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1、绪论绪论 定义定义 食物食物 营养素营养素 食品化学食品化学 食物： 是指含有营养素的可食性物料。 营养素：是指那些能维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质、 （蛋白质， 脂质，碳水化合物，矿物质，维生素，水） 食品化学：食品化学是从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、 理化性质、营养和安全性质以及食品在加工、储藏和运销过程中发生 的变化及其对食品品质（色、香、味、质构、营养 ）和安全性影响的 科学。 食品化学的研究范畴：食品营养成分化学，食品色香味化学，食品工艺中得化 学，食品物理化学和食品有害成分化学及食品分析化学。 食品化学的研究方法：是通过实验和理论探讨从分子水平上分析和
2、综合认识食 品物质变化的方法 与一般化学方法的区别：把食品的化学组成、理化性质及变化的研究同食品品 质和安全性的研究联系起来。 水分水分 水在食品中得作用：食品的组成成分；显示色、香、味、质构特征|；分散蛋白 质、淀粉，形成溶胶；影响鲜度，硬度；影响加工，起浸透膨胀作用； 影响储藏性。 水分子间的三维网络的结构：p15 食品中水与非水组分间的三种相互作用： 1、水与离子及离子基团的相互作用：作用力：极性结合，偶极离子相互作用 阻碍水分子的流动的能力大于其它溶质； 水离子键的强度大于水水氢键 破坏水的正常结构,阻止水在 0时结冰，对冰的形成造成一种阻力 与水产生水合离子作用的离子根据它们对水结构
3、的影响分为两类:P19 结构破坏离子:能阻碍水形成网状结构，这类盐的溶液比纯水的流动性大。特点：离子半径大，电场强度较弱。如 K+、Cl-、Rb+、NH4+、Br-、I- 等。 结构促进离子：有助于水形成网状结构，这类盐的溶液比纯水的流动性小。特点：离子半径小，电场强度较强。如 Li+、Na+、H3O+、Ca2+、Mg2+、Al3+等。 2、水与具有形成氢键能力的中性基团的相互作用 水可以与羟基、氨基、羰基、酰基、亚氨基等形成氢键； 作用力小于水与离子间作用力；对水的网状结构影响小；阻碍水结冰； 大分子内或大分子间产生“水桥” P19 3、水与非极性物质的相互作用。 笼形水合物的形成：由于非极
4、性基团与水分子产生斥力，使疏水基团附近的水 分子间氢键键合。 “笼形水合物” :2074 个水分子将“客体”包在其中 作用力：范德华力、少量静 电力、疏水基团间的缔合作用 。笼形水合物的形成是水分子之间企图避免与疏水基团接触所产生的离奇的结果 疏水性基团具有两种特殊的性质:1.能和水形成笼形水合物;2.能与蛋白质分子产 生疏水相互作用。 食品体系中水的存在类型和特点：食品中得水分可分为体相水和结合水 结合水又称为束缚水和固定水， 特点是 1、不能作为溶质的溶剂 2、绝大部分结合水不能被微生物所利用 3、 不易结冰 ，低流动性。 体相水：又称游离水，指食品中除了结合水外的那一部分水。 特点 1、
5、可结冰，溶解溶质 2、测定水分含量时的减少量 3、可被微生物利 用 水分活度定义：是指食品中水的蒸汽压与同温下纯水的饱和蒸汽压的比值 Aw=P/Po（纯水 Aw=1,一般食品 Aw1） MSI 水分吸附等温线：P26.在恒定的温度下，以食品的水分含量（用每单位干 物质质量中水的质量表示）对它的水分活度绘图形成的曲线。 吸湿等温线与温度的关系：升高，则 Aw 升高，对同一食品，升高，形状 近似不变，曲线位置向下方移动. 等温线的滞后现象：P28.采用向干燥食品样品中添加水的方法绘制的水分吸附 等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞 后现象。 蛋白质蛋白质 蛋白质分类：单纯
6、蛋白：仅由氨基酸组成 结合蛋白： 由氨基酸和非蛋白部分所组成的蛋白质 衍生蛋白： 用酶或化学方法处理蛋白质后得到的相应产物 氨基酸种类：1 非极性氨基酸 ，有丙、亮、异亮、缬、脯、色、苯丙、甲硫 (疏水性随碳链长度增加而增加，在水中溶解度较低) 2、侧链不带电荷的 极性氨基酸 有丝、苏、络、半胱、天冬酰胺、谷氨酰胺和甘氨酸，具有 亲水性 3、碱性氨基酸有赖、精、组氨酸 4、 酸性氨基酸有谷、天 冬氨酸。 必需氨基酸 ：赖氨酸 Lysine 色氨酸 Tryptonphan 苯丙氨酸 Phenylalanine 甲 硫氨酸 Methionine 苏氨酸 Threonine 异亮氨酸 isoleuc
7、ine 亮氨酸 Leucine 缬氨酸 Valine 氨基酸的等电点：氨基酸分子在溶液呈电中性时，及静电荷为零，氨基酸分子 在电场中不运动） ，所处环境的 PH 值即为等电点。此时氨基酸的溶解性 最差。 蛋白质变性：在酸碱热有机溶剂或辐射处理时，蛋白质的二三四级结构会发生 不同程度的改变。 变性产生的结果：分子内部疏水性基团的暴露，蛋白质在水中的溶解性降低； 某些生物蛋白质的生物活性丧失，如失去酶活或免疫或免疫活性；蛋白质 的肽键更多的暴露出来，易被蛋白酶催化水解；蛋白质结合水的能力发生 改变；蛋白质分散体系的粘度发生变化。蛋白质的结晶能力丧失。 变性手段：物理变性（加热，冷冻，机械处理，静高
8、压，电磁辐射，界面作用） 化学变性（酸碱因素，盐类，有机溶剂，有机化合物，还原剂） 蛋白质功能性质定义：是指除营养价值外的那些对食品需宜特性有利的蛋白质 的物理化学性质，如蛋白质的胶凝、溶解、泡沫、乳化、粘度等功能性质：水和性质：蛋白质与水的相互作用 (水吸收和保持、湿润性、溶胀 性 粘附性、分散性、溶解度和粘度等) 结构性质：蛋白质与蛋白质的相互作用 (沉淀、胶凝和形成其它各种结构 时性质) 蛋白质和表面性质：蛋白质的表面张力、乳化作用、发泡性质等 感官性质 对面团影响的两种主要蛋白质：麦谷蛋白和麦醇溶蛋白 碳水化合物碳水化合物 单糖：糖类中最简单，最小组成单位，它们不能再进一步水解，是带有
9、醛基或 酮基的多元醇。 多糖：是指单糖聚合度大于 10 的糖类 低聚糖：由 10 个以下的单糖分子通过糖苷键形成的化合物。 即醛糖 C1 上 半缩醛羟基（酮糖则在 C2 上）和其它单糖的羟基脱水缩合而成。 各种单糖的比甜度值：蔗糖 1.0 D葡萄糖 0.7 D呋喃果糖 1.5 D半乳糖 0.27 D甘露糖 0.59 D木糖 0.50 单双糖的的物理性质及其应用：甜度（甜味剂） ， 旋光性，溶解性（对果酱、 蜜饯类食品，利用高浓度糖的保存性质，要有高溶解性，只有糖浓度在 0.7 上才能抑制酵母霉菌生长） ， 吸湿性或保湿性（面包、糕点、软糖应选吸 湿性大的果糖或果葡糖浆。硬糖、酥糖及酥性饼干应选
10、吸湿性小的葡萄糖。 ） ，粘度 （糖果工艺中得拉条和成型） ，渗透压（果糖具有高渗透压特性，防腐效果好） ，发 酵性（酿酒） 环状糊精：由 D-吡喃葡萄糖通过-1，4 糖苷键连接而成的环状 聚合度 n=6-, 7-, 8- 糖单位组成的 -，-，-环糊精 微胶囊技术： 美拉德反应的利与弊： 美拉德反应：凡是羰基与氨基经缩合，聚合生成类黑色素的反应称为羰氨反应, 反应机理： 初始阶段：羰氨缩合和分子重排 产物 N果糖基胺中间阶段：途径 1、脱水生成羟甲基糠醛 2、脱去胺残基重排生 成还原酮 3、氨基酸与二羰基化合物的作用终了阶段：含两类 醇醛缩合 聚合成黑色素 醇醛缩合：分子醇醛缩合，脱水生成稳
11、定不饱和醛 聚合成类黑色素 影响因素：底物、PH 值、水分、温度、金属离子、空气 如何控制：降低 PH 值，抑制褐变；水分：美拉德反应速度与反应物浓度 成正比 干燥食品，褐变抑制，（冰淇淋粉） ， 水分 1015，易褐变， 中等水分含量褐变速度最快 ，脂肪氧化加快，褐 变也加快 温度：温度 T，V，增加 10，V3-5 倍。30以上快，20以下慢，低温防止褐变。 金属离子：铜、铁促进褐变 Fe3+ Fe 2+ 还原糖：麦芽糖，乳糖，纤维二糖和海藻糖，果糖， 判断还原糖方法：氧化反应 仕伦试剂，费林试剂。醛糖产生银镜酮糖产生砖红色沉淀 构成淀粉的糖苷种类：直链 a1-4 支链 a1-6 糖苷 区
12、别： 淀粉的结构：直链：1-4 糖苷键连接而形成的现状大分子，聚合度为 1006000，直链淀粉分子并不是完全伸直的线性分子，而是由分子内羟基 间氢键作用使整个链分子蜷曲成以每 6 个葡萄糖残基为一个螺旋节距的螺 旋结构。 支链：是由两种糖苷连接而形成的大分子，结构中具有分支，即每个支链淀粉 分子由一条主链和若干条连接在主链上得侧链组成。 淀粉遇碘变蓝不是化学反应，变蓝机理：在水溶液中，直链淀粉分子以螺旋结 构方式存在，每个螺旋吸附一个碘分子，借助范德华力连接在一起，形成 一种复合物，从而改变碘原有的颜色。 淀粉水解酶的种类：-淀粉酶，-淀粉酶 葡萄糖淀粉酶 上述两水解酶切割的糖苷键和位置的区
13、别：P133 淀粉的老化：已糊化的淀粉溶液，经缓慢冷却或室温下放置，会变成不透明， 甚至凝结沉淀 原理：糊化的淀粉相邻分子间的氢键部分恢复，自动排列成序，形成一定晶度 化的微晶束。 淀粉的糊化：在一定温度下,淀粉粒在水中发生膨胀,形成粘稠的糊状胶体溶液, 这一现象称为“淀粉的糊化“。 原理：水进入微晶束，拆散淀粉分子间的缔合状态，使淀粉分子失去原有的取 向排列，而变为混乱状态，即淀粉粒中有序及无序态的分子间的氢键断开， 分散在水中成为胶体溶液 淀粉老化对食品影响：老化后淀粉与水失去亲和力，不易与淀粉酶作用，因此 不易被人体消化。如面包失去新鲜度，米汤粘度降低。 抗老化的方法：影响因素是水分、温
14、度、表面活性剂。使含水量小于 0.1 或大 量水中，则不易老化，最适宜温度是 2 到 4 度，所以大于 60 或小于-20 度 不易发生老化，在偏酸或偏碱条件下 淀粉改性种类：1、可溶性淀粉：经过轻度酸或碱处理的淀粉。 2、酯化淀粉：淀粉的糖基单体含有 3 个游离羟基，能与酸或酸酐形成淀粉 酯，其取代度能从 0 变化到最大值 3. 3、交联淀粉：用具有多元官能团的试剂，如甲醛，环氧氯丙烷，三氯氧磷， 三聚磷酸盐等作用于淀粉颗粒，能将不同淀粉分子经“交联键”结合而生 成的淀粉。4、醚化淀粉：淀粉糖基单体上的游离羟基可被醚化而得淀粉，其中甲基醚 化法为研究多糖结构常用方法。 5、氧化淀粉：工业中用
15、次氯酸钠处理的淀粉。 6、接技淀粉：淀粉能与丙烯酸、丙烯氰、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丁 二烯、苯乙烯和其他人工合成高分子的单体起接枝反应生成共聚物。 果胶三种形态：原果胶，果胶，果胶酸 相互间的差别 原果胶：不溶于水，存在未成熟果实细胞间，与纤维素、木质素、半纤维素结 合在一起的甲酯化聚半乳糖醛酸链，赋于果蔬组织坚硬的质地 果胶：溶于水，存在于成熟果实的汁液中，是羧基不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸链，果实 富有弹性果胶酸：溶于水，存在于过熟果实中是完全未甲酯化的聚半乳糖醛酸链，果实 变成软饧状态 脂质脂质 脂肪的作用：生物体中： 供能(39.58KJ/g)， 提供必需脂肪酸， 脂溶性维生素 载体，润滑、保护、保温等 食品中：改善食品质地、造形（裱花） 增加食品风味 三酰基甘油的结构：天然甘油三酯中得脂肪酸碳原子书多为偶数，且多为直链 脂肪酸，即三酰基甘油。 几种常见命名：数字命名 Sn-16：0-18:1-18:0 英文缩写命名 Sn-POSt中文命名 Sn-甘油-1 棕榈酸酯-2-油酸酯-3-硬脂酸或 1-棕榈酰-2- 油酰-3-硬脂酰-Sn-甘油 数字命名：亚麻酸 18 碳 3 烯酸 亚油酸 18 碳 2 烯酸 花生酸 18 碳 1 烯酸 花生四烯酸 四烯酸 脂肪的同质多晶现象：化学组成相同的物质,可以有不同的结晶方式,。但融化后 生成相同的液相 亚稳态稳定
