食品化学考研重点

论述非酶褐变对食品质量的影响①色泽产生两大类对色泽有影响的成分：一类相对分子质量低于1000的水可溶的小分子有色成分;一类相对分子质量达到100000的水不可溶的大分子高聚物质②风味高温条件下,糖类脱水后碳链裂解、异构及氧化还原可产生一些化学物质，如乙酰丙酸、甲酸、丙酮酸、3-羟基丁酮、二乙酸、乳酸、醋酸；非酶褐变反应过程中产生的二羰基化合物，可促进很多成分的变化，如氨基酸在二羰基化合物作用下脱氨脱羧，产生大量醛类。非酶褐变反应可产生许多风味，例如麦芽酚和异麦芽酚使焙烤的面包产生香味③抗氧化作用食品褐变生成醛酮等还原性物质，对食品氧化有一定抗氧化能力，尤其是防止食品中油脂的氧化，抗氧化性由于美拉德反应终产物类黑精有很强的消除活性氧能力，且中间体还原酮通过供氢原子而终止自由基的链反应及络合金属离子和还原过氧化物特性④营养性氨基酸缺失；糖及维生素C损失；蛋白质营养性降低⑤有害成分氨基酸和蛋白质生成的杂环胺能引起突变和致畸；美拉德反应产物D-糖胺损坏DNA；美拉德反应对胶原蛋白结构有负面作用，影响人体的老化和糖尿病形成非酶褐变反应影响因素及控制方法①降温（10℃储藏）；②亚硫酸处理；③降低PH；④降低成品浓度；⑤使用不易发生褐变的糖类，可用蔗糖代替还原糖；⑥发酵法和生物化学法；⑦钙盐蔗糖形成焦糖素反应历程蔗糖是用于生产蔗糖色素和食用色素香料的物质，在酸或酸性铵盐存在的溶液中加热可制备出焦糖色素，反应机理如下：①由蔗糖融化开始，经一段时间气泡，蔗糖脱去一分子水，生成无甜味而具温和苦味的异蔗糖酐，起跑暂时停止②是持续较长时间的失水阶段，异蔗糖酐脱去一分子水缩合为焦糖酐，焦糖酐是平均分子式是C14H26O30的浅褐色色素，可溶于水及乙醇，味苦③焦糖酐进一步脱水形成焦糖烯，焦糖烯继续加热失水，生成高分子量的难溶性焦糖素。焦糖烯溶于水，味苦，焦糖素难溶于水，外观为深褐色淀粉糊化给水中的淀粉粒加热，则随着温度上升，淀粉分子之间的氢键断裂，淀粉分子有更多的位点可以和水分子发生氢键缔合。水渗入淀粉粒，使更多和更长的淀粉分子链分离，导致结构的混乱度增大，同时结晶区的数目和大小均减小，继续加热，淀粉发生不可逆溶胀。此时支链淀粉由于水合作用而出现无规卷曲，淀粉分子的有序结构受到破坏，最后完全成为无序状态，双折射和结晶结构也完全消失，淀粉这个过程称为糊化。①水温未达到糊化温度时，水分是由淀粉粒的孔隙进入粒内，与许多无定形部分的极性基相结合，或简单地吸附。此时若取出脱水，淀粉粒仍可以恢复②加热至糊化温度，这时大量的水渗入到淀粉粒内，黏度发生变化。此阶段水分子进入微晶束结构，淀粉原有的排列取向被破坏，并随着温度的升高，黏度增加③使膨胀的淀粉粒继续分离支解。当在95℃恒定一段时间后，黏度急剧下降。淀粉糊冷却时，一些淀粉分子重新缔合形成不可逆凝胶简述油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用①用棉子油生产色拉油时，要进行冬化以除去高熔点的固体脂，这个工艺要求冷却速度缓慢，以便有足够的晶体形成时间，产生粗大的β结晶，以利于过滤②人造奶油要有良好的涂抹性和口感，这就要求人造奶油晶型为细腻的β型，在生产上可以使油脂先经过急冷形成α晶体，然后再保持略高的温度继续冷却，使之转化为熔点较高的β晶体③巧克力要求熔点在35℃左右，能够在口腔中融化而且不产生油腻感，同时表面要光滑，晶体颗粒不能粗大。在生产上通过精确地控制可可脂的结晶温度和速度来得到稳定的符合要求的β晶体。具体做法是：把可可脂加热到55℃以上使他冷却，再缓慢冷却，在29℃停止冷却，加热到32℃，使β以外的晶体熔化。多次进行29℃冷却和33℃加热，最终使可可脂完全转化成β晶体油脂塑性主要取决于哪些因素油脂的晶型（β型会包含大量小气泡，从而赋予产品较好塑性）；熔化温度范围（熔化开始到结束范围越大，塑性越好）；固液两相比油炸过程中油脂的化学变化温度150℃以上，接触油的有O2和食品，食品吸收油，脂类发生氧化、分解、聚合、缩合等反应。不饱和脂肪酸酯氧化热分解生成过氧化物、挥发性物质，并形成二聚体不饱和脂肪酸酯非氧化热反应生成二聚物和多聚物饱和脂肪酸酯在高温及有氧时，α碳β碳γ碳形成氢过氧化物，进一步裂解生成长链烃、醛、酮和内酯饱和脂肪酸酯非氧化热分解生成烃、酸、酮、丙烯醛等论述脂类的氧化及对食品的影响油脂氧化有自动氧化、光敏氧化、酶促氧化和热氧化①脂类的自动氧化反应是典型的自由基链式反应，它具有一下特征：凡能干扰自由基反应的化学物质都将明显地抑制氧化转化速率；光和产生自由基的物质对反映有催化作用；氢过氧化物ROOH产率高；光引发氧化反应时量子产率超过1；用纯底物时，可察觉到较长的诱导期脂类自动氧化自由基历程可简化成三步，即链引发、链传递和链终止链引发RH→R·+H·链传递R·+O2→ROO·ROO·+RH→ROOH+R·链终止R·+R·→R-RR·+ROO·→R-O-O-RROO·+ROO·→R-O-O-R+O2②光敏氧化是不饱和脂肪酸双键与单重态的氧发生的氧化反应。光敏氧化有两种途径，第一种是光敏剂被激发后，直接与油脂作用，生成自由基，从而引发油脂的自动氧化反应；第二种途径是光敏剂被光照激发后，通过与基态氧反应生成激发态氧，高度活泼的单重态氧可以直接进攻不饱和脂肪酸双键部位上任一碳原子，双键位置发生变化，生成反式构型的氢过氧化物，生成氢过氧化物的种类数为双键数的两倍③脂肪在酶参与下发生氧化反应，称为酶促氧化。催化这个反应的主要是脂肪氧化酶，专一性作用于具有1,4顺、顺-戊二烯结构，并且其中心亚甲基处于ω-8位的多不饱和脂肪酸，在动物体内脂肪氧化酶选择性地氧化花生四烯酸，产生前列腺素、凝血素等活性物质。大豆加工中产生的豆腥味与脂肪氧化酶对亚麻酸的氧化有密切关系④脂类的氧化热聚合是在高温下，甘油酯分子在双键的α碳上均裂产生自由基，通过自由基互相结合形成非环二聚物，或者自由基对一个双键加成反应，形成环状或非环状化合物蛋白质变性机理天然蛋白质分子因环境的种种影响从而有序而紧密的结构变为无秩序的散漫构造就是变性。天然蛋白质的紧密结构是由分子中的次级键维持的，容易被物理和化学因素破坏，从而导致蛋白质空间结构破坏或改变。因此蛋白质变性的本质就是蛋白质分子次级键的破坏引起二级、三级、四级结构的变化。蛋白质凝胶作用指变性蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络结构的过程。蛋白质凝胶作用的本质是蛋白质变性。热处理是蛋白质凝胶必不可少的条件，但随后需要冷却，略微酸化有助于凝胶的形成。添加盐类特别是钙离子可以提高凝胶速率和凝胶强度小麦蛋白是怎样影响面团弹性的小麦面筋、小麦蛋白质可以分为：麦胶蛋白、麦谷蛋白、球蛋白、麦白蛋白。前两种为面筋蛋白，不溶于水，具有其他动物蛋白所没有特点：遇水能相互粘聚在一起形成面筋，后两者易溶于水而流失麦谷蛋白分子量大，以分子间s-s键组合而成；麦胶蛋白则以分子内的s-s键组合而成。两种蛋白都含有相当多半胱氨酸，使分子内和分子间的交联比较容易。麦胶蛋白有良好的伸展性和强的粘性，但无弹性，麦谷蛋白富有弹性而无伸展性。这两种蛋白质经吸水膨润，充分搅拌后，相互结合成具有充分弹性和伸展性的面筋，分子在膨润状态下接触，形成网状结构，而淀粉就填充在面筋的网状组织内内源酶在食品中的应用颜色：脂肪氧合酶（用于小麦粉和大豆粉的漂白；制作面团时在面筋中形成二硫键；产生具有青草味的不良异味；破坏食品中的维生素和蛋白质类化合物）；叶绿素酶；多酚氧化酶质地：果胶酶（提高果汁得率）；纤维素酶和戊聚糖酶（提高面包持气性，更松软）；淀粉酶（降解淀粉，酶法制糖）；蛋白酶（提高食品质地和风味）风味：奶油风味酶；柚皮苷酶（脱除苦味）；脂肪氧合酶（导致青刀豆和玉米产生不良风味和异味）；半胱氨酸裂解酶（冬季花椰菜产生不良风味）水和冰的物理性质：①水熔点、沸点高，介电常数、表面张力、热容和相变热均大；②水冻结时体积增大；③冰的热传导速度比水快，此冰的熔化速度比水冻结速度快；④冰的热扩散速度快，冰的温度变化速度比水快单个水分子的结构特征：水分子四面体结构有对称性；H-O键具有电负性，有离子特性；氧的另外两对孤对电子有静电力；单个水分子结构具有形成氢键的能力；两个给予体两个受体水的结构特点：液态水中，水由若干个分子靠氢键缔合形成水分子簇，不是长程有序的刚性结构；宏观看，整个体系的氢键缔合程度和网络结构是保持不变的，从微观看各个氢键是处在不停的运动状态，而且氢键的破坏和形成是一个动态平衡水分子缔合的原因：H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性，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；静电效应结合水和自由水的性质区别：结合水缔合强度大，蒸气压比自由水低；结合水冰点比自由水低；结合水不能作为溶质的溶剂；自由水能被微生物利用，结合水不能淀粉老化及其影响因素热的淀粉糊冷却时，通常形成粘弹性的凝胶，凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶，并失去溶解性。通常将淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象，称作淀粉的老化。影响老化因素包括：①淀粉的种类直链分子呈直链状，在溶液中空间障碍小，易于取向，所以容易老化，分子量大的直链淀粉比分子量小的老化慢，而支链淀粉呈树枝状结构不易老化②淀粉的浓度浓度大，分子碰撞机会大，易于老化，水分在40%最易老化③无机盐种类无机盐有阻碍淀粉分子定向取向的作用④食品ＰＨ值ＰＨ在５－７时老化速度快。偏酸或偏碱时带同种电荷，老化慢⑤温度高低最适温度为２－４℃⑥冷冻的速度糊化的淀粉缓慢冷却时老化快，而速冻使淀粉分子间水迅速结晶，阻碍淀粉分子靠近，降低老化速度⑦共存物影响脂类、乳化剂、多糖、蛋白质等亲水大分子可抗老化，表面活性剂或具有表面活性剂的极性脂添加到面包和其它食物中，可延长货架期美拉德反应：还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应，反应过程中形成醛类、醇类可发生缩合作用产生醛醇类及脱氮聚合物类，最终形成含氮的棕色聚合物或共聚物类黑素，以及一些需要和非需要的风味物质。开始阶段，还原糖如葡萄糖和氨基酸或蛋白质中的自由氨基失水缩合生成N-葡萄糖基胺，N-葡萄基胺经重排反应生成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。中间阶段，1-氨基-1-脱氧-2-酮糖根据PH不同发生降解，当PH≦7，主要发生1,2-烯醇化而形成糠醛（当糖是戊糖）或羟甲基糠醛（当糖是己糖）；当PH7且温度较低时，较易发生2,3-烯醇化而形成还原酮类，还原酮较不稳定，有还原作用，也可异构成脱氢还原酮。当PH7且温度较高，较易裂解，产生1-羟基-2-丙酮、丙酮醛、二乙酰基等高活性的中间体，这些中间体还可继续参与反应，如脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧、脱氮反应形成醛类和α氨基酮类。终了阶段，反应过程中形成的醛类、酮类都不稳定，可发生缩合作用产生醛醇类及脱氮聚合物类。在有氨基存在时，发生缩合、脱氢、重排、异构化等，进一步缩合，最终形成含氮的棕色聚合物，称为类黑素。简述脂类经过高温加热时变化及对食品的影响油脂在150℃以上高温下会发生氧化、分解、聚合、缩合等反应，生成低级脂肪酸、羟基酸、酯、醛以及产生二聚体、三聚体，使脂类品质下降，如色泽加深、粘度增大、碘值降低、烟点降低、酸价升高，还会产生刺激性气体①热分解在高温下，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸都会发生热分解反应。热分解反应可以分为氧化热分解和非氧化热分解。饱和脂肪酸酯在高温及有氧时会发生热氧化反应，脂肪酸的全部亚甲基都可能受到氧的攻击，但一般优先在脂肪酸的α碳β碳γ碳上形成氢过氧化物，裂解生成醛、酮、烃等低分子化合物。不饱和脂肪酸酯的非氧化热反应主要生成各种二聚化合物，此外还生成一些低分子量的物质②热聚合脂类的热聚合反应分非氧化热聚合和氧化热聚合，非氧化热聚合即共轭二烯烃与双键加成反应，生成环己烯类化合物。这个反应发生在不同脂肪分子间，也可发生在同一个脂肪分子的两个不饱和脂肪酸酰基之间。脂类的氧化热聚合是在高温下，甘油酯分子在双键的α碳上均裂产生自由基，通过自由基互相结合形成非环二聚物，或者自由基对一个双键加成反应形成环状或非环状化合物对食品影响：引起油脂品质下降，并对食品的