中国农业科学院食品化学2013食品化学答案

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多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。

① 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；

② 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。

水合性质，结构性质，表面性质，感官性质。

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。

（3）表面性质；涉及蛋白质在极性不同的两相之间所产生的作用如蛋白质的起泡和乳化性质。

（4）感官性质：如色泽、风味结合、咀嚼性爽滑感等

脂肪

脂类氧化是指脂类在氧、热、光催化剂、酶、微生物等作用下，发生复杂化学反应的综合表现。食品中脂类氧化会产生两种不利的影响，一是脂类氧化后会产生的酷败味，使人们食欲降低。二是脂类氧化会产生一些有损人体健康的物质。比如，脂类氧化后产生的氢过氧化物及其分解产物对蛋白质、细胞膜等有影响，进而关系到细胞的功能。另外，过氧化脂质几乎可以与食品中的任何成分反应，降低品质氢过氧化物几乎与人体内所有分子或细胞反应，破坏ＤＮＡ和细胞结构脂质在常温或高温下氧化均产生有害物质，严重的影响食品的加工品质。酸败会破坏脂溶性维生素（特别是VE）、一些必需氨基酸（如：赖氨酸和某些含硫氨基酸），酸败产物与其它物质结合妨碍蛋白质的消化、刺激肠黏膜影响对养分的吸收。酸败产物可能有毒害作用，在食品加工中可能引入，如：某些产物破坏细胞膜的完整、抑制酶系统、影响整个细胞的生理生化功能，进而影响动物机体的组织器官乃至机体的免疫机能。

11.简述GB2760和Codex对食品添加剂的定义。

GB2760：食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加

入食品中的人工合成或者天然物质。营养强化剂、食品用香料、胶基糖果中基础剂物质、食品工业用加

工助剂也包括在内。

Codex：国际食品法典委员会[CAC(Codex Alimen-tarius Commission)]

有意加入到食品中，在食品的生产、加工、制作、处理、包装、运输或保存过程中具有一定的功能

作用，其本身或者其副产品成为食品的一部分或影响食品的特性，其本身不作为食品消费、也不作为传

统的食品成分的物质，无论其是否具有营养价值。食品添加剂不包括污染物和为了保持或增加食品的营

养价值而加入到食品中的物质。

12.论述中红外干燥的原理与应用。

原理：

（1）红外光谱区的波长范围一般为0.75-1000μm。波长2.5-25μm(波数4000-400cm-1)为中红外线。

中红外干燥是利用辐射传热干燥的一种方法。由于中红外光区的吸收带，是绝大多数有机化合物和无机

离子的基频吸收带，当中红外光的发射频率与被干燥物料中分子运动的固有频率（也即中红外光的发射

波长和被干燥物料的吸收波长）相匹配时，引起物料中的分子强烈振动，产生热效应。由于这种热效应

直接产生于物体的内部，所以能快速有效地对物质加热。并且水在中红外的波长区吸收辐射产生的热能最高，所以可以利用中红外进行食品干燥。

（2）同时，由于物料内存在水分梯度而引起水分移动，总是由水分较多的内部向水分含量较小的外部进行湿扩散。所以，物料内部水分的湿扩散与热扩散方向是一致的，从而也就加速了水分内扩散的过程，也即加速了干燥的进程。

应用：

1、促进食品的成熟:国外食品专家已成功地试验出,利用红外线使水产制品蛋白质易于成胶,促进面筋形成,达到成熟；鸡蛋用红外线照射受热均匀,热度一致,风味胜过水煮。在茶叶生产中,用红外线照射可以使茶叶的温度达到30～40℃凋萎,从而可以增加茶叶的香味,保持良好的品质。

2、用于防腐杀菌:红外线用于照射食品可以起到防腐杀菌的作用。红外线照射刚采集的高水分的新鲜柑桔、桔子、苹果等,能降低其水分含量,减少储存过程中因水分过大而造成的腐烂现象。采用红外线辐射加热,还能杀死细菌和微生物,可以用于各种袋装食品的灭菌处理,因为这些食品,不能使用传统的高温消毒的方法,因此红外的杀菌技术已广泛的用于奶制品、豆制品等食品的加工业和保鲜技术当中。

3、脱水干燥处理:食品应用红外线脱水干燥具有加热速度快、加热方式均匀、传热效应高等优点。这种原理和微波炉的原理是一样的,现今也出现了光波炉这种烹调技术。

4、检验食品的营养:利用中红外线分析食品营养成分,是中红外在食品工业中的又一新应用。美国科学家利用红外光谱法测定麦类制品的面粉及烘烤食品原料的蛋白质、微量元素、脂肪及含水量等。应用这项技术的目的在于实现食品质量常规检验程序的自动化。

5、中波红外掺假技术的应用。物质在中红外光谱区具有一定的吸收特性,像中红外技术已用于测定啤酒和酒精饮料中乙醇含量、原料肉中蛋白质和脂肪含量、黄油中的脂肪和水分、牛奶的分析测定、某些食品的掺假检测、食用油脂特性的研究等等,它已成为现代结构化学、分析化学最常用和最不可缺少的工具之一。

13简述胭脂红和胭脂虫红的区别与联系。（蔺艳君）

区别：胭脂红是合成着色剂；胭脂虫红是天然着色剂，主要成分为胭脂红酸，寄生在仙人掌类植物上的雌性胭脂虫是提取胭脂虫红色素的原料；在食品中的最大使用量不同，如在膨化食品中，胭脂红的最大使用量是0.05 mg/Kg，胭脂虫红的最大使用量是0.1 mg/Kg；应用范围不同：如胭脂虫红可用于熟肉制品、方便米面制品等的着色而胭脂红不可，胭脂红可用于可食用动物肠衣类等的着色，而胭脂虫红不可。

联系：物理状态相同：胭脂红是红色至深红色颗粒或粉末，胭脂虫红是红色菱形晶

体或红棕色粉末；都易溶于水，不容于乙醇和油脂；耐热、耐光、耐酸性强；都对氧化作用敏感，即耐还原性差；都可应用于风味发酵乳、干酪、果酱、冷冻饮品、配制酒、膨化食品等产品的着色处理；

14简述硝酸盐和亚硝酸盐的应用及作用机理；

硝酸盐和亚硝酸盐是广泛存在于自然环境中的化学物质，特别是在食物中，如粮食、蔬菜、肉类和鱼类都含有一定量的硝酸盐和亚硝酸盐。亚硝酸盐俗称工业用盐，为白色粉末，易溶于水，除了工业用途外，硝酸盐和亚硝酸盐在食品生产中作为食品添加剂使用。其中起实际作用的是亚硝酸盐而不是硝酸盐。

亚硝酸盐的作用机理

（1）发色作用机理

亚硝酸盐在肉制品中首先被还原成亚硝酸, 生成的HNO2性质不稳定, 在常温下分解形成一氧化氮，它与血红素反应生成亚硝基肌红蛋白, 亚硝基高铁肌红蛋白和亚硝基肌色原，使腌肉制品的颜色更加鲜艳诱人，并且对加热和氧化表现出更大的耐性。这三种色素的中心铁离子的第六配位体都是NO。

（2）抑菌作用机理

亚硝酸盐是良好的抑菌剂, 它在pH4.5～6.0的范围内对金黄色葡萄球菌和肉毒梭菌的生长起到抑制作用, 其主要作用机理在于NO2-与蛋白质生成一种复合物, 从而阻止丙酮酸降解生成ATP, 抑制了细菌的生长繁殖; 而且硝酸盐及亚硝酸盐在肉制品中形成HNO2后, 分解产生NO2, 再继续分解成NO- 和O2, 氧可抑制深层肉中严格厌氧的肉毒梭菌的繁殖, 从而防止肉毒梭菌产生肉毒毒素而引起的食物中毒, 起到了抑菌防腐的作用。

（3）改善风味和质构机理

亚硝酸盐与食盐作用改变了肌红细胞的渗透压,增加盐分的渗透作用, 促进肉制品成熟风味的形成,可以使肉制品具有弹性, 口感良好, 消除原料肉的异味, 提高产品品质。

15 BHA、BHT与PG的主要应用领域。

答：丁基羟基茴香醚

作化妆品的抗氧化剂亦可作饲料的抗氧剂

BHA作为脂溶性抗氧化剂，适宜油脂食品和富脂食品。由于其热稳定性好，因此可以在油煎或焙烤条件下使用。另外BHA对动物性脂肪的抗氧化作用较强，而对不饱和植物脂肪的抗氧化作用较差。BHA 可稳定生牛肉的色素和抑制酯类化合物的氧化。BHA与三聚磷酸钠和抗坏血酸结合使用可延缓冷冻猪排

腐败变质。

BHA可稍延长喷雾干燥的全脂奶粉的货架期、提高奶酪的保质期。

BHA能稳定辣椒和辣椒粉的颜色，防止核桃、花生等食物的氧化。

BHA加入焙烤用油和盐中，可以保持焙烤食品和咸味花生的香味。延长焙烤食品的货架期。BHA 可与其他脂溶性抗氧化剂混合使用，其效果更好。

BHA和二丁基羟基甲苯配合使用可保护鲤鱼、鸡肉、猪排和冷冻熏猪肉片。

BHA或二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯和柠檬酸的混合物加入到用于制作糖果的黄油中，可抑制糖果氧化。

BHT

不溶于水，溶于有机溶剂，耐热性和稳定性好，遇金属离子不着色，无BHA特异臭味，在我国主要作为抗氧化剂使用。

1、抗氧剂BHT，能抑制或延缓塑料或橡胶的氧化降解而延长使用寿命。

2、抗氧剂BHT能防止润滑油、燃料油的酸值或粘度的上升。

3 抗氧剂BHT作为食品添加剂能延迟食物的酸败

4 6、抗氧剂BHT也是化妆品、医药等的稳定剂。

PG没食子酸丙酯

抗氧化性能优于前两者，在食品焙烤或油炸中迅速挥发，可用在罐头、方便面和干鱼制品中。

对热比较稳定, 没食子酸丙酯广泛用于食品工业，医药制剂中，是一种优良的油脂抗氧化剂，用于化妆品和用作防紫外线照射的抑制剂等

PG难溶于水，微溶于棉子油、花生油、猪脂。没食子酸丙酯比较稳定，遇铜、铁等金属离子发生呈色反应，变为紫色或暗绿色，有吸湿性，对光不稳定，发生分解，耐高温性差

16、简述腌制处理与肉制品保水性的关系。（路媛媛）

腌制是食盐、糖等腌制料处理食品原料，使其渗入食品组织内，以提高其渗透压，降低其水分活度，并有选择性地抑制有害微生物活动，促进有益微生物活动，从而防止食品的腐败，改善食品食用品质的加工方法。肉的保水性即持水性、系水性：是指肉类在加工过程中对本身水分及外添加水分的保持能力。

PH的变化影响肉制品的保水性。当PH在5.0左右时，保水性最低。保水性最低时的PH几乎与蛋白质的等电点一致。如果稍稍改变PH，就可以引起保水性的很大变化。糖极易氧化成酸，使肉的酸度增加，从而提高保水性。

食盐一定浓度的食盐具有增强肉的保水性的作用。食盐中的Na+和Cl－可以与肉中的蛋白质结合，在一定条件下使其立体结构发生松驰，因此保水性增强。

磷酸盐磷酸盐能增加肌肉蛋白质中的Mg2+、Ga2+ ，使蛋白质的羟基被解离出来，由于羟基间负电荷的相互排斥作用使蛋白质结构松弛，提高了肉的保水性。

17、简述食品冰温保藏的原理。（路媛媛）

冰温是处在冷却与冻结中间的温度带，是指零度至冻结点以上的未冻结温度区域。冰温的机理一般包括两个内容：（1）将食品的温度控制在病温范围内，使组织细胞处于活动的状态。(2)当食品的冰点较高时，可以向其中加入一些相应的无机物或有机物来降低食品的冰点，扩大其冰温带。

食品是一个生物活动状态体，在一定的条件下，经过冷却处理后，生物组织会自动分泌出无机盐、可溶性蛋白质等以保持组织细胞的生存状态，此过程在生物学上，称为“生物体防御反应”。当冷却温度临近冻结点时，贮藏食品达到一种休眠状态，从而使食品在休眠状态下保存，这个时候细胞的新陈代谢率最小，所消耗的能量也最小，因此可以有效地贮藏食品。

20、假设从某一天然植物原料中提取一种未知多糖组分，设计出此多糖的分离、提取、纯化、鉴定及应用功能性质研究方案与技术路线，并说明其中的技术原理。

1、提取：水提得到的粗多糖水溶液，加入95%乙醇，4℃度静置，多糖析出。减压抽滤，用95%乙醇洗至上清液无色，挥干醇。

2、除蛋白：一般选用sevage法萃取或离心。

3、检测：除蛋白前后用紫外分光光度计检测280nm(蛋白质)和260nm(核酸)下的吸收值，对照验证除蛋白的效果。

4、离子交换纤维素进行初步分离。原理：根据极性和带电性质差异进行分级。

5、IR鉴定多糖中糖苷键的类型：将多糖与溴化钾烘干后，称取多糖2mg与100mg的溴化钾研磨，压片，置于红外图谱剖析仪中作红外分析。

（2）理化性质分析

1、淀粉糊温度测定

利用差示扫描量热法(DSC)测定。

2、淀粉糊黏度测定

淀粉粘度:淀粉样品糊化后的抗流动性.可用粘度计测得样品粘度。

3、淀粉糊的溶胀势

将淀粉配制成2％淀粉乳50 ml，在95℃下搅拌加热30min，以8 000r／min离心15min，将上层清液于水浴蒸干，烘干，称重得被溶解淀粉量，计算出可溶率。由离心管中膨胀淀粉重量计算颗粒膨胀势。

4、淀粉糊的透光率

配制1％淀粉乳，在沸水浴中搅拌30min，冷却至25℃，用水调整体积至原浓度，以蒸馏水做参比，用分光光度计在650nm波长下测定其透光率。

21、简述脂类化合物的分类，每类列举1－2例。（王湘和吴娆，曹伟伟）

答：包括简单脂质：油和脂肪。

复合脂质：糖脂，脂蛋白。

衍生脂质：蜡，维生素D,类胡萝卜素，类固醇等。

22、简述脂类氧化对食品品质的利与弊及其控制措施。（王湘和吴娆，曹伟伟）

答：脂类氧化是指脂类在氧、热、光催化剂、酶、微生物等作用下产生不愉快气味、苦涩味和一些有毒化合物的过程。包括自动氧化、光敏氧化和酶促氧化三种。

弊：油脂氧化所产生的产物会对食用油脂的风味、色泽以及组织都会产生不良的影响，以至于缩短货架期降低油脂的营养品质。同时，油脂的脂质过氧化产生多种自由基、氢过氧化物和有毒聚合物，还会对生物膜、酶、蛋白质造成破坏，甚至可以致癌，严重危害人体健康。

1.食品中脂类氧化都将降低必需脂肪酸的含量。

2食品中脂类氧化还可破坏其它脂类营养素如胡萝卜素、维生素和生育酚。

3脂类氧化所产生的过氧化物和其它氧化产物还可进一步与食品中的其它营养素如蛋白质等相互作用，形成有如氧化脂蛋白等从而降低蛋白质等的利用率。

①降低可口性，减少摄食。

②形成不吸收的聚合物，妨碍脂类的消化、吸收。

③蛋白质与脂类次级氧化产物发生交联反应，形成肽内和肽间的交联，降低蛋白质的吸收。

4、脂类及其次级产物对蛋白质的影响：①蛋白质分子间的交换，不仅影响交联位置上氨基酸的吸收，而且影响邻近交联点的氨基酸的吸收。②脂类氧化产物可通过氢键与蛋白质结合，引起消化和可口性的改变③脂类氧化产物还可破坏赖氨酸和含硫氨基酸等。

利：

1、虽产生不良风味和气味，并降低了营养质量，甚至有些氧化产物是潜在的毒物，但干酪或一些油炸食品中，轻度氧化是期望的。

2、在烹饪中, 脂质氧化生成的降解产物及其参与Maillard 反应, 不仅产生脂肪香气, 而且可产生肉的特征香味。其中, 脂质氧化形成大量的羰基化合物, 这些羰基化合物有助于形成肉的特征风味。

控制措施：

1、低温贮藏：温度每升高10℃，氧化反应速度增大2~4倍。除此之外，温度还影响反应机制。故应低温贮藏。

2、控制水分含量：Aw在0.33时氧化速度最慢，大于小于此值氧化速度都会加快，故水分含量在0.33附近可抑制氧化。

3、隔绝氧气处理：抽真空或充氮包装及使用低透气性材料包装。4添加抗氧化剂：按抗氧化机理分为游离基清除剂、单线态氧猝灭剂、氢过氧化物分解剂、金属螯合剂、酶抑制剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂。

5避免与光线和射线的接触，因为光线和射线不仅能促进氢过氧化物的分解，还能引发自由基。

6 油脂的氢化：酰基甘油上不饱和脂肪酸的双键在Ni和Pt等的催化剂作用下，在高温下与H2

发生加成反应，降低油脂的不饱和度，从而降低油脂的氧化速率。

7 避免金属离子污染

1.23、简述共轭亚油酸的分子结构特点、分子式及其生理活性，根据共轭亚油酸形成原理，试举例说明生产富含共轭亚油酸食品的方法。（王湘和吴娆，曹伟伟）分子结构特点：共轭亚油酸是亚油酸的同分异构体，是一系列在碳9、11或10、12位具有双键的亚油酸的位置和几何异构体。c9，t11共轭亚油酸或c12 t10.

生理活性：1身体必须成分：增加肌肉，减少脂肪。2防癌3防止心血管疾病4避免糖尿病5降血压6促进生长7抗氧化8提高骨代谢9增强免疫力

生产富含共轭亚油酸食品的方法实例：富含共轭亚油酸牛奶的生产

（1）通过营养调控手段提高乳脂CLA，一般而言，反刍动物食品中CLA 的含量高于非反刍动物食品中的含量；

（2）乳脂CLA 的合成途径包括微生物的不完全氢化作用和动物内源性合成作用，采用用微生物生成CLA。

（3）日粮因素对牛乳脂CLA 含量的影响，牛奶中CLA 含量的因素有很多，包括日粮结构、动物品种、年龄等，其中日粮结构是影响牛奶中CLA 含量的最主要因素

2.24、论述ω-3、ω-6脂肪酸的概念、分子结构特点、种类及其功能作用，并分别列举1-2个ω-3、ω-6脂肪酸的分子式。（王湘和吴娆，曹伟伟）

概念：ω-3脂肪酸：从不饱和脂肪酸碳链甲基端即ω碳开始编号，第一个双键出现在第三个碳原子上的脂肪酸。

ω-6脂肪酸：从不饱和脂肪酸碳链甲基端即ω碳开始编号，第一个双键出现在第:六个碳原子上的脂肪酸。

分子结构特点：含有两个或两个以上双键且碳链长为18-22个碳原子的直链脂肪酸

种类：

ω-3脂肪酸：十八碳三烯酸（俗称α亚麻酸）；二十碳五烯酸（EPA）；二十二碳六烯酸（DHA）ω-6脂肪酸：十八碳二烯酸（俗称亚油酸）；十八碳三烯酸（俗称γ亚麻酸）；二十碳四烯酸（花生四烯酸）

功能：ω-6：降低胆固醇和低密度脂蛋白。

少量降低高密度脂蛋白和TGs

降低血清胆固醇含量

增加凝血噁烷A2和环前列腺素12

抑制发怒促进血小板聚集

调节血管收缩与膨胀

影响生物膜的流动性，受体，酶，和通道蛋白。

ω-3：降低胆固醇和TG 对低密度脂蛋白影响小

降低凝血噁烷A2的含量增加环前列腺素12 抗血栓形成的效应

阻止血小板聚集阻止心跳停止降低乳腺癌和结肠癌的危害

分子式

ω-3 a-亚麻酸CH3-CH2-(CH=CH-CH2)3-(CH2)6-COOH 二十五碳烯酸CH3-CH2-（CH=CH-CH2）5-（CH2）2-COOH

ω-6 亚油酸CH3-（CH2)4-(CH=CH-CH2）2-（CH2)6-COOH

花生四烯酸CH3-（CH2）4-（CH=CH-CH2）4-(CH2)2-COOH

3.25、结合近年来国内出现的植物奶油、煎炸油、茶油等油脂安全事件，从食品化学角度尝试分析反式脂肪酸产生的原因、机理，对人体的主要危害以及可能的控制措施。（王湘和吴娆，曹伟伟）

反式脂肪酸的定义： TFA是指含一个或几个反式构型双键的不饱和脂肪酸。其双键上2个碳原子结合的2个氢原子分别在碳链的两侧，其空间构象呈线性，与饱和脂肪酸相似。反式键形成的不饱和脂肪酸室温下是固态。这些结构上的特点使其具有比顺式脂肪酸更高的熔点和更好的热力学稳定性，性质

更接近饱和脂肪酸。来源较为广泛。主要存在于植物奶油、煎炸油等加工油脂,以及以这些油脂为原料制造的食品中,此外,小部分还存在于自然条件下的反刍动物的肉和脂肪中。

1. 产生的原因

1、价格低廉

氢化油的产生原因就是为了降低成本。植物奶油一般使用价格低廉的棕榈油、大豆油或菜籽油来制作。成本低，自然会降低食物成本。厂家降低成本，加工成食品的售价也比用动物油的低得多，消费者自然也喜欢。

2、增强食物稳定性

比如做裱花的植物奶油，成型效果、保持效果大大优于动物奶油。另外如花生酱，加入氢化油，可以解决油、酱分离的现象，而且有助于保存。

3、溶解度好

所有含氢化植物油的植脂末，比如咖啡伴侣、奶精，可以迅速在水中很好地溶解，得到牛奶一样的质地。得到顺滑的口感。

很多市售营养麦片、杂粮粉、芝麻糊中都有植脂末，它可以使材料在水中更好地溶解。

4、便于操作，起酥性好。

因为植物黄油的熔点高，自己做食物时非常容易操作，不会出现一边裹着黄油面皮一边油脂融化的现象。起酥效果也特别好，所以蛋挞皮多用植物奶油来制作。

5、带来酥脆的口感，保持食物风味。

用植物奶油来油炸食物，会带来更加酥脆可口的口感，且油不易起泡，可以长时间高温加热。油炸后还能够长时间保持食物的脆感和风味。

6、便于储存，大大延长保质期、货架期。

植物油是非常怕氧化的，储存性差。而用氢化油制作的食物，保质期可以大大延长。

由此可以看出，和普通植物油、动物油相比，使用植物奶油的“好处”真是不少，既降低成本，又能改善口感，稳定食物风味，延长保质期，自然受到大家的热爱。

2、产生的机理

2.1 油脂的氢化

油脂的氢化就是将氢加成到脂肪酸链的双键上。对植物奶油来说，植物奶油实际上是在工艺加工中，把正常的植物油通过氢化，传统是在镍的催化下进行的，由于反式脂肪酸具有比顺式脂肪酸更稳定的结构，因此在高温(140～225℃)、高压(表压413.69kPa)的催化条件下能够大量生成，氢化工艺使植物油

饱和度增加，由液态转化为半固态或固态，具有很好的塑性和口感，可适应特殊用途，如起酥油和人造奶油；其次，油的氧化稳定性提高，可延长食品的货架期。

2.2 油脂加工

煎炸作为一种重要的食品加工手段，随着煎炸时间的延长，煎炸油的品质下降。煎炸油在180℃温度下加热，在加热过程中煎炸油中的反式脂肪酸呈上升趋势，在加热过程中不饱和脂肪酸在高温下被氧化，其氧化机理为不饱和脂肪酸的自动氧化机理。在链引发阶段中，不饱和脂肪酸双键旁边的碳失去一个氢，形成自由基，自由基发生共振，达到稳定状态即反式结构，这时自由基与氢自由基结合就形成了反式脂肪酸，因此在高温催化下煎炸油中的反式脂肪酸含量增加食物高温烹调过程中可遇到光、热和其它催化作用，顺式脂肪酸在这些因素的作用下，通过异构化转变为反式脂肪酸。

2.3 油脂精炼

精炼过程中，反式脂肪酸主要产生在脱臭阶段。油脂在精炼脱臭时，油脂中的不饱和脂肪酸会暴露在空气中，发生热聚合反应，使反式脂肪酸（TFAs）含量增加。对于茶油来说，在油脂精炼脱臭工艺操作过程中，为了将油脂中固有的游离脂肪酸、醛、酮类等异类物质和肥皂味以及白土等异味去除干净，通常需要250℃以上的高温以及两个小时的加热时间，在此过程中有可能产生一定量的因高温和长时间加热而导致异构化的反式脂肪酸。形成反式异构体的量和加热温度、温度保持时间以及植物油的种类有关，脱臭温度越高、高温状态保持时间越长，TFAs形成量也就越多。

3、对人体的主要危害

3.1 影响生长发育

反式脂肪酸能干扰必需脂肪酸的代谢，抑制必需脂肪酸的功能，从而使机体对必需脂肪酸的需要量增加，由于婴儿和青少年生长发育迅速所以容易患上必需脂肪的缺乏症，影响生长发育；对中枢神经系统的发育产生不良影响，抑制前列腺素的合成，干扰生长发育。

3.2导致血栓形成

反式脂肪酸能够增加血液粘稠度和凝聚力，容易导致血栓的形成，损害血管功能，对于血管壁脆弱的老年人来说，危害尤为严重。

3.3 促进动脉硬化

反式脂肪酸会降低了有益的高密度胆固醇(HDL)的含量而使有害的低密度胆固醇(LDL)增加，升高血液胆固醇水平，增加心脑疾病的危险，加速动脉硬化，对冠心病的发生有促进作用。

3.4诱发妇女患Ⅱ型糖尿病

反式酸提高了人体内胰岛素水平,降低了红细胞对胰岛素的反应,可导致患糖尿病的危险。有研究发

现：摄人的反式脂肪会显著增加了患Ⅱ型糖尿病的风险，并且还会增加他们患心脏梗塞或中风的危险

3.5 造成大脑的功能减退

反式脂肪酸对可以促进人类记忆力的一种胆固醇具有抵制作用。有动物实验以及跟踪流行病学调查中发现，那些大量摄取反式脂肪酸的人，认知功能的衰退更快，血液中胆固醇的增加，不仅加速心脏的动脉硬化，还促使大脑的动脉硬化，更容易造成大脑功能的衰退。因此，大量食用反式脂肪酸的老年人，容易引发老年痴呆症。

除了以上一些主要危害意外，反式脂肪酸还有诱发肥胖、肿瘤、哮喘等病症。

4．反式脂肪酸可能的控制措施

4.1 油脂氢化条件的改进

4.1.1 控制油脂部分氢化的反应条件

控制油脂部分氢化的反应条件，包括对氢化压力、氢化温度及催化剂用量等的控制，试图找出将反式脂肪酸的含量降到最低的油脂部分氢化条件。通常，采取降低氢化温度，提高氢化压力，增加反应系统的搅拌速率并尽量减少催化剂的用量的措施，可获得低反式脂肪酸含量的产品。

4.1.2 改变催化剂

改变所使用的传统催化剂，亦可起到控制效果。例如，用昂贵的金属（如Pt）作为氢化反应的催化剂不但可以显著降低反应温度（60℃），并能对反式脂肪酸含量具有良好的控制效果。

4.1.3 采用超临界催化氢化技术

应用超临近催化氢化技术降低油脂中的反式脂肪酸含量，是植物油氢化技术研究的最新进展。报道说利用超临界二氧化碳技术改良传统植物油工艺氢化技术，制造出具有足够硬度，且反式脂肪酸的含量有所减少的油脂产品，此技术可应用于人造奶油等食品的制作。

4.2 油脂脱臭过程的控制措施

油脂在脱臭过程中需要至少250℃的高温和两个小时的加热时间，此过程将产生一定量的反式脂肪酸，而且反式脂肪酸的含量会随着脱臭温度和反应时间的增加而增加。因此，未来减少油脂在脱臭过程中反式脂肪酸的生成，应该尽可能地降低脱臭温度和脱臭时间。为此，有必要在油脂精炼脱臭工艺中引进和开发低温、短时、少气的工艺和设备。

4.3 酯交换法生产不含反式脂肪酸的油脂产品

4.3.1 化学法酯交换反应

化学法酯交换反应不同于氢化反应，它是是要获得适宜熔点形态的饱和与不饱和脂肪酸的混合脂肪。可以通过选择提高或降低熔点，并提高油脂稳定性，却又不产生反式脂肪酸。本法中最常用的催化

剂为甲氧基钠或乙氧基钠。

4.3.2 酶法酯交换反应

酶法酯交换是采用酶作为催化剂的酯交换反应，本法可对反应进行较为精确的控制，有利于获得特定的熔点形态。酶法酯交换反应采用特定的酶为催化剂，该酶可是脂肪酸酰基只能在1位和2为予以重排。此类反应相对地较为缓慢，并可在任意所需时段终止。同时，酶法酯交换反应不会产生有害的副产物。

4.4 基因改良技术

在油脂加工过程中，反式脂肪酸的产生与原料油脂的不饱和程度有着密切关系，不饱和程度越高，在加工过程中顺式脂肪酸转变为反式脂肪酸的可能性就越大。有研究表明，在相同加工条件下进行脱臭处理的具有不同亚麻酸含量的原料油脂，其中低亚麻酸含量的油脂中反式脂肪酸的含量更低。因此，可通过基因改良技术对油料植物的饱和脂肪酸含量进行改良，目的获得具有低不饱和脂肪酸含量的油料作物。

4.5 开发健康油脂替代品

健康油脂替代品主要有两类，一类是植物甾醇酯和植物甾烷醇酯，一种天然的多功能生理活性物质，安全性高，而成为氢化油的健康替代品；第二类是棕榈仁油的分提产物，室温下具有类似于氢化油的物理特性，可作为起酥油的替代品。

现在世界各国都在研究油脂氢化技术，减少TFA的生成，使油品质量与营养价值也得到了进一步的提高。就目前情况来看，选取贵金属催化剂和新型反应器来进行油脂氢化，效果比较明显；而基因改良和酯交换技术的发展，新型油脂替代品的研究为控制TFA的摄入和危害开拓了一片新的领域。

虽然摄入过多的反式脂肪酸对人体健康不利，却也不是天下第一毒，而且并不是所有的反式脂肪酸对人体的健康都有害，共轭亚油酸就是一种有益的反式脂肪酸，它具有一定的抗肿瘤作用。因此，在对待反式脂肪酸的问题上，合理地安排饮食，人们用严谨的科学态度和健康的发展眼光，正确客观地看待它反式脂肪再可怕，总之，人们应适当保持传统的中国饮食风俗，享受可持续的绿色生活。