食品化學-復習筆記

緒論第一節(jié)食品化學的概論食品化學：是從化學角度和分子水平上研究食品的化學組成、結構、理化性質、營養(yǎng)和安全性質以及它們在生產加工、貯存和運銷過程中的化學變化及其對食品品質和食品安全性影響的科學。營養(yǎng)素：指那些能維持人體正常生長發(fā)育和新陳代謝所必需的物質。食物：指含有營養(yǎng)素的物料(蛋白質、脂質、碳水化合物、維生素、礦物質、水、纖維素)。生物化學與食品化學的異同：生物化學和食品化學都是研究生物物質的學科。生物化學：具有生命的生物物質；與生命（幾乎）相適應的環(huán)境中繁殖、生長和變化。食品化學：死的或將死的生物物質；暴露在環(huán)境變化很大、不適宜生存的環(huán)；境中熱處理、冷凍、濃縮、脫水、輻照等；物理、化學和生物化學變化食品化學的組成：水無機成分礦物質蛋白質基本營養(yǎng)素天然成分碳水化合物食品脂類化合物的化有機成分維生素學組色素、呈香、呈味物質成激素有毒物質天然來源的食品添加劑食品添加劑非天然成分人工合成的食品添加劑加工中不可避免的污染物質污染物質環(huán)境污染物質根據研究內容的范圍，食品化學包括：食品營養(yǎng)成分化學；食品色香味化學；食品工藝中的化學；食品物理化學；食品有害成分化學；食品分析技術根據研究物質的內容，食品化學包括：食品碳水化合物化學；食品油脂化學；食品蛋白質化學；食品酶化學；食品添加劑；維生素化學；食品礦質元素化學；調味品化學；食品風味化學；食品色素化學；食品毒物化學；食品保健成分化學第三節(jié)食品化學的研究方法食品化學的研究成果最終轉化為：合理的配料比、有效的反應物接觸屏障、適當的保護或催化措施的應用、最佳反應時間和溫度的設定、光照、氧含量、水分活度和pH值等的確定，從而得出最佳的食品加工儲藏方法。食品化學的發(fā)展前景：食品組成、性質和在食品加工儲藏中的變化及其對食品品質和安全性的影響。開發(fā)新食品資源，發(fā)現并去除食品中有害成分同時保護食品營養(yǎng)成分和功能性解決技術問題，如：變色、變味、質地粗糙、貨架期短、風味不自然等。儲藏保鮮中的化學處理劑及膜劑的研究應用。食品中功能因子的組成、結構、性質、生理活性、定性定量分析和分離提取方法的研究。食品風味化學和加工工藝學檢測分析技術的研究資源深加工及綜合利用研究食品基礎原料的改性技術研究第二章水分第一節(jié)概述一、水在食品中的作用：水在食品加工儲藏過程中是化學和生物化學的反應介質，又是水解過程的反應產物。從食品的理化性質上講，水在食品中起著溶解分散蛋白質、淀粉等可溶性成分的作用，使它們形成溶液或凝膠。從食品品質方面講，對食品的鮮度、硬度、流動性、風味等方面都有重要的影響，水的質量關系到產品的質量。從食品的安全性方面講，水是微生物繁殖的必須條件。從食品工藝角度講，水起著膨潤、浸透、均勻化的功能。二、水和冰的物理性質:高的熔點和沸點，具有很大的表面張力、熱容以及相變熱值。介電常數大。水的密度很小，水在凝固時具有異常的膨脹性(水結冰后體積約增加9％)。水的黏度低，具有流動性。水的熱導率較大，0℃時冰的熱導率為同溫下水的熱導率的4倍。第二節(jié)水在食品中的存在狀態(tài)一、水與溶質的相互作用類型實例作用強度（與水-水氫鍵比）偶極-離子水-游離離子水-有機分子上的帶電基團較大偶極-偶極水-蛋白質NH水-蛋白質CO水-側鏈OH近似相等偶極-疏水性物質水＋R→R（水合的）R（水合的）＋R（水合的）→R2（水合的）＋水疏水水合ΔG>0疏水相互作用ΔG<0一水與非水物質的相互作用

1、水與離子和離子基團的相互作用離子水合作用:凈結構形成效應：離子是電場強度較強、離子半徑小的離子或多價離子，它們有助于水形成網絡結構，因此這類離子的水溶液比純水的流動性小，也就是這種溶液中離子間的結構要比純水的結構要穩(wěn)定。凈結構破壞效應：離子一般為低價離子，離子半徑較大，這些離子能阻礙水形成網絡結構，因此這種溶液比純水的流動性要大。2、水與具有氫鍵鍵合能力的中性基團的相互作用：形成水橋維持大分子的構象。3、水與非極性物質的相互作用：籠形水合物:指水通過氫鍵形成籠狀結構，將非極性小分子包在里面，通常由20-74個水分子組成籠形結構.”主人”與客人”間的相互作用多為范德華力，也存在靜電相互作用。（可能對蛋白質等生物大分子的構象、穩(wěn)定性、反應性有影響）水與蛋白質分子中的疏水基團的締合:大多數蛋白質分子中，大約有40％的氨基酸含有非極性基團，這些疏水基團就會締合產生疏水相互作用。是維持蛋白質三級結構的重要因素。二、水的存在狀態(tài)結合水：化合水、鄰近水、多層水體相水：毛細管水、滯化水、自由流動水第三節(jié)水分活度f——溶劑（水）的逸度f0——純溶劑（水）的逸度逸度：溶劑從溶液逃脫的趨勢差別1%僅適合理想溶液RVP,相對蒸汽水分活度定義:指食品中水的蒸汽壓和該溫度下純水的飽和蒸汽壓的比值。aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)水分活度值介于0～l之間。ERH是樣品周圍的空氣平衡相對濕度，它是與樣品平衡的大氣的性質。水分活度的意義：水分活度表示生物組織與食品中能參與生物活動和化學反應的水分含量。水分活度的幾種測量方法：冰點測定法、相對濕度傳感器測定法、恒定相對濕度平衡室法水分活度與溫度的關系：lnaw＝―kΔH／R（1／T）P是樣品的蒸汽壓。k是樣品中非水物質的本質和濃度的函數，也是溫度的函數意義：一定樣品，在恒定的水分含量下，水分活度的對數在不太寬的溫度范圍內隨絕對溫度升高而正比例升高。lnaw和1／T兩者間有良好的線性關系但它們的線性關系是以含水量為參數的。冰點以上和冰點以下水分活度的區(qū)別：比較高于和低于凍結溫度下的aw時應注意兩個重要差別:

①在凍結溫度以上,aw是樣品組分與溫度的函數,且前者是主要因素,在凍結溫度以下,aw與樣品組分無關,只取決于溫度,不能根據aw預測受溶質影響的冰點以下發(fā)生的過程,如擴散控制過程,催化反應等.②凍結溫度以上和以下aw對食品穩(wěn)定性的影響是不同的.第四節(jié)吸濕等溫線定義：（MSI）是指在恒定溫度下，食品的水分含量與它的水分活度之間的關系圖。吸濕等溫線的區(qū)域：Ⅰ區(qū)的水的性質：最強烈地吸附；最少流動；水－離子或水－偶極相互作用；在-40℃不結冰；不能作為溶劑；看作固體的一部分；化合水和鄰近水；占總水量極小部分Ⅱ區(qū)的水的性質：通過氫鍵與相鄰的水；分子和溶質分子締合；流動性比體相水稍差；大部分在-40℃不結冰；導致固體基質的初步；腫脹；多層水；區(qū)Ⅰ和區(qū)Ⅱ的水占總；水分的5%以下Ⅲ區(qū)的水的性質：體相水；被物理截留或自由的；宏觀運動受阻；性質與稀鹽溶液中的水類似占總水分的95%以上各區(qū)特性：滯后現象通常吸濕等溫線的繪制是通過向干燥樣品中添加水而得到的，因此我們也常把這個過程叫回吸作用。如果把這個吸滿水的樣品再進行干燥，同樣又可以得到一條曲線，我們把這條線叫解吸曲線。滯后現象就是樣品的吸濕等溫線和解吸等溫線不完全重疊的現象。一般來說，當Aw一定時，解吸過程中食品的水分含量大于回吸過程中水分含量。解吸線在上方滯后環(huán)形狀取決于：食品品種；解吸速度；脫水程度；溫度滯后現象產生的原因解吸過程中一些水分與非水溶液成分作用而無法放出水分。不規(guī)則形狀產生毛細管現象的部位,欲填滿或抽空水分需不同的蒸汽壓(要抽出需P內＞P外,要填滿則需P外＞P內)。解吸作用時,因組織改變,當再吸水時無法緊密結合水,由此可導致回吸相同水分含量時處于較高的aw。.滯后現象的現實意義：雞肉和豬肉Aw=0.75～0.84，解吸時脂肪氧化速度高于回吸Aw一定，解吸樣品的水分高于回吸高水分樣品粘度低，催化劑流動性好，基質的腫脹使催化部位暴露控制微生物生長，解吸方法比回吸方法制備樣品時要達到更低的Aw第五節(jié)水分活度與食品的穩(wěn)定性水分活度與微生物的關系不同微生物的生長對水分活度的要求不同：大多數的細菌0.99-0.94，大多數霉菌0.94-0.8之間；大多數耐鹽細菌0.75；耐干燥霉菌和耐高滲透壓酵母0.65-0.6；低于0.6時，絕大多數的微生物是無法生長的。不同階段對水分活度的閾值的要求不同:細菌，它在形成芽孢時的水分活度比繁殖生長時所需的水分活度值要高。霉菌孢子發(fā)芽的aw閾值則低于孢子發(fā)芽后菌絲生長所需的aw值，微生物產生毒素時所需的aw閾值則高于生長時所需的aw數值，水分活度與食品化學變化的關系對脂肪氧化酸敗的影響:水能與脂肪氧化的自由基反應中的氫過氧化物形成氫鍵水能與金屬離子形成水合物水增加了氧的溶解度脂肪分子腫脹催化劑和氧的流動性增加催化劑和反應物的濃度被稀釋水分活度對非酶褐變的影響:在一定的水分活度范圍內，反應速度隨水分活度的值增大而增大，在水分活度在0.2以下，反應通常不會發(fā)生，而當水分活度過大時（大于0.7）反應速度下降。對淀粉老化的影響：30％～60％老化的速度最快10％～15％淀粉不會發(fā)生老化對蛋白質變性的影響：水分活度增大會加速蛋白質的氧化作用酶促褐變的影響：當aw值降低到0.25～0.30的范圍，就能有效地減慢或阻止酶促揭變的進行。降低水分活度可以降低食品的化學反應速度，提高食品的穩(wěn)定性。大多數化學反應只有在水中才能進行，所以食品中自由水的含量決定了化學反應的進行，因此降低水分活度，減少自由水的含量，也就抑制了反應的進行。一些離子反應在沒有自由水存在時是無法進行離子化或水化作用的。在一些反應中，水不僅作為反應介質，還是反應的參與者，沒有了自由水的參加，反應速度變慢。在酶促反應中，水作為輸送介質，促使底物向酶擴散，而且大多數酶在水分活度低于0.2和大于0.8時受到抑制。第三章碳水化合物食品中碳水化合物的作用:是合成其他化合物的基本原料，同時也是生物體的主要結構成分。碳水化合物是生物體維持生命活動所需能量的主要來源。有利于腸道蠕動，促進消化。提供適宜的質地口感和甜味。碳水化合物分類(根據水解程度):單糖是指不能再水解的最簡單的多羥基醛或多羥基酮及其衍生物。低聚糖是指聚合度小于或等于10的糖類。多糖又稱為多聚糖，是指聚合度大于10的糖類。第一節(jié)單糖單糖可分為三碳糖、四碳糖、戊糖、己糖等。醛糖和酮糖（按羰基特點分）單糖的物理性：甜度：比甜度:以蔗糖（非還原糖）為基準物。一般以10％或15％的蔗糖水溶液在20℃時的甜度定為1.0。影響甜度的因素：A、分子量越大溶解度越小，則甜度也小。B、糖的不同構型（α、β型）也影響糖的甜度。T=20℃時蔗糖溶液（10％/15％）1.00（甜度）α－D-葡萄糖0.70（比甜度）β－D－呋喃果糖1.50（比甜度）旋光性：旋光性:是一種物質使直線偏振光的振動平面發(fā)生旋轉的特性。單糖的比旋光度定義：指lml含有1g糖的溶液在其透光層為0.1m時使偏振光旋轉的角度。變旋現象：指糖剛溶解于水時，其比旋光度是處于變化中的，但到一定時間后就穩(wěn)定在一恒定的旋光度上的這種現象。溶解度（g/100gH2O）溫度對溶解過程和溶解速度具有決定性影響高濃度的糖液具有防腐保質的作用，在70％以上能抑制霉菌、酵母的生長。t=20℃時，葡萄糖48％蔗糖66％果糖79％果糖具有較好的食品保存性。果糖含量較高的果葡糖漿，其保存性能較好。吸濕性和保濕性吸濕性：指糖在空氣濕度較高的情況下吸收水分的性質。保溫性：指糖在空氣濕度較低條件下保持水分的性質。果糖的吸濕性最強結晶性糖的特征之一是能形成結晶，糖溶液越純越易結晶。滲透壓果糖和果葡糖漿具有高滲透壓特性，可用于防腐。發(fā)酵性酵母菌可以是葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、甘露糖等發(fā)酵產生酒精，同時產生二氧化碳，這是釀酒生產及面包疏松的基礎。一般酵母發(fā)酵糖的速度：葡萄糖>果糖>蔗糖>麥芽糖乳酸菌除可發(fā)酵上述單糖還可發(fā)酵乳糖產生乳酸。大多數低聚糖不能被酵母菌和乳酸菌直接發(fā)酵。單糖的化學反應：具有醇羥基的成酯、成醚、成縮醛等反應和羰基的一些加成反應，還具有一些特殊反應。非酶褐變反應：美拉德反應焦糖化反應美拉德反應（羰氨反應）：指羰基與氨基經縮合、聚合反應生成類黑色素和某些風味物質的非酶褐變反應。美拉德反應過程美拉德反應的條件、生成物和特點條件：還原糖（主要是葡萄糖）和氨基酸；少量的水；加熱或長期貯藏產物：黑色素（類黑精）＋風味化合物特點：pH值下降（封閉了游離的氨基）；還原的能力上升（還原酮產生）；褐變初期，紫外線吸收增強，伴隨有熒光物質產生；添加亞硫酸鹽，可阻止褐變，但在褐變后期加入不能使之褪色。影響美拉德反應的因素①羰基化合物的結構、種類及含量a.α、β不飽和醛>α－雙羰基化合物>酮b.五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖）[五碳糖的褐變是六碳糖的10倍]c.單糖>雙糖（如蔗糖，分子比較大，反應緩慢）d.還原糖含量與褐變成正比②氨基酸及其它含氨物種類(肽類、蛋白質、胺類)a.胺類>氨基酸b.含S-S，S-H不易褐變c.有吲哚，苯環(huán)易褐變d.堿性氨基酸易褐變e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐變③pH值pH3-9范圍內，隨著pH上升，褐變上升pH≤3時，褐變反應程度較輕微pH在7.8-9.2范圍內，褐變較嚴重④水分含量10％～15%(H2O)時，褐變易進行完全干燥的條件下，多數褐變難進行水分含量超過5%時，脂肪氧化加快，褐變加快⑤溫度：若△t＝10℃，則褐變速度差△v相差3～5倍。食品加工應盡量避免長時間高溫，儲藏也以低溫為宜⑥金屬離子Fe(Fe+3>Fe+2)和Cu促進美拉德反應Na＋對褐變無影響。Ca2+可同氨基酸結合生成不溶性化合物而抑制褐變。Mn2＋和Sn2＋可抑制美拉德反應。⑦空氣：空氣的存在會影響美拉德反應。真空或充入氮氣降低脂肪的氧化反應及羰基化合物的生成。Maillard反應對食品品質的影響不利方面：a.營養(yǎng)損失，特別是必須氨基酸損失嚴重b.產生某些致癌物質c.對某些食品，褐變反應導致的顏色變化影響質量。有利方面：褐變產生深顏色及強烈的香氣和風味，賦予食品特殊氣味和風味。maillard反應在食品加工中的應用抑制maillard反應注意選擇原料：選氨基酸、還原糖含量少的品種。水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥劑。流體食品則可通過稀釋降低反應物濃度。降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐變。降低溫度：低溫貯藏。除去一種作用物：一般除去糖可減少褐變。加入亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽鈣可抑制褐變。maillard反應在食品加工中的應用利用控制原材料：核糖+半胱氨酸：烤豬肉香味核糖+谷胱甘肽：烤牛肉香味控制溫度：葡萄糖+纈氨酸：100-150℃烤面包香味；180℃巧克力香味木糖+酵母水解蛋白：90℃餅干香型160℃醬肉香型不同加工方法：土豆大麥水煮：125種香氣75種香氣烘烤：250種香氣150種香氣焦糖化反應概念：無氨基化合物存在的提條件下，將糖類化合物加熱到其熔點以上，糖發(fā)生脫水與降解，生成深色物質的過程，稱為焦糖化反應。過程:脫水：分子雙鍵→不飽和的環(huán)→聚合→高聚物。縮合或聚合：裂解→揮發(fā)性的醛、酮→縮合或聚合→深色物質焦糖化反應條件①無水或濃溶液，溫度150-200℃。②催化劑的存在加速反應：銨鹽、磷酸鹽、蘋果酸、延胡索酸、檸檬酸、酒石酸等。③pH8比pH5.9時快10倍。④不同糖反應速度不同，例如果糖大于葡萄糖（熔點的不同）。蔗糖形成焦糖的過程：焦糖色素是一種結構不明確的大的聚合物分子，這些聚合物形成了膠體粒子，形成膠體粒子的速度隨溫度和pH的增加而增加。焦糖色素的性質：焦糖是一種黑褐色膠態(tài)物質；等電點在pH3.0-6.9,甚至低于pH3；粘度100-3000cp第二節(jié)低聚糖食品中的低聚糖的作用：褐變反應低聚糖發(fā)生褐變的程度，尤其是參與美拉德反應的程度相對單糖較小。黏度多數低聚糖的黏度>蔗糖>單糖?？寡趸裕褐苯幼饔瞄g接作用滲透壓（防腐作用）發(fā)酵性吸濕性、保濕性與結晶性食品中重要的低聚糖雙糖：均溶于水，有甜味、族光性，可結晶。根據還原性質:還原性雙糖(麥芽糖)非還原性雙糖(蔗糖)第三節(jié)食品中重要的多糖及其作用多糖的性質多糖的溶解性:除了高度有序具有結晶的多糖不溶于水外，大部分多糖不能結晶，因而易于水合和溶解。多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性:高聚物溶液的黏度同分子的大小、形態(tài)及其在溶劑中的構象有關。多糖的性質凝膠：是指在一定條件下，高分子溶液或溶膠的分散質顆粒在某些部位上相互聯結，構成一定的空間網狀結構，分散介質（液體或氣體）充斥其間，整個系統(tǒng)失去流動性，這種體系稱為凝膠。氫鍵、疏水相互作用、范德華引力離子橋聯、纏結或共價鍵形成連結區(qū)生理活性膳食纖維--植物多糖真菌多糖：提高人體免疫力①很高的持水力；②對陽離子有結合交換能力；③對有機化合物有吸附螫合作用；④具有類似填充的容積；⑤可改變腸道系統(tǒng)中的微生物群組成。多糖的水解：酶促水解、酸、堿催化下的水解。淀粉淀粉的特性：淀粉在植物細胞內以顆粒狀態(tài)存在，故稱淀粉粒。形狀：圓形、橢圓形、多角形等。大小：0.001-0.15毫米之間，馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。晶體結構：用偏振光顯微鏡觀察及X-射線研究，能產生雙折射及X衍射現象。未糊化前，淀粉分子間以氫鍵結合，成放射狀微晶束形式。淀粉的結構：直鏈淀粉：由D-吡喃葡萄糖通過α－1，4糖苷鍵連接起來的鏈狀分子。支鏈淀粉：由D-吡喃葡萄糖通過α-1，4和α-l，6兩種糖苷鍵連接起來的帶分枝的復雜大分子淀粉的性質：物理性質：白色粉末在，熱水中融溶脹。純支鏈淀粉能溶于冷水中，而直鏈淀粉不能，直鏈淀粉能溶于熱水?；瘜W性質：無還原性；遇碘呈藍色，加熱則藍色消失，冷后呈藍色；水解（酶解，酸解）。淀粉的糊化：β-淀粉膨潤現象α-淀粉β-淀粉：具有膠束結構的生淀粉稱為β-淀粉。α-淀粉：指經糊化的淀粉。膨潤現象：β-淀粉在水中經加熱后，部分膠束溶解而形成空隙，水分子浸入與部分淀粉分子進行結合，膠束逐漸被溶解，空隙逐漸擴大，淀粉粒因吸水，體積膨脹數十倍，生淀粉的膠束即行消失的現象。淀粉粒在適當溫度下，在水中溶脹，分裂，膠束則全部崩潰，形成均勻的糊狀溶液的過程被稱為糊化。本質是微觀結構從有序轉變成無序。糊化作用的三個階段：a可逆吸水階段：水分進入淀粉粒的非晶質部分，體積略有膨脹，此時冷卻干燥，可以復原，雙折射現象不變。b不可逆吸水階段：隨溫度升高，水分進入淀粉微晶間隙，不可逆大量吸水，結晶“溶解”。c淀粉粒解體階段：淀粉分子全部進入溶液。糊化溫度：指雙折射消失的溫度，不是一個點，而是一段溫度范圍，即糊化開始的溫度和糊化完成的溫度表示淀粉糊化溫度。影響糊化的因素：結構：直鏈淀粉小于支鏈淀粉。Aw：Aw提高，糊化程度提高。糖：高濃度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。鹽：高濃度的鹽使淀粉糊化受到抑制；（馬鈴薯淀粉）脂類：抑制糊化。酸度：在pH<4時，淀粉水解為糊精，粘度降低。在pH4-7時，幾乎無影響。在pH=10時，糊化速度迅速加快。淀粉酶：使淀粉糊化加速。新米（淀粉酶酶活高）比陳米更易煮爛。淀粉的老化：老化：α-淀粉溶液經緩慢冷卻或淀粉凝膠經長期放置，會變?yōu)椴煌该魃踔廉a生沉淀的現象。實質是糊化的后的分子又自動排列成序，形成高度致密的結晶化的不溶解性分子粉末。影響淀粉老化的因素溫度：2-4℃，淀粉易老化。>60℃或<-20℃，不易發(fā)生老化。含水量:含水量30～60%，易老化。含水量過低（<10%）或過高，均不易老化。pH值：在偏酸（pH4以下）或偏堿的條件下也不易老化。結構：直鏈淀粉易老化。聚合度n中等的淀粉易老化。淀粉改性后，不均勻性提高，不易老化。共存物的影響：脂類和乳化劑可抗老化;多糖（果膠例外）、蛋白質等親水大分子，有抗老化作用。改性/變性淀粉：變性淀粉：天然淀粉經適當的化學處理、物理處理或酶處理，使某些加工性能得到改善，以適應特定的需要，這種淀粉被稱為變性淀粉。物理變性和化學變性果膠物質：酯化度（DE）：醛酸殘基(羧基)的酯化數占D-半乳糖醛酸殘基總數的百分數。高甲氧基果膠—HMDE>50%低甲氧基果膠—LMDE<50%果膠的物理、化學性質：水解：果膠在酸堿條件下發(fā)生水解，生成去甲酯和糖苷鍵裂解產物。原果膠在果膠酶和果膠甲酯酶作用下，生成果膠酸。溶解度：果膠與果膠酸在水中溶解度隨鏈長增加而減少，粘度：粘度與鏈長正比。果膠形成凝膠：機理：脫水劑使高度含水的果膠分子脫水以及電荷中和而形成凝集體。凝膠的形成與pH值、可溶性固形物含量和高價離子的存在有關。果膠形成條件HM：有糖、酸的存在下易形成凝膠。Brix>55％pH<3.5LM：有二價陽離子的存在。Ca2＋添加量與pH有關，反比例。凝膠形成速度：快速DE越高形成凝膠快速DE越高形成凝膠HM慢速的速度越快LM慢速的速度越慢影響凝膠強度的因素：凝膠強度與分子量成正比。凝膠強度與酯化程度成正比。第四章脂質脂質概述：脂質是生物體內一大類不溶于水，而溶于大部分有機溶劑的物質的總稱。通常所說的油脂（脂肪）是脂質中的一類。脂質通常的共同特征：①不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有機溶劑。②大多具有酯的結構，并以脂肪酸形成的酯最多。③都是由生物體產生，并能被生物體所利用。例外：卵磷脂、鞘磷脂和腦苷脂類。脂質分類：按結構和組成分：復合脂質簡單脂質衍生脂質習慣分：真脂：油脂（固態(tài)的脂、液態(tài)的油99％)；類脂：磷脂、糖脂、蛋白脂、硫脂等；復合脂類以及固醇、蠟等脂肪伴隨物。油脂分類：按不飽和程度分：干性油：碘值大于130，如桐油、亞麻油、紅花油等；半干性油：碘值介于100-130，如棉籽油、大豆油等；不干性油：碘值小于100，如花生油、菜子油、蓖麻油。按構成的脂肪酸分：單純?；?，混合酰基油。按來源分：乳脂類、植物脂、動物脂、海產品動物油、微生物油脂。按物理狀態(tài)分：脂肪（常溫下為固態(tài)）油（常溫下為液態(tài)）按化學結構分：簡單脂：酰基脂，蠟；復合脂：鞘脂類（鞘氨酸、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿組成），腦苷脂類（鞘氨酸、脂肪酸、糖類組成），神經節(jié)苷脂類（鞘氨酸、脂肪酸、復合的碳水化合物）；衍生脂：類胡籮卜素、類固醇、脂溶性纖維素等。油脂在食品中的功能：提供必需脂肪酸；脂溶性維生素的載體；提供滑潤的口感，光潤的外觀，塑性脂肪還具有造型功能；賦予油炸食品香酥的風味，是傳熱介質第一節(jié)油脂的物理性質氣味和色澤：純脂肪無色、無味（天然油脂有色）多數油脂無揮發(fā)性，氣味多由非脂成分引起的。熔點和沸點：天然油脂沒有敏銳（確定）的熔點和沸點，只有一個范圍。熔點:游離脂肪酸>甘油一酯>二酯>三酯熔點<37℃時，消化率>96%；熔點高于37℃越多，越不易消化。熔點最高在40-55℃之間。碳鏈越長，飽和度越高，則熔點越高。沸點180-200℃之間，沸點隨碳鏈增長而增高油脂的煙點:指在不通風的情況下觀察到試樣發(fā)煙時的溫度。閃點:試樣揮發(fā)的物質能被點燃但不能維持燃燒的溫度。著火點:試樣揮發(fā)的物質能被點燃并能維持燃燒不少于5S的溫度。結晶特性：同質多晶：化學組成相同的物質，結晶晶型不同，但融化后生成相同的液相。脂肪酸烴鏈中的最小重復單位（亞晶胞）是亞乙基(-CH2CH2-)，可用來描述脂肪中脂肪酸烴鏈的晶體結構的堆積或排列方式脂肪的亞晶胞最常見的堆積方式穩(wěn)定性：β>β、>α易結晶為β型的脂肪有：大豆油、花生油、椰子油、橄欖油、玉米油、可可脂和豬油。易結晶為β/型的脂肪有：棉子油、棕櫚油、菜子油、乳脂、牛脂及改性豬油。β/型的油脂適合于制造人造起酥油和人造奶油。調溫：利用結晶方式改變油脂的性質，使得到理想的同質多晶型和物理狀態(tài)，以增加油脂的利用性和應用范圍。熔融特性：固體分數ab/ac；液體分數bc/ac；固體脂肪指數(SFI):在一定溫度下固液比ab/bc。油脂的塑性指在一定外力下，表觀固體脂肪具有的抗變形的能力。油脂塑性的決定因素：固體脂肪指數（SFI）：固液比適當；脂肪的晶型：β/晶型可塑性最強熔化溫度范圍：溫差越大，塑性越大起酥油：是指用在餅干、糕點、面包生產中專用的塑性油脂。特性：在40oC不變軟，在低溫下不太硬，不易氧化。塑性油脂的作用：涂抹性（涂抹黃油等）；可塑性（用于蛋糕的裱花）；起酥作用；使面團體積增加油脂的乳化和乳化劑：乳濁液：內向/分散相，直徑0.1-50μm;外向/連續(xù)相。水包油型(O/W，水為連續(xù)相。如：牛乳)油包水型(W/O，油為連續(xù)相。如：奶油)乳濁液的失穩(wěn)機制：分層（重力）；絮凝（分散相液滴表面靜電荷不足）；聚結（兩相界面膜破裂）乳化劑的乳化作用：增大分散相之間的靜電斥力；增大連續(xù)相的粘度或生成有彈性的厚膜；減小兩相間的界面張力；微小的固體粉末的穩(wěn)定作用；形成液晶相乳化劑的選擇：親水––親脂平衡(HLB)；HLB值具有代數加和性；通?；旌先榛瘎┍染哂邢嗤琀LB值的單一乳化劑的乳化效果好。食品中常見的乳化劑：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；其他合成食品乳化劑第二節(jié)油脂在加工和貯藏中的氧化反應酸?。河椭谑称芳庸ず唾A藏期間，因空氣中的氧氣、光照、微生物、酶等的作用，產生令人不愉快的氣味，苦澀味和一些有毒性的化合物的現象。光敏氧化:是不飽和雙鍵與單線態(tài)氧直接發(fā)生的氧化反應。酶促氧化：脂肪氧合酶（Lox）：專一性地作用于具有1,4-順、順-戊二烯結構的脂肪酸的中心亞甲基處。酮型酸敗（β-氧化作用）：由脫氫酶、脫羧酶、水合酶等引起的飽和脂肪酸的氧化反應。氫過氧化物分解產生的小分子醛、酮、醇、酸等具有令人不愉快的氣味即哈喇味，導致油脂酸敗。影響油脂氧化速率的因素：脂肪酸及甘油酯的組成；氧；溫度：不飽和脂肪酸>飽和脂肪酸；表面積；助氧化劑；水分；光和射線：促使氫過氧化物分解引發(fā)游離基；抗氧化劑：延緩和減慢油脂氧化速率?？寡趸瘎┑目寡趸瘷C理：自由基清除劑；1O2淬滅劑；金屬螯合劑；氧清除劑；ROOH分解劑；酶抑制劑；酶抗氧化劑；紫外線吸收劑酚類(AH2)：?氫供體，可清除自由基。酚羥基越多，抗氧化能力越強。?生成比較穩(wěn)定的自由基。酚羥基鄰位有叔丁基，空間位阻阻礙了O2的進攻?？寡趸瘷C理：金屬螯合劑：檸檬酸、酒石酸、抗壞血酸。氧清除劑：抗壞血酸。酶抗氧化劑：增效劑：增效機理：酚類+螯合劑酚類+酚類促氧化酚：濃度可清除自由基;高濃度有促氧化作用。Vc：低濃度(10-5mol/L)促氧化。β-胡蘿卜素：度為510-5mol/L時，抗氧化性最強；若濃度更高，則促氧化；氧壓時(PO2<150mmHg)，抗氧化;高氧壓時促氧化。過氧化脂質的危害：過氧化脂質幾乎能和食品中的任何成分反應，使食品品質降低。ROOH幾乎可與人體內所有分子或細胞反應，破壞DNA和細胞結構。脂質在常溫及高溫下氧化均有有害物產生。第三節(jié)油脂在加工和貯藏中的其他化學變化油脂水解釋放出游離脂肪酸，導致油的發(fā)煙點降低、品質降低，風味變差。在高溫下的化學反應：熱分解、熱聚合、縮合、水解、氧化反應等。油脂經長時間加熱，粘度↑，碘值↓，酸價↑，發(fā)煙點↓，泡沫量↑。熱分解：非氧化熱解氧化熱解熱聚合：氧化熱聚合是Diels-Alder反應。化熱聚合聚合成二聚體。導致油脂粘度增大，泡沫增多縮合：油炸食品中香氣的形成與油脂在高溫下的某些反應有關。油脂在高溫下過度反應，則是十分不利的。加工中宜控制t<150℃。輻照：輻射劑量越大，影響越嚴重輻照和加熱生成的降解產物有些相似，但后者分解產物更多。按巴氏滅菌劑量輻照含脂肪食品，不會有毒性危險。第四節(jié)油脂的質量評價一、油脂氧化的評價方法：①過氧化值（POV）是指1kg油脂中所含氫過氧化物的毫克當量數。POV值宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。②硫代巴比妥酸（TBA）法：醛類+TBA→有色化合物丙二醛的有色物在530nm處有最大吸收其它醛的有色物最大吸收在450nm處此法不宜評價不同體系的氧化情況。③碘值（IV）指100g油脂吸收碘的克數，是衡量油脂中雙鍵數的指標。碘值↓，說明雙鍵減少，油脂發(fā)生了氧化。第四節(jié)油脂的質量評價：活性氧法（AOM）；史卡爾法；儀器分析法二、其它評價方法：酸價（AV）是指中和1g油脂中游離脂肪酸所需的氫氧化鉀毫克數。（國標規(guī)定，食用植物油的酸價不得超過5）；化價；二烯值油炸油品質檢查：當石油醚不溶物≥0.7％，發(fā)煙點低于170℃，或石油醚不溶物≥1.0%，無論其發(fā)煙點是否改變，均可認為油已經變質。第五節(jié)油脂加工中的化學油脂的精煉：沉降→脫膠→脫酸→脫色→脫臭對粗油進行精制，可提高油的品質，改善風味，延長油的貨架期。損失了一些脂溶性維生素，如維生素A、維生素E和類胡蘿卜素等。油脂氫化后：優(yōu)點：穩(wěn)定性↑；顏色變淺；風味改變；便于運輸和貯存；制造起酥油、人造奶油等。缺點：多不飽和脂肪酸含量↓；脂溶性維生素被破壞；雙鍵的位移和反式異構體的產生。第五章蛋白質化學第一節(jié)概述

1.1蛋白質在食品加工中的意義：蛋白質是食品中三大營養(yǎng)素之一；蛋白質對食品的色、香、味及組織結構等具有重要意義；一些蛋白質具有生物活性功能，是開發(fā)功能性食品原料之一1.2蛋白質的分子量及其測定方法分子量：一萬到一百萬道頓之間或更大。測定方法：滲透壓法、超離心法、凝膠過濾法、聚丙烯酰胺凝膠電泳法。1.3蛋白質的分類：按分子形狀分：纖維狀蛋白質球狀蛋白質按分子組成分：簡單蛋白質結合蛋白質按蛋白質的溶解度分：清蛋白谷蛋白球蛋白醇溶蛋白第二節(jié)氨基酸的物理化學性質2.1基本物理學性質：包括基本組成和結構、溶解性、酸堿性質、立體化學、熔點、沸點、光學行為、旋光性、疏水性等。氨基酸的酸、堿性

當pH為7時氨基酸在水中的存在形式2.2氨基酸的基本化學性質關于氨基酸基本的化學性質，其主要的線索還是氨基酸分子中所帶的官能團。氨基酸的羧基具有一元羧酸羧基的性質（如：成鹽、成酯、成酰胺、脫羧等），氨基酸的氨基具有一級胺（R-NH2）氨基的性質（如與HCL結合、脫氨、與HNO2作用等）。與茚三酮的反應：α-氨基酸與茚三酮在酸性溶液中共熱，產生紫紅、藍色或紫色物質。兩個亞氨基酸－脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應形成黃色化合物。利用顏色反應，在440nm測定脯氨酸和羥脯氨酸，在570nm測定其他氨基酸。與鄰苯二甲醛的反應：在2-巰基乙醇的存在下，氨基酸與鄰苯二甲醛反應生成強熒光的異吲哚衍生物（激發(fā)波長380nm，在450nm具有最高熒光發(fā)射），此反應也能用來定量分析氨基酸、肽和蛋白質。與熒光胺的反應：含有伯胺基的氨基酸、肽或蛋白質與熒光胺反應生成強熒光的衍生物，激發(fā)波長390nm，在475nm具有最高的熒光發(fā)射。此法可被用于氨基酸、肽或蛋白的定量分析。2.3肽：一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基形成一個取代的酰胺基，這個鍵稱為肽鍵，形成的這個化合物稱為肽。2個氨基酸所形成的肽稱為二肽，3個氨基酸形成的肽稱為三肽，依此類推。若一種肽含有少于10個氨基酸，則稱為寡肽，超過10個氨基酸的肽統(tǒng)稱多肽。一般的肽含有一個游離的α-氨基，稱為N末端；一個游離的α-羧基，稱為C末端。第三節(jié)蛋白質分子的結構一級結構：是指氨基酸通過共價鍵即肽鍵連接而成的線性序列。蛋白質分子的二級結構：是指由多肽鏈上主鏈骨架中各個肽段所形成的規(guī)則或無規(guī)則的構象。二級結構類型：α螺旋；β折疊三級結構：指含α螺旋、β彎曲和β折疊或無規(guī)卷曲等二級結構的蛋白質，其線性多肽鏈進一步折疊成為緊密結構時的三維空間排列穩(wěn)定三級結構的作用力：疏水相互作用、氫鍵、范德華引力、靜電相互作用、二硫鍵蛋白質分子的四級結構蛋白質亞基：是一條多肽鏈寡聚蛋白質：由少數亞基聚合而成的蛋白質多聚蛋白質：由幾十個，甚至上千個亞基聚合而成的蛋白質。四級結構的狹義定義：是指寡聚蛋白質中的種類、數目、空間排布以及亞基之間的相互作用。四級結構的廣義定義：由相同或不同球蛋白分子所構成的聚合體。第四節(jié)蛋白質的變性蛋白質變性的概念：由于外界因素的作用，使天然蛋白質分子的構象發(fā)生了異常變化，從而導致生物活性的喪失以及物理、化學性質的異常變化，不涉及一級結構的變化。蛋白質變性現象：物理性質的改變：凝集、沉淀、流動雙折射、粘度增加、旋光值改變、紫外、熒光光譜發(fā)生變化化學性質的改變：酶水解速度增加、分子內部基團暴露生物性能的改變：抗原性改變、生物功能喪失影響蛋白變性的因素：物理因素：a加熱蛋白熱變性的一般規(guī)律：大多數蛋白質在45～50℃時開始變性，但也有些蛋白的Td可以達到相當高的溫度，如大豆球蛋白93℃、燕麥球蛋白108℃等。當加熱溫度在臨界溫度以上時，每提高10℃，變性速度提高600倍。一般溫度越低，蛋白質的穩(wěn)定性越高。但也有例外，如肌紅蛋白在30℃時穩(wěn)定性最好，隨著溫度降低其穩(wěn)定性也降低。b冷凍蛋白質可以發(fā)生凍結變性。其原因一方面是由于蛋白質周圍的水與其結合狀態(tài)發(fā)生變化，這種變化破壞了一些維持蛋白原構象的力，同時由于水保護層的破壞，蛋白質的一些基團就可以發(fā)生直接的接觸和相互作用，導致蛋白質發(fā)生聚集或原來的亞基發(fā)生重排。另一方面，由于大量水形成冰后，剩余的水中無機鹽濃度大大提高，這種局部的高濃度鹽也會使蛋白質發(fā)生變性。c流體靜壓壓力也可使蛋白變性，但一般在25℃下要求100～1200MPa的比較高的壓力壓力誘導蛋白質變性的原因主要是蛋白質的柔性和可壓縮性。壓力導致的蛋白變性通常伴隨著30～100mL/mol的體積減少同時是高度可逆的。由于高流體壓力可以使微生物細胞膜及細胞內的蛋白發(fā)生變性，從而導致微生物死亡，因此現在高流體靜壓加工正在成為食品加工可以用于滅菌和蛋白質的凝膠。d剪切力一些食品在加工過程，如擠壓、打擦、捏合、高速均質等，會產生高的剪切力。這樣的剪切力加上高溫能使蛋白質發(fā)生不可逆的變性。通常剪切速度越大，蛋白質的變性程度越大。e電磁輻射電磁輻射是一種能量，可以通過改變分子內鏈段間及亞基間的結合狀態(tài)而使蛋白分子變性；如果僅僅影響蛋白分子的構象，只發(fā)生變性而不會導致營養(yǎng)價值的改變；如果能量高至可以通過氧化、共價鍵斷裂、離子化、形成自由基等形式使氨基酸殘基發(fā)生變化，便會導致營養(yǎng)價值的降低。f界面性質改變蛋白質水溶液的界面性質，也可以加速或直接使蛋白質分子發(fā)生變性。一些蛋白質不具有明顯的疏水區(qū)和親水區(qū)，或者它們的結構是被二硫鍵穩(wěn)定這的，這類蛋白質由于不易吸附到界面而較耐界面變性?；瘜W因素apH值pH是導致蛋白變性的重要因素，這是因為在極端pH值時，蛋白質分子內的離子基團產生強靜電排斥作用，促使蛋白質分子的構象發(fā)生變化。b無機離子無機離子特別是高價態(tài)的無機離子通過改變蛋白分子的表面性質、改變蛋白分子自身的結構狀態(tài)而使蛋白變性。陽離子和陰離子均有這種性質，但不同的離子要求不同的濃度。c有機溶劑許多有機溶劑可以導致蛋白質分子發(fā)生變性。親水有機溶劑通過改變蛋白分子表面性質使蛋白分子變性，疏水有機溶劑由于進入蛋白分子內部而改變蛋白分子構象，從而導致變性。d有機化合物的水溶液一些有機化合物在水溶液中可以導致蛋白質分子發(fā)生變性。不同種類的有機物使蛋白變性的原因不盡相同。1、斷裂蛋白分子間或分子內的氫鍵(尿素和胍鹽)；2、在蛋白質的疏水區(qū)和親水環(huán)境之間起著媒介作用（十二烷基磺酸鈉（SDS））3、與蛋白質分子強烈的結合，在接近中性pH值時使蛋白質帶有大量的凈負電荷，從而增加蛋白質內部的斥力，使伸展趨勢增大，這也是SDS類表面活性劑能在較低濃度下使蛋白質完全變性的原因。4、通過還原作用導致蛋白分子中的二硫鍵破壞（半胱氨酸、抗壞血酸、巰基乙醇、二硫蘇糖醇等）SDS類表面活性劑誘導的蛋白變性是不可逆的。第五節(jié)蛋白質在食品中的功能性質功能性質：在食品加工、保藏、制備和消費期間影響蛋白質在食品體系中的性能的那些蛋白質的物理和化學性質。水化性質、表面性質、結構性質、感觀性質蛋白質的水合性質：蛋白質分子中帶電基團、主鏈肽基團、Asn、Gln的酰胺基、Ser、The和非極性殘基團與水分子相互結合的性質。如分散性濕潤性、溶解性、黏度、膠凝作用、乳化和起泡性等，都取決于水-蛋白質的相互作用。結合過程：A.非水合蛋白質；B.帶電基團的最初水合；C.在接近極性和帶電部位形成水簇；D.在極性表面完成水合；E.非極性小區(qū)域的水合完成單分子層覆蓋；F.在與蛋白質締合的水和體相水之間架橋；G.完成流體動力學水合膨潤性：蛋白質吸水充分膨脹而不溶解，這種水化性質通常叫膨潤性?？扇苄缘鞍祝旱鞍踪|在繼續(xù)水化中被水分散而逐漸變?yōu)槟z體溶液，具有這種水化特點的蛋白質叫可溶性蛋白質。蛋白質結合水的能力：當干蛋白質粉與相對濕度為90%-95%的水蒸汽達到平衡時每克蛋白質所結合的水的克數。氨基酸殘基的水合能力：帶電的氨基酸殘基數目越大，水合能力越大。蛋白質水合性質的測定方法：相對濕度法（或平衡水分含量法）；溶脹法；過量水法；水飽和法影響蛋白質水合性質的環(huán)境因素：濃度濃度↑蛋白質總吸水量↑pHpH＝

pI水合作用最低，高于或低于pI，水合作用增強（凈電荷和推斥力增加），pH9-10時水合能力較大溫度溫度↑蛋白質結合水的能力↓（變性蛋白質結合水的能力一般比天然蛋白質高約10％）鹽在低鹽濃度（＜0.2mol/L）時，離子同蛋白質荷電基團相互作用而降低相鄰分子的相反電荷間的靜電吸引，從而有助于蛋白質水化和提高其溶解度，這叫鹽溶效應。當鹽濃度更高時，由于離子的水化作用爭奪了水，導致蛋白質“脫水”，從而降低其溶解度，這叫做鹽析效應。持水能力：是指蛋白質吸水并將水保留在蛋白質組織（如蛋白質凝膠、牛肉和魚肌肉）中的能力。蛋白質的持水能力與結合水能力呈正相關溶解度影響因素：離子強度：離子強度（＜0.5）——電荷屏蔽效應高比例疏水區(qū)域～溶解度下降高比例親水區(qū)域～溶解度提高高離子強度（＞1.0）——離子效應SO42-、F-～鹽析，溶解度降低ClO4-、SCN-～鹽溶，提高溶解度,導致沉淀陰離子提高蛋白質溶解度的能力按下列順序：SO2-4＜F-＜CI-＜Br-＜I-＜CIO4-＜SCN-；陽離子降低蛋白質溶解度的能力按下列順序：NH4＋＜K＋＜Na＋＜Li＋＜Mg2＋＜Ca2＋。溫度:0～40℃溫度↑，溶解度↑＞40℃溫度↑，溶解度一些高疏水性蛋白質，像β-酪蛋白和一些谷類蛋白質的溶解度卻和溫度呈負相關。有機溶劑導致蛋白質溶解度下降或沉淀:降低水介質的介電常數;提高靜電作用力;靜電斥力導致分子結構的展開;促進氫鍵的形成和反電荷間的靜電吸引;蛋白質切變稀釋的原因：分子朝著流動方向逐漸取向，使磨擦阻力減少。蛋白質的水合范圍沿著流動方向形變。氫鍵和其他弱鍵的斷裂導致蛋白質聚集體或網絡結構的解離。影響蛋白質流體粘度特性因素：白質分子固有的特性;白質-溶劑間的相互作用;白質-蛋白質間的相互作用蛋白質分子或顆粒的表現直徑：表現直徑↑黏度↑蛋白質的膠凝作用：蛋白質的締合：一般是指蛋白質在亞單位或分子水平上發(fā)生的變化。聚合或聚集反應：一般是指大的復合物的形成。聚合或聚集反應:沉淀作用：是指由于蛋白質的溶解性完全或部分喪失而引起的聚集反應。絮凝：是指蛋白質未發(fā)生變性時的無規(guī)則聚集反應，這常常是因為鏈間的靜電排斥降低而發(fā)生的一種現象。凝結作用：發(fā)生變性的無規(guī)聚集反應和蛋白質-蛋白質的相互作用大于蛋白質-溶劑的相互作用引起的聚集反應，定義為凝結作用。凝膠化作用：是指變性的蛋白質分子聚集并形成有序的蛋白質網絡結構過程。凝膠化作用機制：溶膠狀態(tài)----似凝膠狀態(tài)-----有序的網絡結構狀態(tài)凝膠化的相互作用：氫鍵、靜電相互作用——可逆凝膠（明膠）疏水相互作用——不可逆凝膠（蛋清蛋白）二硫鍵——不可逆凝膠（乳清蛋白）金屬離子的交聯相互作用兩類凝膠：凝結塊（不透明）凝膠：大量非極性氨基酸殘基疏水性聚集，不溶性聚集體。不可逆凝膠：聚集和網狀結構的形成速度高于變性速度透明凝膠：少量非極性氨基酸殘基；變性時形成可溶性復合物締合速度低于變性速度；在加熱后冷卻時才能凝結成凝膠；形成有序的透明的凝膠網狀結構影響蛋白質凝膠化作用的因素：氨基酸殘基的類型、pH、蛋白質的濃度、金屬離子蛋白質的織構化：蛋白質的織構化是在開發(fā)利用植物蛋白和新蛋白質中要特別強調的一種功能性質。蛋白質織構化的方法：熱凝結和形成薄膜、纖維的形成、熱塑性擠壓面團的形成：麥谷蛋白（過度黏結）：分子質量大，二硫鍵（鏈內、鏈間），決定面團的彈性、黏合性和抗張強度麥醇溶蛋白（過度延展）：鏈內二硫鍵，促進面團的流動性、伸展性和膨脹性。面筋蛋白質中含有的化學鍵：氫鍵：谷氨酰胺、脯氨酸和絲氨酸、蘇氨酸：水吸收能力強，有黏性。非極性氨基酸：使蛋白相互聚集、有黏彈性和與脂肪有效結合。二硫鍵：使面團堅韌。蛋白質的界面性質：是指蛋白質能自發(fā)地遷移至汽-水界面或油-水界面的性質。具有界面性質的蛋白質必要條件：能否快速地吸附至界面；能否快速地展開并在界上面再定向；能否形成經受熱和機械運動的膜影響蛋白質界面性質的因素內在因素外在因素氨基酸組成pH非極性AA與極性AA之比離子強度和種類疏水性基團與親水性基團的分布蛋白質濃度二級、三級和四級結構時間二硫鍵溫度分子大小和形狀

分子柔性

蛋白質的乳化性質：蛋白質是天然的兩親物質；測定乳化性質的方法：液滴大小分布、乳化活力、乳化能力、乳化穩(wěn)定性影響蛋白質乳化作用的因素蛋白質的溶解度：正相關pH值pH=PI溶解度小時，降低其乳化作用pH=PI溶解度大，增加其他乳化作用與蛋白質表面疏水性存在正相關。適當熱誘導蛋白質變性，可增強其乳化作用。蛋白質的起泡性質：是指蛋白質在汽---液界面形成堅韌的薄膜使大量氣泡并入和穩(wěn)定的能力。起泡性質的評價：蛋白質的起泡力；測定泡沫穩(wěn)定性影響泡沫形成和穩(wěn)定性的因素：有良好起泡力的蛋白質不具有穩(wěn)定泡沫的能力，而能產生穩(wěn)定泡沫的蛋白質往往不具有良好的起泡力。蛋白質的濃度2％一8％，隨著濃度增加起泡性增加。超過10％，氣泡變小，泡沫變硬。溫度適當加熱處理可提高起泡性能。過度的熱處理則會損害起泡能力。pH值pH處于或接近pI時，提高了蛋白質的起泡能力和泡沫穩(wěn)定性。在pI時蛋白質的溶解度很低，形成泡沫數量較少（泡沫膨脹率較低），但泡沫的穩(wěn)定性較高。鹽鹽析時則顯示較好的起泡性質。鹽溶時則顯示較差的起泡性質。糖損害蛋白質的起泡能力，卻改進了泡沫的穩(wěn)定性。脂穩(wěn)定性下降攪打過度激烈攪打也會導致泡沫穩(wěn)定性降低蛋白質與風味物質的結合結合方式：干蛋白粉：物理吸附范德華力和毛細管作用吸附化學吸附靜電吸附、氫鍵結合和共價結合。液態(tài)或高水分食品中蛋白質非極性配位體與蛋白質表面的疏水性小區(qū)相互作用；通過氫鍵相互作用；靜電相互作用；共價鍵影響蛋白質與風味結合的因素：蛋白質的構象水：促進極性揮發(fā)物的結合。pH：堿性pH比在酸性pH更能促進與風味物的結合。熱：熱變性蛋白質顯示較高結合風味物的能力。化學改性：化學改性會改變蛋白質的風味物結合性質。蛋白質的改性：采用物理、化學、酶學和基因方法改進蛋白質的功能性質。化學改性酶法改性第六節(jié)蛋白質在食品加工和貯藏中的物理、化學和營養(yǎng)變化加熱處理對蛋白質的影響：蛋白質的一些功能性質發(fā)生變化破壞食品組織中酶有利食品的品質促進蛋白質消化破壞抗營養(yǎng)因子引起氨基酸脫硫胱酰胺異構化有氧存在時加熱處理，色氨酸部分受到破壞T>200℃，堿性條件下，色氨酸發(fā)生異構化劇烈熱處理引起蛋白質生成環(huán)狀衍生物低溫處理下的變化食品的低溫貯藏可延緩或阻止微生物的生長并抑制酶的活性及化學變化。冷卻（冷藏）冷凍（凍藏）堿處理下的變化與熱處理同時進行時，對蛋白質的營養(yǎng)價值影響很大。會生成新的氨基酸，如精氨酸堿熱條件下，會生成鳥氨酸和尿素。氧化處理下的變化導致蛋白質營養(yǎng)價值的降低，甚至還產生有害物質。對氧化最敏感的是含硫氨基酸和芳香族氨基酸。脫水處理下的變化：①傳統(tǒng)的脫水方法。②真空干燥。③冷凍干燥。④噴霧干燥。⑤鼓膜干燥。輻照處理下的變化：含硫氨酸殘基和芳香族氨基酸殘基容易分解，同時引起多肽鏈斷裂。機械處理下的變化：對食品中的蛋白質有較大的影響（乳化性能、起泡性、質構性）第六章維生素與礦物質6.1.1概述維生素是活細胞為了維持正常生理功能所必需的、但需要極微量的天然有機物質的總稱。而大部分維生素不能在人體內合成，必須從外界食物中攝取。維生素中有一部分可以通過化學反應人工合成，還有部分人工合成比較困難，此外一些有機化合物在人體內可以通過一定途徑轉活方式轉化為某種維生素。如色氨酸可以轉化為尼克酸、β-胡蘿卜素可以轉化為維生素A。目前對各種維生素最常用的是他們的俗名，例如：視黃醇、抗壞血酸、生物素等維生素：脂溶性：維生素A、維生素D、維生素E等水溶性：維生素B族和維生素C維生素的功能：輔酶或輔酶前體：如煙酸，葉酸等抗氧化劑:VE，VC遺傳調節(jié)因子:VA，VD某些特殊功能:VA-視覺功能VC-血管彈性6.1.2脂溶性維生素1.維生素A（1）結構：由20個碳構成的不飽和碳氫化合物，可以以醇、酯、醛或酸的形式存在。（2）穩(wěn)定性：無O2，120℃，保持12h仍很穩(wěn)定；有O2時，加熱4h即失活；紫外線，金屬離子，O2均會加速其氧化；氧化酶可導致分解；對堿穩(wěn)定維生素A對氧、氧化劑、脂肪氧化酶等因素較敏感，光照可以加速它的氧化。在加熱、堿性條件和弱酸性條件下較穩(wěn)定，但在無機酸條件下不穩(wěn)定(3)功能：維生素A一般是由天然物中分離而得。維生素A具有促進生長發(fā)育與繁殖，延長壽命，維持人的視力正常，維護上皮組織結構的完整和健全等生理功能。視覺蛋白質合成上皮細胞,黏液隔膜再生和成長(6)食物來源：有顏色的食物類胡蘿卜素葉綠素肉類、肝臟2.維生素D（1）D2只比D3多一個甲基和一個雙鍵。（2）穩(wěn)定性：對熱，堿較穩(wěn)定，但光照和氧氣存在下會迅速破壞。（3）作用：維持血液中鈣濃度骨骼的發(fā)育及再生通過骨骼、腎臟、小腸影響血液中鈣離子水平酵母、植物食品中的麥角固醇，紫外線照射后生成D2。人皮膚中的7－脫氫膽固醇，紫外線照射后生成D3。（4）VD缺乏癥：軟骨病、佝僂病、骨軟化3.維生素E（1）四種生育酚都具有相同的功能，但α-生育酚的活性最大。（2）穩(wěn)定性：①VE極易受分子氧和自由基氧化，因此可以充當抗氧化劑和自由基清除劑；②VE對氧、氧化劑、強堿均不穩(wěn)定；③在食品的加工，包裝，貯藏過程中，VE會大量損失。（機械作用損失，氧化作用損失）（3）VE缺乏癥：紅細胞溶血、嬰兒早熟、長時間缺乏引起肌肉神經功能紊亂、肌肉營養(yǎng)失調難以治愈、兒童患慢性膽汁淤積性肝膽管病或囊性纖維化、脊髓小腦病4.維生素K維生素Ｋ分為二大類，一類是脂溶性維生素，即從綠色植物中提取的維生素Ｋ1和從微生物中提取的維生素Ｋ2。另一類是水溶性的維生素，由人工合成即維生素K3，最重要的是維生素Ｋ1和Ｋ2。維生素Ｋ主要生理功能：維生素K控制血液凝結。維生素K是四種凝血蛋白（凝血酶原、轉變加速因子、抗血友病因子和司徒因子）在肝內合成必不可少的物質。缺乏維生素K會延遲血液凝固；引起新生兒出血病。維生素K還具有還原性，在食品體系中可以消滅自由基。維生素K還可減少腌肉中亞硝胺的生成。7.1.3水溶性維生素1.維生素VC：（1）L-抗壞血酸的生物活性最高。（3）影響VC降解的因素：①O2濃度及催化劑ⅰ催化氧化時，降解速度與氧氣的濃度成正比。ⅱ非催化氧化時，降解速度與氧氣的濃度無正比關系，當PO2＞0.4atm，反應趨于平衡。ⅲ有催化劑時,氧化速度比自動氧化快2-3個數量級，厭氧時，金屬離子對氧化速度無影響。②糖,鹽及其它溶液濃度高時可減少溶解氧,使氧化速度減慢;半胱氨酸,多酚,果膠等對其有保護作用。③pH值:VC在酸性溶液(pH＜4)中較穩(wěn)定,在中性以上的溶液(pH＞7.6)中極不穩(wěn)定。④溫度及AW:結晶VC在100℃不降解，而VC水溶液易氧化，隨T↑，Vc降解↑；AW↑，Vc降解↑。⑤許多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，細胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。⑥食品中的其它成分如花青素，黃烷醇，及多羥基酸如蘋果酸，檸檬酸，聚磷酸等對VC有保護作用，亞硫酸鹽對其也有保護作用。2.維生素VB1（1）穩(wěn)定性和特性硫胺素是B族維生素中最不穩(wěn)定的維生素，它的穩(wěn)定性與pH值、溫度、介質和其它反應物有關。①在酸性條件下硫胺素是穩(wěn)定的，所以pH值在3.5以下時，食物在120℃時硫胺素破壞很少。②對熱非常敏感,在堿性介質中加熱易分解.③能被VB1酶降解,同時,血紅蛋白和肌紅蛋白可作為降解的非酶催化劑.④對光不敏感,在酸性條件下穩(wěn)定,在堿性及中型介質中不穩(wěn)定.⑤其降解受AW影響極大,一般在AW為0.5-0.65范圍降解最快.（2）降解性：兩環(huán)間亞甲基易與強親核試劑反應，如硫酸鹽、OH-等很容易破壞硫胺素的結構。與亞硝酸鹽反應,使VB1失活。加熱、氧氣、二氧化硫、水浸提、中性及堿性條件下硫胺素都會被破壞，但光、酸性條件不影響硫胺素。在堿性條件下易降解（4）VB1缺乏癥維生素B1在機體內參加糖的代謝，它對維持正常的神經傳導，以及心臟、消化系統(tǒng)的正?；顒泳哂兄匾淖饔谩Ｈ狈S生素B1易患腳氣病或多發(fā)性神經炎，產生肌肉無力、感覺障礙、神經痛、影響心肌和腦組織的結構和功能，并且還會引起消化不良、食欲不振、便秘等病癥。3.維生素VB2（1）VB2的特性①對熱穩(wěn)定，對酸和中性pH也穩(wěn)定,在120℃加熱6h僅少量破壞。②在堿性條件下迅速分解。③在光照下轉變?yōu)楣恻S素和光色素,并產生自由基,破壞其它營養(yǎng)成分產生異味,如牛奶的日光臭味即由此產生。其它維生素：1、尼克酸（維生素B5）：也稱煙酸，尼克酰胺在糖酵解、脂肪合成和呼吸作用中起重要作用，也是賴皮病的防止因子。在動物內臟、花生、酵母及谷物中尼克酸的含量較高。是B族維生素中最穩(wěn)定的。2、維生素B6：包括吡哆醛、吡哆醇、吡哆胺3種化合物，主要在氨基酸代謝中起著輔酶的作用。維生素B6廣泛存在于許多食品中，一般不容易發(fā)生維生素B6缺乏癥。加熱、食品持續(xù)保存會造成維生素B6損失。3、葉酸：包括一系列化學結構相似、生理活性相同的化合物，它們的分子結構中包括3個部分，及喋呤、對氨基苯甲酸和谷氨酸部分。其在體內的活性形式是四氫葉酸。葉酸對于核苷酸、氨基酸的代謝具有重要的作用，缺乏葉酸會造成各種貧血病、口腔炎等癥狀的發(fā)生。葉酸在綠色蔬菜中含量最為豐富，在動物肝臟中也很豐富。4、維生素B12：結構最為復雜，且是唯一含金屬元素鈷的維生素。維生素B12主要存在動物性食品中，在植物性食品中幾乎不存在，所以只有素食者才會缺乏維生素B12。5、泛酸：以輔酶A的形式在代謝中起重要作用。泛酸廣泛存在于動植物食品中，所以很少有缺乏癥產生。6、生物素：生物素在脂肪合成中起著重要的作用，它廣泛存在動植物食品中。人體生物素的供應只是部分依靠膳食，大部分是腸道合成。生物素可因食用生雞蛋而失活，這是由一種抗生物素的糖蛋白所引起的。7、除了以上維生素外，還有一些是人體生理機能維持中不可少的有機物，稱之為生物營養(yǎng)強化劑，也稱之為維生素類似物，如膽堿、肌醇、肉堿、黃酮、苦杏仁苷等。7.1.4維生素在食品加工中的變化食品本身的影響成熟度：不同成熟期維生素含量不同（Vc-番茄，最高含量在未成熟期）不同部位：一般根部<果實<莖<葉果實：從表層向核芯降低采后（宰后）：酶解加工：前處理:去皮、浸泡、摘除加工程度：谷物磨粉程度、與種子的胚乳、胚芽、種皮的分離程度有關熱燙和熱加工造成維生素損失：溫度越高，損失越大；加熱時間越長，損失越多；加熱方式不同，損失不同；淋洗、漂燙：水溶性維生素損失，短時間熱燙減少維生素的損失。冷卻方法：空氣冷卻損失較小。微波加熱：損失小。蒸汽加熱：比熱燙小，比微波大。熱滅菌處理：高溫瞬時滅菌法。產品貯藏中維生素的損失：水分活度，包裝材料及貯藏條件對維生素的保存率都有重要影響。在相當于單分子層水的AW下,維生素很穩(wěn)定,而在多分子層水范圍內,隨AW↑,維生素降解速度↑。五加工中化學添加物和食品成分的影響氯氣，次氯酸離子，二氧化硫等具有強反應性，可以與維生素發(fā)生親核取代，雙鍵加成和氧化反應。二氧化硫和亞硫酸鹽有利于VC的保存，但會與硫胺素和比多醛反應。亞硝酸鹽可造成VB1的破壞。一般而言，氧化性物質會加速VC，胡蘿卜素，葉酸等的氧化，而還原性物質會保護這些維生素，有機酸有利于VC和VB1的保存率，堿性物質則會降低VC，VB1，泛酸等的保存率。7.2礦物質在食品加工貯藏中的變化主要功能：是構成生物體的組成部分。維持生物體的滲透壓。維持機體的酸堿平衡。酶的活化劑。對食品的感官質量有重要作用分類：常量元素：（99％）鉀、鈉、鈣、鎂、氯、硫、磷和碳酸鹽等微量元素:（低于50mg/kg)必需營養(yǎng)元素，Fe，Cu，I，Co，Mn和Zn等；非營養(yǎng)非毒性元素，AI，B，Ni，Sn等；非營養(yǎng)有毒性元素，Hg，Ph，AS，Cd和Sb等。來源：植物性食品：水果：K含量高，大部分與有機物結合,或是有機物的組成部分,常以磷酸鹽,草酸鹽的形式存在.豆類：礦物質含量最豐富,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn等含量均較高，其中P主要以植酸鹽形式存在。谷物:礦物質含量相對較少，主要存在于種子外皮。動物性食品：肉類：Na,K,Fe,P,Mn含量較高,Cu,Co,Zn,等也有少量，以可溶性氯化物磷酸鹽，碳酸鹽形式存在或與蛋白質結合。牛乳：主要含Ca,也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,S等。蛋類：含人體所需的各類礦物質。食物中礦物質存在狀態(tài)：溶解狀態(tài):有些常量元素，尤其是單價的。（K＋、Na＋、SO42-）膠態(tài)形式：游離的、溶解的、非離子化。（多價離子）螫合狀態(tài)：金屬元素（鈷元素）影響食品中礦物質吸收利用的因素1、礦物質在水中的溶解性和化學形式2、螯合效應3、金屬離子間的相互作用4、人體生理狀體影響食品中礦物質水平的因素植物性食品：受土壤組成、植物特性、生長環(huán)境等條件影響。動物性食品：受外界因素的影響較小，變化不大。二、礦物質在食品加過程中的變化一般加工對其含量的影響礦物質在加工中不會因為光，熱，氧等因素而分解，但加工會改變其生物利用性。如，精制，烹調，溶水等會使其含量下降。加工時因容器帶入會使其含量增加。如鐵鍋炒菜等。加工后生物有效性提高如面粉發(fā)酵后生物有效性提高30-35%。AcidFood：含有陰離子酸根的非金屬元素較多的食品，在體內代謝后的產物大多呈酸性，故在生理上稱為～，如肉，魚，蛋，米等。AlkalineFood：含有陽離子金屬元素較多的食品在生理上稱為～，如果蔬，豆類等。第七章酶7.1概述酶在食品中的作用：（1）抑制食品中所含的酶，控制食品的貯藏與品質；如食品的保鮮及防止變色。（2）添加酶以提高食品的價值；如果汁和葡萄酒中添加果膠酶來澄清。（3）利用酶來制造食品；如由淀粉制葡萄糖。（4）用于食品成分分析；利用酶的敏感性和專一性測定食品原料與成品的成分變化，而達到控制食品質量的目的（如葡萄糖氧化酶）。7.1.1酶的定義酶是生物活細胞產生的一類具有催化功能的蛋白質。(1982年，在生物體內發(fā)現了一種具有催化功能的核酸分子即核酸酶RIBOENZYME）。7.1.2酶的性質酶是由生物活細胞產生的有催化功能的蛋白質，只要不處于變性狀態(tài)，無論在細胞內或細胞外都可發(fā)揮催化化學反應的作用。1、酶與輔酶（輔基的關系）：有些酶是結合蛋白質，一般把結合蛋白質的蛋白部分稱為酶蛋白，非蛋白質部分稱為輔酶。（如：過氧化物酶由酶蛋白和鐵卟啉構成）2、酶的特殊性：酶是一種催化劑，但它和一般的化學催化劑有很大不同，第一，酶的作用具有高度的專一性（鍵專一性、基團專一性、絕對專一性、立體化學專一性）；第二，酶催化的反應都是在較溫和的條件下，在接近生物體的體溫和接近中性的條件下就能進行；第三，酶的催化效率也比一般催化劑高得多，如一種過氧化氫酶1min內能催化5000000個過氧化氫分子分解為水及O2，而在同樣條件下，鐵離子的催化效率僅為酶的百萬分之一。7.1.4酶活力酶制劑中酶的含量都用酶活力（催化某一特定反應的能力）來表示：酶活力就是酶催化一定反應的能力，也可說是酶催化反應的速度。酶催化反應的速度可通過測定單位時間內底物能變成產物的數量而得，酶單位都是以酶活力為根據而定義的。國際生化協會酶委員規(guī)定，1min內將1μmol的底物轉化為產物的酶量定為1個單位，稱為標準單位。并規(guī)定了酶作用的條件，因標準單位在實際應用時不夠方便，故生產上往往根據不同的酶制定各自的酶活力單位，例如蛋白酶以1min內能水解酪蛋白產生1μg酪氨酸的酶量為1個蛋白酶單位；液化型淀粉酶以1h內能液化1g淀粉的酶量為1個單位等等。在測定酶活力時，對反應溫度、PH值、底物濃度、作用時間都有統(tǒng)一規(guī)定，以便同類產品互相比較。酶單位并不直接反映出酶的絕對數量，它只不過是一種相對比較的依據。7.2影響酶促反應的因素7.2.1溫度一般而言，溫度越高化學反應越快，但酶是蛋白質，若溫度過高會發(fā)生變性而失去活性，因而酶促反應一般是隨著溫度升高反應加快，直至某一溫度活性達到最大，超過這一最適溫度，由于酶的變性，反應速度會迅速降低。大多數酶，在30-40℃范圍內顯示最高活性。

熱對酶活性的影響對食品很重要，如，綠茶是通過把新鮮茶葉熱蒸處理而得，經過熱處理，使酚酶、脂氧化酶、抗壞血酸氧化酶等失活，以阻止兒茶酚的氧化來保持綠色。紅茶的情況相反，是利用這些酶進行發(fā)酵來制備的。7.2.2pH值酶是蛋白質，在極端的酸性或堿性條件下會變性而完全失去活性，大多數酶的最適PH值為4.5-8.0范圍內。7.2.3水分活度水能影響食品中酶反應的速度，通常可用降低食品中水分含量的方法來阻止酶等作用引起的變質。7.2.4酶濃度對大多數酶促反應來說，在適宜的溫度、PH值和底物濃度一定的條件下，反應速度至少在初始階段與酶的濃度成正比。如果反應繼續(xù)進行，則速度將降低，這主要是因為底物濃度下降及終產物對酶的抑制之故。7.2.5底物濃度

酶催化反應可用下式表示：E+S=ESE+P式中E、S、ES、P分別代表酶、底物、酶—底物絡合物和產物，可推出下列公式（米氏方程）：V=Vmax[S]/（Km+[S]）式中：V—測定的反應初速度Vmax—最大反應速度公式用圖表示，由公式及圖可得出下列結論：當底物濃度增加時，酶反應的速度趨于一個極限值，即Vmax。當V=1/2Vmax時則1/2Vmax=Vmax[S]/（Km+[S]），或Km=[S]，即米氏常數相當于反應速度為最大速度一半時的底物濃度。Km是酶和底物親和力的度量，Km值小表示底物對酶的親和力大，酶催化反應的速度也大。Km是酶學中的一個重要常數，它的倒數1/Km叫做”親和力常數”。7.2.6抑制劑有些物質能使酶活性中心的化學性質發(fā)生改變，導致酶活力下降或喪失，這種現象稱為酶的抑制，引起酶抑制的物質叫抑制劑。1、競爭性抑制劑某些物質與底物的結構很相似，它們會與酶活性部位結合，造成與基質競爭而起到抑制酶反應的作用。如丙二酸對琥珀酸脫氫酶的抑制。當底物濃度增加時，可以減少競爭性抑制劑對酶的抑制作用。因反應產物的結構往往類似于底物，所以它是常見的競爭性抑制劑。2、非競爭性抑制劑

某些物質并不與酶的活性部位結合，而是結合于其它部位，從而引起某些變化，造成抑制。增加底物并不能消除抑制劑的影響，重金屬、螯合劑、氧化劑、氰化物及能與—SH作用的物質都屬于非競爭性抑制劑。

酶抑制劑的種類很多，但由于毒性、對食品風味的影響以及價格等問題，使得抑制劑在食品工業(yè)中的實際應用寥寥無幾。7.2.7激活劑與抑制劑相反，把掩蔽酶活性部位的抑制劑以化學法除去，若能使酶還原到原來的性能，則酶被活化。此外還可在酶的其它部分結合活化劑，使酶的立體結構變化而活化。7.3酶的固定化7.3.1定義：將酶用物理或化學的方法固定在不溶于水的載體上，形成一種可以重復使用的酶，叫固定化酶。7.3.2特點：固定化酶既保持了酶的催化特性，又克服了游離酶的不穩(wěn)定性，具有可反復或連續(xù)使用、易與反應產物分離等顯著優(yōu)點，廣泛應用于醫(yī)藥、輕工、食品等行業(yè)。7.3.3固定化酶的制備方法有包埋法、吸附法、共價偶聯法，以及交聯法等7.3.4固定化酶的優(yōu)缺點：優(yōu)點：提高酶的重新利用率，降低成本；增加連續(xù)性的操作過程，使底物由一端流經固定化酶，另一端流出產物；可連續(xù)地進行多種不同的反應，以提高效率；酶固定化后性質會改變，如最適pH、最適溫度，可能更適合食品加工的要求。缺點：許多酶固定化時，需利用有毒的化學試劑促使酶與支持物結合，這些試劑若殘留于食品中對人類健康有很大影響；連續(xù)操作時，反應體系中常滋生一