食品化学复习大纲(附答案)

食品化学复习

一名词解释

水分活度（Aw）：水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度），是食品中水的蒸气压与同温度下纯水的饱和蒸气压的比值

油脂同质多晶：天然油脂多为混合甘油酯，故其无固定熔点。天然脂肪因结晶类型的不同而导致其熔点相差较大的现象称为油脂的同质多晶。

食品非酶促褐变：非酶促褐变是指食品在加工、贮藏过程中由于表面接触空气，其中酚类等物质在非酶促条件下被氧化而发生的显著颜色变化、趋向加深的现象

蛋白质变性：蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，但一级结构仍保持完整未被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。

玻璃化转变温度(Tg)：玻璃转化温度Tg是指非晶态的食品体系从玻璃态橡胶态的转变（称为玻璃化转变）时的温度。

油脂乳化：将油脂与水溶液相互均匀分散形成油包水型或水包油型的相对稳定体系。

蛋白质盐溶：在蛋白质水溶液中加入少量的中性盐，如氯化钠等，会增加蛋白质分子表面的电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大。这种现象称为蛋白质盐溶。

淀粉老化：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，这种现象称为淀粉老化。其本质是分子间形成氢键失去水分，分子排列从无序到有序。

水分的吸附等温线（MSI）：在恒定温度下，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，称为水分的吸附等温线

固体脂肪指数（SFI）：一定温度下脂肪中固体与液体的比值称为固体脂肪指数

蛋白质起泡性：蛋白质在气-液表面形成坚韧的薄膜使大量的气泡并入并稳定的能力

果葡糖浆：是以酶法水解淀粉所得的葡糖糖液经葡糖糖异构酶的异构化作用，将其中一部分葡萄糖异构成果糖而形成的由果糖和葡萄糖组成的一种混合糖糖浆

蛋白质胶凝性：变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络结构的过程

酶促褐变；酶促褐变是指在有氧条件下，酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。食品酶促褐变发生的三要素是酚类底物、酚氧化酶和氧气

笼形水合物：水通过氢键结合形成笼状结构，通过物理作用方式把非极性物质截留在笼中

焦糖化反应：糖类尤其是单糖在没有含氨基化合物的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140~170℃），因糖发生脱水和降解，也会产生褐变反应，称为焦糖化反应。

香气值：香味物质在食品香气中所起的作用是不同的，若以数值定量化，则称为香气值或发香值，是香味物质的浓度与它的阈值之比。

三、简答

1.水分活度与食品稳定性有怎样的关系?

水分活度与食品稳定性的关系:

①非酶褐变。在不同的水分活度下食品中的化学反应不尽相同，控制了水分活度也就能降低食品变质时间。

②酶活力。不同的酶适宜的水分活度也各不相同，控制食品品质的方法之一就是控制酶活性。

③微生物生长繁殖。微生物的生长繁殖离不开水，不同的Aw值，生长的微生物也有差异。

2.说明高温下油脂化学反应，如何预防。

①热分解。饱和脂肪和不饱和脂肪在高温下都会发生热分解反应。金属离子（如铁离子）的存在，可催化热分解反应。饱和脂肪在高温下分解成ROOH，ROOH再进一步分解成烃、醛、酮等化合物；不饱和脂肪在隔氧条件下加热主要生成二聚体，其热氧化分解与自动氧化的主要途径相同。

②热聚合。热聚合反应将导致油脂粘度增大，泡沫增多。隔氧条件下的热聚合是多烯化合物之间发生Diels-Alder反应，生成环烯烃。热氧化聚合是甘油三酯分子均裂产生自由基，自由基之间再结合生成二聚物。

③缩合。在高温下，食品中的水进入到油中，将油中的挥发性氧化物赶走，同时也使油脂发生部分水解，酸价增高，发烟点降低，然后水解产物再缩合成分子量较大的环氧化合物。预防：a.在食品加工工艺中，一般宜将油脂的加热温度控制在150度以下。

b.油脂在高温加热时，尽量避免与水的接触，防止发生缩合反应。

3.食品中酶促褐变反应的原理，如何预防食品加工中褐变发生。

食品发生褐变的原理：

当食品细胞受到破坏后，食品中的多酚类物质(例如儿茶素、花青素)、氨基酸及其含氮酚类衍生物等在多酚氧化酶的催化作用下，将酚类物质氧化成粉红色的醌类物质，醌类物质进一步积累、聚合为黑色物质。

防止食品发生褐变的方法：

①钝化酶的活性:热处理，酶抑制剂。一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低；酶抑制剂能使酶活性中心的化学性质发生改变，导致酶活力下降或丧失，

②改变酶的作用条件:温度，PH值，水分活度。在极端的酸性或碱性条件下酶会变性而完全失去活性，大多数酶的最适PH值为45-8 0范围内。水能影响食品中酶反应的速度，通常可用降低食品中水分含量的方法来阻滞酶等作用引起的变质。

③隔绝氧气:发生酶促褐变需要三个条件，即酚类底物，酚氧化酶和氧，那么通过隔绝氧例如浸泡盐水、糖水、清水来防止酶促褐变的发生。

④抗氧化剂:另外，抗氧化剂如VC, SO2等都能防止酶促褐变。

4.移动性与食品稳定性有何关系。

分子移动与食品稳定性的关系：

①分子流动性（molecular mobility,Mm）作为另一个预测食品稳定性的指标。

②分子的流动性与食品中许多扩散被限制的性质相关。

③在分子流动性研究中，重点关注食品组分中分子的流动性，分子扩散限制对食品稳定性的重要性

5.说明蛋白质水化作用，影响蛋白质水化作用的因素有哪些？

6.烘焙食品中风味物质（香气、颜色）形成的的原理。

①糖类是形成香气的重要前体。当温度在300度以上时，糖类可热解形成多种香气物质，如醛类、酮类物质等。

②美拉德反应（羰氨反应）的最终产物是结构复杂的有色物质，可为食品着色，同时伴随着多种香气物质的生成。

③油脂在高温下可发生热分解，产生醛、酮等香味物质。

④含硫化合物，如硫胺素、含硫氨基酸的分解产物也具有香气，在焙烤过程中易分解。

7.说明叶绿素的稳定性，采取哪些措施进行护绿？

①温度。100度时叶绿素酶完全失活，可以利用高温烹制食物。

②油脂。在食品加工过程中加入适量油脂，可以隔绝氧气，防止叶绿素被氧化，以保持食物的绿色。

③PH。叶绿素在PH=9时非常稳定，在PH=3时极其不稳定，所以可在制作过程中加入适量的碱。

④加热时间。加热时间过长会破坏叶绿素，故可采用超高温瞬时杀菌的方法制作食物。

8.蛋白质起泡原理，影响蛋白质起泡的因素有哪些？

9.果胶凝胶形成的条件与机理，影响因素有哪些？

举例说明抗氧剂的类型和作用机理。

简要说明蛋白质胶凝形成过程，蛋白质凝胶的类型。

说明酶促反应的机理和控制措施。

简要说明羰胺反应（美拉德反应）的主要过程及影响因素。

说明油脂的主要晶型及其特点，以及在食品加工中的应用。

四、论述

1.淀粉湖化和淀粉老化淀粉分子结构的变化，为什么说淀粉糊化是淀粉类食物熟制标致，如何预防淀粉糊化后的老化？

淀粉糊化。生淀粉分子靠分子间氢键结合而排列得很紧密，形成束状的胶束，彼此之间的间隙很小，即使水分子也难以渗透进去，具有胶束结构的生淀粉称为β-淀粉。β-淀粉在水中经加热后，一部分胶束被溶解而形成空隙，于是水分子进入内部，与余下部分淀粉分子结合，胶束逐渐被溶解，空隙逐渐扩大，淀粉粒因吸水，体积膨胀数十倍，生淀粉的胶束即行消失，

这种现象称为膨润现象。继续加热，胶束则全部崩溃，形成淀粉单分子，并为水包围（氢键结合），而成为溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉称为α-淀粉。

淀粉的老化。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成沉淀，这种现象称为淀粉的老化。这是由于糊化后的淀粉分子在低温下又自动排列成序，相邻分子间的氢键又逐步恢复形成致密、高度晶化的淀粉分子微束的缘故。

淀粉糊化后组织蓬松，晶体结构被破坏，形成凝胶，透明性增加，持水性增强，黏度增大，粘性增强，故淀粉糊化是淀粉食品成熟的标志。

预防：

①若将糊化的淀粉急速脱水干燥，则不会发生老化；

②为防止老化可将淀粉食品进行速冻，使淀粉分子间的水急速结晶阻碍淀粉分子的相互靠近；

③淀粉的糊化程度越高，分子间残留的凝聚点越少，解体彻底，则重新凝聚而老化的速度越慢；

④蛋白质对延缓淀粉老化起一定的作用；

⑤面制品中添加适量的盐，可减缓淀粉的老化；

⑥添加糖对延缓淀粉的老化也有一定的作用；

⑦在淀粉制品中加入油脂可防止淀粉老化；

⑧添加乳化剂可减缓淀粉老化。

2.水面团制作为例说明组成面筋蛋白质形成机理、结构特点，蛋白质功能性质在食品加工的应用。

3.油面团为例，说明水、蛋白质、淀粉、油脂的功能性质在面团形成过程中的应用。

①有水存在时，胚乳中的面筋蛋白通过混合、揉捏等处理，能形成具有强内聚力和粘弹性的糊状物。面筋蛋白主要由麦谷蛋白和麦醇溶蛋白组成，在外界机械力的作用下，蛋白质分子伸展，二硫键交联，疏水相互作用增强，有利于形成弹性和韧性。

②淀粉是面粉的主要成分之一，当有水存在时，淀粉分子能够吸水溶胀，其分子间的请氢键被破坏，吸收水分，分子排列从有序到无序，此时淀粉的粘弹性大大提高，有利于面团的制作。

③塑性脂肪具有良好的涂抹性和可塑性，在面团制作过程中加入塑性脂肪，使面团的延展性增强，油膜的隔离使面筋粒彼此不能粘合成大块面筋，降低了面团的弹韧性和吸水率，同时油脂可以包含和保持一定数量的气泡，使面团面积增加。

4.油脂贮藏过程中氧化原理，以亚油酸为例说明过氧化物的形成途径？

5.炸食品为例，说明油脂在高温下可发生哪些化学反应，生成物对油脂性状和人体健康的影响。

①热分解。油脂加热260－300℃，主要是C-C键，C-H键断裂，产生小分子的物质醛、酮、酸、醇、丙烯二醇酯和丙烯醛过程，产生强烈的气味。

②热氧化分解。在有氧的条件下，油脂的分解更容易产生，分解时间缩短，反应温度下降。在150 ℃左右油脂分解产生大量的醛、酮、烃等物质。

③热聚合与热氧聚合。油脂在200－300℃下，发生热聚合，生成环状化合物。其中：分子间> 分子内，主要为二聚体和三聚体。

④油脂热缩合。高温下，特别是在油炸条件下，食品中的水进入到油中，使油脂发生部分水解，然后再缩合成分子量较大的环氧化合物。

影响：

①破坏食品营养价值。如脂溶性维生素破坏，UFA被氧化。

②产生有害成分。自动氧化产生的聚合物，特别是二聚体，能够被人体吸收，但人体又不能代谢它们，在体内聚集，产生中毒。

③油脂和食品的感官性能劣变。自动氧化使油脂最终会裂解为低分子的醛、酮、酸，产生强烈刺激性哈味和难以接受的辣、苦、涩的口感，导致食品品质严重降低。

④降低油脂的工艺性能。酸败的油脂，加热时油烟多、油泡多，透明度下降，甚至发生固化。

6.一食品的水分活度Aw=0.65时，请你分析一下该食品的稳定性如何，如何预防其变质。

①由等温曲线可知该食品在Aw=0.65的条件下只有结合水，没有自由水，鼓起比较稳定。

②当Aw=0.65时，其中的化学反应速率较大，易发生变质。

③当Aw=0.65时，其中的部分酶活性受到抑制。

④在这种情况下，最易生长的是霉菌，细菌无法生长。

预防：

①低温。低温可抑制食品内酶的活性，延长其货架期。

②相对湿度。要将食品保存在相对湿度较低的环境中，以防止真菌细菌的生长繁殖。

③光照。若食品中含有油脂等，经过光照则或导致其氧化变质，影响食品品质。

7.油脂氧化程度的指标有哪些？说明每种指标的实际意义。

①HLB值。对于非离子型的大多数多元醇脂肪酸酯类乳化剂，可按下公式计算：HLB = 20（1+ S/A）。式中S——脂肪酸酯的皂化值；A——脂肪酸的酸价

②皂化值。油脂皂化值是评价油脂组成的重要指标。油脂的皂化值与油脂的脂肪酸的平均相对分子质量成反比。油脂的皂化值越大，说明组成油脂的脂肪酸的分子质量越小，碳链越短。

③酸价值。游离脂肪酸多，酸价高，说明油脂变坏

④碘价值。碘值越高说明油脂中双键越多，碘值降低说明油脂发生了氧化。

⑤过氧化值。POV值适用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。

8.食品制作中常用的三种起泡方法（化学剂发泡、生物发酵、蛋白质起泡）的原理，说明其适用范围。

①蛋白质是高分子极性物质，具有界面特性，在气——液混合物中，分子快速吸附到气——液界面形成分子膜，且不断交联形成粘性膜，当在搅动过程中，膜包裹了空气，形成气泡。蛋白质乳化作用有助于降低界面面张力，有助于发泡，而表面成膜粘度大，又有助于提高泡膜的机械强度，不易破裂。适用于蛋白质含量丰富的食品加工中。

②)发泡剂是一类能使处于一定粘度范围内的液态或塑性状态的橡胶或塑料形成微孔结构的物质，一般是在材料成型过程中通过发泡剂在材料内部产生体物质而形成微孔结构。

化学发泡剂发泡指在一定温度下会热分解或反应产生气体而使聚合物基体发泡。适用于可加热的食品。

③生物发酵发泡是指利用微生物的生长繁殖所产生的气体，或者是微生物代谢的乳酸、酒精等经过一系列反应产生气体的过程。适用于可长期保存的食品。

9.淀粉糊化和淀粉老化的本质，食品加工中应如何应用淀粉湖化与控制淀粉老化？

10. 说明蛋白质功能性质产生的机制，举例说明蛋白质功能性质在食品加工中应用。

五填空题（例子）：

1．食品组织中水存在方式为自由水、结合水。

2．蛋白质表面性质是由于子结构具有亲水基团和亲油基团。

3．磷酸钠盐可作为蛋白质保水剂，也可作为叶绿素护绿剂。

4．糖类物质包括有单糖、寡糖、多糖三大类。

5．脂肪流变性（塑性）由油脂固体脂肪指数、油脂晶型和熔化温度范围决定。6．淀粉从结构上分为直链淀粉和支链淀粉。

7．油脂乳化常见两种表现型式是水包油、油包水。

8．人体生理基本味是指咸味、甜味、苦味、酸味。

9．影响生物酶作用的因素有温度、pH 、底物浓度、酶浓度。

10．引起维生素分解的主要因素有光照、氧气、碱。