食品化学5-10章复习

1、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、

2、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

3、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。

4、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，DHA：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

5、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，按熔点增加的顺序依次为：玻璃质固体（亚型或型），型，型和型，其中型，型和型为真正的晶体。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。X 衍射发现型的脂肪酸侧链无序排列，型和型脂肪酸侧链有序排列，特别是型油脂的脂肪酸侧链均朝一个方向倾斜，有两种方式排列：DCL-二位碳链长，-2 型，TCL-三位碳链长，-3 型。影响油脂晶型

6、的因素（1）油脂分子的结构：一般说来单纯性酰基甘油酯容易形成稳定的型结晶，而且为-2 型，而混合酰基甘油酯由于侧链长度不同，容易形成型，并以TCL 排列。（2）油脂的来源：不同来源的油脂形成晶型的倾向不同，椰子油、可可脂、菜籽油、牛脂、改性猪油易于形成型；豆油、花生油、玉米油、橄榄油、等易于形成型。（3）油脂的加工工艺：熔融状态的油脂冷却时的温度和速度将对油脂的晶型产生显著的影响，油脂从熔融状态逐渐冷却时首先形成型，当将型缓慢加热融化后在逐渐冷却后就会形成型，再将型缓慢加热融化后逐渐冷却后则形成型。实际应用的例子：用棉籽油加工色拉油时进行冬化处理，这一过程要求缓慢进行，使油脂尽量形成粗大的型，

7、如冷却过快，则形成亚型，不利于过滤。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 微米时，人的口感粗糙，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

8、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观固体脂肪具有的抗应变能力。 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

9、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：油脂分子在光、热、金属催化剂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+ROOROOR+O2，ROO+RROOR，R+RR-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：3、光和酶在油

10、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

11、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。4、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，花生四烯酸：亚麻酸：亚油酸：油酸=40：20：10：1。顺式脂肪酸的氧化速度比反式脂肪酸快，共轭脂肪酸比非共轭脂肪酸快，游离的脂肪酸比结合的脂肪酸快，Sn-1 和Sn-2 位的脂肪酸氧化速度比Sn-3 的快；（2）温度：温度越高

12、，氧化速度越快，在21-63范围内，温度每上升16，氧化速度加快1 倍；（3）氧气：有限供氧的条件下，氧化速度与氧气浓度呈正比，在无限供氧的条件下氧化速度与氧气浓度无关；（4）水分：水分活度对油脂的氧化速度，见水分活度；（5）光和射线：光、紫外线和射线都能加速氧化；（6）助氧化剂：过渡金属：Ca、Fe、Mn、Co 等，他们可以促进氢过氧化物的分解，促进脂肪酸中活性亚甲基的C-H 键断裂， 使样分子活化， 一般的助氧化顺序为PbCuSeZnFeAlAg。5、油脂抗氧化剂油脂氧化会导致油脂的棵食用性下降，所以必须对幼稚的氧化进行必要的防止。常用的方法是将油脂贮藏在低温、避光、精炼、去氧包装，加入抗

13、氧化剂。根据抗氧化剂的抗氧化机理可将其分为：（1）自由基清除剂：酚类抗氧化剂，形成低活性的自由基；（2）氢过氧化物分解剂：含硫或含硒化合物，分解氢过氧化物形成非自由基产物；（3）抗氧化剂增效剂：能够提高抗氧化剂的抗氧化效率，根据抗氧化剂增效剂的原理分：A 抗氧化剂还原剂：本身不具有抗氧化作用，但可使氧化状态的抗氧化剂还原为还原态的抗氧化剂，从而增长其寿命；B 抗氧化剂混用剂：本身可以抗氧化BHA，BHT 等，具有协同效应；C 金属螯合剂：柠檬酸、磷酸、Vc、EDTA 等；（4）单线态氧淬灭剂：VE、-胡箩卜素等；（5）脂氧合酶抑制剂：重金属等。 6、油脂的热变化热聚合：油脂在真空、二氧化碳或氮

14、气的无氧条件下加热至200-300时发生的聚合反应称为热聚合。热聚合的机理为Diels-Alder 加成反应；热氧化聚合：油脂在空气中加热至200-300时引发的聚合反应。热氧化聚合的反应速度：干性油半干性油不干性油；油脂的缩合：指在高温下油脂先发生部分水解后又缩合脱水而形成的分子质量较大的化合物的过程；热分解：油脂在高温作用下分解而产生烃类、酸类、酮类的反应温度低于260不严重，290-300时开始剧烈发生；热氧化分解：在有氧条件下发生的热分解。饱和和不饱和的釉质的热氧化分解速度都很快。4 油脂的辐照裂解高剂量 10kGy-50kGy：肉、肉制品灭菌；中等剂量1kGy-10kGy：冷藏鲜鱼、

15、鸡、水果、蔬菜的保藏；低剂量低于1kGy：防止马铃薯、洋葱发芽，延迟水果蔬菜的成熟，粮食杀虫。含油食品在辐照时其中的油脂会在临近羰基的位置发生分解，形成辐照味。五、油脂的质量评价过氧化值：是自动氧化的主要初始产物，测定过氧化值的方法是基于它们能使碘化钾放出碘。POV宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。硫代巴比妥酸法：此法以测定油脂的氧化产物丙二醛为对象，以此衡量油脂的氧化程度。只适合于比较单一物质在不同氧化阶段的氧化程度。碘值：100g 油脂完全加成碘化所需要的I2 的g 数，这与油脂的不饱和程度呈正比；碘值变小，说明双键减少，油脂发生了氧化。酸价：中和1g 油脂所需要的KOH 的mg 数，我国

16、规定食用油脂的酸价必须小于或等于5；六、油脂的精炼和加工油脂精炼的工艺毛油脱胶碱炼脱色脱臭精油脱胶：在一定温度下用水去除毛油中磷脂和蛋白质的过程，从而可以防止油脂在高温时的起泡、发烟、变色发黑等现象；碱炼：用碱中和毛油中的游离脂肪酸形成皂脚而去除的过程；脱色：在毛油中加入一定量的活性白土和活性碳而吸附除去色素的过程；脱臭：在真空条件下将蒸汽通过油脂而带走一些异味物质；氢化：在有催化剂存在的条件下，氢气在油脂不饱和分子上的加成反应。油脂氢化是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系，一般认为油脂氢化的机理是不饱和液态油与吸附在金属催化剂上的氢原子的相互作用。不同油脂分子的氢化速度大不相同，一

17、般用油脂氢化的选择性来表示。油脂氢化的选择性（SR 或S）是指不饱和程度较高的脂肪酸的氢化速度与不饱和程度较低的脂肪酸的氢化速度的比值，例如在豆油氢化时亚麻酸的选择性是2.3，表示亚麻酸的群情化速度是亚油酸的2.3 倍。酯交换反应：由于油脂的性质不仅手油脂中脂肪酸组成的影响，还受到脂肪酸在油脂分子中分布的位置的影响，所以通过改变油脂分子中脂肪酸的位置分布就可以改变油脂的性质，一般油脂的酯交换反应有分子内酯交换和分子间酯交换，随机酯交换和定向酯交换。所用的催化剂有碱性催化剂，如Na、K、Na-K 合金、NaOH、甲醇钠等，现在开始用酶。第6章 维生素教学内容重点难点6.1脂溶性维生素 常见维生素

18、的结构、性质、稳定性6.2水溶性维生素6.3维生素在食品贮藏和加工中的变化一、脂溶性维生素1 维生素 A和胡萝卜素（1）结构 具有-紫罗酮环、一个以醇、醛或羧基功能团为末端的异戊二烯侧链的活性不饱和烃，包括视黄醇及相关化合物，以全反式和1,3-顺式活性最高。(2)稳定性 ： 有氧时不稳定，无 O2，120，保持 12h 仍很稳定 ；在有 O2 时，加热4h 即失活 。 紫外线，金属离子，O2 均会加速其氧化 ；脂肪氧化酶可导致分解 。 与 VE，磷脂共存较稳定；对碱稳定(3)食物来源 各种动物的肝、鱼肝油、鱼子、全奶、奶油、禽蛋等是维生素的最好来源；胡萝卜素来源于有色蔬菜，如菠菜、苜蓿、豌豆苗

19、、红心甜薯、胡萝卜、辣椒、冬苋菜等，及杏子和柿子等水果。 2 维生素 D（1）结构 （2）稳定性 对热，碱较稳定，但光照和氧气存在下会迅速破坏。（3）食物来源 鱼肝油、沙丁鱼、鲱鱼、鲑鱼、鲔鱼、牛奶、奶制品。还可以通过皮肤晒阳光获得。3.维生素 E （1）结构 （2）稳定性VE极易受分子氧和自由基氧化，因此可以充当抗氧化剂和自由基清除剂 ；同时可猝灭单线态氧。在食品的加工，包装，贮藏过程中，VE 会大量损失。（3）食物来源 植物油、牛奶、鸡蛋和肉类。 二、水溶性维生素1、维生素 VC （1）结构 是一个羟基羧酸的内酯，具有烯二醇结构。有四种异构体，其中L-型活性最高。易被氧化剂氧化，本身具有还

20、原能力。（2）性质溶于水溶后呈酸性。在酸性溶液中较稳定，在中性或碱性溶液中易被氧化失活。铁、铜、等金属离子可以加速其氧化速度。属最不稳定的维生素，在贮藏加工中，损失惊人极易受温度、盐和糖的浓度、pH、氧、酶、金属催化剂特别是Cu2+和Fe3+、水分活度、抗坏血酸的初始浓度以及抗坏血酸与脱氢抗坏血酸的比例等因素的影响而发生降解。 （3）食物来源 广泛存在于水果及蔬菜中、在柑橘、山楂、番茄、辣椒、豆芽等果蔬中含量尤多2、维生素 VB1（1）结构 由一取代的嘧啶通过亚甲基桥与一取代的噻唑连接而成。大多数天然的硫胺素主要以硫胺素焦磷酸盐的形式存在。（2）稳定性和特性 具有酸-碱性质 对热非常敏感,在碱

21、性介质中加热易分解. 能被 VB1 酶降解,同时,血红蛋白和肌红蛋白可作为降解的非酶催化剂. 对光不敏感,在酸性条件下稳定,在碱性及中型介质中不稳定. 其降解受 AW 影响极大,一般在 AW 为 0.5-0.65 范围降解最快. （3）食物来源肉类、酵母、带荚的果实、谷类。 3、维生素 VB2（1）结构 （2）VB2 的特性 对热稳定，对酸和中性 pH 也稳定,在 120 加热 6h仅少量破坏。 在碱性条件下迅速分解。 在光照下转变为光黄素和光色素,并产生自由基,破坏其它营养成分产生异味,如牛奶的日光臭味即由此产生。（3）食物来源 主要是动物性食物，如动物肝、肾、心以及蛋黄、乳类，鱼类以鳝鱼会

22、计师最高。植物性食物中以绿叶蔬菜类如菠菜、韭菜、油菜及豆类中含量较多。4、维生素PP （B5、烟酸、尼克酸）（1）结构 （2）VB5 的特性水溶性，在化学性质上是最稳定的维生素之一。不易被光、热、氧、酸、碱的破坏。在高温下烘烤、炸制损失极小。（3）食物来源来源广泛，动物肝脏、鱼、肉，硬果类等食品中含量较丰富。谷物中主要存在于麦皮、米糠中。在玉米中较缺乏。三、 维生素在加工和贮藏中的变化1.原料对食品加工中维生素含量的影响 植物在不同采收期维生素含量不同 采收和屠宰后，内源性酶会分解维生素。 2. 加工前处理对食品中维生素含量的影响 浸提，切碎，研磨等均会造成维生素的损失。 3. 热烫和热加工造

23、成维生素损失 温度越高，损失越大；加热时间越长，损失越多；加热方式不同，损失不同；脱水干燥方式对其保存率也有较大影响。4. 产品贮藏中维生素的损失 水分活度，包装材料及贮藏条件对维生素的保存率都有重要影响。在相当于单分子层水的AW 下,Vit很稳定,而在多分子层水范围内,随 AW,Vit降解速度. 5. 加工中化学添加物和食品成分的影响 氯气，次氯酸离子，二氧化氯等具有强反应性，可以维生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。 二氧化硫和亚硫酸盐有利于 VC 的保存，但会与硫胺素和比多醛反应。 亚硝酸盐可造成 VB1 的破坏。 一般而言，氧化性物质会加速 VC，胡萝卜素，叶酸等的氧化，而还原性物质

24、会保护这些维生素，有机酸有利于 VC 和 VB1 的保存率，碱性物质则会降低 VC，VB1，泛酸等的保存率。第7章、矿物质教学内容重点难点7.1概论 7.2矿物质的来源、存在状态和生理作用重要矿物质的来源、生理作用7.3矿物质在食品加工和贮藏中的变化一、概论1 矿物质的定义及分类 Definition：elements other than C,H,O and N that are present in foods 大量元素分类：必需元素 微量元素 非必需元素 无毒元素 有毒元素必需元素在一切机体的所有健康组织中都存在，并且含量浓度比较恒定，缺乏时所发生的生理上的异常，在一定浓度范围内补给这种

25、元素后可以恢复正常的元素。含量在0.01%为界，高于此值为大量，低于的为微量元素。大量元素有钙、镁、磷、钠、钾、氯、硫 7种。微量元素有铁、铜、锌、碘、锰、钼、钴、硒、铬、镍、锡、硅、氟、钒 14种。2、Function: 维持生物体的渗透压。 维持机体的酸碱平衡。 酶的活化剂。 对食品的感官质量有重要作用 二、 矿物质的来源及存在状态 Plant food Fruit：K 含量高，大部分与有机物结合,或是有机物的组成部分,常以磷酸盐,草酸盐的形式存在. Bean：矿物质含量最丰富,K,P,Fe, Mg,Zn,Mn 等含量均较高，其中 P 主要以植酸盐形式存在。 Cereals:矿物质含量相对

26、较少，主要存在于种子外皮。Animal FoodMeats：Na,K,Fe,P Mn 含量较高, Cu, Co, Zn, 等也有少量，以可溶性氯化 物磷酸盐，碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。 Milks：主要含 Ca,也含有少量 K, Na, Mg, P, Cl,S 等。 Eggs：含人体所需的各类矿物质。三、矿物质在食品加工和贮藏中的变化 1. 一般加工对其含量的影响 矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会改变其生物利用性。 如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。 2. 加工时因容器带入会使其含量增加 如铁锅炒菜等。 3. 加工后生物有效性提高 如面粉发酵后生物有效性提高30%

27、-35%。4.几个概念酸性食品（Acid Food） ：含有阴离子酸根的非金属元素较多的食品，在体内代谢后的产物大多呈酸性，故在生理上称为酸性食品，如肉，鱼，蛋，米等。 碱性食品（Alkaline Food） ：含有阳离子金属元素较多的食品在生理上称为碱性食品，如果蔬，豆类等。第8 章 酶教学内容重点难点8.1概述8.2酶反应动力学8.3酶促褐变8.4酶在食品加工中的应用一、概述1、酶的化学本质酶是由生物活细胞产生的有催化能力的蛋白质。 2、酶的组成 寡聚酶酶蛋白 多酶体系全酶辅酶辅因子辅基金属离子3、酶的专一性（1）结构专一性： 绝对专一 ：如脲酶只能催化尿素水解，而对尿素的衍生物不起作用。

28、麦芽糖酶只作用于麦芽糖而不作用于其他双糖。 相对专一 基团专一：例如水解酶，其中胰蛋白酶只能水解精氨酸或赖氨酸残基的羧基形成的肽键或酯键。 键专一 ：例如酯酶催化酯键的水解，而对底物中的R-COOR基团则没有严格的要求，它既能催化水解甘油脂类、简单脂类，也能催化丙酰、丁酰胆碱或乙酰胆碱等，只是对于不同的脂类，水解速率有所不同。 （2）立体专一性对于一些含有手性基团的化合物，存在光学或立体异构体，而某些酶能够识别底物的顺、反异构或旋光异构体，也就是只能催化一个对映异构体，而对另外一个对映体则没有作用。 酶的命名与分类4、酶的催化理论中间产物诱导契合学说5、酶活力酶活力（enzyme activi

29、ty)就是酶催化能力，用酶催化反应的速度来表示。在25及其他酶最适条件下，在1min内1mol的底物转化为产物的酶量称为酶的国际单位（IU）。单位时间内催化反应生成产物的量称为C酶活力单位。每毫克酶蛋白含有的酶活力单位比活力。二、酶的反应动力学影响酶促反应速度的因素1、底物浓度的影响在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比。当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加。此曲线符合米氏方程。米氏常数Km的意义：不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的特征物理常数；Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一定的缓

30、冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值；Km值表示酶与底物之间的亲和程度：Km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低。2、酶浓度的影响在底物浓度充足、反应条件适宜时，反应速度与酶浓度成正比。3、温度的影响大多数酶都有一个最适温度。在最适温度条件下，反应速度最大。一方面是温度升高，酶促反应速度加快。另一方面，温度升高，酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。因此，酶促反应的最适温度高于酶活力的最适温度。4、pH 的影响在一定的pH 下, 酶具有最大的催化活性,通常称此pH 为最适 pH，极端的pH一般会使酶失活，大多数酶的最适pH在4.58.0。5、水分活度的影响食品原料中的水分含

31、量必须低于1%2%，才能抑制酶活力6、酶的抑制作用和抑制剂不可逆抑制作用可逆的抑制作用 ：（1）竞争性抑制，（2）非竞争性抑制三、酶促褐变1、概念当果蔬受到损伤时，组织和氧接触，由酶催化造成变色的作用。这类反应的速度非常快，一般需要和空气接触，由酶催化，因此称为酶促褐变。2、酶促褐变的机理植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成醌，醌再进行非酶促反应生成 褐色的色素(melanin)。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。然而对茶叶、咖啡、葡萄干和梅干，以及人的皮肤色素形成产生需宜的褐变。 据估计，热带水果50%以上的损失都是由于酶促褐变引起的。同时酶促褐

32、变也是造成新鲜蔬菜例如莴苣和果汁的颜色变化、营养和口感变劣的主要原因。不同的底物的酶促褐变的速度大不相同，邻二酚一元酚对位二酚间位二酚，间位代酚有一定的抗氧化作用，如愈创木酚。2 酶促褐变的条件 多酚类底物，酶及氧。3、酶促褐变的防止（1）热处理：不可过热和时间过长（会引起物料质构不理想变化）。也不能不够热量。方法有水煮、蒸汽、微波、高静压等。理论值加热90-95，维持几秒钟可抑制酶活；（2）酸处理：多数酚酶的最适pH 为6-7，pH3.0 基本失活，所以降低pH 就可以抑制酶促褐变，常用VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。一般柠檬酸与Na2SO3 混用，0.5%柠檬酸+ 0.3%VC；（3）SO

33、2 及Na2SO3：在pH=6 时，效果最好，10ppm 的SO2 足以使酚酶失活，但考虑到挥发，反应损失等，一般增加为300ppm，残留低于20mg/kg。添加此类试剂会造成食品褪色和VB1 被破坏；作用原理：抑制酚酶的活性，并把醌还原成酚，与羰基加成而防止羰基化合物的聚合作用。（4）驱氧法；具体措施：水糖盐液浸渍、浸涂抗坏血酸、真空等。（5）底物改性：使酚形成甲基取代物。四、酶在食品加工中的应用1、在食品加工中的常用酶（1）淀粉酶a-淀粉酶 作用：以随机的方式水解淀粉产生低聚糖或单糖。只水解a-1,4键，随机地从分子内部切开a-1,4葡萄糖苷键，而使淀粉水解成糊精和一些还原糖，所生成产物均

34、为a-构型。液化型淀粉酶对淀粉的水解速度随底物聚合度而异，相对分子质量愈小的底物愈难被水解，对于分支愈多的底物也愈难水解。当淀粉分子中的1,4键约有0.1%被水解，则被断裂成约相当于原来分子大小的1/100。随着淀粉分子的急速变小，粉浆粘度急速降低，这种现象为“液化”，随后水解速度变慢，分子继续断裂，水解完成后，对于原料为支链淀粉的话，产物为73%麦芽糖、19%葡萄糖和8%异麦芽糖。b淀粉酶作用：外切酶，催化淀粉水解成麦芽糖。从淀粉分子的非还原性未端开始，作用于a1，4糖苷键，依次切开麦芽糖单位，同时发生转位反应，使生成的麦芽糖的C(1)由a型转为b型。不能水解支链淀粉的a1,6糖苷键，也不能

35、绕过支链淀粉的分支点继续作用于a1,4键。葡萄糖淀粉酶 作用：外切酶，催化淀粉水解成葡萄糖。从淀粉分子非还原性末端，逐个将葡萄糖单位水解下来当它裂开a-1，4-糖苷键时，将 C1的构型从a-型转变为b-型。该酶的专一性较低，它还能作用a-1,3和a-1,6糖苷键。水解由底物分子的非还原端开始，葡萄糖酶是先与底物分子生成络合结构，而后发生水解催化作用，当底物的葡萄糖值1520范围时，葡萄糖酶糖化效率较高。脱支酶 作用：催化支链淀粉、糖原、限制糊精等的a-1,6-糖苷键水解葡萄糖异构酶 作用：催化D-木糖、D-葡萄糖和D-核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。（2）果胶酶作用：催化果胶质分解聚甲基半乳

36、糖醛酸酶水解酶(EC3.)分类：聚半乳糖醛酸酶催化果胶解聚的酶果胶酯酶（PE）聚半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶裂解酶(EC4.)催化果胶分子的酯水解的酶（3）蛋白酶分类来源：动物、植物、微生物pH：酸性、中性、碱性作用方式：内肽酶、端肽酶活性中心：丝氨酸蛋白酶（如胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶）巯基蛋白酶（如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、链球菌蛋白酶）羧基蛋白酶（如胃蛋白酶、凝乳酶、霉菌蛋白酶）金属蛋白酶2、酶在食品加工中的常用领域（1）淀粉加工 b-淀粉酶、支链淀粉酶：生产麦芽糖、高麦芽糖浆 a-淀粉酶+b-淀粉酶：生产饴糖、麦芽糖、啤酒酿造 a-淀粉酶、

37、糖化酶、葡萄糖异构酶：生产果糖、高果糖浆 支链淀粉酶：生产直链淀粉 a-淀粉酶+糖化酶：生产葡萄糖、发酵原料处理 a-淀粉酶+糖化酶+支链淀粉酶： 生产纯葡萄糖 a-淀粉酶：制造糊精、麦芽糊精（2）水果加工用果胶酶、淀粉酶、纤维素酶等水解大分子的糖类物质。 可利于果汁的压榨，增加出汁率，促进色素、风味等物质的提取。 也可利于果汁稳定澄清，防止混浊。（3）肉蛋鱼乳类加工用蛋白酶水解大分子蛋白物质。 肉类嫩化原理：老龄动物中的胶原蛋白因交联作用呈交链状、网状，肉粗糙、坚韧，故需进行嫩化处理。如嫩化液配方多种，均含蛋白酶和一些调味剂,如：木瓜蛋白酶2%、糖1.5%、味精0.2%，少量胡椒、食盐、食用

38、油。 水解蛋白和水解氨基酸的生产 提取活性肽 凝乳类产品的生产（4）面包类产品的生产用淀粉酶、蛋白酶等第9章 色素教学内容重点难点9.1概述显色机理9.2吡咯色素各色素主要种类的结构、性质及在食品加工中的稳定性9.3类胡箩卜素9.4酚类色素一、 概述1、食品色素的基本概念 概念： 人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区（400800nm）的某些波长的光后，透过光所呈现出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。 （1）发色团(Chromophores ) 在紫外或可见光区(200800nm）具有吸收峰的基团被称为发色团,发色团均具有双键。 如：-N=N-, -N=O, C=S, C=C

39、, C=O等. （2）助色团( Auxochromes) 有些基团的吸收波段在紫外区，不可能发色，但当它们与发色团相连时，可使整个分子对光的吸收向长波方向移动，这类基团被称为助色团。如：-OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -SR, -Cl, -Br 等。物质呈色的原理：在可见光中，不同波长的光呈现不同的颜色，这是因为不同的物质能够吸收不同波长的光，如果某种物质吸收的光的波长范围在可见光以外，这种物质就是无色的，如果吸收可见光区的某些波长的光，那这种物质是有颜色的，而它所呈现的颜色就在可见光中未被吸收的光的颜色，即被吸收光的互补色。1000| 2000| 4000| 8000

40、|X-射线 | 远紫外| 近紫外| 可见| 近红外2、食品色素的分类来源：天然色素和人工合成色素；动物色素（红血素、虾青素等）、植物色素（叶绿素、胡箩卜素、花青素等）、微生物色素（红曲色素）；溶解性：脂溶性和水溶性；结构：吡咯类色素（叶绿素、红血素等）、多烯类（类胡箩卜素）、酚类（花青素、儿茶素、花黄素等）、醌酮类（红曲色素、姜黄素、虫胶色素等）、其他。二、吡咯色素吡咯色素由四个吡咯环的-碳原子通过次甲基相连而形成的共轭体系，也就是卟啉环。中间通过共价键或配位键与金属元素形成配合物，而呈现各种颜色。1叶绿素：（1）结构 吡咯环中间为镁原子。叶绿素是由叶绿酸与叶绿醇和甲醇形成的二酯。高等植物中有

41、a、b 两种，a:b=3:1。（2）叶绿素的稳定性 叶绿素对酸敏感，在酸性条件下，叶绿素中的镁原子会被氢原子代替而形成暗绿色或绿褐色的去镁叶绿素，但在碱性溶液中叶绿素会被水解为仍为鲜绿色的叶绿酸盐，且形成的绿色更为稳定，因此在蔬菜技术工中可用石灰水或氢氧化镁处理，以提高溶液的pH，保持蔬菜的鲜绿色。而在适当条件下叶绿素中的Mg 还可以被其他元素如：Cu、Fe、Zn 等取代或置换，形成的取代物的颜色仍为鲜绿色，且稳定性大为提高，尤其以叶绿素铜钠的颜色最为鲜亮。（3） 影响稳定性的因素 光、氧叶绿素溶解在乙醇或其他溶剂后并暴露于空气中会发生氧化，将此过程称为加氧作用。当叶绿素吸收等摩尔氧后，生成的

42、加氧叶绿素呈现蓝绿色。当光、氧同时存在时，叶绿素将发生不可逆的褪色。叶绿素的光降解是四吡咯环开环并降解为小分子量化合物的过程，主要的降解产物为甲基乙基马来酰亚胺、甘油、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、丙二酸和少量的丙氨酸。 酶 叶绿素酶是目前已知的唯一能使叶绿素降解的酶。叶绿素酶是一种酯酶，能催化叶绿素和脱镁叶绿素脱植醇，分别生成脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素。对于叶绿素的其他衍生物，因其结构不同，叶绿素酶的活性显示明显的差别。叶绿素酶在水、醇和丙酮溶液中具有活性，如果加热温度超过 80，酶活力降低，达到 100时则完全丧失活性。 叶绿素由于脂肪氧合酶的作用而降解生成非叶绿素化合物，脂肪氧合酶还会使叶绿

43、素降解产生自由基。酸、热 叶绿素在加热或热加工过程中可形成两类衍生物，即四吡咯环中心有无镁原子存在。含镁的叶绿素衍生物显绿色，脱镁叶绿素衍生物为橄榄褐色。 叶绿素 a 的转化速率比叶绿素b 快，在加热时叶绿素b 显示较强的热稳定性，此外，叶绿素 b 降解反应的活化能较高，因此，叶绿素b 具有较高的热稳定性。 pH 影响蔬菜组织中叶绿素的热降解，在碱性介质中（pH9.0），叶绿素对热非常稳定，然而在酸性介质中（pH3.0）易降解。水份活度 食品在脱水过程中叶绿素转变成脱镁叶绿素的速率与食品在脱水前的热烫程度有直接关系。 菠菜经热烫、冷冻干燥，叶绿素 a 转变成脱镁叶绿素 a，比对应的叶绿素 b

44、的转化快 2.5 倍，并且这种变化是水活性(aw)的函数。 盐 盐的加入可以部分抑制叶绿素的降解，在烟叶中添加盐(如 NaCl、 MgCl2 和 CaCl2)后加热至 90，脱镁叶绿素的生成分别降低 47%、70%和 77%，这是由于盐的静电屏蔽效果所致。 （4）护绿方法 加碱护绿 采用碱性钙盐或氢氧化镁使叶绿素分子中的镁离子不被氢原子所置换的处理方法， 虽然在加工后产品可以保持绿色，但经过贮藏后仍然变成褐色。高温瞬时灭菌 高温短时灭菌(HTST)加工蔬菜，这不仅能杀灭微生物，而且比普通加工方法使蔬菜受到的化学破坏小。 加入铜盐和锌盐 目前还采用一种复杂的方法，采用含锌或铜盐的热烫液处理蔬菜加

45、工罐头，结果可得到比传统方法更绿的产品。 目前保持叶绿素稳定性最好的方法，是挑选品质良好的原料，尽快进行加工并在低温下贮藏。2、血红素：（1）结构 血红素吡咯环中是铁原子。肉的颜色是由两种物质血红蛋白和肌红蛋白形成的。血红蛋白是由四分子血红素与一分子由四条肽链组成的球蛋白组成，存在于血液中，而肌红蛋白是由一分子血红素与一分子一条肽链的蛋白质组成，血红蛋白的分子质量为68000，肌红蛋白为17000。（2）性质 卟啉环内的血红素以 Fe 2+ 或 Fe 3+ 状态存在。 肌红蛋白和分子氧之间形成共价键结合为氧合肌红蛋白的过程称为氧合作用，它不同于肌红蛋白氧化（Fe 2+ 转变为 Fe 3+ ）形

46、成高铁肌红蛋白（MMb）的氧化反应。 肌红蛋白和氧合肌红蛋白都能发生氧化，使Fe 2+ 自动氧化成 Fe 3+ ，产生不需宜的高铁肌红蛋白（MMb）的红褐色。新鲜肉呈现的色泽，是氧合肌红蛋白、肌红蛋白和高铁肌红蛋白三种色素不断地互相转换产生的，这是一种动态和可逆的循环过程。 在有氧存在时，红紫色肌红蛋白可被氧合成鲜红色的氧合色素的氧合肌红蛋白，形成类似有霜的鲜肉或者氧化成变肌红蛋白，产生非需宜的褐色。 在高氧分压时，肌红蛋白（Mb）向着形成氧合肌红蛋白（O2Mb）的方向进行反应。红色 O2Mb 一旦形成，由于产生高度共振的结构，能保持稳定的状态，所以只要血红素保持氧合状态就不会再发生颜色的变化

47、。 在低氧分压时，肌红蛋白（血红素，Fe2+ ）被氧化变成高铁肌红蛋白（Fe 3+ ），过渡金属离子特别是铜能催化血红素的自动氧化，Mb 的氧化速度大于 MbO2。 过氧化氢与血红素中的 Fe 2+ 和 Fe 3+ 反应生成绿色的胆绿色素（choleglobin）。 细菌繁殖产生的硫化氢在有氧存在下能形成绿色的硫肌红蛋白 （sulfomyglobin）。 腌肉色素 腌肉发色团或色素的形成可看成是两个过程:一是 亚硝酸盐还原成一氧化氮及血红素中的高价铁还原成亚铁；发生此变性反应。硝酸盐或亚硝酸盐发色原理 已证实未烹调腌肉中的最终产物是亚硝酰肌红蛋白，而烹调的腌肉中为变性珠蛋白亚硝酰血色原。 .

48、肉及肉制品的护色 采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。 高氧压护色。 采用 100%CO2 条件，若配合使用除氧剂，效果更好。当动物屠宰后，由于组织供氧停止，肉中原来处于还原态的紫红色的肌红蛋白受到空气中氧气的作用，形成氧合肌红蛋白和氧合血红蛋白，肉色边的鲜红，当氧合肌红蛋白或氧合血红蛋白继续被氧化形成高铁血红素时，则肉的颜色变成棕黑色。在鲜肉中用亚硝酸盐腌制，能保持肉的鲜红色，是因为处于还原态的亚铁血红素能与NO 形成亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，防止血红素继续被氧化成高铁血红素。三、类胡箩卜素类胡箩卜素是以异戊二烯残基为单位的共轭链为基础的一类色素，习惯上又称为多烯色素，属于脂溶性色素，

49、大量存在于植物体中、动物体中和微生物体中。一些类胡箩卜素能在提内转变形成VA，所以又将这些类胡箩卜素称为VA 前体。如-胡箩卜素。类胡箩卜素分为胡箩卜素和叶黄素两大类，胡箩卜素为共轭多烯，叶黄素为共轭多烯的氧化物。类胡箩卜素的加工稳定性较强。1、类胡萝卜素 （1）类胡萝卜素的结构 类胡萝卜素包括胡萝卜素及其含氧衍生物叶黄素， 它们的结构特征是具有共轭双键， 构成其发色基团，这类化合物由 8个异戊二烯单位组成，异戊二烯单位的连接方式是在分子中心的左右两边对称。（2）类胡萝卜素的性质 颜色与结构的关系 ：类胡萝卜素分子中有高度共轭双键的发色团和-OH 等助色团，可产生不同的颜色。分子中含有 7 个

50、以上共轭双键时呈现黄色。这类色素因双键位置和基团种类不同， 其最大吸收峰也不相同。 双键的顺、反几何异构也会影响色素的颜色，例如全反式化合物的颜色较深，顺式双键的数目增加，颜色逐渐变淡。自然界中类胡萝卜素均为全反式结构，仅极少数的有单反式或双反式结构。溶解性质 ：所有类型的类胡萝卜素（烃类胡萝卜素和氧合叶黄素）都系脂溶性化合物，能溶于油和有机溶剂。具有适度的热稳定性，易发生氧化而褪色，在热酸或光的作用下很容易发生异构化。氧化反应：类胡萝卜素在食品中降解的主要原因是氧化作用，包括酶促氧化、光敏氧化和自动氧化 3 种历程。类胡萝素由于高度共轭与不饱和结构，降解产物非常复杂。亚硫酸盐或金属离子的存在

51、将加速-胡萝卜素的氧化。某些类胡萝卜素可以作为单重态氧猝灭剂。其中番茄红素是最有效，类胡萝卜素的抗氧化活性使之具有抗癌、 抗衰老和防止白内障、防止动脉粥样硬化等作用。（3）加工过程中的稳定性 大多数水果和蔬菜中的类胡萝卜素在一般加工和贮藏条件下是相对稳定的。冷冻几乎不改变类胡萝卜素的含量， 热烫通常可以增加类胡萝卜素的含量，因为植物组织中的水溶性成分在热烫过程中减少或被除去，所以提高了色素的提取率。 加热或热灭菌会诱导顺/反异构化反应，为减少异构化程度，应尽量降低热处理的程度。类胡萝卜素异构化时，产生一定量的顺式异构体，是不会影响色素的颜色，仅发生轻微的光谱位移，然而却降低了维生素 A 原的活

52、性。四、酚类色素酚类色素是异类水溶性色素，有花青素、花黄素、儿茶素和鞣质四大类。花青素多以糖苷的形式存在于生物体中，其基本结构为2-苯基并吡喃。花黄素主要指类黄酮及其衍生物，其基本结构为2-苯并吡喃酮。1、花色苷 花色素苷（anthocyanins）是一类在自然界分布最广泛的水溶性色素，许多水果、蔬菜和花之所以显鲜艳的颜色，就是由于细胞汁液中存在着这类水溶性化合物。 植物中的许多颜色（包括蓝色、红紫色、紫色、红色及橙色等）都是由花色素苷产生。 （1） 结构 花色素苷被认为是类黄酮的一种，只有 C6-C3-C6碳骨架结构。所有花色素苷都是花色羊阳离子基本结构的衍生物。 自然界已知有 20 种花色

53、素苷，食品中重要的有 6 种，即花葵素、花青素、飞燕草色素、芍药色素、3-甲花翠素和二甲花翠素 花色羊阳离子由苯并吡喃和苯环组成的 2-苯基-苯并吡喃阳离子，A 环、B 环上都有羟基存在，花色苷颜色与 A 环和B 环的结构有关，羟基数目增加使蓝紫色增强，而随着甲氧基数目增加则吸收波长红移。花色素苷和花色素的颜色与分子被激发难易程度和分子结构中电子的活动性相关。 花色素苷由配基（花色素）与一个或几个糖分子结合而成。目前仅发现 5 种糖构 成花色素苷分子的糖基部分，按其相对丰度大小依次为葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。 花色素苷按其所结合的糖分子数可分成许多种类： 单糖苷只含一个糖基，几乎

54、都连接在 3碳位上；二糖苷含二个糖分子，二个可以都在 3 碳位，或 3 和5 碳位各有一个，但很少在3和7碳位，5碳位连接糖基可使颜色加深；三糖苷的三个糖分子通常二个在 3 碳位和一个在 5 碳位的，有时三个在 3 碳位上形成支链结构或直链结构， 但很少二个 3碳位和一个在 7 碳位的； 含四个糖残基的花色素苷，已有一些证据说明它确实存在。植物中花色素苷的含量一般在20mg/100g 鲜重至600mg/100g 鲜重范围不等。 .花色素苷的颜色和稳定性 花色素苷分子中吡喃环（或称花色羊环）的氧原子是四价的，所以非常活泼，通常不稳定，引起的反应常使色素褪色。这是水果、蔬菜加工中通常不希望出现的。花色素苷的破坏速率主要受 pH、温度和氧浓度的影响，其次酶、还原剂、金属离子和糖也影响花色素苷的稳定性。结构