食品化学思考题答案

食品化学思考题答案第一章绪论1、食品化学定义及研究内容？食品化学定义：论述食品的成分和性质以及食品在处理、加工和贮藏中经受的化学变化。研究内容：食品材料中主要成分的结构和性质；这些成分在食品加工和保藏过程中产生的物理、化学、和生物化学变化；以及食品成分的结构、性质和变化对食品质量和加工性能的影响等。第二章水1名词解释(1)结合水(2)自由水(3)等温吸附曲线(4)等温吸附曲线的滞后性(5)水分活度（1）结合水：存在于溶质及其他非水组分临近的水，与同一体系中“体相”水相比，它们呈现出低的流动性和其他显著不同的性质，这些水在-40℃下不结冰。（2）自由水：食品中的部分水，被以毛细管力维系在食品空隙中，能自由运动,这种水称为自由水。（3）等温吸附曲线：在恒温条件下，以食品含水量（gH2O/g干物质）对Aw作图所得的曲线。又称等温吸湿曲线、等温吸着曲线、水分回吸等温线.（4）如果向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。（5）水分活度：食品的水蒸汽分压(P)与同条件下纯水蒸汽压(P0)之比。它表示食品中水的游离程度，水分被微生物利用的程度。也可以用相对平衡湿度表aw=ERH/100。2、结合水、自由水各有何特点？答：结合水：－40℃不结冰，不能作为溶剂，100℃时不能从食品中释放出来，不能被微生物利用，决定食品风味。自由水：0℃时结冰，能作为溶剂，100℃时能从食品中释放出来很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。3、分析冷冻时冰晶形成对果蔬类、肉类食品的影响。答：对于肉类、果蔬等生物组织类食物，普通冷冻（食品通过最大冰晶生成带的降温时间超过30min）时形成的冰晶较粗大，冰晶刺破细胞，引起细胞内容物外流（流汁），导致营养素及其它成分的损失；冰晶的机械挤压还造成蛋白质变性，食物口感变硬。速冻，为了不使冷冻食品产生粗大冰晶，冷冻时须迅速越过冰晶大量形成的低温阶段，即在几十分钟内越过－3.9～0℃。冷冻食品中的冰晶细小则口感细腻（冰淇淋），冰晶粗大则口感粗糙。4、水与溶质相互作用分类：偶极—离子相互作用，偶极—偶极相互作用，疏水水合作用，疏水相互作用。浄结构形成效应：在稀盐溶液中，一些离子具有净结构形成效应（溶液比纯水具有较低的流动性),这些离子大多是电场强度大，离子半径小的离子，或多价离子。如：Li+,Na+,Ca2+,Ba2+,Mg2+,Al3+，F-,OH-,等。主要是一些小离子或多价离子，具有强电场，所以能紧密地结合水分子。那么这些离子加到水中同样会对水的净结构产生破坏作用，打断原有水分子与水分子通过氢键相连的结构，另一方面，正因为它与水分子形成的结合力更强烈，远远超过对水结构的破坏，就是说正面影响超过负面影响，整体来说，使水分子与水分子结合的更紧密，可以想象，这些水流动性比纯水流动性更差，因为拉的更紧，堆积密度更大。浄结构破坏效应：在稀盐溶液中一些离子具有净结构破坏效应（溶液比纯水具有较高的流动性),这些离子大多为大离子或单价离子，产生弱电场，如：K+,Rb+,Cs+,NH4+,Cl-,Br-，I-,NO3-,BrO3-,IO3-，ClO4-等。这些是电场强度较弱的大离子或单价离子，它和水分子之间形成的作用力，比方直径越大，与周围水分子结合越松散，不那么紧密，对水分子破坏作用更大于对水分子正面作用，入不敷出，破坏更厉害，总体上对水的净结构产生破坏效应，水分子结合比原来水分子结合来的松散，水分子受到束缚更少了，流动性更强。疏水相互作用推动力：是水和这些疏水物质尽可能的少接触，尽可能减少接触面积所导致的。疏水相互作用对一些大分子的结构和构像是非常重要的。例如蛋白子的疏水相互作用。5水分活度与温度的关系①冰点以下，㏑aw=-K△H/RT,T↑则aw↑，㏑aw-1/T为一直线。水分含量增加时，T对aw的影响程度提高。②温度对aw的影响在冰点下远大于在冰点以上（冰冻冷藏的依据），温度下降，导致aw下降很快，有利于降低温度，抵抗败坏；T↑,不利于水和非水组分的相互作用。③在试样的冰点此直线出现明显的转折。6等温吸湿线定义、三个区域含义。答、定义：在恒温条件下，以食品含水量（gH2O/g干物质）对Aw作图所得的曲线。区Ⅰ：化合水。区Ⅱ：多分子层水。区Ⅲ：自由水或体相水7滞后现象定义，滞后现象产生的原因。答、定义：如果向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。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。8降低水分活度可以提高食品的稳定性，其机理是什么？如何减少水分活度？机理：降低水分活度，使食品中许多可能发生的化学反应、酶促反应受到抑制。A、很多化学、生物反应必须有水分子参加才能进行，就必须有足够的自由水，那么降低水分活度就减少了参加反应的自由水的数量，化学反应的速度也就变慢。B、许多以酶为催化剂的酶促反应，水除了起着一种反应物的作用外，还能作为底物向酶扩散的输送介质，且通过水化促使酶和底物活化一般可用干燥、盐腌和糖渍等方法减少水分活度。第三章碳水化合物1、单糖、双糖和低聚糖的食品性质及功能？答、单糖双糖的食品性质和功能1）甜度各种单糖或双糖的相对甜度为：蔗糖1.0，果糖1.5，葡萄糖0.7，半乳糖0.6，麦芽糖0.5，乳糖0.4。2）溶解度与渗透压及抗氧化性。一定浓度的糖溶液，具有一定的渗透压。渗透压高，则抑菌效果强。糖溶液中溶氧减少，有抗氧化作用（护色，保香）。3）结晶性结晶能力：Glu＞Suc＞转化糖，果糖＞麦芽糖晶体小晶体大难结晶＞淀粉糖浆，果葡糖浆不结晶，能防止蔗糖结晶硬糖生产不能单用蔗糖。因为，蔗糖结晶大，脆，易破碎，产品缺乏韧性。一般在生产硬糖时添加一定量的（30%-40%）的淀粉糖浆。冷冻食品，使用淀粉糖浆可阻止含水蔗糖晶体形成，使产品组织细腻，口感好。4）亲水性糖类为多羟基酮或醛及其衍生物或缩合物，糖分子中的羟基能与H2O形成氢键，表现出亲水性。糖的亲水性在食品中表现为吸湿性（糖在较高空气湿度环境中吸收水分的能力）和保湿性（糖在较低空气湿度环境中对食品中水分的保持能力）。5）旋光性6）冰点降低当在水中加入糖时会引起溶液的冰点降低。糖的浓度越高，溶液冰点下降的越大。相同浓度下对冰点降低的程度，葡萄糖蔗糖淀粉糖浆。7）褐变风味Glu与不同氨基酸加热，产生不同风味，例Glu+甘氨酸焦糖香Glu+谷氨酰胺巧克力味Glu+脯氨酸烤面包味Glu+甲硫氨酸马铃薯香味8）粘度粘度：单糖＜双糖＜寡糖＜多糖Glu,Fru＜Suc＜淀粉糖浆水果罐头、肉类罐头、果汁饮料：添加淀粉糖浆获得适度的粘稠感。低聚糖：低聚糖的功能（1）赋予风味麦芽酚、乙基麦芽酚、异麦芽酚有强烈的焦糖香，也是食品中常用的风味（甜味）增强剂。（2）特殊功能增加溶解性：如环状糊精，麦芽糊精稳定剂：糊精作固体饮料的增稠剂和稳定剂（3）保健功能低聚（果）糖可促进小孩肠道双歧杆菌生长，促消化；低能量或零能量；低龋齿性。1、简述β-环状糊精的结构特点及其用途。应用：①医学如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂，卞基青霉素-β-环糊精。②农业应用在农药上。环糊精包接稳定化，某些农药则可耐贮存及提高杀虫效力。③食品行业做增稠剂，稳定剂，提高溶解度（做乳化剂），掩盖异味等。3、为了使某种面粉制作的面条具有一定吸水性（不存在硬芯），可以采取哪些措施？并说明理由。加入吸湿剂，吸湿剂应该含离子、离子基团或含可形成氢键的中性基团（羟基，羰基，氨基，亚氨基，酰基等），即有可与水形成结合水的亲水性物质。如：多元醇：丙三醇、丙二醇、糖无机盐：磷酸盐（水分保持剂）、食盐动、植物、微生物胶：卡拉胶、琼脂4、糖苷相关性质？答：糖苷是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的-OH、-NH2、-SH（巯基）等发生缩合反应而得的化合物。糖苷的相关性质有：①无变旋现象因为分子中没有半缩醛羟基②无还原性③酸中水解，碱中可稳定存在④吡喃糖苷环比呋喃糖苷稳定5、多糖有哪些食品性质与功能？答:多糖的食品性质功能：提供硬度、脆性、紧密度、稠度、黏度、黏附力、胶凝性、口感等。一、多糖的水溶性.有的多糖常通过分子间氢键，形成数量多而稳定、水分子难以渗入的区域，称结晶区。此类多糖不溶于水.有的多糖其分子间不形成结晶区，而是形成分子排列松散、杂乱、高度水化的区域，称无定形区。此类多糖能溶于水。二、多糖的胶凝作用每个多糖分子参与形成两个或两个以上的结晶区，每个结晶区则仅仅是由两个链段形成，缔合成复杂的三维网络结构，大量的水分散在三维网络中，此体系即为凝胶。常见的多糖凝胶食品有：果冻，布丁等三、多糖溶液的粘度粘度是体系摩擦阻力的表现。体系中溶质分子占有的有效体积越大，则流动时的分子对后面的分子的阻力越大，体系的粘度越高。影响多糖粘度的因素有：（1）多糖分子的形状、大小。（2）分子所带电荷。6、直链淀粉和支链淀粉的物理化学性质比较？类型分子构成分子形态溶解性与I2反应糊化性老化性直链淀粉由葡萄糖以α-1,4苷键缩合而成直链卷曲呈螺旋状无分支结构不溶于冷水可溶于热水呈蓝色不易糊化易老化支链淀粉由葡萄糖α-1,4和α-1,6苷键缩合而成聚合体近似球状，具有树枝状结构，每个分支卷曲呈螺旋状不溶于水只在热水中溶胀呈紫红色易糊化不易老化7、什么是淀粉的糊化和老化？本质是什么？各有哪些影响因素？如何影响？答：淀粉的糊化：将淀粉混合于水中并加热，达到一定温度后，则淀粉粒溶胀、崩溃，形成粘稠的均匀的透明糊溶液，称淀粉的糊化（α-化）。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。影响因素有：结构：直链淀粉不易糊化。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。④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。⑤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。⑥酸度：一般淀粉在碱性中易于糊化，且淀粉糊在中性至碱性条件下黏度也是稳定的。淀粉的老化：热的淀粉糊冷却时，淀粉分子间会重新形成结晶区，溶解度逐渐减少甚至产生不溶性沉淀，这种现象称为淀粉的老化（β-化）。本质是糊化后的分子又自动排列成序，形成高度致密的、结晶化的、不溶解性分子微束。影响因素有：（1）淀粉的种类。直链淀粉比支链淀粉易于老化（2）温度。2~4℃，淀粉易老化；60℃或-20℃，不易发生老化；（3）含水量。含水量30~60%，易老化。含水量过低（10%）或过高均不易老化；（4）共存物的影响。表面活性剂可抗老化，如脂肪甘油脂，糖脂，磷脂。多糖、蛋白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。（5）糊化程度。糊化程度越高，淀粉颗粒解体越彻底，则重新凝聚而老化的速度越慢。8、试从结构上解释为什么支链淀粉比直链淀粉易糊化，糊化的本质是什么？在一定温度下,淀粉粒在水中发生膨胀,形成粘稠的糊状胶体溶液,这一现象称为淀粉的糊化，由于支链淀粉的结构不如直链淀粉紧密，处于无序态的分子比直链淀粉多，水更容易进入微晶束，容易发生膨胀,形成粘稠的糊状胶体溶液。淀粉糊化本质是水进入微晶束，折散淀粉分子间的缔合状态，使淀粉分子失去原有的取向排列，而变为混乱状态，即淀粉粒中有序及无序态的分子间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。9、果胶凝胶形成的条件和机制是什么？受哪些因素影响？如何影响？答、⑴高甲氧基果胶（低pH和高糖浓度）条件：脱水剂（蔗糖）含量58-75%，pH2.0-3.5，果胶含量＜1%，可以形成凝胶。机制：脱水剂使高度含水