食品冷冻冷藏的

第一章食品冷冻冷藏的

生物化学基础1-1食品材料的基本构成1-2食品材料的主要化学成分1-3食品冷冻冷藏原理1-1食品材料的基本构成生物由细胞构成，生物体的新陈代谢都是以细胞为基础的，细胞是生物体结构与功能的基本单位。在冷冻冷藏过程中，食品的物理变化和生物化学变化均发生在细胞内外。一、植物细胞（Plantcell)二、动物肌纤维（Musclefibre)内质网[endoplasmicreticulum1－细胞溶液2－液泡3－碳水化合物颗粒4－胡萝卜素5－叶绿素6－细胞核7－细胞壁8－中胶层9－细胞间隙10－线粒体图1-1植物细胞结构细胞壁由纤维素、半纤维素、果胶质、木质素等组成。作用：

(1)稳定细胞形态

(2)减少水分散失

(3)防止微生物侵染和机械损伤细胞膜由脂类、蛋白质和水组成，是细胞生命活动的重要场所和组成成分细胞溶液主要由水、蛋白质、盐、糖类、脂类组成，水占80%以上。液泡内主要是水、糖、盐、氨基酸、色素、维生素等。物质通过液泡膜进出液泡。

作用：

(1)调节胞内水溶液的化学势和pH值

(2)分解大分子化合物质体：白色体，杂色体，叶绿体(1)白色体：存在于胚细胞及根部和表皮中(2)杂色体：存在于花瓣和果实的外表皮内(3)叶绿体：存在于一切进行光合作用的植物细胞中动物肌纤维图1-2横纹肌肌纤维细胞结构1－细胞膜2－线粒体裁3－胶原纤维4－糖原5－肌纤维膜6－细胞核7－肌纤丝8－肌原纤维

Thebackgroundimageshowstheinternalstructureofamusclefibre(cell).

Myofibrilsaretheproteinrodswhicharemadetoslidepasteachotherwhenamuscleactivelycontracts

Sarcoplasmicreticulumstorescalciumionsandreleasesittoinitiatecontractionandpumpsitintoendcontraction.

Terminalcisterneaarespecialisedregionsofthesarcoplasmicreticulumwhichmakecontactwiththetransversetubules.Calciumionsisreleasedfromthisregionontothecontractilefilaments.Calciumionstriggeractiveslidingofthefilaments,whichproducesmuscleshortening.Openingofthetransversetubulestothespaceoutsideofthemusclecell.Electricalsignalstravelfromtheoutsidesurfaceofthemuscledeepintothemusclefibredownthetransversetubules.

Myoplasmisthesurfacemembraneofthemusclecell.Thismembranecarrieselectricalsignals(theactionpotential)alongthemusclefibre.Theactionpotentialtravelsintothemusclefibredowntranversetubules.Thedetailedstructureofamusclecellorfibre,showingthetransversetubules,sarcoplasmicreticulum,mitochondriaeandsarcomeresDETAILEDMUSCLESTRUCTUREMetalloproteinProgramProjectOverview

One-thirdofallproteinsare"metalloproteins",chemicalcombinationsofproteinatoms(carbon,nitrogen,oxygen,hydrogen,sulfur)withionsofmetalssuchasiron,calcium,copper,andzinc.Thehemoglobin,forexample,thatcarriesoxygeninthebloodstream,isaniron-containingmetalloprotein.Themetalionsinmetalloproteinsarecriticaltotheprotein'sfunction,structure,orstability.Infact,numerousessentialbiologicalfunctionsrequiremetalions,andmostofthesemetalionfunctionsinvolvemetalloproteins.Thus,metalloproteinsmakelifeonEarthpossibleandtheabilitytounderstandandultimatelycontrolthebindingandactivityofproteinmetalsitesisofgreatbiologicalandmedicalimportance.

Overthenextfiveyears,thisProgramaimstoovercomecurrentproblemsrelatingmetalloproteinstructureandfunction.Ourmajorfocusistoestablishadirectexperimentalcorrelationbetweenstructuraldesignparametersandmetalloproteinpropertiesbyusinganaccuratedatabaseofproteinmetalsites,explicitevaluationofpossiblestates,projectsthatseparategeneralandframework-specificeffects,andefficientcomputationalsearchesinthevastcombinatoriallandscapeofthemetalsiteenvironment.Theultimategoalofourresearchistoachieveacomprehensiveunderstandingandthesuccessfuldesignofmetalloproteins.1-2食品材料的主要化学成分蛋白质脂肪维生素酶水分矿物质糖类食品化学成分的生理功能蛋白质是构成一切生命体的重要物质，是生命的物质基础。构成元素：C(50-55%)

H(5-7%)

O(20-25%)

N(15-18%)S(0.2-0.3%)P(0-6%)氨基酸是蛋白质的基本单位，参与构成的主要有20种（表1-1）氨基酸在肽链中的排序和空间排布不同，使蛋白质呈现1-4种结构（图1-3）蛋白质蛋白质的分类1两性电解质：等电点：在某pH值时，蛋白质所带的正、负电荷相等，蛋白质不显电性，此时溶液的pH值称为该蛋白质的等电点。当pH>IEP时，带负电荷当pH<IEP时，带正电荷2

胶凝性质每克蛋白质可结合0.2-0.3克水溶胶态凝胶态3

变性受光线、热、冷、酸、碱、高压或某些试剂（乙醇、丙酮等）作用，蛋白质的生物活性遭到破坏，性质发生改变的现象。可逆变性不可逆变性4水解:在酸、碱、酶的作用下逐步水解，经过一系列中间产物，最终生成氨基酸。（蛋白质－蛋白肽－多肽－二肽－氨基酸）5显色反应：遇硝酸变黄蛋白质的主要性质图1-3几种食品材料的蛋白质结构一平面结构二立体结构(二、三、四级结构）二级结构三级结构四级结构图1-4极性水分子在蛋白质颗粒表面的排列状态蛋白质的变性脂肪脂肪在食品中主要提供热量38kJ/g构成元素：C、H、O(N、S、P)脂肪主要由甘油和脂肪酸组成，脂肪酸可分为饱和及不饱和两种，多以偶数碳原子直链形式存在。脂：含饱和脂肪酸多油：含不饱和脂肪酸多

脂肪结构脂肪的性质：水解2酸败(氧化）

其中酸败与冷冻冷藏有较密切的关系水解酸败：脂肪水分、脂肪水解酶甘油+脂肪酸酶

-酮酸羟酸酮类氧化酸败：

脂肪酸中的不饱和键被氧氧化生成过氧化物，继续分解为醛、酮等。预防措施：（1）添加抗氧化剂（2）合理的加工贮藏

图1-5脂肪结构糖类糖是人体热量的重要来源，也参与人体重要代谢过程16kJ/g构成元素：C、H、O多糖-双糖(低聚糖)-单糖

单糖：易溶于水，具有甜味。其中葡萄糖是可直接为人体所利用的唯一糖类。葡萄糖(C6H12O6)(glucose)

葡萄糖是生物细胞所能直接利用的唯一糖类.

果糖(fructose)双糖：易溶于水，具有甜味，易形成结晶。食品中主要的双糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖。多糖：一般不溶于水，无甜味淀粉(starch)纤维素(cellulose)果胶(pectin)低聚糖和多糖与构成中的单糖种类和结构有关糖的分类维生素维生素含量虽少，但作用很大。脂溶性维生素：维生素A、D、E、K

不溶于水，只溶于脂溶剂，获取与肠道吸收脂类能力有关，可储存。水溶性维生素：维生素B族、C

水溶性强，在人体内基本不会储存A（抗干眼病）D（抗佝偻病）E（促进生长发育）K（帮助凝血）B1（脚气病）B2（口角炎）B5（癞皮病）B6（唇舌炎、眼角膜炎）B12（儿童发育不良、恶性贫血）C（坏血病）酶是一种具有催化作用的特殊蛋白质特性：（1）催化的高效性。比一般催化剂高107-1013倍。（2）专一性（特异性）（3）不稳定性。易失活，只有在适宜的条件下才能发挥作用。影响酶促反应速度的因素：（1）酶浓度的影响（5）抑制剂（2）底物的影响（6）激活剂（3）温度的影响（7）水分活度（4）pH值的影响酶（E）酶浓度反应速度V酶浓度对酶反应速度的影响底物浓度反应速度VVmax1/2Vmax底物浓度对反应速度的影响温度反应速度最适温度温度对酶促反应速度的影响pH最适pH值酶活性pH值对酶促反应速度的影响水分活度反应速度水分活度对反应速度的影响是食品中除C、H、O、N四种元素以外的其它元素的统称。常量元素（>0.01%)：Ca、Mg、P、Na、K、Cl、S微量元素：铁、锌、铜、碘、锰、钼、钴、硒、铬、镍、锡、硅、氟、矾等。矿物质过多过少，均会引起人体疾病。矿物质水分是组成一切生命体的重要物质。水分：自由水；结合水（与蛋白质、糖分子结合）水分对反映速度与微生物繁殖的影响

图1-7、1-8水分活度（见第二章）水分1-3食品冷冻冷藏保鲜原理引起食品变质的五个因素：微生物的作用酶的作用氧化作用呼吸作用机械损伤冷冻冷藏中，低温使氧化作用、呼吸作用和微生物的作用很小很小，酶的作用减弱，只有冰晶的机械损伤，使食品得到保鲜。微生物的作用：1分解高分子物质，引起质量下降。在这一过程的起始阶段，改变色泽和风味，降低营养价值，若继续，则食品不能食用。微生物生长繁殖速度极快。2温度对微生物的影响表1-4

a杀菌作用(bactericidaleffect)：50-60%可被杀死

b抑菌作用(bacteriostaticeffect)：图1-93水分对微生物的影响：50%以上水