食品化学复习.docx

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食品化学复习

第2章水分

1、水分子的结构特点

（1）单个水分子的结构特征

ØH2O分子的四面体结构有对称型。

ØH-O共价键有离子性。

Ø氧的另外两对孤对电子有静电力。

ØH-O键具有电负性。

（1）水分子的结构特征

v水是呈四面体的网状结构

v水分子之间的氢键网络是动态的

v水分子氢键键合程度取决于温度

2、缔合原因

分子的缔合：

水分子在三维空间形成多重氢键键合。

每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体，能够在三维空间形成氢键网络结构。

原因：

①H-O键间电荷的非对称分布使H-O键具有极性,这种极性使分子之间产生引力。

②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。

③静电效应。

3、水分活度的概念、测定方法

概念：

一定温度下样品水分蒸气压与纯水蒸气压的比值；

　水分活度的物理意义是表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系。

测定方法：

1.冰点测定法:

先测样品的冰点降低和含水量,据下两式计算AW:

aw=n1/（n1+n2）

n2=G△Tf/（1000.Kf）

G—溶剂克数△Tf—冰点降低（℃）Kf—水的摩尔冰点降低常数（1.86）

2.相对湿度传感器测定法

将已知含水量的样品置于恒温密闭小容器中,使其达到平衡,然后用电子或湿度测定仪测样品和环境空气的平衡相对湿度,即可得aW.

3、溶剂萃取法

在一定温度下，苯所萃取出的水量与样品中水相的水分活度成正比。

用卡尔－费休法分别测定苯从食品和纯水中萃取出的水量并求出两者之比，即为样品的水分活度。

4.恒定相对湿度平衡法

置样品于恒温密闭的小容器中,用一定种类的饱和盐溶液使容器内的样品的环境空气的相对湿度恒定,待恒定后测样品含水量的变化,然后再绘图求aW.

4、吸湿等温线

1、定义及测定方法

恒温条件下，以食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对水活性绘图形成的曲线，称为水分吸着等温线（moisturesorptionisotherms,MSI）

在恒定温度下，改变食品中的水分含量，测定相应的活度，以水分含量为纵轴、Aw为横轴画出曲线。

5、疏水水合作用

Ⅰ区：

为构成水和邻近水区，即与食

品成分中的羧基、氨基等基团通过氢

键或静电引力相互结合的那部分水。

Ⅱ区：

多层水区，即食品中与酰胺基

、羧基等基团和结合水、邻近水以水

－溶质、水－水氢键和缔合作用被相

对固定的水，也包括直径小于1μm

的毛细管的水。

Ⅲ区：

自由水区，aw在0.8～0.99之间，物料最低含水量在0.14～0.33g/g干物质，最高为20g/g干物质。

Aw0-0.20.2-0.85＞0.85

区I区II区III区

含水量%1-6.56.5-27.5＞27.5

冷冻能力不能冻结不能冻结正常

溶剂能力无轻微-适度正常

水分状态单分子层水多分子层水体相水

微生物利用不可利用部分可利用可利用

意义：

由于水的转移程度与aw有关,从MSI图可以看出食品脱水的难易程度,也可以看出如何组合食品才能避免水分在不同物料间的转移。

据MSI可预测含水量对食品稳定性的影响。

从MSI还可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱。

6、滞后现象

1.定义

采用向干燥样品中添加水的回吸的方法绘制的MSI和按解吸的方法绘制的MSI并不互相重叠的现象称为滞后现象。

在给定aw值时，样品解吸比样品回吸过程含有更多的水分。

2.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.

7、水分活度与食品稳定性的关系

水分活度降低导致食品中自由水含量降低（1以水为介质的反应难以发生；2离子型反应的速率降低；3水参加的反应速率降低；水影响酶的活性及酶促反应中低物的输送

总之，降低食品中的水分活度，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。

但水分活度太低，反而会加速脂肪的氧化酸败。

要使食品具有最高的稳定性，最好将水分活度保持在结合水范围内。

这样，既可使化学变化难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和持水性。

8、低温保藏食品的原理

低温提高一些食品化学反应速度的原因有两个方面。

其一：

在冻结情况下，由于结冰导致自由水的含量减少及产生的浓缩效应，使得自由水中的非水物质的浓度大大提高，其pH值、离子强度、黏度、表面和界面张力及氧化－还原电位的发生大的改变，促进了非水物质之间的接触机会，为一些反应创造了合适的反应条件；

其二：

使酶的浓度提高，酶与激活剂、底物之间的接触机会大大提高。

第3章蛋白质

1、蛋白质一二三四结构

蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸通过共价键即肽键连接的线性排列顺序。

蛋白质的二级结构是指邻近几个氨基酸形成的一定的结构形状。

（如：

α－螺旋【每一圈包含3.6个残基，螺距0.54nm,残基高0.15nm,螺距半径0.23nm，每一个φ角为-57，每一个ψ角为-47；相邻螺旋之间形成链内氢键；氢键的取向与螺轴几乎平行。

】和β－折叠

）超二级结构：

两个或几个二级结构单元被连接多肽连接起来，进一步组合成有特殊的几何排列的局域空间结构。

蛋白质的三级结构是指整条肽链（含α螺旋、β弯曲和β折叠或无规卷曲等二级结构的蛋白质）

盘绕折叠形成一定的三维空间结构形状。

（如纤维蛋白和球状蛋白）

蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位置和结构。

所以，四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质。

蛋白质亚基：

是一条多肽链。

寡聚蛋白质：

由少数亚基聚合而成的蛋白质。

多聚蛋白质：

由几十个，甚至上千个亚基聚合而成的蛋白质。

2、蛋白质变性？

变性之后会发生什么变化？

厉害？

蛋白质变性是指蛋白质构象的改变（即二级、三级或四级结构的较大变化），但并不伴随一级结构中的肽键断裂。

物理性质的改变：

凝集、沉淀；流动双折射；粘度增加；旋光值改变；紫外、荧光光谱发生变化

化学性质的改变：

酶水解速度增加、分子内部基团暴露

生物性能的改变：

抗原性改变、生物功能丧失

可逆变性：

除去变性因素之后，在适当的条件下蛋白质构象可以由变性态恢复到天然态。

不可逆变性：

除去变性因素之后，在适当的条件下蛋白质构象由变性态不能恢复到天然态。

3、等电点

氨基酸的等电点pI:

是指在溶液中净电荷为零时的pH值。

在等电点以上的任何pH值

氨基酸带净负电荷，并因此在电场中将向正极移动。

在低于等电点的任一pH值

氨基酸带有净正电荷，在电场中将向负极移动。

在一定pH范围内

氨基酸溶液的pH离等电点愈远，氨基酸携带的净电荷愈多。

4、界面性质？

具备哪三个条件？

是指蛋白质能自发地适移至汽-水界面或油-水界面的性质。

蛋白质作为理想的表面活性剂必须具有3个属性：

①快速吸附到界面的能力；②在达到界面后迅速伸展和取向；③一旦达到界面，即与邻近分子相互作用形成具有强内聚力和粘弹性的膜，能耐受热和机械的作用。

5、氨基酸的疏水性

是指1mol氨基酸从乙醇转移至水中的自由能变化△G

△G0=-RTlnS乙醇/S水

S乙醇------氨基酸在乙醇中的溶解度S水------氨基酸在水中的溶解度

6、凯氏定氮法（步骤、反应式、注意事项）

消化

Ø样品中含氮有机化合物经浓硫酸加消化，硫酸使有机物脱水；同时有机物炭化生成碳；

Ø碳将硫酸还原为SO2，C则变为CO2；

ØSO2使氮还原为氨，本身则氧化为SO3；

Ø在反应过程中生成的氢，又加速氨的形成；

Ø生成物中水和SO2逸去，氨与硫酸结合生硫酸铵留在溶液中。

蒸馏

硫酸胺在碱性条件下，释放出氨。

NH4++OH-加热NH3+H2O

吸收与滴定

2NH3+4H3BO3（NH4）2B4O7+5H2O

（NH4）2B4O7+5H2O+2HCl4H3BO3+2NH4Cl

注意事项

消化时间一般约4小时左右即可，消化时间过长会引起氨的损失。

如样品中含赖氨酸或组氨酸较多时，消化时间需延长1-2倍。

样品含脂肪或糖较多时，消化时间要长些。

同时注意消化过程中产生泡沫溢出瓶外。

在蒸馏过程中注意接头处有无松漏现象。

第4章碳水化合物

1、什么叫碳水化合物？

种类？

是自然界中存在量最大的一类化合物，组成一般可用Cn（H2O）m的通式表示

根据水解程度，碳水化合物分为单糖、低聚糖（寡糖）、多糖

2、什么叫低聚糖？

常见的低聚糖是怎样的结构特点？

由2~10个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。

低聚糖是以一个醛糖C1（酮糖则在C2）上的半醛糖羟基（—OH）和另一单糖的羟基脱水而成（形成糖苷键），即低聚糖是单糖以糖苷键结合而构成。

3、糖的变旋现象？

为什么会发生？

纯的D-葡萄糖属于α-D-吡喃葡萄糖，制成水溶液时，由于α和β转换，比旋光度由最初+112°逐渐降到+52.7°时恒定下来，这种现象称为变旋现象。

温度越高，变旋速度越快

由于环状结构中增加了一个手性碳原子，所以得到两种异构体α构型和β构型。

两种构型可通过开链式相互转化而达到平衡。

4、什么是焦糖化？

哪几种反应？

在无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用酸或铵盐作催化剂，生成焦糖的过程，称为焦糖化。

糖经强热处理可发生两种反应

Ø分子内脱水

向分子内引入双键，然后裂解产生一些挥发性醛、酮，经缩合、聚合生成深色物质。

生成焦糖或酱色。

Ø环内缩合或聚合

裂解产生的挥发性的醛、酮经缩合或聚合产生深色物质。

5、什么是麦拉德褐变？

影响因素？

及抑制措施？

麦拉德反应又称羧氨反应，即指羧基与氨基经缩合，聚合生成类黑色素的反应。

Ø影响因素：

糖的种类及含量

a.五碳糖>六碳糖

D-木糖＞D-核糖＞L-阿拉伯糖＞己糖（D-半乳糖，D-甘露糖，D-葡萄糖，D-果糖）

b.单糖>双糖

c.还原糖含量与褐变成正比

d.链式结构（游离羰基）的百分含量与褐变成正比

Ø氨基酸及其它含氨物种类

a.含S-S，S-H不易褐变

b.有吲哚，苯环易褐变

c.碱性氨基酸易褐变

d.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变

e.胺类比氨基酸的褐变速度快

f.蛋白质的褐变速度很缓慢

Ø温度升温易褐变

水分褐变需要一定水分

金属离子和亚硫酸盐

Ø氧（间接因素）

Ca处理抑制Maillard反应

ØpH值pH4—9范围内，随着pH上升，褐变上升。

当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。

Ø抑制反应：

注意选择原料保持低水分应用SO2保持低pH值（常加酸）钙处理热水烫漂

6、直链淀粉和支链淀粉？

直链淀粉是D-葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而形成的线状大分子

支链淀粉是D-葡萄糖通过α-1,4和α-1,6-糖苷键连接而形成的大分子，结构中具有分支。

支链淀粉比直链淀粉分子的聚合度大得多，是最大的天然化合物之一。

7、淀粉糊化？

过程？

有哪几个阶段?

影响糊化的因素？

淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。

其本质是微观结构从有序转变成无序。

糊化作用的阶段：

可逆吸水阶段双折射现象不变），不可逆吸水阶段（双折射现象开始消失），淀粉粒解体阶段（淀粉分子全部进入溶液，体系的黏度达到最大，双折射现象完全消失）

影响糊化的因素

Ø结构直链淀粉小于支链淀粉。

ØAwAw提高，糊化程度提高。