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1、食品化学江西科技师范大学 授课老师：赵利 谭政第一章 引论1.食品化学：从化学的角度和分子水平研究食品的化学组成、结构、物理化学性质、功能性质、安全性质及食品加工贮藏过程中的变化。2. 食品的特点： 安全无毒； 有营养物质； 赋有一定的色、香、味； 内部组分之间不断发生反应和变化； 容易受外界环境影响而发生变质。 食品的定义：是可供人类食用或饮用的物质。3.食品的主要特性：颜色、风味、质构、营养价值。第二章 水1.水在食品中的作用？水对食品的外观形态、色泽、硬度、风味、鲜度等性质具有重要的影响。水是微生物生长繁殖和生物体内化学反应的必需条件，关系到食品腐败变质的问题，影响到食品的耐贮性。水是食
2、品加工中的重要原料，水在食品中起着膨润、浸透、溶解、分散、均匀化等多种作用。水可以除去食品加工中的部分有害物质。水在食品加工制造中作为反应和传热的介质。大多数食品加工的单元操作都与水有关2.为什么水冻结比解冻快？在0 时，冰的导热率约为同温下水的导热率的4 倍，这意味着冰传导热能比非流动水（如食品原料组织中的水）快得多。 冰的热扩散率比水近乎大9 倍，这表明在一定的环境中，冰经受温度变化的速率比水快得多。 3.水分子为什么有强烈的缔合倾向？水分子呈V字样的形状，同时0-H键具有极性，这就是造成不对称的电荷分布和纯水在蒸汽状态时具有1.84D的偶极距。水分子的极性产生了分子间吸引力，因而水分子具
3、有强烈的缔合倾向。4.水的三种结构模型：混合模型、连续模型、填隙式模型。5.结合水的分类：化合水：结合最强的水，已成为非水物质的整体部分；邻近水 ：占据着非水成分的大多数亲水基团的第一层位置； 多层水 ：占有第一层中剩下的位置以及形成了邻近水外的几层。6.疏水水合和疏水相互作用以及笼状水合物及其作用：疏水水合：谁与非极性物质混合时，在这些不相容的非极性实体临近处，水形成了特殊结构，使得熵下降的过程。疏水相互作用：如果存在两个分离的非极性基团，那么不相容的水环境将促进它们之间的缔合，从而减少H2O-非极性实体界面面积，这个热力学熵有力的过程就叫做疏水相互作用。表示如右：R（水合）+r（水合）R2
4、（水合）+H2O（R是非极性基团）疏水相互作用： 为蛋白质折叠提供主要推动力 维持蛋白质的四级结构 疏水结构位于蛋白质分子内部7.水分活度测定方法：将已知含水量的样品置于恒温密闭的小容器中，使其达到平衡，测定容器内的压力或相对湿度（ERH ）按式Aw=ERH/100 计算。8.冰点以上和冰点以下的Aw的差异：冰点以上：Aw是样品组成、温度的函数，其中组成起着重要的作用； 冰点以下：Aw与样品的组成无关，仅取决于温度。 不能根据冰点以下温度的Aw预测冰点以上温度的Aw。9.水分吸着等温线：在恒定温度下，食品水分含量与Aw之间的关系曲线。决定其形状因素：试样成分、试样物理结构、试样预处理、温度、制
5、作方法。P2410.滞后现象：水分回吸等温线与解吸等温线之间的不一致被称为滞后现象。两条线中间形成滞后环。11.形成滞后现象的原因及其现实意义：解吸过程中一些水分与非水成分之间的相互作用而无法释出水分； 样品中不规则的形状产生毛细管现象的部位，欲填满或抽空水分需给予不同蒸汽压（要抽出需P 内P 外，要填满即吸着时则需P 外P 内）； 解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法紧密结合水分，由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的水分活度； 温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形状。 12.影响Aw的因素以及Aw与食品稳定性的关系：（一）影响Aw的重要因素水分含量，食品的水分含量越高，Aw
6、也较高，有些食品的水分含量相近，Aw可能相差很大有些食品的Aw相近，含水量相差很大 温度 冰点以上 ：样品组成、温度 冰点以下 ：温度 非水成分 在温度不变的条件下，食品中非水成分越多并且非水成分与水结合力越强，Aw 的值就越小。 在非水成分及非水成分与水结合形式基本不变的条件下，温度越高Aw 值就越大。 13. Aw比水分含量能更好反映食品稳定性的原因：Aw对微生物生长有更为密切的关系；Aw与引起食品品质下降的诸多化学反应、酶促反应以及质构变化有高度的相关性；用Aw比用水分含量更清楚地表示水分在不同区域移动的情况；从MSI图中所示的单分子层水的Aw（0.2-0.3）所对应的水分含量是干燥食品
7、的最佳要求；Aw比水分含量更易测定，且不破坏试样。详见PPT课件第三章 碳水化合物1.单糖结构：单糖含有手性碳原子，即不对称碳原子，它连接着4个不同的原子或功能基团，在空间存在两种不同的构型，呈镜面对称。N碳糖含有n-2个手性碳原子。任何一个手性碳原子具有不同的构型称为差向异构。2.糖苷结构及特性：糖在酸性条件下与醇发生反应，失去水后形成的产物为糖苷，一般有呋喃或吡喃糖环。在中性和碱性条件下一般是稳定的；在酸性条件下能被水解；可被糖苷酶水解。分为N-糖苷、O-糖苷、S-糖苷。3.非酶褐变：在没有酶参与的情况下发生的褐变。非酶褐变：羰氨反应、焦糖化反应、抗坏血酸的褐变。美拉德反应：还原糖同游离氨
8、基酸或蛋白质分中氨基酸残基的游离氨基酸发生羰氨反应。4.非酶褐变对食品质量的影响：1、 对食品营养质量的影响2、对食品色泽的影响3 、对食品香味的影响 4、非酶褐变产物的抗氧化作用 5 、非酶褐变产生有害成分 5.低聚糖连接键：低聚果糖：-2,1糖苷键。低聚木糖：-1,4糖苷键。环状糊精：-1,4糖苷键。低聚果糖2、低聚木糖3、甲壳低聚糖6.环状糊精结构特性：高度对称性；圆柱形（-OH 在外侧，C-H和环O在内侧；环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域）；作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质（风味物、香精油、胆固醇）。7.淀粉结构：淀粉分为直链淀粉(-1,4糖苷键)和直链淀粉(-1,4糖苷键为主链；-1,
9、6糖苷键为支链)。8.淀粉糊化：加热破坏了结晶胶束区弱的氢键后，淀粉颗粒开始水合膨胀，结晶区消失，粘度增加，双折射消失的过程。三个阶段：淀粉分子随着体系温度的增加，吸收少量的水；水分子进入淀粉粒内部后，淀粉通过氢键与水分子产生作用，颗粒的体积增加不多，外观上没有明显的变化，淀粉粒内部晶体结构没有改变，淀粉粒只是可逆的溶胀，体系的黏度稍微增加； 温度增加，淀粉粒开始糊化，淀粉粒大量吸附水，淀粉粒体积膨胀，偏光十字在脐点处变暗，淀粉分子间的氢键被破坏，破坏范围从无定形区扩展到结晶区，分子结构发生伸展；随后，淀粉粒继续膨胀，形成巨大的网状结构，淀粉粒的偏光十字彻底消失，体系黏度增加至最大，发生了不可
10、逆的变化过程。此时淀粉分子虽然还没有全部分散，但是分子间的结合已经被破坏。所以从本质上看，糊化是温度和水破坏了淀粉分子间的相互作用、断裂氢键，使淀粉分子分散度增加的一个过程，从直观上表现出分散系的黏度增加，透明度增加； 淀粉分散系最后加热处理，已经膨胀到极点的颗粒开始破碎，最后分散为糊状物，体系的黏度也达到最大，完成了整个淀粉的加热糊化。影响因素：淀粉种类；体系温度，淀粉晶体结构；直链淀粉支链淀粉的比例；pH值；水分活度（水分含量）。详见P67课堂笔记影响淀粉糊化性质的因素 淀粉的种类 体系的温度 淀粉晶体结构淀粉分子间的结合程度、分子排列紧密程度、淀粉分子形成微晶区的大小等，影响淀粉分子的糊
11、化难易程度。淀粉分子间的缔合程度大、分子排列紧密，破坏这些作用和拆开微晶区所需要的能量就多，淀粉粒就不容易糊化； 9.如何控制淀粉老化？将淀粉（或含淀粉的食品）糊化后，在80以下的高温迅速除去水分（水分含量最好达10%以下），或冷至0以下迅速脱水。脂类（极性脂类如磷脂、硬脂酰乳酸钠、单甘酯等）进入淀粉的螺旋结构，所形成的包合物可阻止直链淀粉分子间的平行定向、相互靠近及结合，对淀粉的抗老化很有效。一些大分子物质如蛋白质、半纤维素、植物胶等对淀粉的老化也有减缓的作用，作用机制与它们对水的保留、干扰淀粉分子之间的结合有关。10.改性淀粉：变性淀粉是指利用物理、化学和酶的方法处理天然淀粉，制得使其性质
12、发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物。改性方法：物理方法、酶方法、化学方法(氧化反应、酯化反应、醚化反应)11.纤维素：构成植物细胞壁的主要材料。由葡萄糖以-1,4糖苷键连接。结构：纤维素分子易于缔合，形成多晶的纤维束；结晶区由氢键连接而成；结晶区之间由无定形区隔开；改性纤维素是水溶性胶。12.果胶：以-1,4糖苷键连接。三种形态：原果胶、果胶、果胶酸。天然果胶分两类：高甲氧基果胶(HM)：羟基被甲醇酯化的百分数(DE)大于50%；低甲氧基果胶(LM)：DE流体动力学性质：粘度、胶凝作用、组织化；取决于蛋白质分子大小形状和柔性。2表面性质：湿润性、分散性、溶解性、起泡性、乳化性、与脂肪和风味物的结合；取决于蛋白质面化学性质。详见P1514.评价食品乳化性质的方法：油滴大小分布、乳化活力、乳化能力、乳化稳定性。由蛋白质稳定的乳化液的物理和感官性质取决于所形成的液滴的大小和总界面面积。详见P1605.蛋白质的构象及风味结合及影响因素：详见P167-P168课堂笔记第六章 酶1.酶的本质：酶是具有催化性质的蛋白质，其催化性质源自于它特有的激
