食品化学课后题答案Word格式文档下载.docx
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脂肪产生异味、维生素降解、色素褪色、蛋白质营养物质损失
水解
脂类、蛋白质、维生素、碳水化合物、色素水解
金属反应
金属与花青素作用改变颜色、叶绿素脱镁。
作为自动氧化催化剂
脂类异构化
顺→反异构化、非共轭脂→共轭脂
脂类环化
产生单环脂肪酸
脂类聚合
油炸中油起泡沫
蛋白质变性
卵清凝固、酶失活
蛋白质交联
在碱性条件下加工蛋白质使营养价值降低
糖酵解
宰后动物组织和采后植物组织的无氧呼吸
5、简述食品的主要化学组成，主要营养素。
水
无机成分 矿物质
蛋白质 基本营养素
天然成分 碳水化合物
食品 脂类化合物
的化 有机成分 维生素
学组 色素、呈香、呈味物质
成 激素
有毒物质
天然来源的食品添加剂
食品添加剂
人工合成的食品添加剂
非天然成分
加工中不可避免的污染物质
污染物质
环境污染物质
第二章水
1．水分活度：
指食品中水的蒸汽压和该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值，即
Aw=P/P0=ERH/100=N=n1/（n1+n2）
2．吸湿等温线：
是指在恒定温度下，食品的水分含量与它的水分活度之间的关系图。
3．滞后现象：
样品的吸湿等温线和解吸等温线不完全重叠的现象。
二、简答
1．为什么说在相同的温度下组织材料冻结的速度比解冻的速度快？
（1）冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水的导热系数的4倍，说明冰对热的传导要比生物材料中不能流动的水的导热能力大得多。
（2）水和冰的热扩散系数的差别也非常大，冰的热扩散系数约为水的9倍，这说明在一定的环境中，冰将以比水快得多的速度，改变自身的温度。
（3）水和冰在导热系数与热扩散系数上较大的差异，就导致了在相同温度差下（但升降的方向相反），组织材料冻结的速度要比解冻的速度快得多。
2．简述结合水和自由水的区别？
结合水与自由水的区别主要如下表所示
区别点
结合水
自由水
一般描述
存在于溶质或其他非水组分附近的那部分水。
包括化合水和邻近水以及几乎全部多层水
位置上远离非水组分，以水－水氢键存在
冰点（与纯水比较）
冰点大为降低，甚至在－40℃不结冰
能结冰、冰点略微降低
溶剂能力
无
大
平均分子水平运动
大大降低甚至无
变化很小
蒸发焓（与纯水比）
增大
基本无变化
在高水分食品中占总水分含量/（%）
<
0.03～3
约96％
3．论述水分活度与食品的稳定性的关系；
水分活度与食品的稳定性的关系主要体现在以下两个方面：
（1）水分活度与微生物的关系
微生物与食品的稳定性有很大的关系，而且很多微生物会分解或利用食品中的营养成分，从而影响食品的品质。
不同微生物的生长对水分活度的要求不同：
大多数的细菌：
0.99-0.94，大多数霉菌：
0.94-0.8之间；
大多数耐盐细菌：
0.75；
耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母：
0.65-0.6；
低于0.6时，绝大多数的微生物是无法生长的。
（2）水分活度与食品化学变化的关系
①对脂肪氧化酸败的影响
水分活度与油脂的氧化速率有很大的关系，当水分活度在0～0.33时，油脂的氧化速率随着水分活度的增加而降低，在低水分活度下，油脂的氧化速率很高；
当水分活度由0.33继续增大至0.73时，油脂的氧化速率又随着水分活度的增加而增加，当水分活度由0.73继续增大时，氧化速率呈下降趋势。
究其原因主要如下：
水能与脂肪氧化的自由基反应中的氢过氧化物形成氢键；
水能与金属离子形成水合物，从而会减缓催化效率，从而降低了反应速度；
水增加了氧的溶解度，加速了氧化；
脂肪分子肿胀，一些易氧化的部分暴露，增加了反应的几率，从而增加了反应速度；
催化剂和氧的流动性增加，催化效率提高，氧化速率加速；
当催化剂和反应物的浓度被稀释，反应速率会降低。
②对淀粉老化的影响
水分含量在30％～60％时，淀粉的老化速度很快；
10％～15％，淀粉不会发生老化或者老化很缓慢。
若水分含量降低至10％以下时，淀粉基本不发生老化，比如油炸方面的水分含量降至3～5％，其淀粉则不发生老化。
③对蛋白质变性的影响
水能使蛋白质膨润，使得一些容易氧化的基团暴露在外侧，所以，水分活度增大会加速蛋白质的氧化作用。
据测定，水分含量在4％时，蛋白质变性仍能进行，若水分含量降低在2％以下，则不会发生变性。
④对酶促褐变的影响
当Aw值降低到0.25～0.30的范围，就能有效地减慢或阻止酶促褐变的进行。
⑤水分活度对非酶褐变的影响
在一定的水分活度范围内，非酶褐变反应速度随水分活度的值增大而增大，水分活度在0.6～0.7之间时，褐变最为严重，随着水分活度的下降，非酶褐变就会收到抑制而减弱；
水分活度在0.2以下，反应通常不会发生；
而当水分活度过大时（大于0.7）反应速度下降。
4．水分含量与水分活度的关系？
①水分活度和水分含量同样是反映物质含水情况，但是概念和量化都不一样。
②水分活度和水分的关联关系为特定温度下的等温线。
如果建立了两个参数的对应关系，则可以互相转换。
③水分活度与微生物的生长关联很大，水分含量高的并不一定长菌，水分含量低的也并不一定长菌，关键是看该物质的水分活度是否低于长菌的水分活度。
第三章碳水化合物
1、论述美拉德反应与焦糖化反应的异同点。
美拉德反应与焦糖化反应的异同点见下表：
表1美拉德反应与焦糖化反应的异同点
名称
美拉德反应
焦糖化反应
不
同
点
反应底物
单糖、低聚糖或油脂等羰基化合物与氨基酸、肽、蛋白质、或胺类等氨基化合物发生反应
糖，没有氨基化合物的参与反应
缩合反应，聚合反应
水解反应，脱水反应，降解等
反应机理
包括初期阶段、中期阶段、末期阶段三个阶段，具体结合这三个阶段展开解释。
糖类受高温（150℃至200℃）影响发生降解作用，降解后的物质经聚合、缩合生成粘筒状的黑色物质的过程。
反应条件
pH＝3以上随pH值升高反应速度加快；
水分含量在10％～15％时褐变容易进行；
在室温下即可发生反应，一般在30℃以上褐变较快，20℃以下则进行较慢；
五碳糖的反应速度高于六碳糖，
一般而言，在高温、碱性及高糖浓度条件下焦糖化反应易发生。
pH＝8时比pH＝5.9时速度快10倍；
糖的熔点越低越容易发生该反应（果糖>
麦芽糖>
葡萄糖）；
高浓度的糖与稀酸存在可发生此反应，柠檬酸、无机酸、磷酸盐、碱等对焦糖的形成有催化作用。
反应产物
不饱和醛、糠醛及其衍生物，二羰基化合物、还原酮类，高分子色素等。
焦糖色，黑色物质
应用
主要应用在焙烤、油炸食品上色等方面
主要应用于生产焦糖色素，焦糖色素可用于可乐饮料、碳酸饮料、烘焙食品、糖浆、糖果及调味料中。
控制方法
在实际工作中，若需要控制美拉德褐变，可采用降温、亚硫酸处理、降低pH值、降低成品浓度或使用不易发生褐变的糖类等方法，控制非酶褐变。
降低温度、降低pH等均可降低反映速度
相同点
（1）二者均属于非酶褐变反应，且均需要糖类参与反应；
（2）均可以在酸性和碱性条件下反应；
（3）均在烘焙食品的风味和色泽形成方面有积极的贡献；
（4）若除去食品体系中的糖类，可降低两种反应的程度；
降低温度，两种褐变反应均可不同程度的受到抑制；
（5）二者在中间产物方面有一定的联系，焦糖化反应会产生一些挥发性的醛酮类物质，为美拉德反应提供了反应底物。
2、列举食品中重要的单糖、低聚糖，写出其结构式。
食品中重要的单糖包括：
葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖等；
食品中重要的低聚糖包括：
蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、棉籽糖、纤维二糖、低聚果糖、低聚木糖、异麦芽酮糖、环状糊精等。
（几种常见的单糖分子式如下，低聚糖的分子式见教材）
3、什么是淀粉的糊化？
影响淀粉的糊化因素都有哪些？
淀粉的糊化（Starchdextrinization）——把淀粉悬浮液加热到一定温度，其体积会迅速膨胀，膨胀后的体积达到原来体积的数百倍，淀粉溶液变成非常粘稠的胶体溶液，称之为淀粉的糊化。
影响淀粉糊化的因素包括以下几个方面：
①淀粉的种类;
含支链淀粉高的淀粉容易发生糊化，含直链淀粉高的淀粉不易糊化。
②淀粉晶体结构;
晶体结构松散的易于糊化，相对糊化温度比较低，如马铃薯淀粉的晶体结构比较松散，容易发生糊化，而玉米淀粉的结构比较紧密，不易发生糊化。
③水分含量：
低于30％加热不会糊化;
④糖类:
D－葡萄糖、D－果糖和蔗糖能抑制小麦淀粉颗粒的润涨，糊化温度随着糖浓度的加大而增高，对糊化温度影响顺序为:
蔗糖>
D-葡萄糖>
D-果糖;
⑤酸度：
在pH<
4时，淀粉水解为糊精，粘度降低。
在pH4-7时，几乎无影响。
在pH=10时，糊化速度迅速加快。
⑥淀粉酶：
使淀粉糊化加速。
新米（淀粉酶酶活高）比陈米更易煮烂。
⑦碱和盐类：
强碱能使淀粉在室温下就发生糊化；
阴离子促进淀粉糊化的顺序为：
OH－>
水杨酸>
SCN－>
I－>
Br－>
Cl－>
SO42-，促进效果大于I－者，在室温下就能使淀粉糊化；
阳离子促进糊化作用的顺序为Li＋>
Na＋>
K＋>
Rb＋
⑧脂类：
直链淀粉能与脂质形成螺旋状复合物，这种复合物对热比较稳定，糊化时润胀差，糊化温度高。
谷类淀粉的这种情况比较普遍，高支链淀粉玉米难以糊化和润胀。
脂质有抑制淀粉润胀的作用。
但卵磷脂可以促进小麦淀粉糊化。
可从以上八个方面展开论述
α－D－吡喃－葡萄糖α－D－吡喃－半乳糖α－D－吡喃－甘露糖
4、什么是淀粉的老化，影响淀粉老化的因素都有哪些？
淀粉老化（Starchstaling）——稀淀粉糊放置一段时间后，会逐渐变混浊，最终可产生不溶性的白色沉淀，而将浓淀粉糊分散液冷却，可迅速形成有弹性的胶体，这种现象叫做淀粉的老化。
①分子结构的影响：
含支链淀粉高的淀粉不容易发生老化，含直链淀粉高的淀粉易老化。
②分子大小：
对于直连分子量太大的取向困难，分子量小的易于扩散，分子量适中的易聚集沉淀，而对于支链分子，支链长度较均一，及支点化较少等均会提高初始回生速率。
③溶液浓度：
浓度大，则分子碰撞机会多，易聚沉，浓度小，则不易聚沉。
④pH值和无机盐
回生速率在pH=5～7时最快，过高或者过低的pH均会降低回生速率，pH＝10以上不发生回生现象，pH低于2回生缓慢。
阴离子盐和阳离子盐都会抑制淀粉回生，回生抑制程度依下列顺序：
CNS－>
PO43->
CO32->
I->
NO3->
Br->
Cl-；
Ba2+>
Sr2+>
Ca2+>
K+>
Na+。
⑤温度：
缓慢冷却，容易回生，而迅速冷却，淀粉分子来不及取向，可减少回生程度。
a.在常温特别是在接近0℃的低温范围内淀粉易发生老化，
b.一般来说，60℃以下就可以表现老化作用，随着温度的下降，直到－2℃，老化速度逐渐增加，－2℃～－22℃之间，老化速度逐渐下降，－22℃以下几乎不发生老化，
c.反复冻融食品会导致快速老化，
d.80℃以上，淀粉不发生老化。
⑥金属离子：
加速老化速度
⑦脂类：
部分脂肪酸、乳化剂和油脂阻碍老化作用
⑧糖类：
若糖分子水溶性好，可抑制老化，反之，则加速淀粉老化。
⑨水分含量：
水分含量在30％-60％时老化很快，10％以下不易老化。
可以从以上九个方面展开论述。
5、简述单糖的物理特性。
主要从以下几个方面回答：
⑴甜度⑵旋光性⑶溶解度⑷吸湿性、保湿性和结晶性⑸渗透压⑹抗氧化性⑺可发酵性⑻其他如黏度等
6、影响美拉德反应的因素都有哪些？
如何抑制美拉德反应？
美拉德反应（Maillardreaction）又称羰胺反应，即指羰基和氨基缩合、聚合反应生成类黑色素的反应。
美拉德反应的机制十分复杂，不仅与参与的糖类等羰基化合物及氨基酸等氨基化合物的种类有关，同时还受到温度、氧气、水分及金属离子等环境因素的影响。
主要影响因素总结如下：
①羰基化合物的影响
羰基化合物对反应的影响规律如下：
a.α、β不饱和醛>
α－双羰基化合物>
酮；
b.五碳糖（核糖>
阿拉伯糖>
木糖）>
六碳糖（半乳糖>
甘露糖>
c.单糖>
双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢）；
d.还原糖含量与褐变成正比。
②氨基化合物的影响
a.胺类>
氨基酸；
b.含S-S，S-H不易褐变；
c.有吲哚，苯环易褐变；
d.碱性氨基酸易褐变；
e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变。
③pH值的影响
pH3-9范围内，随着pH上升，褐变上升；
pH≤3时，褐变反应程度较轻微；
pH在7.8-9.2范围内，褐变较严重。
④反应物浓度
10％～15%（H2O）时，褐变易进行；
5%～10％（H2O）时，多数褐变难进行；
5%<
（H2O）时，脂肪氧化加快，褐变加快。
⑤温度
若△t＝10℃，则褐变速度差△v相差3～5倍。
一般来讲：
t>
30℃时，褐变较快；
t<
20℃时，褐变较慢；
10℃时，可较好地控制或防止褐地发生。
⑥金属离子
Fe（Fe3+>
Fe2+）；
Cu催化还原酮的氧化；
Na＋对褐变无影响；
Ca2+可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。
第四章脂质
一、填空
1.油脂氧化的途径有自动氧化、光氧化和酶促氧化。
2.常见的必需脂肪酸有亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。
3.脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式为三斜、正交、六方。
4.油脂精炼过程中，碱炼的目的主要是为了去除油脂中的游离脂肪酸。
5.油脂精练中脱胶指的是脱去毛油中磷脂等胶体杂质；
6.天然油脂的主要成分是脂肪酸甘油酯，也常称为甘油三酯。
7.写出下列脂肪酸的俗名:
18:
0硬脂酸、18:
1（n-9）油酸、18:
2（n-6）亚油酸、18:
3（n-3）α－亚麻酸、16:
0棕榈酸、14:
0肉豆蔻酸、12:
0月桂酸。
8.甘三酯具有3种同质多晶体，分别是_α_、_β’、_β，其中_α_最不稳定，_β_最稳定。
9.脂类按其结构组成的不同可分为简单脂质、复合脂质及衍生脂质三大类。
二、名词解释：
1.同质多晶现象——化学组成相同的物质，可以有不同的结晶结构，但融化后形成相同的液相，这种现象叫同质多晶现象。
2.酸价——指中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH的毫克数。
3.皂化价——皂化1克油脂所需KOH的毫克数。
4.碘值——每100克油脂所吸收碘的克数。
5.过氧化值——1kg油脂中所含氢过氧化物的量,单位为mmolO2/kg脂肪。
6.AOM值——20ml油脂装入25×
100mm试管中，并以2.33mL/s的速度通入干洁的空气，并在97.8℃水浴条件下，当POV值达到100时，所需要的小时数（h）。
7.油脂的酸败（oxidationofoil）——油脂经氧化后，会产生小分子的醛、酮、酸等物质，大部分具有不愉快的刺激性气味（哈喇味），这种现象叫油脂的酸败。
8.乳化剂——指添加于食品后可显著降低油水两相界面张力使互不相溶的油和水形成稳定的乳浊液的食品添加剂。
9.抗氧化剂——（Antioxident）：
抗氧化剂是指防止或延缓食品成分氧化变质的一类食品添加剂。
三、论述
1.以花生四烯酸为例，分别写出其自动氧化、光敏氧化、酶促氧化的反应机理，并写出氢过氧化物的名称。
（此题我在上课专门给你在黑板上写过，这里就不再赘述）
2.论述题：
分析油脂中影响脂类氧化速度的因素。
（请各举例说明）
①脂肪酸及甘油酯的组成，一般情况下，不饱和脂肪酸的氧化速度大于饱和脂肪酸的氧化速度，顺式构型脂肪酸比反式构型易于氧化，存在共轭双键的氧化速度比存在非共轭双键的脂肪酸要快，游离脂肪酸的氧化速度比甘油酯的快。
一般双键数目越多氧化的速度越快。
②氧，氧分压在较低的情况下，油脂的氧化速度与氧气浓度成正比，当氧分压在较高的情况下，达到一定值时，氧化速度不再随氧分压的增大而增大。
③温度，温度对油脂氧化速度的影响从两个方面来考虑，一方面，当温度升高时，油脂的氧化速度逐渐升高，另一方面，当温度升高时，油脂中溶解的氧气含量降低，氧化速度又呈下降的趋势。
④水分活度，水分活度与油脂的氧化速率有很大的关系，当水分活度在0～0.33时，油脂的氧化速率随着水分活度的增加而降低，在低水分活度下，油脂的氧化速率很高；
⑤表面积，油脂的氧化速度与表面积成正比关系，表面积越大，说明氧化速度越高。
因此在贮存油脂的时候尽量避免油脂大面积与空气接触。
⑥助氧化剂，二价和多价金属离子能催化油脂的氧化，金属催化能力强弱排序如下：
铅＞铜＞黄铜＞锡＞锌＞铁＞铝＞不锈钢＞银（请各举例说明）
⑦光和射线，光和射线能促使氢过氧化物分解，引发游离基，从而加速油脂的氧化。
在实际油脂的贮藏中应该尽量避免光和射线与油脂的接触。
⑧抗氧化剂，在油脂中添加抗氧化剂可延缓和减慢油脂氧化速率。
3.材料分析题：
2000年上半年，全国大豆色拉油返色现象严重，各油脂精炼厂尤其是大型精炼厂出厂的色拉油因返色而影响上市，试运用所学的知识分析产生该现象的原因，并提出具体的解决方案。
（1）定义：
精炼后的油脂如大豆色拉油，菜籽油等经过一定时间贮藏后出现色泽加深的现象。
原因包括以下几个方面：
（1）从根本上分析，精炼植物油在储存中返色，主要是由油脂自动氧化造成的。
大豆油和菜籽油含亚麻酸，导致其氧化稳定性较差，是促使其回味回色现象主要原因之一。
而α、β-生育酚在轻微氧化后杂环打开生成生育醌，γ,δ-生育酚在微氧条件下部分转变为苯并二氢吡喃-5,6-醌，这些都是深红色物质，可使油脂出现棕红色或棕褐色。
（2）油脂在精炼过程中遇碱和热处理时，不饱和脂肪酸双键向羧基端移动，形成部分顺反异构体及位置异构体，例如生成反油酸异构体、反-8、反-l0等油酸异构体和位置异构体如二共轭酸。
当油脂分子中的共轭双键增多时，油脂色泽加深。
（3）在油脂生产和储存过程中，发现成品油含磷量大于5mg/kg时，油脂容易出现返色。
在生产实践中发现，一般成品油含磷量超过20mg/kg，则在三天内回色0.2-0.3（R值）左右。
毛油中的胶质指的是磷脂、蛋白质、粘液物和微量金属等，其中最主要的是磷脂。
而磷脂又有α-磷脂、β-磷脂和磷脂金属复合物，α-磷脂数量占绝大多数，它具有吸水膨胀从而在油中溶解度降低的特性，因此，可以采用水化脱胶的方法将其从油中脱除。
β-磷脂和磷脂金属复合物，又称为非水化磷脂，不能通过单纯的水化脱胶将其从油中脱除。
一般大豆油含磷脂1.1％～3.5％，菜籽油含磷脂1.5％～2.5％。
大豆磷脂主要成分是卵磷脂（PC）（20％）、脑磷脂（PE）（31％）和肌醇磷脂（PI）（40%）。
PC氧化稳定性差，遇空气氧化成棕色，伴有难闻气味；
PE纯净体为白色，易吸潮，氧化后色泽加深。
在精炼过程中，脱胶油中含磷量高，可造成油品返色；
加热设备和脱臭塔容易结焦，降低传热效果，同时加深色泽。
（4）白土和金属离子对油脂分子起催化分解作用。
活性度高和游离酸高的白土，易造成油品回色。
一般活性度不超过200，游离酸控制在0.2％（H2SO4）以下，pH值在2～5之间为好。
如植物油中β-胡萝卜素，α-胡萝卜素的羟基衍生物是黄色的主要来源，它们易受氧化而褪色。
非天然色素是油料在储存加工中化学变化引起的，如铁离子与脂肪酸作用生成铁盐在油中呈深红色；
糖类及蛋白质的分解使油脂呈棕色。
微量金属能够促进油脂氧化、加速油脂氧化变质，其中危害最大的是铜和铁，极微量存在也能促进油脂氧化，导致油品回色。
（5）脂肪酸的沸点较甘三酯低，在常压下蒸馏不到甘三酯沸点就分解了。
高温处理使油脂分子结构不稳定，甚至出现长碳链脂肪酸裂解，生成低分子醛化合物。
叶绿素受高温发生变化显赤色。
油脂氧化的速度与温度密切相关，温度升高则油脂的氧化速
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