食品化学试题加答案Word下载.docx
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4.下列食品中，哪类食品的吸着等温线呈S形？
（A）糖制品（B）肉类（C）咖啡提取物（D）水果
5.关于BET（单分子层水），描述有误的是一。
（A）BET在区间Ⅱ的商水分末端位置
（B）BET值可以准确地预测干燥产品最大稳定性时的含水量
（C）该水分下除氧化反应外，其他反应仍可保持最小的速率
（D）单分子层水概念是由Brunauer.Emett及Teller提出的单分子层吸附理论
三、名词解释
1.水分活度：
水分活度能反应水与各种非水成分缔合的强度，其定义可用下式表示：
式中，p为某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸气分压；
Po表示在同一温度下纯水的饱和蒸
气压；
ERH是食品样品周围的空气平衡相对湿度。
2．水分吸着等温线：
在恒温条件下，食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）与aw的关系曲线。
3．单分子层水：
在MSI区间I的高水分末端（区间I和区间Ⅱ的分界线，aw=0.2～0.3）位置的这部分水,通常是在干物质可接近的强极性基团周围形成1个单分子层所需水的近似量，称为食品的“单分子层水（BET）”。
四、问答题
1．简要概括食品中的水分存在状态。
食品中的水分有着多种存在状态’一般可将食品中的水分分为自由水（或称游离水、体相水）和结合水（或称束缚水、固定水）。
其中，结合水又可根据被结合的牢固程度，细分为化合水、邻近水、多层水；
自由水可根据这部分水在食品中的物理作用方式，细分为滞化水、毛细管水、自由流动水。
但应强调的是，上述对食品中的水分划分只是相对的。
2．简述食品中结合水和自由水的性质区别。
食品中结合水和自由水的性质区别主要在于以下几个方面：
（1）食品中结合水与非水成分缔合强度大，其蒸气压也比自由水低得很多，随着食品中非水成分的不同，结合水的量也不同。
要想将结合水从食品中除去，需要的能量比自由水高得多，且如果强行将结合水从食品中除去，食品的风味、质构等性质也将发生不可逆的改变。
（2）结合水的冰点比自由水低得多，这也是植物的种子及微生物孢子由于几乎不含自由水，可在较低温度生存的原因之一；
而多汁的果蔬，由于自由水较多，冰点相对较高，且易结冰破坏其组织。
（3）结合水不能作为溶质的溶剂。
（4）自由水能被微生物所利用，结合水则不能，所以自由水较多的食品容易腐败。
3．简述MSI在食品工业上的意义。
MSI即水分吸着等温线，其含义为在恒温条件下，食品的含水量（以每单位干物质质量中水的质量表示）与aw的关系曲线。
它在食品工业上的意义在于：
①在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与aw有关；
②配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移；
③测定包装材料的阻湿性的必要性；
④测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长；
⑤预测食品的化学和物理稳定性与水分的含量关系。
4．简述食品中aw与脂质氧化反应的关系。
食品水分对脂质氧化既有促进作用，又有抑制作用。
当食品中水分处在单分子层水（aw=0.35左右）时，可抑制氧化作用，其原因可能在于：
①覆盖了可氧化的部位，阻止了它与氧的接触；
②与金属离子的水合作用，消除了由金属离子引发的氧化作用；
③与氢过氧化物的氢键结合’抑制了由此引发的氧化作用；
④促进了游离基间的相互结合，由此抑制了游离基在脂质氧化中的链式反应。
当食品中aw>
0.35时，水分对脂质氧化起促进作用'
其原因可能在于：
①水分的溶剂化作用，使反应物和产物便于移动，有利于氧化作用的进行；
②水分对生物大分子的溶胀作用，暴露出新的氧化部位，有利于氧化的进行。
5．简述食品中aw与美拉德褐变的关系。
食品中aw与美拉德褐变的关系表现出一种钟形曲线形状，当食品中aw=0.3～0.7时，多数食品会发生美拉德褐变反应。
造成食品中aw与美拉德褐变的钟形曲线形状的主要原因在于：
虽然高于BHT单分子层aw以后美拉德褐变就可进行，但aw较低时，水多呈水-水和水-溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合作用，不利于反应物和反应产物的移动，限制了美拉德褐变的进行。
随着aw的增大，有利于反应物和产物的移动，美拉德褐变增大至最高点，但aw继续增大，反应物被稀释，美拉德褐变下降。
6．论述食品中水分与溶质间的相互作用。
食品中水分与溶质间的相互作用主要表现在以下几个方面：
（1）水与离子和离子基团的相互作用在水中添加可解离的溶质，会破坏纯水的正常结构，这种作用称为离子水合作用。
但在不同的稀盐溶液中，离子对水结构的影响是有差异的。
某些离子如K+、Rb+、Cs+、Cl-等具有破坏水的网状结构效应，而另一类电场强度较强、离子半径小的离子或多价离子则有助于水形成网状结构，如Li+、Na+、H3O、F-等。
离子的效应不仅仅改变水的结构，而且影响水的介电常数、水对其他非水溶质和悬浮物质的相容程度。
（2）水与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用食品中蛋白质、淀粉、果胶等成分含有大量的具有氢键键合能力的中性基团，它们可与水分子通过氢键键合。
水与这些溶质之间的氢键键合作用比水与离子之间的相互作用弱，与水分子之间的氢键相近，且各种有机成分的极性基团不同，与水形成氢键的键合作用强弱也有区别。
（3）水与非极性物质的相互作用向水中加入疏水性物质，如烃、稀有气体及引入脂肪酸、氨基酸、蛋白质的非极性基团，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合作用增强，此过程称为疏水水合作用；
当水体系中存在多个分离的疏水基团时，疏水基团之间相互聚集，此过程称为疏水相互作用。
（4）水与双亲分子的相互作用水能作为双亲分子的分散介质。
在食品体系中，水与脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂类、核酸类这些双亲分子的亲水部位羧基、羟基、磷酸基或含氮基团的缔合导致双亲分子的表观“增溶”。
7．论述水分活度与食品稳定性之间的联系。
水分活度比水分含量能更好地反映食品的稳定性，具体来说，主要表现在以下几点：
（1）食品中aw与微生物生长的关系aw与微生物生长有着密切的联系，细菌生长需要的aw较高，而霉菌需要的aw较低，当aw低于0.5后，所有的微生物几乎不能生长。
（2）食品中aw与化学及酶促反应的关系aw与化学及酶促反应之间的关系较为复杂，主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应：
①水分不仅参与其反应，而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行；
②通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应；
③通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用，使其暴露出新的作用位点；
④高含量的水由于稀释作用可减慢反应。
（3）食品中aw与脂质氧化反应的关系食品水分对脂质氧化既有促进作用，又有抑制作用。
当食品中的水分处在单分子层水（aw=0.35左右）时，可抑制氧化作用；
当食品中aw>
0.35时，水分对脂质氧化起促进作用。
（4）食品中aw与美拉德褐变的关系食品中aw与美拉德褐变的关系表现出一种钟形曲线形状，当食品中aw=0.3～0.7时，多数食品会发生美拉德褐变反应，随着aw的增大，有利于反应物和产物的移动，美拉德褐变增大至最高点，但aw继续增大，反应物被稀释，美拉德褐变下降。
第二章糖
一、填空题
1．碳水化合物根据其组成中单糖的数量可分为单糖、寡糖和多糖。
2．单糖根据官能团的特点分为醛糖和酮糖，寡糖一般是由2~10个单糖分子缩合而成，多糖聚合度大于10。
根据组成多糖的单糖种类，多糖分为均多糖或杂多糖。
3．根据多糖的来源，多糖分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖；
根据多糖在生物体内的功能，多糖分为结构多糖、储存多糖和功能性多糖，一般多糖衍生物称为多糖复合物。
4．糖原是一种葡聚糖，主要存在于肌肉和肝脏中，淀粉对食品的甜味没有贡献，只有水解成低聚糖或葡萄糖才对食品的甜味起作用。
5．非酶褐变的类型包括：
美拉德反应；
焦糖化褐变；
抗坏血酸褐变；
酚类物质褐变等四类。
6．琼脂除作为一种海藻类膳食纤维外，还可作果冻布丁等食品的凝固剂、稳定剂、增稠剂，固定化细胞的载体，也可凉拌直接食用，是优质的低热量
食品。
二、选择题
1．根据化学结构和化学性质，碳水化合物是属于一类的化合物。
（A）多羟基酸（B）多羟基醛或酮（C）多羟基醚（D）多羧基醛或酮
2.糖苷的溶解性能与有很大关系。
（A）苷键（B）配体（c）单糖（D）多糖
3．一次摄人大量苦杏仁易引起中毒，是由于苦杏仁苷在体内彻底水解产生，导致中毒。
（A）D-葡萄糖（B）氢氰酸（C）苯甲醛（D）硫氰酸
4．多糖分子在溶液中的形状是围绕糖基连接键振动的结果，一般呈无序的状。
（A）无规线团．（B）无规树杈（C）纵横交错铁轨（D）曲折河流
5．环糊精由于内部呈非极性环境，能有效地截留非极性的和其他小分子化合物。
（A）有色成分（B）无色成分（c）挥发性成分（D）风味成分
6．碳水化合物在非酶褐变过程中除了产生深颜色色素外，还产生了多种挥发性物质。
（A）黑色（B）褐色（c）类黑精（D）类褐精
7．褐变产物除了能使食品产生风味外，它本身可能具有特殊的风味或者增强其他的风味，具有这种双重作用的焦糖化产物是____。
（A）乙基麦芽酚和丁基麦芽酚（B）麦芽酚和乙基麦芽酚
（c）愈创木酚和麦芽酚（D）麦芽糖和乙基麦芽酚
8．食品中丙烯酰胺主要来源于加工过程。
（A）高压（B）低压（C）高温（D）低温
9．马铃薯淀粉在水中加热可形成非常黏的溶液。
（A）透明（B）不透明（C）半透明（D）白色
10．淀粉糊化的本质就是淀粉微观结构____。
（A）从结晶转变成非结晶（B）从非结晶转变成结晶
（C）从有序转变成无序（D）从无序转变成有序
三、名词解释
1．环状糊精：
环状糊精是由6～8个D-吡喃葡萄糖通过a-1,4-糖苷键连接而成的低聚物。
由6个糖单位组成的称为a-环状糊精，由7个糖单位组成的称为β-环状糊精，由8个糖单位组成的称为γ-环状糊精。
2．果葡糖浆：
工业上采用α-淀粉酶和葡萄糖糖化酶水解玉米淀粉得到近乎纯的D-葡萄糖。
然后用异构酶使D-葡萄糖异构化，形成由54%D-葡萄糖和42%D-果糖组成的平衡混合物，称为果葡糖浆。
3．非酶褐变：
非酶褐变反应主要是碳水化合物在热的作用下发生的一系列化学反应，产生大量的有色成分和无色成分，或挥发性和非挥发性成分。
由于非酶褐变反应的结果使食品产生了褐色，故将这类反应统称为非酶褐变反应。
就碳水化合物而言，非酶褐变反应包括美拉德反应、焦糖化褐变、抗坏血酸褐变和酚类成分的褐变。
4.美拉德反应：
主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应·
反应过程中形成的醛类，酵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，以及一些需宜和非需宜的风味物质。
5焦糖化褐变：
糖类在没有含氨基化合物存在时．加热到熔点以上也会变为黑褐的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。
温和加热或初期热分解能引起糖异头移位、环的大小改变和糖苷键断裂以及生成新的糖苷键。
但是，热分解由于脱水引起左旋葡聚糖的形成或者在糖环中形成双键．后者可产生不饱和的环状中间体，如呋哺环。
6、淀粉的糊化：
淀粉分子结构上羟基之间通过氢键缔合形成完整的淀粉粒不溶于冷水，能可逆地吸水并略微溶胀。
如果给水中淀粉粒加热，则随着温度上升淀粉分子之间的氢键断裂，因而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，淀粉的这个过程称为糊化。
7.淀粉的老化：
热的淀粉糊冷却时，通常形成黏弹性的凝胶，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。
淀粉的老化实质上是一个再结晶的过程。
8糖原：
又称动物淀粉，是肌肉和肝脏组织中主要储存的碳水化舍物，是同聚糖，与支链淀粉的结构相似，含α-D-1,4-和α-D-1,6糖苷键。
四、简答题
1．简述碳水化合物与食品质量的关系。
碳水化合物是食品中的主要成分之一，碳水化合物对食品的营养，色泽、口感、质构及某些食品功能等都有密切关系。
（1）碳水化合物是人类营养的基本物质之一。
人体所需要的能量中有70%左右是由糖提供的。
（2）具有游离醛基或酮基的还原糖在热作用下可与食品中其他成分，如氨基化台物反应丽形成一定色泽；
在水分较少情况下加热，糖类在无氨基化合物存在下也可产生有色产物，从而对食品的色泽产生一定的影响。
（3）游离糖本身有甜度，对食品口感有重要作用。
（4）食品的黏弹性也与碳水化合物有很大关系，如果胶、卡拉胶等。
（5）食品中纤维索、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作用外，还可促进肠道蠕动，使炎便通过肠道的时间缩短，减少细菌及其毒素对肠壁的刺激，从而降低某些疾病的发生。
（6）某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，如香菇多糖、茶叶多糖等，这些功能性多糖是保健食品的主要活性成分。
2.简述蔗糖形成焦糖素的反应历程。
蔗糖是用于生产焦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，其反应历程如下。
（1）第一阶段：
由蔗糖熔化开始，经一段时间起泡，蔗糖脱去一水分子水，生成无甜味而具温和苦味的异蔗糖酐。
这是焦糖化的开始反应，起泡暂时停止。
（2）第二阶段：
是持续较长时间的失水阶段，在此阶段异蔗糖酐脱去一分子水缩合为焦糖酐。
焦糖酐是一种平均分子式为C24H36O18的浅褐色色素，焦糖酐的熔点为138℃，可溶于水及乙醇，味苦。
（3）第三阶段：
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。
焦糖烯的熔点为154℃，可溶于水，味苦，分子式为C36H50O250焦糖素的分子式为C125H188O80，难溶于水，外观为深褐色。
3．简述美拉德反应的历程。
美拉德反应主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应。
它的反应历程如下。
（1）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，葡萄糖基胺经Amadori重排反应生成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。
（2）中间阶段：
1氨基-1-脱氧-2-酮糖根据pH值的不同发生降解，当pH值等于或小于7时，Amadori产物主要发生1,2一烯醇化而形成糠醛（当糖是戊糖时）或羟甲基糠醛（当糖为己糖时）。
当pH值大于7、温度较低时．1氨基-1-脱氧-2-酮糖较易发生2，3-烯醇化而形成还原酮类，还原酮较不稳定，既有较强的还原作用，也可异构成脱氢还原酮（二羰基化合物类）。
当pH值大于7、温度较高时，1-氨基-卜脱氧-2-酮糖较易裂解，产生l-羟基-2-丙酮、丙酮醛、二乙酰基等很多高活性的中间体。
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、脱氨反应形成醛类和a-氨基酮类，这个反应又称为Strecker降解反应。
（3）终期阶段：
反应过程中形成的醛类、酮类都不稳定，它们可发生缩合作用产生醛醇类脱氮聚合物类。
4．试述非酶褐变对食品质量的影响。
（1）非酶褐变对食品色泽的影响非酶褐变反应中产生两大类对食品色泽有影响的成分，其一是一类相对分子质量低于1000的水可溶的小分子有色成分；
其二是一类相对分子质量达到100000的水不可容得大分子高聚物质。
（2）非酶褐变对食品风味的影响在高温条件下，糖类脱水后．碳链裂解、异构及氧化还原可产生些化学物质，如乙酰丙酸、甲酸、丙酮醇、3-羟基丁酮、二乙酰、乳酸、丙酮酸和醋酸；
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，产生大量的醛类。
非酶褐变反应可产生需要或不需要的风味，例如麦芽酚和异麦芽酚使焙烤的面包产生香味，2-H-4-羟基-5-甲基-呋喃-3-酮有烤肉的焦香味，可作为风味增强剂；
非酶褐变反应产生的吡嗪类等是食品高火味及焦煳味的主要成分。
（3）非酶褐变产物的抗氧化作用食品褐变反应生成醛、酮等还原性物质，它们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较为显著。
它的抗氧化性能主要由于美拉德反应的终产物——类黑精具有很强的消除活性氧的能力，且中间体---还原酮化合物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的特性。
（4）非酶褐变降低了食品的营养性氨基酸的损失：
当一种氨基酸或一部分蛋白质参与美拉德反应时．会造成氨基酸的损失，其中以含有游离Σ-氨基的赖氨酸最为敏感。
糖及维生素C等损失：
可溶性糖及维生素C在非酶褐变反应过程中将大量损失，由此，人体对氮源和碳源的利用率及维生素C的利用率也随之降低。
蛋白质营养性降低：
蛋白质上氨基如果参与了非酶褐变反应，其溶解度也会降低。
矿质元素的生物有效性也有下降。
（5）非酶褐变产生有害成分食物中氨基酸和蛋白质生成了能引起突变和致畸的杂环胺物质。
美拉德反应产生的典型产物D-糖胺可以损伤DNA;
美拉德反应对胶原蛋白的结构有负面的作用，将影响到人体的老化和糖尿病的形成。
5．论述非酶褐变反应的影响因素和控制方法。
影响非酶褐变反应的因素有：
（1）糖类与氨基酸的结构还原糖是主要成分，其中以五碳糖的反应最强。
在羰基化合物中，以α-己烯醛褐变最快，其次是α-双羰基化合物，酮的褐变最慢。
至于氨基化合物，在氨基酸中碱性的氨基酸易褐变。
蛋白质也能与羰基化合物发生美拉德反应，其褐变速度要比肽和氨基酸缓慢。
（2）温度和时间温度相差10℃，褐变速度相差3～5倍。
30℃以上褐变较快，20℃以下较慢，所以置于10℃以下储藏较妥。
（3）食品体系中的pH值当糖与氨基酸共存，pH值在3以上时，褐变随pH值增加而加快；
pH=2.0～3.5范围时，褐变与pH值成反比；
在较高pH值时，食品很不稳定，容易褐变。
、中性或碱性溶液中，由抗坏血酸生成脱氢抗坏血酸的速率较快，不易产生可逆反应，并生成2，3-二酮古罗糖酸。
碱性溶液中，食品中的多酚类也易发生自动氧化，产生褐色产物。
降低pH值可防止食品褐变，如酸度高的食品，褐变就不易发生。
也可加入亚硫酸盐来防止食品褐变，因亚硫酸盐能抑制葡萄糖变成5一羟基糠醛，从而可抑制褐变发生。
（4）食品中的水分活度及金属离子食品中水分含嚣在10%—15%时容易发生，水分含量在3%以下时，非酶褐变反应可受到抑制。
含水量较高有利于反应物和产物的流动，但是，水过多时反应物被稀释，反应速率下降。
（5）高压压力对褐变的影响，则随着体系中的pH值不同而变化。
在pH=6.5时褐色化反应在常压下比较慢。
但是，在pH=8.0和pH=10.1时，高压下的褐色形成要比常压下快的多。
非酶褐变的控制：
①降温。
降温可减缓化学反应速率，因此低温冷藏的食品可延缓非酶褐变。
②亚硫酸处理。
羰基可与亚硫酸根生成加成产物，此加成产物与R-NH2反应的生成物不能进一步生成席夫碱，因此抑制羰氨反应褐变。
③改变pH值。
降低pH值是控制河边的方法之一。
④降低成品浓度。
适当降低产品浓度，也可降低褐变速率。
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。
有的食品糖含量甚微，可加入酵母用发酵法除糖。
或用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶混合酶之际出去食品中的微量葡萄糖和氧。
⑦钙盐。
该可与氨基酸集合成不溶性化合物，有携同SO2防止褐变的作用。
4.论述食品中主要的功能性低聚糖及其作用。
在一些天然的食物中存在一些不被消化吸收的并具有某些功能的低聚糖，他们又称功能性低聚糖，具有以下特点：
不被人体消化吸收，提供的热量很低，能促进肠道双歧杆菌的增值，预防牙齿龋变、结肠癌等。
（1）大豆低聚糖大豆低聚糖广泛存在于各种植物中．主要成分是水苏糖、棉子糖和蔗糖。
成人每天
服用3-5g低聚糖，即可起到增殖双歧杆菌的效果。
（2）低聚果糖低聚果糖是在蔗糖分子上结合l—3个果糖的寡糖，存在于果蔬中，可作为高血压、糖
尿病和肥胖症患者的甜昧剂，它也是一种防龋齿的甜昧剂。
（3）低聚木糖是由2-7个木糖以β-1,4-糖苷键结合而成的低聚糖，它在肠道内难以消化，是极好的
_双岐杆菌生长因子，每天仅摄人0.7g即有明显效果。
（4）甲壳低聚糖是一类由N-乙酰-D-氨基葡萄糖和D-氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接起来的低聚
合度的水溶性氮基葡聚糖。
它有许多生理活性，如提高机体免疫能力、增强机体的抗病抗感染能力、抗肿
瘤作用、促进双歧杆菌增殖等。
（5）其他低聚糖低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖以及低聚龙胆糖等都是双歧菌生长因子，可使肠内双歧杆菌增殖·
保持双歧杆菌菌群优势，有保健作用。
第三章脂类
一、填空题
1．根据脂类的化学结构及其组成，将脂类分为简单脂类、_复合_脂类和衍生脂类。
2．纯净的油脂无色、无味，在加工过程中由于脱色不完全，使油脂稍带黄色。
3．牛奶是典型的O/W型乳化液，奶油是W/O型乳化液。
4．从油料作物、动物脂肪组织等原料中采用压榨、有机溶剂浸提、熬炼等方法得到的油脂，一般称为毛油。
5．碱炼主要除去油脂中的游离脂肪酸，同时去除部分磷脂、色素等杂质。
6．油脂中含有叶绿素、叶黄
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