《食品化学》高职食品类专业全套教学课件

食品化学项目1食品中的水分项目2食品中的碳水化合物项目3食品中的脂类项目4食品中的蛋白质项目5食品中的酶类项目6食品中的矿物质项目7食品中的维生素项目8食品中的天然色素项目9食品风味化学项目10食品中的天然毒性成分与污染物项目11食品添加剂全套可编辑PPT课件食品化学食品化学学习什么？常见的有害成分食品的色香味食品添加剂酶水分碳水化合物脂类蛋白质维生素矿物质食品原料的化学组成及贮藏加工特性绪论学什么食品化学是什么学习食品化学在食品工业技术发展中的作用绪论学习目标一、食品化学的概念食品化学——就是从化学的角度和分子水平上研究食品中上述成分的结构、理化结构、营养作用、安全性及可享受性，以及各种成分在食品生产、食品加工和储藏期间的变化及其对食品营养性、享受性和安全性影响的科学，是为改善食品品质、开发食品新资源、革新食品加工工艺和储运技术、科学调整膳食结构、改进食品包装、加强食品质量与安全控制及提高食品原料加工和综合利用水平奠定理论基础的科学。二、食品化学的主要研究内容是什么食品化学研究什么研究食品贮藏、加工新技术，开发新产品和新的食物资源。揭示食品在加工贮藏中发生的化学变化。食品中营养成分、呈色、香、味成分和有害成分的化学组成、性质、结构和功能；研究食品中化学反应的动力学行为和环境因素的影响。二、食品化学的主要研究内容是什么（一）研究食品的化学组成及性质二、食品化学的主要研究内容是什么（二）揭示食品在加工储藏中发生的化学变化及对食品质量的影响二、食品化学的主要研究内容是什么

食品化学确定了食品的组成、理化性质、营养特性、品质特性、安全性，对食品在加工，储藏中的化学反应进行了研究，包括进行步骤、机理等，研究原料和成品的成分、食品添加剂、温度、时间、酸度、水分活度等对食品质量、品质、安全性的影响；应用上述知识解决在食品配制、食品加工和食品储藏中面临的问题，最终将上述的食品化学研究成果转化为：合理的原料配比、有效的反应物接触屏障的建立、适当的保护或催化措施的应用、最佳反应时间和温度的设定、光照、氧含量、水分活度和pH等的确定，从而得出最佳的食品加工储藏方法。（三）开发新产品和新的食物资源，研究食品储藏加工新技术二、食品化学的主要研究内容是什么根据研究内容的主要范围，食品化学主要包括食品营养成分化学、食品色香味化学、食品工艺化学、食品物理化学和食品有害成分化学。根据研究的物质分类，食品化学主要包括食品碳水化合物化学、食品油脂化学、食品蛋白质化学、食品酶学、食品添加剂化学、食品风味化学、食品色素化学等。（四）研究化学反应动力学三、食品化学在食品工业技术发展中的作用食品化学是食品类专业最重要的专业基础课，是基础理论与专业技术的桥梁

食品化学对食品工业技术的发展具有指导意义生物工程在食品中应用的成功与否紧紧依赖着食品化学

食品化学的作用怎样学习食品化学了解食品化学的研究方法，加深对食品化学理论的理解1培养对本门课程的学习兴趣，发挥学习的积极性和主动性2学习中要注意与有关课程的联系，应大量阅读参考资料

3应用归纳法学习食品化学

4重视实验课，通过实验加深对理论知识的理解

5谢谢！项目一食品中的水分概述水和食品品质食品中水含量的表示方法水分活度与食品稳定性的关系一二三

四学习内容任务一食品中水的存在状态学习目标1掌握水在食品中的存在及其生理功能。3重点掌握水分活度概念及水分活度与食品穗定性的关系。4掌握食品中水分含量和水分活度测定的方法。2熟悉水和冰的性质、结构以及代谢与平衡。163一、食品中水的含量

不同种类的食品，水分含量差别较大；即使是同一个体，不同生长阶段、不同组织器官，含水量也是不同的。如植物，其根、茎、叶等营养器官含水量较高，为鲜重的70%～90%，甚至更高；而植物的种子含水量常只有12%～15%。

一般来说，食物的含水量除谷物和豆类等种子外（12%～16%），一般都比较高（60%～90%），水是食物各种组分中数量最多的组分。水在食品及食品加工中的作用水的作用2.更具体地限制和确定研究课题及假设；3.告诉研究者在本领域内已做了哪些工作；4.提供一些可能对当前研究有用的研究思路及方法5.传热介质作用；6.影响储藏性；1.组成成分；2.影响食品的鲜度；3.溶剂作用；4.提供一些可能对当前研究有用的研究思路及方法4.浸涨剂作用；二、食品中水的结构在水分子中，由于氧原子和氢原子呈V字形排序，O-H键是极性键，所以水分子具有极性。在通常情况下，水有三种存在状态，即气态、液态和固态。水分子之间的缔合程度与水的存在状态有关。水具有一定的黏度是因为水分子在大多数情况下是缔合的，而水具有流动性是因为水分子之间的缔合是动态的。水具有一定的黏度是因为水分子在大多数情况下是缔合的，而水具有流动性是因为水分子之间的缔合是动态的。水分子不仅相互之间可以通过氢键缔合，而且可以和其它带有极性基团的有机分子通过氢键相互结合，另外，水还可以作为两亲分子的分散介质，通过这种途径使得疏水物质也可在水中均匀分散。1.水分子的结构和性质（一）水分子的结构二、食品中水的结构三、食品中冰的结构冰是水分子通过氢键相互结合、有序排列形成的低密度、具有一定刚性的六方形晶体结构。在冰的晶体结构中，每个水分子和另外4个水分子相互缔合。当水溶液结冰时，其所含溶质的种类和数量可以影响冰晶的数量、大小、结构、位置和取向。一般有4种类型，即六方形、不规则树状、粗糙球状、易消失的球晶；纯水结晶时有下列行为：即尽管冰点是0℃，但常并不在0℃结冻，而是出现过冷状态，只有当温度降低到零下某一温度时才可能出现结晶，出现冰晶时温度迅速回升到0℃。把开始出现稳定晶核时的温度叫过冷温度。冰的结构和性质三、食品中冰的结构三、食品中冰的结构三、食品中冰的结构四、食品中水和冰的结构及性质Edityourcompanyslogan1.水的熔点、沸点、介电常数、表面张力、热容和相变热均比质量和组成相近的分子高得多。2.水的密度较低，水在冻结时体积增加，表现出异常的膨胀行为，这会使得含水的食品在冻结的过程中其组织结构遭到破坏3.水的热导率较大，然而冰的热导率却是水同温度下的4倍。4。冰的热扩散速度是水的9倍，因此在一定的环境条件下，冰的温度变化速度比水大得多。水、冰的物理特性及与食品质量关系五、食品中水的存在状态结合水3.多层水：多层水是单层水分子膜外围绕亲水基团形成的另外几个水层，主要依靠水一水氢键和水一溶质间氢键缔合在一起，它们的结合较不牢固，且呈多分子层结合。1.构成水：构成水是指与食品中其他亲水物质（或亲水基团）结合最紧密的那部分水，它与非水物质构成一个整体。在高水分食品的总水分含量中只占一小部分。

2.邻近水：邻近水是指与食品中非水成分的强极性基团如：梭基、氨基、经基等直接以氢键结合的第一个单层水分子膜。五、食品中水的存在状态自由水3.自由流动水自由流动水指动物的血浆、淋巴和尿液、植物的导管和细胞内液泡中的水，因为都可以自由流动，所以叫自由流动水。1.滞化水（不移动水）滞化水是指被组织中的显微和亚显微结构与膜所阻留住的水，由于这些水不能自由流动，所以称为不移动水或滞化水。

2.毛细管水

毛细管水是指在生物组织的细胞间隙和制成食品的结构组织中，还存在着一种由于天然形成的毛细管而保留的水分，称为毛细管水，是存在于生物体的水。

五、食品中水的存在状态1与离子或离子基团的相互作用3与非极性物质的相互作用。2与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用（一）水与溶质的相互作用五、食品中水的存在状态（一）水与溶质的相互作用1.水与离子和离子基团的相互作用离子和有机分子的离子基团在阻碍水分子流动程度上超过其他任何类型的溶质。离子或离子基团（Na＋、CI-、CH3COO-、NH4+梦等）通过自身的电荷可以与水分子的偶极产生静电相互作用，这种作用称为离子水合作用。

五、食品中水的存在状态（一）水与溶质的相互作用2．水与具有氢健键合能力的中性基团（极性基团）的相互作用

在食品中，水可以和与蛋白质、淀粉、果胶物质、纤维素等成分通过氢键而结合。水与溶质之间的氢键键合比水与离子之间的相互作用弱，氢键作用的强度与水分子之间的氢键的强度相近。

五、食品中水的存在状态（一）水与溶质的相互作用3.水与非极性物质的相互作用向水中加人疏水性物质，例如烃类、稀有气体、脂肪酸、氨基酸以及蛋白质的非极性基团等，由于疏水基团与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强，结构更为有序，使得疏水基邻近的水形成了特殊的结构，水分子在疏水基外围定向排列，导致的熵减少，此过程称为疏水水合。

五、食品中水的存在状态（二）食品中的水分状态（1）结合水的量与食品中所含极性物质的量有比较固定的关系（2）结合水对食品品质和风味有较大的影响，当结合水被强行与食品分离时，食品质量、风味就会改变；（3）结合水熔点为-40℃，不易结冰，由于这种性质使得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；（4）食品中的微生物孢子不能利用结合水进行发芽和繁殖，因而，只要从食品中除去自由水，就可使食品安全地保藏；（5）结合水不能作为可溶性成分的溶剂，也就是说丧失了溶剂能力；（6）自由水可被微生物所利用，结合水则不能。任务二水和食品品质水和食品品质二、水对食品的色泽和风味的影响——食品含水量充足，就会显得饱满光润，新鲜悦目。食品必须含有一定的水分，才能有利于味觉器官对于滋味的感受。一、水对食品“嫩”的影响——含水量的多少是许多食品原料及其成品鲜嫩程度的重要标志。食物的含水量多，则质感鲜嫩；含水量少，则质感柴老。任务三食品中含水量的表示方法一.水分活度的定义1．水分活度的概念水分活度（Aw）是指在一定温度下，食品水的蒸汽压（P）与纯水的饱和蒸汽压(Po）的比值。即：

Aw=P/P0

水分活度是O-1之间的数值。对于纯水而言，其P与Po值相等，因此Aw值为1，完全无水时Aw值为O。2．水分活度与食品含水量的关系食品含水量是指食品中所含水分的多少，可用多种方式表示，与食品水分活度是两个不同的概念。一般来说，食品的含水量越高，食品的水分活度就越大。但二者之阿并不存在正比关系。二、水分活度与食品含水量的关系

水分含量和水分活度是不同的两个概念。水分含量是指食品中水的总含量，即一定量的食品中水的质量分数；水分活度反映了食品中水分的存在状态，级水分与其他非水组分的结合程度或游离程度。结合程度越高，则水分活度值越低；结合程度越低，则水分活度值越高。

在同种食品中，一般水分含量约高，七水分活度值越大，但不同种食品即使水分含量相同，水分活度值往往不同。三、等温吸湿曲线（一）定义及测定方法

在恒定温度下，以食品的含水量（以g水／g干物质表示）为纵坐标，以其水分活度（Aw）为横坐标绘图形成的曲线称为水分吸湿等温线（MSI）。

（二）ＭＳＩ中的分区Ⅰ区：为结合水中的构成水和临近水；Ⅱ区：为结合水中的多层水；Ⅲ区：为毛细管凝聚的自由水。

（三）滞后现象如果向干燥样品中添加水（吸附作用）的方法绘制吸湿等温线和按解吸过程绘制的解吸等温线并不完全一致，这种现象叫做滞后现象。①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。②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）。③解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法紧密结合水分，由此可导致吸附相同水分含量时处于较高的水分活度。引起食品滞后现象的原因（三）滞后现象任务四水分活度与食品稳定性的关系一.水分活度与食品的稳定性

（1）水分活度与微生物生命活动的关系当食品的水分活度降低到一定的限度以下时，就会抑制水分活度阈值高于此值的微生物的生长、繁殖或产生毒素，使食品加工和贮藏得以顺利进行。当然发酵技术中要求所用微生物能正常快速增殖，此时则要给予合适的、必要高的水分活度；另外，利用水分活度控制食品质量或加工工艺时还要考虑pH、营养成分、氧气等因素对于微生物的影响。五、水分活度与食品的腐败（4）对酶促褐变的影响

（6）对水溶性色素分解的影响（5）对非酶褐变的影响

（2）对蛋白质变性的影响

（3）对脂肪氧化酸败的影响

（1）对淀粉老化的影响

水分活度与食品化学变化的关系2.水分活度与食品的稳定性

降低食品水分含量的方法自然干燥热风干燥真空干燥喷雾干燥冷冻升华干燥五、水分活度与食品的腐败3.降低食品水分含量的方法六、国内外食品水分各种测量方法的原理

国内外食品水分各种测量方法的原理间接测定法——而利用食品的密度、折射率、电导、介电常数等物理性质测定水分的方法称作，间接测定法不需要除去样品中的水分。直接测定法——利用水分本身的物理性质和化学性质去掉样品中的水分，再对其进行定量的方法，如烘干法、化学干燥法、蒸馏法和卡尔—费休法；在一定的温度和压力下，通过加热方式将样品中的水分蒸发完全，并根据样品加热前后的质量差来计算水分含量的方法，称为干燥法，它包括直接干燥法和减压干燥法。六、国内外食品水分各种测量方法的原理（一）干燥法六、国内外食品水分各种测量方法的原理其他测定法蒸馏法卡尔—费休（Karl-Fischer）法介电容量法电导率法红外吸收光谱法折光法化学干燥法快速微波能干燥法红外线干燥法谢谢！项目二食品中的碳水化合物

学习目标1了解糖类物质的分类和各类糖的组成特点。3了解重要的单糖、低聚糖（麦芽糖、乳糖、蔗糖）和功能性低聚糖、重要的多糖（淀粉）的性能和应用。2掌握糖类物质的物理性质、化学性质及其应用。概述食品中的单糖食品中低聚糖

食品中的多糖一二三四学习内容复合糖五任务一概述一、食品中唐磊的定义与分类

糖类又称为碳水化合物，从元素组成来看，糖类由碳、氢、氧三种元素组成；从结构本质而言，糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩合物和衍生物的总称。糖类的分类多糖：凡是水解时可以生成多个单糖分子的碳水化合物。多糖是由多个单糖分子相互连接形成的。单糖：凡是不能被进一步水解成更小分子的碳水化合物。这种单糖是碳水化合物世界的基础单元；低聚糖：也叫寡糖，凡是可以水解生成少数（2-6个）单糖分子的碳水化合物。重要的寡糖是双糖，也称作二糖。一、食品中唐磊的定义与分类糖类的分类结合糖：糖与非糖物质的结合物，也叫复合糖或者糖的衍生物。结合糖分布广泛，功能多种多样。任务二食品中的单糖一、食品中单糖的结构

单糖是最简单的碳水化合物，是不能再被水解的多羟基醛或多羟基酮及其衍生物。

自然界中存在的单糖绝大多数是D–型，其结构特点是：单糖分子中离羰基最远的不对称碳原子上–OH的空间排布与D–甘油醛相同，即在费歇尔投影式（单糖的链式结构）的右侧。若与L–甘油醛相同，则为L–型。

1.单糖的链状结构一、食品中单糖的结构

普通的醛和醇反应能形成半缩醛、缩醛，单糖分子中既有醛基又有羟基，所以也会在分子内部发生此种反应，即单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇羟基反应，生成分子内的半缩醛或半缩酮，形成五元呋喃糖环或更稳定的六元吡喃糖环。2.单糖的环状结构一、食品中单糖的结构

环的生成使羰基变为手性碳，因而产生了两个异构体，分别称为α–型和β–型。新形成的羟基称为半缩醛羟基，半缩醛羟基与尾基同侧称为β–型，半缩醛羟基与尾基异侧称为α–型。2.单糖的环状结构

在低聚糖分子中，如果仍然有个别组成的单糖保留了半缩醛羟基，

这种低聚糖叫还原性低聚糖。如果组成的单糖相互之间都以半缩醛羟基互相缩合，在形成的低聚糖分子中不再有半缩醛羟基，那么这种低聚糖便不再能发生上述反应，这种低聚糖称为非还原性低聚糖。含有相同单糖的低聚糖称为均低聚糖，含有不同单糖的低聚糖称为杂低聚糖。二、单糖和低聚糖的结构与特性（二）低聚糖的结构与特性三、食品中重要的单糖、低聚糖及其衍生物D–木糖L–阿拉伯糖D–核糖1.戊糖（一）单糖三、食品中重要的单糖、低聚糖及其衍生物D–葡萄糖D–果糖D–半乳糖D–甘露糖2.己糖（一）单糖三、食品中重要的单糖、低聚糖及其衍生物（二）单糖的重要衍生物糖苷糖醇糖酸糖胺低聚糖

蔗糖麦芽糖乳糖其他双糖三糖三、食品中重要的单糖、低聚糖及其衍生物（三）低聚糖四、单糖和低聚糖的性质及在食品工业中的应用（1）物质的旋光性简单来讲，通过光栅后只有一个振动方向的光波叫平面偏振光，简称偏光。偏光前进的方向与光波振动的方向所构成的平面叫振动面，与振动面垂直的那个平面叫偏振面。物质使偏光的偏振面或振动面向左或向右旋转一定角度的能力，叫物质的旋光性。其中，向右旋用“＋”表示，向左旋用“－”表示。（2）糖的旋光性及其应用糖分子中都有不对称碳原子，因此，其溶液都有旋光性，在一定条件下测定一定浓度糖溶液的旋光性，可以计算出其比旋光度。（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用1.旋光性（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用2.相对甜度（1）相对甜度的概念甜度没有绝对值，一般以蔗糖的甜度为标准，其它糖与蔗糖相比，得到的相对甜度（2）甜度的影响因素

第一，糖的甜味依糖种类的不同而异，不同的糖甜度强弱顺序如下:果糖＞转化糖＞蔗糖＞葡萄糖＞麦芽糖＞半乳糖＞乳糖第二，糖的甜度依糖的构型（α型和β型）的不同而异。第三，糖的甜度随糖类物质物理形态而变。

虽然各种糖都能溶于水中，但它们的溶解度不同。其中果糖的溶解度最高，其次是蔗糖、葡萄糖、乳糖等。

糖的溶解度随温度升高而增大，在生产中常使用温水或沸水溶化糖。糖的溶解度可指导我们选择食品加工的温度及不同糖的加入比例。对于利用糖作保存剂的果汁和蜜饯类食品，糖的溶解度可用于指导我们选择保存性能较好的糖浆。（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用3.溶解度

不同种类的糖结晶性不同。蔗糖极易结晶，且晶体很大；葡萄糖也易结晶，但晶体细小；转化糖、果糖较难结晶；淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能结晶，但能防止蔗糖结晶。在糖果制造加工时，要注意应用糖结晶性质上的差别。（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用4.结晶性质

吸湿性是指糖在空气湿度较大的情况下吸收水分的性质。保湿性是指糖在较低空气湿度时保持水分的性质。糖的这种性质对于保持食品的柔软性和贮存、加工都有重要意义。

凡是能溶于水的糖都具有吸湿性，如单糖中的果糖和二糖中的蔗糖；水溶性很小甚至不溶于水的糖有些也有吸湿性，如多糖中的淀粉。不同种类的糖吸湿性不同。果糖、转化糖吸湿性最强；葡萄糖、麦芽糖次之；蔗糖吸湿性最小。5.保湿性和吸湿性（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用

任何溶液都有渗透压，在相同浓度下，溶质相对分子质量越小，分子数目就越多，渗透压也越大。一定浓度的糖溶液也有一定的渗透压，其渗透压会随着浓度的增高而增大。因此可以利用渗透压使食品脱水，以降低水分活性、抑制微生物发育来提高

食品的贮藏性和风味。

渗透压高的糖，由于可以通过其高渗性来抑制微生物的生长，所以对食品的保存有利，且渗透压越高，食品保存效果越好。6.渗透压（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用

糖溶液冰点降低的程度取决于它的浓度和糖的相对分子质量大小，溶液浓度高，相对分子质量小，冰点降低得多。葡萄糖冰点降低的程度高于蔗糖，淀粉糖浆冰点降低的程度因转化程度而不同，转化程度增高，冰点降低得多。因为淀粉糖浆是多种糖的混合物，平均相对分子质量随转化程度增高而降低。

生产雪糕类冰冻食品，混合使用淀粉糖浆和蔗糖，冰点较单独用蔗糖小。使用低转化度淀粉糖浆的效果更好，冰点降低少，能节约电能，还能促进冰晶颗粒细腻、提高粘稠度、使甜味温和等效果。（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用7.冰点降低

糖类组成不同，黏度也不同，一般来讲黏度与分子体积大小成正比关系。如葡萄糖、果糖、糖醇类的黏度较蔗糖为低，淀粉糖浆的黏度较高。葡萄糖的黏度随温度升高而增大，蔗糖的黏度则随着温度的升高而减小。

在食品生产中，可以利用调节糖的黏度来提高食品的稠度和可口性。（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用8.黏度

糖溶液具有抗氧化性，如葡萄糖、果糖、淀粉糖浆都具有抗氧化性。由于氧气在糖溶液中的溶解度低于在水溶液中的，如在20℃时60%的蔗糖溶液中溶解氧的量仅为水溶液中的1/6左右，所以有利于保持鲜果的风味、颜色及维生素C而不致因发生氧化反应而变化，有利于延缓饼干、各种糕点的油脂氧化酸败。（一）单糖和低聚糖的物理性质及其在食品工业中的应用9.抗氧化性（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用1．氧化反应

由于糖是多羟基醛或多羟基酮，因此在不同氧化条件下，糖中的醛基、酮基和羟基被氧化，糖就会被氧化成不同的产物。

利用氧化反应可以测定食品和其它生物材料中D–葡萄糖的含量，也可以测定血液中葡萄糖含量。在室温下D–葡萄糖酸内酯在水中完全水解需要3小时，随着水解不断进行，pH逐渐下降，慢慢酸化，所以可作为一种温和的酸化剂，适用于肉制品与乳制品，特别在焙烤食品中可以用作膨松剂的一个组分。

单糖含有游离羰基，易于还原。单糖在一定压力与催化剂（LiAlH4或NaBH4）或酶的作用下，加氢使羰基还原成羟基，醛糖还原成糖醇；酮糖还原成两个非对映体的糖醇。

例如：保湿剂，被广泛应用于硬糖、软糖和不含糖的巧克力中；可以作为糖果包衣。木糖醇是木糖经氢化还原而成的一种糖醇，它的甜度是蔗糖的70%，可代替蔗糖作为糖尿病患者的疗效食品，在硬糖与不含糖的胶姆糖中可代替蔗糖使用，以减少牙病的发生。国外已经广泛将木糖醇应用于制造糖果、果酱、饮料等食品。（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用2.还原反应

这是单糖分子中羰基所引起的反应。糖脎都是不溶于水的黄色晶体，不同的糖脎，其晶形不同，熔点不同，成脎的反应速率也不相同。因此，可以根据糖脎的晶形、熔点及生成所需的时间来鉴定和分离糖。（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用3.成脎反应

在组成相同的不同单糖中，若多个手型碳原子中，只有一个手型碳原子的构型不同，其它碳原子的构型都完全相同，这样的旋光异构体称为差向异构体。

葡萄糖可以异构化成为果糖的原理在工业上被用来制备高甜度的果葡糖浆。先利用廉价的谷物淀粉经酶水解成葡萄糖，再经葡萄糖异构化酶的催化作用转化为甜度高的果糖，从而制得含40%以上果糖的果葡糖浆。4.异构化反应（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用

单糖环状结构中的半缩醛（或半缩酮）羟基较分子内的其它羟基活泼，故可与醇或酚等含羟基的化合物脱水形成缩醛（或缩酮）型物质，这种物质称为糖苷，又称配糖物。

糖苷广泛存在于植物的根、茎、叶、花和果实中。许多具有很高经济价值和药用价值的植物色素、生物碱等的有效成分都是糖苷，其配基都是很复杂的化合物。

但在某些食物中存在着另一类重要的糖苷，即生氰糖苷（如苦杏仁糖苷），水解后能产生氢氰酸将会引起氰化物中毒。5.成苷反应（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用

单糖与强酸（如12%以上的浓盐酸）共同加热时，会发生脱水反应，生成糠醛或其衍生物。糖的脱水反应是食品加工中重要反应之一，乙酰丙酸可作为合成纤维和医药的原料。

糖醛及羟甲基糠醛皆能与酚类化合物产生各种有色物质，如与α–萘酚反应显紫色，故常被用来定性和定量测定糖。（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用6.脱水反应

在酸或酶的催化下，双糖等低聚糖或多糖水解成单糖，伴随其黏度下降。

生物细胞中存在的转化酶也可以使蔗糖转化成果糖和葡萄糖。许多水果中的转化糖是由水果中的转化酶或酸水解蔗糖所形成的。由于蜜蜂可分泌转化酶，所以植物花粉中的蔗糖可以转化为蜂蜜中的大量转化糖。（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用7.水解作用

蔗糖中的伯醇基与脂肪酸在一定的条件下进行酯化反应，生成脂肪酸蔗糖酯。根据酯化程度分别得到蔗糖单酯和蔗糖双酯。蔗糖酯是一种高效、安全的乳化剂，可以改进食物的多种性能。它还是一种抗氧化剂，可以防止食品的酸败，延长保存期。

糖中羟基除了形成酯外，还能形成醚，多糖醚化后，可以进一步改良其功能性。例如，纤维素的羟丙基醚和淀粉羟丙基醚，都已经获得批准可以在食品中使用。（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用8.酯化反应与醚化反应

（1）羰氨反应单糖或还原糖中的羰基能与氨基酸、蛋白质、胺等含氨基的化合物进行缩合反应，产生具有特殊气味的棕褐色缩合物，即形成褐色色素，我们称之为羰氨反应。羰氨反应是由法国著名科学家美拉德发现的，所以也叫美拉德反应。它是食品在加热或长期储存后发生褐变的主要原因。

（2）焦糖化反应糖类在没有含氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上，也会发生褐变现象，这种作用称为焦糖化反应。9.非酶褐变反应（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用

糖类发酵对食品加工具有重要意义。有几种糖可被酵母、细菌、霉菌所产生的酶作用而发酵。酵母菌能使葡萄糖、果糖、甘露糖、麦芽糖等发酵而成酒精，同时放出二氧化碳。这是葡萄酒、黄酒和啤酒生产及面包蓬松的基础。

由于蔗糖、葡萄糖等糖类的可发酵性，所以在有些食品的加工中常以甜味剂代替糖类，以避免微生物生长、繁殖而引起食品变质或汤汁浑浊的现象发生。（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用10.糖的发酵性

淀粉是葡萄糖通过α–1，4糖苷键、α–1，6糖苷键连接而成的高分子多聚糖。

在食品工业上不仅直接利用淀粉作为原料，而且更常用淀粉的改性产品—淀粉糖和改性淀粉。利用淀粉为原料生产的糖品统称为淀粉糖，包括结晶葡萄糖、全糖、淀粉糖浆、果葡糖浆等。

改性淀粉又称变性淀粉，是指淀粉经过物理、化学或生物化学方法，将天然淀粉的部分结构和天然性质进行一定的改变，增强其某些机能或引进新的特性而制备的淀粉产品。五、食品中多糖及其功能（一）淀粉1.淀粉的化学结构

淀粉在水中加热到一定温度时，形成有粘性的糊状体，此现象称为淀粉的糊化，发生糊化时所需的温度称为糊化温度。糊化作用的本质是淀粉颗粒中有序态（晶态）和无序态（非晶态）的淀粉分子之间的氢键断裂，分散在水中形成亲水性胶体溶液。

淀粉粒在突然膨胀时的温度称为糊化开始温度。因各种淀粉粒的大小不同，待所有淀粉全部膨胀时，糊化的温度又会发生变化，所以任何淀粉的糊化作用，都有一定的温度范围。（二）单糖和低聚糖的化学性质及其在食品工业中的应用（一）淀粉2.淀粉的糊化糊化后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，这种现象称为淀粉的老化，行业上叫“返生”。老化作用的实质是：糊化后的淀粉分子中温度逐渐降低时，又自动地由无序态排列成有序态，相邻分子间的氢键又逐步恢复，失去与水的结合，从而形成致密且高度晶化的淀粉分子束。老化过程可看作是糊化的逆过程，但老化不可能使淀粉彻底复原到生淀粉的结构状态，老化淀粉比生淀粉的晶化程度低。五、食品中多糖及其功能（一）淀粉3.淀粉的老化五、食品中多糖及其功能食品中多糖及其功能（六）微生物多糖——黄原胶（二）糖元（三）纤维素（四）果胶（五）其它植物类多糖胶质（七）几丁质谢谢！项目三食品中的脂类学习目标2了解食用油脂在食品加工中的作用。4了解食用油脂质量评价的几个特征值。3掌握油脂的物理、化学性质，了解其应用。1了解脂类物质的分类，了解各类脂类物质的存在方式。5了解食品热加工过程中油脂的变化。6能够在食品加工过程中避免油脂的不利变化，提高其质量和营养价值。脂类的概念与组成食用油脂的物理性质食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化油脂品质的表示方法一二三四学习内容油脂加工化学五一、脂类的概念与组成

脂类是生物体内一大类不溶于水，能溶于有机溶剂（如氯仿、乙醚、丙酮、苯等）的重要有机化合物。

油脂是由一个分子甘油和三个分子脂肪酸脱水结合而成的酯。若三个脂肪酸分子是相同的则称为单纯甘油酯，若不相同则称为混合甘油酯。根据在室温下的存在状态，习惯上将固体状态的三酰甘油称为脂肪，液体状态称为油。一、脂类的概念与组成需要指出的是：简单脂类仅由脂肪酸和醇类结合而成；复合脂类含有多种成分，是由脂肪酸、醇及其它基团所组成的酯；衍生脂类是上述各种脂类的水解产物，包括脂肪酸、固醇类、碳氢化合物、类胡萝卜素、脂溶性维生素等。二、食用油脂的物理性质1.色泽和气味

纯净的脂肪酸及其油脂都是无色透明的。油脂中的杂质也对颜色有一定的影响，杂质越多颜色越深，油脂的透明度就越差，质量也越差。

纯净的油脂是没有特殊气味的，但实用中的各种天然油脂都有其固有气味。

油脂在长期贮存后，由于空气中的氧或者油脂中所含有的微生物的缘故，会使油脂中的脂肪酸发生某些化学反应生成具有较强挥发性的产物，导致油脂产生不正常的气味。

油性是评价油脂形成薄膜能力的指标。

油脂的黏度是评价甘油三酯分子间内摩擦力的指标。甘油三酯分子间内摩擦力越大，油脂的黏度就越高。影响油脂黏度的内因是甘油三酯中脂肪酸链的长短及饱和程度：脂肪酸链越长，饱和程度越高，油脂的黏度就越大。

油脂的黏度还受温度的影响：一般来说，温度越低油脂的黏度越高，高温下油脂的流动性增强。

油脂可以为菜肴提供滑腻的口感，这是由油脂具有适当的黏度和油性决定的。二、食用油脂的物理性质2.油性和黏度

所谓塑性是指脂肪受外力作用时，当外力超过分子间作用力开始流动，而当外力停止后又重新恢复原有稠度的性质。

塑性脂肪是食品加工中的重要原料，许多食品加工都要使用不同的塑性脂肪，

塑性脂肪的固液两相的相对比例是随温度而变化的。

随着温度升高，油脂中的固体脂肪结晶开始不断熔化成液体油，而冷却时，塑性脂肪中的液态的油又会不断地在其熔点以下温度结晶析出。二、食用油脂的物理性质3.塑性和稠度

油脂不溶于水，能溶于非极性的有机溶剂如丙酮、苯、乙醚等。油脂本身也是一种极好的有机溶剂，能溶解某些天然色素、维生素以及香味物质，如胡萝卜素类和维生素A等都溶于油脂中。

能使不相溶的两相中的一相均匀地分散于另一相中的物质称为乳化剂，乳化剂的这种能使不相溶的两相中的一相均匀地分散于另一相中的作用称为乳化作用。在乳化剂存在的情况下，脂肪可与水发生乳化作用形成乳浊液。

乳浊液按油、水两相数量之比可分为两种类型：分别为油包水型和水包油型。4.溶解性和乳化二、食用油脂的物理性质

由于天然油脂是混合物，所以没有确切的熔点和凝固点，仅有一定的熔化温度范围。

对于油脂来说，熔点的高低主要决定于形成油脂的脂肪酸：脂肪酸的碳链长度相同，则油脂的熔点相近；碳原子数目多油脂的熔点就高；相同碳原子数的脂肪酸中含双键越多，熔点越低。

油脂的熔点影响着人体内脂肪的消化吸收率。5.熔点和凝固点二、食用油脂的物理性质

发烟点是指在避免通风并备用特殊照明的实验装置中察觉到冒烟时的最低加热温度，油脂大量冒烟的温度通常略高于油脂的发烟点。

闪点是指释放挥发性物质的速度可点燃但不能维持燃烧的温度，即油的挥发物与明火瞬时发生火花，但又熄灭时的最低温度。

燃点是指油脂的挥发物可以维持连续燃烧5s以上的温度。二、食用油脂的物理性质6.发烟点、闪点和燃点三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（一）水解

脂肪能在酸、或酶及加热条件下水解为脂肪酸及甘油。在碱性条件下水解出的游离脂肪酸与碱结合生成脂肪酸盐（皂），一般称油脂的碱性水解为皂化。

这个反应在酸水解条件下是可逆的，已经水解的甘油与游离脂肪酸可再次结合生成一脂肪酸甘油酯、二脂肪酸甘油酯。在碱性条件下，水解反应不可逆。

油脂在高温下除聚合、缩合、水解、氧化等化学反应外，还有热分解反应，使酸价增高并且产生刺激性气味的挥发物。

油脂经长时间加热结果使油脂的粘度增加，碘值下降，酸价增大，发烟点下降，泡沫量增多。热变性的脂肪不仅味感变劣，而且丧失营养，因此了解油在高温下的变化对于控制产品质量极为重要。三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（二）油脂在高温下的化学反应1．油脂在油炸过程中产生的化合物（1）挥发性化合物（2）中等挥发性非聚合的极性化合物（3）二聚和多聚酸以及二聚和多聚甘油酯（4）游离脂肪酸三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（二）油脂在高温下的化学反应

2．化学变化

油脂加热后（温度≥300℃时），由于温度较高，油脂本身发生聚合、水解、缩合、分解挥发及热变化等各种复杂的物理化学变化。这些变化的结果是：油脂增稠、颜色加深、泡沫增多。这种在高温下油脂发生的一系列物理化学变化，叫做油脂的热变性。三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（二）油脂在高温下的化学反应（1）热聚合

油脂分子中的不饱和脂肪酸的双键，在高温下可以发生加成聚合反应。温度越高聚合作用越快。反应结果，从外观现象看发生增稠、颜色变黑。（2）热氧化聚合

油脂在空气中加热至200℃～230℃时即能引起热氧化聚合。一般认为热氧化聚合体的形成是由于碳–碳结合所生成的聚合体，油脂热聚合的程度与温度、氧气的接触面有关。三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（二）油脂在高温下的化学反应（3）热水解缩合

在加工原料时，由于原料中带有大量水分，虽然大部分水分在加热过程中变成水蒸气挥发掉了，但少量的残存水分仍能促使油脂在受热后水解反应速率加快，部分水解的产物相互间发生失水缩合反应，而生成相对分子质量倍增的化合物，使产品质量下降。（4）热挥发和热分解

油脂在加热过程中，其中部分低沸点和挥发性物质会挥发掉。油脂在一般情况下，不能直接由液态变为气态，这是因为油脂在加热时，还没有达到其沸点之前就会发生分解作用。油脂热分解的程度与加热温度有关。三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（二）油脂在高温下的化学反应

油脂在高温下除聚合、缩合、水解、氧化等化学反应外，还有热分解反应，使酸价增高并且产生刺激性气味的挥发物。

油脂经长时间加热结果使油脂的粘度增加，碘值下降，酸价增大，发烟点下降，泡沫量增多。热变性的脂肪不仅味感变劣，而且丧失营养，因此了解油在高温下的变化对于控制产品质量极为重要。三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（二）油脂在高温下的化学反应1．油脂的自动氧化油脂暴露于空气中会自发地进行氧化作用，先生成氢过氧化物，氢过氧化物继而分解产生低级醛、酮、羧酸等。（1）不饱和油脂的自动氧化不饱和油脂易发生游离基自动氧化反应。（2）饱和脂肪的氧化饱和脂肪的自氧化与不饱和脂肪不同，它无双键的α–亚甲基，不易形成碳自由基，三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（三）食用油脂的氧化及抗氧化2．光敏氧化

光敏氧化即是在光的作用下（不需要引发剂）不饱和脂肪酸与氧（单线态）之间发生的反应。光所起的直接作用是提供能量使三线态的氧变为活性较高的单线态氧。但在此过程中需要更容易接受光能的物质首先接受光能，然后将能量转移给氧。将此类物质称为光敏剂。食品中具有的大共轭体系的物质，如叶绿素、血红蛋白等可以起光敏剂的作用。三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（三）食用油脂的氧化及抗氧化

3．酶促氧化（1）脂肪氧合酶催化的反应脂肪氧合酶专一性的催化具有1,4–顺,顺–二烯结构的多不饱和脂肪酸发生氧化反应。（2）β–氧化反应脂中的脂肪酸通过β–氧化反应的酸败，一般是由微生物引起的，其本质和脂肪酸β–氧化分解的过程是一致的。过程中有酮酸或甲基酮产生，这是引起酸败产生怪味的主要原因。（3）氢过氧化合物的反应氢过氧化合物既可以通过分解反应，也可以通过聚合反应而进一步发生变化。三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化（三）食用油脂的氧化及抗氧化三、食用油脂在加工和储藏过程中的化学变化隔绝空气防水加入抗氧化剂其它防止油脂氧化（三）食用油脂的氧化及抗氧化四、油脂品质的表示方法（一）油脂品质重要的特征常数

油脂的品质因其组成和性质而不同。在实际中通常用某种“值”来表示油脂的品质。如：皂化值、碘值、酸价、乙酰值、过氧化值、酯值。这些值能直接反映油脂在组成和某些性质方面存在的差异。所以也常用这些值作为检验油脂的质量指标。表现油脂特点的值有恒值和变值两种。1.皂化值1克油脂完全皂化时所需要的氢氧化钾的毫克数叫做皂化值。皂化值的大小与油脂平均分子量成反比，组成油脂的脂肪酸分子量愈小，油脂的皂化值愈大，油脂的皂化值一般都在200左右。皂化值较大的食用油脂，熔点则较低，消化率则较高；肥皂工业根据油脂的皂化值的大小，可以确定合理的用碱量和配方。四、油脂品质的表示方法（二）油脂的氧化稳定性检验2.酯值

皂化1克油脂中甘油酯所需要的氢氧化钾的毫克数称为酯值。油脂中不含游离脂肪酸时，油脂的酯值与皂化值应该相等。酯值是反映油脂中甘油酯含量的，同时也说明游离脂肪酸存在的情况。一般从油脂的皂化值中减去其酸价的氢氧化钾的数量，就是该油脂的酯值。四、油脂品质的表示方法（二）油脂的氧化稳定性检验3.碘值100克油脂吸收碘的克数叫做碘值，通过油脂的碘值可以判断油脂中脂肪酸的不饱和程度（即双键数）。碘值大的油脂，说明油脂组成中不饱和脂肪酸含量高或不饱和程度高。碘值下降，说明双键减少，油脂发生了氧化。所以有时用这种方法监测油脂自动氧化过程中二烯酸含量下降的趋势。根据碘值的大小可以把油脂分为：干性油(碘值在180～190)；半干性油(碘值在100～120)，不干性油(碘值小于100)。四、油脂品质的表示方法（二）油脂的氧化稳定性检验4.酸价

酸价表示油脂中游离脂肪酸的数量。中和1克油脂中游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数称为酸价。新鲜油脂的酸价很小，随着贮存期的延长和油脂酸败情况加剧，其酸价随之增大。油脂中游离脂肪酸含量增加，可直接说明油脂的新鲜度和质量的下降。所以酸价是检验油脂质量的重要指标。根据目前我国食品卫生的国家标准规定：食用植物油的酸价不得超过5。四、油脂品质的表示方法（二）油脂的氧化稳定性检验5.过氧化值

过氧化值是指滴定1克油脂所需要的硫代硫酸钠标准溶液的毫升数或用碘的百分比含量表示。用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。油脂在氧化酸败后产生的过氧化物与碘化氢作用分离出来碘，再用硫代硫酸钠标准溶液滴定游离出来的碘，根据硫代硫酸钠的消耗数量即可计算油脂的过氧化值。因此，我国食品国家标准中对食用植物油脂的过氧化值规定不得超过0.15%(参考指标)。四、油脂品质的表示方法（二）油脂的氧化稳定性检验

采用不同的物理或化学方法，将粗油（直接由油料中经压榨、有机溶剂提取得到的油脂）中影响产品外观（如色素等）、气味、品质（如纤维素、蛋白、有毒物质）的杂质去除，提高油脂品质，延长贮藏期的过程。

油脂精炼中通常采用的物理方法有沉降、水化脱胶、吸附脱色、蒸馏脱臭等。五、油脂加工化学（一）油脂的精制

油脂的改性是油脂工业的重要项目，主要包括氢化、酯交换等。

油脂的氢化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。氢化以后的油脂主要应用在肥皂工业，也可用在食品工业中用作起酥油、人造奶油等。五、油脂加工化学（二）油脂的改性谢谢！项目四食品中的蛋白质学习目标1了解氨基酸和蛋白质的结构和类别。3了解氨基酸在食品加工中的应用。能够利用蛋白质的功能性质指导其在食品生产中发挥更好的作用。2掌握氨基酸和蛋白质的物理、化学性质，了解相关的应用。氨基酸蛋白质结构及其特性蛋白质在食品加工中的功能

蛋白质在加工储藏中的变化一二三四学习内容食品中的主要蛋白质五一、氨基酸蛋白质是由多种α–氨基酸按各种不同顺序排列结合成的高分子有机化合物。自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸只有22种，而且氨基都是和离羧基最近的碳原子相连，即都是α–氨基酸。

可以看出，组成氨基酸的元素主要有四种，即C、H、O、N。N以氨基的形式存在，O以羧基的形式存在，因此说，氨基酸实际上是一类含有氨基的羧酸。

虽然这22种α–氨基酸结构、大小、形状、电荷、形成氢键的能力等都存在差异，但分子结构中至少都含有一个伯氨基和一个羧基，均可用下列通式来表示：

人和动物体内所需要的氨基酸，很多可以由另一种氨基酸在体内转变而取得，但是也有一些氨基酸在人体内不能合成，而只能由食物供给，这些氨基酸被称为必需氨基酸。一、氨基酸（一）构成蛋白质的氨基酸一、氨基酸（二）氨基酸的物理性质1．溶解度

氨基酸一般都溶于水，不溶或微溶于醇，不溶于乙醚。但酪氨酸微溶于凉水而在热水中溶解度大，胱氨酸难溶于凉水和热水，脯氨酸和羟脯氨酸溶于乙醇和乙醚。所有的氨基酸都能溶于强酸或强碱的溶液中。一、氨基酸（二）氨基酸的物理性质

2．熔点

在有机化合物中，氨基酸属于高熔点化合物，一般氨基酸的熔点超过200℃，个别的超过300℃。许多氨基酸在达到或接近熔点时或多或少地会发生分解。

一、氨基酸（二）氨基酸的物理性质

3．旋光性

除甘氨酸外，其它的氨基酸分子内至少有一个不对称碳原子，因此具有旋光性。大多天然存在的氨基酸其不对称碳的构型与L–甘油醛相同，属于L–型氨基酸。一、氨基酸（二）氨基酸的物理性质

4．味感

氨基酸的味感与其立体构型有关。D–型氨基酸多数带有甜味，甜味最强的是D–色氨酸，可达蔗糖的40倍；L–型氨基酸有甜、苦、鲜、酸等四种不同味感。一、氨基酸（三）氨基酸的化学性质

1．氨基酸的等电点

氨基酸分子中同时含有羧基（酸性）和氨基（碱性），它既能象酸一样离解，也能象碱一样离解。

就某一种氨基酸而言，当溶液的酸碱度达到一定的pH时，氨基酸中的氨基和羧基的解离程度完全相同，氨基酸就以电中性的偶极离子状态存在，此时，它既不向阴极移动，也不向阳极移动，这时溶液的pH就称为该氨基酸的等电点，用pI表示。一、氨基酸（三）氨基酸的化学性质

2．成肽反应

一个氨基酸分子中的羧基和另一个氨基酸分子中的氨基通过脱水缩合，形成酰胺键，又叫肽键。

此反应产物称为肽，由两个氨基酸组成的肽称为二肽，二肽中的游离氨基和羧基又可与另外的氨基酸的氨基及羧基作用，形成三肽、四肽、以至高分子多肽。肽键是蛋白质分子中氨基酸之间相互连接的基本方式。一、氨基酸（三）氨基酸的化学性质

3．与金属离子的螯合作用：

许多重金属离子如Cu2+、Co2+、Mn2+、Fe2+等和氨基酸作用产生螯合物。除了羧基以外，其它基团如–NH2和–SH也参加反应。一、氨基酸（三）氨基酸的化学性质

4．脱氨基反应。

氨基酸经强氧化剂或酶的作用发生脱氨基反应生成酮酸。一、氨基酸（三）氨基酸的化学性质

5．脱羧基反应

氨基酸经高温或细菌作用发生脱羧反应而生成胺。脱羧反应常发生在变质的鱼、肉类等蛋白质丰富的食物中。所以变质的食物不能食用，其中的原因之一是由于氨基酸的脱羧反应，其产物赋于食物不良的气味和毒性。一、氨基酸（三）氨基酸的化学性质

6．褐变反应；

氨基酸与还原糖在热加工过程中生成类黑色物质，此反应称为美拉德反应。所有食品都有可能发生此反应。一、氨基酸（三）氨基酸的化学性质

7．与茚三酮反应

在氨基酸的分析化学中，具有特殊意义的是氨基酸与茚三酮的反应。茚三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热，生成复合物，这些复合物大多数是蓝色或紫色，在570nm波长处有最大吸收值。二、蛋白质结构及其特性

1.一级结构

一级结构又叫初级结构、基本化学结构或共价结构，1969年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的定义为：一级结构即肽链中的氨基酸顺序。2.二级结构

蛋白质分子的二级结构是指肽链主链有规则的盘曲折叠所形成的构象。二级结构仅仅是主链构象，不讨论侧链集团的空间排布。3.三级结构

三级结构是蛋白质分子在二级结构基础上，在三维空间进一步盘曲折叠成紧密结构形成特定的近似球状的构象。4.四级结构

几条多肽链在三级结构的基础上缔结在一起所构成的聚合体，就是所谓的蛋白质的四级结构（一）蛋白质的结构简介二、蛋白质结构及其特性（二）蛋白质的特性5.蛋白质的颜色反应1.蛋白质的胶体性质2.沉淀作用3.蛋白质的变性4.蛋白质的水解和分解三、蛋白质在食品加工中的功能

1.蛋白质的水化

大多数的食品是蛋白质水化的固态体系，蛋白质中水的存在及存在方式直接影响着食物的质构和口感。干燥的蛋白质原料并不能直接用来加工，须先将其水化后使用。干燥蛋白质遇水逐步水化，在其不同的水化阶段，表现出不同的功能特性。蛋白质水化的过程如下：干蛋白→极性部位与水分子结合（吸附）→多层水吸附→液态水凝聚→溶胀→溶剂分散→溶液

溶胀的不溶性粒子或块吸收、溶胀、润湿性、持水能力、黏着性与水化过程的前四阶段相关，而蛋白质的溶解度、速溶性、黏度与蛋白质溶胀以后的溶剂分散有关。（一）蛋白质的水合三、蛋白质在食品加工中的功能

蛋白质的膨润是指蛋白质吸水后不溶解，在保持水分的同时赋予制品以强度和黏度的一种重要功能特性。加工中有大量的蛋白质膨润的实例，如以干凝胶形式保存的干明胶、鱿鱼、海参、蹄筋的发制等。

通常，蛋白质干凝胶的膨润要经历蛋白质水化过程的前四个阶段。一、二阶段蛋白质吸收的水量有限，每克干物质吸水0.2g～0.3g，所以这个阶段蛋白质干凝胶的体积不会发生大的变化，这部分水是依靠原料中的亲水集团吸附的结合水。三、四阶段吸附的水是通过渗透作用进入凝胶内部的水，这些水被凝胶中的细胞物理截留，这部分水是体相水。由于吸附了大量的水，膨润后的凝胶体积膨大。干凝胶发制时的膨化度越大，出品率越高。（二）蛋白质的膨润三、蛋白质在食品加工中的功能1.蛋白质的乳化性

蛋白质是既含有疏水性集团又含有亲水集团、甚至带有电荷的大分子物质。如果蛋白质能在油–水界面充分伸展，一方面可以降低油–水界面的界面张力，增加油–水之间的静电斥力，起到乳化剂的作用；另一方面，可以在油–水界面之间形成一定的物理障碍，有助于乳状液的稳定。2.发泡性

食品泡沫是指气泡（空气、二氧化碳气体）分散在含有可溶性表面活性剂的连续液态或半固体相中的分散体系，表面活性剂起稳定泡沫的作用。

泡沫不稳定，有自动聚集、气泡变大、破裂、液相排水等倾向。要形成稳定的食品泡沫，可采用降低气–液界面张力、提高主体液相的黏度（如加糖或大分子亲水胶体）及在界面间形成牢固而有弹性的蛋白质膜等方法。（三）蛋白质的乳化性与发泡性三、蛋白质在食品加工中的功能

蛋白质本身是没有气味的，然而它们能结合风味化合物，影响食品的感官品质。

一些蛋白质，尤其是油料种子蛋白质和乳清浓缩蛋白质，能结合不期望风味物，这些不期望风味物主要是不饱和脂肪酸经氧化生成的醛、酮类化合物。一旦形成，这些羰基化合物就影响它们的风味特性。

蛋白质结合风味物的性质也有其有利的一面，在制作食品时，蛋白质可以用作风味物的载体和改良剂，（四）蛋白质的风味结合三、蛋白质在食品加工中的功能1.以乳蛋白作为功能蛋白质2.以卵类蛋白作为功能蛋白质3.以肌肉蛋白作为功能蛋白质4.以大豆蛋白质作为功能蛋白质（五）食品加工中蛋白质功能性质的应用四、蛋白质在加工储藏中的变化（1）热处理后，蛋白质营养价值得到改善。（2）蛋白质的热凝固有利于食品良好的造形和强度。（3）适当热处理后引起的美拉德反应，可赋于食品优美的色、香、味。（4）蛋白质经适当热处理后，可抑制有害酶活性，提高食品品质。（一）加热

1.蛋白质热加工处理后的有益作用

四、蛋白质在加工储藏中的变化（1）引起含硫蛋白质的分解（2）导致蛋白质效价的降低（3）产生有毒物质（一）加热

2.蛋白质过度热加工处理后的危害四、蛋白质在加工储藏中的变化

采用冷冻和冰冻进行食品贮存，能抑制微生物的繁殖、酶活性及化学变化，从而延缓或防止蛋白质的腐败。

冷冻使蛋白质变性的原因主要与冻结速度有关，冻结速度越快，水结晶越小，挤压作用也越小，变性程度就越小。食品工业根据这一原理都采用快速冷冻法，以减少蛋白质变性，尽量使食品保持原有的风味。（二）冷冻加工四、蛋白质在加工储藏中的变化

对食品进行碱处理，尤其是与热处理同时进行时，对蛋白质的营养价值影响很大。

在碱处理的过程中还可使精氨酸、胱氨酸、色氨酸、丝氨酸和赖氨酸发生构型变化，由L–型变为D–型，营养价值降低。（三）碱处理四、蛋白质在加工储藏中的变化

食品经过脱水干燥后，便于贮存与运输。目前最好的干燥方法是冷冻真空干燥，使蛋白质的外层水化膜和蛋白质颗粒间的自由水，在低温下结成冰，然后在高真空下升华除去水分而达到干燥保存的目的。真空干燥法，不仅蛋白质变性极少，还能保持食品原来的色、香、味。高含水量蛋白质溶液采用真空浓缩或喷雾干燥，产物在较低温度下脱水，比板式或滚筒干燥法效果更好。（四）脱水与干燥四、蛋白质在加工储藏中的变化

在食品加工过程中，氧化剂的使用相当广泛。脂类氧化产生的过氧化物及其降解产物存在于很多食品体系中，它们通常是引起蛋白质成分发生降解的原因；热空气干燥和发酵过程中充气等原因，也可以发生氧化。（五）氧化五、食品中主要蛋白质（一）肌肉蛋白质（二）胶元和明胶（三）乳蛋白质（四）种子蛋白质（五）单细胞蛋白质（六）叶蛋白谢谢!项目五食品中的酶类掌握酶的催化作用特点。2掌握酶促反应动力学的影响因素、基本概念、原理。3通过本章学习，能够在食品加工中充分发挥酶的生物学活性，利用其有利的一面，消除其不利的影响。4理解酶的分类和某种酶的具体名称的含义。1任务一概述一、酶的化学本质

酶有单纯蛋白酶和结合蛋白酶。结合蛋白酶中的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分称为辅助因子，酶蛋白和辅助因子单独存在时均无催化活力，仅当两部分结合起来组成全酶才具有催化活性。

在结合蛋白酶中，根据辅助因子与酶蛋白的结合程度，辅助因子又可分为辅酶和辅基。与酶蛋白紧密结合，用透析法不易除去的辅助因子称为辅基；与酶蛋白结合疏松，用透析法容易除去的辅助因子称为辅酶。辅助因子的成分有两类：一类是低分子有机化合物如NAD、NADP、FAD、FMN等；一类是无机金属离子，如Fe、Cu、Zn、Mn等。二、酶的命名与分类（一）习惯

命名法5.将酶作用的最适pH和作用底物结合起来命名1.根据酶催化反应的性质来命名；2.根据被作用的底物来命名；3.将酶的作用底物与催化反应的性质结合起来命名4.将酶的来源与作用底物结合起来命名该命名法规定，每种酶的名称应明确标明酶的作用底物和所催化反应的特征，即酶的名称应包含两部分：前面为底物，后面为所催化反应的名称。如果有两种底物，则两种底物均需标出，并在两个底物之间用“︰”分开，若其中一种底物是水，则可省略。二、酶的命名与分类（二）系统命名法EC代表国际酶学委员会，第一个数字代表酶的6大分类，以1，2，3，4，5，6来分别代表如下6大酶类：①氧化还原酶类；②转移酶类；③水解酶类；④裂解酶类；⑤异构酶类；⑥连接酶类。第二个数字为大类中的亚类，如在氧化还原酶类中表示氢的供体，转移酶中表示转移的基团，水解酶中表示水解键连接的形式，裂解酶中表示裂解键的形式等。第三个数字是亚类中再进行分类，用来补充第二个数字分类的不足，如表示氧化还原酶中氢原子的受体，转移酶的转移基团再进行细分。前三个数字表示酶作用的方式。第四个数字则表示对相同作用的酶进行流水编号。三、酶的命名与分类（三）系统分类及编号三、酶的催化作用特点1.只能催化热力学上允许进行的反应；4.通过降低活化能加快化学反应速度。3.用量少，反应中本身不被消耗；

2.可以缩短化学反应到达平衡的时间，而不改变反应的平衡点；酶的特征三、酶的催化作用特点酶的催化特性1．高效性

通常比非生物催化剂的催化活性高106～1013倍。酶是高效催化剂，能在常温、常压和近中性的温和条件下，大大加速反应，相对其它类型的催化剂而言，可使反应速率提高千百万倍以上。在无酶的情况下达到平衡点需几个小时，在有酶时可能只要几秒钟就可达到平衡。这类酶只能对一种底物起催化作用，底物分子结构只要有微小的改变就不能与之反应了，这称为绝对专一性。大多数酶属于此类。三、酶的催化作用特点

2.高度的专一性（1）绝时专一性

有的酶能催化结构相似的一类化合物或者一种化学键发生反应，这种不严格的专一性称为相对专一性。这种类型又可根据专一性程度的不同有两种情况：a.键专一性这种酶只要求底物分子上有合适的化学键就可以起催化作用，而对键两端的基团结构要求不严。b.基团专一性有些酶除了要求有合适的化学键外，而且对其作用键两端的基团也具有专一性要求，这种专一性称为基团专一性。三、酶的催化作用特点

2.高度的专一性（2）相对专一性

三、酶的催化作用特点

2.高度的专一性有些酶对底物的空间结构具有高度的选择性，酶的这种催化专一性称为立体结构专一性。许多酶只对某种特殊的旋光或立体异构物起催化作用，而对其对映体则完全没有作用。(3)立体结构专一性酶的作用要求一定的pH值、温度等较温和的条件，强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐、高温、紫外线、剧烈震荡等任何使蛋白质变性的理化因素都可使酶变性而失去其催化活性。三、酶的催化作用特点3．酶易失活，对环境条件极为敏感三、酶的催化作用特点

4．酶活性可被调节控制酶的催化活性受多方面因素控制，如抑制剂、共价修饰、反馈调节、酶原激活等。以上这些特性中酶的高效性和专一性是最为突出的。任务二酶的作用机理一、酶催化作用在于降低反应活化能

一个化学反应发生时，并不是所有的反应物分子都能发生反应，因为每个分子所具有的能量高低不同，只有那些所含能量达到或超过某一定限度(称为能阈)的分子才有可能在碰撞中发生化学反应，这些分子称作活化分子。使一般分子变为活化分子所需的能量称为活化能。在一个化学反应体系中，活化分子越多，反应就越快；增加活化分子的数目，就能加快反应的速率。一、酶催化作用在于降低反应活化能

使活化分子数目增加的途径有两条：(1)加热或光照，使分子所含的能量增加，从而增加了活化分子的数目。(2)降低活化能，使本来不够活化水平的分子，也成为活化分子，从而增加了活化分子的数目。催化剂的作用就是能够降低活化能，活化能愈低，活化分子的数目就愈多，反应进行的愈快。二、中间复合物学说酶降低活化能的原因是酶参加了反应，即酶先与底物结合形成不稳定的中间产物——中间复合物，这种中间复合物具有较高的活性，它不仅容易生成，而且容易变成产物，并释放出酶。此过程可用下式表示：E+SES→E+P式中E表示酶，S表示底物，ES表示中间产物，P表示反应的产物。这样就把原来能阈较高的一步反应,变成能阈较低的两步反应。由于反应的过程改变了，活化能就大大降低了。现代的实验条件，已经能探测出中间复合物的存在。三、酶作用高效性的机理（一）酶作用的分子基础1．酶的化学组成

按照酶的化学组成可将酶分为单纯酶和结合酶两大类。单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链，结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B族维生素的小分子有机物。结合酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分统称为辅助因子，两者一起组成全酶；只有全酶才有催化活性，如果两者分开则酶活力消失。三、酶作用高效性的机理（一）酶作用的分子基础

2．酶的活性中心

酶的活性部位只能是酶分子中有限的部分，酶蛋白的大部分氨基酸残基并不与底物接触。

由于构成结合基团的氨基酸残基不同，能与之结合的底物当然就不同，表现了酶的专一性。构成催化基团的氨基酸残基不同，就会影响不同底物化学键的稳定性，从而促进底物转化为产物，表现了酶的催化性。不同酶的活性中心是由于不同酶的完整的空间结构所致。如果酶蛋白变性，其立体结构被破坏，则活性中心的构象相应也会受到破坏，酶则失去活性。

3．酶的分子结构与催化活性的关系酶的分子结构的基础是其氨基酸的序列，它决定酶的空间结构和活性中心的形成以及酶催化的专一性。如哺乳动物中的磷酸甘油醛脱氢酶的氨基酸残基序列几乎完全相同，说明相同的一级结构是酶催化同一反应的基础。三、酶作用高效性的机理（一）酶作用的分子基础

4．酶原与酶原激活

有些酶如消化系统中的各种蛋白酶以无活性的前体形式合成和分泌，然后输送到特定的部位，当体内需要时，经特异性蛋白水解酶的作用转变为有活性的酶而发挥作用。这些不具催化活性的酶的前体称为酶原。

酶原激活有重要的生理意义，一方面保护组织器官本身免受酶的水解破坏；另一方面使酶在特定的生理条件和规定的部位受到激活并发挥其催化作用；第三，酶原可视作酶的储存形式。

三、酶作用高效性的机理（一）酶作用的分子基础

1．靠近效应化学反应速率与作用底物的浓度成正比。在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，使分子间反应近似于分子内的反应，有利于提高反应速率。三、酶作用高效性的机理（二）使酶具有高催化效率的因素三、酶作用高效性的机理2．定向效应酶的这种互补形状，使酶只能与对应的化合物契合，从而排斥了那些形状、大小不适合的化合物，这就是“锁和钥匙学说”。底物一旦结合上去，就能诱导酶蛋白的构象发生相应的变化，从而使酶和底物契合而形成酶–底物络合物，这就是“诱导契合学说”（二）使酶具有高催化效率的因素三、酶作用高效性的机理

3．“张力”与“形变”底物与酶的结合，不仅诱导酶分子发生构象变化；比底物大得多的酶分子的三、四级结构的变化，也可对底物产生作用，底物分子也会发生扭曲变形,使底物分子的敏感键产生“张力”,甚至“形变”，某些键的键能减弱,从而促进酶–底物中间产物进入过渡态（降低了反应活化能）。（二）使酶具有高催化效率的因素三、酶作用高效性的机理4．酸碱催化作用酶活性部位上的某些基团可以做为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化。在水溶液中这些广义的酸性基团或广义的碱性基团对许多化学反应是有利的催化剂。蛋白质中起酸或碱催化的功能基团有氨基、羧基、咪唑基、巯基和酚基。（二）使酶具有高催化效率的因素三、酶作用高效性的机理5．共价催化作用酶可以和底物生成不稳定的共价中间物，这种共价中间物进一步生成产物要比非催化反应容易得多。Lewis的酸碱电子理论:酸是可以接受电子对的物质，是亲电物质；而碱则是可以提供电子对的物质，是亲核物质。共价催化又称亲核或亲电子催化，实际上也是酸碱催化。（二）使酶具有高催化效率的因素谢谢!项目六食品中的矿物质学习目标1掌握食品中重要矿物质的营养功能。3能判断食品的酸碱性，从而提出膳食搭配较合理的食谱。2了解不同矿物质的食物来源。矿物质任务一概述一、食品中矿物质的存在形式和种类

矿物质又叫无机盐或灰分，也是构成人体组织和维持正常生理活动的重要物质。人体组织几乎含有自然界存在的所有元素，其中碳、氢、氧、氮四种元素主要组成水和蛋白质、脂肪以及碳水化合物等有机物，其余各种元素大部分以无机化合物形式在体内起作用，统称为矿物质。也就是说，人体所含各种元素中，除碳、氢、氧、氮以外，其它各种元素无论含量多少统称为矿物质。1.常量元素常量元素约占人体矿物质总量的99％以上，指在人体内含量在0.01％以上的元素，占人体总灰分的60%-80%,如钾（K）、钙（Ca）、钠（Na）、镁（Mg