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13 年食品化学试卷年食品化学试卷 一 名词解释 1 速凝果胶：甲酯化程度在 70%以上时，加糖，加酸（pH3.0-3.4）可在较高温度 下形成凝胶（稍凉即凝） 。 果胶部分的内容： （1） 天然果胶物质的甲酯化程度比较高。酯化的半乳糖醛酸基与总半 乳糖醛酸基的比值为酯化度。 （2） 果胶物质一般有三种形态：a. 原果胶，是与纤维素和半纤维素结 合在一起的聚半乳糖醛酸链。b. 果胶：是羧基不同程度甲酯化和 阳离子中和的聚半乳糖醛酸链。c. 果胶酸：完全为甲酯化的聚半 乳糖醛酸链。 （3） 通常将酯化度大于 50%的果胶成为高甲氧基果胶，低于 50%的成 为低甲氧基果胶。 （4） 果胶物质凝胶的形成：当果胶水溶液中含糖量为 60-65%，pH 在 2.0-3.5， 果胶含量在 0.3-0.7%时， 在室温甚至是接近沸腾的温度下， 果胶也能形成凝胶。 （5） 影响果胶凝胶强度的因素：a, 果胶的相对分子量越大，形成的凝 胶越强。B，果胶酯化度越高，凝胶强度越大。C，一定的 pH 值有 助于果胶-糖凝胶体系的形成。D，糖浓度，低甲氧基果胶在形成 凝胶时，可以不需要糖的加入。E，适当的温度对果胶凝胶影响不 大，当温度过高时，会有降解。 2 水分活度： 指食品中水分的蒸汽压p与同温度下纯水的饱和蒸汽压p0的比值。 3 羰胺反应： 即美拉德反应， 指羰基和氨基经过缩合， 聚合生成类黑色素的反应。 4 过氧化值：指 1 千克油脂中所含氢过氧化物的毫摩尔数 油脂质量评价： （1） 碘值：100g 油脂吸收碘的克数。碘值越高，说明油脂中的双键越 多，反之，说明油脂氧化。 （2） 酸价：中和 1g 油脂中游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数。 （3） 皂化值：1g 油脂完全皂化是所需的氢氧化钾毫克数。 5 W/O 型乳浊液：即油包水型乳浊液，水为分散相，油为连续相。 6 风味阈值：指某一风味物质能够被人的感觉器官所辨认的最低浓度。 其他概念： （1） 香气值：呈香物质的浓度/阈值 7 焦糖化作用：糖在没有含氨基化合物的存在下，加热到熔点以上的温度，由于 发生脱水和降解，发生的褐变反应。 8 食品添加剂：为改善食品的品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要加 入到食品中的天然或人工合成的物质。 营养强化剂： 为增强营养成分而加入食品中的天然和人工合成的属于天然营 养范围的食品添加剂。 9 生色基团：在紫外和可见光区（200-800nm）具有吸收峰的基团。 10 蛋白质变性作用：在酸、碱、热、有机溶剂或辐射处理时，蛋白质的二、三、 四结构会发生不同程度的改变，这个过程为变性。 二 问答题 1 何谓淀粉老化？简要说明制备方便方便稀粥或速冻馒头的基本原理 答：经过糊化的-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在低温下有开始自动排序，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。 影响淀粉老化的因素有： （1）不同来源的淀粉，老化难易程度不同。这是由于淀 粉的老化与所含直链淀粉及支链淀粉的比例有关， 一般是直链淀粉比支链淀粉易 于老化。 （2）淀粉含水量为 30-60%之间时较易老化，含水量低于 10%或在大量 水中都不易老化。老化适宜温度为 2-4 度，大于 60 度或低于-20 度都不发生老化 （3）为防止老化，可将糊化后的-淀粉在 80 度以下的高温迅速除去水分（水 分含量最好达到 10%以下）或者冷却至 0 度以下迅速脱水。这样淀粉分子已不能 移动和相互靠近，成为固定的-淀粉。-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，也可以糊化，这就是制备方便食品的原理。 2 水果中果胶存在形式？水果未成熟比较坚硬、成熟后变软而富有弹性、过熟变 得软烂，试解释这一现象？ 答： 水果中果胶的存在形式有三种： （1） 原果胶， 只存在于细胞壁中， 不溶于水， 水解后生成果胶。 在未成熟的蔬菜水果中与纤维素或半纤维素结合在一起形成比 较坚固的细胞壁，使整个组织比较坚固（2）果胶，即羧基不同程度甲酯化和阳 离子中和的聚半乳糖醛酸链，存在于植物细胞汁液中，成熟果蔬的细胞液内含量 较多。 （3）果胶酸，在细胞汁液中与钙、镁、钠、钾等矿物质形成不溶于或微溶 于水的果胶酸盐。当果蔬变成软疡状态时，果胶酸的含量变高。 因此，水果未成熟比较坚硬、成熟后变软而富有弹性、过熟变得软烂的主要 原因就是其中的果胶存在的形式从原果胶到果胶再到果胶酸的变化。 3 食品加工过程中，如何避免油脂酸败？ 答：油脂在存储过程中，由于空气中的氧气、光照、微生物和酶的作用，导致油 脂变哈喇，产生令人不愉快的气味和苦味，同时产生一些有毒的化合物，这个过 程就是油脂的酸败。 防止油脂的酸败， 主要是防止油酸、 亚油酸等的酸败， 可以从以下几个方面： （1） 水分：一般认为油脂中的水分含量超过 0.2%，水解酸败作用就会加强， 因此在保管和运输过程中，要严格防止水分的进入。 （2） 空气： 空气中的氧气是引起油脂酸败的主要因素， 因此应该严格密封保存。 （3） 杂质：非脂肪类物质会加速油脂的酸败，故在加工过程中为了保护好优质 油酸，应当适当去除一些非必要的杂质。 （4） 光照：日光中的紫外线有利于氧的活化和油脂中游离基的生成，加快油脂 氧化酸败的速率，因此油脂含量高的食品应该避光保存。 （5） 温度：温度升高，则油脂酸败的速度加快，反之则会延缓油脂的酸败。因 此油脂应尽量避免高温下保存。 （6） 最后，适当的加入一些抗氧化剂可以有效的延缓油脂的酸败。 4 鱼水解蛋白中的苦味是什么？如何避免或消除食品中的苦味？ 答：鱼水解蛋白呈现苦味的原因是由于水解后产生了大量的苦味肽，苦味肽的氨 基酸侧链的总疏水性导致了苦味的产生。在完整的球蛋白分子中，大部分疏水性 侧链藏在内部，它不接触味蕾，感觉不到苦味。当蛋白质水解后，肽链含有的疏 水基团就充分暴露出来了，接触到味蕾产生了苦味。 如果能够控制鱼蛋白的水解度， 使肽链具有足够的长度将疏水性氨基酸埋藏 在它的结构内部，就能够减少苦味。因此，可以通过低酶水解法在限定酶量条件 下使蛋白质水解不充分，较少苦味肽的形成，这样就会减小苦味。 5 分别说明转谷氨酰胺酶在鱼糜制品和多聚磷酸盐在肉制品加工中的应用。 答：转谷氨酰胺酶是一种催化酰基转移的酶，可以在赖氨酸残基和谷氨酸残基间 形成新的共价键，这些共价键比较稳定，抗水解性好，因此可以改善蛋白质的凝 胶性质，进而加强鱼糜制品的凝胶强度。 多聚磷酸盐在肉制品加工过程中主要起增强保水作用， 添加到肉制品中的多 聚磷酸盐可以减少肉中原汁的流失，增加肉制品的持水性，改善产品的嫩度，改 善肉制品的粘结性和一些制品的切片性能，提高产品得率，改进肉品的感官质量 和理化特性。 6 设计实验，利用鱼皮制备胶原蛋白抗氧化肽 答：称取一定量的鱼皮，用盐水洗净后，加入 30 倍的水在 65 摄氏度水浴中恒温 浸提 12h，离心后得到鱼皮胶原蛋白液，调节 pH 值至 9.0 后，加入一定量的碱 性蛋白酶，在 45 摄氏度下水解 3h 后转移至沸水浴中灭活酶 5min，离心后即可 得到由鱼皮制备的具有抗氧化性的肽。 其余问答题 1 举 2 例说明海洋多糖在食品工业中的重要应用。 答：琼脂来自红水藻的各种海藻，主要产自日本海岸，可以分离成琼脂聚糖和琼 脂胶两部分。 在食品中主要的应用包括防止冷冻食品脱水收缩和提供需宜的质地， 在加工的干酪和奶油干酪中使之具有稳定性和需宜的质地， 对焙烤食品和糖霜可 控制水活性和阻止其变硬。紫外，还可以用于肉罐头。 海藻胶，存在于褐藻的细胞壁内，商品海藻胶大多是以钠盐的形式存在。海 藻胶具有热稳定性，脱水收缩少，因此可以用于制造甜食凝胶，不需要凝胶。由 于海藻胶可以与钙离子形成热不可逆凝胶，使它在食品中得到了广泛的应用，特 别是重组食品如仿水果、洋葱圈以及凝胶糖果等，也可以用作汤料的增稠剂，冰 激凌中抑制冰晶的长大的稳定剂及酸奶喝牛奶的稳定剂。 壳聚糖在食品中常常用作黏结剂、保湿剂、澄清剂、填充剂、乳化剂、上光 剂等，也可以作为功能性低聚糖，用于降低胆固醇提高机体免疫力等。 2 熟米饭冷却后变硬并影响其消化性， 试述其中机理？并简要说明制备方便稀粥 的基本原理。 答：熟米饭在冷却过程中会发生淀粉的老化，原本经过糊化的-淀粉在室温下 或低于室温下放置后，淀粉分子又开始自动排序，相邻分子之间的氢键又逐步恢 复。老化后的淀粉与水失去亲和力，不易于淀粉酶作用，因此不易被人体消化吸 收。 在制备方便稀粥的过程中，就是要防止糊化的-淀粉发生老化，具体措施 是可以将糊化的-淀粉在80摄氏度以下的高温迅速除去水分或冷却至0摄氏度 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-淀粉， 任然保持对水的亲和力，不需要再次加热，既可以糊化。 3 举例说明食品化学对肉品、水产品或果蔬加工储藏技术进步的影响。 答：在肉制品方面主要体现在：宰后处理，保汁和嫩化，护色和发色，提高肉糜 乳化力、凝胶性和黏弹性，超市鲜肉包装，烟熏剂的生产和应用，人造肉的生产 等。 在水产品中有：水产品的保鲜，海洋多糖的利用，海洋生物活性物质的提取和利 用等。 果蔬加工储藏中有：化学去皮，护色，质构控制，维生素保留，脱涩脱苦，打蜡 涂膜，化学保鲜，气调储藏，活性包装，酶促榨汁、过滤盒澄清及化学防腐等。 4 从蛋白质理化性质及营养角度，叙述适度热处理的意义。 答：热处理是食品加工最普遍的方式之一，也是食品保藏最普遍和有效的方法。 食品加工过程中以加热处理对蛋白质和氨基酸的影响最大。 从蛋白质理化性质及 营养角度来说，适度热处理的意义有： （1） 杀菌和灭酶 由于加热可使蛋白质变性，因而可杀灭微生物和钝化引起食品败坏的酶，相对地 保存了食品中的营养素。 （2） 提高蛋白质的消化率 加热使蛋白质变性可提高蛋白质的消化率。因为蛋白质遇热变性，维持蛋白质立 体结构的作用力被破坏，原来紧密地挤在一起的肽键变得松弛，容易被蛋白酶水 解，从而提高消化率。 （3） 破坏某些嫌忌成分 有些天然食物中存在着毒性物质、酶抑制剂、抗维生素等嫌忌成分，它们都对热 不稳定，易因加热变性、钝化而失去作用。上述物质大多来自植物并严重影响食 品的营养价值。例如，豆科植物中大豆、花生、菜豆、蚕豆和苜蓿等的种子或叶 片中存在着蛋白酶抑制剂，能抑制人体内的蛋白质水解酶，因而影响了蛋白质的 利用率及其营养价值。 这些天然食物中存在的嫌忌成分物质可以通过温和的热处 理而加以破坏，从而提高食品的安全性。 （4） 改善食品的感官性状 含有蛋白质和糖类的食品进行热加工时， 可因热加工所进行的羰氨反应致使发生 颜色褐变或呈现良好的风味特征而改善食品的感官性状。如米面制品焙烤时，色 氨酸等会与糖类发生羰氨反应，产生诱人的香味和金黄色。 5 作出脂肪非氧化相对反应速度与水分活度 aw 关系的示意图？据此解释不同 aw 时，脂肪氧化速度不同的原因？ 答：水分活度 0.33 处氧化速率最低，水分活度从 0-0.33 时，随着水分活度的增 加，氧化速率降低，这是因为十分干燥的样品中添加少量水，既能与催化氧化的 金属离子水合，使催化效率明显降低，又能与氢过氧化物结合并阻止其分解；水 分活度从 0.33-0.73，随着水分活度的增大，催化剂的流动性提高，水中溶解的氧 增多，分子溶胀，暴露除了更多催化点位，故氧化速率提高；当水分活度大于 0.73 后，水量增加，是催化剂的浓度被稀释，导致氧化速率降低。P174 6 动物屠宰后防止过程中肌肉颜色会发生哪几种变化，解释其颜色变化的原因。 答：动物屠宰后，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保 持其原有状态，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 肌红蛋白与氧气养合反应生成鲜红的氧合肌红蛋白，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。 7 酶促褐变的基本条件是什么？以切片后土豆为例说明酶促褐变的机理， 可以通 过哪些方法控制土豆褐变？ 答：酶促褐变是酚酶催化酚转化成醌或其聚合物的反应。发生的三个条件是酚类 底物、酚氧化酶和氧。土豆切片后，暴露在空气中，土豆中丰富的酪氨酸在儿茶 酚酶的作用下聚合成黑色素。酶促褐变的控制方法主要有： （1）热处理法，使酶 失活或钝化。 （2）调节 pH，通过降低 pH 以控制酚酶的活力。 （3）用二氧化硫及 亚硫酸盐处理， 这些酚酶的抑制剂， 可以抑制酚酶的活性。 （4） 驱除或隔绝空气。 （5）加酚酶底物的类似物，如肉桂酸、对位香豆酸、阿魏酸等酚酸可以有效的 一直苹果汁的酶促褐变。 （6）底物改性，利用甲基转移酶，将邻二羟基化合物进 行甲基化，生成甲基取代衍生物，也可以有效的抑制褐变。 8 脂肪酸败有哪三种类型？各有什么特点？在食品储存和加工做成中， 如何采取 一些措施控制酸败的发生？ 答：油脂氧化有自动氧化、光氧化、酶促氧化。 （1）脂类的自动氧化是活化的不饱和脂肪与基态氧发生的自由基反应，包括三 个反应过程，即链引发、链传递和链终止。它具有以下特征：在链引发阶段，不 饱和脂肪酸及其甘油酯在金属、热、光的催下下，双键相邻的-亚甲基脱氢， 引发烷基自由基 R的产生；在链增殖阶段，R与空气中的氧气结合形成过氧化 物自由基 ROO，然后又夺取一分子 RH 中的-亚甲基氢，生成氢过氧化物，同 时产生新的 R，如此循环下去，在链终止之前，自由基之间反应，形成非自由 基化合物。 脂类自动氧化的自由基 链引发 RHRH 链传递 RO2ROO ROORHROOHR 链终止 RRR-R RROOR-O-O-R ROOROOR-O-O-RO2 自由基的引发，因为活化能较高，故这步反应相对很慢。链增殖反应的活化 能较低，因此此步骤进行很快，产生大量的氢过氧化物。 （2）光氧化，是不饱和脂肪酸双键与单重态的氧发生的氧化反应。食品中存在 的一些天然色素如叶绿素、血红蛋白是光敏剂，收到光照后可以将基态氧转变为 激发态氧， 高度活泼的激发态氧可以直接进攻不饱和脂肪酸双键部位上的任一碳 原子，生成反式构型的氢过氧化物。由于激发态氧的能量较高，反应活性大，故 光敏氧化反应的速度比自动氧化反应速度快约 1500 倍。 （3）脂肪在酶参与下发生的氧化反应，称为脂类的酶促氧化。催化这个反应的 主要是脂肪氧化酶， 氧化反应产生的最终产物酮酸和甲基酮具有令人不愉快的气 味，又叫酮型酸败。 防止油脂的酸败， 主要是防止油酸、 亚油酸等的酸败， 可以从以下几个方面： （7） 水分：一般认为油脂中的水分含量超过 0.2%，水解酸败作用就会加强， 因此在保管和运输过程中，要严格防止水分的进入。 （8） 空气： 空气中的氧气是引起油脂酸败的主要因素， 因此应该严格密封保存。 （9） 杂质：非脂肪类物质会加速油脂的酸败，故在加工过程中为了保护好优质 油酸，应当适当去除一些非必要的杂质。 （10） 光照：日光中的紫外线有利于氧的活化和油脂中游离基的生成，加快油 脂氧化酸败的速率，因此油脂含量高的食品应该避光保存。 （11） 温度：温度升高，则油脂酸败的速度加快，反之则会延缓油脂的酸败。 因此油脂应尽量避免高温下保存。 最后，适当的加入一些抗氧化剂可以有效的延缓油脂的酸败。 9 试述水分活度和食品保藏性能之间的关系。 答：水分活度比水分含量能更好的反映食品的稳定性，具体说来，主要表现在以 下几点： 食品中 W 与微生物生长的关系：W 对微生物生长有着密切的联系，细菌生 长需要的 W 较高，而霉菌需要的 W 较低，当 W 低于 0.5 后，所有的微生物 几乎不能生长。 食品中 W 与化学及酶促反应关系：W 与化学及酶促反应之间的关系较为复 杂，主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应：水分不仅参与其反应， 而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行；通过与极性基团及离子基团的 水合作用影响它们的反应；通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用，使其 暴露出新的作用位点；高含量的水由于稀释作用可减慢反应。 食品中 W 与脂质氧化反应的关系：食品水分对脂质氧化既有促进作用，又有 抑制作用。当食品中水分处在单分子层水（W0.35 左右）时，可抑制氧化作 用。当食品中 W0.35 时，水分对脂质氧化起促进作用。 食品中 W 与美拉德褐变的关系： 食品中 W 与美拉德褐变的关系表现出一种 钟形曲线形状，当食品中 W0.30.7 时，多数食品会发生美拉德褐变反应，随 着 W 增大，有利于反应物和产物的移动，美拉德褐变增大至最高点，但 W 继 续增大，反应物被稀释，美拉德褐变下降。 10 反应肉蛋白冷冻变性的指标有哪些？说明肉蛋白冷冻变性对其品质的影响？ 答：肉类食品经过冷冻及解冻，组织及细胞膜被破坏，并且蛋白之间产生了不可 逆的结合代替了蛋白质和水之间的结合， 因而肉类食品的质地变硬， 保水性降低。 鱼蛋白为例，鱼蛋白非常不稳定，经过冷冻或冷藏后，组织发生了变化，肌球蛋 白变性以后与肌动蛋白结合导致了肌肉变硬，持水性降低，解冻后鱼肉变得干且 有韧性。 11 以某一种食品为例，概述确定其特征风味化合物的研究思路。 答：分为滋味、气味 滋味主要通过感官检验。 主要采用顶空或者固相微萃取等手段结合气相色谱或者气相色谱-质谱等设备检 测鉴定食品中的挥发性的特征风味化合物。 14 淀粉糊化分为哪几个阶段，每个阶段发生了什么变化？ 答：可以分为三个阶段：a 可逆吸水阶段。水分进入淀粉粒的非晶质部分，淀粉 通过氢键与水分子发生作用，颗粒的体积略有膨胀，外观上没有明显的变化，淀 粉粒内部晶体结构没有改变，此时冷却干燥，可以复原，双折射现象不变。B 不 可逆吸水阶段，随着温度升高，水分进入淀粉微晶束间隙，不可逆大量吸水，颗 粒的体积开始膨胀， 淀粉分子之间的氢键被破坏和分子结构发生伸展， 结晶溶解， 双折射现象开始消失。C 淀粉粒解体阶段，淀粉分子全部进入溶液，体系的黏度 达到最大，双折射现象完全消失。 教材重点： 一 水分 1. 水分的存在状态：自由水和结合水 2. 结合水的特点：a 结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比较 固定的比例关系。 b 结合水的蒸汽压比自由水小很多，所以一定温度下结 合水不能从食品中分离出来。C 结合水不易结冰。D 结合水不能作为溶剂 e 自由水可以被微生物利用，而结合水不能。 3. 水分活度：食品中水的蒸汽压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。 4. 水分的吸附等温线 MSI：恒定温度下，食品中的水分含量对它的水分活度绘 图形成的曲线。 5. 等温线的滞后现象：采用向干燥食品中添加水的方法绘制的水分吸附等温线 和按解吸过程绘制的等温线并不重叠，这种不重叠现象称为滞后现象。主要 原因是：a 解吸过程中的一些吸水部位与