食品化学复习提纲第二章水分1.食品中水分的转移(P37-39):(1)食品中水分的位转移(2)食品中水分的相转移:包括水分蒸发,水蒸汽的凝结。
2.食品中的水,水分与食品稳定性的关系(P29-39):(1)水分活度与食品的稳定性:水分活度与微生物生命活动的关系,水分活度与食品劣变化学反应的关系,降低水分活度提高食品稳定性的机理。
(2)冷冻与食品稳定性:冻藏时冰对食品稳定性的影响,玻璃化温度与食品稳定性。
(3)水分转移与食品稳定性:食品中水分的位转移,食品中水分的相转移。
3.水分活度(P23-29):水分活度是指食品中水的蒸汽压与同温下纯水的饱和蒸汽压的比值。
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)。
水分活度值越高,结合程度越低;水分活度值越低,结合程度越高(百度). 水分活度与温度的关系(P24-26);水分活度与水分含量的关系(P26-29);水分活度与冰点(P25-26):在比较冰点以上和冰点以下的Aw值时,应注意到有3个重要的区别。
第一:在冰点以上温度时。
水分活度是食品组成和温度的函数,并以食品的组成为主;在冰点以下温度时,由于冰的存在,水分活度不再受食品中非水组分种类和数量的影响,只与温度有关。
第二,在冰点以上和以下温度时,就食品稳定性而言,Aw的意义是不一样的。
第三,在冰点以下的Aw数据不能被用于预示冰点以上的相同食品的Aw,这是因为冰点以下的Aw值与样品的组成无关,而仅与温度有关。
等温线的滞后现象(P28)4.自由水与结合水,各自的特点(P21-22):自由水又称为体相水或游离水,是指食品中除了结合水以外的那部分水,它又可分为3类:不移动水或滞化水,毛细管水和自由流动水。
其特点是:流动性强.易蒸发.加压可析离,是可以参与物质代谢过程的水。
结合水或称为束缚水或固定水,通常是指存在于或其他非水组分附近的,与溶质分子之间通过化学键结合的那一部分水,具有与同一体系中体相水显著不同的性质,如呈现低的流动性,在-40摄氏度不结冰,不能作为所加入溶质的溶剂,在氢核磁共振(HNMR)中使氢的谱线变宽。
根据结合水被结合的牢固程度的不同,结合水又可分为:化合水,邻近水和多层水。
5.水分吸湿等温线(水分吸附等温线)(P26-P28).6.疏水相互作用(P20):疏水相互作用,就是疏水基团尽可能聚集(缔合)在一起以减少它们与水分子的接触。
这是一个热力学上有利的(ΔG<0)过程,是疏水水合的部分逆转。
第三章蛋白质1.面团形成(P73-74),面筋蛋白的影响(P86-87).2.肌红蛋白的呈色原理(P84、P302):肌红蛋白为产生肉类色泽的主要色素,它的等电点为6.8,性质不稳定,在外来因素的影响下所含的二价铁容易转化为三价铁,导致肉类色泽的异常。
动物屠宰放血后,由于血红蛋白对肌肉组织的供氧停止,新鲜肉中的肌红蛋白还保持其还原状态,肌肉的颜色呈稍暗的紫红色(肌红蛋白的颜色)。
当胴体被分割后,随着肌肉与空气的接触,还原态的肌红蛋白向两种不同的方向转变,一部分肌红蛋白与氧气发生氧合反应生成鲜红色的氧合肌红蛋白,产生人们熟悉的鲜肉色;同时,另一部分肌红蛋白与氧气发生氧化反应,生成棕褐色的高铁肌红蛋白。
随着分割肉在空气中放置时间的延长,肉色就越来越转向褐红色,说明后一种反应逐渐占了主导。
3.蛋白质含氮量:蛋白质是一类复杂的含氮化合物,每种蛋白质都有其恒定的含氮量,(约在14%~18%,平均约含氮16%)所以,可用蛋白氮的量乘以 6.25(100/16=6.25),算出蛋白质的含量.若以总氮含量乘以6.25,就是样品的粗蛋白含量.4.蛋白质的溶解度(P67-68):蛋白质作为有机大分子化合物,在水中以分散态(胶体态)存在,因此,蛋白质在水中无严格意义上的溶解度,只是将蛋白质在水中的分散量或分散水平相应地称为蛋白质的溶解度。
氨基酸的溶解度:各种氨基酸在水中的溶解度差别很大,并能溶解于稀酸或稀碱中,但不能溶于有机溶剂。
通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。
蛋白质等电点(P62):由于蛋白质表面离子化侧链的存在,蛋白质带净电荷。
由于这些侧链都是可以滴定的,对于每个蛋白都存在一个pH使它的表面净电荷为零即等电点。
蛋白质在溶液中有两性电离现象。
假设某一溶液中含有一种蛋白质。
当pI=pH时该蛋白质极性基团解离的正负离子数相等,净电荷为0,此时的该溶液的是pH值是该蛋白质的PI值。
某一蛋白质的PI大小是特定的,与该蛋白质结构有关,而与环境pH无关。
蛋白质营养性(P45):蛋白质是生命细胞的主要成分(占细胞干重的50%以上),为生命生长或维持所必需的营养物质。
氨基酸等电点:在某一PH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时的溶液PH称该氨基酸的等电点。
5.蛋白质的性质及应用(P56-57,P63-79):蛋白质的酸碱性质,蛋白质的水解,蛋白质的颜色反应(双缩脲反应,茚三酮反应),蛋白质的疏水性[以上为蛋白质的物理化学性质]根据蛋白质所能发挥作用的特点,可以将其功能性质分为三大类:一,水合性质,取决于蛋白质同水之间的相互作用,包括水的吸附与保留、湿润性、膨胀性、黏合、分散性和溶解性等;二,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、凝胶作用、组织化和面团的形成等;三,蛋白质的表面性质,涉及蛋白质在极性不同的两相之间所产生的作用,主要有蛋白质的起泡、乳化等方面的性质。
应用(P65-79,每一部分的最后一段)6.维持蛋白质稳定的作用力(P55):共价键、氢键、疏水相互作用、静电作用、范德华力。
7.蛋白质胶凝作用(P70-71)第四章碳水化合物1.淀粉的糊化(P134-135):生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃,淀粉分子形成单分子,并为水所包围(氢键结合),而成为溶液状态,由于淀粉分子是链状或分枝状,彼此牵扯,结果形成具有黏性的糊状溶液。
这种现象称为糊化,处于这种状态的淀粉称为a-淀粉。
糊化作用可分为3个阶段:一,可逆吸水阶段,二,不可逆吸水阶段,三,淀粉粒解体阶段。
2.淀粉的老化(P135-136):经过糊化的a-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而形成致密、高度晶化的淀粉分子微晶束的缘故。
控制和利用淀粉的老化与糊化(P135-136):防止老化,可将糊化后的a-淀粉在80℃以下的高温迅速除去水分(水分含量最好达10%以下)或冷至0℃以下迅速脱水。
这样,淀粉分子已不可能移动和相互靠近,成为固定的a-淀粉。
a-淀粉加水后,因无胶束结构,水易于浸入而将淀粉分子包蔽,不需加热,亦易糊化。
这就是制备方便食品的原理,如方便米饭、方便面条、饼干、膨化食品等。
高浓度的糖将降低淀粉糊化的速度;能与直链淀粉形成复合物的脂肪推迟了颗粒的肿胀,如在脂肪含量低的白面包中,通常96%的淀粉是完全糊化的。
加入具有16—18碳原子的脂肪酸或其一酰基甘油,将使其糊化温度挺高;淀粉和蛋白质间的相互作用对食品的质构产生重要的影响。
如小麦淀粉和面筋蛋白质在和面时,就发生了一定的作用,在有水存在的情况下加热,淀粉糊化而蛋白质变性,使焙烤食品具有一定的结构。
淀粉老化与结构的关系:淀粉的老化与所含直链淀粉及支链淀粉的比例有关,一般是直链淀粉较支链淀粉易于老化。
直链淀粉越多,老化越快。
支链淀粉几乎不发生老化,其原因是它的分支结构妨碍了微晶束氢键的形成。
淀粉糊化与结构的关系:直链淀粉含量越高的淀粉,糊化温度越高;一般来说,小颗粒淀粉的糊化温度高于大颗粒淀粉的糊化温度。
3.膳食纤维:膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收的、而在人体大肠能部分或全部发酵的、可食用的植物性成分——碳水化合物及其相类似物质的总和,包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。
膳食纤维分为不溶性膳食纤维(纤维素、半纤维素、木质素)和可溶性膳食纤维(果胶、树胶和粘胶)。
膳食纤维具有润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。
4.果胶的酯化(P139-141):天然果胶物质的甲酯化程度变化较大,酯化的半乳糖醛酸基与总半乳糖醛酸基的比值成为酯化度,也有用甲氧基含量来表示酯化度的。
天然原料提取的果胶最高酯化度为75%,果胶产品的酯化度一般为20%-70%。
通常将酯化度大于50%的果胶成为高甲氧基果胶,将酯化度小于50%的果胶称为低甲氧基果胶。
果胶的凝胶强度随着其酯化度增加而增大,因为凝胶网络结构形成时的结晶中心位于酯基团之间,同时果胶的酯化度也直接影响凝胶速度,果胶的凝胶速度随酯化度增加而增大。
5.美拉德反应原理及应用(P112-116):美拉德反应又称羰氨反应,即指羰基与氨基经缩合,聚合生成类黑色素的反应。
美拉德反应过程可分为初期、中期和末期三个阶段。
A.初期阶段,包括羰氨缩合和分子重排两种作用。
B.中期阶段,重排产物果糖基胺可能通过多条途径进一步讲解,生成各种羰基化合物,如羟甲基糠醛HMF、还原酮等,这些化合物还可以进一步发生反应。
(1)果糖基胺脱水生成羟甲基糠醛(2)果糖基胺脱去胺残基重排生成还原酮(3)氨基酸与二羰基化合物的作用(4)果糖胺基的其他反应产物的生成。
C.末期阶段,羰氨反应的末期阶段,多羰基不饱和化合物(如还原酮等)一方面进行裂解反应,产生挥发性化合物;另一方面又进行缩合、聚合反应,产生褐黑色的类黑精物质,从而完成整个美拉德反应。
(1)醇醛缩合(2)生成类黑精物质的聚合反应。
应用:对于很多食品,为了增加色泽和香味,在加工处理时利用适当的褐变反应是十分必要的,例如,茶叶的制作,可可豆、咖啡的烘焙,酱油的加热杀菌等。
然而对于某些食品,由于褐变反应可引起其色泽变劣,则要严格控制,如乳制品、植物蛋白质饮料的高温灭菌。
几乎所有食品中均含有羰基和氨基,因此都可能发生羰氨反应,故在食品加工中由羰氨反应引起食品颜色加深的现象比较普遍。
如焙烤面包产生的金黄色,烤肉产生的棕红色;熏干产生的棕褐色,酿造食品如啤酒的黄褐色,酱油、醋的棕黑色等均与其有关。
6.改性的淀粉(P137-139):(1)可溶性淀粉(2)酯化淀粉(3)醚化淀粉(4)氧化淀粉(5)交联淀粉(6)接枝淀粉。
第五章脂质1.油脂加工及精炼常用的技术(P187-192):油脂的精炼包括脱胶(向粗油中加入热水或通入水蒸气,加热油脂并在50℃温度下搅拌混合,然后静置分层,分离水相,即可除去磷脂和部分蛋白质);脱羧(采用加碱中和的方法除去游离脂肪酸);脱色(用吸附剂除去);脱臭(采用减压蒸馏的方法,并添加柠檬酸,螯合过渡金属离子,抑制氧化作用)。
油脂的加工包括:(1)油脂的精炼(2)油脂的分提(干法分提、溶剂分提,表面活性剂分提)(3)油脂的氢化(用金属镍作为催化剂)(4)油脂的酯交换(化学酯交换--采用甲醇钠做催化剂,在50-70℃;酶促酯交换—采用固定化酶技术,则酶可重复使用,从而降低生产成本)2.必需脂肪酸:必需脂肪酸(essential fatty acids,EFA)是指人体维持机体正常代谢不可缺少而自身又不能合成、或合成速度慢无法满足机体需要,必须通过食物供给的脂肪酸。