食品化学整理

何谓过冷？过冷在冷冻食品加工食品贮藏中有何重要应用价值？

答：过泠：由于无晶核存在，液体水温度降到冰点以下仍不析出固体冰的现象。

过泠度越高，结晶速度越慢，这对冰晶形成的大小很重要。当大量的水慢慢冷却时，由于不能迅速排除结晶放出的潜热，体系经历最大冰晶生成带的时间较长，结果晶核少并形成粗大的晶体结构；若冷却速度很快，体系经历最大冰晶生成带的时间就短，发生很高的过泠现象。结果形成的晶核多（温度快速降至A点以下），又由于晶核长大速度相对较慢，因而就会形成微细的晶体结构。食品中水分结冰时所形成的冰晶大小对于泠冻食品的品质提高是十分重要的。

第四章脂类

一、命名（见书P85）

二、晶体结构

同质多晶定义：化学组成相同，晶型不同的物质，在熔融态时具有相同的化学组成与性质。

形成结晶时可以形成多种晶型。

三酰基甘油具有三种主要的同质多晶型物，其中 型最不稳定，β型最稳定（熔点高）。

含有相同脂肪酸的三酰基甘油的β型的熔点比β/型高。

含有不同脂肪酸的三酰基甘油的β/型的熔点比β型高。

可可脂含POSt（40%）、StOSt（30％）以及POP（15％），具有6种同质多晶型物（Ⅰ～Ⅵ）Ⅰ最不稳定，熔点最低；Ⅴ型比较稳定，介稳态，是所期望的结构，使巧克力涂层具有光泽的外观；VI型比V型的熔点高，最稳定，贮藏中V→ VI型，导致巧克力的表面形成一层非常薄的“白霜”，是不期望的。

三、物理性质

1. 熔化

固体脂肪指数：在某一温度时,塑性脂肪(软化脂肪)的固体和液体比例称为固体脂肪指数(SFI)。

2. 脂肪的塑性指固体脂肪在外力作用下，当外力超过分子间作用力时，开始流动，但是当外力停止后，脂肪重新恢复原有稠度

油脂塑性的决定因素：固体脂肪指数（SFI）：固液比适当；脂肪的晶型：β/晶型可塑性最强；熔化温度范围：温差越大，塑性越大。

可塑性：指起酥油在室温下呈固态，不大流动，不太硬，不太软，可任意形成各种形状而不变形。（用于蛋糕的裱花）

起酥性：指起酥油使食品酥脆易碎。起酥油揉和到面粉团内，隔离面粉颗粒间的粘合，阻碍面筋网的形成，烘焙后内部形成片状，口感酥脆。

酪化性的大小用酪化值来表示。酪化值：1g试样所含空气毫升数的100倍。

五、乳状液和乳化剂

乳化：使互不相溶的两种液体(如油与水)中的一种呈微滴状分散于另一种液体中称为乳化。

水包油体系(O/W) ：油包水体系(W/O)

乳化剂：能使互不相溶的两相中的一相分散于另一相的物质称为乳化剂。

由亲水基和亲油基组成的双亲分子

功能：控制脂肪球滴聚集，增加乳状液稳定性; 在焙烤食品中减少老化趋势，以增加软度;

与面筋蛋白相互作用强化面团; 控制脂肪结晶，改善产品的稠度。

磷脂酰胆碱——卵磷脂(PC)，稳定O/W ；磷脂酰乙醇胺——脑磷脂(PE)，稳定W/O；磷脂酰肌醇—— PI，稳定W/O

介晶相：性质介于液态和晶体之间，由液晶组成

HLB值法选择乳化剂

乳化剂的亲水与亲油能力可用HLB来表示。

HLB：亲水-亲油平衡值

HLB为3～6：W/O型乳状液；HLB为8～18：O/W型乳状液；复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂

简述食品加工中乳化剂的功能。

答：乳化剂：由亲水基和亲油基组成的双亲分子。

功能：控制脂肪球滴聚集，增加乳状液稳定性；在焙烤食品中减少老化趋势，以增加软度；与面筋蛋白相互作用强化面团；控制脂肪结晶，改善产品的稠度。

六、脂类的化学性质

1、脂类水解

通过加热或酶和水分的作用，脂类中的酯键发生水解，生成游离脂肪酸和甘油。

游离脂肪酸比甘油酯更容易氧化，产生水解酸败味

碱性条件下水解，发生皂化反应。

2、脂类氧化

脂肪酸可被空气慢慢氧化分解生成低级醛酮、脂肪酸等，这对含油食品的质量有重要意义。

氧与不饱和脂类反应 :自动氧化 ;光敏氧化。

3、脂类氧化产物

氢过氧化物是主要初期产物，无味，但不稳定。

进一步分解成醛、酮、酸以及其他双官能团氧化物，产生令人难以接受的臭味（酸败味）。

金属离子和光照会催化过氧化物的分解。

4、影响脂肪氧化速率的因素

脂肪酸组成：顺式、共轭、不饱和脂肪酸；温度：随之上升；游离脂肪酸与甘油酯：前者大；氧浓度：随之上升；表面积：成正比；水分活度：先下降，后上升；引发剂(光、辐射、金属离子(Fe、Cu、Co)等）；助氧化剂；抗氧化剂

5、抗氧化剂

主抗氧化剂

自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化的引发或停止自动氧化的传递；

天然抗氧化剂：生育酚(VE)、单宁(没食子酸)、棉酚、愈疮树脂等；

现在允许使用的合成抗氧化剂主要有BHA、BHT及PG三种。

BHA即丁基羟基苯甲醚，BHT即二丁基羟基甲苯；PG即没食子酸丙酯

次抗氧化剂（协同剂、增效剂）：增加主抗氧化剂的抗氧效力

柠檬酸、抗坏血酸(VC)、酒石酸、卵磷脂(鸡蛋黄中含有此物

协同作用

抗氧化剂复合后的抗氧化活性往往超过单个抗氧化剂，有两类协同作用：一类是混合自由基受体，可给抗氧化剂提供氢，防止其氧化。另一类是自由基受体与金属螯合剂的复合作用

机理

ROO· + AH → ROOH + A·

A· + BH → B· + AH （BH的存在，使AH具有再生能力）

酚类抗氧化剂（主抗氧化剂）与抗坏血酸（增效剂）

八、油炸化学

食品的性质变化：水分不断从食品释放到热油中；水蒸汽将油中的挥发物带走；食品本身或食品-油相

互作用产生挥发物；食品吸油；食品本身的一些脂类释放到油中，导致油的稳定性与原来的油炸用油不同；食品的存在加快了油的变暗；

油炸用油的物化变化：形成大量挥发性化合物；水解产生游离脂肪酸；粘度增加；颜色变暗；碘值下降；折光指数改变；表面张力减少；形成泡沫；

影响油炸用油的物理化学变化的因素：温度；油炸时间；金属污染；炸锅类型；比表面；

加热模式；氧化剂；食品组成；

解释油脂酸败的原因，如何避免或减慢油脂的酸败？

答：油脂暴露于空气中会自发地进行氧化作用，先生成氢过氧化物，氢过氧化物继而分解产生低级醛、酮、羧酸等。这些物质具有令人不快的嗅感，从而使油脂发生酸败（耗败）。为了阻止含脂食品的氧化变质，最

普遍的办法是排除O

2，采用真空或充N

2

包装和使用透气性低的有色或遮光的包装材料，并尽可能避免在加

工中混入Fe、Cu等金属离子，同时添加抗氧化剂及增效剂等。

油脂氧化与水分活度的关系如何？

油脂氧化反应的相对速率与水分活度的关系密切，水分活度为0.33时氧化速率最低，当水分活度从0接近0.33时，随着水分活度的增加，氧化速度降低。这是因为十分干燥的样品中添加少量的水，既能与催化氧化的金属离子结合，使催化效率降低，当水分活度从0.33增至0.73，随着水分活度的增大，催化剂的流动性增大，水中溶解氧增加，分子溶胀，暴露出更多的催化点位，故氧化速率提高，当水分活度大于0.73后，水量增加，使催化剂和反应物被稀释，导致氧化速率降低。

第五章蛋白质

一、氨基酸的理化性质

等电点：在中性pH范围， -氨基和 -羧基都处在离子化状态，此时氨基酸分子是偶极离子或两性离子。偶极离子以电中性状态存在时的pH被称为等电点（pI）。

除a-氨基和a-羧基外，Lys、Arg、His、Asp、Glu、Cys和Tyr的侧链也含有可离子化的基团。侧链不含有带电荷基团的氨基酸， pI=（pKa1 + pKa2）/2 酸性氨基酸，pI=（pKa1 + pKa3）/2 碱性氨基酸，pI=（pKa2 + pKa3）/2

*下标1、2和3分别指a-羧基、a-氨基和侧链上可离子化的基团。

氨基酸的疏水性

蛋白质在水中的溶解度主要取决于氨基酸组分侧链上极性（带电或不带电）和非极性（疏水）基团的分布。ΔGt（Et→W）被用来表示氨基酸的疏水性。ΔGt是一个很大的正值，则说明它的疏水性就很大。氨基酸从乙醇转移到水的自由能变化ΔGt具有加和性

具有大的正的ΔGt的AA侧链是疏水性的，优先选择处在有机相，疏水性AA残基倾向于配置在蛋白质分子的内部；具有负的ΔGt的AA侧链是亲水性的，配置在蛋白质分子的表面。

三、蛋白质的结构

一级结构：指氨基酸通过共价键连接而成的线性序列。

二级结构：指氨基酸残基周期性的（有规则的）空间排列。

三级结构：二级结构进一步折叠成紧密的三维结构时就形成了蛋白质的三级结构。

四级结构：是指含有多于一条多肽链的蛋白质分子的空间排列。

四、蛋白质的变性

变性：蛋白质的二级，三级和四级结构上的重大变化，但不涉及主链上肽链的断裂，使天然蛋白质的理化性质改变并失去原来的生理活性。

变性后物化性质变化：因疏水性基团的暴露而导致溶解度的下降；结合水能力的改变；失去生物活力（酶活力或免疫活力）；对蛋白酶敏感性提高（肽键暴露）；蛋白质固有粘度增加；没有结晶能力；消化率和生物有效率提高；起泡性能和乳化性能提高；

大多数蛋白质当变性条件逐渐剧烈时（浓度增加、温度提高等），Y在开始

阶段保持不变，但超过一个临界点后，从YN急剧变化至YD；这表明蛋白

质变性是一个协同过程，球状蛋白分子主要以天然态和变性态存在，而

以中间态很少存在；此即所谓的“两状态转变模型”。

变性因素：

物理因素：温度；紫外线；超声波；高压；

化学因素： pH；有机溶剂；重金属盐类；脲、胍；表面活性剂；

五、蛋白质的功能性质

蛋白质的功能性质：在食品加工、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中的性能的那些蛋白质的物理和化学性质。

简述蛋白质的功能性质有哪些？试述产生蛋白质功能性质的机理、影响因素及评价方法，举例说明蛋白质的功能性质在食品工业中的具体应用？

答：功能性质：水化性质，表面性质，结构性质，感官性质。

水化性质取决于蛋白质与水的互动作用，包括水的吸收与保留，湿润性，溶胀，黏着性，分散性，溶解度等，蛋白质的水合性质机理是：蛋白质的肽键和氨基酸的侧链与水分子相互作用，影响因素有蛋白质的浓度，温度，离子强度和其他组分以及水化时间；评价方法有相对湿度法，溶胀法，过量水法和水饱和法。

蛋白质的乳化作用机理：蛋白质是两亲物质，影响其与脂作用的内在因素有离子强度，温度，表面活性剂等，外在因素包括乳浊液的设备类型，剪切速度等，评价方法有乳化能力，乳化活性指数和乳状液稳定性。

蛋白质的起泡作用，其机理与蛋白质的表面活性和成膜性有关，影响因素包括蛋白质的分子性质，浓度，温度，PH值，盐，糖，脂，搅打等，评价指标有泡沫密度，强度，气泡的平均直径和直径分布，蛋质的起泡能力和泡沫的稳定性。

蛋白质的凝胶作用：其机理是变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络结构，其形成机制及相互作用十分清楚，影响因素包括加热，PH,钙离子或其他二价金属离子等，

蛋白质的功能性质在食品工业中的应用：凝胶作用在皮冻奶酪，豆腐，碎肉制品的制备中有主要作用，不仅形成了固态黏弹性凝胶，还能增稠，提高吸水性，起泡作用在蛋糕、面包和啤酒，冰淇淋，果汁等生产上有极大的作用。

蛋白质的起泡能力是指它在汽-液界面形成坚韧的薄膜使大量气泡并入和稳定的能力。

六、凝胶化作用

沉淀作用：是指由于蛋白质的溶解性完全或部分丧失而引起的聚集反应。

絮凝：是指蛋白质未发生变性时的无规则聚集反应，这常常是因为链间的静电排斥降低而发生的一种现象。凝结作用：发生变性的无规聚集反应和蛋白质-蛋白质的相互作用大于蛋白质-溶剂的相互作用引起的聚集反应，定义为凝结作用。

凝胶化作用：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过程。

预凝胶的产生是不可逆的；

凝胶熔化可形成预凝胶；

当预凝胶被冷却至室温或冷藏温度时，形成稳定的非共价键。

凝胶化的相互作用

氢键、静电相互作用——可逆凝胶（明胶）; 疏水相互作用——不可逆凝胶（蛋清蛋白）；二硫键——不可逆凝胶（乳清蛋白）；金属离子的交联相互作用；

简答：蛋白质的水合过程

六、酶

固定化酶酶被固定成为不溶解的状态。

优点: 酶的稳定性提高; 酶能反复多次使用; 产物中不含酶，不需要采用热处理灭酶，有助于提高食品的质量.

影响酶活力的因素

内在因素：

酶的浓度；

底物的浓度；

环境条件：

pH；

温度；

水分活度；

抑制剂；

1、说明酶促褐变机理及其控制措施。

酶促褐变是酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程，植物组织中含有酚类物质。在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在酚－醌之间保持着动态平衡，当细胞平破坏以后，氧就大量侵入，造成醌的形成和还原之间的不平衡，于是发生了醌的积累，醌再进一步氧化聚合形成褐色色素。

酶促褐变发生需要三个条件：酚类物质、酚氧化酶和氧，控制方法主要从控制酶和氧两方面入手，主要途径有⑴纯化酶的活性，⑵改变酶的作用条件，⑶隔绝氧气接触，⑷用抗氧化剂。常用的方法有⑴热处理法，在适当温度和时间下加热新鲜果蔬，使酚酶及其相关酶失活⑵酸处理法：酚酶的最适PH值在6到7之间，低于PH3.0时无活性，用柠檬酸等果酸能降低PH值以控制酚酶的活性；⑶二氧化硫及亚硫酸盐溶液使用方便，在微偏酸性（PH＝6）时，两者对酸抑制的效果最好⑷驱除或隔绝氧气。具体措施：○1将去皮切介的水果蔬菜浸没在清水、糖水或盐水中。○2浸涂抗坏血酸液，使后表面口生成一层氧化态抗坏血酸隔离层。○3用真空渗入法糖水式盐水渗入组织内部，驱出空气。（5）加酚酶底物类似物。

2、简述食品加工中使用酶的好处

答：天然、无毒；催化的特异性，不造成不需要的副反应；一般是粗酶制剂，可能会产生不期望的产物；但使用高纯度的酶制剂在经济上不合算；在很温和的温度和pH条件下具有活性；低浓度时有活性；易于控制反应速度；在反应进行到期望的程度后即可使酶失活；

七、维生素

1、维生素在加热情况下会发生何种变化？在有氧条件下的变化是什么？

答 Va:在加热条件下较稳定，但在较高温度时， －胡萝卜素能分裂成一系列的芳香族烃类，在有氧存在时，类胡萝卜素大量的损失

Vd：结晶的Vd对热稳定，但在油脂中容易形成异构体，维生素D2，D3在光和氧条件下会迅速破坏

Ve：Ve对氧不稳定对热也不稳定

Vk：Vk对热较稳定，在有氧存在时可缓慢的氧化分解

Vc：在有氧存在时可降解成脱氢抗坏血酸

Vb1：在加热条件下，硫胺素遭破坏，氧的存在使Vb1遭受破坏

Vb2：对热稳定，不受空气中氧的影响

Vb5：对热，氧均不敏感

Vb6：吡哆醇对热很稳定，吡哆胺暴露在空气中，加热和遇光都会被破坏，形成无活性的化合物和吡哆酸等叶酸：叶酸对热稳定，在有氧存在的条件下，四氢叶酸被氧化生成嘌呤类化合物，失去活性

泛酸：在空气中稳定，对热不稳定

生物素：相当稳定，加热只引起少量损失，在空气中亦稳定

2、比较水溶性维生素的稳定性大小情况，同时说明少量的亚硫酸盐为何可以保护贮藏果汁中的维生素C？答:稳定性：Vb5>生物素>Vb6>Vb2>泛酸>叶酸>Vb12>Vb1>Vc

在食品加工中，添加少量的亚硫酸盐可保护贮藏果汁中的维生素c，因为亚酸盐存在时，可以与过氧化氢作用，保护了抗坏血酸进一步被氧化。

第八章色素与着色剂

1、叶绿素主要可能发生哪些变化？如何在食物贮藏加工控制这些变化？

（1）酶促变化

a 间接变化，脂酶和蛋白酶破坏叶绿素－脂蛋白复合体，使叶绿素失去脂蛋白保护二易遭破坏，果胶脂酶将果胶水解微果胶酸，使叶绿素脱镁，脂氧合酶合过氧化物酶引起叶绿素氧化分解。

b直接作用，叶绿素酶催化植醇酯键水解产生脱植叶绿素。

(2）酸和热引起的变化

在加热过程中，由于酸的作用，叶绿素的焦脱镁叶绿素转化，食品绿色显著向橄榄绿到褐变转变

（3）光解

绿色植物的叶绿素在光和氧作用下会不可逆的退色

护绿技术

○1中和酸护绿；○2高温瞬时杀菌；○3绿色再生；○4其他方法

2、按化学结构，天然食用色素主要分为哪几类？

吡咯色素、多烯色素、酚类色素、吡啶色素、醌酮色素及其它类别的色素。

腌制肉的色素

肌红蛋白亚硝酰基肌红蛋白（紫红色） ;在腌制开始时，如果含有较多的亚硝酸盐，肌红蛋白立刻被氧化为硝酸肌红蛋白（NMb）。在还原剂存在下受热时NMb转化为绿色的硝化氯化血红素。在无氧状态下，亚硝酰基肌红蛋白相当稳定，但对光敏感，在有还原剂（抗坏血酸或巯基化合物）存在时亚硝酸盐将被还原为一氧化氮，迅速生成亚硝酸基肌红蛋白。

肌红蛋白的化学与颜色——氧化反应

氧合作用：

分子态氧与肌红蛋白键合成为氧合肌红蛋白（MbO

2

）；肉由浅红色变为亮红色

氧化反应：

卟啉环中的Fe2+转变成Fe3+生成高铁肌红蛋白（MMb）；浅红色的肌红蛋白和亮红色的氧合肌红蛋白变为棕红色的MMb；高铁肌红蛋白无法键合分子态氧，第六个配位键的位置上只能键合水。

第九章风味

水果的香气成分

主要是以亚油酸和亚麻酸为前体物经生物合成途径产生的（有酶催化）。水果中的香气成分主要为C

6~C

9

的

醛类和醇类，此外还有酯类、萜类、酮类，挥发酸等。

①桃的香气成分主要有苯甲醛，苯甲醇，各种酯类，内酯及 -宁烯等；

②红苹果则以正丙~己醇和酯为其主要的香气成分；

③柑橘以萜类为主要风味物；

④菠萝中酯类是特征风味物；

⑤哈密瓜的香气成分中含量最高的是3t, 6c 壬二烯醛（阈值为3 10-6）；

⑥西瓜和甜瓜的香气成分中含量最高的是3c, 6c 壬二烯醛（阈值为10-5）。蔬菜的香气成分

蔬菜中风味物质的形成途径主要是生物合成。

（1）葫芦科和茄科具有显著的青鲜气味。特征气味物有C

6或C

9

的不饱和醇、醛及吡嗪类化合物。如：黄

瓜、青椒、番茄等

（2）伞形花科蔬菜

具有微刺鼻的芳香，

香物有萜烯类化合物。

如：胡萝卜、芹菜、香菜等。

（3）百合科蔬菜具有刺鼻的芳香，风味成分主要是含硫化合物（硫醚、硫醇）。如：大蒜、洋葱、葱、韭菜等。

(4)十字花科蔬菜具有辛辣气味，最重要的气味物也是含硫化合物（硫醇、硫醚、异硫氰酸酯）。如：卷心菜、萝卜、花椰菜、芥菜等。

（5）其它

蘑菇主香成分有：肉桂酸甲酯，1-辛烯-3-醇，香菇精。海藻香气的主体成分是甲硫醚，还有一定量的萜类化合物，其腥气来自于三甲胺。烤紫菜的香气的产生有美拉德反应参与。

甜味形成机理

夏伦贝格尔(Shallenberger)的AH／B理论

风味单位(flavor unit)是由共价结合的氢键键合质子和位置距离

质子大约3?的电负性轨道产生的结合。化合物分子中有相邻的电负性原子是产生甜味的必须条件。其中一个原子还必须具有氢键键合的质子。氧、氮、氯原子在甜味分子中可以起到这个作用，羟基氧

原子可以在分子中作为AH或B。

夏伦贝格尔(Shallenberger)的AH／B理论的局限性：不能解释多糖、多肽无味。 D型与L型氨基酸味觉不同， D-缬氨酸呈甜味，L-缬氨酸呈苦味。未考虑甜味分子在空间的卷曲和折叠效应。

补充学说

甜味分子的亲脂部分通常称为γ (-CH

2-, -CH

3

,-C

6

H

5

)可被味觉感受器类似的亲脂部位所吸引，其立体结

构的全部活性单位(AH、B和γ)都适合与感受器分子上的三角形结构结合，γ位置是强甜味物质的一个非常重要的特征，但是对糖的甜味作用是有限的。