2、内化学作用的介质，亦是化学反应的反应物和产物，是组织或细胞所需养分和代谢物质以及排泄物质转运的载体。b 水的比热大，是体温良好的稳定剂。c 水是构成机体的重要成分。d 水可对体内的机械摩擦产生润滑，减少损伤。二、水和冰的结构和性质水的熔点、沸点比较高。介电常数、表面张力、热容和相变热等物理常数也较高。 水的密度较低，水结冰时体积增加，表现出膨胀特性，这会导致食品冻结时组织结构的破坏。冷冻时，在具细胞结构的食品和食品凝胶中冰的形成会产生两个有害结果：（1）非水组分的浓度将比冷冻前变大；（2）水结冰后其体积比结冰前增加9%。一般的食物在冻结后解冻往往有大量的汁液流出，其主要原因是冻结后冰的体积比相

3、同质量的水的体积增大，因而破坏了组织结构。冰的导热系数在 0时近似为同温度下水的导热系数的4 倍，冰的热扩散系数约为水的9倍，说明在同一环境中，冰比水能更快的改变自身的温度。导致了在相同温度下组织材料冻结的速度比解冻的速度快很多。水分子结构中的H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性，这种极性使分子之间产生引力。由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体，因此可以在三维空间形成多重氢键。冰是水分子靠氢键连接有序排列形成的晶体。具有低密度的刚性结构。三、食品中水的存在形式1、食品中水与非水组分之间的相互作用水与离子基团之间的相互作用离子电荷与水分子的偶极子之间的相互作用，是食品中结合最紧密的

4、水。H2O-Na+ 83.68kJ/moL H2O-H2O 20.9kJ/moL水与氢键型基团的作用水与非极性基团的作用2、水的存在形式水与食品中的其他成分发生化学或物理作用，改变了水的性质。按照食品中的水与其他成分之间相互作用强弱可将食品中的水分成结合水、毛细管水和自由水。结合水：又称为束缚水，是指存在于食品中的与非水成分通过氢键结合的水，是食品中与非水成分结合的最牢固的水。自由水：是指食品中与非水成分有较弱作用或基本没有作用的水。毛细管水：指食品中由于天然形成的毛细管而保留的水分，是存在于生物体细胞间隙的水。毛细管的直径越小，持水能力越强，当毛细管直径小于0.1m 时，毛细管水实际上已经成

5、为结合水，而当毛细管直径大于0.1m 则为自由水，大部分毛细管水为自由水。结合水与自由水的区别：结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比较固定的比例关系。：结合水的蒸气压比自由水低得多。：结合水不易结冰（冰点约-40）。：结合水不能作为溶质的溶剂。 ：由水能为微生物所利用，结合水则不能。 食品中的结合水的产生除毛细管作用外，大多数结合水是由于食品中的水分与食品中的蛋白质、淀粉、果胶等物质的羧基、羰基、氨基、亚氨基、羟基、巯基等亲水性基团或水中的无机离子的键合或偶极作用产生的。根据与食品中非水组分之间的作用力的强弱可将结合水分成单分子层水和多分子层水。单分子层水：指与食品中非水成分的强极

6、性基团如：羧基-、氨基+、羟基等直接以氢键结合的第一个水分子层。在食品中的水分中它与非水成分之间的结合能力最强，很难蒸发，与纯水相比其蒸发焓大为增加，它不能被微生物所利用。一般说来，食品干燥后安全贮藏的水分含量要求即为该食品的单分子层水。若得到干燥后食品的水分含量就可以计算食品的单分子层水含量。四、水分活度1 水分活度的定义水分活度在物理化学上是指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，可以用公式aw=P/P0,也可以用相对平衡湿度表示aw=ERH/100。相同水分含量的食品有可能有不同的水分活度，这与食品的物质组成成分有关。食品中含有亲水基团越多的物质，结合水含量会增大，水分活度会较

7、小。因此在相同低水分含量时，含不同物质的水分活度为脂肪>蛋白>碳水化合物。2 水分活度与温度的关系由于蒸汽压和平衡相对湿度都是温度的函数，所以水分活度也是温度的函数。水分活度与温度的函数可用克劳修斯-克拉伯龙方程来表示。水分含量小时，温度所引起的水分活度变化较小，相反水分含量大时，温度所引起的水分活度变化就大。但是当食品的温度低于 0时，直线发生转折，说明其一是在冰点以上温度时，试样成分对 Aw影响较大；其二是在冰点下Aw的变化仅与温度有较大关系。五、等温吸湿线1 等温吸湿线：是指在恒定温度下表示食品水分活度与含水量关系的曲线。在等温吸湿线中低水分含量范围内含水量稍增加就会导致水分

8、活度的大幅度增加，把低水分含量区域内的曲线放大，呈一反S 形曲线。根据水分活度与含水量的关系可将此曲线分成三个区域。区：aw=00.25，水分含量为00.07g/g 干物质，这部分水是食品中与非水物质结合最为紧密的水，吸湿时最先吸入，干燥时最后排除，不能使干物质膨润，更不能起到溶解的作用。区最高水分活度对应的含水量就是食物的单分子层水。区：aw=0.250.80，水分含量为0.070.32g/g 干物质，该部分水占据固形物表面第一层的剩余位置和亲水基团周围的另外几层位置，他们将起到膨润和部分溶解的作用，会加速化学反应的速度。 区：aw=0.800.99，水分含量大于0.40g/g 干物质，起到

9、溶解和稀释作用，冻结时可以结冰。一般说来，大多数食品的等温吸湿线都成S 形，而含有大量糖及可溶性小分子但不富含高聚物的水果、糖果以及咖啡提取物的等温吸湿线呈J 形。“滞后”现象：一种食物一般有两条等温吸湿线，一条是是食品在吸湿时的等温吸湿线，另一条是食品在干燥时的等温吸湿线，往往这两条曲线是不重合的，把这种现象称为。在一定Aw时，食品的解吸过程一般比回吸过程时含水量更高。原因是干燥时食品中水分子与非水物质的基团之间的作用部分地被非水物质的基团之间的相互作用所代替，而吸湿时不能完全恢复这种代替作用。食品的等温吸湿线与温度有关，由于水分活度随温度的升高而增大，所以同一食品在不同温度下具有不同的等温

10、吸湿线。因此吸湿等温线受两个因素影响：（1）温度，（2）吸湿还是解吸做出来的。六、水分活度与食品的稳定性食物在未冻结时，食物的稳定性与食物的水分活度有着密切的关系。总的趋势是，水分活度越小的食物越稳定，较少出现腐败变质现象。具体来说从以下几个方面进行阐述：a 从微生物活动与食物水分活度的关系来看：各类微生物生长都需要一定的水分活度，换句话说，只有食物的水分活度大于某一临界值时，特定的微生物才能生长。一般说来，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。b 从酶促反应与食物水分活度的关系来看：水分活度对酶促反应的影响是两个方面的综合，一

11、方面影响酶促反应的底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85 时，活性大幅度降低，如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。但也有一些酶例外，如酯酶在水分活度为0.3 甚至0.1 时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。c 从水分活度与非酶反应的关系来看：脂质氧化作用：在水分活度较低时则会加速脂肪的氧化酸败，当水分活度0.3-0.4时脂肪氧化速度最低，大于0.4 水分活度的增加增大了食物中氧气的溶解。加速了氧化，而当水分活度大于0.8 反应物被稀释，氧化作用降低。Maillard 反应：水分活度太低时，会由于底物浓缩效应加速褐变速率，大于0.7 时底物被稀释褐变

12、作用降低。水解反应：水分是水解反应的反应物，所以随着水分活度的增大，水解反应的速度不断增大。理解水分活度与食品安全性的关系图第3章 碳水化合物教学内容重点难点一、概述二、单糖、双糖在食品应用方面的物理性质糖在食品加工过程中的变化：单糖和双糖物理性质对食品的影响、非酶褐变、淀粉的糊化与老化、果胶性质三、单糖、双糖在食品应用方面的化学性质美拉德反应的过程四、多糖在食品应用方面的性质淀粉的糊化与老化机理一、概述1 碳水化合物的定义与来源碳水化合物是多羟基的醛类和多羟基酮类化合物及其缩合物和某些衍生物的总称。碳水化合物广泛存在于各种生物有机体内，是绿色植物经过光合作用形成的产物，一般占植物体干重的80

13、%左右。动物没有能力制造碳水化合物，因此人类膳食的能源物质碳水化合物主要是由植物性食品提供的，如淀粉。2 碳水化合物的分类根据其水解程度分类单糖：指凡不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等；寡糖：凡能被水解成为少数（2-6 个）单糖分子的糖类物质，如蔗糖、乳糖、麦芽糖等；多糖：凡能水解为多个单糖分子的糖类物质，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等。根据多糖的组成分类均多糖：指只有一种单糖组成的多糖，如淀粉，纤维素等杂多糖：指由两种或两种以上的单糖组成的多糖，如香菇多糖等。根据是否含有非糖基团纯粹多糖：不含有非糖基团的多糖，也就是一般意义上的多糖；复合多糖：含有非糖基团的多糖，如糖蛋白、糖

14、脂等根据多糖的生物学功能来分类构成多糖：组成生物体的多糖。功能多糖：在生物体中起信号传导、生物信息识别等功能的多糖。糖工程，多糖时代。3 碳水化合物在食品体系中的功能（1）从食品工艺学的角度看赋予食品香甜味；饼干、面包。增加食品体系的粘稠性；饮料。改善和维持食品体系的质地稳定性；果胨、果汁。改善食品体系的香味和色泽。（2）从食品生物化学的角度讲作为人类活动的能源物质；构成机体或食品体系；转化形成生命必需物质，蛋白质和脂类。二、单糖、双糖在食品应用方面的物理性质1 吸湿性和保湿性吸湿性：糖在空气湿度较高的情况下吸收水分的情况。保湿性：指糖在较高空气湿度下吸收水分在较低空气湿度下散失水分的性质。对

15、于单糖和双糖的吸湿性为：果糖、转化糖>葡萄糖，而麦芽糖>蔗糖。对于生产硬糖要求生产材料的吸湿性低，如蔗糖；对于生产软糖的材料要求吸湿性要高，如转化糖和果葡糖浆。1 甜度各种单糖或双糖的相对甜度为：蔗糖1.0，果糖1.5，葡萄糖0.7，半乳糖0.6，麦芽糖0.5，乳糖0.4。2 溶解度常见的几种糖的溶解度如下：果糖78.94%，374.78g/100g 水，蔗糖66.60%，199.4g/100g水，葡萄糖46.71%，87.67g/100g 水。实在室温下葡萄糖的溶解度较低，其渗透压不足以抑制微生物的生长，贮藏性差，工业上一般在较高温度下55（70%），不会结晶，贮藏性好。一般说来

16、糖浓度大于70%就可以抑制微生物的生长。果汁和蜜饯类食品就是利用糖作为保藏剂的。3 结晶性就单糖和双糖的结晶性而言：蔗糖>葡萄糖>果糖和转化糖。淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，自身不能结晶并能防止蔗糖结晶。在生产硬糖是不能完全使用蔗糖，当熬煮到水分含量到3%以下时，蔗糖就结晶，不能得到坚硬、透明的产品。一般在生产硬糖时添加一定量的（30%-40%）的淀粉糖浆。在生产硬糖时添加一定量淀粉糖浆的优点是：（1）不含果糖，不吸湿，糖果易于保存；（2）糖浆中含有糊精，能增加糖果的韧性；（3）糖浆甜味较低，可缓冲蔗糖的甜味，使糖果的甜味适中。4 渗透性相同浓度下，溶质分子的分子质量越小

17、，溶液的摩尔浓度就越大，溶液的渗透压就越大，食品的保存性就越高。对于蔗糖来说：50%可以抑制酵母的生长，65%可以抑制细菌的生长，80%可以抑制霉菌的生长。6 冰点降低当在水中加入糖时会引起溶液的冰点降低。糖的浓度越高高，溶液冰点下降的越大。相同浓度下对冰点降低的程度，葡萄糖>蔗糖>淀粉糖浆。生产糕点类冰冻食品时，混合使用淀粉糖浆和蔗糖，可节约用电（淀粉糖浆和蔗糖的混合物的冰点降低较单独使用蔗糖小），利用低转化度的淀粉糖浆还可以促进冰晶细腻，粘稠度高，甜味适中。7 抗氧化性糖类的抗氧化性实际上是由于糖溶液中氧气的溶解度降低而引起的。8 粘度对于单糖和双糖，在相同浓度下，溶液的粘度有

18、以下顺序：葡萄糖、果糖<蔗糖。<淀粉糖浆，且淀粉糖浆的粘度随转化度的增大而降低。与一般物质溶液的粘度不同，葡萄糖溶液的粘度随温度的升高而增大，但蔗糖溶液的粘度则随温度的增大而降低。根据糖类物质的粘度不同，在产品中选用糖类时就要加以考虑，如清凉型的就要选用蔗糖，果汁、糖浆等则选用淀粉糖浆。返第3章糖 三、单糖、双糖在食品应用方面的化学性质1 水解反应转化糖的形成 C12H22O11H2O辣 C6H12O6C6H12O6蔗糖（左旋） 转化酶 果糖 葡萄糖（右旋）蔗糖在酶或酸的水解作用下形成的产物叫做转化糖。所谓转化是指水解前后溶液的旋光度从左旋转化到右旋。生产用于转化糖生产的酸是盐酸，

19、酶是-葡萄糖苷酶和-果糖苷酶。2 碱作用糖在碱性环境中不稳定，易发生变旋现象（异构化）和分解反应。这个反应受溶液温度、3 酸的作用在室温下稀酸对单糖的稳定性无影响。酸对糖的作用与酸的种类、浓度、反应温度紧密相关。在食品中较常见的反应有：四 非酶褐变： Maillard 反应Maillard 反应又称为羰氨反应，指食品体系中含有氨基的化合物与含有羰基的化合物之间发生反映而使食品颜色加深的反应。羰氨反应的过程复杂，可分为3 个阶段。（1）初始阶段：包括羰基缩合与分子重排，羰氨反应的第一步是含氨基的化合物与含羰基的化合物之间缩合而形成Schiff 并随后环化成为N-葡萄糖基胺，再经Amadori分子

20、重排生成果糖胺。（2）中间阶段：重排后地果糖胺进一步降解的过程。A 果糖胺脱水生成羟甲基糠醛，羟甲基糠醛积累后导致褐变B 果糖胺重排形成还原酮，还原酮不稳定，进一步脱水后与氨类化合物缩合。C 氨基酸与二羰基化合物作用（19）。（3）终止阶段：羟醛缩合与聚合形成褐色素。（20）。 焦糖化作用焦糖化作用是指在没有含氨基化合物情况下将糖类物质加热到起熔点以上温度，是其发焦变黑的现象。在高温作用下糖类形成两类物质，一类是糖的脱水产物，另一类是糖的裂解产物，焦糖化作用有三个阶段：（1）从蔗糖熔融开始，有一段时间的起泡，蔗糖脱去一分子水形成异蔗糖酐，起泡暂时停止，形成的产物无甜味有温和的苦味；（2）继续加

21、热，第二次起泡，持续时间更长，失水量约为9%，形成焦糖酐，平均分子式为C24H36O18，熔点为138，有苦味；（3）焦糖酐进一步脱水生成焦糖烯，继续加热形成难溶性的深色物质焦糖素。焦糖素有一定的等电点，pH3.0-6.9。抗坏血酸褐变抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸，再水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，再形成褐色素。非酶褐变对食品的影响（1）颜色、风味；（2）营养价值：氨基酸、蛋白质和抗坏血酸。非酶褐变的控制（1）降温：温度相差10，褐变反感应的速度相差3-5 倍。酿造酱油温度每升高5，着色度提高35.6%。（2）水分含量：10-15%的含水量最容易发生褐变，奶粉含水量低于3%

22、。（3）pH：羰氨反应中缩合物在酸性条件下易于水解，降低pH 就可以防止褐变。（4）原料选择：对于羰氨反应的速度而言：还原糖>非还原糖；戊碳糖>六碳糖；戊碳糖中核糖>阿拉伯糖>木糖；六碳糖中半乳糖>甘露糖>葡萄糖>果糖；在双糖中乳糖>蔗糖>麦芽糖>海藻糖。在胺类化合物中：胺>氨基酸>多肽>蛋白质，而在氨基酸中，碱性氨基酸>酸性氨基酸，氨基在位或末端的比位的快。亚硫酸盐处理：其加成物能与氨基化合物缩合，但缩合产物不能再进一步生成Schiff碱和N-葡萄糖基胺，因此，可用二氧化硫和亚硫酸盐来抑制羰氨反应褐变。五、多

23、糖1 淀粉淀粉的物理性质淀粉根据其分子形状可分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉是由-1，4 葡萄糖苷键连接的线性葡聚糖，支链淀粉是由-1，4 和-1，6 糖苷键连接的具有分支结构的葡聚糖。直链淀粉在水溶液中并不是线性分子，而在分子内氢键的作用下分子链卷曲成螺旋状，每个螺旋含有6 个葡萄糖残基。在显微镜下，淀粉都是形状和大小不同的透明颗粒，其形状有圆形、卵形（椭圆形）、多角形等三种。不同淀粉的淀粉粒的形状不相同，马铃薯淀粉粒的形状为卵形，玉米淀粉粒的形状为圆形和多角形，稻米淀粉粒的形状为多角形。不同淀粉粒不仅颗粒形状不一样，其大小也不相同，不同淀粉粒平均颗粒大小为：马铃薯淀粉粒65m，小麦淀粉粒2

24、0m，甘薯淀粉粒15m，玉米淀粉粒16m，稻米淀粉粒5m。就同一种淀粉而言，淀粉粒的大小也不均匀，如玉米淀粉粒中最大的为26m，最小的为5m。在常见的淀粉中马铃薯淀粉的颗粒最大，稻米淀粉的颗粒最小。支链淀粉易分散在冰水中，而直链淀粉不易分散在冰水中。天然淀粉粒完全不溶于冷水。在68-80时，直链淀粉在水中溶胀而形成胶体，支链淀粉则仍为颗粒，但是，一旦支链淀粉溶解后冷却则不易析出。淀粉的化学性质与碘反应：直链淀粉与碘反应呈棕蓝色，而支链淀粉与碘反应呈蓝色，糊精与碘的反应随分子质量的减小，溶液呈色依次变化为：蓝色-紫色-橙色-无色。但淀粉、糊精与碘的反应并不是化学反应，是一个物理过程。是由于碘在淀

25、粉分子螺旋中吸附而引起的。在淀粉分子的每一个螺旋中能吸附一分子的碘。对于糊精来说，聚合度为4-6与碘呈无色，聚合度为8-20 与碘呈红色，聚合度为大于40 与碘呈蓝色。支链淀粉一般与碘呈紫色，因为其支链的长度一般为20-30。水解反应：工业上常通过淀粉水解来生产各种化工原料，根据淀粉的水解程度度的不同可得到糊精、淀粉糖浆、果葡糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等，常用的生产方法有酸法和酶法。淀粉的糊化和老化-淀粉：指具有胶束结构的生淀粉；-淀粉：指不具有胶束结构的淀粉，也就是处于糊化状态的淀粉；膨润现象：淀粉颗粒因吸水，体积膨胀数十倍，生淀粉的胶束结构即行消失的现象。（1）糊化：生淀粉在水中加热至胶束结构

26、全部崩溃，淀粉分子形成单分子，并为水所包围而成为溶液状态。由于淀粉分子是链状或分支状，彼此牵扯，结果形成具有粘性的糊状溶液，这种现象称为糊化。淀粉糊化温度必须达到一定程度，不同淀粉的糊化温度不一样，影响淀粉糊化的因素有：A 淀粉的种类和颗粒大小；B 食品中的含水量；C 添加物：高浓度糖降低淀粉的糊化，脂类物质能与淀粉形成复合物降低糊化程度，提高糊化温度，食盐有时会使糊化温度提高，有时会使糊化温度降低；D 酸度：在pH4-7 的范围内酸度对糊化的影响不明显，当pH 大于10.0，降低酸度会加速糊化。（2）老化：经过糊化后的淀粉在室温或低于室温的条件下放置后，溶液变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象

27、称为淀粉的老化。影响淀粉老化的因素有：A 淀粉的种类：直链淀粉比支链淀粉更易于老化；B 食品的含水量：食品中的含水量在30%-60%淀粉易于老化，当水分含量低于10%或者有大量水分存在时淀粉都不易老化；C 温度：在2-4淀粉最易老化，温度大于60或小于-20不易老化；D 酸度：偏酸或偏碱淀粉都不易老化。淀粉老化在早期阶段是由直链淀粉引起的，而在较长的时间内，支链淀粉较长的支链也可以相互发生缔合而发生老化。防止淀粉老化的方法：将糊化后的淀粉在80以上高温迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷冻条件下脱水。化学改性淀粉：（1）预糊化淀粉，糊化后在干燥滚筒上快速干燥；（2）淀粉磷酸酯：淀粉在

28、碱性条件下与磷酸盐在120-125下的酯化反应，可以提高淀粉的增稠性、透明性，改善在冷冻-解冻过程中的稳定性返第3章糖（3）交联淀粉：嗲安分与含有双键或多功能团的试剂反应所生成的衍生物，产用的交联试剂有：三磷酸钠，表氢醇，醋酸等。2 果胶果胶是指-半乳糖醛酸以1，4-苷键形成的聚合物的衍生物。果胶的酯化度=果胶中酯化的半乳糖醛酸的残基数/果胶中总半乳糖醛酸的残基数。在果蔬成熟过程中，果胶由 3 种形态：原果胶：高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸；果胶：中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸；果胶酸：未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。果胶形成凝胶的条件：果胶含量0.3%-0.7%。不同酯化度（DE）的果胶凝胶条件不一样，

29、酯化度小于50 的果胶称为低甲氧基果胶，此时甲氧基的质量比<7%。高甲氧基果胶凝胶要求糖含量60-65%，pH2.0-3.5；低甲氧基果胶形成凝胶不需要糖，但必须有多价离子存在，如钙离子、铝离子等。3纤维素和半纤维素纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起，其结合方式和程度对植物食品的质地产生很大的影响。结构：D-葡萄糖通过b-1，4苷键连接线性聚合物，分子容易按平行并排的方式牢固的缔合，形成单斜棒状结晶。食品特点：性质稳定，在一般食品加工中不易被破坏。人体不能消化，但肠道的一些有益微生物可部分消化。化学特点：在高温、高压和稀硫酸溶液中，或在纤维素酶的作用

30、下，可水解成低聚糖和葡萄糖。半纤维素是含D木聚糖的一类杂聚多糖，存在于陆地植物中木质化部分。膳食纤维包括不溶性的植物细胞壁的组成成分物质如纤维素、木质素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等，还包括一些非淀粉可溶性多糖成分，如糖蛋白、角质、蜡和多酚酯等。食品特点：有很高的持水力，可缓解泌尿系统疾病的症状。对阳离子有结合和交换能力，可提供一个更缓冲的环境以利于消化吸收；能吸附肠道内的胆固醇和胆汁酸之类有机分子及有毒物质，并促进它们排出体外；不易产生饥饿感；调节肠胃功能，预防结肠癌 。具有对心血管疾病、糖尿病有减轻作用。被称为食物中第七营养素第4章 蛋白质教学内容重点难点4.1概述4.2 蛋白质在加工贮

31、藏过程中的变化4.3 蛋白质的食品特性4.4 食品中的常见蛋白质 蛋白质食品功能性质结构效应关系一、概述1. 氨基酸和肽的结构、命名、分类和一般性质20种氨基酸的主要结构特征及；氨基酸有非极性（疏水性）和极性的分类；氨基酸的性质：紫外吸收和荧光， 用于定量测定技术；颜色反应；解离；疏水性2.蛋白质的结构有一至三级结构，维持高级结构的力包括有二硫健330380kJ/mol、静电作用42 40kJ/mol、氢键840kJ/mol、范德华力1 9kJ/mol、疏水作用等，3. 蛋白质的分类根据蛋白质的分子组成，蛋白质可分为两类：简单蛋白质：仅含有氨基酸的蛋白质；结合蛋白质：由氨基酸和非蛋白质成分组成

32、。结合蛋白质中的非蛋白质成分称为辅基。依据溶解特性简单蛋白质的分类种类存在部位溶解特性白蛋白球蛋白动、植物溶于水、稀酸碱盐，饱和硫酸铵中沉淀不溶于水，溶于稀酸碱盐，半饱和硫酸铵中沉淀。谷蛋白醇溶蛋白植物种子不溶于水、乙醇及中性盐，溶于稀酸碱同上，但溶于70%80%乙醇精蛋白生殖细胞溶于水和稀酸，缺色、酪，富精、赖组蛋白动物细胞溶于水和稀酸，富精、酪硬蛋白动物不溶二、蛋白质在加工贮藏过程中的变化1 蛋白质的变性蛋白质变性是指当天然蛋白质受到物理或化学因素的影响时，使蛋白质分子内部的二、三、四级结构发生异常变化，从而导致生物功能丧失或物理化学性质改变的现象。变性对蛋白质功能性质的影响：（1）失去生

33、物活性，如酶、免疫球蛋白等；（2）理化性质改变：不能结晶、溶解度降低、特性粘度增大、旋光值改变等；（3）生物化学性质改变：如营养功能，血蛋白持氧能力。（4）构象发生改变。常见的引起蛋白质变性的因素有：（1）热作用：加热时，稳定蛋白质结构的氢键将被破坏，分子发生伸展使得一些疏水性残基等暴露，可以导致蛋白质分子间的聚集反应。蛋白质的变性速度的温度系数约为600左右，远远大于一般化学反应速度（34）的变化。（2）冷冻：低温处理可以导致某些蛋白质的变性，例如L-苏氨酸胱氨酸酶在室温下稳定，但在0不稳定。11S大豆蛋白质、乳蛋白在冷却或冷冻时可以发生凝集和沉淀。（3）还有：高压、剧烈震荡、辐射、酸、碱、

34、重金属离子、高浓度盐、有机溶剂等。2 加工对蛋白质物理、化学和营养价值的影响（1）热处理：热变性虽然会导致蛋白质生物活性的丧失，但经热变性后的蛋白质更易于消化吸收；热烫或蒸煮可以使对食品保藏不利的酶失活，如脂酶、脂肪氧化酶、多酚氧化酶，从而可以防止食品在贮藏过程中发生变色、风味变差、维生素损失等现象；热变性可使一些具有毒性的蛋白质和抗营养因子失活，如肉毒杆菌毒素在100失活，而金黄色葡萄球菌毒素在100仍然不失活，蛋白酶抑制剂、凝集素等；绝大多数蛋白质加热变性后营养价值得到提高，因为在适宜的加热条件下，蛋白质发生变性以后，原有圆球状的肽链因受热而造成副键断裂，使原来折叠部分的肽链松散，容易受到

35、消化酶的作用，从而提高消化率和必需氨基酸的生物有效性。（2）低温处理：长时间低温会引起蛋白质降解，而且会使蛋白质形成不可逆的变性。从而导致蛋白质持水力丧失。（3）脱水与干燥：干燥时，如湿度过高，时间过长，蛋白质中的结合受到破坏，则引起蛋白质的变性，因而食品的复水性降低，硬度增加，风味变劣。目前最好的干燥方法是冷冻真空干燥，使蛋白质的外层水化膜和颗粒间的水结成冰，然后真空升华去水分而干燥。可使蛋白变性极少，还能保持食品原来的色香味。（4）辐射：强剂量辐射可导致蛋白变性,从而达到杀菌作用.现已作为食品药品保藏的手段.（5）碱处理：蛋白质经过碱处理后，能引起变化的氨基酸有丝氨酸、赖氨酸、胱氨酸和精氨

36、酸等。对蛋白质的营养价值影响很大。三、蛋白质的食品特性1 蛋白质与水的相互作用：蛋白质的水溶性蛋白质与水之间的作用力主要是蛋白质中的肽键（偶极-偶极相互作用或氢键），或氨基酸的侧链（解离的、极性甚至非极性基团）同水分子之间发生了相互作用。根据蛋白质的溶解性对蛋白质分类：（1）清蛋白：可溶于pH6.6 的水中，血清清蛋白，卵清蛋白，-乳清蛋白；（2）球蛋白：能溶于pH7 的稀碱溶液，-乳球蛋白；（3）醇溶蛋白：能溶于70%的乙醇，玉米醇溶蛋白；（4）谷蛋白：在上述溶剂中都不溶解，但可溶于酸（pH2）或碱（pH12）。2 凝胶形成蛋白质形成凝胶的机制和相互作用至今还没有完全研究清楚，但有研究表明蛋

37、白质形成凝胶有两个过程，首先是蛋白质变性而伸展，而后是伸展的蛋白质之间相互作用而积聚形成有序的蛋白质网络结构。不同的蛋白质凝胶条件会有不一样：加热后再冷却，如明胶；加热后形成，如蛋清；加二价离子后形成，如豆腐；部分水解或调整pH，如发酵酸奶、干酪、皮蛋。3 组织化在许多食品体系中，蛋白质是构成食品结构和质地的基础，无论是生物组织（鱼和肉的肌原纤维蛋白），还是配制食品（如面团、香肠、肉糜等）。还可以通过织构化加工植物蛋白使其具有咀嚼性及持水性的纤维状产品。常见的蛋白质组织化的方法：热凝固和形成薄膜，如腐竹；纤维的形成，如人造肉制品；热塑性挤压，如用于制作肉糜制品原料的组织蛋白。4 乳化性质蛋白质

38、在许多乳胶体食品体系中起着重要的作用，如牛奶、冰淇淋、肉馅等。蛋白质对水/油体系的稳定性差，而对油/水体系的稳定性好。5 起泡性质在食品体系中蛋白质起泡的现象非常常见，如蛋糕、棉花糖、蛋奶酥、啤酒泡沫、面包等。蛋白质泡沫其实质蛋白质在一定条件下与水分、空气形成的一种特殊形态的混合物。6 风味及风味结合作用蛋白质的苦味：蛋白质在部分酶解时产生的一些小分子肽的片段是苦味的。醛、酮、醇、酚和氧化脂肪酸可以产生豆腥味、哈味、苦味或涩味，当它们与蛋白结合时，在烧煮和咀嚼后会释出而令人反感。 有些风味物质可利用蛋白质作为风味的载体，在贮藏及加工过程中不发生变化，并在进入口腔时完全不失真的释放出来。四、食品

39、中的常见蛋白质 1 大豆蛋白优势特点：1）产量大 ，2）必需氨基酸平衡极为良好。可与牛肉和牛乳相媲美。3）消化率高，可达95%， 4）配伍功能好，5）对人体具有功能优势， 6）具有经济价值优势。 大豆蛋白的存在部位：整粒（40%），子叶（41.3%），种皮（7.0%），胚（36.9%）大豆蛋白的超离心组成：2（22%），7（37%），11（31%），15（11%）.7S蛋白和11S蛋白占总蛋白的70%左右。大豆蛋白的特性具有溶解性、持水性、持油性、乳化性、发泡性、凝胶性、黏胶性、黏弹性和增稠性等。决定大豆蛋白功能性的物理化学性质有分子的大小、开关、搭配组成和序列、电荷分布、表面疏水性、空间结构

40、、分子的柔性和刚性以及与其他成分作用或反应等。大豆蛋白制品 ：大豆粉，含蛋白52%；浓缩蛋白，含蛋白64%；分离蛋白，含蛋白86%；组织蛋白，含蛋白20%57%。2 乳蛋白。 主要由酪蛋白和乳清蛋白2大类组成。酪蛋白胶粒的组成：（a）或-酪蛋白酸钙单体，具有一个荷电的磷酸盐圈；（b) 或-酪蛋白酸钙形成中心聚合体。（c）-酪蛋白覆盖在中心聚合体表面形成酪蛋白胶粒。在制造乳酪时用凝乳酶催化酪蛋白的部分水解，因而破坏了胶粒的保护胶体，使酪蛋白和钙离子的复合物凝结成块。将牛乳酸化，使pH值达到酪蛋白的等电点（pH4.6）而析出酪蛋白沉淀，也是提取乳中酪蛋白的一种方法。 3 肉类蛋白。禽畜肉蛋白的分类

41、：肌浆蛋白 (20-30%) 水溶蛋白 ；肌原纤维蛋白 （51-53%） 盐溶蛋白；硬蛋白肌原纤维蛋白的组成：主要由肌动蛋白和肌球蛋白组成。肉蛋白质的保水作用肉中的水分一般占鲜肉重的70%80%左右,分三种形式存在,即结合水、准结合水和自由水。结合水约5%;准结合水约85%,存在于肌原纤维和肌质网之间;自由水约10%,存在于细胞间隙及组织间隙,只靠毛细管张力结合于蛋白质分子的最外面。参与肉保水性变化的主要是准结合水和自由水。蛋白质保持水分的前提有两个:（1）肉中有存留水分的空间（2）肉中存在维持水分存留的作用力。静电荷增加,保水性提高。措施：加盐腌制。能使肌原纤维上的负电荷增加、肌原纤维之间的

42、斥力增强、纤维间空隙加大; 同时还打破了维持肌球蛋白、肌动蛋白、线、线之间相互连结的力量。提高肉的保水性；采取各种措施,使肉的p上升到5.8以上,离开等电点，以提高保水性,最常用的方法是在肉中添加碱性的多聚磷酸盐。鱼肉中的蛋白质 鱼类肌肉组织中水分的含量约在70%80%，比畜肉（65%75%）为高，而结缔组织肌质蛋白质较肉蛋白质的含量少，仅占2%8%。鱼肉之所以柔软，其原因就在于此。 4 卵蛋白含蛋白：卵白约10%，卵黄约16%。60左右凝固。80以上时完全凝固。卵黄和卵白均有乳化性，还具有起泡性 。卵白及卵黄加热、加酸或碱等，会失去流动性而凝固。 5 谷物蛋白按其溶解性可分为4大类：清蛋白、

43、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白。麦谷蛋白的分子量大，而且分子中含有大量的双硫键（链内与链间） ，麦谷蛋白决定面团的弹性、抗张强度、粘合性以及强度。麦醇溶蛋白的分子量小，只有链内的双硫键。麦醇溶蛋白决定面团的流动性、伸展性和膨胀性。小麦胚乳中的面筋蛋白质在当有水分存在时在室温下混合和揉搓能够形成强内聚力和粘弹性糊状物的过程。水合的面粉在混合揉搓时，面筋蛋白质开始取向，排列成行或部分伸展，这样将增强蛋白质的疏水相互作用并通过二硫交换反应形成二硫键。最初的面筋颗粒形成薄膜，形成三维空间上具有粘弹性的蛋白质网络。第5章 油脂教学内容重点难点5.1概述5.2脂肪的结构和组成5.3油脂的物理性质5.4油脂在贮

44、藏加工过程中的劣变油脂自动氧化5.5油脂的热变化5.6 油脂的质量评价5.7油脂的精炼和加工一、概述脂类指存在于生物体中或食品中微溶于水，能溶于有机溶剂的一类化合物的总称。1 油脂的分类按物理状态分：脂肪（常温下为固态）和油（常温下为液态）；按化学结构分：简单脂：酰基脂，蜡；复合脂：鞘脂类（鞘氨酸、脂肪酸、磷酸盐、胆碱组成），脑苷脂类（鞘氨酸、脂肪酸、糖类组成），神经节苷脂类（鞘氨酸、脂肪酸、复合的碳水化合物）；衍生脂：类胡箩卜素、类固醇、脂溶性纤维素等。来源分：乳脂类、植物脂、动物脂、海产品动物油、微生物油脂。按不饱和程度分：干性油：碘值大于130，如桐油、亚麻籽油、红花油等；半干性油：碘值

45、介于100-130，如棉籽油、大豆油等；不干性油：碘值小于100，如花生油、菜子油、蓖麻油等。按构成的脂肪酸分：单纯酰基油，混合酰基油。2 油脂的功能（1）生命功能：构成机体，调节生命过程；（2）营养功能：提供必需脂肪酸和热能，运输脂溶性维生素；（3）风味功能。二、脂肪的结构和组成常见脂肪酸命名系统名称俗名系统名称俗名及数字法名十二碳酸月桂酸顺9-十六碳烯酸棕榈油酸16:1 9c十四碳酸肉豆寇酸顺9-十八碳烯酸油酸18:1 9c十六碳酸棕榈酸顺9，顺12-十八碳二烯酸亚油酸18:2 9c12c十八碳酸硬脂酸顺9，顺12，顺15-十八碳三烯酸a-亚麻酸 18:3 9c12c15c 二十碳酸花生酸

46、二十烷酸20:0天然饱和脂肪酸具有的特点1）绝大多数是直链的偶数碳，奇数的极个别，含量也极少。2）自丁酸开始到三十八碳止，其中C4-24存在于油脂中，> C24 存在于蜡中。3）油脂中最常见的饱和酸为十六酸和十八酸，其次为十二酸、十四酸、二十酸。其中碳链<12的存在牛乳脂肪与很少的植物种子油中。天然的不饱和脂肪酸具有的特点：1）含有一个或多个烯丙基-(-CH=CH-CH2)n-结构；2）基本上为顺-式异构体，极个别为反-式异构体；3）主要为w-3、w-6、w-9酸；4）天然多烯酸的双键都是被亚甲基隔开的。必需脂肪酸L：亚油酸，Ln：亚麻酸，An：花生四烯酸，EPA：二十碳五烯酸，D

47、HA：二十二碳六烯酸三、油脂的物理性质1 油脂的热性质（1）熔点：对一般的化合物而言，熔点=凝固点。但对具有粘滞性的和同质多晶现象的物质，凝固点小于熔点。油脂的凝固点比其熔点低1-5。油脂中熔点甘油三酯<甘油二酯<甘油一酯。对于油脂来说，组成脂肪酸的饱和程度越高，熔点越高。天然油脂的熔点一般为一范围，因为油脂一般为混合物，并有同质多晶现象。（2）沸点和蒸汽压：油脂和脂肪酸的沸点有以下顺序：甘油三酯>甘油二酯>甘油一酯>脂肪酸>脂肪酸的低级醇酯。他们的蒸汽压则按相反的顺序变化。（3）烟点，闪点，着火点：烟点，闪点，着火点是油脂在接触空气时加热时的稳定性指标。烟

48、点：在不通风的情况下加热油脂观察到油脂发烟时的温度，一般为240。闪点：油脂在加热时油脂的挥发物能被点燃但不能维持燃烧的温度，一般为340。着火点：油脂在加热时油脂的挥发物能被点燃且能持续燃烧的时间不少于5 秒的温度，一般为370。2 油脂的晶体特性油脂的晶型：同质多晶现象：同一种物质具有不同固体形态的现象。固态油脂属于同质多晶现象。天然油脂一般都存在3-4 种晶型，型：熔点最低，密度最小，不稳定，为六方堆切型；和型熔点高，密度大，稳定性好，型为正交排列，型为三斜型排列。3 油脂的油性和粘性油性是指液态油脂能形成润滑薄膜的能力。人的口舌对食品颗粒形状的感受程度有一定的阈值，当颗粒直径大于5 微

49、米时，口感粗糙，但颗粒本身的形状和软硬程度对口感也有一定的影响作用。在食品加工中油脂可以均匀地分布在食品得表面形成一层薄膜，使人口感愉快。液态油有一定的粘性，这是由酰基甘油分子侧链之间的引力引起的。蓖麻油之所以粘性较其他油高，是因为含有蓖麻酸醇。4 塑性在室温下表现为固态的油脂并非严格的固体，而是固-液混合体脂肪中固液两相的比例可用膨胀计来测量，常用固体脂肪指数来表示。测定若干温度时25 克油脂固态和液态时体积的差异，除以25 即为固体脂肪指数。美国油脂化学协会规定的测定温度为10、21.1、26.7和33.3；国际理论与应用化学联合会规定为10、15、20和25。油脂的塑性是指在一定压力下表

50、观固体脂肪具有的抗应变能力。5 油脂的风味 纯油脂是无色无味的。油脂的风味和色泽是溶于油脂中的风味物质和色素造成的。 四、油脂在贮藏加工过程中的劣变1、劣变的种类水解型酸败：油脂在一些酶/微生物的作用下水解形成一些具有异味的酸，如丁酸、己酸、庚酸等，造成油脂产生汗臭味和苦涩味；常发生在含低级饱和脂肪酸较多的油脂中。如奶油、人造奶油、酥油等。酮型酸败：指脂肪水解产生的游离饱和脂肪酸在一系列酶的作用下氧化，最后形成酮酸和甲基酮所致。如污染灰绿青霉、曲霉等；氧化型酸败：油脂氧化形成的一些低级脂肪酸、醛、酮所致。热劣变2、油脂自动氧化自动氧化是一种自由基链式反应。（1）自动氧化的过程诱导期：油脂分子在

51、光、热、金属、酶的作用下产生自由基，如RH + Mx+R·+H+M(x-1)+；发展R·+3O2ROO·，ROO·+RHROOH+R·；跃变期：ROOH RO· + ·OH 终止期：ROO·+ROO·ROOR+O2，ROO·+R·ROOR，R·+R·R-R。氢过氧化物的分解和油脂的酸败：氢过氧化物极不稳定，当食品体系中此类化合物的浓度达到一定水平后就开始分解，主要发生在氢过氧基两端的单键上，形成烷氧基自由基再通过不同的途径形成烃、醇、醛、酸等化合物，这些化合物具有异

52、味，产生所谓的油哈味。根据油脂发生酸败的原因不同可将油脂酸败分为：光和酶在油脂自动氧化的作用过程光氧化：光氧化是不饱和脂肪酸与单线态氧直接发生氧化反应。单线态氧：指不含未成对电子的氧，有一个未成对电子的称为双线态，有两个未成对电子的成为三线态。所以基态氧为三线态。食品体系中的三线态氧是在食品体系中的光敏剂在吸收光能后形成激发态光敏素，激发态光敏素与基态氧发生作用，能量转移使基态氧转变为单线态氧。单线态氧具有极强的亲电性，能以极快的速度与脂类分子中具有高电子密度的部位（双键）发生结合，从而引发常规的自由基链式反应，进一步形成氢过氧化物。光敏素（基态）+h光敏素*（激发态）光敏素*（激发态）+3O2光敏素（基态）+1O2不饱和脂肪酸+1O2氢过氧化物酶促氧化：自然界中存在的脂肪氧合酶可以使氧气与油脂发生反应而生成氢过氧化物，植物体中的脂氧合酶具有高度的基团专一性，他只能作用于1，4-顺，顺-戊二烯基位置，且此基团应处于脂肪酸的-8 位。在脂氧合酶的作用下脂肪酸的-8 先失去质子形成自由基，而后进一步被氧化。大豆制品的腥味就是不饱和脂肪酸氧化形成六硫醛醇。3、影响油脂氧化的因素（1）油脂的脂肪酸组成：不饱和脂肪酸的氧化速度比饱和脂肪酸快，