食品化学与分析习题及答案.doc

第一章一、名词解释1、食品化学 食品化学是从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养和安全性质以及它们在生产、加工、贮藏和运销过程中发生的变化和这些变化对食品品质和安全性影响的科学。2、食品分析是对食品中的化学组成及可能存在的不安全因素的研究和探讨食品品质和食品卫生及其变化的一门学科。二、问答题1、食品化学可分为哪些不同的类别？按研究内容的主要范围：食品营养成分化学，食品色素化学，食品风味化学，食品工艺化学，食品物理化学和食品有害成分。 按研究对象和物质分类：食品碳水化合物化学，食品脂类化学，食品色素化学，食品风味化学，食品毒物化学，食品蛋白质化学，食品酶学，食品添加剂科学等等。2、食品化学的研究内容有哪些？n 确定食品的组成、营养价值、安全性和品质等重要性质；n 食品贮藏加工中可能发生的各种化学、生物化学变化；n 上述变化中影响食品和其安全性的主要因素；n 研究化学反应的动力学和环境因素的影响。3、食品分析检验的内容包括哪些？（一）食品营养成分的检验（二）食品添加剂的检验（三）食品中有害、有毒物质的检验（四）食品新鲜度的检验（五）掺假食品的检验4、食品分析的方法有哪些？（一）感官分析法（二）理化分析法（三）微生物分析法（四）酶分析法5、感官分析法包括哪些方法？视觉鉴定、嗅觉鉴定、味觉鉴定、听觉鉴定、触觉鉴定第二章一、名称解释1、自由水p82、结合水p93、水分活度食品在密闭容器内的水蒸汽压与在相同温度下的纯水的水蒸汽压的比值。水分活度表示食品中水分的有效浓度。4、等温吸湿线： 指在恒定温度下，使食品吸湿或干燥（解吸），所得到的水分活度与含水量关系的曲线。5、糖类糖类的分子组成可用Cn(H2O)m通式表示，也称为碳水化合物，是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物的总称。6、焦糖化7、淀粉的糊化p248、淀粉的老化p26脂类p28、烟点p33、闪点p33、着火点p33、同质多晶p33、必需脂肪酸p31、脂肪的塑性p34、稠度p34、脂肪的起酥性p35、油脂的油性p35、油脂的粘性p35、油脂的氢化p42是通过催化加氢的过程使油脂分子中的不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，从而提高油脂熔点的方法。酯交换p42酯和酸（酸解）、酯和醇（醇解）或酯和酯间进行的酰基交换作用，蛋白质p43蛋白质系数p44氨基酸的等电点P46蛋白质的功能性质p49在食品加工、贮藏、销售过程中蛋白质对食品需要特征作出贡献的那些物理和化学性质。蛋白质的变性p58维生素p61是活细胞为了维持正常生理功能所必需的、但需要极微量的天然有机物质的总称。二、填空题用加热方法可除去的水是：自由水植物的种子和微生物的孢子得以在很低的温度下保持其生命力，是由于：结合水不易结冰。新鲜蔬菜、水果和肉容易结冰，冻结后细胞结构被破坏，解冻后组织崩溃，是由于：主要含有自由水。水分活度表示食品中水分存在的状态，反映了水与食品的结合或游离程度，Aw结合程度，Aw结合程度。 Aw影响色、香、味及保存期。一般，同种食品水分含量，Aw值 。 果汁、蜜饯、果脯类食品利用糖作保存剂，需要糖具有高溶解度。密饯、果脯是靠糖的渗透压高才具有较好的保存性。 溶液浓度越高，渗透压越大，食品的保存性越高。在食品生产中，可调节糖果的粘度以适应糖果制作中拉条、成型，提高粘度和可口性，如：水果罐头，果汁饮料、食用糖浆中应用淀粉糖浆以增加粘稠感。食品褐变分为：酶促褐变和非酶促褐变美拉德反应的反应物包括：氨基酸和还原糖及少量的水参与淀粉分子的基本组成单位-D- 葡萄糖 两种不同的淀粉分子直链淀粉和支链淀粉用无机酸作为催化剂使淀粉发生水解反应转变为葡萄糖，也称为“糖化”。脂类氧化分为哪几个类型p38：自动氧化、光氧化、酶促氧化油脂加工工艺包括：提取、脱胶、脱酸（碱炼）、脱色、脱臭氨基酸是组成蛋白质的基本单位。天然蛋白质中一般含有20种氨基酸，另外还有一些其它较少见的氨基酸存在于自然界中并具有特殊的生物功能。除脯氨酸外，所有的氨基酸都是-氨基酸，即在-碳上有一个氨基，并且多以L-构型存在。常见的氨基酸有20种，采用氨基酸英文名称的前三个字母组成的三字简写符号表示，也可用单字母的简写符号表示。在紫外光区酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸有吸收。维生素C具有较强的抗氧化作用p64硫胺素(VB1)是所有维生素中最不稳定的一种。矿物质在食品中主要以无机盐和螯合物的形式存在。P70一般说来，食品干燥后安全贮藏的水分含量要求即为该食品的：单分子层水。三、问答题生物体系的基本成分有哪些？ 蛋白质、碳水化合物、脂质、核酸、维生素、矿物质和水。水有哪些功能？P7为什么冻肉解冻时水滴增多？v 一般的食物在冻结后解冻往往有大量的汁液流出，其主要原因是水冻结为冰时体积膨胀，因而食品冻结时引起组织破坏。解冻溶解时，则引起组织软化，细胞内水分及其溶解的物质随细胞膜的破裂而流出，如冻肉解冻时水滴增多。自由水具有哪些性质？P8结合水有哪些性质？p9结合水与自由水的主要区别在于？p9冰点以上和以下aw有哪些重要差别？v 1）：冰点以上， aw是试样成分和温度的函数，且试样成分起主要决定作用，冰点以下， aw与成分无关，仅取决于温度v 2）：冰点上下食物的水分活度的大小与食品的理化特性的关系不同。例如：某产品在-15、 aw0.80时微生物不能生长而化学反应能缓慢进行；在20、 aw0.80时，一些化学反应能快速进行，而一些微生物能较快的生长。v 因此，不能根据冰点以下温度的aw预测冰点以上温度的aw。反之亦然。等温吸湿线分为哪几个区域及其性质？ 区：aw=0-0.25，水分含量为0-0.07g/g 干物质，这部分水是食品中与非水物质结合最为紧密的水，吸湿时最先吸入，干燥时最后排除，不能使干物质膨润，更不能起到溶解的作用。 I区最高水分活度对应的含水量就是食物的单分子层水。 区：aw=0.25-0.80，水分含量为0.07-0.32g/g 干物质，该部分水实际上是多层水，他们将起到膨润和部分溶解的作用，会加速化学反应的速度。 区：aw=0.80-0.99，水分含量大于0.40g/g 干物质，起到溶解和稀释作用，冻结时可以结冰。主要是自由水，通常占高水分食品总水分的95%以上。为什么食品的水分活度越小，越少出现腐败变质现象？p11糖类化合物可分为哪几类？单糖：不能被水解的最简单的糖类 如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖寡糖：单糖聚合度为2-20的糖类化合物 （以双糖最为多见），水解后产生单糖。 蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖多糖：单糖聚合度20的糖类化合物 淀粉、糊精、糖原、纤维素及果胶等环状糊精在食品中的应用？环状糊精的利用价值主要在于其具有包裹疏水性小分子有机物的作用。单糖、低聚糖具有哪些物理性质？p16在生产硬糖是为什么要添加一定量地淀粉糖浆？p17简述美拉德反应对食品品质的影响？p22在食品加工中如何应用Maillard反应？p22a. 抑制Maillard反应 注意选择原料 如土豆片，选氨基酸、还原糖含量少的品种，一般选用蔗糖。 保持低水分 蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。如SiO2等。 应用SO2 硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。 保持低pH值 常加酸，如柠檬酸，苹果酸。 其它的处理 热水烫漂除去部分可溶固形物，降低还原糖含量。 冷藏库中马铃薯加工时回复处理(Reconditioniny) 钙处理 如马铃薯淀粉加工中，加Ca(OH)2可以防止褐变，产品白度大大提高。b.利用Maillard反应 在面包生产，咖啡、红茶、啤酒、糕点、酱油等生产中。 产生特殊风味，香味 通过控制原材料、温度及加工方法，可制备各种不同风味、香味的物质。 控制原材料 核糖+ 半胱氨酸：烤猪肉香味 核糖+ 谷胱甘肽：烤牛肉香味 控制温度 葡萄糖+ 缬氨酸 100-150 烤面包香味 180 巧克力香味 木糖+酵母水解蛋白 90 饼干香型 160 酱肉香型 不同加工方法淀粉水解酶的分为哪几类及性质？v *一淀粉酶水解淀粉是从分子内部进行的，水解中间位置的一1，4糖苷键，先后次序没有一定的规律，这种由分子内部进行水解的酶称为“内酶”，生成产物的还原尾端葡萄糖单位为一构型，故称一淀粉酶，一淀粉酶不能水解一1，6糖苷键，但能越过此键继续水解；一淀粉酶不能水解麦芽糖分子中的一1，4糖苷键。v *一淀粉酶能水解一1，4葡萄糖苷键，不能水解一1，6糖苷键，也不能越过它继续水解，水解从淀粉分子的还原尾端开始，不能从分子内部进行。因此属于外酶，水解最后产物是一麦芽糖和一极限糊精。v v * 葡萄糖淀粉酶，由非还原尾端水解一1，4、l，6和一l，3糖苷键,分离出来的葡萄糖构型发生转变，最后产物全部为-葡萄糖。葡萄糖淀粉酶属于外酶，专一性差。淀粉的糊化的本质是什么？ 水进入微晶束，拆散淀粉分子间的缔合状态，使淀粉分子失去原有的取向排列，而变为混乱状态，即淀粉粒中有序及无序态的分子间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。影响淀粉糊化的因素有哪些？p25淀粉老化的影响因素有哪些？p26改性纤维在食品中有哪些应用？p27、p28酰基甘油如何命名？p29脂肪酸如何命名？p30决定油脂晶型的因素有哪些？p34（1）油脂分子的结构。单纯酰基甘油酯容易形成稳定的型结晶。（2）油脂的来源。（3）油脂加工工艺。v 油脂的晶型取决于熔化油脂冷却时的温度和速度。油脂从熔化状态逐渐冷却时首先形成a晶型，在不同的条件下可转化成b晶型和b晶型。v 形成那一种晶型，主要取决于温度和冷却速度。影响乳状液稳定性的因素有哪些？p36（）分散相的分散程度（）界面张力是影响稳定性的重要因素（）连续相粘度（）大分子物质的稳定作用乳化剂在食品中有哪些应用？p36油脂的水解反应分为哪些步骤？p37v 这一反应可分三步可逆进行。先水解生产甘油二酰酯，再水解生产甘油一酰酯，最后水解生产甘油。影响脂肪氧化速率的因素有哪些？p38抗氧化剂抗氧化的机理是什么，抗氧化剂在食品中有哪些作用？p39油脂氧化的评价方法有哪些？过氧化值：1 kg油脂中所含ROOH的毫摩尔数。宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。 硫代巴比妥酸法：不饱和脂肪酸的氧化产物醛类，可与硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid,TBA)生成有色化合物，如丙二醛（MDA）与TBA生成有色物在530nm处有最大吸收，而其他的醛（烷醇、烯醇等）与TBA生成的有色物的最大吸收在450nm处，故需要在两个波长处测定有色物的吸光度值，以此来衡量油脂的氧化程度。 碘值：100克油脂吸收碘的克数。是衡量油脂中双键数的指标 。感官评定法：油脂氧化分解产物中有许多挥发性物质，其阈值浓度很低，因此可通过感官评定的方法进行分析。蛋白质具有哪些重要作用？蛋白质（protein）是生物体细胞的重要组成成分，在生物体系中起着核心作用；蛋白质也是一种重要的产能营养素，并提供人体所需的必需氨基酸；蛋白质还对食品的质构、风味和加工产生重大影响。为什么可采用电泳法、离子交换法分离氨基酸？P46简述蛋白质的结构及其特征？P47蛋白质具有哪些功能性质？p50水化性质：取决于蛋白质与水的相互作用，包括水吸收和保留、湿润性、溶胀性、粘着性、分散性、溶解度和粘度等。通常与蛋白质的大小、形状和柔顺性有关。表面性质：与蛋白质的表面张力、乳化作用、起泡特性、成膜性以及风味结合等有关的性质。结构性质：与蛋白质的相互作用有关的性质，如产生弹性、沉淀、胶凝作用及形成其它结构（面团形成、纤维化等）的性质。影响蛋白质乳化作用的因素有哪些？蛋白质在风味结合中起怎样的作用？p56n 消除食品中原有的异味挥发性化合物。n 作为风味载体。影响蛋白质与风味结合的因素有哪些？p56n 挥发性风味物质与水合蛋白质之间是通过疏水作用结合，因此，任何影响蛋白质疏水作用或表明疏水作用的因素，在改变蛋白质构象的同时，都会影响风味的结合。l 水（能促进极性挥发物的结合而对非极性化合物没有影响） l 盐（盐溶类盐由于使疏水相互作用去稳定，降低风味结合，而盐析类盐提高风味结合）l 水解作用（蛋白质水解后其风味结合作用严重被破坏）l 热变性（热变性一般会使蛋白质的风味结合作用有所增强） l 冷冻干燥（风味物与P结合）l 脂类（脂类的存在，羰基风味物结合）l pH（碱性pH比酸性pH更能促进蛋白质与风味物质结合） l 化学改性（二硫键打开有利于风味物质结合，降解不利于与风味物质结合） 凝胶形成包括哪几个过程？p57 蛋白质变性而伸展-伸展后的蛋白质之间相互作用而积聚形成有序的网络结构状态影响蛋白质凝胶形成的因素有哪些？p57 溶液的pH（等电点附近容易形成凝胶） 蛋白质的浓度（蛋白质浓度越大越有利于凝胶形成） 蛋白质结构（蛋白质中二硫键含量越高，凝胶强度越高） 添加物（蛋白质的共凝胶作用（某些添加物可促进凝胶的形成）如添加多糖）根据蛋白质的功能特性，说明面团是怎样形成的？p57影响蛋白质面团形成的因素有哪些？p57引起蛋白质变性的因素有哪些？p58热加工对蛋白质营养价值的影响有哪些？p58影响蛋白质热变性的因素有哪些？p59冷冻和冷藏对蛋白质有哪些影响？p60l 食品的低温贮藏可延缓或阻止微生物的生长并抑制酶的活性及化学变化，从而延缓或防止蛋白质的腐败，但蛋白质会发生变性，改变食品原有的性状。 n 冰结晶引起蛋白质变性，水化作用降低。n 解冻时间过长，引起蛋白质降解，形成不可逆变性。n 蛋白质冻结后会引起风味性质的改变。加工过程中维生素会发生哪些物理化学变化？p671、氧化反应 易氧化分解：维生素A 、维生素B1、维生素B12、维生素C、维生素E、维生素K等,尤其是维生素C对氧很不稳定。2、溶解性 水溶性维生素：溶解于水而损失； 脂溶性维生素：部分脂溶性维生素溶于油脂中而损失。3、热分解 水溶性维生素对热稳定性差； 脂溶性维生素对热稳定性较好，易氧化的除外。4、酶的作用 有些酶对维生素具有分解作用。在贮藏与加工中，维生素会受到哪些损失？p671、原料对食品加工中维生素含量的影响n 植物在不同采收期维生素含量不同 n 采收和屠在后，内源性酶会分解维生素。2. 加工前处理对食品中维生素含量的影响n 去皮、修整、浸提，切碎，研磨等均会造成维生素的损失。3、洗涤引起的损失 洗涤过程中，原料中的水溶性维生素，一部分会溶于水中造成维生素损失。 水溶性维生素在盐水浸泡和破损时会发生流失。对一些稳定性较好的维生素，溶水流失是最主要的损失途径。4.热烫和热加工 热烫和热加工造成维生素损失温度越高损失越大，加热时间越长，损失越多；高温短时间处理能较多的保存维生素； 加热方式不同，损失不同；脱水干燥方式对其保存率也有较大影响。n 真空冷冻干燥时维生素损失最少。5. 加工中化学添加物和食品成分的影响 氯气，次氯酸离子，二氧化氯等具有强反应性，可以维生素发生亲核取代，双键加成和氧化反应。 二氧化硫和亚硫酸盐有利于VC的保存，但会与硫胺素和比多醛反应。亚硝酸盐可造成VB1的破坏。一般而言，氧化性物质会加速VC，胡萝卜素，叶酸等的氧化，而还原性物质会保护这些维生素，有机酸有利于VC和VB1的保存率，碱性物质则会降低VC，VB1，泛酸等的保存率。6. 产品贮藏中维生素的损失n 水分活度，包装材料及贮藏条件对维生素的保存率都有重要影响。n 在相当于单分子层水的AW下,Vit很稳定,而在多分子层水范围内,随AW,Vit降解速度.n 过度干燥时脂溶性维生素会损失。n 包装不当，维生素的损失会加快。n 贮藏过程中，维生素的保存率与温度密切相关。温度低，维生素的保存率高。n 加工后，食品中剩余的维生素的损失通常较小。矿物质如何进行分类？p69根据矿物质元素在生物体内的含量通常将其分为两类：常量元素（0.01%）：钙、钾、钠、磷、硫、氯等。微量元素（0.01%） ：铁、锌、铜、碘、锰、钼、钴、硒、硅等。从食物和营养的角度分：必需元素：存在于机体健康组织中，并且含量浓度比较恒定，缺乏时可使机体组织或功能出现异常，且摄入过量易中毒。非必需元素：有毒元素：常见的有汞、镉、铅、砷等，过量摄入后，会对机体的生理功能及正常代谢产生阻碍作用，造成人体中毒。影响矿物质吸收的因素有哪些？P701、化学形式2、溶解度3、有无主动吸收机制4、体内营养状态5、元素间的相互作用6、其他：如膳食构成影响钙的生物利用率的因素有哪些？p71（1）促进钙吸收的因素：l 维生素D是促进钙吸收的主要因素；l 蛋白质充足利于钙吸收；蛋白质过量，则不利。l 糖类促进钙吸收；l 适宜的钙磷比例；l 机体需要量大或钙供给充足，促进钙的吸收和储备。（2）抑制钙吸收的因素l 植酸降低钙的吸收；l 草酸降低钙的吸收；l 脂肪过多不利于钙的吸收；l 食物纤维过多不利于钙的吸收；l 年龄增长，钙的吸收率下降。矿物质在食品加工中存在哪些变化p721、矿物质的损失 矿物质的损失主要是通过矿物质的丢失或与其他物质形成不适宜吸收利用的化学形态而损失。 矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会改变其生物利用性。如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。（1）粮食精加工对矿物质含量的影响n 灰分含量是评价粮食加工精度的重要指标。n 谷物在碾磨时会损失大量矿物质，加工精度越高，微量元素损失越多。（2）预加工及烹调的影响n 食品加工中最初的淋洗及整理除去下脚料的过程是食品中矿物质损失的主要途径。而在烹调或热烫中也由于遇水而使矿物质遭受大量损失。2、加工中矿物质含量的增加n 加工时因水、设备、容器和包装材料带入会使其含量增加 如铁锅炒菜等。n 加工后生物有效性提高 如面粉发酵后生物有效性提高30-35%。第三章一、名词解释风味：指由摄入人口腔的食物使人产生的各种感觉，主要是指味觉、嗅觉、触觉等所具有的总的特性，它包括了食物刺激人类感官而引起的化学感觉和物理感觉，认为是这些感觉的总和。食品风味：是一种食品区别于另一种食品的质量特征，是由食品中某些化合物体现出来的。感官分析：是以人的感官为测定手段，获得原始数据，再通过统计分析而得出结论。味觉：是食物在人的口腔内对味觉器官化学感应系统的刺激并产生的一种感觉。阈值：是指能够感受到该物质的最低浓度。嗅觉：是挥发性物质刺激鼻腔的嗅觉神经而在中枢引起的一种感觉。香气值：判断一种物质在食品香气中所起作用的数值称为香气值。香气值 = 香味物质的浓度 / 阈值 气味的稳定性：指呈香物质在一定的环境条件下，在一定的介质或基质中的留存时间限度。即留香能力或持久性。调香：食品香气的控制、稳定与增强在食品工业中称为食品的调香二、填空题食品的风味包括香气和滋味两方面。食品风味物质的分离分析是鉴定食品香气中起主要作用的化合物，也即关键呈香成分。风味物质分析步骤：提取浓缩和初步分级分离组分鉴定结果验证风味物质的提取方法：蒸馏、溶剂萃取、冷浓缩感官分析方法主要有：差别检验、敏感性检验、标度和类别检验、分析或描述性检验生理学角度的基本味觉：甜、苦、酸、咸味觉感受器是位于舌头上的味蕾人对4种味感的感觉速度以咸味最快，苦味反应最慢，但是从对味的敏感性来看，苦味往往更容易被察觉到，这是不同物质具有不同的阈值。香气值 1，说明嗅觉器官对这种物质的香气无感觉。 C1-C3的醇有愉快的香气，C4-C6的醇有近似麻醉的气味,C7-C10以上的醇呈芳香味。C10，气味逐渐减弱至没有气味。低级脂肪醛有强烈的刺鼻的气味。随分子量增大，刺激性减小，并逐渐出现愉快的香气。 由低级饱和脂肪酸和饱和脂肪醇形成的酯，具有各种水果香气。内酯、尤其是g-内酯有特殊香气。杂环化合物是食品风味中种类最多，分布最广的一类物质。麦芽酚和乙基麦芽酚是目前实际应用较多的香味增强剂。三、问答题风味物质具有哪些特点？v (1) 种类繁多，相互影响。v (2) 含量极微，效果显著v 在水中乙酸异戊酯含量达到510-6mg/Kg，就会产生香蕉气味。v （3）大多数是非营养物质。v （4）呈味性能与其分子结构有高度特异性的关系。v （5） 稳定性差，易变质、易挥发、容易被破坏。v （6）大部分是结构简单的小分子有机物。v （7）风味与风味物质的分子结构缺乏普遍规律性。 简述食品风味化学的研究方向？1. 风味的化学组成和含量，以及质量标准与控制；2. 味觉和嗅觉与呈味或含香物质的组成及分子结构的关系；3. 提取、浓缩、分离、鉴别和测定天然或人工合成风味物质的技术和方法；4. 风味物质的生成途径和机理以及人工合成风味物质的方法；5. 风味物质之间的相互作用和他们各自稳定性以及食用安全性。简述食品风味物质分析常用的方法。1. 容量法2. 分光光度法3. 气相色谱法（挥发性有机化合物，香料分析中广泛使用）4. 液相色谱法（挥发性较低的化合物）5. 色谱质谱联用法（应用最广泛、权威的分析方法）6. 核磁共振法（结构鉴定）7. 红外光谱法等（结构鉴定）有哪些因素影响味觉的产生？（一）呈味物质的结构（二）呈味物质的水溶性 易溶于水