食品化学 复习.doc

第2章 水分1、 水分子的结构特点(1)单个水分子的结构特征 H2O分子的四面体结构有对称型。 H-O共价键有离子性。 氧的另外两对孤对电子有静电力。 H-O键具有电负性。(1)水分子的结构特征v 水是呈四面体的网状结构v 水分子之间的氢键网络是动态的v 水分子氢键键合程度取决于温度2、 缔合原因分子的缔合：水分子在三维空间形成多重氢键键合。 每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体，能够在三维空间形成氢键网络结构。 原因： H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性,这种极性使分子之间产生引力。 由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体,因此可以在三维空间形成多重氢键。 静电效应。3、 水分活度的概念、测定方法概念：一定温度下样品水分蒸气压与纯水蒸气压的比值； 水分活度的物理意义是表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系。测定方法：1. 冰点测定法:先测样品的冰点降低和含水量, 据下两式计算AW: aw=n1/(n1+n2) n2=GTf / (1000.Kf) G溶剂克数 Tf冰点降低() Kf水的摩尔冰点降低常数(1.86)2. 相对湿度传感器测定法 将已知含水量的样品置于恒温密闭小容器中,使其达到平衡,然后用电子或湿度测定仪测样品和环境空气的平衡相对湿度,即可得aW.3、溶剂萃取法在一定温度下，苯所萃取出的水量与样品中水相的水分活度成正比。用卡尔费休法分别测定苯从食品和纯水中萃取出的水量并求出两者之比，即为样品的水分活度。4. 恒定相对湿度平衡法 置样品于恒温密闭的小容器中,用一定种类的饱和盐溶液使容器内的样品的环境空气的相对湿度恒定,待恒定后测样品含水量的变化,然后再绘图求aW.4、 吸湿等温线1、 定义及测定方法 恒温条件下，以食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对水活性绘图形成的曲线，称为水分吸着等温线（moisture sorption isotherms,MSI） 在恒定温度下，改变食品中的水分含量，测定相应的活度，以水分含量为纵轴、Aw为横轴画出曲线。5、 疏水水合作用区：为构成水和邻近水区，即与食品成分中的羧基、氨基等基团通过氢键或静电引力相互结合的那部分水。区：多层水区，即食品中与酰胺基、羧基等基团和结合水、邻近水以水溶质、水水氢键和缔合作用被相对固定的水，也包括直径小于1m的毛细管的水。区：自由水区，aw在0.80.99之间，物料最低含水量在0.140.33 g/g干物质，最高为20g/g干物质。Aw 0-0.2 0.2-0.85 0.85区 I区 II区 III区含水量% 1-6.5 6.5-27.5 27.5冷冻能力 不能冻结 不能冻结 正常溶剂能力 无 轻微-适度 正常水分状态 单分子层水 多分子层水 体相水微生物利用 不可利用 部分可利用 可利用意义：由于水的转移程度与aw有关,从MSI图可以看出食品脱水的难易程度,也可以看出如何组合食品才能避免水分在不同物料间的转移。据MSI可预测含水量对食品稳定性的影响。从MSI还可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱。6、 滞后现象1. 定义 采用向干燥样品中添加水的回吸的方法绘制的MSI和按解吸的方法绘制的MSI并不互相重叠的现象称为滞后现象。在给定aw值时，样品解吸比样品回吸过程含有更多的水分。2.原因： 解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分.不规则形状产生毛细管现象的部位,欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压(要抽出需P内P外, 要填满则需P外 P内).解吸作用时,因组织改变,当再吸水时无法紧密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的aw.7、 水分活度与食品稳定性的关系水分活度降低导致食品中自由水含量降低（1以水为介质的反应难以发生；2离子型反应的速率降低；3水参加的反应速率降低；水影响酶的活性及酶促反应中低物的输送总之，降低食品中的水分活度，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。 但水分活度太低，反而会加速脂肪的氧化酸败。 要使食品具有最高的稳定性，最好将水分活度保持在结合水范围内。这样，既可使化学变化难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和持水性。8、 低温保藏食品的原理低温提高一些食品化学反应速度的原因有两个方面。其一：在冻结情况下，由于结冰导致自由水的含量减少及产生的浓缩效应，使得自由水中的非水物质的浓度大大提高，其pH值、离子强度、黏度、表面和界面张力及氧化还原电位的发生大的改变，促进了非水物质之间的接触机会，为一些反应创造了合适的反应条件；其二：使酶的浓度提高，酶与激活剂、底物之间的接触机会大大提高。第3章 蛋白质1、 蛋白质一二三四结构蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸通过共价键即肽键连接的线性排列顺序。蛋白质的二级结构是指邻近几个氨基酸形成的一定的结构形状。（如：螺旋【每一圈包含3.6个残基，螺距0.54nm, 残基高0.15nm,螺距半径0.23nm，每一个 角为-57，每一个 角为-47；相邻螺旋之间形成链内氢键；氢键的取向与螺轴几乎平行。】和折叠）超二级结构：两个或几个二级结构单元被连接多肽连接起来，进一步组合成有特殊的几何排列的局域空间结构。蛋白质的三级结构是指整条肽链（含螺旋、弯曲和折叠或无规卷曲等二级结构的蛋白质）盘绕 折叠形成一定的三维空间结构形状。（如纤维蛋白和球状蛋白）蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位置和结构。所以，四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质。蛋白质亚基：是一条多肽链。寡聚蛋白质：由少数亚基聚合而成的蛋白质。多聚蛋白质：由几十个，甚至上千个亚基聚合而 成的蛋白质。 2、 蛋白质变性？变性之后会发生什么变化？厉害？蛋白质变性是指蛋白质构象的改变（即二级、三级或四级结构的较大变化），但并不伴随一级结构中的肽键断裂。物理性质的改变：凝集、沉淀；流动双折射；粘度增加；旋光值改变；紫外、荧光光谱发生变化化学性质的改变：酶水解速度增加、分子内部基团暴露生物性能的改变：抗原性改变、生物功能丧失可逆变性：除去变性因素之后，在适当的条件下蛋白质构象可以由变性态恢复到天然态。不可逆变性：除去变性因素之后，在适当的条件下蛋白质构象由变性态不能恢复到天然态。3、 等电点氨基酸的等电点pI: 是指在溶液中净电荷为零时的pH值。 在等电点以上的任何pH值 氨基酸带净负电荷，并因此在电场中将向正极移动。在低于等电点的任一pH值 氨基酸带有净正电荷，在电场中将向负极移动。在一定pH范围内 氨基酸溶液的pH离等电点愈远，氨基酸携带的净电荷愈多。4、 界面性质？具备哪三个条件？是指蛋白质能自发地适移至汽-水界面或油-水界面的性质。蛋白质作为理想的表面活性剂必须具有3个属 性：快速吸附到界面的能力；在达到界面后 迅速伸展和取向；一旦达到界面，即与邻近分子相互作用形成具有强内聚力和粘弹性的膜，能耐受热和机械的作用。5、 氨基酸的疏水性是指1mol氨基酸从乙醇转移至水中的自由能变化GG0=-RTlnS乙醇/S水S乙醇-氨基酸在乙醇中的溶解度 S水-氨基酸在水中的溶解度6、 凯氏定氮法（步骤、反应式、注意事项）消化 样品中含氮有机化合物经浓硫酸加消化，硫酸使有机物脱水；同时有机物炭化生成碳； 碳将硫酸还原为SO2，C则变为CO2； SO2使氮还原为氨，本身则氧化为SO3； 在反应过程中生成的氢，又加速氨的形成； 生成物中水和SO2逸去，氨与硫酸结合生硫酸铵留在溶液中。蒸馏硫酸胺在碱性条件下，释放出氨。NH4 +OH- 加 热 NH3+H2O 吸收与滴定2NH3 + 4H3BO3 (NH4)2B4O7+5H2O(NH4)2B4O7+5H2O + 2HCl 4H3BO3 +2NH4Cl注意事项消化时间一般约4小时左右即可，消化时间过长会引起氨的损失。如样品中含赖氨酸或组氨酸较多时，消化时间需延长1-2倍。样品含脂肪或糖较多时，消化时间要长些。同时注意消化过程中产生泡沫溢出瓶外。在蒸馏过程中注意接头处有无松漏现象。第4章 碳水化合物1、 什么叫碳水化合物？种类？是自然界中存在量最大的一类化合物，组成一般可用Cn（H2O）m的通式表示根据水解程度，碳水化合物分为单糖、低聚糖（寡糖）、多糖2、 什么叫低聚糖？常见的低聚糖是怎样的结构特点？由210个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。低聚糖是以一个醛糖C1（酮糖则在C2）上的半醛糖羟基（OH）和另一单糖的羟基脱水而成（形成糖苷键），即低聚糖是单糖以糖苷键结合而构成。3、 糖的变旋现象？为什么会发生？纯的D-葡萄糖属于-D-吡喃葡萄糖，制成水溶液时，由于和转换，比旋光度由最初+112逐渐降到+52.7时恒定下来，这种现象称为变旋现象。温度越高，变旋速度越快由于环状结构中增加了一个手性碳原子，所以得到两种异构体构型和构型。两种构型可通过开链式相互转化而达到平衡。4、 什么是焦糖化？哪几种反应？在无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用酸或铵盐作催化剂，生成焦糖的过程，称为焦糖化。糖经强热处理可发生两种反应 分子内脱水 向分子内引入双键 ，然后裂解产生一些挥发性醛、酮，经缩合、聚合生成深色物质。生成焦糖或酱色。 环内缩合或聚合 裂解产生的挥发性的醛、酮经缩合或聚合产生深色物质。5、 什么是麦拉德褐变？影响因素？及抑制措施？麦拉德反应又称羧氨反应，即指羧基与氨基经缩合，聚合生成类黑色素的反应。 影响因素：糖的种类及含量 a. 五碳糖六碳糖 D-木糖D-核糖L-阿拉伯糖己糖（D-半乳糖，D-甘露糖，D-葡萄糖，D-果糖） b. 单糖双糖 c. 还原糖含量与褐变成正比 d. 链式结构（游离羰基）的百分含量与褐变成正比 氨基酸及其它含氨物种类 a.含S-S，S-H不易褐变 b.有吲哚，苯环易褐变 c.碱性氨基酸易褐变 d.氨基在-位或在末端者，比-位易褐变 e.胺类比氨基酸的褐变速度快 f.蛋白质的褐变速度很缓慢 温度 升温易褐变水分 褐变需要一定水分金属离子和亚硫酸盐 氧（间接因素）Ca 处理 抑制Maillard反应 pH值 pH49范围内，随着pH上升，褐变上升。当pH3时，褐变反应程度较轻微。pH在7.89.2范围内，褐变较严重。 抑制反应：注意选择原料 保持低水分 应用SO2 保持低pH值（常加酸） 钙处理 热水烫漂6、 直链淀粉和支链淀粉？直链淀粉是D-葡萄糖通过-1,4-糖苷键连接而形成的线状大分子支链淀粉是D-葡萄糖通过-1,4和-1,6-糖苷键连接而形成的大分子，结构中具有分支。支链淀粉比直链淀粉分子的聚合度大得多，是最大的天然化合物之一。7、 淀粉糊化？过程？有哪几个阶段?影响糊化的因素？淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。其本质是微观结构从有序转变成无序。糊化作用的阶段：可逆吸水阶段双折射现象不变），不可逆吸水阶段（双折射现象开始消失），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）影响糊化的因素 结构 直链淀粉小于支链淀粉。 Aw Aw提高，糊化程度提高。 糖 高浓度的糖水分子，使淀粉糊化 受到抑制。盐 高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。但对马铃薯淀粉例外， 因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影 响它的电荷效应。 脂类 脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀 粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。酸度 pH60 或 7%，称为高甲氧基果胶。甲氧基含量7%，称为低甲氧基果胶。低酯化度(低甲氧基)果胶 条件：在没有糖存在时也能形成稳定的凝胶，但必须有二价金属离子（M2+）存在。例如钙离子。 机制：在果胶分子间形成交联键，随着Ca2+浓度的增加，胶凝温度和凝胶强度也增加。10、 还原糖的测定？直接滴定法（原理、步骤、注意事项）(1)菲林试剂法原理 食物中的还原糖成分能将菲林试剂还原成氧化亚铜，并借助次甲基蓝作指示剂。A.样品处理 B.标定碱性酒石酸酮溶液C.样品测定计算 还原糖（以葡萄糖计）%=(m2/m)*(v1/v2)*n*(100/1000) m样品重（g） m2 10mL菲林试剂相当于葡萄糖的含量（mg） v1样品定容体积 v2 实际消耗样品体积（mL） n 样品的稀释倍数注意事项 应在沸腾状态下滴定。 如果含有蛋白质，鞣质，树脂等，可加乙酸锌溶液（21.9g乙酸锌加3ml冰乙酸，加水定容100mL）使它们形成沉淀，通过过滤除去。（2）碘量法11、 淀粉的测定？还原糖%=250*（V1-V2）*m Na2S2O3 *00.9/（W*50）*100 m Na2S2O3硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度 V1滴定空白时所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积 V250mL滤液所消耗的硫代硫酸钠的量（mL） W样品量（g） 0.091mL 1ml/L碘标准溶液相当葡萄糖的克数第5章 脂质1、 同质多晶？亚晶包堆积方式？稳定性如何？指化学组成相同的物质，可以有不同的结晶方式，但融化后生成相同的液相。正交(b型) 三斜(b型) 六方(a型)稳定性b b a2、 油脂塑形？影响因素？在一定外力下，固体脂肪具有的抗变形的能力。（1） 固体脂肪指数（SFI）适当（2） 脂肪的晶型。b型可塑性最强（3） 熔化温度范围宽则脂肪的塑性越大3、 氧化种类？途径？危害？自动氧化 、光敏氧化、酶促氧化油脂氧化的初级产物是ROOH,生成ROOH油脂氧化是油脂及含油食品败坏的主要原因之一导致油脂产生令人不愉快的气味和苦涩味，同时产生一些有毒的化合物，这些统称为油脂的酸败4、 自动氧化和光敏氧化的机理？自动氧化：先在不饱和脂肪酸双键的a-C处引发自由基，自由基共振稳定，双键可位移。参与反应的是3O2 ，生成的ROOH的品种数为： 2a-亚甲基数光敏氧化：Sen诱导出1O2 1O2进攻双键上的任一碳原子，形成ROOH，双键位移 生成的ROOH品种数为：2双键数 V光敏氧化1500V自动氧化5、 影响油脂氧化的因素？反应物的结构、温度、Aw、食物的表面积、光照、催化剂、抗氧化剂。6、 常见的人工和天然的抗氧化剂？如何正确使用？人工：BHA、BHT、PG、TBHQ、D-异抗血酸及其钠盐自然：生育酚、茶多酚、L-抗坏血酸1抗氧化剂应尽早加入2抗氧化剂的使用要注意剂量问题3选择抗氧化剂应注意溶解性4在实际使用中常使用2种或3种以上的抗氧化剂，利用其增效效应。作为添加剂使用的抗氧化剂，必须有较好的抗氧化性能。一般用量较低时，即可达到抗氧化目的。7、 抗氧化剂的机理？自由基清除剂、1O2淬灭剂、金属螯合剂、氧清除剂、ROOH分解剂、酶抑制剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂。8、 衡量的指标（POV，碘值。，）TBA Test（硫代巴比妥酸）活性氧法（active oxygen method,AOM）史卡尔法（ schaal ）9、 （HLB值）选用的原则？HLB值越低,表面活性剂的亲油性越强;HLB值越高,表面活性剂的亲水性越强10、 粗脂肪的测定？常用的方法，优缺点，提取剂?索氏提取法、酸性乙醚提取法、碱性乙醚提取法、氯仿-甲醇提取法 、巴布科克法和盖勃法。11、 索氏提取剂原理、注意事项、适用范围？溶剂回流及虹吸此法测得的是游离脂肪，不宜测液体样品；使用乙醚或石油醚时，切忌明火加热；纸或小烧瓶应先恒重；无水乙醚溶解脂肪的能力强；石油醚允许样品含微量水份；纸包要扎紧，纸筒的高度须低于虹吸管上端弯曲部位；水浴温度宜控制在50(乙醚)左右，虹吸次数适中；提取物在烘箱中烘干时，时间不宜太长。第6章 维生素1、 素C降解原理？因素？保护方法？抗坏血酸具有强还原性，并可以解离出氢离子。在抗坏血酸的降解过程中，脱氧抗坏血酸（A）通过温和的还原反应冷可以转化成抗坏血酸O2浓度及催化剂 催化氧化时,降解速度正比与氧气的浓度 非催化氧化时,降解速度与氧气的浓度无正比关系,当PO2 0.4atm，反应趋于平衡. 有催化剂时,氧化速度比自动氧化快2-3个数量级,厌氧时,金属离子对氧化速度无影响， 可是一些Cu2+和Fe3+的螯合物仍会产生催作用。 糖,盐及其它溶液浓度高时可减少溶解氧,使氧化速度减慢;半胱氨酸,多酚,果胶等对其有保护作用。 pH值:VC在酸性溶液(pH4)中较稳定,在中性以上的溶液(pH7.6)中极不稳定。 温度及AW:结晶VC在100不降解，而VC水溶液易氧化，随T，V降解； AW， V降解 许多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，细胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。 食品中的其它成分如花青素，黄烷醇，及多羟基酸如苹果酸，柠檬酸，聚磷酸等对VC有保护作用，亚硫酸盐对其也有保护作用。2、 维生素B加工稳定性 具有酸-碱性质。 对热非常敏感，在碱性介质中加热易分解. 能被VB1酶降解，同时，血红蛋白和肌红蛋白可作为降解的非酶催化剂. 对光不敏感，在酸性条件下稳定，在碱性及中型介质中不稳定。 其降解受AW影响极大，一般在AW为0.5-0.65范围降解最快。3、 什么叫维生素A源？维生素A原(provitamin A)复合物，某些有色植物含有类胡萝卜素，其中一小部分可在小肠和肝细胞内转变成视黄醇和视黄醛，这些类胡萝卜素统称为维生素A原。第7章 矿物质矿物质的分类常量元素：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。微量元素：必需微量元素 铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌 可能必需微量元素 硅、镍、硼、钒 有潜在毒性，但低剂量可能有功能作用的微 量元素 铅、镉、汞、砷、铝、锡、锂第九章1、 叶绿素的结构特点？变色原理？护色？结构特点：叶绿素是含镁的四吡咯衍生物，由4个吡咯环和4个甲烯基（CH=）连接成一个大环，叫簿啉环，也称为叶绿素的“头部”。镁原子居于卟啉环的中央，偏向于带正电荷，与其相连的氮原子则偏向于带负电荷，因而卟啉具有极性，可以与蛋白质结合。卟啉环上连接一个含羧基和羧基的副环，成为同素环，副环上的羧基以酯键和甲醇结合。以酯键与IV吡咯环侧链上的丙酸相结合的部分称为叶绿醇或植醇此部分称为叶绿素的“尾部”。叶绿醇是由4个异戊二烯单位组成的双萜，故尾部是亲酯的。叶a和叶b在结构上的区别仅在于3位上的取代基不同。叶a含有一个甲基，叶b则含有一个甲醛基。变色原理： 光、氧 叶绿素在活体植物中稳定，采后贮藏时易见光分解，光和氧可使叶绿素不可逆褪色。酶 叶绿素在叶绿素酶的直接作用下，降解褪色；此外，蛋白酶，果胶酶，脂酶，过氧化物酶等可间接作用于叶绿素使之褪色。酸、热 叶绿素在H