食品化学-问答题

问答题：一、水1、水的存在形式？☆水分为结合水和自由水。结合水（又名：束缚水、固定水）根据结合的牢固程度分为化合水、邻近水、多层水；自由水（又名：体相水、游离水）包括：滞化水、毛细管水、自由流动水。2、结合水与自由水之间的区别？☆①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；②结合水的蒸汽压比自由水低；③结合水在食品中不能作为溶剂，在-40℃以上不能结冰；自由水在食品中可以作溶剂，在-40℃以上可以结冰；④自由水能为微生物所利用，适于微生物繁殖及进行化学反应，是发生食品腐败变质的适宜环境。结合水则不能；⑤结合水对食品风味起重要作用。3、结合水、自由水各有哪些特点？自由水特点：1.能结冰，但冰点略微下降；2.溶解溶质的能力强，干燥时易被除去；3.与纯水分子平均运动接近；4.很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起食品的腐败变质，但与食品风味及功能性紧密相关。结合水特点：1.是在样品在一个温度和相对湿度下的平衡水分含量；2.结合水的转动受限；3.在低温下不结冰；4.无溶解溶质能力；5.与纯水比较分子平均运动为0；6.不能被微生物利用；7.用一般干燥剂不能除去；8.处在溶质和其他非水物质临近位置。4、水分活度与环境平衡相对湿度之间的关系？☆食品的水分活度在数值上等于环境相对平很湿度除以100。5、水分活度与温度的关系？（冰点以下和冰点以上）☆在比较冰点以上和冰点以下的水分活度值时，应注意到有3个重要区别。①在冰点以上温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以食品的组成为主；在冰点以下温度时，由于冰的存在，水分活度不再受食品中非水组分的种类和数量的影响，只与温度有关。（为此，食品中任何一个受非水组分影响的物理、化学和生物化学变化，在食品冻结后，就不能再根据水分活度的大小进行准却得预测。于是，在冰点以下的AW值作为物理、化学和生物化学变化指标的价值远比在冰点以上的AW值来得低。)②在冰点以上和以下温度时，就食品稳定性而言，AW的意义是不一样的。（例如，某含水的食品在-15℃时水分活度等于0.86，再此低温下，微生物不能生长繁殖，化学反应也基本上不能进行；但在20℃，水分活度0.86时微生物则迅速生长，化学反应也较快地进行。）③在冰点以下的AW数据不能被用于预示冰点以上的相同食品的AW，这是因为冰点以下的AW值与样品的组成无关，而仅与温度有关。6、水分的吸附等温线（MSI）的意义？☆①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。②食品中非水组分与水结合能力的强弱。③MSI可预测含水量对食品稳定性的影响。④在高含水量食品中(含水量超过干物质)，Aw接近与1.0；当含水量低于干物质时，Aw小于1.0。⑤当食品含水量较低，水分含量的轻微变动即可引起Aw值的极大变动。⑥大多数食品的MSI呈S形，而水果、糖制品、含有大量糖和其他可溶性小分子的咖啡提取物等食品的MSI呈J形。7、吸附等温线上不同区水分特性？△8、滞后现象产生的原因？☆(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，由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的aw；9、水分活度对淀食品稳定性的影响？（了解）①水分活度对脂肪氧化酸败的影响☆在aw＝0-0.33范围内，随aw↑，反应速度↓的原因1、水与脂类氧化生成的氢过氧化物以氢键结合，保护氢过氧化物的分解，阻止氧化进行。2、这部分水能与金属离子形成水合物，降低了其催化性。在aw＝0.33-0.73范围内，随aw↑，反应速度↑的原因1、水中溶解氧增加。2、大分子物质肿胀，活性位点暴露，加速脂类氧化。3、催化剂和氧的流动性增加当aw0.73时，随aw↑，反应速度增加很缓慢的原因催化剂和反应物被稀释②水分活度对淀粉老化的影响△食品在较高Aw的（30％－60％）的情况下，淀粉老化速度最快；如果降低Aw，则老化速度减慢，若含水量降至10％－15%，则食品中水分多呈结合态，淀粉几乎不发生老化。③水分活度对蛋白质变性的影响△水分能使蛋白质膨润，体积增大，暴露出长链中可氧化的基团，Aw的增大会加速蛋白质的氧化，破坏蛋白质结构，导致其变性。④水分活度对化学以及生物化学反应速度的影响△水分能使蛋白质膨润，体积增大，暴露出长链中可氧化的基团，Aw的增大会加速蛋白质的氧化，破坏蛋白质结构，导致其变性。(1)水分活度对微生物生长繁殖的影响：微生物的生长是由其水分活度而不是由其含水量决定的。食品的水分活度决定了微生物在食品中萌发的时间、生长速率及死亡率,细菌对水分活度最敏感aw﹤0.90时，细菌不能生长；酵母菌次之aw﹤0.80时，大多数霉菌不生长aw﹥0.91时，微生物变质以细菌为主aw﹤0.91时，可抑制一般细菌的生长在食品原料中加入食盐、糖后，水分活度下降，一般细菌不能生长，但一种嗜盐菌却能生长，就会造成食品的腐败。(2)水分活度对酶促反应的影响：水分活度aw﹤0.85时，导致食品原料腐败的大部分酶会失去活性，一些生物化学反应就不能进行。酶的反应速率还与酶能否与食品相互接触有关。当酶与食品相互接触时，反应速率较快；当酶与食品相互隔离时，反应速率较慢。发面贮存3)水分活度对食品化学变化的影响：食品中存在着氧化，褐变等化学变化。食品中化学反应的速率与水分活度的关系是随着食品的组成、物理状态及其结构而改变的，也受大气组成(特别是氧的浓度)、温度等因素的影响。4）水分活度对食品质构的影响：aw从0.2－0.3增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及黏性增加，各种脆性食品，必须在较低的aw下，才能保持其酥脆。aw控制在0.35-0.5可保持干燥食品理想性质。二、蛋白质1、氨基酸的pH值和等电点之间的关系？☆当pH〉pI的介质中,蛋白质带净负电荷，在电场中向正极移动；当pH〈pI的介质中,蛋白质带净正电荷，在电场中向负极移动；当pH=pI的介质中,蛋白质带在电场不移动，此时蛋白质的溶解度最低。2、蛋白质变性的影响因素？☆①物理因素：1.加热：加热是引起蛋白质变性的最常见因素，蛋白质热变性后结构伸展变形。（主要是破坏蛋白质分子中的氢键，在变化过程中也没有化学键的断裂和生成，没有新物质生成，因此是物理变化。）2.冷冻：低温处理可导致某些蛋白质的变性。（例如L-苏氨酸胱氨酸酶在室温下稳定，但在0℃不稳定；比如:11S大豆蛋白质、乳蛋白在冷却或冷冻时可以发生凝集和沉淀就是低温变性的例子。主要是冰晶的影响。）3.机械处理：有些机械处理如揉捏、搅打等，由于剪切力的作用使蛋白质分子伸展，破坏了其中的α一螺旋，使蛋白质网络发生改变而导致变性。（面团的揉制就是典型的例子。）4.其它因素：如高压、辐射等处理均能导致蛋白的变性。②化学因素：1.酸、碱因素：大多数在特定的pH值范围内是稳定的，但在极端pH条下，Pro分子内部的可离解基团受强烈的静电排斥作用而使分子伸展、变性。2.金属离子：Ca2+、Mg2+离子是蛋白质分子中的组成部分，对稳定蛋白质构象起着重要作用除去Ca2+、Mg2+会大大地降低蛋白质对热、酶的稳定性；而Cu2+、Fe2+、Hg2+、Ag+等易与蛋白质分子中的-SH形成稳定的化合物，而降低蛋白质的稳定性。3.有机溶剂：有机溶剂可通过降低Pr溶液的介电常数，降低Pr分子间的静电斥，导致其变性；或是进入蛋白质的疏水性区域，破坏蛋白质分子的疏水相互作用。这些作用力的改变均导致了蛋白质构象的改变，从而产生了变性。4.有机化合物：高浓度的脲素和胍盐(4～8mol/L)会导致蛋白质分子中氢键的断裂，因而导致蛋白质的变性；而表面活性剂如十二烷基磺酸钠(SDS)能在蛋白质的疏水区和亲水区间起作用，不仅破坏疏水相互作用，还能促使天然蛋白分子伸展，所以是一种很强的变性剂。5.还原剂：巯基乙醇、半胱氨酸、二硫苏糖醇等还原剂能使Pr分子中存在的二硫键还原，从而改变蛋白质的构象。3、蛋白质变性对其结构功能（结构、理化性质、生物学性质）的影响？☆（1）分子内部的疏水性基团暴露，蛋白质在水中溶解性降低（2）由于四级结构的变化，某些生物蛋白质的生物活性丧失（3）蛋白质的肽键更多的暴露出来，易被蛋白酶结合而水解（4）蛋白质结合水的能力发生了变化（5）蛋白质分散系的黏度发生了变化（6）蛋白质的结晶能力丧失6、蛋白质的三大功能特性？☆1水合性质：取决于蛋白质与水之间的相互作用，包括水的吸附与保留、湿润性、膨胀性、粘合、分散性、溶解性等。2结构性质：蛋白质与蛋白质之间的相互作用有关的性质，如沉淀、胶凝、组织化、面团的形成等。3表面性质：蛋白质的表面张力，蛋白质的起泡、乳化等方面的性质。7、影响蛋白质水合性质的因素？☆①蛋白质浓度：Pro浓度增加，水合量增加；②pH值：等电点pH时，水合作用最小（僵直的肉）；③温度：温度提高，破坏氢键和蛋白变性，一般Pro结合水能力随之下降；④离子强度：低浓度（0.2mo1/L时）盐能提高蛋白质结合水的能力（盐溶）；在高盐浓度导致蛋白质的脱水（盐析）。8、蛋白质凝胶过程的两个关键步骤？☆①蛋白质分子构象的改变或部分伸展，发生变性；②单个变性的蛋白质分子逐步聚集，有序地形成可以容纳水等物质的网状结构。9、影响蛋白质胶凝的因素？（了解）①在多数情况下热处理是凝胶形成的必需条件，然后再冷却。有时加入少量的酸或Ca2+盐可提高胶凝速度和胶凝强度；——热致凝胶②有时不需要加热也可以形成凝胶，如有些蛋白质只需要加入Ca2+盐，或适当的酶解，或加入碱使之碱化后再调PH值至等电点，就可发生胶凝作用——非热致凝胶10、蛋白质组织化的三种方法？☆（1）热凝固和薄膜形成：大豆蛋白的浓溶液在平滑的金属表面热凝结，生成水合蛋白薄膜，或将其在95℃加热数小时，此时由于水分蒸发和热凝结也能在表面形成一层薄的蛋白膜。（2）热塑性挤压：植物蛋白通过热塑性挤压得到干燥的纤维多孔状颗粒或小块，复水后嘴嚼性好。用此法可制作肉丸、汉堡包的肉糜、肉的替代物、填充物等，还可以用于血液、鱼肉及其它农副产品的组织化。（3）纤维的形成：在PH10的条件下，高浓度的蛋白溶液通过静电斥力而分子离解并充分伸展。11、面团的形成过程机理？☆小麦、大麦、黑麦等具有一个相同的特性，那就是胚乳中面筋蛋白在有水存在时，通过混和、揉捏等处理过程，能够形成强内聚力和黏弹性糊状物，以小麦粉的这种能力最强。小麦粉中的面筋蛋白在形成面团以后，其他成分如淀粉、糖和极性脂类、非极性脂类、可溶性蛋白等，都有利于面筋蛋白形成面团三维网状结构，以及构成面包最后的质地，并被容纳在这个三维结构中。12、影响面团形成的因素？☆（1）在面包制作过程中麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的平衡非常重要。大分子的麦谷蛋白与面包的强度有关，它的含量过高会抑制发酵过程中残留CO2的膨胀，抑制面团的鼓起；麦醇溶蛋白含量过高会导致过度的膨胀，产生的面筋膜易破裂和易渗透，面团塌陷。2）在面团中加入极性脂类、变性球蛋白有利于麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的相互作用，提高面筋的网络结构，而中性脂肪、球蛋白则不利面团网络结构的形成。（3）氧化还原剂：加入半胱氨酸等还原剂能破坏－S－S－,则可破坏面团的内聚结构，但加入KBrO3氧化剂则有利于面团的弹性和韧性。13、蛋白质乳化特性的评价指标？☆蛋白质乳化性质的评价指标一般使用乳化活性指数、乳化容量和乳化稳定性。它们可以反映蛋白质帮助形成乳化体系及其稳定乳化体系的能力大小，即①蛋白质通过界面张力帮助形成乳化体系。②通过增加吸附膜的黏度、空间卫阻等各种因素来稳定乳化体系。需要特别指出的是，在蛋白质形成乳化分散体系的能力方面和稳定乳化分散体系方面，不存在着相关性。14、影响蛋白质发泡性质的因素？☆内在因素：包括蛋白质的氨基酸组成与分布，溶解度、亲水与疏水氨基酸的比例，极性基团、所带电荷等环境因素：（1）PH在等电点PI值下最稳定:在等电点时，溶解性好的蛋白质起泡能力强；一些蛋白质如酪蛋白、大豆蛋白在等电点时几乎不溶解，而乳清