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食品化学课后复习题答案第一章绪 论一、名词解释1、食品食品工业基本术语对食品的定义：可供人类食用或饮用的物质，包括加工食品、半成品和未加工食品，不包括烟草或只作药品用的物质。食品卫生法对“食品”的法律定义：各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗为目的的物品。2、食品化学研究食品的种类、组成、营养、变质、分析技术及食品成分在加工和贮藏过程中所发生的化学反应的一门学科。或者也可定义为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、贮存和运销过程中的化学变化及其对食品品质和食品安全性影响的科学。 3、基本营养素营养素是指那些能维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质。基本营养素一般包括六大类，即蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水。二、简答题1、食品化学家与生物化学家的研究对象和兴趣有何不一样。答：生物化学家的研究对象是具有生命的生物物质，他们的兴趣包括在与生命相适应或几乎相适应的环境条件下，生物物质所进行的繁殖、生长和变化。而食品化学加则研究的是死的或将死的生物物质，其主要研究兴趣在于暴露在环境变化很大、不适宜生存的环境中热处理、冷冻、浓缩、脱水、辐照等加工和保藏条件下食品中各个组分可能发生的物理、化学和生物化学变化。 2、简述食品化学的主要研究内容。首先是对食品中的营养成分、呈色、呈香、呈味成分和激素、有毒成分的化学组成、性质、结构和功能进行研究。其次研究食品成分之间在生产、加工、贮存、运输、销售过程中的变化，即化学反应历程、研究反应过程中的中间产物和最终产物的结构及其对食品的品质和卫生安全性的影响。最后是对食品贮藏加工的新技术、开发新的产品和新的食品资源以及新的食品添加剂等进行研究。这三大部分构成了食品化学的主要研究内容。3、简述食品化学的研究方法。任何一门学科的发展都是通过理论实践理论不断循环的体系中发展的，食品化学是一门实践性很强的学科，在食品化学的研究中，要采用理论和实验相结合的方法，实验主要通过感官实验和理化实验两条途径来实现，将实验结果与查证的资料相结合从而得出新的结论或者观点，然后将理论知识再反馈到实践中，又可以指导实践，不断循环，使得食品化学的理论只是不断推向新的阶段。在实验研究过程中主要遵循以下基本原则：（1）采用模拟体系或简单体系进行研究；（2）将动态多因子科学地分解成静态单因子；（3）对于不同的研究对象用不同的研究手段；（4）将生物技术用于食品化学研究中。4、试举例说明食品在贮藏加工过程中发生的化学和生物化学变化及其应对食品品质（营养），风味和食品安全性有何影响。表12 改变食品品质的一些化学反应和生物化学反应反应类型例子非酶褐变焙烤食品表皮上色酶促褐变切开的果蔬迅速褐变氧化脂肪产生异味、维生素降解、色素褪色、蛋白质营养物质损失水解脂类、蛋白质、维生素、碳水化合物、色素水解金属反应金属与花青素作用改变颜色、叶绿素脱镁。作为自动氧化催化剂脂类异构化顺反异构化、非共轭脂共轭脂脂类环化产生单环脂肪酸脂类聚合油炸中油起泡沫蛋白质变性卵清凝固、酶失活蛋白质交联在碱性条件下加工蛋白质使营养价值降低糖酵解宰后动物组织和采后植物组织的无氧呼吸5、简述食品的主要化学组成，主要营养素。 水无机成分矿物质 蛋白质 基本营养素 天然成分碳水化合物食品 脂类化合物 的化 有机成分维生素学组 色素、呈香、呈味物质成 激素 有毒物质 天然来源的食品添加剂食品添加剂 人工合成的食品添加剂非天然成分 加工中不可避免的污染物质污染物质 环境污染物质第二章水一、名词解释1水分活度：指食品中水的蒸汽压和该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值，即Aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)2吸湿等温线：是指在恒定温度下，食品的水分含量与它的水分活度之间的关系图。3滞后现象：样品的吸湿等温线和解吸等温线不完全重叠的现象。 二、 简 答1为什么说在相同的温度下组织材料冻结的速度比解冻的速度快？（1）冰的导热系数在0时近似为同温度下水的导热系数的4倍，说明冰对热的传导要比生物材料中不能流动的水的导热能力大得多。（2）水和冰的热扩散系数的差别也非常大，冰的热扩散系数约为水的9倍，这说明在一定的环境中，冰将以比水快得多的速度，改变自身的温度。（3）水和冰在导热系数与热扩散系数上较大的差异，就导致了在相同温度差下（但升降的方向相反），组织材料冻结的速度要比解冻的速度快得多。 2简述结合水和自由水的区别？答：结合水与自由水的区别主要如下表所示区别点结合水自由水一般描述存在于溶质或其他非水组分附近的那部分水。包括化合水和邻近水以及几乎全部多层水位置上远离非水组分，以水水氢键存在冰点（与纯水比较）冰点大为降低，甚至在40不结冰能结冰、冰点略微降低溶剂能力无大平均分子水平运动大大降低甚至无变化很小蒸发焓（与纯水比）增大基本无变化在高水分食品中占总水分含量/(%)麦芽糖葡萄糖）；高浓度的糖与稀酸存在可发生此反应，柠檬酸、无机酸、磷酸盐、碱等对焦糖的形成有催化作用。反应产物不饱和醛、糠醛及其衍生物，二羰基化合物、还原酮类，高分子色素等。焦糖色，黑色物质应用主要应用在焙烤、油炸食品上色等方面主要应用于生产焦糖色素，焦糖色素可用于可乐饮料、碳酸饮料、烘焙食品、糖浆、糖果及调味料中。控制方法在实际工作中，若需要控制美拉德褐变，可采用降温、亚硫酸处理、降低pH值、降低成品浓度或使用不易发生褐变的糖类等方法，控制非酶褐变。降低温度、降低pH等均可降低反映速度相同点（1） 二者均属于非酶褐变反应，且均需要糖类参与反应；（2） 均可以在酸性和碱性条件下反应；（3） 均在烘焙食品的风味和色泽形成方面有积极的贡献；（4） 若除去食品体系中的糖类，可降低两种反应的程度；降低温度，两种褐变反应均可不同程度的受到抑制；（5） 二者在中间产物方面有一定的联系，焦糖化反应会产生一些挥发性的醛酮类物质，为美拉德反应提供了反应底物。2、列举食品中重要的单糖、低聚糖，写出其结构式。答：食品中重要的单糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖等；食品中重要的低聚糖包括：蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、棉籽糖、纤维二糖、低聚果糖、低聚木糖、异麦芽酮糖、环状糊精等。（几种常见的单糖分子式如下，低聚糖的分子式见教材） 3、什么是淀粉的糊化？影响淀粉的糊化因素都有哪些？ 答：淀粉的糊化（Starch dextrinization）把淀粉悬浮液加热到一定温度，其体积会迅速膨胀，膨胀后的体积达到原来体积的数百倍，淀粉溶液变成非常粘稠的胶体溶液，称之为淀粉的糊化。影响淀粉糊化的因素包括以下几个方面：淀粉的种类;含支链淀粉高的淀粉容易发生糊化，含直链淀粉高的淀粉不易糊化。淀粉晶体结构;晶体结构松散的易于糊化，相对糊化温度比较低，如马铃薯淀粉的晶体结构比较松散，容易发生糊化，而玉米淀粉的结构比较紧密，不易发生糊化。水分含量：低于30加热不会糊化;糖类:D葡萄糖、D果糖和蔗糖能抑制小麦淀粉颗粒的润涨，糊化温度随着糖浓度的加大而增高，对糊化温度影响顺序为:蔗糖D-葡萄糖D-果糖;酸度：在pH水杨酸SCNIBrCl SO42-，促进效果大于I者，在室温下就能使淀粉糊化；阳离子促进糊化作用的顺序为LiNaKRb脂类：直链淀粉能与脂质形成螺旋状复合物，这种复合物对热比较稳定，糊化时润胀差，糊化温度高。谷类淀粉的这种情况比较普遍，高支链淀粉玉米难以糊化和润胀。脂质有抑制淀粉润胀的作用。但卵磷脂可以促进小麦淀粉糊化。可从以上八个方面展开论述D吡喃葡萄糖D吡喃半乳糖D吡喃甘露糖 4、什么是淀粉的老化，影响淀粉老化的因素都有哪些？答：淀粉老化（Starch staling）稀淀粉糊放置一段时间后，会逐渐变混浊，最终可产生不溶性的白色沉淀，而将浓淀粉糊分散液冷却，可迅速形成有弹性的胶体，这种现象叫做淀粉的老化。影响淀粉糊化的因素包括以下几个方面：分子结构的影响：含支链淀粉高的淀粉不容易发生老化，含直链淀粉高的淀粉易老化。分子大小：对于直连分子量太大的取向困难，分子量小的易于扩散，分子量适中的易聚集沉淀，而对于支链分子，支链长度较均一，及支点化较少等均会提高初始回生速率。溶液浓度：浓度大，则分子碰撞机会多，易聚沉，浓度小，则不易聚沉。pH值和无机盐 回生速率在pH=57时最快，过高或者过低的pH均会降低回生速率，pH10以上不发生回生现象，pH低于2回生缓慢。 阴离子盐和阳离子盐都会抑制淀粉回生，回生抑制程度依下列顺序：CNSPO43-CO32-I-NO3-Br-Cl-； Ba2+Sr2+Ca2+K+Na+。温度：缓慢冷却，容易回生，而迅速冷却，淀粉分子来不及取向，可减少回生程度。a. 在常温特别是在接近0的低温范围内淀粉易发生老化，b. 一般来说，60以下就可以表现老化作用，随着温度的下降，直到2，老化速度逐渐增加，222之间，老化速度逐渐下降，22以下几乎不发生老化，c. 反复冻融食品会导致快速老化，d. 80以上，淀粉不发生老化。金属离子：加速老化速度脂类：部分脂肪酸、乳化剂和油脂阻碍老化作用糖类：若糖分子水溶性好，可抑制老化，反之，则加速淀粉老化。水分含量：水分含量在30-60时老化很快，10以下不易老化。可以从以上九个方面展开论述。 5、简述单糖的物理特性。答：主要从以下几个方面回答：甜度旋光性溶解度吸湿性、保湿性和结晶性渗透压抗氧化性可发酵性其他如黏度等 6、影响美拉德反应的因素都有哪些？如何抑制美拉德反应？答：美拉德反应（Maillard reaction）又称羰胺反应，即指羰基和氨基缩合、聚合反应生成类黑色素的反应。美拉德反应的机制十分复杂，不仅与参与的糖类等羰基化合物及氨基酸等氨基化合物的种类有关，同时还受到温度、氧气、水分及金属离子等环境因素的影响。主要影响因素总结如下：羰基化合物的影响羰基化合物对反应的影响规律如下：a.、不饱和醛双羰基化合物酮；b.五碳糖（核糖阿拉伯糖木糖）六碳糖（半乳糖甘露糖葡萄糖）；c.单糖双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢）；d.还原糖含量与褐变成正比。氨基化合物的影响a.胺类氨基酸；b.含S-S，S-H不易褐变；c.有吲哚，苯环易褐变；d.碱性氨基酸易褐变；e.氨基在-位或在末端者，比-位易褐变。pH值的影响pH3-9范围内，随着pH上升，褐变上升；pH3时，褐变反应程度较轻微；pH在7.8-9.2范围内，褐变较严重。反应物浓度1015%(H2O)时，褐变易进行；5%10(H2O)时，多数褐变难进行；5%30时，褐变较快；t20时，褐变较慢；t Fe2+)；Cu催化还原酮的氧化；Na对褐变无影响；Ca2+可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。第四章 脂质一、填空1.油脂氧化的途径有自动氧化 、光氧化 和 酶促氧化。2.常见的必需脂肪酸有 亚油酸 、 亚麻酸 和花生四烯酸 。3.脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式为 三斜 、 正交 、 六方 。4.油脂精炼过程中，碱炼的目的主要是为了去除 油脂中的游离脂肪酸 。 5.油脂精练中脱胶指的是脱去 毛油中磷脂等胶体杂质 ； 6.天然油脂的主要成分是 脂肪酸甘油酯 ，也常称为 甘油三酯 。7.写出下列脂肪酸的俗名:18:0 硬脂酸、18:1(n-9)油酸 、18:2(n-6) 亚油酸 、18:3(n-3) 亚麻酸 、16:0 棕榈酸 、14:0 肉豆蔻酸 、12:0 月桂酸 。8.甘三酯具有3种同质多晶体，分别是_、_、_，其中_最不稳定，_最稳定。9.脂类按其结构组成的不同可分为简单脂质、复合脂质 及 衍生脂质三大类。二、名词解释：1.同质多晶现象化学组成相同的物质，可以有不同的结晶结构，但融化后形成相同的液相，这种现象叫同质多晶现象。2.酸价指中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH的毫克数。3.皂化价皂化1克油脂所需KOH的毫克数。4.碘值每100克油脂所吸收碘的克数。5.过氧化值1kg油脂中所含氢过氧化物的量,单位为mmolO2/kg脂肪。6.AOM值20ml油脂装入25100mm试管中，并以2.33mL/s的速度通入干洁的空气，并在97.8水浴条件下，当POV值达到100时，所需要的小时数（h）。7.油脂的酸败(oxidation of oil) 油脂经氧化后，会产生小分子的醛、酮、酸等物质，大部分具有不愉快的刺激性气味（哈喇味），这种现象叫油脂的酸败。8.乳化剂指添加于食品后可显著降低油水两相界面张力使互不相溶的油和水形成稳定的乳浊液的食品添加剂。9.抗氧化剂（Antioxident）：抗氧化剂是指防止或延缓食品成分氧化变质的一类食品添加剂。三、论述1.以花生四烯酸为例，分别写出其自动氧化、光敏氧化、酶促氧化的反应机理，并写出氢过氧化物的名称。（此题我在上课专门给你在黑板上写过，这里就不再赘述）2.论述题：分析油脂中影响脂类氧化速度的因素。（请各举例说明）答：脂肪酸及甘油酯的组成，一般情况下，不饱和脂肪酸的氧化速度大于饱和脂肪酸的氧化速度，顺式构型脂肪酸比反式构型易于氧化，存在共轭双键的氧化速度比存在非共轭双键的脂肪酸要快，游离脂肪酸的氧化速度比甘油酯的快。一般双键数目越多氧化的速度越快。（请各举例说明）氧，氧分压在较低的情况下，油脂的氧化速度与氧气浓度成正比，当氧分压在较高的情况下，达到一定值时，氧化速度不再随氧分压的增大而增大。（请各举例说明）温度，温度对油脂氧化速度的影响从两个方面来考虑，一方面，当温度升高时，油脂的氧化速度逐渐升高，另一方面，当温度升高时，油脂中溶解的氧气含量降低，氧化速度又呈下降的趋势。（请各举例说明）水分活度，水分活度与油脂的氧化速率有很大的关系，当水分活度在00.33时，油脂的氧化速率随着水分活度的增加而降低，在低水分活度下，油脂的氧化速率很高；当水分活度由0.33继续增大至0.73时，油脂的氧化速率又随着水分活度的增加而增加，当水分活度由0.73继续增大时，氧化速率呈下降趋势。究其原因主要如下：水能与脂肪氧化的自由基反应中的氢过氧化物形成氢键；水能与金属离子形成水合物，从而会减缓催化效率，从而降低了反应速度；水增加了氧的溶解度，加速了氧化；脂肪分子肿胀，一些易氧化的部分暴露，增加了反应的几率，从而增加了反应速度；催化剂和氧的流动性增加，催化效率提高，氧化速率加速；当催化剂和反应物的浓度被稀释，反应速率会降低。（请各举例说明）表面积，油脂的氧化速度与表面积成正比关系，表面积越大，说明氧化速度越高。因此在贮存油脂的时候尽量避免油脂大面积与空气接触。（请各举例说明）助氧化剂，二价和多价金属离子能催化油脂的氧化，金属催化能力强弱排序如下：铅铜黄铜锡锌铁铝不锈钢银（请各举例说明）光和射线，光和射线能促使氢过氧化物分解，引发游离基，从而加速油脂的氧化。在实际油脂的贮藏中应该尽量避免光和射线与油脂的接触。（请各举例说明）抗氧化剂，在油脂中添加抗氧化剂可延缓和减慢油脂氧化速率。（请各举例说明）3.材料分析题：2000年上半年，全国大豆色拉油返色现象严重，各油脂精炼厂尤其是大型精炼厂出厂的色拉油因返色而影响上市，试运用所学的知识分析产生该现象的原因，并提出具体的解决方案。（1）定义：精炼后的油脂如大豆色拉油，菜籽油等经过一定时间贮藏后出现色泽加深的现象。原因包括以下几个方面：（1）从根本上分析，精炼植物油在储存中返色，主要是由油脂自动氧化造成的。大豆油和菜籽油含亚麻酸，导致其氧化稳定性较差，是促使其回味回色现象主要原因之一。而、-生育酚在轻微氧化后杂环打开生成生育醌，,-生育酚在微氧条件下部分转变为苯并二氢吡喃-5,6-醌，这些都是深红色物质，可使油脂出现棕红色或棕褐色。（2）油脂在精炼过程中遇碱和热处理时，不饱和脂肪酸双键向羧基端移动，形成部分顺反异构体及位置异构体，例如生成反油酸异构体、反-8、反-l0等油酸异构体和位置异构体如二共轭酸。当油脂分子中的共轭双键增多时，油脂色泽加深。（3）在油脂生产和储存过程中，发现成品油含磷量大于5mg/kg时，油脂容易出现返色。在生产实践中发现，一般成品油含磷量超过20mg/kg，则在三天内回色0.2-0.3(R值)左右。毛油中的胶质指的是磷脂、蛋白质、粘液物和微量金属等，其中最主要的是磷脂。而磷脂又有-磷脂、-磷脂和磷脂金属复合物，-磷脂数量占绝大多数，它具有吸水膨胀从而在油中溶解度降低的特性，因此，可以采用水化脱胶的方法将其从油中脱除。-磷脂和磷脂金属复合物，又称为非水化磷脂，不能通过单纯的水化脱胶将其从油中脱除。一般大豆油含磷脂1.13.5，菜籽油含磷脂1.52.5。大豆磷脂主要成分是卵磷脂（PC）（20）、脑磷脂（PE）(31）和肌醇磷脂（PI）（40%）。PC氧化稳定性差，遇空气氧化成棕色，伴有难闻气味；PE纯净体为白色，易吸潮，氧化后色泽加深。在精炼过程中，脱胶油中含磷量高，可造成油品返色；加热设备和脱臭塔容易结焦，降低传热效果，同时加深色泽。（4）白土和金属离子对油脂分子起催化分解作用。活性度高和游离酸高的白土，易造成油品回色。一般活性度不超过200，游离酸控制在0.2(H2SO4)以下，pH值在25之间为好。如植物油中-胡萝卜素，-胡萝卜素的羟基衍生物是黄色的主要来源，它们易受氧化而褪色。非天然色素是油料在储存加工中化学变化引起的，如铁离子与脂肪酸作用生成铁盐在油中呈深红色；糖类及蛋白质的分解使油脂呈棕色。微量金属能够促进油脂氧化、加速油脂氧化变质，其中危害最大的是铜和铁，极微量存在也能促进油脂氧化，导致油品回色。（5）脂肪酸的沸点较甘三酯低，在常压下蒸馏不到甘三酯沸点就分解了。高温处理使油脂分子结构不稳定，甚至出现长碳链脂肪酸裂解，生成低分子醛化合物。叶绿素受高温发生变化显赤色。油脂氧化的速度与温度密切相关，温度升高则油脂的氧化速度加快，特别是高级食用油在20-60 范围内，温度每增加l5 ，氧化速度就提高两倍。（6）其他原因脱色用的白土及质量抗氧化剂的使用情况贮存环境，如金属离子，温度等防止“油脂返色”的方法有以下几个方面：(1)原料方面：尽可能采用优质的油料种子，如发霉的不用，含未成熟籽粒过多的不用；(2)脱胶工艺方面：可结合吸附脱胶或者碱炼脱胶；(3)脱色工艺方面：根据情况严格控制白土的用量和质量；(4)脱臭后的成品油应迅速降温，成品油出口温度一般要求控制在45 以下，绝不能高于50。否则因温度高，油与金属储罐长时间接触，加快氧化物的生成，促进油品回色。因为微量金属在油中的溶解度及促氧化作用随温度的上升而加剧。(5)避免光照；(6)添加抗氧化剂；(7)减少与氧气接触；(8)添加柠檬酸等金属整