食品科学笔记

食品科学笔记1、美拉德反应美拉德反应是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变，是羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）间的反应，经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素，所以又称羰氨反应。产物为氨气和葡萄糖蛋白。美拉德反应影响因素：1、糖氨基结构还原糖是美拉德反应的主要物质，五碳糖褐变速度是六碳糖的10倍，还原性单糖中五碳糖褐变速度排序为：核糖阿拉伯糖木糖，六碳糖则：半乳糖甘露糖葡萄糖。还原性双糖分子量大，反应速度较慢。在羰基化合物中，α-乙烯醛褐变最慢，其次是α-双糖基化合物，酮类最慢。胺类褐变速度快于氨基酸。在氨基酸中，碱性氨基酸速度快（赖氨酸、精氨酸），氨基酸比蛋白质快。2、温度20～25℃氧化即可发生美拉德反应。一般每相差10℃，反应速度相差3～5倍。30℃以上速度加快，高于80℃时，反应速度受温度和氧气影响小。3、水分含量在10%～15%时，反应易发生，完全干燥的食品难以发生。4、pH值当pH值在3以上时，反应随pH值增加而加快。5、化学试剂酸式亚硫酸盐抑制褐变，钙盐与氨基酸结合成不溶性化合物可抑制反应。肉类香味形成机理：香味前体物质为水溶性糖类（美拉德反应）和氨基酸化合物及类脂，去除脂肪后，肉制品味道一致。红烧肉的褐色拜美拉德反应所赐。2、银镜反应：银氨络合物/硝酸银+醛（还原糖）→银+酸铵+氨气（溶于水）+水，产生银镜。3、斐林试剂：由氢氧化钠0.1g/ml、硫酸铜0.05g/ml、酒石酸钾钠0.2g/ml现配，本质是新配制的氢氧化铜，与可溶性还原糖（葡萄糖、果糖（酮糖特殊情况）、麦芽糖）在加热的条件下，络合铜离子与醛基生成砖红色的氧化亚铜沉淀。医学上用此试剂检测糖尿病。4、双缩脲试剂：亦由氢氧化钠与硫酸铜0.01g/ml，但为先加入氢氧化钠制造碱性，再滴入硫酸铜，蛋白质肽键在碱性溶液中能与铜离子络合成紫红色化合物。5、果糖果糖：与葡萄糖互为同分异构体，均为还原性单糖，葡萄糖是一种多羟基醛（醛糖），果糖是一种多羟基酮（酮糖），均能发生银镜反应。1果糖+1葡萄糖→1蔗糖（双糖），蔗糖不具还原性。D-果糖为最甜的单糖（蔗糖1.8倍），是所有天然糖中甜度最高的糖，升血糖指数低，不易龋齿，且在同一甜度标准下，摄入量为蔗糖一半。过去认为使用果糖代替砂糖，在相同甜度下可以减少热量摄取，其升糖指数也很低，果糖在预防及控制糖尿病上较佳。但此观点已经遭到反驳。虽然有一少部分组织（例如精细胞和一些肠细胞）会直接利用果糖，但果糖的最主要代谢是在肝脏。相比食用高葡萄糖饮料而言，在用餐时食用高果糖饮料会导致胰岛素和瘦素（leptin）的水平降低，饥饿激素（Ghrelin）水平升高。研究者发现，由于胰岛素和瘦素水平降低和饥饿激素水平升高，大量食用果糖会导致体重增加。大量摄入果糖会导致非酒精性脂肪肝。蜂蜜是典型的果糖与葡萄糖各占一半的混合糖浆。果糖之所以升糖指数低，主要是由于果糖在人体内的代谢速度要比葡萄糖和蔗糖等传统糖都要慢，并且果糖的代谢并不依赖胰岛素，而是直接进入人体肠道内被人体所消化利用。所以，果糖的升糖指数才远远低于传统糖，被称之为“健康糖”。果糖比较不容易被口腔内的微生物分解和聚合，所以，食用后产生蛀牙的几率就比葡萄糖或蔗糖等天然糖要小的多。果糖温度越低，甜度越大，即在口感上越冷越甜。果糖与其它糖品相比，在口中的甜味感来得快，消失也快。果糖的甜味峰值比食品的其它风味出现早。当食品的其它风味峰值出现时，果糖的甜味感已经消退，这样不会遮掩食品的其它风味，能与各种不同的香味和谐并存，因此不会因为加入了果糖而覆盖和混淆了其他果品的原味。目前世界上广泛使用的甜味剂有20余种，可分为以下几类：1）单糖，二糖类，蔗糖，葡萄糖，果糖，麦芽糖，乳糖，木糖等天然糖类。2）低聚糖类，主要有低聚异麦芽糖，低聚果糖，低聚半乳糖，乳果糖，低聚木糖，乳酮糖，棉子糖，水苏糖等。3）糖醇类，包括山梨糖醇，麦芽糖醇，甘露醇，乳糖醇，赤藓糖醇，木糖醇等。4）化学合成甜味剂，有糖精，甜蜜素，阿斯巴甜，三氯蔗糖等。这几类产品都有各自的特点和优势，也有显著的不足。这些缺点限制了它们的应用。这些缺点主要有：1）单糖，二糖，低聚糖，糖醇类的甜度比较低，达到同等甜度的使用量大。2）合成甜味剂甜度很高，但很多产品具有苦涩味和金属味，味道不纯等，需要添加甜味抑制剂和填充剂。3）低聚糖类，糖醇类的生物稳定性较差。化学合成甜味剂一般稳定性较好，但也有不令人满意的地方。如阿斯巴甜不耐高温及酸性条件，不能用于长时间加热的焙烤食品，不少甜味剂不能用于酸性食品等。4）糖醇类食品吸湿性较大，粘度低，给食品加工带来影响，无法用在干燥的固体食品上。5）糖醇类不易吸收，摄取过量会引起腹泻或肠胃不适，如胀气，疼痛，打嗝等。6）合成甜味剂的产品安全性仍受到怀疑。7）低聚糖类，三氯蔗糖，部分糖醇类产品的价格较高。果葡糖浆通常经酶法生产的含果糖42%的果葡糖浆，也称为高果糖浆。经过进一步分离出葡萄糖，得果糖质量分数90%的果糖浆。质量分数90%的果糖浆再和适量质量分数42%果糖产品混合，可得到果糖质量分数55%的糖浆。工业称上述3种高果糖浆分别为F–42（HFC-S42），F–90(HFC-S90)和F–55(HFC-S55)。这三种产品都是液体，其中HFC-S42含果糖42%，葡萄糖52－55%，低聚糖6－8%，固形物含量71%。HFC-S55含果糖55%，葡萄糖40%，低聚糖4%，固行物含量77%。HFC-S90含果糖90%，葡萄糖8%，低聚糖1%，固行物含量80%。结晶这是果糖含量95%以上的结晶固体。按现在的技术水平，可以做出含量98%甚至99%以上。其中葡萄糖含量都只有千分之几的水平。分类不同果糖产品现在有果葡糖浆，结晶果糖两种形式。虽然它们都具有果糖的特性，在具体应用中仍有诸多不同之处。在解酒制品中加入果糖，可以发挥果糖的多种功效。果糖吸收代谢迅速，可及时弥补酒精性的低血糖。果糖的代谢过程路径短，耗能低，不产生乳酸，在肝脏缺氧情况下仍可代谢，肝脏负担轻。果糖能促进体内醇的分解，抑制蛋白质消耗，减少毒性最大的中间产物乙醛的停留时间。果糖还可减少酒精对肝细胞的缺氧损伤，减少缺氧肝细胞的死亡，在缺氧消除后及时恢复肝细胞的代谢能力。果糖的解酒作用主要是在保肝护肝，维持正常血糖水平等方面。6、氰化物毒理氰化物进入人体后析出氰离子，与细胞线粒体内氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合，阻止氧化酶中的三价铁还原，妨碍细胞正常呼吸，组织细胞不能利用氧，造成组织缺氧，导致机体陷入内窒息状态。另外某些腈类化合物的分子本身具有直接对中枢神经系统的抑制作用。氰化氢(HCN)是一种无色气体，带有淡淡的苦杏仁味（苦杏仁含量最高）。有趣的是，有四成人根本就闻不到它的味道，仅仅因为缺少相应的基因。氰化钾和氰化钠都是无色晶体，在潮湿的空气中，水解产生氢氰酸而具有苦杏仁味。氰化物拥有令人生畏的毒性，然而它们绝非化学家的创造，恰恰相反，它们广泛存在于自然界，尤其是生物界。氰化物可由某些细菌，真菌或藻类制造，并存在于相当多的食物与植物中。在植物中，氰化物通常与糖分子结合，并以含氰糖苷(cyanogenicglycoside)形式存在。比如，木薯中就含有含氰糖苷，在食用前必须设法将其除去（通常靠持续沸煮）。水果的核中通常含有氰化物或含氰糖苷。如杏仁中含有的苦杏仁苷，就是一种含氰糖苷，故食用杏仁前通常用温水浸泡以去毒。7、包材1、聚酯膜PET：常用厚度12um，高熔点、高耐热性、高机械强度、高刚性、高透明度、高阻香性、高阻气性；2、尼龙膜PA：常用厚度15um，高熔点、高耐热、高机械强度、高透明度和极好的耐穿刺性性能，其刚性和阻香性比PET差；3、铝箔AL：具有完全的阻潮性、阻气性和阻光性，如果没有机械损伤和针孔，它完全不透湿、不透气；4、聚乙烯PE：具有良好的热封性能。PE具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀；5、聚丙烯PP：CPP流延聚丙烯（未拉伸）和BOPP聚丙烯（双向拉伸），CPP膜主要用于复合材料的热封层，BOPP薄膜适用于各种包装、印刷、复合等，常用作复合包装的外层；6、聚偏二氯乙烯PVDC：涂敷了聚偏二氯乙烯的高阻隔薄膜，具有很高的阻隔性能，也就是说任何塑料薄膜只要涂敷了它，都会有很高的阻隔性能；7、乙烯/乙烯醇共聚物EVOH：高阻隔，另外透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异。但由于其遇到水分后阻隔性会大幅降低，故通常夹在两层阻湿性较好的材料中间使用。8、镀铝薄膜：镀铝薄膜通常采用CPP、PET、BOPP做为基材，通过蒸镀的方法制得，镀铝层很薄，材料呈金属光泽，阻隔性能大大提高。