贵州大学-高级食品化学答案

1、高级微生物答案一、水1 水分活度，玻璃态水的概念等，以及其应用意义与控制。水分活度与食品的安全与保藏有什么联系？水分活度与食品的关系？答：水分活度：食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水蒸汽压的比值。前提：溶液为理想溶液和存在热力学平衡Aw=p/p0=RVP（相对蒸汽压）MSI（吸湿等温线）：在恒定温度下，食品中水分含量（单位干物质中水的质量）与它的水分活度之间的关系曲线。Aw与温度：一定样品的Aw的对数在不太宽的温度范围内随绝对温度升高而成正比例升高。Aw与食品稳定性：（1）.Aw会影响微生物：影响食品稳定性的微生物主要是细菌、酵母菌和霉菌。细菌形成芽孢时比繁殖生长时Aw要求要高；微生物产生毒素时

2、所需的最低Aw比生长繁殖时要高。（2）.Aw与酶促反应：影响酶促反应的底物的可移动性；影响酶的构象。当Aw小于0.85时，引起食品腐败变质的大多数酶类（淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶）活性大幅度降低。（3）. Aw与非酶反应：例如： 美拉德反应：Aw0.7 底物被稀释 脂质氧化作用：Aw较低时，不容易产生氧自由基； Aw0.4 ，增加了食品中氧气溶解度，加速了氧化； Aw0.8，反应物被稀释，氧化作用降低。综上所述，降低食品的Aw，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少食品营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。但Aw过低，则会加速脂肪的氧化酸败，还能引起非酶褐变，要使食品具有最高的稳定性，最好

3、将Aw保持在结合水范围内，这样既可以使化学变化难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。玻璃态（glass state）:外观似固体，结构似液体，看作是具有较大粘度的“过冷液体”，是物质的一种非平衡、非结晶状态。玻璃化温度（Tg）：玻璃化转变是非晶态聚合物从玻璃态到橡胶态或者橡胶态到玻璃态的转变，其特征温度称为玻璃化转变温度。玻璃化温度与食品：食品状态为玻璃态或者食品在低于玻璃化温度贮藏时，体系相对稳定。分子运动减小，受扩散控制的松弛过程将极大地收到抑制，可以使食品在较长时间内保持稳定，减缓品质变化。Tg已成为食品品质的一个重要指标。 例：在玻璃态下，冰淇淋具有很高的粘度，重结晶和品质恶化

4、反应都很小，其稳定性也比较好。影响食品Tg的因素：a.几种常见糖的玻璃化温度由高到低：乳糖麦芽糖蔗糖葡萄糖；b.小分子物质形成玻璃态非常困难，反而大分子物质很容易。水分对Tg的影响:水的Tg极低，因此水分会导致无定型基质的玻璃化温度下降。水的相对分子质量小，活动比较容易，方便提供分子链活动所需空间，使体系的Tg减小；水是极性分子，当非水组分在水中溶解后，水可同这些成分的极性基团相互作用，减少其本身分子内外氢键的作用，使其刚性降低而柔性增强，使体系的Tg减小。可以做参考：【水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越

5、高。那么水分活度和食品的关系什么呢、首先，（1）水分活度与微生物的生长繁殖的关系：不同的微生物在食品中生长繁殖时，对水分活度的要求不同。一般来说，细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌的敏感性最差。水分活度(而不是水分含量)决定微生物生长所需要水的下限值。大多数细菌在水分活度0.91以下停止生长，大多数霉菌在水分活度0.8以下停止生长。尽管有一些适合在干燥条件下生长的真菌可在水分活度为0.65左右生长，但一般把水分活度0.700.75作为微生物生长的下限。（2）水分活度与生化反应的关系：在中等至高水分活度（AW=0.70.9）时，美拉德褐变反应、维生素B1降解反应以及微生物生长显示最大反应速

6、度。但在有的情况下，中等至高含水量食品，随着水分活度增大，反应速率反而降低。（3）水活度与食品质构的关系：水分活度对干燥和半干燥食品的质构有较大影响。要保持干燥食品的理想性质，水分活度不能超过0.30.5。降低食品的aw，可以延缓褐变，减少食品营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解，但aw过低，则会加速脂肪的氧化酸败，又能引起非酶褐变。要使食品具有最高的稳定性所必需的水分含量，最好将aw保持在结合水范围内。这样，使化学变化难于发生，同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。在食品的化学反应，其最大反应速度一般发生在具有中等水分含量的食品中（0.70.9aw），这是人们不期望的。而最小反应速度一般首先出

7、现在aw 0.20.3，当进一步降低aw时，除了氧化反应外，其他反应速度全都保持在最小值。这时的水分含量是单层水分含量。因此用食品的单分子层水的值可以准确地预测干燥产品最大稳定性时的含水量，这具有很大的实用意义。其次，水分活度与食品安全有着千丝万缕的联系：a：水分活度值对食品其他物理特性的影响也被食品生产企业所重视，例子：如罐头生产企业为了保存蔬菜瓜果所特有的口感、色泽及味道，将其水活性值控制在一定范围内，既延长了保质期，又保留了食品应有的新鲜度和风味。b：水分活度还是延长食品储藏期的主要考虑因素之一，尤其是对于面包制品、糖果、奶酪、咖啡、乳制品、果品烘干、面粉、谷物、肉食、干果、食用油、大米

8、、香肠、速溶食品、调味品、香料和茶叶等食品的储藏有显著影响。例如山东某脱水蔬菜生产企业在与德国进口商洽谈一笔产品出口业务时因只能提供产品的水份含量值而致使该笔业务流产，外商的理由是水份含量不能成为判定其产品保质期的有效参数。c：aw是影响食品保质期及色香味等物理特性的重要因素，是控制食品内微生物生长最直观、最重要的依据。水分活度反映的是食品所含水分中能与外界发生交换的那部分水的含量，这类水的存在会直接影响食品的储藏期和其他物理指标，如颜色、气味、口感等。】二、糖类1、膳食纤维膳食纤维是一种多糖，它既不能被胃肠道消化吸收，也不能产生能量。因此，曾一度被认为是一种“无营养物质”而长期得不到足够的重

9、视。膳食纤维是一般不易被消化的食物营养素，主要来自于植物的细胞壁，包含纤维素、半纤维素、树脂、果胶及木质素等。膳食纤维是健康饮食不可缺少的，纤维在保持消化系统健康上扮演必要的角色，同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。纤维可以清洁消化壁和增强消化功能，纤维同时可稀释和加速食物中的致癌物质和有毒物质的移除，保护脆弱的消化道和预防结肠癌。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水平。分类膳食纤维是一种不能被人体消化的碳水化合物，以溶解于水中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

10、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。常见的食物中的大麦、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，水溶性纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水准之外，还可以帮助糖尿病患者降低胰岛素和三酸甘油脂。2 膳食纤维在食品方面的应用A 膳食纤维在保健食品中的应用，糖尿病人保健食品，肥胖患者保健食品B 膳食纤维在乳制品中的应用，在乳制品中加入膳食纤维同时满足人们对蛋白质，维生素A，脂肪等动物性营养成分和膳食纤维等植物性营养成分的需求.C 膳食纤维在饮料中的应用既能解渴，补充水分，又可提供

11、人体所需膳食纤维.D 在肉制品中的应用 可保持肉制品中的水分，同时降低制品的热量，制成低热能香肠，低热能火腿，肉汁等肉制品，在加工肉类食品中的添加量一般为1%5%.E 在其他食品中的应用 膳食纤维还可用于其他食品加工，关键是针对不同食品，根据膳食纤维的理化特性进行选择，不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维应用时的比例一般为1:10，这样可以充分发挥两种纤维的生理功能。三、脂类1、从安全角度分析反式脂肪酸对人体的影响2、对人体的影响（5）怀孕期或哺育期的妇女，过多的摄入含有反式脂肪酸的食物会影响胎儿的健康。（6）反式脂肪酸会影响男性生育能力（7）影响生长发育期的青少年对必须脂肪酸的吸收。3、油脂酸败的

12、类型和作用机理，酸败的原因和预防措施。油脂酸败的类型及其机理：（1）.氧化型酸败(油脂自动氧化)：天然油脂暴露在空气中会自发地进行氧化，油脂的自动氧化是油脂及油基食品败坏的主要原因。多数食品中的油脂均能发生这种氧化型酸败。油脂的这种氧化反应，是在光或金属等催化下开始的，具有连续性的特点，称为自动氧化。（2）水解型酸败油脂在食品所含脂肪酶或乳酪链球菌、乳念球菌、霉菌、解脂假丝酵母分泌的脂肪酶以及光、热作用下，吸收水分， 被分解生成甘油和小分子的脂肪酸， 如丁酸、乙酸、辛酸等，这些物质的特有气味使食品的风味劣化。同时， 水解产物的进一步氧化将显著改变油脂的正常气味和滋味。常发生在奶油， 以及含有人

13、造奶油、麻油的食品中。其反应式如下:（3）酮型酸败(- 氧化酸败)油脂水解产生的游离饱和脂肪酸， 在一系列酶的催化下氧化生成有怪味的酮酸和甲基酮， 称为酮型酸败。由于氧化作用引起的降解， 多发生在位碳原子上， 因此称为- 氧化酸败。一般水和蛋白质含量较高的含油食品或油脂易受微生物污染， 引起水解型酸败和- 氧化酸败预防措施：（原因和预防措施）（1）.不饱和脂肪酸的氧化率要大得多。可以通过油脂的氢化和冬化以及调整来提高油脂的饱和度，从而达到预防油脂酸败的目的。（2）.温度每升高10 ， 酸败反应速度增大24 倍， 除此之外温度还影响反应机制。因此油脂最好在低温下加工与贮藏。（3）. 水分活度特高

14、或特低时， 酸败都会发展得很快， 而且较大水分活度还会使微生物的生长旺盛， 使油脂酸败加剧，可以通过精炼脱水降低水分从而达到预防油脂酸败的目的。（4）.氧含量越大， 酮型酸败和氧化酸败越快， 但由于厌氧微生物的繁殖而产生的水解酸败却会因氧的存在而使其生理活动受到抑制。可以通过隔绝氧气(充氮或真空包装) 或加入抗氧化剂来减少氧含量。（5）光照与射线不饱和脂肪酸的共轭双键强烈吸收紫外线后， 引发连锁反应， 并加速过氧化物的分解。射线能显著地提高自由基的生成速度， 增加脂肪酸氧化的敏感性， 加重酸败变质。可以采用有色包装和避光装置来隔绝光照和射线的影响。（6）.金属离子能催化油脂的氧化， 表现出对酸

15、败的强烈促进作用，减少油脂与铜、铁器具的接触，避免金属离子污染。（7）.色素物质如血红素、叶绿素， 由于组分中含有金属卟啉环而形成色素过氧化物复合物而催化油脂的氧化酸败。可以通过加热炼制破坏色素。（8）.添加抗氧化剂和抗氧化剂增效剂是一种延缓或抑制油脂酸败的有效方法。总结：预防措施从饱和脂肪酸，T，水分活度，氧气，光照，金属，色素，抗氧化剂方面回答。四、蛋白质1 评价蛋白质的功能特性（营养价值方面考虑）（1）蛋白质的水合性质（溶解性、黏度）蛋白质的水合是通过蛋白质的肽键和氨基酸侧链与水分子间的相互作用而实现的。 浓缩蛋白质或离析物在应用时必须水合，食品的流变性质和质构性质也取决于水与

16、其他食品组分，尤其像蛋白质与多糖等大分子的相互作用，水能改变蛋白质的物理化学性质。此外，蛋白质的许多功能性质，如分散性、湿润性、溶解性、持水能力、凝胶作用、增稠、黏度、凝结、乳化和气泡等，都取决于水蛋白质的相互作用。因此了解食品蛋白质的水合性质和复水性质在食品加工中有重要的意义。溶解性：蛋白质的溶解度是蛋白质蛋白质和蛋白质溶剂相互作用达到平衡的热力学表现形式。蛋白质的溶解性，可以用水溶性蛋白质（WSP）、水可分散性蛋白质（WDP）、蛋白质分散性指标（PDI）、氮溶解性指标（NSI）来评价。蛋白质溶解度的大小与pH值、离子强度、温度和蛋白质浓度有关。 蛋白质在水中形成的实际是胶体分散体

17、，作为有机大分子化合物，蛋白质在水中以胶体态存在，并不是真正化学意义上的溶解态，所以蛋白质在水中形成的是胶体分散系，只是习惯上将它称为溶液。 蛋白质的溶解度影响其功能性质，包括增稠、气泡、乳化和凝胶作用，起始溶解性较大的蛋白质，能使蛋白质分子迅速地在体系中扩散，也有利于蛋白质分子向空气或油水界面扩散，有利于蛋白质其他功能性质的提高。蛋白质溶解度大小在实际应用中非常重要，蛋白质溶解也是判断蛋白质潜在应用价值的一个指标，此外，蛋白质的溶解性也与其在饮料中的应用直接相关。黏度溶液的黏度反映了它对流动的阻力，黏度不仅可以稳定食品中的被分散成分，同时也直接提供良好的口感，或间接改善口感，例如控

18、制食品中一些成分结晶、限制冰晶的成长等。影响蛋白质黏度的主要因素是溶液中蛋白质分子或颗粒的表观直径，表观直径主要取决于蛋白质分子固有的特性，蛋白质溶剂间的相互作用，蛋白质蛋白质间的相互作用。在常见的加工处理中如高温杀菌、蛋白质水解、无机离子的存在等因素也均会严重影响蛋白质溶液的黏度。 蛋白质体系的黏度和稠度是流体食品如饮料、肉汤、沙司和奶油的主要功能性质，影响食品的品质和质地，黏度在泵的输送、混合、加热、冷却和喷雾干燥等食品加工中也有实际意义。 黏度和溶解性之间具有相关性，将不溶性的蛋白质置于水介质中不显示高的黏度；吸水性差和溶胀性小的易溶蛋白质在中性或等电点pH值时黏度也

19、很低；而在起始吸水性大的可溶性蛋白质具有高黏度。（2）蛋白质的表面性质（乳化、气泡）蛋白质的乳化特性 乳化性是指两种以上的互不相溶的液体，例如油和水，经机械搅拌或添加乳化液，形成乳浊液的性能。一些天然加工食品，如牛奶、蛋黄、椰奶、豆奶、奶油、人造奶油、色拉酱、冷冻甜食、法兰克福香肠、香肠和蛋糕，都是乳状液类型产品。 蛋白质是天然的两亲物质，既能同水相互作用，又能同脂质作用。在油/水体系中，蛋白质能自发地迁移至油水界面和气水界面，到达界面上以后，疏水基定向到油相和气相，而亲水基定向到水相并广泛展开，在界面形成蛋白质吸附层，从而起到稳定乳状液的作用。 很多因素影响着蛋

20、白质的乳化性质，包括内在因素，如pH、离子强度、温度、低分子量的表面活性剂、糖、油相体积分数、蛋白质类型和使用的油的熔点等；外在因素，如制备乳状液的设备类、几何形状、能量输入强度和剪切速度等。蛋白质的起泡性质 泡沫通常是指气泡分散在含有表面活性剂的连续液相或半固体的分散体系。许多加工食品是泡沫型产品，如搅打奶油、蛋糕、蛋白甜饼、面包、蛋奶酥、冰激淋、啤酒等。蛋白质能作为起泡剂主要取决于蛋白质的表面活性和成膜性，例如鸡蛋清中的水溶性蛋白质在鸡蛋液搅打时可被吸附到气泡表面来降低表面张力，又因为搅打过程中的变性，逐渐凝固在气液界面间形成有一定刚性和弹性的薄膜，从而使泡沫稳定。 形

21、成泡沫通常采用的方法有：一是将气体通过一个多孔分配器鼓入低浓度的蛋白质溶液中产生泡沫；二是在有大量气体存在的条件下，通过打擦或振荡蛋白质溶液而产生泡沫；三是将一个预先被加压的气体溶于要生成泡沫的蛋白质溶液中，突然减压，系统中的气体则会膨胀而形成泡沫。 2 举例阐述蛋白质变性机理，蛋白质的价值蛋白质变性（protein denaturation）是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，这种现象称为蛋白质变性。机理：变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响，改变其分子内部结构和性蛋白质变性质的作用。一般认为蛋白质的二级结构和三级

22、结构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等；能使蛋白质变性的物理方法有加热(高温)、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。蛋白质的价值：1蛋白质含量蛋白质含量是食物蛋白质营养价值的基础。如果食物中蛋白质含量太低，即使摄人的热能超过人体需要，也不能满足机体需要。食物中蛋白质含量通常采用凯氏定氮法测定，即首先测定食物中的氮含量，然后再乘以换算系数就可以得到蛋白质的含量。由于食物中蛋白质的含量一般为 16 % .所以其换算系数为 6 . 25 ( 100/ 16 ) ，则有蛋白质含量( % )=含氮量( % )×6 . 2

23、52 .蛋白质消化率蛋白质消化率是指食物蛋白质被机体消化酶分解的程度。蛋白质消化率越高，被机体吸收利用的可能性越大，营养价值也就越高。蛋白质的消化率常用机体吸收氮与摄人氮的比值来表示，通常有表观消化率( AD )和真消化率 ( TD )。蛋白质表观消化率( % ) =(食物氮一粪氮)/食物氮× 100蛋白质真消化率( % )= (食物氮一(粪氮-粪代谢氮)/食物氮)× 100 其中，粪代谢氮是指试验对象完全不摄人蛋白质时粪便中的含氮量，成人 24 小时内粪代谢氮一般为 0 .9克一1 . 2克。由于表观消化率测定方法简单，而且所测得值比真消化率低，用于对蛋白质的营养价值估计

24、偏低，具有较大的安全系数，所以常常用“表观消化率”来表示蛋白质的消化率。由于蛋白质在食物中存在形式、结构不同，食物中还含有不利于蛋白质吸收的其他因素的影响等，不同食物或同一种食物的不同加工方式，其蛋白质的消化率都有差异。由于植物性食物的蛋白质被纤维素包裹，与消化酶接触程度较差，故消化率较动物性食物低。常见食物蛋白质的消化率见表 3 一 3 。但植物性食物通过加工烹调，将纤维素破坏或除去，可提高消化率，如黄豆整粒食用时，其蛋白质消化率只有 65 %而加工成豆腐后提高到90%以上。可以参考【1.蛋白质的含量：食物蛋白质的评价是以人为根本，用越少的食物就满足人的需要时，这种食物的营养价值就高，反之就

25、低。2.蛋白质的消化率：蛋白质的消化率是指吸收入血液循环中的氨基酸占摄入的蛋白质的比例，摄入的比例越高食物的营养价值越高，反之越低。3.蛋白质的生物价：蛋白质的生物价是反映生物蛋白质在消化吸收后，被机体利用的程度。人体利用氨基酸用于合成自身蛋白质，如果食物中的氨基酸组成越接近人体合成蛋白质的氨基酸组成，其利用率越高，反之越差。4.蛋白质的净利用率：蛋白质的净利用率是指储留在人体内的蛋白质占摄入的蛋白质的比例，比例越高价值越高，反之越低。5.食物蛋白质营养价值：某种食物能给机体提供多少氨基酸取决于它的蛋白质含量和净利用率。】五、淀粉1 抗性淀粉的概念？抗性淀粉的特性以及怎样利用抗性淀粉？怎样制备

26、抗性淀粉？抗性淀粉的制备问题与应用（1）抗性淀粉的概念：抗性淀粉又称抗酶解淀粉及难消化淀粉，在小肠中不能被酶解，但在人的肠胃道结肠中可以与挥发性脂肪酸起发酵反应。抗性淀粉存在于某些天然食品中，如马铃薯、香蕉、大米等都含有抗性淀粉，特别是高直链淀粉的玉米淀粉含抗性淀粉高达60%。这种淀粉较其他淀粉难降解，在体内消化缓慢，吸收和进入血液都较缓慢。其性质类似溶解性纤维，具有一定的瘦身效果，近年来开始受到爱美人士的青睐。（2）抗性淀粉的特性以及怎样利用抗性淀粉：抗性淀粉可抵抗酶的分解，在体内释放葡萄糖缓慢，具有较低的胰岛素反应，可控制血糖平衡，减少饥饿感，特别适宜糖尿病患者食用。抗性淀粉类似膳食纤维的

27、作用。抗性淀粉被认为属于膳食纤维的一种。膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收。而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和。包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。膳食纤维具有润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。抗性淀粉对人体产生作用。主要是通过影响其他物质的吸收代谢。以及在结肠内发酵产生的次生产物而发挥其生理功能。抗性淀粉不被消化。进入结肠，作为结肠菌群的营养源。这些微生物通过发酵，将碳水化合物代谢后生成丁酸等短链脂肪。降低结肠及粪便的pH，丁酸具有促进结肠健康，减少胺类致癌物的产生。抑制肿癌细胞。减少肠黏膜细胞的增生。进而降低患结肠癌危

28、险。肠道的大肠杆菌还能合成泛酸、尼克酸、核黄素等人体不可缺少的生命物质。增加人体所需营养。未降解的抗性淀粉还可增加粪便通量。加速有毒物质的排出。防治便秘和痔疮及肛门直肠疾病。抗性淀粉能在回肠中经肠内微生物发酵而降低pH，促进矿物质等微量营养素的吸收。促进矿物元素钙、镁等的溶解，形成可溶性钙镁、经扩散易被人体上皮细胞吸收。降低血清胆固醇，防治心血管疾病，控制体重，改变结肠微生物群落，促进肠道有益微生物繁殖，促进无机盐吸收.降脂减肥作用。长期以来人们有一种误解。认为多吃含淀粉食物会导致肥胖，进而罹患多种慢性病。然而近年来，科研人员惊喜地发现情况并非如此。抗性淀粉能降低胆固醇的含量。促进胆汁分泌与循

29、环。因而可预防胆结石的形成。抗消化淀粉还能减少脂质吸收与脂肪酸合成。有效降低血中及肝脏内脂质含量。预防脂肪肝形成。因此它可作为减肥保健食品添加剂。抗性淀粉所产生的热量约只有糖类的一半。可用于控制食欲及巨量营养素的平衡。进而达到体重的控制。抗性淀粉还具有防治糖尿病的性能。抗性淀粉有较低的血糖生成指数和胰岛素反应。尤其对II型糖尿病人，可延缓餐后血糖上升，有效控制糖尿病情。（3）抗性淀粉的制备：谷物或水果-去皮-护色-排氧打浆（粉碎）-酶解-分离-筛分-低温干燥-抗性淀粉。根据每一种谷物和水果的特性不同，预处理方法和制备方法也有不同。家居民用自己生产抗性淀粉方法：米饭冷了再吃，冷饭中含有抗性淀粉。

30、不能加热，加热了就没了。现在也有专门生产这样的抗性淀粉厂。六、食品有害分析1 有毒有害物质有哪些？加工过程中会产生的有毒有害产物等。食品有毒有害物质：外源性有害物质植物类食物：毒苷物质、毒酸及其盐、有毒生物碱类、毒酚、有毒氨基酸成分、有毒植物蛋白、毒肽等。动物类食物：动物肝脏中的毒素、鱼毒素、贝类毒素、蟹类毒素和螺类毒素等。内源性有害物质微生物毒素：真菌毒素、细菌毒素等。食品中的工业污染物：农药类、兽药残留、有害重金属和砷、多氯联苯化合物和多溴苯化合物、二噁英化合物等。诱发性有害物质(紫外线，突变等)2 加工贮藏中产生的有毒有害成分：（一）N-亚硝基化合物，加工保藏中产生，致突变、致畸、致癌作

31、用。 来源：腌制和烘烤的动物性食物、蔬菜瓜果、啤酒。（二）多环芳烃（PAHs），例如：苯并芘，致癌。 来源：食品的烟熏 、烧烤、油炸过程、加工环节的污染（设备管道、包材、机械润滑油）。（三）杂环胺类（HCA）致突变、致癌。来源：高温烹调（烧焦烧烤）加工过程（富含蛋白质的鱼、肉类食品）、美拉德反应。（四）丙烯酰胺（AA）神经毒素、基因损伤、诱发癌变。来源：受多种因素的影响：食品种类（薯类）、加工方式、温度（高温）、时间。（五）氯丙醇，例：1，3-DCP，基因致癌物。来源：在用盐酸水解法生产水解植物蛋白过程中产生。3 食品加工过程易受到的污染亚硝胺的污染：N-亚硝基化合物的前体主要是亚硝酸盐、氮氧

32、化物、胺和其他含氮物质，这些前体在适宜条件下可形成亚硝胺或亚硝酰胺。不同种类的N-亚硝基化合物在毒性上相差很大，其急性毒性 主要是造成肝脏的损害；慢性毒性主要为致癌性。食品污染的主要途径为：腌制菜时使 用的粗制盐中含有硝酸盐，可被细菌还原成亚硝酸盐，同时蛋白质可分解为各种胺类，而合 成亚硝胺。使用食品添加剂亚硝酸盐或硝酸盐直接加入鱼、肉中作为发色剂，在适当条件 下，均可形成为亚硝胺。防止措施主要是改进食品加工方法。如不燃料木材熏制。在加工腌制肉或鱼类食品时，最好不用或少用硝酸盐，一定要用时在成品中的亚硝酸盐残留量不得超过70mg/kg。我国规定了香肠、火腿、腊肉、熏肉等肉制品(GB9677-8

33、8)和啤酒(GB2758-81)中的N-亚硝胺 均不得超过3g/kg。铅、砷等有害物质的污染：造成食品铅、砷等有害金属污染的的途径主要有：(1)使用工业级添加剂；(2)加工所有的金属机械、容器、管道等设备中所含金属毒物的迁移；(3)使用不符合卫生要求的包装材料中 有害物质的溶出和迁移；(4)不合理使用化学洗消剂等。微生物、病毒等生物性污染：在食品加工中的生物性污染的主要途径是：(1)生熟不分；(2)不洁的容器；(3)从业人员不 洁的手；(4)从业人员为带菌(病毒)者；(5)空气中尘埃；(6)未经消毒或消毒不彻底的设备 ；(7)未消毒或未彻底消毒的包装材料；(8)地面；(9)其他不洁物品。七、酶

34、1. 酶的种类1.1.氧化还原酶类(oxidoreductases)催化底物进行氧化还原反应的酶类，如琥珀酸脱氢酶。1.2 .转移酶类 (transferases ) 催化底物之间进行基团的转移或交换的酶类，如氨基转移酶。1.3.水解酶类 (hydrolases) 催化底物发生水解反应的酶类，如蛋白酶、淀粉酶等。1.4 .裂解酶类 (lyases) 催化底物移去一个基团并留下双键的反应或其可逆反应的酶类，如碳酸酐酶。1.5. 异构酶类( isomerases) 催化各种同分异构体之间相互转化的酶类，如磷酸丙糖异构酶。1.6.合成酶类 (ligases， synthetases) 催化两分子底物

35、合成一分子化合物，同时偶联有ATP的磷酸键断裂释能的酶类，如谷氨酰胺合成酶。2 酶促褐变机理：植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在酚-醌中保持着动态平衡，当细胞组织被破坏后，氧就大量侵入，造成醌的形成和其还原反应之间的不平衡，于是发生了醌的积累，醌再进一步氧化聚合，就形成了褐色色素，称为黑色素或类黑精。酶促褐变是在有氧条件下，由于多酚氧化酶(PPO，EC1.10.3.1)的作用，邻位的酚氧化为醌，醌很快聚合成为褐色素而引起组织褐变。PPO是发生酶促褐变的主要酶，存在于大多数果蔬中。在大多数情况下，由于 PPO 的作用，不仅有损于果蔬感观，影响产品运销，还会导致风味和品质下

36、降，特别是在热带鲜果中，酶促褐变导致的直接经济损失达50%。控制：食品加工过程中发生的酶促褐变，少数是我们期望的，但大多数会对食品特别是新鲜的水果蔬菜的色泽造成不良的影响，必须加以控制。食品发生酶促褐变需要有3个条件，酚酶、氧、适当的酚类物质，在某些瓜果中如柠檬、橘子、香瓜、西瓜等由于不含有酚酶，不能发生酶促褐变。在控制酶促褐变的实践中，除去底物的可能性极小，现实的方法主要从控制酶和氧两方面入手，主要措施有：钝化酶的活性；改变酶作用的条件；隔绝氧气；使用抑制剂等。 常用的控制酶促褐变方法有： （1）加热处理 因为酶是蛋白质，加热能使酚酶及其它的酶失活，加热处理时间必须严格控制，要求在最短时间内

37、，既能达到钝化酶的要求，又不影响食品原有的风味。如蔬菜在冷冻保藏或在脱水干制之前需要在沸水或蒸汽中进行短时间的热烫处理，以破坏其中的酶，然后用冷水或冷风迅速将果蔬冷却，停止热处理作用，以保持果蔬的脆嫩。 （2）调节pH 多数酚酶最适宜的pH范围是67之间，在pH为3以下时已无明显活性，降低pH来防止果蔬褐变是果蔬加工常用的方法，常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等。 柠檬酸对抑制酚酶氧化有双重作用，既可降低pH，又可与酚酶辅基的铜离子络合而抑制其活性，通常与抗坏血酸或亚硫酸联用。苹果酸是苹果汁中的主要有机酸，它在苹果汁中对酚酶的抑制作用比柠檬酸强得多。 抗坏血酸是十分有效的酶抑制剂，无异味，对

38、金属无腐蚀性，同时又有营养价值，它不仅能降低pH，同时还具有还原作用，能将醌还原成酚从而阻止醌的聚合。 （3）用二氧化硫及亚硫酸盐处理 二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠（低亚硫酸钠）都是广泛使用的酚酶抑制剂。在蘑菇、马铃薯、桃、苹果加工中常用二氧化硫及亚硫酸盐溶液作为护色剂。 二氧化硫气体处理水果蔬菜，渗入组织快，但亚硫酸盐溶液使用更方便。二氧化硫及亚硫酸盐溶液在弱酸性（pH=6）条件下对酚酶的抑制效果最好。二氧化硫和亚硫酸盐对褐变的抑制机理有几种观点， 有的认为是抑制了酶，有的认为是二氧化硫把醌还原成了酚，还有认为二氧化硫和醌的加合防止了醌的进一步聚合。用二氧化硫和亚

39、硫酸盐处理不仅能抑制褐变，还有一定的防腐作用，并可避免维生素C的氧化，但其特点是对色素（花青素）有漂白作用，腐蚀铁罐内壁，破坏维生素B1，有不愉快的味感和嗅感，浓度高时有碍健康。食品卫生标准规定其残留量不得超过0.05 g/kg（以二氧化硫计）。 （4）驱氧法 将切开的水果蔬菜浸泡在水中，隔绝氧以防止酶促褐变，更有效的方法是在水中加入抗坏血酸，使抗坏血酸在自动氧化过程中消耗果蔬切开组织表面的氧，使表面生成一层氧化态抗坏血酸隔离层，对组织中含氧较多的水果如苹果、梨，组织中的氧也会引起缓慢褐变，需要用真空渗入法把糖水或盐水强行渗入组织内部，驱出细胞间隙中的氧。一般在一定的真空下保持一段时间后突然破

40、坏真空即可达到目的。 （5）加酚酶底物的类似物 最近报道，加入酚酶底物的类似物，如肉桂酸，阿魏酸，对位香豆酸等能有效抑制苹果汁的酶促褐变，而且这3种有机酸是果蔬中天然存在的芳香有机酸。 非酶褐变是指在没有酶参与的情况下发生的褐变称为非酶褐变。氧化和聚合成为黑色素(melanin，非酶褐变)，并导致香蕉、苹果、桃、马铃薯、蘑菇、虾发生非需宜的褐变和人的黑斑形成。它也是导致茶叶、咖啡、葡萄干和梅干，以及人的皮肤色素形成期望色和黑色的原因。非酶褐变包括： 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经缩合、聚合而使食品颜色加深的反应。

41、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分子重排生成果糖胺（-），果糖胺进一步与一分子葡萄糖缩合生成双果糖胺（）。（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（-14）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（15-18）。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

42、氨基化合物存在的情况下，将糖类物质加热到起熔点以上温度，糖会发生脱水与降解，也会发生褐变反应。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）蔗糖熔融，继续加热，经约35分钟的起泡，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）继续加热，第二次起泡，持续时间更长，失水量约为9%，异蔗糖酐脱去一分子水形成焦糖酐，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（caramelin)，分子式为C125H188O80.焦糖素有一定的等电点，p

43、H3.0-6.9。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，奶粉要求含水量低于3%。（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。常加酸，如柠檬酸，苹果酸 ( pH < 3 ， 有效防止褐变)。（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

44、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。（5）其它的处理应用SO2 硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。热水烫漂 除去部分可溶固形物，降低还原糖含量。 冷藏库中马铃薯加工时回复处理。(Reconditioniny)高压。3 哪些食品加工过程中用那一类酶 一是利用酶的作用来制造食品，例如，如水解酶水解淀粉，蛋白质生产葡萄糖、氨基酸；二是添加适当酶改进产品质量，例如添加蛋白酶促进类嫩化，果胶酶用于果汁澄清

45、。3.1酶法生产葡萄糖 利用酶水解淀粉生产葡萄糖是酶催化工业的一项重大成就，由日本在20世纪50年代年代末研究成功，现已在全世界普遍采用。酶法生产葡萄糖是以淀粉为原料，先经阿尔法淀粉酶液化成糊精，再用糖化酶催化生成葡萄糖3.2 功能性低聚糖的制备 低聚糖是由3-9个单糖苷键连接而成的低度聚合糖。他之所以具有生理功效，是因为他能促进人体肠道内固有的有益细菌双歧杆菌的增殖，从而抑制肠道内腐败菌的生长，减少有毒发酵产物的形成。目前，微生物糖苷水解酶在生产中应用较多，而且技术都比较成熟。如利用阿尔法葡萄糖苷酶生产的低聚异麦芽糖，利用节杆菌产生的贝塔呋喃果糖苷酶合成的低聚乳果糖、低聚半乳果糖等，利用阿尔法半乳糖苷酶生产的棉子糖和密二糖等3.3 酿酒 啤酒是最早利用酶的酿造产品之一。其酿造过程中制浆和调理两阶段需酶制剂。分，防止啤酒冷浑浊，延长啤酒贮藏期；糖化酶能降解啤酒中的残留糊精，既保证了啤酒中最高的乙醇含量，又能增加糖度。此外，酶制剂也广泛应用于果酒、白酒等的酿造，既可提高出酒率又能消除浑浊等。如董友新等利用阿米诺酶的生理特性和复