2013食品化学答案

1. 试述食品加工中可能引起食品组分发生化学变化的影响因素及其作用情况。

1.水分活度水分活度对淀粉的老化糊化、脂肪氧化、蛋白质变性、酶促褐变、非酶促褐变（美拉德反应）、水溶性色素的分解有很大影响。

①在含水量到30～60%时，淀粉的老化速度最快；降低含水量老化速度变慢；当含水量降至10～15%时，淀粉中的水主要为结合水，不会发生老化。

②影响脂肪品质的化学反应主要为氧化酸败。

在Ⅰ区，氧化反应的速度随着水分增加而降低；在Ⅱ区，氧化反应速度随着水分的增加而加快；在Ⅲ区，氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。

③当食品中的水分含量在2%以下时，可以有效的阻止蛋白质的变性；而当达到4%或其以上时，蛋白质变性变得越来越容易。

④食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85 时，活性大幅度降低。

如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。

但也有一些酶例外，如酯酶在水分活度为0.3 甚至0.1 时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解⑤当食品中的水分活度在0.6～0.7之间时，非酶促褐变最为严重；水分活度下降，褐变速度减慢，在0.2以下时，褐变难以发生。

但当水分活度超过褐变高峰要求的值时，其褐变速度又由于体系中溶质的减少而下降⑥一般而言，当食品中的水分活度增大时，水溶性色素（常见的是花青素类）分解的速度就会加快。

葡萄、杏、草莓等水果色素是水溶性花青素，溶于水不稳定，1-2周后其特有的色泽消失；花青素在干制品中十分稳定，数年贮藏轻微分解。

一般来说，水分活度增大，水溶性色素分解速度加快2.温度温度对脂肪分解聚合缩合反应、美拉德反应、蛋白质的稳定性、酶促反应的影响较大。

①在高温下，特别是油炸条件下，脂肪会发生热氧化分解、热聚合反应，使酸价增高，发烟点降低。

②温度相差10℃，褐变速度相差3~5倍③温度过高过低都会影响蛋白质的稳定性④在70~95℃加热7s左右可使多酚氧化酶失去活性3.PH值美拉德反应在酸、碱环境中均可发生，但在PH=3以上，其反应速度随PH值升高而加快；酶促反应最适PH值在6~7之间，则控制PH可以控制酶促反应的速度，且当PH＜3时，酚酶已无活性；大多数蛋白质在特定PH范围内是稳定的，但若处于极端PH值条件下，因蛋白质分子内部可离解基团，将产生强烈的分子内静电相互作用，从而使蛋白质分子发生伸展、变性。

4.氧气空气的存在影响美拉德反应，真空或充入惰性气体，降低了脂肪等的氧化和羰基化合物的生成，也减少了它们与氨基酸的反应。

氧气不影响美拉德反应早期的羰氨反应，但影响反应后期色素物质的形成；氧气是酶促反应的必需物之一，隔绝氧气有利于抑制酶促反应的发生；一般来说，温度升高，油脂氧化速率加快；氧气会氧化维生素C、多酚等活性物质，导致活性物质含量减少，营养价值降低。

5.辐射可见光、紫外光和高能射线均能促进氧化，辐射还会引起油脂的降解，辐射剂量越大，影响越严重；在强辐射情况下，水分子被裂解为羟游离基，羟游离基与蛋白质分子作用产生蛋白质游离基，它聚合导致蛋白质分子间的交联，导致蛋白质功能性质的改变6.金属离子铁和铜促进美拉德反应，钙、锰离子则可抑制美拉德反应钙、镁离子的除去会降低蛋白质分子对热、酶等的稳定性，而铜、铁离子易与蛋白质分子中的-SH形成稳定化合物，从而导致蛋白质的稳定性改变和蛋白质变性。

2简述糖类化合物常见的结构单元组成，列举3例加以说明。

四碳糖五炭糖六碳糖四碳糖：如D-苏糖五碳糖：D-木糖六碳糖：D-葡萄糖3淀粉的分类及其结构特点直链淀粉是D-葡萄糖基以a-1,4-糖苷键连接的线性大分子，聚合度一般为250-300，直链淀粉并不是完全伸直的线性分子，而是由分子内羟基间的氢键作用使整个链分子卷曲成以每6个葡萄糖残基为一个螺旋节距的螺旋结构。

支链淀粉D-葡萄糖基以a-1,4-糖苷键a-1，6-糖苷键连接而成的生物大分子，结构中具有分支，即每个直链淀粉分子由一条主链和若干条连接在主链上的侧链组成，聚合度一般在6000以上。

图例。

不太好找，书上有，照着画画吧。

5 简述多糖的种类、功能性质与其组成、结构之间的关系。

（石振兴）多糖是糖单元连接在一起而形成的长链聚合物，根据多糖的糖基单位组成可将单糖分为均一聚糖和杂多糖，前者由相同的糖基单位组成，如纤维素、直链淀粉和直链淀粉等，后者由两种不同的单糖单位组成，如瓜尔豆胶，和刺槐豆胶等。

根据多糖的糖链结构分为直链多糖和支链多糖。

按组成成分分为纯多糖、蛋白聚糖和脂多糖。

按来源分：植物、微生物多糖。

多糖结构与功能性质的关系多糖的结构如有关多糖结构中的分子量、聚合度（DP值）、单糖组成、侧链的类型、侧链数目（DS 值）、侧链的分布，都可影响其功能性质。

多糖的水化（溶解）性质 DP值高～水化缓慢，DP值低～水化迅速；DS值高～取代更均匀，水化迅速，DS值低～取代较不均匀，水化缓慢；单糖组成中含有电荷的较易水化。

黄原胶（羧基＋多分支）、瓜儿豆胶（多分支）、羧甲基纤维素钠（羧基＋分支）－－溶于冷水；②②多糖的粘度影响多糖的粘度的因素：DP值、形状及在溶剂中的构象有关。

DP值高～较高粘度、DP值低～低粘度；相同DP值下，DS 值高～粘度低、DS值低～粘度高；带有电荷的多糖分子～链伸展度提高～粘度增大。

③多糖的胶凝性质凝胶（Gel）：是一种同时表现出固体力学性质和液体流变学性质（粘弹性）的含水网络结构体系。

凝胶机理：高分子间以微晶区实现交联（琼脂凝胶）；高分子间的共价或离子交联（低甲氧基果胶凝胶）；高分子链间缠绕（粒子性凝胶，如淀粉凝胶）④多糖形成凝胶的方式：A、高温液化，低温形成凝胶（如琼脂、结冷胶、卡拉胶）B、高温形成凝胶（如热凝胶-curdlan、甲基纤维素）影响凝胶性质的因素：多糖性质、溶液浓度、温度、pH值、胶凝时间以及共存离子、其它多糖胶等有关。

6. 简述蛋白质的一级结构与组成，以图例表示。

（石振兴）蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序。

氨基酸通过共价键（肽键，酰胺键)连接而成的线性序列，包括组成蛋白质的多肽链数目，多肽链的氨基酸顺序，以及多肽链内或链间二硫键的数目和位置。

7. 简述蛋白质的空间结构与维系其稳定的化学键组成，以图例表示。

（石振兴）蛋白质空间结构（构象）：指蛋白质分子中所有原子和基团在三维空间的排列及肽链的走向。

1、维持蛋白质一级结构的键：由肽键维持。

2、维持蛋白质二三四结构的作用力、二级结构由不同基团之间的氢键维持、三四级结构由氢键、静电作用、疏水相互作用和范德华力维持。

（1）氢键羧基上的氧与亚氨基上的氢原子所形成；（2）疏水键氨基酸非极性侧链形成；（3）盐键带正负电荷的侧链通过静电引力形成。

（4）范德华力中性分子或原子间的作用力。

8. 简述食品中常见蛋白质的功能性质及其对食品品质的影响作用。

蛋白质的功能性质是指：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。

在食品加工中的功能性质：（1）乳化性：蛋白质饮料、色拉酱、冰淇淋、蛋糕、肉卤、低脂肪肉肠等食品的加工都是利用蛋白质的乳化性。

蛋白质是两亲性物质，既有亲水基又有疏水基，在油水体系中，蛋白质自发迁移到油水界面，疏水基定向到油向，而亲水基定向到水相，并扩展开来，在界面形成一层蛋白质吸附层，降低两相间的界面张力，从而起到稳定乳化液的作用。

（2）起泡性：搅打奶油、蛋糕、面包、冰淇淋等食品的加工都是利用蛋白质的起泡性。

蛋白质结构中既有亲水基又有疏水基，能够吸附在气-水界面上，一旦被界面吸附，蛋白质形成一层膜，可阻止小气泡的聚集，有助于稳定气泡。

（3）风味结合性：蛋白质通过疏水相互作用与各种风味物质相结合，有利增强疏水性的条件都会促进风味结合。

表2-2 食品体系中蛋白的功能作用9. 简述食品风味产生途径及其控制方法。

（一）产生途径1．生物合成：指在食品体系中以氨基酸、脂肪酸、单糖等化合物为前体通过生物代谢合成的风味物质。

2．酶的直接作用：单一酶与前提物质直接作用而生成香味物质。

3．酶的间接作用：酶促反应的产物再作用于想香味前体，形成香气成分。

4．加热分解：烹调、焙烤、油炸香味形成，主要的反应美拉德、焦糖化等。

5．微生物作用：微生物产生的酶使原料成分生成小分子，经不同时期的化学反应生成许多风味物质。

6．通过增香形成：加入一些本身具有香味的物质或者能产生香味的物质。

（二）调控方法1．酶的控制作用：在食品中加入香酶，提高食品的香气；加入特定的去臭酶，去掉不良气味的风味成分。

2．微生物的控制作用：通过控制工艺条件，选择和纯化菌种来控制香气的产生。

3．香气成分的稳定和隐藏作用：A稳定：形成包含物（在食品表面形成一种水分子能通过而香气成分不能的半透性薄膜）、物理吸附作用（通过物理吸附作用与食品成分结合）。

B对异物进行掩蔽作用（用其他强烈气味来掩盖某种气味）、变调作用（使某种气味与其他气味混合后性质发生改变的现象）。

4.香味成分的增强：加入香精；加入香味增强剂，提高和改善嗅细胞的敏感性。

10 简述糖、蛋白质、脂肪三大营养物质在食品及食品加工中的作用与地位糖类（1）美拉德反应：羰基与氨基经缩合、聚合生成类褐色素的过程。

几乎所有的食品中均含有羰基和氨基，所以羰氨反应引起食品颜色加深是其在食品加工中的主要作用。

其对食品品质的影响主要有：①香气和色泽的产生，美拉德反应能产生人们所需要或不需要的香气和色泽。

例如亮氨酸与葡萄糖在高温下反应，能够产生令人愉悦的面包香。

而在板栗、鱿鱼等食品生产储藏过程中和制糖生产中，就需要抑制美拉德反应以减少褐变的发生②营养价值的降低，美拉德反应发生后，氨基酸与糖结合造成了营养成分的损失，蛋白质与糖结合，结合产物不易被酶利用，营养成分不被消化③抗氧化性的产生，美拉德反应中产生的褐变色素对油脂类自动氧化表现出抗氧化性，这主要是由于褐变反应中生成醛、酮等还原性中间产物④有毒物质的产生。

（2）焦糖化反应：没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上时，糖发生脱水与降解，形成褐色物质的反应为焦糖化反应。

产物包括焦糖(caramel)和聚合产生的黑色素即焦糖色素，作为着色剂在食品中应用。

生产焦糖色素的原料一般为蔗糖，葡萄糖，麦芽糖，或蜜糖，高温或弱碱性条件可以提高焦糖化反应速度，催化剂可以加速此反应，并可生产具有不同类型的焦糖色素。

用于烘焙食品，糖浆，调味品，啤酒，可乐饮料等食品工业中。

（3）抗坏血酸褐变：主要发生在水果（如柑桔汁）加工中，造成抗坏血酸损失、出现不良风味蛋白质蛋白质的功能性质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化性质如蛋白质的胶凝、溶解、乳化。

粘度等，根据蛋白质所能发挥作用的特点，将其功能性质分为四类：（1）水合性质：取决于蛋白质和水之间的相互作用，包括水的吸附于保留，湿润性、膨胀性、黏合、分散性和溶解性等。

（2）结构性质（与蛋白质分子之间的相互作用有关的性质），如沉淀、胶凝作用、组织化和面团的形成等。