食品化学复习题--简答题-河南工业大学

食品化学复习题--简答题-河南工业大学

1，试述美拉德褐变反应的影响因素有哪些?并举出利用及抑制美拉德褐变的实例各一例。

答：糖的种类及含量；氨基酸及其它含氨物种类；温度：升温易褐变；水分：褐变需要一定水分；pH值：pH4—9范围内，随着pH上升，褐变上升，当pH≤4时，褐变反应程度较轻微pH在7.8—9.2范围内，褐变较严重；金属离子和亚硫酸盐。利用美拉德反应生产肉类香精，全蛋粉生产中加葡萄糖氧化酶防止葡萄糖参与美拉德反应引起褐变。

2.什么是凝胶，凝胶特性。

1溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体(在干凝胶中也可以是气体)，这样一种特殊的分散体系称作凝胶○2凝胶既具有固体性质，也具有液体性质，使之具有粘弹性的半固体，显示部分弹性和部分粘性。

2.什么是糊化？正常食品条件下，加工对淀粉颗粒的影响是什么？

(1)糊化：通过加热提供足够的能量，破坏了结晶胶束区弱得氢键后，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

液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射消失，这个过程称为糊化。

(2)影响：在正常的食品加工条件下，淀粉颗粒吸水膨胀，直链淀粉分子扩散到水相，形成淀粉糊，随着温度的升高，粘度升高，在95℃恒定一段时间后，粘度下降。

4.酸改性淀粉如何制备？

在25-55℃温度下，用盐酸或硫酸作用下用于40%玉米或蜡质玉米淀粉浆，6-24h再用纯碱或西氢氧化钠中和水解混合物，经过滤和干燥得到改性淀粉。

淀粉老化及影响因素。热的淀粉糊冷却时，通常形成黏弹性的凝胶，凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶，并失去溶解性。通常将淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象，称作淀粉的老化。影响淀粉老化因素包括以下几点。

（1）淀粉的种类。直链淀粉分子呈直链状结构，容易老化，而支链淀粉分子呈树枝状结构，不易老化。（2）淀粉的浓度。溶液浓度大，分子碰撞机会多，易于老化。（3）无机盐的种类。无机盐离子有阻碍淀粉分子定向取向的作用。（4）食品

的pH值。pH值在5～7时，老化速度最快。而在偏酸或偏碱性时，因带有同种电荷，老化减缓。（5）温度的高低。淀粉老化的最适温度是2～4℃，60℃以上或－20℃以下就不易老化。6）冷冻的速度。糊化的淀粉缓慢冷却时会加重老化，而速冻使淀粉分子间的水分迅速结晶，阻碍淀粉分子靠近，可降低老化程度。（7）共存物的影响。脂类、乳化剂、多糖、蛋白质等亲水大分子可抗老化。表面活性剂或具有表面活性的极性脂添加到面包和其他食品中，可延长货架期。

淀粉糊化的因素有哪些。首先是淀粉粒中直链淀粉与支链淀粉的含量和结构有关，其他包括以下一些因素。（1）水分活度。食品中存在盐类、低分子量的碳水化合物和其他成分将会降低水活度，进而抑制淀粉的糊化，或仅产生有限的糊化。

(2) 淀粉结构。当淀粉中直链淀粉比例较高时不易糊化，甚至有的在温度100℃以上才能糊化；否则反之。（3）盐。高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。（4）脂类。脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。因此，凡能直接与淀粉配位的

脂肪都将阻止淀粉粒溶胀，从而影响淀粉的糊化。（5）pH值。当食品的pH<4时，淀粉将被水解为糊精，黏度降低。当食品的pH＝4～7时，对淀粉糊化几乎无影响。pH≥10时，糊化速度迅速加快。（6）淀粉酶。在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始，而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解，淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。

2 试述非酶褐变对食品质量的影响。

（1）非酶褐变对食品色泽的影响

非酶褐变反应中产生二大类对食品色泽有影响的成分，其一是一类分子量低于1000水可溶的小分子有色成分；其二是一类分子量达到100000水不可溶的大分子高聚物质。

（2）非酶褐变对食品风味的影响

在高温条件下，糖类脱水后，碳链裂解、异构及氧化还原可产生一些化学物质，如乙酰丙酸、甲酸、丙酮醇、3-羟基丁酮、二乙酰、乳酸、丙酮

酸和醋酸；非酶褐变反应过程中产生的二羰基化合物，可促进很多成分的变化，如氨基酸在二羰基化合物作用下脱氨脱羧，产生大量的醛类。非酶褐变反应可产生需要或不需要的风味，例如麦芽酚和异麦芽酚使焙烤的面包产生香味，2-H-4-羟基-5-甲基-呋喃-3-酮有烤肉的焦香味，可作为风味增强剂；非酶褐变反应产生的吡嗪类等是食品高火味及焦糊味的主要成分。

（3）非酶褐变产物的抗氧化作用

食品褐变反应生成醛、酮等还原性物质，它们对食品氧化有一定抗氧化能力，尤其是防止食品中油脂的氧化较为显著。它的抗氧化性能主要由于美拉德反应的终产物－类黑精具有很强的消除活性氧的能力，且中间体－还原酮化合物通过供氢原子而终止自由基的链反应和络合金属离子和还原过氧化物的特性。

（4）非酶褐变降低了食品的营养性

氨基酸的损失：当一种氨基酸或一部分蛋白质参与美拉德反应时，会造成氨基酸的损失，其中以含有游离ε－氨基的赖氨酸最为敏感。糖及Vc 等损失：可溶性糖及Vc在非酶褐变反应过程中将大量损失，由此，人体对氮源和碳源的利用率

及Vc的利用率也随之降低。蛋白质营养性降低：蛋白质上氨基如果参与了非酶褐变反应，其溶解度也会降低。矿质元素的生物有效性也有下降。（5）非酶褐变产生有害成分

食物中氨基酸和蛋白质生成了能引起突变和致畸的杂环胺物质。美拉德反应产生的典型产物D －糖胺可以损伤DNA；美拉德反应对胶原蛋白的结构有负面的作用，将影响到人体的老化和糖尿病的形成。

3 非酶褐变反应的影响因素和控制方法。（1）糖类与氨基酸的结构

还原糖是主要成分，其中以五碳糖的反应最强。在羰基化合物中，以α-己烯醛褐变最快，其次是α-双羰基化合物，酮的褐变最慢。至于氨基化合物，在氨基酸中碱性的氨基酸易褐变。蛋白质也能与羰基化合物发生美拉德反应，其褐变速度要比肽和氨基酸缓慢。（2）温度和时间温度相差10℃，褐变速度相差3～5倍。30℃以上褐变较快，20℃以下较慢，所以置于10℃以下储藏较妥。（3）食品体系中的pH值在较高pH 值时，食品很不稳定，容易褐变。中性或碱性溶液中，不易产生可逆反应，碱性溶液中，食品中

多酚类也易发生自动氧化，产生褐色产物。降低pH可防止食品褐变，如酸度高的食品，褐变就不易发生。（4）食品中水分活度及金属离子食品中水分含量在10～15％时容易发生，水分含量在3％以下时，非酶褐变反应可受到抑制。含水量较高有利于反应物和产物的流动，但是，水过多时反应物被稀释，反应速度下降。（5）高压的影响压力对褐变的影响，则随着体系中的pH 不同而变化。在pH6.5时褐色化反应在常压下比较慢。但是，在pH8.0和10.1时，高压下褐色形成要比常压下快得多。

非酶褐变的控制

（1）降温，降温可减缓化学反应速度，因此低温冷藏的食品可延缓非酶褐变。（2）亚硫酸处理，羰基可与亚硫酸根生成加成产物，此加成产物与R-NH2反应的生成物不能进一步生成席夫碱，因此抑制羰氨反应褐变。（3）改变pH值，降低

pH值是控制褐变方法之一。（4）降低成品浓度，适当降低产品浓度，也可降低褐变速率。（5）使用不易发生褐变的糖类，可用蔗糖代替还原糖。（6）发酵法和生物化学法，有的食品糖含量甚微，可加入酵母用发酵法除糖。或用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶混合酶制剂除去食品中微量葡萄糖和氧。（7）钙盐，钙可与氨基酸结合成不溶性化合物，有协同SO2防止褐变的作用。

油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用。（1）用棉子油生产色拉油时，要进行冬化以除去高熔点的固体脂这个工艺要求冷却速度要缓慢，以便有足够的晶体形成时间，产生粗大的β型结晶，以利于过滤。

（2）人造奶油要有良好的涂布性和口感，这就要求人造奶油的晶型为细腻的β′型。在生产上可以使油脂先经过急冷形成ɑ型晶体，然后再保持在略高的温度继续冷却，使之转化为熔点较高β′型结晶。

（3）巧克力要求熔点在35℃左右，能够在口腔中融化而且不产生油腻感，同时表面要光滑，晶体颗粒不能太粗大。在生产上通过精确的控制可可脂的结晶温度和速度来得到稳定的复合要求

的β型结晶。具体做法是，把可可脂加热到55℃以上使它熔化，再缓慢冷却，在29℃停止冷却，然后加热到32℃，使β型以外的晶体熔化。多次进行29℃冷却和33℃加热，最终使可可脂完全转化成β型结晶。

食品中常用的乳化剂有哪些？

根据乳化剂结构和性质分为阴离子型、阳离子型和非离子型；根据其来源分为天然乳化剂和合成乳化剂；按照作用类型分为表面活性剂、黏度增强剂和固体吸附剂；按其亲水亲油性分为亲油型和亲水型。

食品中常用的乳化剂有以下几类：（1）脂肪酸甘油单酯及其衍生物。（2）蔗糖脂肪酸酯。（3）山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物。（4）磷脂。

影响食品中脂类自动氧化的因素。

（1）脂肪酸组成脂类自动氧化与组成脂类的脂肪酸的双键数目、位置和几何形状都有关系。双键数目越多，氧化速度越快，顺式酸比反式异构体更容易氧化；含共轭双键的比没有共轭双键的易氧化；饱和脂肪酸自动氧化远远低于不饱和脂肪酸；游离脂肪酸比甘油酯氧化速率略高，油脂中脂肪酸的无序分布有利于降低脂肪的自动氧

化速度。

（2）温度一般说来，脂类的氧化速率随着温度升高而增加，因为高温既可以促进游离基的产生，又可以加快氢过氧化物的分解。（3）氧浓度体系中供氧充分时，氧分压对氧化速率没有影响，而当氧分压很低时，氧化速率与氧分压近似成正比。(4) 表面积脂类的自动氧化速率与它和空气接触的表面积成正比关系。所以当表面积与体积之比较大时，降低氧分压对降低氧化速率的效果不大。(5) 水分在含水量很低(aw低于0.1)的干燥食品中，脂类氧化反应很迅速。随着水分活度的增加，氧化速率降低，当水分含量增加到相当于水分活度0.3时，可阻止脂类氧化，使氧化速率变得最小，随着水分活度的继续增加（aw=0.3-0.7），氧化速率又加快进行，过高的水分活度(如aw大于0.8)时，由于催化剂、反应物被稀释，脂肪的氧化反应速度降低。(6) 助氧化剂一些具有合适氧化-还原电位的二价或多价过渡金属元素，是有效的助氧化剂，如Co、Cu、Fe、Mn和Ni等。(7) 光和射线可见光、紫外线和高能射线都能促进脂类自动氧化，这是因为它们能引发自由基、促使氢过氧化物分解，

特别是紫外线和γ射线。(8) 抗氧化剂抗氧化剂能延缓和减慢脂类的自动氧化速率。

试述脂类的氧化及对食品的影响。

油脂氧化有自动氧化、光敏氧化、酶促氧化和热氧化。

（1）脂类的自动氧化反应是典型的自由基链式反应，它具有以下特征：凡能干扰自由基反应的化学物质，都将明显地抑制氧化转化速率；光和产生自由基的物质对反应有催化作用；氢过氧化物ROOH产率高；光引发氧化反应时量子产率超过1；用纯底物时，可察觉到较长的诱导期。脂类自动氧化的自由基历程可简化成3步，即链引发、链传递和链终止。

链引发RH→R?＋H?

链传递R?＋O2→ROO?

ROO?＋RH→ROOH＋R?

链终止R?＋R?→R-R

R?＋ROO?→R-O-O-R

ROO?＋ROO?→R-O-O-R＋O2 （2）光敏氧化是不饱和脂肪酸双键与单重态的

氧发生的氧化反应。光敏氧化有两种途径，第一种是光敏剂被激发后，直接与油脂作用，生成自由基，从而引发油脂的自动氧化反应。第二种途径是光敏剂被光照激发后，通过与基态氧(三重态3O2)反应生成激发态氧(单重态1O2)，高度活泼的单重态氧可以直接进攻不饱和脂肪酸双键部位上的任一碳原子，双键位置发生变化，生成反式构型的氢过氧化物，生成氢过氧化物的种类数为双键数的两倍。

（3）脂肪在酶参与下发生的氧化反应，称为脂类的酶促氧化。催化这个反应的主要是脂肪氧化酶，脂肪氧化酶专一性作用于具有1,4-顺、顺-戊二烯结构，并且其中心亚甲基处于ω-8位的多不饱和脂肪酸。在动物体内脂肪氧化酶选择性的氧化花生四烯酸，产生前列腺素、凝血素等活性物质。大豆加工中产生的豆腥味与脂肪氧化酶对亚麻酸的氧化有密切关系。

（4）脂类的氧化热聚合是在高温下，甘油酯分子在双键的α-碳上均裂产生自由基，通过自由基互相结合形成非环二聚物，或者自由基对一个双键加成反应，形成环状或非环状化合物。

脂类氧化对食品的影响：

脂类氧化是食品品质劣化的主要原因之一，它使食用油脂及含脂肪食品产生各种异味和臭味，统称为酸败。另外，氧化反应能降低食品的营养价值，某些氧化产物可能具有毒性。

试述油脂氢化及意义。

油脂氢化定义：油脂氢化是三酰基甘油的不饱和脂肪酸双键与氢发生加成反应的过程。

油脂氢化分类：油脂氢化分为全氢化和部分氢化，当油脂中所有双键都被氢化后，得到全氢化脂肪，用于制肥皂工业。部分氢化产品可用于食品工业中，部分氢化的油脂中减少了油脂中含有的多不饱和脂肪酸的含量，稍微减少亚油酸的含量，增加油酸的含量，不生成太多的饱和脂肪酸，碘值控制在60～80的范围内，使油脂具有适当的熔点和稠度、良好的热稳定性和氧化稳定性。油脂氢化过程：油脂的氢化是不饱和液体油脂和被吸附在金属催化剂表面的原子氢之间的反应。反应包括3个步骤：首先，在双键两端任何一端形成碳—金属复合物；接着这种中间体复合物与催化剂所吸附的氢原子反应，形成不稳定的半氢化态，此时只有—个烯键与催化剂连接，因此可以自由旋转；最后这种半氢化合物与另一个氢原

子反应，同时和催化剂分离,形成饱和的产物。油脂氢化意义：油脂经氢化后其稳定性增加，颜色变浅，风味改变，便于运输和贮运，可以制造起酥油、人造奶油等。它的不利一面是：多不饱和脂肪酸含量降低，脂溶性维生素被破坏，双键的位移和产生反式异构体，因为人体的必需脂肪酸都是顺式构型，而且对于反式脂肪酸的安全性，目前也存在着争议。

什么叫蛋白质的胶凝作用？它的化学本质是什么？如何提高蛋白质的胶凝性？

蛋白质的胶凝作用是指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。蛋白质的胶凝作用的本质是蛋白质的变性。大多数情况下，热处理是蛋白质凝胶必不可少的条件，但随后需要冷却，略微酸化有助于凝胶的形成。添加盐类，特别是钙离子可以提高凝胶速率和凝胶的强度。

简述蛋白质的变性机理

天然蛋白质分子因环境的种种影响，从有秩序而紧密的结构变为无秩序的散漫构造，这就是变性。而天然蛋白质的紧密结构是由分子中的次级

键维持的。这些次级键容易被物理和化学因素破坏，从而导致蛋白质空间结构破坏或改变。因此蛋白质变性的本质就是蛋白质分子次级键的破坏引起二级、三级、四级结构的变化。由于蛋白质特殊的空间构象改变，从而导致溶解度降低、发生凝结、形成不可逆凝胶、-SH等基团暴露、对酶水解的敏感性提高、失去生理活性等性质的改变。

扼要叙述蛋白质的一、二、三和四级结构。

蛋白质的一级结构为多肽链中氨基酸残基的排列顺序，氨基酸残基的排列顺序是决定蛋白质空间结构的基础，而蛋白质的空间结构则是实现其生物学功能的基础。蛋白质的二级结构是指蛋白质多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，不涉及测链部分的构象。蛋白质二级结构的基本形式：α-螺旋结构和β-片层结构。蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折叠形成一定规律的三维空间结构，称为蛋白质的三级结构。除疏水作用外，维系蛋白质的三级结构的动力还有氢键、盐键、范德华力和二硫键等。具有两条或两条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，其多肽链间通过次级键相互组合而

形成的空间结构称为蛋白质的四级结构。

从以上分析可以看出，只有当蛋白质以特定的适当空间构象存在时才具有生物活性。

蛋白质的功能性质有哪几个方面？蛋白质的功能性质指在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质对食品需宜特征作出贡献的那些物理和化学性质。①冰化性持，取决于蛋白质与水的相互作用，包括水的吸收保留、湿润性、溶解粘度、分散性等；②表面性质，包括蛋白质的表面张力、乳化性、发泡性、气味吸收持留性；③结构性质，蛋白质相互作用所表现的特性，弹性、沉淀作用等。④感观性质，颜色、气味、口味等。矿质元素的溶解性及影响因素？

（1）食品中各种矿质元素的溶解性与它们本身的性质有关。如镁、钙、钡是同族元素，仅以+2价氧化态存在，这一族的卤化物都是可溶性的。（2）食品中各种矿质元素的溶解性受pH值的影响，食品的pH值愈低，矿质元素的溶解性就愈高。（3）食品中的蛋白质、氨基酸、有机酸、核酸、核苷酸、肽和糖等可与矿质元素形成不同类型的配合物，从而有利于矿质元素的溶解性。（4）利用一些配体与有害金属元素形成难溶性

配合物，以消除其有害性。

简要概括维生素及矿物质的主要功能

维生素主要有以下几种功能：⑴作为辅酶或辅酶前体，参与物质代谢和能量代谢；⑵抗氧化剂；

⑶遗传调节因子；⑷具有某些特殊功能，如促进骨骼的生长发育，促进红细胞生成，参与血液凝固，参与激素的合成等；(5)对食品质量的影响。矿物质的主要功能有：（1）是人体诸多组织的构成成分；（2）是机体内许多酶的组成成分或激活剂；（3）人体内某些成分只有矿质元素存在时才有其功能性；（4）维持细胞的渗透压、细胞膜的通透性、体内的酸碱平衡及神经传导等与矿质元素有密切关系。

食品中的矿质元素的含量及影响因素有哪些？（1）食品原料生产对食品中的矿质元素的含量的影响：植物源食品中的矿质元素的含量受到品种、土壤类型、水肥管理、元素之间的拮抗作用和空气状态等因素影响。动物源食品中的矿质元

素的含量受到品种、饲料、动物的健康状况和环境等因素影响。（2）加工对食品中矿质元素含量的影响因素包括加工方式、加工用水、加工设备、加工辅料及添加剂等。（3）储藏对食品中矿质元素含量的影响因素有食品与包装材料的接触等。简述食品中色素的分类。

（1）根据来源分为动物色素，如血红素，植物色素，微生物色素（2）根据色泽分为红紫色系列、黄橙色系列、蓝绿色系列；（3）根据化学结构分为四吡咯衍生物类色素、异戊二烯衍生物类色素、多酚类色素、酮类衍生物类色素、醌类衍生物色素及其他色素。（4）根据溶解性质分为水溶性和油溶性两类。

试论述影响叶绿素稳定的影响因素。

（1）叶绿素酶的影响（2）热处理和pH影响（3）光影响（4）金属离子的影响

例说明内源酶对食品质量的影响。

答：颜色：脂肪氧合酶、多酚氧化酶；质地：果胶酶、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶；风味：过氧化物酶、脂肪氧合酶、柚皮苷酶；营养质量：脂肪氧合酶，抗坏血酸酶，硫胺素酶，核黄素水解酶

试简述五种人工合成色素的名称、性质以及在食品加工中的应用。

（1）胭脂红即食用红色1号，又名丽春红4R，为红色至暗红色颗粒或粉末状物质，易溶于水，水溶液为红色，难溶于乙醇，不溶于油脂，对光和酸较稳定，对高温和还原剂的耐受性很差，遇碱变成褐色。主要用于饮料、配置酒、糖果等。（2）赤藓红即食用红色3号，又名樱桃红。为红褐色，易溶于水，水溶液为红色，对碱、热、氧化还原剂的耐受性好，染着力强、但耐酸及耐光性差，吸湿性差。主要用于饮料、糖果、焙烤食品中。在消化道中不易吸收，即使吸收也不参加代谢，是安全性较高的合成色素。

3）新红易溶于水，水溶液为红色，微溶于乙醇，不溶于油脂。可用于饮料、糖果等。

(4) 柠檬黄即食用黄色5号，又称酒石黄。易溶于水，不溶于油脂。对热、酸、光及盐均稳定，遇碱变红，还原时褪色。主要用于果汁糖果等。（5）日落黄易溶于水，水溶液为橘黄色，耐光、耐酸、耐热，遇碱变红褐色，还原时褪色。用于饮料、糖果、糕点等。

简要说明人工合成色素和天然色素优缺点。