食品化学期末考试整理

1、食品化学期末考试整理第二章：水.解释水为什么会有异常的物理性质。在水分子形成的配位结构中，由于同时存在2个 氢键的给体和受体，可形成四个氢键，能够在三 维空间形成较稳定的氢键网络结构。(了解宏观上水的结构模型。混合模型：混合模型强调了分子间氢键的概念，认为 分子间氢键短暂地浓集于成簇的水分子之间 ，成 簇的水分子与其它更密集的水分子处于动态平 衡.填隙式模型水保留一种似冰或笼形物结构，而个别水分 子填充在笼形物的间隙中。连续模型分子间氢键均匀分布在整个水样中，原存 在于冰中的许多键在冰融化时简单地扭曲而不 是断裂。此模型认为存在着一个由水分子构成的 连续网，当然具有动态本质。) 2.食品中水的

2、类型及其特征？根据水在食品中所处状态的不同，与非水组 分结合强弱的不同，可把固态食品中的水大体上划分为三种类型：束缚水、毛细管水、 截流水束缚水：不能做溶剂，与非水组分结合的牢 固，蒸发能力弱，不能被微生物利用，不能 用做介质进行生物化学反反应。毛细管水：可做溶剂、在一40C之前可结 冰，易蒸发，可在毛细管内流动，微生物可 繁殖、可进行生物化学反应。是发生食品腐 败变质的适宜环境。截流水：属于自由水，在被截留的区域 内可以流动，不能流出体外，但单个的水分 子可通过生物膜或大分子的网络向外蒸发。 在高水分食品中，截留水有时可达到总水量 的90%以上。截留水与食品的风味、硬度 和韧性有密切关系，应

3、防止流失。.水分活度的定义。冰点以下及以上的水分活 度有何区别？1）水分活度（A能反应水与各种非水成分缔 合的强度。 Aw p/p.=ERH/100 式中， p为某种食品在密闭容器中达到平衡状态时 的水蒸气分压；p。为在同一温度下纯水的饱 和蒸汽压;ERH为食品样品周围的空气平衡相对湿度。2)定义不同：冰点以下食品的水分活度的 定义：Aw = Pff / Po (scw) = Pice / P。(scw) Pff :部分冻结食品中水的分压 Po (scw): 纯过冷水的蒸汽压(是在温度降低至 -15C测定 的) Pice :纯冰的蒸汽压Aw的含义不同在冰点以上温度，Aw是试样成分和温度的 函数

4、，试样成分起着主要作用；在冰点以下温度，Aw与试样成分无关，仅 取决于温度。当温度充分变化至形成冰或熔化冰时，从 食品稳定性考虑，Aw的意义也发生变化。低于食品冰点温度时的 AW不能用来预 测冰点温度以上的同一种食品的 AW。.水分吸着等温线(MSI )。滞后现象及其产生原 因。定义：在恒温下，食品水分含量与水分活度 的关系曲线。同一食品它的回吸等温线与解吸等温线并 不完全重合，在中低水分含量部分张开了一细长的眼孔，这种水分吸着等温线与解吸等 温线之间的不一致现象称为滞后现象。产生原因：解吸过程中一些水分与非水溶 液成分作用而无法放出水分。不规则形状产生毛细管现象的部位，欲填满 或抽空水分需不

5、同的蒸汽压。解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法 紧密结合水，由此可导致回吸相同水分含量时处 于较高的aw.温度、解吸的速度和程度及食品类型等都 影响滞后环的形状。.水分活度与食品稳定性的关系1）总的趋势是：水分活度越小，食品越稳 定，较少出现腐败变质的问题，有以下三方面原 因：1、微生物的活动与水分活度的关系在食品中，微生物赖于生存的水主要是自由水， 食品内自由水含量越多，水分活度越大，故水分 活度大的食品易受微生物污染，稳定性差。2、化学及酶促反应与水分活度的关系5酶促反应需在酶的催化作用下进行。酶的催化活 性取决于酶分子的构象，酶分子的构象与其存在 的环境有密切的关系，只有以水作为介质

6、的环境 中，用来维持酶分子活性构象的各种作用力，特别是非极性侧链间的疏水作用力，才能充分地发 挥作用。另外，水的存在也有利于酶和底物分子 在食品内的移动，使之充分地靠拢。3、非酶反应与水分活度的关系Maillard反应：当Aw=0.60.7时，反应达最大值；当0.7时，Maillard反应的速度反而降低， 这是由于继续增加的水稀释了反应物的浓度， 因而也降低了反应速度。脂肪非酶氧化反应：反应在水分活度很低 时便开始进行，随着水分活度升高，反应速 度反而降低，降低的趋势一直延续到水分活 度0.4左右，从此开始水分活度升高，反应 速度增大，但增大到 0.7-0.8之间的最大值 后，又出现降低的势头

7、。干制、糖渍、盐渍食品均是降低水分进行 保藏的。2）用冻结的办法保藏食品，最关键的是低温。在低温下，引起食品腐败的微生物活动和化学反 应均受到巨大的抑制。1、冻结对微生物活动的影响 食品冻结后的温度，按规定应保持在 -18C, 在此温度下微生物的活动，将受到极大的抑 制，有的甚至死亡。(1)低温虽不能杀灭全部微生物，但幸存者 的活性则遭受抑制。(2)食品冻结后，可被微生物利用的液态水 大量减少，(3)未结冰的溶液经冻结浓缩后，浓度急剧 增大，渗透压也随之变大，这些变化对微生物 的活动也都能产生抑制作用。2、 冻结对生物化学反应的影响 (1)冻结食品在低温下，一些常温下出现的 引起食品腐败的生物

8、化学反应，也随着酶活性 或反应速度常数的降低，受到极大的抑制。冻结保藏食品的理论基础。(2)在食品冻结后，原来分散在自由水中的 溶质被浓缩在剩余的没有凝固的水中，未凝固 相的一些性质，如pH值、离子强度、氧化还原电位及某些胶体性质等，都因此发生了变 化，变化后往往会加速一些化学反应。（3）由于自由水结冰后体积膨胀，在食品的 组织结构遭受了机械损伤后，导致酶、底物、 激活剂在细胞内的位置发生了变化， 即发生了 常说的 错位”现象，由此引发了某些酶促反应 的进行。第三章：碳水化合物.碳水化合物的分类据组成碳水化合物的数量可分为：单糖：据含碳原子数目分为丙糖、丁糖、戊 糖、己糖等；或 三碳糖、四碳糖

9、、五碳糖、 六碳糖等；醛糖、酮糖寡糖：由210个单糖分子缩合而成，水解 后生成单糖。据组成寡糖的单糖种类，分为 均寡糖（如麦芽糖和聚合度10的糊精）和 杂寡糖（如蔗糖、棉籽糖）。多糖：由许多单糖分子缩合而成。聚合度10. 分为：均多糖如纤维素、淀粉杂多糖如海藻多糖、茶叶多糖、植物多糖、动物多糖、微生物多糖据在生物体内的功能：结构性多糖、储藏性 多糖、功能性多糖.常见的二糖、低聚糖麦芽糖（还原性）、乳糖（还原性）、蔗糖（无还 原性）。.从环糊精的结构来解释其具有什么样的功能 性质？环糊精是由6-8个D-口比喃葡萄糖通过a - 1, 4糖昔键连接而成的低聚物，分别称为a 环糊精，3 -环糊精，丫

10、-环糊精。环糊精结 构具高度对称性，分子中糖普氧原子是共平 面的。环糊精分子是环型和中间具有空穴的 圆柱结构。在3 -环糊精分子中7个葡萄糖残 基的C6上的伯醇羟基都排列在环的外侧，而空穴内壁则由呈疏水性的 C-H键和环氧 组成，使中间的空穴是疏水区域，环的外侧 是亲水的。由于中间具有疏水的空穴，因此具有如下功 能：对油脂起乳化作用；对挥发的芳香物质，有防止挥发的作用；对易氧化和易光解的物质有保护作用；对食品的色、香、味也具有保护作用；除去食品中一些苦味和异味；作为微胶囊化的壁材。.碳水化合物的物理性质1、甜度(相对甜度)：一般选用蔗糖为基准， 因其是一种非还原糖，其水溶液比较稳定， 其他糖的

11、甜度，则是与蔗糖比较后的相对甜 度。2、溶解度：虽然各种糖都能溶于水中，但 它们的溶解度不同，其中果糖溶解度最高， 其次是蔗糖、葡萄糖、乳糖等。糖的溶解度10随温度升高而增大。3、结晶性：糖溶液越纯就越容易结晶，混 合糖比单一的糖难于结晶。不同种类的糖结 晶性不同.蔗糖易结晶，且晶体很大；葡萄 糖也易结晶，但晶体细小；转化糖、果糖较 难结晶.淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精 的混合物，不能结晶。4、吸湿性和保湿性：吸湿性指糖在空气湿 度较大的惰况下吸收水分的性质；不同种类的糖吸湿性不同.果糖、转化糖吸湿性最 强；葡萄糖、麦芽糖次之；蔗糖吸湿性最弱。5、渗透压：相同浓度下（质量百分比浓度） 下，溶

12、质分子的分子质量越小，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、黏度：一般来讲粘度与分子体积大小成 正比关系如葡萄糖、果糖的粘度较蔗糖为 低。葡萄糖的粘度随温度升高而增大，蔗糖 的粘度则随着温度的升高而减小。7、抗氧化性：由于氧气在糖溶液中的溶解11量低于在水溶液中的溶解量，所以糖溶液具 有抗氧化性.有利于保持鲜果的风味、颜色 及维生素C,不致因氧化反应而发生变化.葡 萄糖、果糖、淀粉糖浆都具有抗氧化性.碳水化合物的化学性质1）水解反应一一转化糖的形成C12H22O11

13、+ H2O -C6H12O6 +C6H12O6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。用于转化糖生 产的酸是盐酸，酶是3 -葡萄糖昔酶和3 -果 糖昔酶。2）氧化反应D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易氧化成D-葡萄糖酸。利用此反应可以测定食品和其它生物 材料中D-葡萄糖的含量，也可以测定血中葡 萄糖含量。3）还原反应双键加氢称为氢化。D-葡萄糖 - D-葡萄糖醇12（山梨醇）D-甘露糖、D-果糖甘露糖醇木糖 f 木糖醇4）酯化和酸化糖中羟基与有机酸或无机酸相互作用生成酯，与醇中的羟基作用形成酸5）非酶褐变（1）焦糖化反应：碳水化合物特别

14、是蔗糖和 还原糖在不含氮化合物情况下直接加热所发生 的复杂反应称为焦糖化反应。（2）美拉德反应 定义：食品在油炸、烘烤、烘焙等加工中， 还原糖（主要是葡萄糖）同游离的氨基酸或蛋白 质分子中氨基酸残基的游离氨基发生默氨反应， 这种反应被称为美拉德反应。反应机理（主要是葡萄糖）：当还原糖同氨基酸、蛋白质或其他含氮的 化合物一起加热时，还原糖与胺反应产生葡基 胺，溶液呈无色；葡基胺经 Amadori重排，得 到1-氨基-1-脱氧-D-果糖衍生物。在pH 05条 件下继续反应，最终可得到5-羟甲基-2-映喃甲醛（HMF）。在pH5的条件下，此活性环状 化合物（HMF和其他化合物）快速聚合，生成 含氮的

15、不溶性深暗色物质。有利与不利方面有利：形成喜人的颜色，产生风味物质。不利：产生一些不希望的颜色，出现的褐变导致 氨基酸和营养成分的损失。影响因素水分含量：中等水分含量条件下褐变 速度最快；pH值：pH 6,即使有褐变，其程度 也较低。pH7.8-9.2范围内褐变速度最快； 从反应机制看，酸性溶液中，氨基处于质子 化状态，使得葡基胺不能形成。金属离子：特别是铜与铁能促进褐变， 三价铁比二价铁更为有效；糖的种类：醛糖比酮糖更易褐变。酮糖 在褐变中遵循不同的机制，因此，D-果糖在 褐变中的活性比醛糖低的多。抑制褐变的方法：降低水分；降低 pH; 降低温度；除去一种作用物。.直链淀粉与支链淀粉的不同之

16、处直链淀粉：由葡萄糖通过a -1, 4糖昔键连接而成的直链分子，呈右手螺旋结构，在 螺旋内部只含氢原子，羟基位于螺旋外侧。支链淀粉：是一种高度分支的大分子，葡 萄糖基通过a -1, 4糖背键连接成它的主链， 支链通过a -1, 6糖音键与主链连接。.糊化、老化及其影响因素糊化：通过加热提供足够的能量，破坏淀粉 结晶胶束区弱的氢键后，颗粒开始水合和吸 水膨胀，结晶区消失，大部分直链淀粉溶解 到溶液中，溶液黏度增加，淀粉颗粒破裂， 双折射消失。这个过程称为糊化。糊化作用的本质是淀粉分于间的氢键断裂，淀 粉分散在水中成为胶体溶液.影响淀粉糊化的因素：1、Aw:食品中盐类、低分子量的碳水化合 物和其他

17、成分降低Aw,抑制淀粉的糊化。2、淀粉结构：当淀粉中直链淀粉比例较高时不易糊化，反之亦然。3、盐：高浓度盐抑制淀粉糊化，低浓度的盐对糊化几乎无影响154、脂类：脂类可被包含在淀粉螺旋环内， 不易从螺旋环内浸出，而且脂类可阻止水渗入 淀粉粒，所以能与淀粉配位的脂肪都将阻止淀 粉粒溶胀，影响淀粉的糊化5、pH值： pH60 C或-20 C时不易老化。冷冻速度：速冻可抑制淀粉老化。共存物的影响： 脂类和乳化剂抗老化； 多糖（果胶除外）抗老化；表面活性剂或具有表面活性的极性脂可抑制老化。.改性淀粉.果胶的结构、分类以及形成凝胶的条件。果胶分子的结构：果胶分子的主链是由150-500个a -D-半乳糖醛

18、酸基（相对分子 质量为30000100000）通过1, 4糖昔键连 接而成，在主链中相隔一定距离含有a-L-鼠李叱喃糖基侧链，因此果胶的分子结构由 均匀区与毛发区组成。均匀区是由主链组 成，毛发区是由高度支链组成。天然果胶的分类17高甲氧基果胶(HM):分子中超过 一半的竣基是甲酯化的，余下的竣基以 游离酸及盐的形式存在。2)低甲氧基果胶(LM ):分子中低于一半的 竣基是甲酯型的。果胶能形成具有弹性的凝胶：(1)高甲氧基果胶形成凝胶的条件是：低pH值高糖浓度，一般果胶1% 、蔗糖浓度58% -75% 、pH2.8-3.5(2) 低甲氧基果胶形成凝胶的条件是： pH2.5-6.5,加入Ca2+

19、、没有糖也可形成稳定 的凝胶、易脆裂，弹性小，加入蔗糖10%-20% , 可明显改善凝胶的质地。0第四章脂类（了解脂肪的状态和命名）1.脂类的物理性质纯净的油脂无色、无味、不挥发1、密度：天然油脂是三酰基甘油的混合物， 其密度与组成有关。常温下，脂肪密度小于 水，油密度随温度的升高而缓慢降低，从固 态变为液态，密度大约降低10% O2、折射率：油脂分子中碳链越长、不饱和 程度越高，油脂的折光率越大；油脂与有机 溶剂混合后，折光率减小。3、熔点：天然油脂没有确定的熔点，仅有 一定的熔点范围。（因为是各种甘油酯的混 合物）4、烟点、闪点和着火点一一油脂的三点 烟点：在不通风的条件下，观察到样品发烟

20、 时的温度。它是表示油脂热稳定性的一个参 数。油脂中脂肪酸碳链短、含游离脂肪 酸越高，则油脂的烟点越低，品质较差。 一般油脂的烟点在 240 C左右，经长 期放置后烟点下降。闪点：在严格规定的条件下加热油脂，油脂 挥发能被点燃、但不能维持燃烧的温度。着火点：在严格规定的条件下加热油脂，直到油脂被点燃后能维持燃烧5s以上的温度。.同质多晶同质多晶：指化学组成相同，但具不同晶型的物质，在熔化时可得到相同的液 相。不同晶型的固体晶体称为同质多晶体。.乳化剂的选择1、HLB法选择乳化剂（亲水一亲油平衡值） 通常混合乳化剂比具有相同 HLB值的 单一乳化剂的乳化效果好。HLB值小说明亲油性强，HLB值大

21、说明亲水21性强2、根据皿选择乳化剂（相转变温度） 乳化剂的相转变温度（PIT）与乳状液稳 定性密切相关。在特定体系中发生相转变的 温度是该乳化剂亲水亲油性质达到适当平衡 的温度。.脂肪的化学性质一、脂解通过酶的作用，或通过热和酸的作用， 脂类中酯键水解（脂解），产生游离脂肪酸。 如果在碱性条件下水解，生成的脂肪酸与碱 作用生成脂肪酸的盐即生成皂（皂化反应）SOCsHeCOCQR)! +3KUH- CsH/DH)1+ 3R*lSO甘轴X 二、脂类氧化1、脂类的自动氧化（蛤败）（1）利与弊： 它能导致食用油和含脂食 品产生不良风味和气味，有害于人体健康。降低了食品的营养价值。 在某些情况下，如

22、在陈化的干酪或一些油炸食品中，脂类的轻度氧 化是期望的。自由基链反应机理22不饱和脂肪鼠a由解广*过气化自由RHR- d rqo* /X ROOH不慎和脚眈殿RH不慎和脚眈殿RH自由茶 *过蠹化自由熊R- 3 RQQ-脂类的自动氧化机理遵循自由基链反应机理:引发传递 终止。引发：RH fR? + H ?传递： R? + 02 7ROO ?R00? + RH-ROOH + R ?终止：R ? + R ? fR-RR? + ROO ? 7 R-O-O-RROO ? + ROO ? - R-O-O-R +O22、光敏氧化光敏氧化的两条途径：1）敏化剂吸收光后可与作用物（A）形成中间 物，然后中间物与

23、基态（三重态）氧作用产生 氧化产物。敏化剂+A+hv -中间物-1中间物-1 +O2 -产品+敏化剂2）敏化剂吸收光时与分子氧作用。而不是与 作用物作用。敏化剂+O2+hv -中间物-1123中间物-11 + A t产品+敏化剂光敏氧化机理如下：基态氧受光敏剂和日光影响产生单线态氧。单线态氧与双键发生一步协同反应形成六 元环过渡态，然后双键发生位移形成氢过氧化 物。光敏氧化特点：不产生自由基；双键的顺式 构型改变为反式构型；与氧浓度无关；不存在 诱导期；受到单重态氧猝灭剂3-胡萝卜素与生育酚的抑制，但不受抗氧化剂影响。3、酶促氧化自然界中普遍存在脂肪氧合酶（LOX）,它可 使油脂与氧反应产生氢

24、过氧化物。机理：不饱和脂肪酸在受到脂肪氧合酶的 作用时，首先是3 -8亚甲基脱去一个氢原子 生成游离基，然后这个游离基通过异构化使 双键位置转移同时转变成反式构型。然后生 成3 -6-氢过氧化物或 w-10-氢过氧化物三、热分解四、油炸化学五、电离辐射对脂肪的影响六、氢化七、酯交换.抗氧化剂的类型及常见的抗氧化剂1）根据抗氧化机理不同，可把抗氧化剂分为：1、游离基清除剂2、氢过氧化物分解剂3、单重态氧猝灭剂4、酶抑制剂5、抗氧化剂增效剂2）常见的抗氧化剂有：生育酚、茶多酚、 竹叶黄酮、没食子酸丙酯、抗坏血酸、叔丁基对羟基茴香醛（BHA）、2, 6-二叔丁基羟 基甲苯（BHT ）、叔丁基对苯二酚

25、（TBHQ ） 等。.油脂的精炼（1）除去不溶性杂质：可通过静置法、过滤法、离心法等机械处理，除去悬浮于油 中的杂质。（2）沉降与脱胶：沉降工艺包括将脂肪加 热，并保持一段时间，直至水相被分离而移 去。该工艺可从脂肪中除去水、蛋白质类物25质、磷脂以及碳水化合物。(3)中和(碱炼)：主要目的：去除游离脂 肪酸(4)脱色：将油加热到85C,并用吸附剂 进行处理(如漂白土或活性炭)，除去有色 物质。(5)脱臭：在减压下通过水蒸气蒸储可除 去一些不期望风味的挥发性化合物。2527第五章蛋白质.食品体系中蛋白质的功能作用及应用功能 溶解性 粘度作用机制亲水性 持水性， 流体动力 学的大小食品饮料功能

26、溶解性 粘度作用机制亲水性 持水性， 流体动力 学的大小食品饮料汤、调味 汁、色拉调 味汁、甜食蛋白质类乳清蛋白 赫持水性和形状氢键、离持水性和形状氢键、离香肠、蛋糕、肌肉蛋子水合 面包白）鸡蛋蛋白胶凝作 用水的截留 和不流动 性）网络 的形成肉、凝胶、蛋 糕焙烤食品 和奶酪肌肉蛋 白，鸡蛋 蛋白和 牛奶蛋粘结- 粘合疏水作 用，离子 键和氢键肉、香肠、面肌肉蛋条、焙烤食品白，鸡蛋 蛋白的 乳清蛋28胶凝作 用水的截留 和不流动 性）网络 的形成肉、凝胶、蛋 糕焙烤食品 和奶酪肌肉蛋 白，鸡蛋 蛋白和 牛奶蛋粘结- 粘合疏水作 用，离子 键和氢键肉、香肠、面肌肉蛋条、焙烤食品白，鸡蛋 蛋白的

27、乳清蛋28白弹性疏水键， 一硫交联键肉和面包肌肉蛋 白，谷物 蛋白乳化界面吸附 和膜的形 成香肠、大红 肠、汤、蛋糕、 甜食肌肉蛋 白，鸡蛋 蛋白，乳 清蛋白泡沫界面吸附 和膜的形 成搅打顶端配 料，冰淇淋、 蛋糕、甜食鸡蛋蛋 白，乳清 蛋白脂肪和 风味的 结合疏水键，截面低脂肪焙烤 食品，油炸面 圈牛奶蛋 白，鸡蛋 蛋白，谷 物蛋白(了解蛋白质的起泡性质和乳化性质)1)乳化性质评价蛋白质乳化特性的方法：四个指标(1) (2)(4)(1)油滴大小和分布：油滴大小：测定乳状液平均液滴大小29的方法有：光学显微镜法、电子显微镜法、光散 射法或使用Counter计数器。则总界面积A = 3/ R：分散相（油）的体积分数R:乳状液粒子的平均 半径（2）乳化活力乳化活力（Emulsifying Activity Index ）EAI ）单位质量的蛋白质所产生的界面积。EAI=3 . /Rm：分散相（油）的体积分数R:乳状液粒子的平均半径M :蛋白质质量也可以利用浊度法测定蛋白质的乳化 活力指标。（3）乳化能力乳化能力：指在乳状液相转变前（从 O/W 乳状液转变成 W/O乳状液）每克蛋白质所能