(完整版)高级食品化学考试题

第一章水分1、简述在食品加工中如何通过控制水分活度提高食品的保藏性。

答：1）大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行，降低水分活度，能使食品中许多可能发生的化学反应，酶促反应受到抑制。

2）很多化学反应属于离子反应，该反应发生的条件是反应物首先必须进行离子化或水合作用，而这个作用的条件必须有足够的水才能进行。

3）降低水分活度，减少参加反应的体相水数量，化学反应的速度也就变慢。

4）酶促反应，水除了起着一种反应物的作用外，还能作为底物向酶扩散的输送介质，并且通过水化促使酶和底物活化。

5）食品中微生物的生长繁殖都要求有一定最低限度的Aw，当水分活度低于0.60时，绝大多数微生物就无法生长。

2、在预测食品稳定性方面，论述水分活度与分子流动性的异同（1）水分活度是判断食品稳定性的有效指标，主要研究食品中水的有效性（利用程度），分子流动性用于评估食品稳定性主要是依据食品的微观粘度和化学组分的扩散能力。

（2）一般来说，在估计不含冰的食品中，非扩散限制的化学反应速率和微生物生长方面，应用水分活度效果较好，分子流动性效果较差甚至不可靠；在估计接近室温保藏的食品稳定性时，运用水分活度和水分流动性方法效果相当。

（3）在估计由扩散限制的性质，如冷冻食品的理化性质、冷冻干燥的最佳条件以及包括结晶作用，胶凝作用和淀粉老化等物理变化时，应用分子流动性的方法较为有效，水分活度在预测冷冻食品物理或化学性质时是无用的。

目前由于测定水分活度较为快速和方便，因此应用水分活度评断食品的稳定性仍是较常用的方法。

3、简述食品中αW 与化学及酶促反应、αW与脂质氧化反应以及αW与美拉德褐变之间的关系。

水分活度与化学及酶促反应：αW与化学及酶促反应之间的关系较为复杂，主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应：⑴水分不仅参与其反应，而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行；⑵通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应；⑶通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用，使其暴露出新的作用位点；⑷高含量的水由于稀释作用可减慢反应。

αW与脂质氧化反应：食品水分对脂质氧化既有促进作用，又有抑制作用。

当食品中水分处在单分子层水（αW＝0.35左右）时，可抑制氧化作用，其原因可能在于：⑴覆盖了可氧化的部位，阻止它与氧的接触；⑵与金属离子的水合作用，消除了由金属离子引发的氧化作用；⑶与氢过氧化合物的氢键结合，抑制了由此引发的氧化作用；⑷促进了游离基间相互结合，由此抑制了游离基在脂质氧化中链式反应。

当食品中αW＞0.35时，水分对脂质氧化起促进作用，其原因可能在于：⑴水分的溶剂化作用，使反应物和产物便于移动，有利于氧化作用的进行；⑵水分对生物大分子的溶胀作用，暴露出新的氧化部位，有利于氧化的进行。

αW与美拉德褐变的关系食品中αW与美拉德褐变的关系表现出一种钟形曲线形状。

当食品中αW ＝0.3~0.7时，多数食品会发生美拉德褐变反应，造成食品中αW与美拉德褐变的钟形曲线形状的主要原因在于：虽然高于BHT单分子层αW以后美拉德褐变就可进行，但αW较低时，水多呈水-水和水-溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合作用不利于反应物和反应产物的移动，限制了美拉德褐变的进行。

随着αW增大，有利于反应物和产物的移动，美拉德褐变增大至最高点，但αW继续增大，反应物被稀释，美拉德褐变下降。

4、论述分子流动性、状态图与食品稳定性的关系。

⑴温度、分子流动性及食品稳定性的关系：在温度10～100℃范围内，对于存在无定形区的食品，温度与分子流动性和分子黏度之间显示出较好的相关性。

大多数分子在Tg或低于Tg温度时呈‘橡胶态’或‘玻璃态’，它的流动性被抑制。

也就是说，使无定形区的食品处在低于Tg温度，可提高食品的稳定性。

⑵食品的玻璃化转变温度与稳定性：凡是含有无定形区或在冷冻时形成无定形区的食品，都具有玻璃化转变温度Tg 或某一范围的Tg。

从而，可以根据Mm和Tg的关系估计这类物质的限制性扩散稳定性，通常在Tg以下，Mm和所有的限制性扩散反应（包括许多变质反应）将受到严格的限制。

因此，如食品的储藏温度低于Tg时，其稳定性就较好。

⑶根据状态图判断食品的稳定性：一般说来，在估计由扩散限制的性质，如冷冻食品的理化性质，冷冻干燥的最佳条件和包括结晶作用、凝胶作用和淀粉老化等物理变化时，应用Mm的方法较为有效，但在不含冰的食品中非扩散及微生物生长方面，应用αW来判断食品的稳定性效果较好。

第二章碳水化合物1、论述碳水化合物和食品质量的关系碳水化合物是食品中的主要成分之一，碳水化合物与饰品的营养、色泽、口感、质构及某些食品功能等都有密切的关系。

（1）碳水化合物是人类营养的基本物质之一（2）具有游离醛基和酮基的还原糖在热的作用下可以与食品中的其他成分，如氨基酸化合物反应而生成一定色泽。

在水分较少的情况下加热，糖类在无氨基化合物存在下也可产生有色产物，从而对食品的色泽产生一定的影响。

（3）游离糖本身有甜度，对食品口感有重要作用（4）食品的粘弹性也与碳水化合物有很大关系，如果胶、卡拉胶等。

（5）食品中纤维素、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作用外，还可促进肠道蠕动，使粪便通过肠道的时间缩短，减少细菌及其毒素对肠壁的刺激，从而降低某些疾病的发生。

（6）某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，如香菇多糖，灵芝多糖等，这些功能性多糖是保健品的主要活性成分。

2、壳聚糖在食品工业中的应用。

壳聚糖的化学名为β-（1，4）-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖，具有诸多的生理作用。

（1）作为食品的天然抗菌剂。

壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上的负电荷相互作用，使细胞内的蛋白酶和其它成分泄漏，从而达到抗菌、杀菌作用。

（2）作为水果的天然保鲜剂。

壳聚糖膜可阻碍大气中氧气的渗入和水果呼吸产生二氧化碳的逸出，但可使诱使水果熟化的乙烯气体逸出，从而抑制真菌的繁殖和延迟水果的成熟。

（3）作为食品的天然抗氧化剂。

当肉在热处理过程中，游离铁离子从肉的血红蛋白中释放出来，并与壳聚糖螯合形成螯合物，从而抑制铁离子的催化活性，起到抗氧化作用。

（4）保健食品添加剂。

壳聚糖被人体胃肠道消化吸收后，可与相当于自身质量许多倍的甘油三酯、脂肪酸、胆汁酸和胆固醇等脂类化合物生成不被胃酸水解的配合物，不被消化吸收而排出体外。

与此同时，由于胆酸被壳聚糖结合，致使胆囊中胆酸量减少，从而刺激肝脏增加胆酸的分泌，而胆酸是由肝脏中胆固醇转化而来的，这一过程又消耗了肝脏和血液中的胆固醇，最终产生减肥的功效。

（5）果汁的澄清剂。

壳聚糖的正电荷与果汁中的果胶、纤维素、鞣质和多聚戊糖等的负电荷物质吸附絮凝，该体系是一个稳定的热力学体系，所以能长期存放，不再产生浑浊。

（6）水的净化剂。

壳聚糖比活性炭能更有效地除去水中地聚氯化联苯，与膨润土复合处理饮用水时，可除去饮用水地颗粒物质、颜色和气味，和聚硅酸、聚铝硅酸及氯化铁复合使用，可明显降低水的COD值和浊度。

3、膳食纤维的理化特性。

（1）溶解性与黏性膳食纤维分子结构越规则有序，支链越少，成键键合力越强，分子越稳定，其溶解性就越差，反之，溶解性就越好。

膳食纤维的黏性和胶凝性也是膳食纤维在胃肠道发挥生理作用的重要原因。

（2）具有很高的持水性膳食纤维的化学结构中含有许多亲水基团，具有良好的持水性，使其具有吸水功能与预防肠道疾病的作用，而且水溶性膳食纤维持水性高于水不溶性膳食纤维的持水性。

（3）对有机化合物的吸附作用膳食纤维表面带有很多活性基团而具有吸附肠道中胆汁酸、胆固醇、变异原等有机化合物的功能，从而影响体内胆固醇和胆汁酸类物质的代谢，抑制人体对它们的吸收，并促进它们迅速排出体外。

（4）对阳离子的结合和交换作用膳食纤维的一部分糖单位具有糖醛酸羧基、羟基和氨基等侧链活性基团。

通过氢键作用结合了大量的水，呈现弱酸性阳离子交换树脂的作用和溶解亲水性物质的作用。

（5）改变肠道系统中微生物群系组成膳食纤维中非淀粉多糖经过食道到达小肠后，由于它不被人体消化酶分解吸收而直接进入大肠，膳食纤在肠内发酵，会繁殖相当多的有益菌，并诱导产生大量的好氧菌群，代替了肠道内存在的厌氧菌群，从而减少厌氧菌群的致癌性和致癌概率。

（6）容积作用膳食纤维吸水后产生膨胀，体积增大，食用后膳食纤维会对肠胃道产生容积作用而易引起饱腹感。

4、论述糖类化合物在食品加工过程中可能发生的影响到产品品质的有益或有害化学变化以及可能的干预措施。

1）加热过程中与蛋白质发生美拉德反应，在食品中既有利也有弊。

有利方面：褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和风味。

与烤鸡及面包表面的金黄色和特有的香味都以美拉德反应有关；不利方面：a.营养损失，特别是必须氨基酸损失严重； b.产生某些致癌物质；c.对某些食品，褐变反应导致的颜色变化影响质量。

干预措施：注意选择原料：选氨基酸、还原糖含量少的品种。

水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。

流体食品则可通过稀释降低反应物浓度。

降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐变。

降低温度：低温贮藏。

除去一种作用物：一般除去糖可减少褐变。

加入亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐。

钙可抑制褐变。

2）焦糖化反应有利的方面产生深色物质便于食品着色，和产生特定的香气；如硬糖生产过中产生焦糖化反应，可乐用焦糖化色素着色。

不利方面产生深褐色改变食品原有的色泽，影响感官。

控制食品加工的温度、PH及糖含量可以防止焦糖化反应；3）还原糖加热时发生正位异构化反应（α→β平衡），是食品烘焙时的初始反应；4）分子间的糖基转移和水解，如淀粉水解生成糊精，更利于人体消化。

有些多糖水解生成低聚糖能够增强食品的抗氧化性和提高食品的渗透压便于食品保藏，和便于食品发酵，此外低聚糖还可以减小吸湿性和结晶性。

糖类化合物发生裂解反应生成某些挥发性和非挥发性的酸如CO2甲醛。

丁烯醛、丙酸、甲酸、呋喃等。

第三章油脂1、油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用。

（1）用棉子油生产色拉油时，要进行冬化以除去高熔点的固体脂这个工艺要求冷却速度要缓慢，以便有足够的晶体形成时间，产生粗大的β型结晶，以利于过滤。

（2）人造奶油要有良好的涂布性和口感，这就要求人造奶油的晶型为细腻的β´型。

在生产上可以使油脂先经过急冷形成ɑ型晶体，然后再保持在略高的温度继续冷却，使之转化为熔点较高β´型结晶。

（3）巧克力要求熔点在35℃左右，能够在口腔中融化而且不产生油腻感，同时表面要光滑，晶体颗粒不能太粗大。

在生产上通过精确的控制可可脂的结晶温度和速度来得到稳定的复合要求的β型结晶。

具体做法是，把可可脂加热到55℃以上使它熔化，再缓慢冷却，在29℃停止冷却，然后加热到32℃，使β型以外的晶体熔化。

多次进行29℃冷却和33℃加热，最终使可可脂完全转化成β型结晶。

2、油炸过程中油脂的化学变化。