食品化学复习题-河南工业大学.doc
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1、食品化学复习题第二章 水分1. 分析MSI曲线中各区及分界的水的性质。u I 区(干区)到 III(湿区)uI区: 其中的水被最强烈的吸附和最少流动; 这部分水通过H20-离子或H20-偶极相互作用与极性部分结合; 它在-40不能冻结; 不具有溶解溶质的能力; 看将这部分水看成固体的一部分。I区和II区的边界: 相当于食品的 “BET单层”水分含量;(BET 计算,P28、29) BET单层含义:在干物质的可接近的高极性基团上形成一个单层所需的近似水分。oII区水分特点: 此部分区域的水主要通过氢键与相邻的水分子和溶质分子缔合; 它的流动性比体相水稍差; 大部分水在-40不能冻结; I区和II
2、区的水分通常占高水分食品原料5%以下的水分。oIII区水分特点: 此部分区域的水为体相水; 作为溶剂的水, 该区的水分通常占高水分食品原料95%以上的水分。2. 比较冰点以上和冰点以下AW的差异。冻结前(0前),水分活度是食品组成和温度的函数,并以前者为主;冻结后(0前) ,冰的存在使水分活度不再受到食品中非水组分种类和数量的影响,而只与温度有关。3. 请分析AW与食品稳定性的关系。 a. 微生物生长与aw的关系; b. 酶水解与aw的关系; c. 氧化反应(非酶)与aw的关系;d. 麦拉德褐变与aw的关系; e. 各种反应的速度与aw的关系; f. 含水量与aw的关系。从上图可知除非酶 氧化
3、在 Aw0.3时有较高反应外,其他反应均是Aw愈 小速度愈小。也就是说,有利于食品 的稳定性。 食品水分与微生物生命活动的关系不同类群微生物生长繁殖的最低水分活度范围是:大多数细菌为0.990.94,大多数霉菌为0.940.80,大多数耐盐细菌为0.75,耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.650.60。在水分活度低于0.60时,绝大多数微生物就无法生长。食品水分与食品化学变化的关系降低食品的aw,可以延缓褐变,减少食品营养成分的破坏,防止水溶性色素的分解。但aw过低,则会加速脂肪的氧化酸败,又能引起非酶褐变。要使食品具有最高的稳定性所必需的水分含量,最好将aw保持在结合水范围内。这样,使化学变化
4、难于发生,同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。在食品的化学反应,其最大反应速度一般发生在具有中等水分含量的食品中(0.70.9aw),这是人们不期望的。而最小反应速度一般首先出现在aw 0.20.3,当进一步降低aw时,除了氧化反应外,其他反应速度全都保持在最小值。这时的水分含量是单层水分含量。因此用食品的单分子层水的值可以准确地预测干燥产品最大稳定性时的含水量,这具有很大的实用意义。4. AW的定义:一定温度与压力条件下,试样水的逸度F与相同条件下纯水的逸度F0之比,用AW表示。能反映水与各种非水成分缔合的强度。5、MSI(水分吸着等温线)的定义:在恒定温度下,食品水分含量(每单位干物质中的
5、水的质量)与AW的关系曲线。6、BET单层:在干物质的可接近的高极性基团上形成一个单层所需的近似水量。真实单层:?7、滞后现象:采用向干燥样品中添加水(回吸作用RESORPTION )的方法绘制水分吸着等温线和按解吸(DESORPTION)过程绘制的等温线并不相互重叠的现象称为滞后现象。8、结合水定义:一个样品在某一个温度和较低的相对湿度下的平衡水分含量。9、持水力:由分子(通常是以低浓度存在的大分子)构成的基质通过物理方式截留大量水以防止水渗出的能力。10、水分含量、水分活度值、平衡相对湿度是不同的三个概念。水分含量是指食品中水的总含量,即一定量的食品中水的质量分数;水分活度反映了食品中水分
6、的存在状态,即水分与其他非水组分的结合程度或游离程度。结合程度越高,则水分活度值越低;结合程度越低,则水分活度值越高。在同种食品中一般水分含量越高,其水分活度值越大,但不同种食品即使分含量相同水分活度往往也不同。平衡相对湿度(ERH)指的却是食品周围的空气状态。11、食品中水的存在状态(体相水、结合水及分类): 单分子层水 结合水 构成水定义:与非水物质呈紧密结合状态的水。特点:非水物质必要的组分,-40度部结冰,无溶剂能力,不能被微生物利用; (束缚水、 临近水定义:处于非水物质外围,与非水物质呈缔合状态的水;特点:-40度不结冰,无溶剂能力,不能被微生物利用; 固定水) 多层水定义:处于邻
7、近水外围的,与邻近水以氢键或偶极力结合的水;特点:有一定厚度(多层),-40度基本不结冰,溶剂能力下降,可被蒸发; 滞化水定义:被组织中的显微结构或亚显微结构或膜滞留的水特点:不能自由流动,与非水物质没关系毛细管水定义:由细胞间隙等形成的毛细管力所系留的水;特点:物理及化学性质与滞化水相同 自由水 (体相水)自由流动水定义:以游离态存在的水;特点:可正常结冰,具有溶剂能力,微生物可利用12、自由水和结合水得主要区别:(1)结合水的量与食品中所含极性物质的量有比较固定的关系;(2)结合水对食品品质和风味有较大影响,当结合水被强行与食品分离时,食品质量与风味就会改变;(3)结合水不易结冰,由于这种
8、性质使得植物的种子和微生物的孢子得以在很低的温度下保持其生命力;而多汁的组织在冰冻后细胞结构往往被体相水的冰晶所破坏,解冻后组织不同程度的崩溃;(4)结合水不能作为可溶性成分的溶剂,也就是说丧失了溶剂能力;(5)体相水分自由水和截留水,可被微生物所利用,结合水则不能。(1)结合第三章 碳水化合物1. 碳水化合物按组成不同可以分为几类,地球上最丰富的碳水化合物是什么。按组成分 单糖(N=1):丙糖、丁糖、戊糖和己糖;醛糖、酮糖 寡糖(低聚糖)(2 N20):蔗糖、麦芽糖、乳糖、棉子糖和水苏糖 多糖(N20):均多糖:淀粉、纤维素;杂多糖:果胶 糖类的衍生物:糖苷、糖醇、糖酸、糖胺、氨基糖、糖蛋白
9、和糖脂质地球上最丰富的碳水化合物是纤维素。2. 什么是低聚糖,可以分为哪两类。又称寡糖,是由2-20(10)个单糖通过糖苷键连接形成的直链或支链的低度聚合糖类。可分为功能性低聚糖和普通低聚糖。3. 什么是焦糖化反应。其一般反应过程和产物糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下,加热到熔点以上的高温下(一般是140170以上),因发生脱水与降解,也会发生褐变反应,这种反应称为焦糖化反应,又称卡拉蜜尔作用。焦糖的形成过程:蔗糖异蔗糖酐焦糖酐焦糖烯焦糖素(分子内部失水)(2分子间脱水)(3分子间脱水)(14个分子间脱水)焦糖化反应主要有以下两类产物:一类是糖的脱水产物,即焦糖或酱色(CARAMEL
10、);另一类是裂解产物,即一些挥发性的醛、酮类物,它们进一步缩合、聚合最终形成深色物质。4. 什么是美拉德反应。又称羰氨反应,即指羰基与氨基经缩合,聚合形成类黑色素的反应。由于此反应最初是有法国生物化学家美拉德与1912年发现,故以他的姓氏命名。美拉德反应的利与弊:使产品带有金黄色与棕褐色的烘烤食品特有色泽,但往往使蛋白质和氨基酸的营养价值下降。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。控制这些因素可促进或抑制褐变,这对食品加工具有实际意义。5. 非酶褐变的影响因素有哪些;非酶褐变对食品质量的影响。
11、非酶褐变包括美拉德反应和焦糖化。影响因素:羰基化合物的影响;氨基化合物的影响;PH的影响;反应物浓度;温度;金属离子;空气。对食品质量的影响:引起食品色泽变褐;使食品中有效成分如氨基酸、蛋白质、糖和维生素C等有所损失,食品的营养价值部分降低,食品成分发生变化,因此也会降低食品的适口性和可消化性。6. 淀粉根据结构不同可以分为哪两类;什么是淀粉颗粒。可分为直链淀粉和支链淀粉。淀粉以颗粒形式存在于植物中,称为淀粉颗粒。7. 淀粉的水解有哪些方法,淀粉酶有哪些。淀粉水解法有酸水解法和酶水解法两种。淀粉酶:-淀粉酶(也称液化酶)、-淀粉酶(也称转化酶、糖化酶)、葡萄糖淀粉酶。8. 高果糖糖浆是如何生产
12、的,过程中需要哪些酶?商业上采用玉米淀粉为原料,使用-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶进行水解,得到近乎纯的D-葡萄糖后,再使用葡萄糖异构酶将葡萄糖异构成D-果糖,最后得到55%的D-果糖和45%的D-葡萄糖组成的高果糖糖浆。9. 什么是葡萄糖当量。 葡萄糖当量(DE)即还原糖(按葡萄糖计)在玉米糖浆中所占的百分数(按干物质计)。用来衡量淀粉转化D-葡萄糖的程度。DE=100/DP(DP指聚合度)。10. 什么是淀粉的糊化与老化。影响淀粉糊化与老化的因素有哪些?举例说明淀粉糊化和老化在食品工业中的应用。淀粉的糊化:生淀粉分子靠分子间氢键结合而排列得很紧密,形成束状的胶束,彼此之间的间隙很小,即使水分子也难
13、以渗透进去。具有胶束结构的生淀粉称为-淀粉。-淀粉在水中经加热后,一部分胶束被溶解而形成空隙,于是水分子进入内部,与余下部分淀粉分子进行结合,胶束逐渐被溶解,空隙逐渐扩大,淀粉粒因吸水,体积膨胀数十倍,生淀粉的胶束即行消失,这种现象称为膨润现象(SWELLING)。继续加热,胶束则全部崩溃,形成淀粉单分子,并为水包围,而成为溶液状态,这种现象称为糊化(GELATINIAZTION),处于这种状态的淀粉成为-淀粉。简短来说即淀粉粒在适当温度下在水中溶胀分裂,形成均糊状溶液的作用。淀粉糊化的影响因素: 结构:直链淀粉淀粉含量越高,糊化温度越高;小颗粒淀粉粒的糊化温度高于大颗粒淀粉粒的糊化温度。 糖
14、:高浓度的糖能够降低淀粉糊化的速度、黏度的峰值和凝胶的强度,二糖在推迟糊化和降低黏度峰值等方面比单糖更有效。 盐:由于淀粉具有中性特征,低浓度的盐对糊化或凝胶的形成影响很小。但含有一些磷酸盐基团的马铃薯支链淀粉和人工制造的离子化淀粉则受盐的影响,对于一些盐敏感性淀粉,依条件的不同,盐可增加或降低膨胀的速度。 脂类:脂类,如三酰基甘油以及脂类衍生物,能与直链淀粉形成复合物而推迟淀粉颗粒的糊化。 酸度:大多数食品的PH范围在47,这样的酸浓度对淀粉膨胀或糊化影响很小。而在高PH时,淀粉的糊化速度明显增加,在低PH时,淀粉因发生水解而使黏度峰值显著降低。 温度:温度越高,糊化程度越大。 淀粉酶: 在
15、糊化初期,淀粉粒吸水膨胀已经开始,而淀粉酶尚未被钝化前,可使淀粉降解(稀化),淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。故新米(淀粉酶酶活高)比陈米更易煮烂。淀粉糊化在食品工业上的应用:,起到增稠、凝胶、黏合、成膜和其他功用。老化:经过糊化的-淀粉在室温或低于室温下放置后,会变得不透明甚至凝结而沉淀,这种现象称为淀粉的老化。淀粉老化的影响因素: 温度:2-4 ,淀粉易老化; 60 或- 20 ,不发生老化。 含水量:含水量30-60%,易老化;含水量过低(10%)或过高均不易老化。 结构:直链淀粉比支链淀粉易老化(粉丝);聚合度中等的淀粉易老化;淀粉改性后,不均匀性提高,不易老化。淀粉膨化加工后(膨化
16、食品)不易老化。 共存物的影响:脂类和乳化剂可抗老化; 多糖(果胶例外)、蛋白质等亲水大分子,可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢,从而起到抗老化作用。淀粉老化在食品工业中的应用:在食品工艺上,需要粉丝久煮不烂,应使其充分老化。老化过程可看作是糊化的逆过程,但是老化不能使淀粉彻底复原到生淀粉(-淀粉)的结构状态,它比生淀粉的结晶化程度低。老化后的淀粉与水失去亲和力,不易与淀粉酶作用,因此不易被人体消化吸收,严重低影响了食品的质地,如面包的陈化(STALING)失去新鲜感,米汤的黏度下降或产生沉淀,就是淀粉老化的结果。因此,淀粉老化作用的控制在食品工业中有重要意义。11. 哪些措施可以防止或
17、减缓八宝粥中的淀粉在储藏过程中的老化?从影响淀粉老化的因素方面找答案。第四章 脂类 1. 油脂POV值 指1KG油脂中所含氢过氧化物的毫摩尔数。用过氧化值评价油脂氧化的趋势多用于氧化的初期。 2、脂氢化:三酰基甘油的不饱和脂肪酸双键与氢发生加成反应的过程。酯交换是指酯和酸(酸解)、酯和醇(醇解)或酯和酯(酯基转移作用)之间发生的酰基交换反应。3、自氧化的机理以及在氧化过程中有何产物?光敏氧化的特点是什么?R+H引发 RH引发剂传递R+O2ROOROOH+R ROO+RH终止R+RR-R R+ROOR-O-O-R ROO+ ROOR-O-O-R+O2 光敏氧化的特点:(1)不产生自由基;(2)双
18、键构型会发生改变,顺式构型改变成反式构型;(3)光的影响远大于氧浓度的影响;(4)没有诱导期;(5)不受自由基抑制剂的影响;(6)产物是氢过氧化物。4脂类氧化有哪几种类型?影响食品中脂类氧化速率的因素?自动氧化、光敏氧化、酶促氧化。影响食品中脂类氧化速率的因素:(1)脂肪酸的组成(双键的位置、数量及几何形状,顺式、共轭双键易氧化);(2)游离脂肪酸及相应的酰基甘油(游离脂肪酸氧化速率略大于已与甘油酯化的脂肪酸);3)氧浓度(在大量氧存在的情况下,氧化速率与氧浓度无关,但当氧浓度较低时,则氧化速率与氧浓度近似比。氧浓度对氧化速率的影响还受其他因素如温度与表面积的影响);(4)温度(一般来说,随着
19、温度上升,氧化速率增大。温度同样影响氧化速率与氧分压之间关系,随温度上升,氧在脂与水中溶解度下降,因而氧分压对氧化速率影响较小);(5)表面积(氧化速率直接与脂暴露在空气中表面积成正比);(6)水分;(7)分子定向;(8)物理状态;(9)乳化;(10)分子迁移率及玻璃化转变;(11)助氧化剂(一些具有合适的氧化还原电位的二价或多价的过渡金属);(12)辐射能;(13)抗氧化剂(氧化剂是一种能推迟具有自动氧化能力的食物发生氧化,并能减慢氧化速度的物质。按其来源分有天然与非天然;按其作用机理分有主抗氧化剂和次抗氧化剂。我国允许使用的有生育酚、茶多酚、抗坏血酸、PG、BHA、BHT、TBHQ等14种
20、。)5、阻止含脂食品氧化,最普遍的方法是(1)排除氧气(采用真空或氮气包装;使用透气性低的包装材料)(2)避光(用有色玻璃瓶装)(3)减少金属离子(避免用金属罐装油;尽可能避免在加工中混入铁、铜等金属离子)6. 测定脂肪氧化的方法有哪些?1、过氧化值过氧化值(POV):指1KG油脂中所含氢过氧化物的毫摩尔数。用过氧化值评价油脂氧化的趋势多用于氧化的初期。POV值常用碘量法测定:ROOH +2KIK2O+I2+ROH 2、硫代巴比妥酸(TBA)法脂质氧化产物醛类可与TBA生成有色化合物,利用这一性质可测定脂类氧化程度。3、总挥发性羰基化合物利用氢过氧化物分解生成的醛、酮与,-二硝基苯肼作用生成腙
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