1、食品化学第二章 水分 1、名词解释： （ 1） 水分活度：指食品的 水分蒸汽压 与相同温度下 纯水的饱和蒸汽压 的比值。 （ 2） 水分的吸湿等温线 ：在恒定温度下，以食品中 水分含量为纵坐标 ，以 水分活度为横坐标 绘制而成的曲线称为吸附等温线（ MSI）。 （ 3） 等温线的滞后现象：一种食物一般有两条吸附等温线。一条是 水分回吸等温线 ，是食品在吸湿时的吸附等温线；一条是 水分解吸等温线 ，是食品在干燥时的吸附等温线；往往这两条曲线并不完全重叠，在中低水分含量部分张开了一细长的眼孔，把这种现象称为“滞后”现象。 2、问答题 （ 1）水分活度与食品稳定性的关 系。 食品 aw与 微生物生长
2、 的关系：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，一般说来：细菌为 Aw0.9； 酵母为 Aw0.87； 霉菌为 Aw0.8。 食品 aw与 酶促反应 的关系：一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 Aw葡萄糖 果糖和转化糖。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。 （ 3）吸湿性与保湿性：吸湿 性是指在环境湿度较高的情况下吸收水分的性质，保湿性是指在较低湿度下保持水分的性质。不同的
3、糖吸湿性不同，常见糖的吸湿性：果糖转化糖 麦芽糖 葡萄糖 蔗糖 乳糖。 糕饼表面的糖霜不应当结块，需采用吸水能力有限的糖，如乳糖和蔗糖 。 （ 4）冰点降低：当在水中加入糖时会引起溶液的冰点降低。糖溶液冰点降低的程度取决于它的浓度和糖的分子量大小，糖的浓度越高，分子量越小，冰点降低得越多。 生产雪糕等冰冻食品时，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）。 2、商品果胶按酯化度分类 及凝胶形成的条件和机理。 （ 1） 商品果胶是用酸从柑橘皮和苹果皮或苹果渣中提取得到的可溶性果胶。 根据果胶分子羧基酯化度的不同，天然果胶一般分为两大类： 一类为 高甲
4、氧基果胶 （ HM），甲氧基含量 7%，酯化度（ DE） 50%；一类为 低甲氧基果胶 （ LM），甲氧基含量 0.73，氧化速度降低。 分子定向 ：脂质分子的定向对其氧化具有重要的影响。 辐射能 ：可见光、紫外线以及辐射都能有效地促进氧化。 助氧化剂 ：过渡金属 Cu、 Fe、 Mn、 Co等，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，使氧分子活化。助氧化顺序 :PbCuSnZnFeAlAg。 抗 氧化剂 ：能延缓和防止脂类氧化速率的物质。 2.分别论述油脂在不同氧化机理下氢过氧化物的形成过程 ? （ 1） 自动氧化：油脂自动氧化活化的含烯底物（如不饱和油脂）与基态
5、氧发生的游离基反应，包括链引发、链传递和链终止 3 个阶段。 （ 2） 光氧化：不饱和脂肪酸与单线态氧直接发生氧化反应。 食品中存在的天然色素，叶绿素、血红蛋白是光敏化剂，受到光照后可将基态氧（ 3O2）转变为激发态氧（ 1O2）。单线态氧具有极强的亲电性，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，形成六元环过渡态，双键位移形成反式构型的氢过氧化物。 （ 3） 酶促氧化：脂肪在酶参与下所发生的氧化反应。 脂肪氧合酶（ Lox）专一性地作用具有 1， 4-顺，顺 -戊二烯结构的多不饱和脂肪酸，在1， 4-戊二烯的中心亚甲基处脱氢形成游离基， 异构化使双键位置转移，转变成反式构
6、型，形成具有共轭双键的氢过氧化物。 3 简述油脂酯交换的机理。 （ 1）化学酯交换： a （ 2）脂水解酶在一定条件下，可进行脂合成。以无选择性的脂水解酶进行的酯交换是随机反应，以选择性脂水解酶作催化剂，反应是有方向的。 简述油脂氢化的机理。 酰基甘油上不饱和脂肪酸的双键在 Ni, Pt 等的催化下，在高温下与氢气发生加成反应，不饱和程度降低，把在室温下呈液态的油变成固态的脂的过程。 4 简述油脂精炼的步骤和原理。 （ 1） 脱胶 ：脱胶实际上是用水淋洗油脂除去其中磷脂的过程。 （ 2） 碱炼 ：又称中和，指向油脂中加入碱液使游离脂肪酸被中和形成皂角而除去的过程。 （ 3） 干燥 ：含水量保持
7、在 0.3%以内，减压雾化处理。 （ 4） 脱色 ：脱色指向油脂中加入吸附材料以脱除油脂中的色素，使油脂颜色变浅的过程。 （ 5） 脱蜡 ： 先将油脂缓慢降温至 68，保持 6 小时使蜡质结晶并成熟，然后将油脂小心加热至18后过滤出去结 晶的蜡质。 （ 6） 脱臭 ：将导致油脂产生异味的物质去除的过程，常见这些物质包括残留游离脂肪酸、醛类、酮类、醇类等物质。 食品化学第五章 蛋白质 一、名称解释 1 蛋白质变性：通常把 蛋白质二级结构 及其以上的高级结构在酸、碱、盐、热、有机溶剂、辐射、激烈振荡、热高压等的作用下发生的变化叫做蛋白质的变性。 2 蛋白质的功能性质： 指蛋白质除营养特性以外的，在
8、食品加工、贮藏和销售中对食品需宜特性有利的物理和化学性质。 3 蛋白质的水合性质： 对于蛋白质与水分子在固体、塑性固体（半固体）或沉淀条件下与水分子发生的作用通常称为 水合作用。 4 蛋白质的胶凝性质：变性的蛋白质分子聚集并形成 有序的蛋白质网络结构 的过程。 5 蛋白质的面团形成：面团的形成即小麦胚乳中的面筋蛋白质（由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成），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。 6 蛋白质的组织化： 指经特定处理使植物性蛋白具备类似动物肉咀嚼特性和口感的方法。 7 蛋白质的乳化性质：乳化性质是指蛋白质能使互不相容的两相（液态），其中一相以微小的液滴或液
9、晶形式均匀地分散到另一相中形成具有相当稳定性的多相分散体系的性质。 8 蛋白质的起泡性： 蛋白质在 气 -液界面形成坚韧的薄膜使大量气泡 并 入并稳定的能力 。 二、问答题 1、蛋白质变性定义、引起蛋白质变性的因素及影响规律。 （ 1）在酸、碱、盐、热、有机溶剂、辐射、激烈振荡、热高压等的作用下发生的变化叫做蛋白质的变性。 （ 2）蛋白质变性的物理因素 加热 ：蛋白质在某一温度时，会产生状态的剧烈变化。在较低温度下短时间变性是可逆变性；在较高温度长时间变性是不可逆变性；在 70-80以上，蛋白质二硫键受热而断裂 ,蛋白质变性作用的速度取决于温度的高低。 冷冻 ：一般认为，温度越低，蛋白质的稳定
10、性越高。但也有例外，如肌红蛋白和突变型噬菌体 T4溶菌酶分别在 30和 12.5时显示最高稳定性，低于或高于此温度时肌红蛋白和 T4溶菌酶的稳定性降低，保藏温度低于 0时这两种蛋白质均遭受冷诱导变性。 剪切 ：捏揉、振动或搅打等高速机械剪切都能引起蛋白质变性。剪切的速度越大，蛋白质的变性程度越大。 高压 ：大多数蛋白质在 100 1200MPa 会发生变性。高压诱导的蛋白质变性是高度可逆的。 辐射 ：紫外线、 -射线和其他电离辐射能改变蛋白质的构象，也使氨基酸残基氧化、共价键断裂、离子化，形成蛋白质自由基以及它们重新结合和聚合。 界面作用 ：蛋白质吸附在气 -液、液 -固或液 -液界面后，可以
11、发生不可逆的变性。蛋白质具有较松散的结构，在界面上的吸附就比较容易；蛋白质的结构较紧密，或者被二硫键所稳 定，或是不具备相对明显的疏水区和亲水区，这类蛋白质由于不易被吸附到界面而较耐界面变性。 （ 3）蛋白质变性的化学因素 酸碱 ：大多数蛋白质在 pH4 10比较稳定，超过这个范围就会发生变性。 盐类 ：在低浓度时，盐的离子与蛋白质发生非特异性的静电相互作用，稳定了蛋白质的结构；在高浓度时，盐具有影响蛋白质结构稳定性的离子特异性：一般氯离子、氟离子、硫酸根是蛋白质结构的稳定剂；而硫氰酸根、三氯乙酸 根则是蛋白质结构的去稳定剂。 非极性溶剂 ：大多数有机溶剂是蛋白质的变性剂。有机溶剂通过多种方式
12、改变蛋白质的构想。 蛋白质的变性剂和还原剂 ：某些有机化合物例如尿素和胍盐的高浓度水溶液破坏了稳定蛋白质构象的疏水相互作用，或者直接与蛋白质分子作用而破坏氢键，导致蛋白质发生不同程度的变性。还原剂（如半胱氨酸、抗坏血酸、 -巯基乙醇、二硫苏糖醇等）可以还原二硫键，从而改变蛋白质的原有构象，造成使 蛋白质的不可逆变性。 （ 4） 蛋白质变性因素的交互作用 ：在食品体系中很多时候是多因素复合作用而导致蛋白质变性的，称为蛋白质变性因素的交互作用。两种不同的因素在诱导蛋白质变性中往往具有协同效应。 2、蛋白质的发泡性质及其影响因素。 （ 1）起泡性是指蛋白质在气 -液界面形成坚韧的薄膜使大量气泡并入并
13、稳定的能力。 （ 2）影响蛋白质起泡性的因素 蛋白质结构 ：具有良好起泡性的蛋白质能够快速地扩散到气 /水界面，在界面上发生吸附、定向、伸展，并通过分子间相互作用力形成粘弹性的界面膜。 蛋白质浓度 ：一般来说，蛋白质浓度在 2%8%范围内。随浓度的增加起泡力有所增加，蛋白质浓度越高，形成的泡沫越坚硬。 pH：一般来说，在等电点具有较高溶解度的蛋白质，在等电点时的起泡力与泡沫稳定性都优于其他 PH点。 盐类 ：一般来说，蛋白质被盐析时显示较好的起泡性，而被盐溶时则显示交叉的起泡性。 糖类 ：蔗糖、乳糖和其他糖的加入会损害蛋白质的起泡力，但由于黏度的增加会改进泡沫的稳定性。 脂类 ：脂类对蛋白质的
14、起泡力和稳定性都是不利的。 温度 :在蛋白质不发生变形的温度范围内，随温度的增加起泡力上升；当可导致蛋白质变性时，温度对蛋白质的起泡性具 有不确定性。 起泡方法 ：为了形成足够的泡沫，搅拌、搅打时间和强度必须足够，是蛋白质充分的展开和吸附。 3 蛋白质的面团形成过程及其影响因素 。 （ 1） 面团的形成即小麦胚乳中的面筋蛋白质（由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成），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。 （ 2） 影响面团形成的因素 面筋的 含量与质量 :面筋含量高的面粉需长时间揉搓才能形成性能良好的面团，对低面筋含量的面粉揉搓时间不能太长，否则会破坏形成的面团的网络
15、结构 而不利于面团的形成。 氧化还原剂 :还原剂可引起二硫键的断裂，不利于面团的形成，如半胱氨酸；氧化剂可增强面团的韧性和弹性，如溴酸盐、脱氢抗坏血酸、脂肪氧合酶。 添加物 :糖、淀粉可争夺面筋蛋白的水分，阻碍其水化作用；脂可能改变面筋网络。极性脂类、变性球蛋白有利于麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的相互作用，提高面筋的网络结构。 4 蛋白质的胶凝作用及其影响因素。 （ 1） 变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白 质网络结构的过程称为胶凝作用。 （ 2） 影响蛋白质凝胶的因素 蛋白质浓度与结构 ：蛋白质溶液浓度达到一定水平是蛋白质形成凝胶的必要条件。蛋白质浓度越高，形成的凝胶越强 ;在相同蛋白质浓度和凝胶
16、条件下，蛋白质的分子质量越大，形成的凝胶强度越高。 pH：在等电点附件，蛋白质最容易形成凝胶。 添加物 ：将某些不同种类的蛋白质放在一起加热可 产生共凝胶作用形成凝胶，蛋白质能通过和多糖胶凝剂相互作用形成凝胶；添加盐类，特别是钙离子可以提高凝胶进度和凝胶的强度。 5 蛋白质的水合作用及其影响规律。 （ 1） 对于蛋白质与水分子在固体、塑性固体（半固体）或沉淀条件下与水分子发生的作用通常称为水合作用。 （ 2） 影响蛋白质水合作用的因素 氨基酸组成 ：不同类型的氨基酸残基结合水的能力是不同的。 一般来说，荷电氨基酸残基的水合能力最强，极性氨基酸残基次之，非极性氨基酸残基的水合能力很弱甚至无法水合
17、。 蛋白质的结构 ：食品质地、蛋白质颗粒的微观结构、蛋白质分子的微观结构均会影响蛋白质的水合作用。 pH： pH值的改变会影响蛋白质的电离作用和带电性，从而改变蛋白质分子对水结合的能力。 离子强度 ：盐类和氨基酸侧链基团通常同水发生竞争性结合。 温度 ：随着温度的提高，由于氢键 作用和离子基团的水合作用的减弱，蛋白质结合水的能力一般随温度的升高而降低。但加热处理有时也能提高蛋白质水结合能力。 钙离子螯合剂 ：肉类加工中常用一些钙离子螯合剂（多聚磷酸盐和柠檬酸盐等）来提升肌肉蛋白质的水合能力，从而提高水的保水性和嫩度。 6 说明蛋白质在食品加工过程中主要的变化。（至少介绍 4 种变化） （ 1）
18、 低温 处理下的变化 冷却 (冷藏 )，将温度控制在稍高于冻结温度之上，蛋白质较稳定； 冷冻，将温度控制在低于冻结温度以下，对食品的风味多少有些 损害。 （ 2） 脱水 处理下的变化：食品脱水的目的在于保藏、减轻重量及增加稳定性，但也有许多不利的变化发生。 在高温下除去水分可导致蛋白质溶解度和表面活性急剧降低。 干燥条件对粉末颗粒的大小以及内部和表面孔率的影响，将会改变蛋白质的可湿润性、吸水性、分散性和溶解度。 （ 3） 辐照 处理下的变化 辐射可以使水分子离解成游离基和水合电子 ，再与蛋白质作用，如发生脱氢、脱氨或脱二氧化碳反应。 在强辐射下，水分子可以被裂解为羟游离基，与蛋白质作用产生蛋白
19、质游离基，它的聚合导致蛋白质分子间的交联。 （ 4） 水解 ：酸、碱和蛋白酶都能使肽键断裂而使蛋白质发生水解并形成一系列中间产物（胨、多肽、寡肽等），甚至成为氨基酸。 颜色 名词解释 1 酶促褐变：酶促褐变发生在较浅色的水果和蔬菜等新鲜植物性食物中，如苹果、香蕉、土豆等， 当它们的组织发生机械性的损伤（如削皮、切开、压伤、虫咬）或处于不正常 的环境下（如受冻、受热等）时，便会影响氧化还原作用的平衡，发生氧化产物的积累，造成变色。 这类变色作用非常迅速，并需要和氧接触，由酶所催化，称为酶促褐变。 2 食品色素： 食品中能够吸收和反射可见光波 (380-780nm)进而使食品呈现各种颜色的物质，
20、包括食品原料中固有的天然色素、食品加工中由原料成分转化产生的有色物质和外加的食品着色剂。 3 美拉德反应：美拉德反应，又称羰氨反应， 是指羰基和氨基经缩合、聚合反应生成类黑素的反应。 4 焦糖化作用：糖类尤其是单糖和双糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（ 一般是 140 170以上）下，因糖发生脱水与降解，也会发生褐变反应。这种反应称为焦糖化反应。 问答题 1 请论述绿色蔬菜的颜色在加工和贮藏中的变化原因及常用的护色措施。 （ 1）食品的色泽主要是由所含的色素决定的。绿色蔬菜的色泽主要由叶绿素及其衍生物决定。 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
21、暗绿色或绿褐色的 脱镁叶绿素 ；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。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。 （ 2）影响叶绿素稳定性的食品加工因素 引起叶绿素破坏的 酶促变化 有两类：一类是间接作用；一类是直接作用。起间接作用的酶如 脂酶、蛋白酶、果胶酯酶、脂氧合酶、过氧化物酶 等。脂酶和蛋白质酶的作用是破坏叶绿素 脂蛋白复合体，使叶绿素失去脂蛋白的保护而易遭受破坏。果胶酯酶的作用是将果胶水解为果胶酸，从而提高质子浓度而使叶
22、绿素脱镁。脂氧合酶和过氧化物酶的作用是催化它们的底物氧化，其间产生的 一些物质会引起叶绿素的氧化分解。直接以叶绿素为底物的酶只有叶绿素酶，它是酯酶的一种，催化叶绿素中植醇酯键的水解而产生脱植叶绿素。脱镁叶绿素也是叶绿素酶的底物，酶促反应的产物是脱镁脱植叶绿素。 叶绿素在酸性条件下，分子中镁被氢取代生成脱镁叶绿素，脂溶性，橄榄褐色 。蔬菜腌制过程中产生大量的有机酸，叶绿素脱镁是腌菜颜色变暗的主要原因。 加热 是常用的食品加工工艺之一，也是引起叶绿素损失的主要原 因。植物组织中往往含有有机酸，加热过程中酯键的水解也产生游离的脂肪酸，所以热和酸往往同时作用于叶绿素。叶绿素水解生成焦脱镁叶绿素，脂溶性
23、，暗绿色。在酸、酶和热共同作用下，叶绿素最终生成 焦脱镁脱植叶绿素 ，暗绿色的水溶性色素。 光和氧作用 叶绿素就会导致不可逆的褪色。 单线态氧和羟基自由基是反应活性中间体，它们在有氧光照下产生，一旦产生就与叶绿素和吡咯链作用，进一步产生过氧化基和其他自由基，最终造成卟啉环与吡咯链分解和颜色退去。 （ 3） 食品护绿方法 碱 处理；碱性条件下叶绿素比较稳定，加工中适量添加氧化钙、氢氧化镁、碳酸镁等提高 PH，会获得短期较好的效果。 钝酶 ；加工中可以采用热烫的方式，钝化食品中的酶，防止酶促反应导致叶绿素的破坏。 绿色再生；食品加工中，应用 Zn2、 +Cu2+和 Fe2+二价离子取代叶绿素衍生物分子中的质子， 生成呈鲜艳绿色、性质稳定的叶绿素盐 。 其他方法： 气调保鲜技术，降低水分活度，避光、除氧 等。 2 请论述肉制品的颜色在加工和贮藏中的变化原因及常用的护色措施。 （ 1）在肌肉中血红素主要以肌红蛋白的形式存在。新鲜肌肉的颜色主要由肌红蛋白决
