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(完整版)食品化学复习(详细版)
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（水合）+H2O（R是非极性基团）
疏水相互作用：
① 为蛋白质折叠提供主要推动力
② 维持蛋白质的四级结构
③ 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、制作方法。P24
10.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：β-2,1糖苷键.低聚木糖：β—1，4糖苷键。环状糊精:α-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（α—1,4糖苷键)和直链淀粉(α—1，4糖苷键为主链;α-1，6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:①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; ②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α-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α—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<50%。形成凝胶条件：高甲氧基形成凝胶条件为高糖浓度和低pH值；低甲氧基形成凝胶条件为无糖但有二价金属离子存在。详见P75课堂笔记。
第四章 脂类
1.酰基甘油及不饱和脂肪酸结构特征：详见P85—P89课堂笔记.
2.同质多晶:同一种物质在不同的结晶条件下具有不同的晶体形态,称为同质多晶现象。不同形态的固体晶体称为同质多晶体。
3。油脂的晶型及晶型的转换取决定因素：α晶型转变为β’晶型的速度很快；β晶型转变为β晶型的速度较慢；单酰甘油或山梨酸醇酯等乳化剂的存在可延缓或抑制β晶型的产生；β晶型和β晶型都易保持不变,而α晶型很容易转变为β'晶型和β晶型，保持比较困难；当构成油脂的脂肪酸碳链和不饱和程度相差不大时，油脂容易形成β晶型；相差较大时，油脂则易形成β晶型。
4.脂肪塑形：指固体脂肪在外力超过分子间作用力时开始流动，当外力停止时，重新恢复原有稠度。取决于脂肪中的固液比。
影响油脂塑性的因素:
油脂的晶型：油脂为β型时，因为β型在结晶时会包含大量小气泡，从而赋予产品较好的塑性；β型结晶所包含的气泡大而少，塑性交差.
熔化温度范围：从开始熔化到熔化结束的温度范围越大,油脂的塑性也越好；
固液两相比：油脂中固液两相比适当时,塑性最好。固体脂过多，则形成刚性交联，油脂过硬，塑性不好；液体油过多，则流动性大，油脂过软，易变形，塑性也不好.
5。脂肪自动氧化：然油脂暴露在空气中会自发的进行氧化，使其性质、风味发生改变，被称之为“ 酸败”或“哈败".影响因素：光、微量金属、抗氧化剂、温度、脂肪酸组成。三个过程：诱导阶段、波及阶段、终结阶段。
第五章 蛋白质
1.蛋白质结合风味物的机制主要包括非极性配位体（风味物分子)与蛋白质表面的疏水性小区或空穴的相互作用。
胃蛋白酶作用于N—乙酰—L-苯丙胺酰—L—二碘酪氨酸；
过氧化物酶作用于愈创木酚;胰凝乳蛋白酶作用于酪蛋白;碱性磷酸酯酶作用于P-硝基苯磷酸酯。
2.蛋白质变性：蛋白质二级，三级和四级结构变化，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生理活性。可逆性:加热变性冷却复原；三级或四级结构变化。不可逆性：二级结构变化；二硫键断裂.
3。蛋白质功能性质：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。主要包括水化性质、表面性质、结构性质和感官性质。两种表现形式：1〉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P151
4.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P160
5。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活能力。
2.果蔬色素变化的三种关键性酶：脂肪氧合酶、叶绿素酶、多酚氧化脂肪氧合酶
六方面的功能 小麦粉和大豆粉的漂白 面团制作中形成二硫键 破坏叶绿素和胡萝卜素 产生氧化性的不良风味 氧化破坏维生素和蛋白质 氧化破坏必需脂肪酸
酶。P218
3。果胶酶及作用机制:果胶酶
1。 果胶甲酯酶（或果胶酯酶）水解果胶分子中的甲酯键，生成果胶酸和甲醇
2.聚半乳糖醛酸酶水解果胶分子中的a—1，4 糖苷键
包括两种内切：从果胶分子内部水解糖苷键端切：水解分子末端的糖苷键
3。 果胶酸裂解酶 裂解果胶和果胶酸分子中的糖苷键，水没有参与反应，遵循β—消去机制 。
a —淀粉酶与β—淀粉酶的差异
a —淀粉酶存在于所有的生物 从淀粉、糖原和环糊精分子的内部水解a -1，4—糖苷键 内切酶，水解“主链"，显著影响含淀粉食品的粘度 高温下才失活 对于以淀粉为基质的食品的稳定性会产生不良的影响
β-淀粉酶 存在于高等植物中 从淀粉分子的非还原端水解a -1,4—糖苷键,产生β—麦芽糖 端解酶，当淀粉中许多糖苷键被水解时，淀粉糊的粘度才会发生显著改变 不能越过a -1,6-糖苷键 是巯基酶，被巯基试剂(半胱氨酸）所抑制
4.为什么将过氧化物酶作为热处理是否充分的指标：鉴于过氧化物酶是一个非常耐热的酶，特别是在非酸性蔬菜中的过氧化物酶具有比其他酶更高的耐热性,并且在大多数蔬菜中具有易于检测的较高水平的酶活力。
第七章 维生素及矿物质
1.维生素类强化剂：为增强营养成分而加入食品中的天然或人工合成的食品添加剂为营养强化剂.维生素类是应用最广泛的一种.影响其稳定性的主要因素：水(水溶性)、氧气（VA、VE、VK、VC）、加热（VB、VC)、酶作用(VB1、VC）、酸碱作用（VA、VD)、金属及其盐类（VC）.详见P236
2.矿物质在食品中存在形式：以无机盐、离子态存在、或以螯合物形式存在。P268
第八章 色素及着色剂
1。血红素结构：亚铁离子+ 卟啉= 铁卟啉化合物 ；4个吡咯环的中央有1个铁原子与4个吡咯环的氮原子构成复合物；肌红蛋白(Mb）：1分子亚铁血红素，1分子153个AA珠蛋白 .血红蛋白：由4个肌红蛋白构成.详见P280
2。在绿色果蔬加工特别是热加工中为什么要进行护绿？护绿的措施主要有哪些？在绿色果蔬加工特别是热加工中，容易使叶绿体中的蛋白质变性而释放叶绿素，同时细胞中的有机酸也被释放出，这一点酸已足以使游离的叶绿素几乎全部脱镁成为脱镁叶绿素,而使颜色变暗。游离的叶绿素在加热时也容易发生光氧化反应，四吡咯环被破坏，最后形成无色的产物,致使绿色的果蔬发生变色或褪色，影响产品的外观质量，因此应进行护绿处理.根据叶绿素的化学性质，护绿措施包括以下几个方面:1〉绿色果蔬在加工之前用弱碱性溶液处理，以提高pH值，能防止脱镁叶绿素的形成，以保持果蔬的鲜绿色,但碱浓度过大时，易损害植物的组织及其风味,维生素C也易破坏.2〉用铜或铁、锌盐溶液浸泡果蔬,以铜、铁、锌等离子取代镁离子，可以形成比较稳定的绿色。但应注意,使用铜盐时，应加强漂洗，避免铜离子超标。3〉对果蔬进行加热漂烫灭酶,并可排除果蔬组织中的氧气,以避免高温处理时的氧化变色。4〉叶绿素在低温或干燥状态时,性质比较稳定，即以低温贮存的果蔬和脱水干燥的果蔬都能较好地保持其鲜绿色。5>以叶绿酸铜钠盐进行染色。叶绿酸铜钠盐习惯上也称为叶绿素铜钠盐，其制法是将菠菜、蚕粪等富含叶绿素的材料用碱性乙醇提取、皂化，再以硫酸铜处理,使卟啉中的镁离子为铜离子所取代而得。
维生素的稳定性
提高维生素的稳定性，常用的方法有：
改变维生素自身的结构 加入稳定剂 改进加工工艺。 改善包装和贮藏条件。
一般维生素的含量随着贮藏时间的推延和包装方法的不良而逐渐降低。为了更持久地保存食物中维生素的含量,可采用真空充氮包装、薄膜包装、软管包装、蜡纸包装等方法。
3.多烯色素:由异戊二烯残基为单位组成的共轭双键为基础的一类色素。P286
第九章 食品风味
1.百合科蔬菜的香气成分： 硫醚类化合物
十字花科蔬菜的香气成分：含硫化合物
2.几种基本味觉的化学物质：酸甜苦咸。详见P331课堂笔记
3.调味料的基本物质：详见P304课堂笔记
4.化学合成甜味剂:二肽类甜味剂、磺胺类甜味剂、蔗糖衍生物类甜味剂。详见P354课堂笔记
花色苷结构特征：花色苷是黄酮的一种，具有特征的C6C3C6碳骨架结构所有花色苷都具有2—苯基—苯并吡喃阳离子结构所有花色苷在自然状态下一趟干形式存在，成苷的位置大多在C3和C5上，C7位上亦能成苷。
血红素的结构特征：血红素是有亚铁离子与原卟啉组成的八面螯合体，中心亚铁离子嵌在八面体中央，有六个配位体。