食品化学复习资料

食品化学：用化学的理论和方法研究食品本质的科学，它通过食品营养价值、安全性和风味特征的研究，阐明食品的组成、性质、结构和功能以及食品成分在贮藏、加工和运输过程中可能发生的化学、物理变化和生物化学变化的科学。

2.食品化学的研究内容

1) 研究食品的化学组成

2）揭示食品在加工贮藏中发生的化学变化

3）研究食品贮藏、加工新技术，开发新产品和新的食物资源

4）研究化学反应的动力学行为和环境因素的影响

3.地位：食品化学是用化学的理论和方法研究食品本质的科学，是一门主要包括微生物、化学、生物化学和工程学在内的多学科的科学，是应用化学的的一个重要分支

水分子的缔合：由于水分子的极性及两种组成原子的电负性差别，导致水分子之间可以通过形成氢键而呈现缔合状态。

形成三维氢键能力：水分子具有在三维空间内形成许多氢键的能力可充分地解释水分子间存在大的引力。

水分子缔合的原因：①H-O 键间电荷的非对称分布使H-O 键具有极性，这种极性使分子之间产生引力。②由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体，因此可以在三维空间形成多重氢键。③静电效应。

冰是水分子通过氢键相互结合、有序排列形成的低密度、具有一定刚性的六方形晶体结构。六方冰晶形成条件：①在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻;②溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。

水的结构模型：

水的密度与温度的关系：在温度由0℃上升到4℃的过程中，水的密度逐渐加大；温度由4℃继续上升的合过程中，水的密度逐渐减小；水在4℃时的密度最大。水在0℃至14℃的范围内，呈现出―冷胀热缩‖的现象，称为反常膨胀。

结合水：通常是指存在于溶质或其它非水组分附近的、与溶质分子之间通过化学键的力结合的那部分水。结合水：构成水、邻近水、多层水

体相水：距离非水组分位置最远，水-水氢键最多。它与稀盐水溶液中水的性质相似

水与溶质间的相互关系：

1) 水与离子和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

2）水与可形成氢键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；流动性小；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‖

Η

│ │ ∣

—Ν—Η …… Ο—Η ……О＝С—

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力↑ 。―笼形水合物‖ :20～74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

水分活度: 食品中水的蒸汽分压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比表示：Aw=P/Po

.水分活度与食品稳定性

与温度的关系（冰点分界）：对于纯水： P=Po Aw=1；而对于食品中的水分，冰点以上或以下，Aw 对食品稳定性影响是不同的。 高于冰点时，Aw 与食品组成及Ｔ有关，其中食品组成是主要因素，当组成水％相同时，Ｔ上升，则Aw 上升。 低于冰点时， Aw 仅与温度有关，与食品组成无关。

吸着等温线的分区与形状

Ⅰ区 Aw=0～0.25 约0～0.07g 水/g 干物质 作用力：H2O —离子，H2O —偶极，配位键。 属单分子层水（含水合离子内层水）。不能作溶剂，-40℃以上不结冰，与腐败无关

Ⅱ区Aw=0.25～0.8（加Ⅰ区,<0.45gH2O/g 干） 作用力：氢键、H2O —H2O 、H2O —溶质 。 属多分子层水，加上Ⅰ区约占高水食品的5%。 不作溶剂，-40℃以上不结冰，但接近0.8（Aw ）的食品，可能有变质现象

Ⅲ区，新增的水为自由水， （截留+流动）多者可达20g H2O/g 干物质 。 可结冰，可作溶剂。 划分区不是绝对的，可有交叉，连续变化

滞后现象：所谓滞后现象即向干燥的样品中添加水（回吸作用）后绘制的水分吸着等温线和由样品中取出一些水（解吸作用）绘制的水分吸着等温线并不完全重合，这种不重合性称为滞后现象 水分活度与食品的稳定性

aw /m(1-aw )—aw 图，即BET 图，为一条直线。P/P0 值大于0.35时此线性关系变差 BET 单分子层值计算公式:

1、在 aw=0-0.35 范围内,随 aw ↑,反应速度↓的原因:

① 水与脂类氧化生成的氢过氧化物以氢键结合,保护氢过氧化物的分解,阻止氧化进行 ② 这部分水能与金属离子形成水合物,降低了其催化性

2、在 aw=0.35-0.8 范围内,随 aw ↑,反应速度↑的原因:

① 水中溶解氧增加

② 大分子物质肿胀,活性位点暴露加速脂类氧化

③ 催化剂和氧的流动性增加

3.当 aw ＞0.8 时,随 aw ↑,反应速度增加很缓慢的原因: 催化剂和反应物被稀释

Maillard （美拉德)反应（重点）

Maillard （美拉德)反应指食品在油炸、焙烤、烘焙等加工或贮藏过程中，还原糖同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应，这种反应被称为美拉德反应。

1、反应机理：（1）初期阶段：Maillard 反应的初期阶段包括两个过程，即羰氨缩合与分子重排。上步产物葡糖胺酸性条件下可以发生阿姆德瑞重排而转化为环式果糖胺（2）中期阶段：酮式果糖胺在中期阶段主要的分解过程可能有三个途径，这里仅介绍脱水转化成羟甲基糠醛（记住产物）的途径。（3）末期阶段：前两个阶段得到的许多产物及中间产物进一步缩合、聚合形成复杂的高分子色素。

影响Mailard 反应的因素：

11(m Y 截距）＋斜率

（1）底物结构：在糖类物质中：五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖），醛糖>酮糖，单糖>二糖。

一般地，反应的活性：胺类>氨基酸；碱性氨基酸>中性或酸性氨基酸；氨基处于ε位或碳链末端的氨基酸>氨基处于α位的。而蛋白质的褐变速度则十分缓慢。

（2）反应物浓度Mailard反应速度与反应物浓度成正比；完全干燥的条件下难以发生，含水量在10～15%时容易发生；

（3）温度Mailard反应是一个热反应，温度越高，反应时间越长，反应进行的程度越大。（4）pH 碱性条件有利于Mailard反应的进行，而酸性环境，特别是pH3以下可以有效防止褐变反应的发生。

（5）金属离子许多金属离子可以促进Mailard反应的发生，特别是铁离子与铜离子，三价铁比二价铁更为有效。

要抑制美拉德反应，可采用如下的方法：

（1）将水分含量降到很低；

（2）如果是流体食品则可通过稀释、降低PH、降低温度或除去一种作用物；

（3）亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐可抑制美拉德反应；

（4）在食品加工的过程中避免混入铁和铜离子。

要促进美拉德反应则要采用与上面相反的条件。

焦糖化反应(和美拉德反应都属于非酶褐变）

糖类尤其是单糖类在没有含氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上时，会因发生脱水、降解等过程而发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应，又叫卡拉蜜尔作用。

多糖的溶解性:除了高度有序具有结晶的多糖不溶于水外，大部分多糖不能结晶，因而易于水合和溶解

凝胶：是指在一定条件下，高分子溶液或溶胶的分散质颗粒在某些部位上相互联结，构成一定的空间网状结构，分散介质（液体或气体）充斥其间，整个系统失去流动性，这种体系称为凝胶。

淀粉的糊化的概念：淀粉颗粒具有结晶区和非结晶区交替层的结构，通过加热提供足够的能量，破坏了结晶胶束区弱的氢键后，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，这个过程称糊化。

具有胶束结构的生淀粉称为β-淀粉。处于糊化状态的淀粉称为α化淀粉。

糊化本质：淀粉粒中结晶区和非结晶区的淀粉分子间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。淀粉糊化可分为三个阶段：a.可逆吸水阶段：水分进入非结晶区，体积略有膨胀；b.不可逆吸水阶段：随温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶“溶解”；c.淀粉粒解体阶段，淀粉分子全部进入溶液。

影响因素:1.淀粉种类与颗粒大小：小颗粒淀粉的结构较紧密，糊化较难；2.温度:提高温度有利于糊化；3.pH: pH4－7影响很小，高pH有利于淀粉的糊化；4.水含量：糊化和水含量成正比；5.糖：高浓度的糖可降低糊化速度；6.脂肪：油脂可显著降低糊化速度和糊化率。淀粉老化的概念：经过糊化的α-淀粉在室温或低于室温下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为老化（回生，凝沉）。

老化的本质：其本质是糊化的淀粉分子又自动排列成序，形成致密、高度晶化的不溶解性的淀粉分子微束。

影响因素：直链淀粉和支链淀粉的比例：直链淀粉比例高时易于老化；温度：在2-4℃之间最易老化，60℃以上或-20℃以下不易老化；水分含量：水分30%～60%时最易老化，而低于10%时不易老化。pH：在偏酸（pH4以下）或偏碱的条件下也不易老化。脂类：极性

脂类如磷脂、硬脂酰乳酸钠、单甘酯等可以抗老化。

防止淀粉老化：可将糊化后的α-淀粉，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 ℃以下脱水。这样淀粉成为固定的α-淀粉。α-淀粉加水后，因无胶束结构，水易于浸入而将淀粉分子包蔽，不需加热，亦易糊化。

改性淀粉：天然淀粉经适当的化学处理、物理处理或酶处理，使某些加工性能得到改善，以适应特定的需要，这种淀粉被称为变性淀粉。

果胶的物理、化学性质：水解：果胶在酸碱条件下发生水解，生成去甲酯和糖苷键裂解产物。原果胶在果胶酶和果胶甲酯酶作用下，生成果胶酸。溶解度：果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少。粘度：粘度与链长正比。

果胶形成凝胶：机理：脱水剂使高度含水的果胶分子脱水以及电荷中和而形成凝集体。

凝胶的形成与pH值、可溶性固形物含量和高价离子的存在有关。

果胶形成条件：HM：有糖、酸的存在下易形成凝胶。Brix>55％pH<3.5

LM：有二价阳离子的存在。Ca2＋添加量与pH有关，反比例。

凝胶形成速度：

快速DE越高形成凝胶快速DE越高形成凝胶HM 慢速的速度越快LM 慢速的速度越慢

影响凝胶强度的因素：凝胶强度与分子量成正比。凝胶强度与酯化程度成正比。

高甲氧基果胶凝胶机理：

在果胶溶液中加入足够的酸和糖就会胶凝。由于果胶溶液pH 降低时，高度水合和带电的羧基转变成不带电荷的和仅少量水合的羧基。失去了一些电荷和降低了水合程度后，高聚物分子链的某些部分就能缔合，使高聚物链形成接合和网状结构，网孔中固定了溶质分子的水溶液。由于高浓度糖（~ 65 ％，至少55％）能竞争水合水，因而降低了分子链的溶剂化，这样使分子链间相互作用，促进了接合区的形成。

影响凝胶的形成条件和凝胶强度的因素，最主要的是分子链长和连接区的化学性质。链越长，凝胶强度越大。酯化度、温度、pH、离子强度、糖浓度。

脂肪酸的系统命名法

CH2-(CH2)3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-(CH2)5-CH2-COOH

名称：十八-9,12-二烯酸18:2ω6 18:2n-6(甲基碳叫ω碳)

天然多烯酸（一般会有2-6个双键）的双键部是被亚甲基隔开的。

通常用顺式和反式表明双键的几何构型，他们分别表示烃基在双键的同侧和异侧。

(Z-型、E-型)

酰基甘油的立体有择位次编排命名法

碳原子自上而下编号，三酰甘油命名法为：

数字命名法：Sn-16:0-18:1-18:0 英文缩写法：Sn-POSt 中文命名法：Sn-甘油-1-棕榈酸酯-2-油酸酯-3-硬脂酸酯

脂质概述：脂质是生物体内一大类不溶于水，而溶于大部分有机溶剂的物质的总称。通常所说的油脂（脂肪）是脂质中的一类。

脂质通常的共同特征：①不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。②大多具

有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。③都是由生物体产生，并能被生物体所利用。

例外：卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。

脂质分类：按结构和组成分：复合脂质简单脂质衍生脂质

习惯分：真脂：油脂（固态的脂、液态的油99％)；类脂：磷脂、糖脂、蛋白脂、硫脂等；复合脂类以及固醇、蜡等脂肪伴随物。

油脂分类：按不饱和程度分：干性油，半干性油，不干性油

按构成的脂肪酸分：单纯酰基油，混合酰基油。

按来源分：乳脂类、植物脂、动物脂、海产品动物油、微生物油脂。

按物理状态分：脂肪（常温下为固态）油（常温下为液态）

按化学结构分：简单脂：酰基脂，蜡；

复合脂：鞘脂类（鞘氨酸、脂肪酸、磷酸盐、胆碱组成），脑苷脂类（鞘氨酸、脂肪酸、糖类组成），神经节苷脂类（鞘氨酸、脂肪酸、复合的碳水化合物）；

衍生脂：类胡箩卜素、类固醇、脂溶性纤维素等。

油脂在食品中的功能：提供必需脂肪酸；脂溶性维生素的载体；提供滑润的口感，光润的外观，塑性脂肪还具有造型功能；赋予油炸食品香酥的风味，是传热介质

油脂的塑性：指在一定外力下，表观固体脂肪具有的抗变形的能力。

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

起酥油：是指用在饼干、糕点、面包生产中专用的塑性油脂。特性：在40oC不变软，在低温下不太硬，不易氧化。

塑性油脂的作用：涂抹性（涂抹黄油等）；可塑性（用于蛋糕的裱花）；起酥作用；使面团体积增加

乳状液形成的条件:1．当液滴分散在连续相中，如油滴分散在水溶液中，扩大界面需要做功，增加界面积所做的功为：δW=γδA 乳状液的能量水平较高，是热力学不稳定体系2．降低界面张力可增加乳化能力。表面活性剂或称为乳化剂的主要作用之一就是降低界面张力。

乳状液的失稳与影响乳化稳定性的因素:乳状液失稳的三个阶段为：乳析、絮凝和聚结

1.乳析：两相的密度不同而引起的密度小的一相向上富集的过程。

2. 絮凝：指脂肪球相互靠拢并聚集在一起，但脂肪球原来的大小保持不变；维持脂肪球相对状态的力：吸引力分子间作用力（主要是范德华引力）；排斥力静电斥力，粒子表面上存在双电层而引起的静电排斥力；DLVO理论：如果斥力位超过引力位，产生了对抗碰撞的能垒。如果能垒的大小超过了粒子的动能，悬浮液稳定。仅粒子间距离非常小时，范德华引力位才变得非常大，在中间距离时，斥力位超过引力位；絮凝会加速上浮。

3. 聚结：脂肪膜的破裂导致脂肪球合并

油脂的乳化和乳化剂：乳浊液：内向/分散相，直径0.1-50μm;外向/连续相。

水包油型(O/W，水为连续相。如：牛乳)

油包水型(W/O，油为连续相。如：奶油)

乳浊液的失稳机制：分层（重力）；絮凝（分散相液滴表面静电荷不足）；聚结（两相界面膜破裂）

乳化剂的乳化作用：增大分散相之间的静电斥力；增大连续相的粘度或生成有弹性的厚膜；减小两相间的界面张力；微小的固体粉末的稳定作用；形成液晶相

乳化剂的选择：亲水––亲脂平衡(HLB) ；HLB值具有代数加和性；通常混合乳化剂比具有相同HLB值的单一乳化剂的乳化效果好。

食品中常见的乳化剂：甘油酯及其衍生物；蔗糖脂肪酸酯；山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物；

丙二醇脂肪酸酯；大豆磷脂；其他合成食品乳化剂

脂类氧化

自动氧化：油脂的自动氧化指油脂分子中的不饱和脂肪酸与空气中氧（基态氧）之间所发生的自由基类型的反应。

自动氧化的机理描述

引发剂

引发：ＲＨ－──→Ｒ·＋·Ｈ传递：Ｒ·＋O2－－→

ROO·ROO·+ ＲＨ－－→ROOH＋Ｒ·终止：R·＋R·－－→R－R

R·＋ROO·－－→ROOR ROO·＋ROO·－－→ROOR ＋O2 游离基的引发通常活化能较高，所以最初游离基的产生，需引发剂的帮助。激发态氧（单线态氧，1O2）、过渡金属元素、热、光等均对此有密切影响。

链传递反应中的氧是能量较低的基态氧（三线态氧，3O2 ）。链传递的活化能较低，故此步骤进行很快，并且可循环进行，产生大量氢过氧化物。H是与双键相邻的α-亚甲基氢原子。光敏氧化：光敏氧化是在光的作用下（不需要引发剂）不饱和脂肪酸与单线态氧直接发生的氧化反应。食品中如叶绿素、血红蛋白和一些合成色素等可以起光敏剂的作用，使三线态的氧变为活性较高的单线态氧。

光敏氧化的特点：（1）不产生自由基（2）双键的顺式构型改变成反式构型（3）与氧浓度无关（4）不存在诱导期；（5）光敏氧化反应受到单线态氧猝灭剂β-胡萝卜素与生育酚的抑制。（6）对于同样的反应底物，光敏反应的速度大于自动氧化（约1500倍）。

影响食品中脂类氧化速率的因素

一）脂肪酸及甘油酯的组成：主要发生在不饱和脂肪酸上，饱和脂肪酸在室温下难以氧化，但在高温下会产生显著的氧化；不饱和脂肪酸中C=C数目增加，氧化速度加快；顺式构型比反式构型易氧化；共轭双键比非共轭双键氧化快。游离脂肪酸比甘油酯的氧化速率略高。二）氧：当氧浓度较低时，氧化速率与氧浓度近似成正比；当氧浓度很高时，则氧化速率与氧浓度无关。单线态氧的氧化速率约为三线态氧的1500倍。

三）温度：一般来说，随着温度上升，氧化速率加快；但温度上升，氧的溶解度会有所下降。四）表面积：一般来说，油脂与空气接触的表面积与油脂氧化速率成正比。

五）水分：当水分活度在0.3时，油脂的氧化反应速度最慢。随着水分活度的降低和升高，油脂氧化的速度均有所增加。

六）助氧化剂：一些具有合适的氧化还原电位的二价或多价过渡金属如Cu2+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Pb2+等是有效的助氧化剂。血红素也是一种重要的助氧化剂。参与酶促氧化的酶均为氧化反应的催化剂

七）光和射线：光和射线不仅能促使氢过氧化物分解，还能引发自由基。

八）抗氧化剂：即能延缓和减慢油脂氧化速率的物质。这类物质可以通过不同方式发挥作用，有天然和人工合成两大类。

抗氧化剂：是一种能推迟具有自动氧化能力的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。抗氧化剂的增效作用：是指在抗油脂氧化体系中，使用二种或二种以上抗氧化剂的混合物比单独一种所产生的抗氧化效果更大。

脂类氧化的评价方法

过氧化值（POV）：指1kg油脂中所含氢过氧化物的毫摩尔数。用过氧化值评价油脂氧化的趋势多用于氧化的初期。

碘值：指100g油脂吸收碘的克数。

酸价（A V)：中和1g油脂中游离脂肪酸所需的KOH的毫克数。酸价与油脂中游离脂肪酸的

量成正比，反映了油脂品质的优劣，一般新鲜油脂的酸价较低

氨基酸的分类和结构：自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸仅20余种。根据氨基酸通式中R基团极性的不同，可将氨基酸分为3类：①非极性或疏水的氨基酸；②极性但不带电荷的氨基酸；③在介质中性条件下带电荷的氨基酸

蛋白质的分类和结构：按照化学组成，蛋白质通常可以分为简单蛋白质和结合蛋白质。简单蛋白质是水解后只产生氨基酸的蛋白质；结合蛋白质是水解后不仅产生氨基酸，还产生其他有机或无机化合物（如碳水化合物、脂质、核酸、金属离子等）的蛋白质。结合蛋白质的非氨基酸部分称为辅基。

简单蛋白质可分为：①清蛋白②球蛋白③谷蛋白④醇溶谷蛋白⑤组蛋白⑥鱼精蛋白⑦硬蛋白根据辅基的不同，结合蛋白质可分为：①核蛋白②脂蛋白③糖蛋白和黏蛋白④磷蛋白⑤血红素蛋白⑥黄素蛋白⑦金属蛋白

蛋白质按其分子形状分为球状蛋白质和纤维状蛋白质两大类。球状蛋白质，分子对称性佳，外形接近球状或椭球状，溶解度较好，能结晶，大多数蛋白质属于这一类。纤维状蛋白质，对称性差，分子类似细棒或纤维，它又可分成可溶性纤维状蛋白质，如肌球蛋白、血纤维蛋白原等和不溶性纤维状蛋白质，包括胶原、弹性蛋白、角蛋白以及丝心蛋白等。

蛋白质按其生物功能分为酶、运输蛋白质、营养和贮存蛋白质、收缩蛋白质或运动蛋白质、结构蛋白质和防御蛋白质。

影响蛋白质折叠的作用力包括两类：①蛋白质分子固有的作用力所形成的相互作用；②受周围溶剂影响的相互作用。范德华相互作用和空间相互作用属于前者，而氢键、静电相互作用和疏水基相互作用属于后者

稳定蛋白质构象的作用力和键：维持蛋白质高级结构的作用力包括共价键和非共价键（次级键）。共价键主要指二硫键（个别情况下还包括酯键）；非共价键主要指氨基酸残基间的氢键、静电作用、疏水相互作用和范德华力。除共价键二硫键的键能较大外，其他的作用能较小。

蛋白质的变性(重点）：把蛋白质二级及其以上的高级结构在酸、碱、盐、热、有机溶剂等的作用下遭到破坏而一级结构并未发生变化的过程叫蛋白质的变性。

蛋白质变性所产生的影响：①溶解度降低；②与水的结合能力降低；③生物活性（功能）丧失，如失去酶活性或免疫活性；④容易被水解；⑤黏度变大；⑥难以结晶。

影响蛋白质变性的因素：（一）物理因素

1.热与蛋白质变性：当蛋白质溶液被逐渐加热并超过临界温度时，蛋白质将发生从天然状态向变性状态的剧烈转变。在此转变中点的温度被称作熔化温度（Tm）或变性温度（Td）。大多数蛋白质在45～50℃时开始变性，也有些蛋白的Td可以达到相当高的温度。温度导致蛋白质变性主要涉及到非共价相互作用的去稳定作用。氢键、静电和范德华相互作用在高温下不稳定在低温下稳定，而疏水相互作用随温度升高作用力增强（在60-70℃达到最高）。一般认为，温度越低，蛋白质的稳定性越高。蛋白质还可以发生冻结变性。蛋白质的平均疏水性和热变性温度之间呈一定的正相关。蛋白质（或酶）在干燥条件下比含水分时对热变性的耐受力大，说明蛋白质在有水存在时易变性。

2.静水压和变性：压力使蛋白质变性的原因主要是蛋白质的柔性和可压缩性。大多数纤维状蛋白质分子不存在空穴，它们对压力的稳定性高于球状蛋白质。这种蛋白变性是高度可逆的。

3.剪切和变性：一些食品的加工过程，如振动、打擦、捏合、高速均质等，会产生高的剪切力，能导致蛋白质变性。高温和高剪切力相结合能使蛋白质发生不可逆的变性。

4.辐照和变性：电磁波对蛋白质结构的影响与电磁波的波长与能量有关。如果辐照仅引起蛋白质构象的改变，那么将不会显著影响蛋白质的营养价值；如果辐照导致了氨基酸残基的变

化，便会导致营养价值的降低。

（二）化学因素

1.pH值和变性：蛋白质在等电点时比其他pH下稳定。在极端pH值时，蛋白质内的离子基团产生强静电排斥作用，促使蛋白质分子的构象发生变化。

2.有机溶质和变性：不同种类的有机物使蛋白变性的原因不尽相同。

3.表面活性剂和变性：表面活性剂，如十二烷基硫酸钠（SDS）是强有力的变性剂，在较低浓度下可使蛋白质完全变性，同时SDS类表面活性剂诱导的蛋白变性是不可逆的。

4.有机溶剂和变性：许多有机溶剂可以导致蛋白质变性。亲水有机溶剂通过改变水的介电常数从而改变了稳定蛋白质结构的静电力；疏水有机溶剂由于进入蛋白质疏水区，打断疏水相互作用，从而导致变性。

5.促溶盐与蛋白质变性：碱土金属只能有限度地与蛋白质起作用，过渡金属如铜、铁、汞和银等离子易与蛋白质发生作用。在低浓度时，盐的离子与蛋白质发生非特异性的静电相互作用，稳定了蛋白质的结构；在高浓度时，盐对蛋白质的稳定性不利，阴离子的影响更大。影响蛋白质溶解度的因素：

1、pH和溶解度：大多数食品蛋白质的溶解度-pH值图是一条U形曲线，最低溶解度出现在蛋白质的等电点附近。但β-乳球蛋白、明胶、蛋清蛋白和血清清蛋白即使在它们的等电点时，仍然是高度溶解的。

2、离子强度和溶解度：在低离子强度（＜0.5），如果蛋白质含有高比例的非极性区域，溶解度下降；反之，溶解度提高。当离子强度＞1.0时，硫酸盐和氟化物（盐）逐渐降低蛋白质的溶解度，硫氰酸盐和过氯酸盐逐渐提高蛋白质的溶解度

3、温度和溶解度：在恒定的pH和离子强度，大多数蛋白质的溶解度在0－40℃范围内随温度升高而提高。一些高疏水性的蛋白质的溶解度和温度呈负相关。当温度超过40 ℃，蛋白质的溶解度下降。

4、有机溶剂和溶解度：加入有机溶剂，如乙醇和丙酮，蛋白质在有机溶剂-水体系中的溶解度降低或沉淀。

影响蛋白质起泡（水气界面）的因素

a.蛋白质性质：作为起泡剂的蛋白质必须快速地分散至气－水界面；易于在界面上展开和重排；它必须通过分子间相互作用形成黏合性膜。

蛋白质的起泡力是与平均疏水性正相关的。往往具有良好起泡能力的蛋白质不具有稳定泡沫的能力，而能产生稳定泡沫的蛋白质往往不具有良好的起泡力。

b.蛋白溶液浓度：大多数蛋白质在浓度2%～8%范围内显示最高的起泡能力。但浓度超过10%时气泡变小，泡沫变硬。

c.温度：起泡前适当加热可提高一些蛋白的起泡能力，但过度加热会损害蛋白的起泡能力。

d. pH值：当蛋白质处于或接近等电点时，蛋白质的起泡能力和泡沫稳定性提高。在pI以外的pH值范围内，蛋白质的起泡能力往往较好，但其泡沫的稳定性却较差。

e.盐：盐类对蛋白质起泡性质的影响取决于盐的种类、浓度和蛋白质的性质。

f.糖：小分子糖可以提高泡沫的稳定性但却降低蛋白质的起泡能力。

g.脂：脂类物质，尤其是磷脂类物质会使起泡能力和泡沫稳定性下降。（消泡）

h.搅打：搅打或搅拌的时间和强度既要足够也要适当，过度搅打将破坏泡沫。

影响蛋白质水合性质的因素主要有：

1、蛋白质的总吸水量随蛋白质浓度的增加而增加；

2、蛋白质在其等电点时水合性质最差，吸水量最少；偏离等电点吸水量增加；

3、随温度的升高，蛋白质水合能力变差；

4、低盐浓度有助于蛋白质分子的水合；高盐浓度将降低蛋白质分子的水化能力。

蛋白质在溶液中的构象很大程度上与它和水合特性有关。蛋白质的水合作用是一个逐步的过程，即首先形成化合水和邻近水，再形成多分子层水，如若条件允许，蛋白质将进一步水化，这时表现为：①蛋白质吸水充分膨胀而不溶解，这种水化性质通常叫膨润性。②蛋白质在继续水化中被水分散而逐渐变为胶体溶液，具有这种水化特点的蛋白质称为可溶性蛋白。

影响蛋白质乳化作用（水油界面)的因素主要有：

1.蛋白质的乳化性质与它的表面疏水性存在着一个弱正相关联，然而与平均疏水性不存在这样的关系。

2.蛋白质的溶解度在它的乳化性质方面起着重要的作用。蛋白质必须具有一定的溶解度。

3.pH对蛋白质乳化作用有明显的影响。如果蛋白质在其等电点时仍有较大的溶解度，这种蛋白在此pH具有优良的乳化性能。

胶凝作用: 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称为胶凝作用。

凝胶的类型:线性蛋白质分子,1.线性分子通过形成连接区而形成凝胶网络。肌浆球蛋白。2.线性分子间形成连接点而构建成三维网络。明胶

球蛋白分子:1.高度定向有序的―念珠串状‖网络结构。溶菌酶。2.随机聚集的网络结构。大豆分离蛋白

凝胶制备方法

热处理: 添加钙盐提高凝胶强度和凝胶速率适度酶解：凝乳酶水解酪蛋白胶束奶酪离子桥连: 钙离子酪蛋白胶束酸凝胶：内酯豆腐

蛋白质功能性质的变化——表面活性剂

1. 蛋白质的物理改性

2.蛋白质的化学修饰

3. 蛋白质的酶修饰

1）酶催化水解——改变功能性质如溶解性、乳化能力、凝胶行为等；木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、风味酶等；制备风味物质：植物水解蛋白、动物水解蛋白、酵母自溶物等，具鲜味、肉的风味等；深度水解：生物活性肽如像鸦片样（Opioid）活性、免疫刺激活性和抑制血管紧张肽转化酶的活性。

2）微生物谷胺酰胺转氨酶（TG）

3）改制蛋白反应：改制蛋白反应是指蛋白质经酶部分水解后，再用蛋白酶（通常是木瓜蛋白酶或胰凝乳蛋白酶）使肽键再合成为一种新的多聚肽。

维生素：维生素就是人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质，或者说维生素是细胞为维持正常的生理功能所必须而需量极微的天然有机物质。

维生素的主要功能：辅酶或辅酶的前体，如B族维生素；抗氧化剂，如VC，VE，类胡萝卜素等；遗传调节因子，如VA，VD；特殊功能，如VA与视觉有关，VD对骨骼的构成，VK 对血液凝固的作用等。

矿物质在生物体内的功能：机体的重要组成成分；维持细胞的渗透压及机体的酸碱平衡；通常是酶的活化剂；保持神经、肌肉的兴奋性；对机体具有特殊的生理功能，如铁对血红蛋白、细胞色素酶系的重要性，碘对甲状腺素合成的重要性等。对食品感官质量的作用。如磷酸盐对肉制品的保水性、结着性作用，钙离子对凝胶的形成和食品质地的作用等。

食品中维生素损失的常见原因：1、原料食品的成熟度与部位分布的影响：植物在不同采收期V C含量不同；植物的不同部位含量也不同2、植物采收后和动物屠宰后处理的影响：内源性酶会分解维生素。3、加工前处理的影响：浸提，切碎，研磨等均会造成维生素的损失4、热烫和热加工的影响：温度越高损失越大，加热时间越长，损失越多5、产品贮藏中维

生素的损失：水分活度，包装材料及贮藏条件对维生素的保存率都有影响。在相当于单分子层水的A W下，维生素很稳定。6、加工中化学添加物和食品成分的影响：氧化剂会破坏V A、V E、V C，二氧化硫和亚硫酸盐有利于V C的保存，但会与V B1反应。亚硝酸盐可造成V C的破坏。

酸性食品: 带阴离子非金属元素较多的食品,生理里上称只为酸性食品

碱性食品:带阳离子金属元素较多的食品,生理上称之为碱性食品

维生素在食品加工中的变化

食品本身的影响：成熟度：不同成熟期维生素含量不同（Vc-番茄，最高含量在未成熟期）不同部位：一般根部<果实<茎<叶果实：从表层向核芯降低。采后（宰后）：酶解加工：前处理:去皮、浸泡、摘除。加工程度：谷物磨粉程度、与种子的胚乳、胚芽、种皮的分离程度有关

热烫和热加工造成维生素损失：温度越高，损失越大；加热时间越长，损失越多；加热方式不同，损失不同；

淋洗、漂烫：水溶性维生素损失，短时间热烫减少维生素的损失。

冷却方法：空气冷却损失较小。微波加热：损失小。

蒸汽加热：比热烫小，比微波大。热灭菌处理：高温瞬时灭菌法。

产品贮藏中维生素的损失：水分活度，包装材料及贮藏条件对维生素的保存率都有重要影响。在相当于单分子层水的AW下, 维生素很稳定,而在多分子层水范围内,随AW↑,维生素降解速度↑。

矿物质在食品加过程中的变化：矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会改变其生物利用性。如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。加工时因容器带入会使其含量增加。如铁锅炒菜等。

加工后生物有效性提高如面粉发酵后生物有效性提高30-35%。