食品化學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、緒論食品化學(xué)的定義 營(yíng)養(yǎng)素:指那些能維持人體正常生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝所必需的物質(zhì)。從化學(xué)性質(zhì)可以分為大類，即蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素和水。食物和食品：食物是指含有營(yíng)養(yǎng)素的物料。經(jīng)過(guò)加工的食物稱為食品，但通常也泛指一切食物為食品。食品化學(xué)：是從化學(xué)角度和分子水平上研究食品的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)和安全性質(zhì)以及它們?cè)谏a(chǎn)、加工、貯存和運(yùn)銷過(guò)程中的變化及其對(duì)食品品質(zhì)和食品安全性影響的科學(xué)。研究?jī)?nèi)容研究食品中營(yíng)養(yǎng)成分，呈色、香、味成分和有害成分的化學(xué)組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能；闡明食品成分之間在生產(chǎn)、加工、貯存、運(yùn)銷中的變化；研究食品貯藏加工新技術(shù)，開發(fā)新的產(chǎn)品和新的食品資源以及新的

2、食品添加劑等。研究范疇按研究?jī)?nèi)容的主要范圍分：食品營(yíng)養(yǎng)成分化學(xué)、食品色香味化學(xué)、食品工藝化學(xué)、食品物理化學(xué)和食品有害成分化學(xué)。按研究的內(nèi)容的物質(zhì)分類：水、糖、蛋白、脂、 維生素、礦物質(zhì)、酶、添加劑、風(fēng)味物質(zhì)、色素、毒物、保健成分等第2章 水分2.1 概述水在生物體內(nèi)的生理功能1、化學(xué)作用的介質(zhì)，也是化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物。2、體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)素和代謝廢物的運(yùn)輸介質(zhì)，還推進(jìn)呼吸氣體的運(yùn)載。3、是維持體溫的載溫體。4、是生物體內(nèi)減緩磨擦的潤(rùn)滑劑。2.1.1水在食品中的作用P121、食品生產(chǎn)中的重要原料之一。2、水質(zhì)直接影響到食品加工工藝。3、各種食品都有能顯示其品質(zhì)特性的含水量。如4、對(duì)食品的結(jié)構(gòu)、外觀

3、、質(zhì)地、風(fēng)味、新鮮程度和腐敗變質(zhì)的敏感性產(chǎn)生極大的影響。對(duì)食品的商品價(jià)值及銷售有著深刻的影響。 2.1.2 水和冰的物理特性1、水的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比較高。2、介電常數(shù)（介電常數(shù)是溶劑對(duì)兩個(gè)帶相反電荷離子間引力的抗力的度量。）、表面張力、熱容和相變熱（熔融熱、蒸發(fā)熱和升華熱）等物理常數(shù)也較高。這對(duì)于食品加工中冷凍和干燥過(guò)程有重大影響。 3、水的密度較低，水結(jié)冰時(shí)體積增加，表現(xiàn)出異常的膨脹特性，這會(huì)導(dǎo)致食品凍結(jié)時(shí)組織結(jié)構(gòu)的破壞。4、水的熱導(dǎo)性也是較大的(與其他液體相比），而冰與其他非金屬固體相比，熱導(dǎo)性屬中等程度。0時(shí)冰的熱導(dǎo)值約為同一溫度下水的4倍，這說(shuō)明冰的熱傳導(dǎo)速度比非流動(dòng)的水（如生物組織中的水

4、）快得多。從水和冰的熱擴(kuò)散值可看出冰的熱擴(kuò)散速度約為水的9倍，這表明，在一定的環(huán)境條件下，冰的溫度變化速度比水大得多。 因而可以解釋在溫差相等的情況下，為什么冷凍速度比解凍速度更快。2.2.1、水分子的結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)：sp3雜化HO鍵成104.5°，比正四面體的109 °28要小，成角錐體結(jié)構(gòu)。OH鍵是較強(qiáng)極性鍵2.2.2水分子的締合作用因?yàn)樗肿佑写蟮呐紭O矩，因此可形成氫鍵締合。每一分子水可與4個(gè)水分子締合。（溫度在0以上附近時(shí)配位數(shù)會(huì)增加，升溫使鄰近水分子平均數(shù)增多和使分子間距離增加綜合導(dǎo)致在4 (3.98)時(shí)，水密度最大。）這是水具有高的沸點(diǎn)、溶點(diǎn)、熱容、相變熱等的原

5、因。2.2.3冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、冰是水分子有序排列形成的晶體?？繗滏I連接，形成低密度的剛性結(jié)構(gòu)。2、是正六方形對(duì)稱結(jié)構(gòu)3、水的冰點(diǎn)為0，可是純水并不在0就結(jié)冰，常常首先被冷卻為過(guò)冷狀態(tài)，只有當(dāng)溫度降低到開始出現(xiàn)穩(wěn)定性晶核時(shí)，才會(huì)立即向冰晶體轉(zhuǎn)化。 4、食品中結(jié)冰溫度到低共熔點(diǎn)-55 左右，冷藏食品常為-18。5、現(xiàn)代冷藏工藝提倡速凍，使冰晶體呈針狀，因而品質(zhì)好。2.3食品中水的存在狀態(tài)2.3.1 水與溶質(zhì)的相互作用1、水與離子和離子基團(tuán)的相互作用（離子水合作用 是食品中結(jié)合得最緊密的一部分水。如Na+、Cl-和解離基團(tuán)-COO-、-NH3+等。Na+與水分子的結(jié)合能力大約是水分子間氫鍵鍵能的4

6、倍。）2、水與具有氫鍵鍵合能力的中性基團(tuán)的相互作用（可以與食品中蛋白質(zhì)、淀粉、果膠物質(zhì)、纖維素等成分通過(guò)氫鍵而結(jié)合。水與溶質(zhì)之間的氫鍵鍵合比水與離子之間的相互作用弱。）3、水與非極性物質(zhì)的相互作用（例如烴、稀有氣體及脂肪酸、氨基酸、蛋白質(zhì)的非極性基團(tuán)，由于它們與水分子產(chǎn)生斥力，從而使疏水基團(tuán)附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強(qiáng)。）疏水水合(hydrophobichydration):由于非極性基團(tuán)與水分子相互作用,使疏水基團(tuán)附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強(qiáng),形成特殊的結(jié)構(gòu),使得熵下降的過(guò)程.(R-H2O)疏水相互作用(hydrophobicinteraction):在不相容的水環(huán)境中,疏水基團(tuán)傾向于相

7、互締合,減少與水的接觸面積.(R-R)籠形水合物(clathratehydrates)2.3.2 水的存在狀態(tài)： 自由水、結(jié)合水結(jié)合水：指通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合的水。根據(jù)被結(jié)合的牢固程度，有幾種不同的形式：(1) 化合水 (2) 鄰近水 (3) 多層水 食品中大部分的結(jié)合水是和蛋白質(zhì)、碳水化合物等相結(jié)合的。自由水：就是指沒(méi)有被非水物質(zhì)化學(xué)結(jié)合的水。它又可分為三類：1）滯化水 （2）毛細(xì)管水 （3）自由流動(dòng)水 結(jié)合水和自由水之間的區(qū)分：1、結(jié)合水的量與食品中有機(jī)大分子的極性基團(tuán)的數(shù)量有比較固定的比例關(guān)系。2、結(jié)合水的蒸氣壓比自由水低得多。 3、結(jié)合水不易結(jié)冰（冰點(diǎn)約-40）。4、結(jié)合水不能作為溶質(zhì)的溶劑

8、。 5、自由水能為微生物所利用，結(jié)合水則不能。 2.4水分活度*2.4.1水分活度的定義水分活度是指食品中水的蒸氣壓和該溫度下純水的飽和蒸氣壓的比值。 水分活度是從01之間的數(shù)值，純水時(shí)AW = 1，完全無(wú)水時(shí)AW = 0。食品中結(jié)合水的含量越高，食品的水分活度就越低水分活度與水分含量的關(guān)系：食品中的含水量（自由水）愈高，水分活度也愈大。但兩者之間并沒(méi)有完全確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.4.1 測(cè)定水分活度的方法1、冰點(diǎn)測(cè)定法2、相對(duì)濕度傳感器測(cè)定方法3、恒定相對(duì)濕度平衡室法（具體方式見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)課再詳細(xì)介紹）2.4.2 水分活度與溫度的關(guān)系（了解）2.5吸濕等溫線*2.5.1定義和區(qū)域 定義：在恒定溫度下

9、，食品的水分含量與它的水分活度之間的關(guān)系圖稱為吸濕（著）等溫線（）。 區(qū)域：分三區(qū)域分析等溫吸濕線三區(qū)域區(qū)：是低濕度范圍，水分子和食品成分中的羧基和氨基等離子基團(tuán)牢固結(jié)合，結(jié)合水最強(qiáng)，所以Aw也最低，一般在00.25之間，相當(dāng)于物料含水量00.07g/g的干物質(zhì)。它可以簡(jiǎn)單地看作為固體的一部分。這部分水可看成是在干物質(zhì)可接近的強(qiáng)極性基團(tuán)周圍形成一個(gè)單分子層所需水的近似量。 區(qū)：水分占據(jù)固形物表面第一層的剩余位置和親水基團(tuán)周圍的另外幾層位置，形成多分子層結(jié)合水或稱為半結(jié)合水，主要靠水水和水溶質(zhì)的氫鍵鍵合作用與鄰近的分子締合，同時(shí)還包括直徑<1m的毛細(xì)管中的水。Aw在0.250.8之間，相當(dāng)

10、于物料含水量在0.07g至0.140.33g/g干物質(zhì)。加速了大多數(shù)反應(yīng)的速度。區(qū)：是毛細(xì)管凝聚的自由水。Aw在0.80.99之間，物料含水量最低為0.140.33g/g的干物質(zhì)，最高為20g/g的干物質(zhì)。這部分水是食品中結(jié)合最不牢固和最容易流動(dòng)的水。其蒸發(fā)焓基本上與純水相同，既可以結(jié)冰也可作為溶劑，并且還有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行和微生物的生長(zhǎng)。表2-4 吸著等溫線上不同區(qū)水分特性（自己畫圖）2.5.2 滯后現(xiàn)象*如果向干燥樣品中添加水（回吸作用）的方法繪制水分吸著等溫線和按解吸過(guò)程繪制的等溫線并不相互重疊，這種不重疊性稱為滯后現(xiàn)象。在一定Aw時(shí)，食品的解吸過(guò)程一般比回吸過(guò)程時(shí)含水量更高。 2.6

11、 水分活度與食品的穩(wěn)定性2.6.1 食品水分與微生物生命活動(dòng)的關(guān)系 不同類群微生物生長(zhǎng)繁殖的最低水分活度范圍是：大多數(shù)細(xì)菌為0.990.94 大多數(shù)霉菌為0.940.80 大多數(shù)耐鹽細(xì)菌為0.75耐干燥霉菌和耐高滲透壓酵母為0.650.60在水分活度低于0.60時(shí)，絕大多數(shù)微生物就無(wú)法生長(zhǎng)。 2.6.2 食品水分與食品化學(xué)變化的關(guān)系 降低食品的Aw，可以延緩褐變，減少食品營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，防止水溶性色素的分解。但Aw過(guò)低，則會(huì)加速脂肪的氧化酸敗，又能引起非酶褐變。要使食品具有最高的穩(wěn)定性所必需的水分含量，最好將Aw保持在結(jié)合水范圍內(nèi)。這樣，使化學(xué)變化難于發(fā)生，同時(shí)又不會(huì)使食品喪失吸水性和復(fù)原性。

12、 2.7 冰在食品穩(wěn)定性中的作用 具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的食品和食品凝膠中的水結(jié)冰時(shí)，將出現(xiàn)兩個(gè)非常不利的后果：（1）非水組分的濃度將比冷凍前變大；（2）水結(jié)冰后其體積比結(jié)冰前增加9%。降低溫度使反應(yīng)變得非常緩慢，而冷凍所產(chǎn)生的濃縮效應(yīng)有時(shí)卻又導(dǎo)致反應(yīng)速度的增大?？傊?，冷凍可以說(shuō)是一種有效的保藏方法。2.8.1 水分的位轉(zhuǎn)移 由于溫差引起的水分轉(zhuǎn)移，水分可從高溫區(qū)域沿著化學(xué)勢(shì)降落的方向運(yùn)動(dòng)，最后進(jìn)入低溫區(qū)域的食品。這個(gè)過(guò)程較為緩慢。 由于水分活度不同引起的水分轉(zhuǎn)移，水分從Aw高的地方自動(dòng)地向Aw低的地方轉(zhuǎn)移。如果把水分活度大的蛋糕與水分活度低的餅干放在同一環(huán)境中，則蛋糕里的水分就逐漸轉(zhuǎn)移到餅干里，使兩者

13、的品質(zhì)都受到不同程度的影響。2.8.2 水分的相轉(zhuǎn)移 （1）水分蒸發(fā)：利用水分的蒸發(fā)進(jìn)行食品的干燥或濃縮可制得低水分活度的干燥食品或中濕食品。但對(duì)新鮮的水果、蔬菜、肉禽、魚貝及其許多食品，水分蒸發(fā)對(duì)食品的品質(zhì)會(huì)發(fā)生不良的影響。如會(huì)導(dǎo)致外觀萎蔫皺縮，原來(lái)的新鮮度和脆度受到很大的影響，嚴(yán)重的甚至?xí)适渖唐穬r(jià)值。同時(shí)，由于水分蒸發(fā)，還會(huì)促進(jìn)食品中水解酶的活力增強(qiáng)，高分子物質(zhì)水解，產(chǎn)品的貨架壽命縮短。 （2）水蒸氣的凝結(jié)：空氣中的水蒸氣在食品的表面凝結(jié)成液體水的現(xiàn)象。若食品為親水性物質(zhì)，則水蒸氣凝聚后鋪展開來(lái)并與之溶合，如糕點(diǎn)、糖果等就容易被凝結(jié)水潤(rùn)濕；若食品為憎水性物質(zhì)，則水蒸氣凝聚后收縮為小水珠

14、。如蛋的表面和水果表面的蠟質(zhì)層使水蒸氣在上面凝結(jié)為小水珠。第五章 蛋白質(zhì)5.1概述 蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。5.1.2蛋白質(zhì)的分類簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)完全由氨基酸構(gòu)成。結(jié)合蛋白質(zhì)除了蛋白質(zhì)部分外，還有非蛋白成分。1、依據(jù)溶解特性簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)的分類P56種類存在部位溶解特性清蛋白球蛋白動(dòng)、植物溶于水、稀酸堿鹽，飽和硫酸銨中沉淀不溶于水，溶于稀酸堿鹽，半飽和硫酸銨中沉淀。谷蛋白醇溶蛋白植物種子不溶于水、乙醇及中性鹽，溶于稀酸堿同上，但溶于70%80%乙醇精蛋白組蛋白精細(xì)胞細(xì)胞核溶于水和稀酸，缺色、酪，富精

15、、賴溶于水和稀酸，富精、酪硬蛋白動(dòng)物不溶2、根據(jù)溶解度對(duì)簡(jiǎn)單蛋白分類溶解性最差的是 硬 蛋白。存在于骨皮殼等。溶解適應(yīng)性較強(qiáng)的是 清 蛋白。富含酪氨酸、存在于細(xì)胞核的是 組 蛋白。只溶于稀酸堿的是 谷 蛋白。存在于植物種子。不溶于水但溶于鹽的是 球 蛋白。存在于肌肉、大豆、血清、乳等。溶于醇的 醇溶 蛋白。存在于植物種子。缺色氨酸、但富含賴氨酸的是 精 蛋白。3、結(jié)合蛋白根據(jù)結(jié)合物不同分為六類核蛋白類：與 核酸 結(jié)合。 糖蛋白類：與 糖類 結(jié)合。脂蛋白類：與 脂類 結(jié)合。血紅素蛋白類：與 血紅素 結(jié)合。磷蛋白類：與 磷酸 結(jié)合。金屬蛋白類：與 金屬 結(jié)合。黃素蛋白類：與 黃素腺嘌呤二核苷酸 結(jié)

16、合。4、依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類球狀蛋白質(zhì)：globular protein外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。纖維狀蛋白質(zhì)：fibrous protein分子類似纖維或細(xì)棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。5.2 氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)5.2.1一般性質(zhì)5.2.1.1 結(jié)構(gòu)：天然氨基酸主要是 a-氨基酸。氨基酸的分類：蛋白質(zhì)分子中存在20種氨基酸含硫氨基酸有 胱氨酸和蛋氨酸。 含羥基氨基酸有絲氨酸和蘇氨酸。 酸性氨基酸有谷氨酸和天冬氨酸。 環(huán)狀氨基酸是脯氨酸。 最小的氨基酸是甘氨酸。R基的荷電性質(zhì)（pH6-7下）極性不帶電荷R：Gly Ser T

17、hr Cys Tyr Asn Gln非極性R：Ala Val Leu Ile Phe Trp Met帶負(fù)電荷R：Glu Asp 帶正電荷R：Arg His Lys 5.2.1.2氨基酸的酸堿性質(zhì)如果要使氨基酸帶正電，則要使介質(zhì)pH < 等電點(diǎn) 。側(cè)鏈不含電荷基團(tuán)的氨基酸：PI=(PKa1+PKa2)/2酸性氨基酸：PI=(PKa1+PKa3)/2 堿性氨基酸：PI=(PKa2+PKa3)/21、2、3分別指-羧基、-氨基、側(cè)鏈上可離子化的基團(tuán) 5.2.1.3氨基酸的疏水性在相同的條件下，一種溶于水中的溶質(zhì)的自由能與溶于有機(jī)溶劑的相同溶質(zhì)的自由能相比所超過(guò)的數(shù)值。具有正G的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)鞘杷?/p>

18、性的，具有負(fù)的G的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)怯H水性的。5. 2.1.4氨基酸的光學(xué)性質(zhì)構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)都沒(méi)有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有三種氨基酸有吸收光的能力。5.2.1.5氨基酸的溶解度和旋光性溶解度各異除甘氨酸外，氨基酸都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。5.2.2 氨基酸的化學(xué)反應(yīng)1）顯色反應(yīng)： 茚三酮 熒光胺 1，2苯二甲醛2）氨基的反應(yīng) P51-523)羧基的反應(yīng)4)氨基與羧基共同的反應(yīng)5)側(cè)鏈的反應(yīng)5.3 肽1、一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽

19、鍵，所形成的化合物稱為肽。2、由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。3、在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的-氨基，稱為氨基端N-端；在另一端含有一個(gè)游離的-羧基，稱為羧基端或C-端。4、氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。四肽的結(jié)構(gòu)肽鍵C-N不能自由旋轉(zhuǎn) 肽平面：Ca1 C O N H Ca2天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊

20、的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽（GSH）；蛇毒多肽等。5.4 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu): 蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。5.4.1蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)5.4.1.1 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)1、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目.2、多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。是最重要的3、以及多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。5.4.1.2 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)1、蛋白質(zhì)的二級(jí)(Secondary)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列,或規(guī)則的幾何走向、旋轉(zhuǎn)及折疊。2、主要有aa-螺旋、bb-折疊、bb-轉(zhuǎn)角。5.4.1.3蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在

21、二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團(tuán)相互作用在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。5.4.1.4蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指由多條各自具有一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵連接起來(lái)的結(jié)構(gòu)形式；各個(gè)亞基在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系。由多個(gè)亞基聚集而成的蛋白質(zhì)常常稱為寡聚蛋白；5.4.2穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力和鍵1.二硫鍵:： 屬于共價(jià)鍵。是生物大分子分子之間最強(qiáng)的作用力，能量330380kJ/mol，共價(jià)鍵很難恢復(fù)原形，是不可逆過(guò)程。 它們既能存在于分子內(nèi)也能存在于分子間。2.靜電作用 ： 靜電作用是指荷電基團(tuán)之間的靜電吸引力。能的范圍從42 40

22、kJ/mol。 如離子鍵3.氫鍵 ： 氫鍵是由兩個(gè)負(fù)電性原子對(duì)氫原子的靜電引力所形成，是一種特殊形式的偶極-偶極鍵。 氫鍵的鍵能比共價(jià)鍵弱，比范德華力強(qiáng)。范圍在840kJ/mol。4. 范德華力 是一個(gè)原子的原子核吸引另一個(gè)原子外圍電子所產(chǎn)生的作用力。它是一種比較弱的作用力。5.疏水作用 疏水作用是指極性基團(tuán)間的靜電力和氫鍵使極性基團(tuán)傾向于聚集在一起，因而排斥疏水基團(tuán)，使疏水基團(tuán)相互聚集所產(chǎn)生的能量效應(yīng)和熵效應(yīng)。P58 表面疏水性與界面張力呈 反 比；與乳化活性呈 正 比。5.5 蛋白質(zhì)的變性作用5.5.1定義：蛋白質(zhì)二級(jí)及其以上的高級(jí)結(jié)構(gòu)狀態(tài)受到破壞，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其生理活性喪

23、失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。5.5.2變性對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能的影響1、溶解度降低 2、改變對(duì)水結(jié)合的能力 3、失去生物活性4、增加對(duì)酶水解的敏感性 5、特征粘度提高 6、結(jié)晶能力喪失對(duì)于食品蛋白質(zhì)，變性通常會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)不再溶解和失去某些功能性質(zhì)。然而，在某些情況下，蛋白質(zhì)的變性是期望的。例如，豆類中胰蛋白酶抑制劑熱變性能顯著地提高某些動(dòng)物所食用的豆類蛋白質(zhì)的消化率；部分變性的蛋白質(zhì)比天然的更易消化和具有較好的起泡和乳化性質(zhì)。熱變性也是食品蛋白質(zhì)熱誘導(dǎo)膠凝的先決條件。5.5.3影響蛋白質(zhì)變性的物理因素1、熱（4080）和低溫： 疏水性，干燥程度； 大豆蛋白，卵黃蛋白2、壓力501200Kpa： 滅

24、菌，肉的嫩化3、剪切力： 面團(tuán)，乳清蛋白值脂肪替代品4、輻照： 滅菌：紫外吸收，S-S斷裂，自由基界面凡是在水空氣，水非水溶液，水固相等界面上吸附的蛋白質(zhì)分子一般會(huì)發(fā)生不可逆性變性。水的能量水平：遠(yuǎn)離界面，低；靠近界面，高蛋白質(zhì)與高能量的水分子作用，蛋白質(zhì)之間的氫鍵被破壞5.5.4影響蛋白質(zhì)變性的化學(xué)因素1、酸堿大多數(shù)在pH410穩(wěn)定；2、金屬Cu Fe Hg Ag、Ca Mg；陰離子；濃度3、有機(jī)溶劑 降低水與蛋白質(zhì)的作用；改變介電常數(shù)；滲入蛋白質(zhì)疏水區(qū)4、有機(jī)化合物水溶液 Vc-S-S-,；尿素和胍鹽氫鍵；十二烷基硫酸鈉(SDS)破壞疏水作用5.6 蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)定義：在食品加工、保藏、

25、制備和消費(fèi)期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中的性能的那些蛋白質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)。包括水合性質(zhì)、溶解性、粘性、膠凝性、織構(gòu)化、乳化性、起泡性、與風(fēng)味結(jié)合性等。5.6.1蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)通過(guò)蛋白質(zhì)的肽鍵和氨基酸側(cè)鏈與水分子間的相互作用而實(shí)現(xiàn)的結(jié)合水的性質(zhì)。影響因素有蛋白質(zhì)濃度、pH值、溫度、離子強(qiáng)度和其它組分以及水化時(shí)間等。 例如：鹽溶、鹽析5.6.2蛋白質(zhì)的溶解度平均疏水性越小和電荷頻率越大，溶解度越大。與pH值、離子強(qiáng)度、溫度和蛋白質(zhì)濃度有關(guān)。5.6.3蛋白質(zhì)溶液的黏度蛋白質(zhì)溶液不具有牛頓液體的性質(zhì)，它們的黏度系數(shù)隨流動(dòng)速度的增加而降低。影響蛋白質(zhì)液體黏度特性的主要因素是溶液中蛋白質(zhì)分子或顆粒的表觀直

26、徑：表觀直徑越大，黏度越大。5.6.4蛋白質(zhì)的膠凝作用締合：一般是指亞基或分子水平上發(fā)生的變化。聚集：一般是指形成大的復(fù)合物或復(fù)合體。沉淀作用：引起溶解度全部或部分喪失的切聚集反應(yīng)。絮凝：蛋白質(zhì)沒(méi)有發(fā)生強(qiáng)烈結(jié)合時(shí)的無(wú)序聚集反應(yīng)。聚結(jié)：由于蛋白質(zhì)變性而引起蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用超過(guò)蛋白質(zhì)溶劑相互作用而引起的導(dǎo)致穩(wěn)定大結(jié)塊形成聚集反應(yīng)。膠凝作用(gelation)定義:變性的蛋白質(zhì)分子聚集并形成有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。膠凝條件：加熱后再冷卻，如明膠；加熱，如蛋清；加二價(jià)離子，如豆腐；部分水解或調(diào)整pH，如發(fā)酵酸奶、干酪。5.6.5蛋白質(zhì)的織構(gòu)化織構(gòu)化（texturization）：使蛋白質(zhì)變?yōu)榫?/p>

27、有咀嚼性和良好持水性的片狀或纖維狀產(chǎn)品的過(guò)程?？棙?gòu)化方法：熱凝結(jié)和形成薄膜，如腐竹；纖維的形成，如人造肉制品；熱塑性擠壓，如用于制作肉糜制品原料的組織蛋白。5.6.6 蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)蛋白質(zhì)是天然的兩親物質(zhì)，從而具有乳化性質(zhì)（emulsifying properties）影響因素：pH、離子強(qiáng)度、溫度、低分子量的表面活性劑、糖、油相體積分?jǐn)?shù)、蛋白質(zhì)類型和使用的油的熔點(diǎn)等以及乳化外力。具有乳狀液的蛋白食品如牛乳、蛋黃醬、冰激凌等。部分影響因素：疏水性強(qiáng) 乳狀液穩(wěn)定溶解度大 增加乳化容量 但隨后不溶顆?？稍黾尤榛€(wěn)定性pH 等電點(diǎn)時(shí)具較好溶解性 乳化性佳加熱 降低粘度，降低乳化性表面活性劑 競(jìng)爭(zhēng)

28、降低乳化性5.6.7蛋白質(zhì)的起泡性質(zhì)泡沫是氣泡分散在含有表面活性劑的連續(xù)液相或半固相中的分散體系。許多加工食品是泡沫型產(chǎn)品，如奶油、蛋糕、面包、冰激凌、啤酒等。蛋白質(zhì)能作為起泡劑主要決定于蛋白質(zhì)的表面活性和成膜性。影響泡沫形成和穩(wěn)定性的因素1.蛋白質(zhì)的分子性質(zhì)。應(yīng)具有：快速分散至氣水界面，易于在界面上展開和重排 。取決于蛋白質(zhì)分子的疏水性、在界面的柔性、水溶性、缺乏二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)等。通過(guò)分子間相互作用能形成剛性膜。需要分子質(zhì)量較大、分子間較易發(fā)生相互結(jié)合或黏合的蛋白。穩(wěn)定性取決于蛋白質(zhì)膜的流變性質(zhì)。2.蛋白質(zhì)的濃度 2%8%有利。3.溫度適當(dāng)加熱可提高起泡性。4.pH接近等電點(diǎn)，有利于起泡和穩(wěn)

29、定。5.鹽不同鹽作用各異。起泡性：蛋白被鹽析時(shí)較好，被鹽溶時(shí)則較差。6.糖不利起泡，但改進(jìn)穩(wěn)定性。7.脂使泡沫穩(wěn)定性下降。8.攪打適當(dāng)攪打可提高起泡性，過(guò)度則不利。5.6.8蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合風(fēng)味物質(zhì)能夠部分被吸附或結(jié)合在蛋白質(zhì)中，對(duì)于食品有正（如肉香）反（如豆腥味）兩面作用。蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合物質(zhì)通過(guò)各種化學(xué)鍵和物理吸附力。影響因素：水促進(jìn)極性揮發(fā)物的結(jié)合而對(duì)非極性化合物沒(méi)有影響。堿性比在酸性更能促進(jìn)與風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合。蛋白變性提高結(jié)合風(fēng)味能力。食品蛋白質(zhì)在食品中的功能作用功能機(jī)制食品蛋白質(zhì)種類溶解性親水性飲料乳清蛋白粘度水結(jié)合，流體動(dòng)力學(xué)分子大小和形狀湯、肉汁、色拉調(diào)味料和甜食明膠水結(jié)

30、合氫鍵、離子水合肉、香腸、蛋糕和面包肌肉和雞蛋蛋白質(zhì)膠凝作用水截留和固定、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成肉、凝膠、蛋糕、焙烤食品和奶酪肌肉、雞蛋和乳蛋白質(zhì)粘結(jié)粘合疏水結(jié)合、離子結(jié)合和氫鍵肉、香腸和烘焙食品肌肉和谷物蛋白質(zhì)彈性疏水結(jié)合和二硫交聯(lián)肉和焙烤食品肌肉和谷物蛋白質(zhì)乳化在界面上吸附和形成膜香腸、大紅腸、腸、蛋糕和調(diào)味料肌肉雞蛋和乳蛋白質(zhì)起泡界面吸附和形成膜攪打起泡的澆頭，冰淇淋、蛋糕等雞蛋和乳蛋白質(zhì)脂肪和風(fēng)味物的結(jié)合疏水結(jié)合和截留低脂烘焙食品和油炸面包圈乳、雞蛋和谷物蛋白質(zhì)5.7蛋白質(zhì)在食品加工和貯藏中的物理、化學(xué)和營(yíng)養(yǎng)變化一.熱處理*變性：分解： 脫氨基 脫硫 脫二氧化碳氨基酸氧化：過(guò)氧化脂質(zhì)與蛋白質(zhì)反應(yīng)

31、P92 丙二醛反應(yīng)P95(圖3-28） Met Cys Trp 的氧化P94-95 （多酚 褐色素）新酰胺鍵的形成： 賴谷/天冬氨酸殘基 消旋反應(yīng)：碳陰離子 DAA （堿或熱）P92交聯(lián)： 脫氫丙氨酸殘基與賴氨酸、半胱氨酸殘基的加成反應(yīng)（堿或熱）P91羥氨反應(yīng)(Mailard reaction)雜環(huán)芳烴 致癌 致突變二、堿處理*交聯(lián)：絲氨酸、賴氨酸、半胱氨酸和精氨酸等 去氫丙氨酸(DHA) （堿或熱） 消旋反應(yīng)：碳陰離子 DAA （堿或熱）解離： 松肉粉三、冷凍加工肉解凍時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起相當(dāng)量的蛋白質(zhì)降解，而且會(huì)使蛋白質(zhì)形成不可逆的變性。這些變化導(dǎo)致蛋白質(zhì)持水力喪失。而且凍藏溫度越低,蛋白質(zhì)變

32、性越小。凍藏中,碎魚肉和魚糜蛋白質(zhì)冷凍變性的程度大于整肌。四、脫水與干燥干燥時(shí)，如濕度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蛋白質(zhì)中的結(jié)合受到破壞，則引起蛋白質(zhì)的變性，因而食品的復(fù)水性降低，硬度增加，風(fēng)味變劣。 目前最好的干燥方法是冷凍真空干燥，可使蛋白變性極少，還能保持食品原來(lái)的色香味。五、其它反應(yīng)： 1、漂白 2、輻照 自由基P90 3、甲醛 4、與亞硝酸鹽的反應(yīng)P945、與亞硫酸鹽的作用P94 6、丙烯酰胺的生成P965.8 食品中的常見(jiàn)蛋白質(zhì) 5.8.1肉類中的蛋白膠原 5.8.2牛乳中的蛋白 5.8.3雞蛋蛋白 5.8.4魚肉中的蛋白質(zhì)5.8.5大豆蛋白 補(bǔ)小麥蛋白和其他蛋白肌肉結(jié)構(gòu)： 肌肉肌纖維束肌纖維

33、肌原纖維肌原纖維： 粗肌絲肌球蛋白 細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白 原肌球蛋白 肌鈣蛋白肌節(jié)的結(jié)構(gòu)：肌節(jié)是肌肉收縮的功能單位。肌球蛋白： 肌球蛋白由鉸鏈區(qū)和頭部組成，其頭部具有ATP 酶活性. 多個(gè)肌球蛋白的鉸鏈區(qū)聚合，頭部有規(guī)律地排列在聚合體外部形成粗絲. 肌肉收縮作用： 是肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白相互滑動(dòng)的結(jié)果。 中樞神經(jīng) 肌肉纖維 肌漿網(wǎng)膜釋放鈣 鈣使肌動(dòng)蛋白構(gòu)型變?yōu)槔谂c球蛋白接觸 鈣激活肌球蛋白上的ATP酶，水解 ATP。 釋放的化學(xué)能變?yōu)闄C(jī)械能，推動(dòng)肌球蛋白頭滑動(dòng)，附著的細(xì)絲向中間方向滑動(dòng)，表現(xiàn)為肌肉的收縮。肌肉的松弛肉蛋白質(zhì)的保水作用參與肉保水性變化的主要是準(zhǔn)結(jié)合水和自由水。蛋白質(zhì)保持水分的前提有兩個(gè)

34、:1.肉中有存留水分的空間肌肉中的蛋白質(zhì)以結(jié)構(gòu)蛋白的方式存在,在肌纖維間、肌原纖維間形成大量的毛細(xì)管,使肌肉蛋白質(zhì)呈現(xiàn)均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為水分提供了大量的存留空間,這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)愈疏松,固定的水分就越多。2.肉中存在維持水分存留的作用力對(duì)肉來(lái)講,靜電荷增加,保水性提高。這與肉的p密切相關(guān)。在肉可能的p范圍內(nèi)(5.26.8),隨p增加,所帶負(fù)電荷增加,電荷的斥力使肌原纖維之間距離增大,肉的保水性提高;p在5.8以下時(shí),特別是當(dāng)p下降到等電點(diǎn)(5.05.5)時(shí),肌原纖維蛋白不帶電或帶電很少,纖維之間無(wú)斥力或斥力小,此時(shí)保水性很低。一定濃度的鹽溶液能使肌原纖維上的負(fù)電荷增加、肌原纖維之間的斥力增強(qiáng)、纖維

35、間空隙加大;同時(shí)還打破了維持肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、線、線之間相互連結(jié)的力量,。所以,加鹽可提高肉的保水性,為此,為了獲得好的產(chǎn)品,肉在加工前應(yīng)先加鹽腌制。此外,還應(yīng)采取各種措施,使肉的p上升到5.8以上,以提高保水性,最常用的方法是在肉中添加堿性的多聚磷酸鹽。嫩化：酶解、重力撕拉膠元和明膠 ： 膠元是皮、骨和結(jié)締組織中的主要蛋白質(zhì)。明膠是膠元分子熱分解的產(chǎn)物。1膠原蛋白和明膠的組成和性質(zhì)在組成上，膠原蛋白中甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、脯氨酸(Pro)和谷氨酸(Glu)含量較高，特別是甘氨酸的含量幾乎占了1/3;其中脯氨酸和羥脯氨酸(Hyp)的含量是各種蛋白質(zhì)中含量最高的；膠原蛋白中存在的

36、羥基賴氨酸(Hyl)在其它蛋白質(zhì)中不存在,羥基脯氨酸和焦谷氨酸在一般蛋白質(zhì)中也很少見(jiàn)。缺Trp Cys2明膠的組成和性質(zhì)組成明膠的蛋白質(zhì)中含有18種氨基酸,其中7種為人體所必需.除16%以下的水分和無(wú)機(jī)鹽外,明膠中蛋白質(zhì)的含量占82%以上.明膠是一種重要的食品添加劑,如作為食品的膠凍劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、發(fā)泡劑、乳化劑、分散劑、澄清劑（明膠帶正電荷，單寧帶負(fù)電荷）等.膠原蛋白在食品中的應(yīng)用1、食品包裝材料， 如天然腸衣的替代品人造腸衣；食品粘合劑合成纖維膜,用作肉類、魚類等的包裝紙；食品保護(hù)層。將膠原液噴到肉上，形成一層保護(hù)膜,可以減少保存期肉重量的下降。2、肉制品添加劑： 將膠原蛋白粉添加到肉

37、制品中,不僅能改善產(chǎn)品品質(zhì)(如口感好、多汁)，而且能提高產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量，并且無(wú)不良?xì)馕丁?.8.2 牛乳蛋白質(zhì)1. 乳液蛋白組成乳清 連續(xù)的水溶液，內(nèi)含乳清蛋白脂肪球 分散球粒，內(nèi)含脂肪球膜蛋白酪蛋白 固體膠粒，占總蛋白的80%82%2. 酪蛋白成分 種類 溶解性 分子量 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)s1 50% 不溶 23600 含磷酸酯 30% 室溫不溶 24500 含磷酸酯 15% 易溶 19000 含胱氨酸 5% 可溶 21000 含S量高酪蛋白膠粒模型（a）a或b-酪蛋白酸鈣單體，具有一個(gè)荷電的磷酸鹽圈。（b) a或b-酪蛋白酸鈣形成的中心聚合體的平面模型。（c）k-酪蛋白覆蓋在中心聚合體表面形成酪蛋

38、白膠粒。3.膠粒結(jié)構(gòu)和凝結(jié)在制造乳酪時(shí)用凝乳酶催化酪蛋白的部分水解，因而破壞了膠粒的保護(hù)膠體，使酪蛋白和鈣離子的復(fù)合物凝結(jié)成塊。將牛乳酸化，使pH值達(dá)到酪蛋白的等電點(diǎn)（pH4.6）而析出酪蛋白沉淀，也是提取乳中酪蛋白的一種方法。 4. 乳清蛋白和脂肪球膜蛋白 乳清蛋白主要成分按含量遞減依次為乳球蛋白占50%、乳球蛋白占25%、免疫球蛋白和血清白蛋白。乳球蛋白含有游離的硫氫基，牛奶的加熱氣味與之有關(guān)。 脂肪球膜蛋白這層膜控制著牛乳中脂肪水分散體系的穩(wěn)定性，膜上還含有許多酶。5.8.3雞蛋蛋白質(zhì) 1、含蛋白：卵白約10%，卵黃約16%。 2、60左右凝固。80以上時(shí)完全凝固。3、卵黃和卵白均有乳化

39、性，還具有起泡性。 4、卵白及卵黃加熱、加酸或堿等，會(huì)失去流動(dòng)性而凝固。 5.8.4 魚肉中的蛋白質(zhì) 魚類肌肉組織中水分的含量約在70%80%，比畜肉（65%75%）為高，而結(jié)締組織肌質(zhì)蛋白質(zhì)較肉蛋白質(zhì)的含量少，僅占2%8%。魚肉之所以柔軟，其原因就在于此。 魚糜制品： 有生魚糜（冷凍魚糜）和熟魚糜兩大類： 熟魚糜工藝： 采肉漂洗加鹽、調(diào)味料、淀粉等擂潰成型加熱冷卻產(chǎn)品漂洗 防止內(nèi)臟或血液中存在的酶會(huì)對(duì)魚肉蛋白質(zhì)進(jìn)行部分分解而影響魚糜制品的彈性和質(zhì)量；可以除去魚肉中的水溶性蛋白質(zhì)、色素、氣味和脂肪成分，以提高魚糜制品的質(zhì)量及其保藏性能。清洗水溫應(yīng)控制在10以下，以防止蛋白質(zhì)變性。加鹽和淀粉擂潰

40、 擂潰可使魚肉的肌纖維組織破壞，鹽使魚肉中的鹽溶性蛋白質(zhì)充分溶出，魚肉變成粘性很強(qiáng)的溶膠。淀粉可加強(qiáng)肌動(dòng)球蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，因而可起到增強(qiáng)制品彈性的作用.加熱 其目的是殺菌和使蛋白質(zhì)變性凝固，形成具有彈性的凝膠體。 5.8.5大豆中的蛋白1.大豆蛋白的優(yōu)勢(shì)：1）產(chǎn)量大 2）必需氨基酸平衡極為良好?？膳c牛肉和牛乳相媲美。3）消化率高 可達(dá)95% 4）配伍功能好 5）對(duì)人體具有功能優(yōu)勢(shì) 6）具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值優(yōu)勢(shì) 2大豆蛋白制品與利用小麥蛋白質(zhì)主要成分：麥醇溶蛋白與麥谷蛋白。植物性蛋白（一）植物性蛋白的優(yōu)勢(shì) 1產(chǎn)量大： 總蛋白中80%為植物性蛋白質(zhì)，是動(dòng)物性蛋白質(zhì)總產(chǎn)量的4倍。2含蛋白質(zhì)高： 許多油料

41、種子都含2030%。目前利用植物蛋白的狀態(tài)除大豆外均用作飼料或肥料。原因：含有不消化的纖維性組織，有的還含毒性物質(zhì)或令人不適的有臭物質(zhì)。不能容易地加工成可攝取的狀態(tài)。措施：1) 提取濃縮成以蛋白為主成分的食品。2）將所含的有害物質(zhì)去除，或使之失活。3）使植物性蛋白質(zhì)具有食品的魅力。4）使這些植物性蛋白食品具有方便性。價(jià)格便宜。 其他蛋白 1、農(nóng)產(chǎn)加工副產(chǎn)品蛋白 2、細(xì)麥麩、米糠、豆腐渣及漿水。 3、藻類 4、微生物蛋白第四章 碳水化合物（Carbohydrates）.概述 一般通式：Cn(H2O)m 例外：鼠李糖 （C6H12O5） 脫氧核糖（C5H10O4） 含氮、硫、磷等成分的糖

42、分類：?jiǎn)翁?、低聚糖、多糖單糖：指不能再水解的最?jiǎn)單的多羥基醛或多羥基酮及其衍生物。低聚糖：聚合度為210的糖類。分類：1、按水解后所生成單糖分子的數(shù)目，可分為二糖、三糖、四糖等，其中以二糖最重要，如蔗糖、麥芽糖等。2、聚合的糖是否同一種類，均低聚糖：由同一種單糖聚合而成。如麥芽糖雜低聚糖：由不同種單糖聚合而成。如蔗糖3、根據(jù)還原性質(zhì)：還原性低聚糖和非還原低聚糖多聚糖：聚合度大于的糖類。分類：1、根據(jù)聚合的糖是否同一種類：（）均多糖：纖維素、淀粉 （）雜多糖：阿（拉伯）木聚糖2、根據(jù)多糖的來(lái)源：植物多糖、動(dòng)物多糖、細(xì)菌多糖3.2 單糖3.2.1結(jié)構(gòu)： （一）化學(xué)組成及鏈狀結(jié)構(gòu)（“L”型 “D”型

43、）（二）環(huán)狀結(jié)構(gòu)（a 、b、 呋喃、吡喃）（三）構(gòu)象（有船式和椅式等，吡喃環(huán)的椅式構(gòu)象占優(yōu)勢(shì)。）3.2.2物理性質(zhì).甜度：表示甜味的強(qiáng)弱，不能定量測(cè)定，只能采用感官比較法，通常是以蔗糖為基準(zhǔn)物的相對(duì)值影響因素：糖的分子結(jié)構(gòu)、分子量、分子的存在狀態(tài)及外界因素。 旋光性：除丙酮糖外，其余的單糖分子都具有旋光性。是鑒定糖的一個(gè)重要指標(biāo)。 溶解度：?jiǎn)翁欠肿又械亩鄠€(gè)羥基可以與水分子形成氫鍵，因而增加了水溶性，但不可以溶于丙酮、乙醚等有機(jī)溶劑。果糖>蔗糖果糖具有較好的食品保存性。 吸濕性、保濕性和結(jié)晶性：果糖的吸濕性好，可以用于面包、糕點(diǎn)和軟糖，不能用于生產(chǎn)硬糖、酥糖和餅干。3.2.3化學(xué)反應(yīng)3.2

44、.3.1美拉德反應(yīng)* Maillard reaction定義指羰基與氨基經(jīng)縮合、聚合反應(yīng)生成類黑色素物質(zhì)的反應(yīng)。胺、氨基酸、蛋白質(zhì)與糖、醛、酮之間的這類反應(yīng)統(tǒng)稱之為。1.機(jī)理大體上分為：1）初始階段： 羰氨縮合 環(huán)化為N-葡基胺 阿姆德瑞(Amadori)重排經(jīng)分子重排生成氨基脫氧酮糖（果糖胺）2）中期階段：分兩方向進(jìn)一步降解：方向一 脫氨脫水生成羥甲基糠醛 方向二 脫氨基重排生成還原酮氨基酸與二羰基化合物的作用，也稱為斯特勒克(Strecker)降解作用3）未期階段：包括醇醛縮合和聚合作用；參加的底物包括上幾步所產(chǎn)生的所有醇、醛、糠醛、二羰基化合物、還原酮類等； 生成黑色素。2.影響反應(yīng)的因

45、素（1）羰基化合物的種類最易：a、b不飽和醛。如CH3(CH2)2CH=CHCHO 其次：雙羰基化合物 最慢：酮n 五碳糖的反應(yīng)約為六碳糖的10倍。還原性雙糖因其分子比較大，故反應(yīng)比較緩慢。n 核糖>阿拉伯糖>木糖； 半乳糖>甘露糖>葡萄糖>果糖； 乳糖>蔗糖>麥芽糖>海藻糖（2）氨基化合物種類：胺類氨基酸蛋白質(zhì) 堿性氨基酸中性及酸性（3）pH值：在3以上，其反應(yīng)速度隨pH值的升高而加快，所以降低pH值是控制褐變的較好方法。（4）反應(yīng)物濃度：水分含量 10%15%最易發(fā)生褐變，完全干燥時(shí)難以進(jìn)行。（5）溫度：30 以上褐變較快，20 以下較慢。1

46、0 的溫差，褐變速度相差35倍。（6）金屬離子Fe、Cu促進(jìn)。（7）亞硫酸鹽的影響P50： 可用二氧化硫和亞硫酸鹽來(lái)抑制羰氨反應(yīng)褐變。3.美拉德反應(yīng)與食品工業(yè)非酶褐變對(duì)食品質(zhì)量的影響1、對(duì)營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的影響 2. 對(duì)感官質(zhì)量的影響3.2.3.2 焦糖化褐變P55定義糖類在沒(méi)有含氨基化合物存在的情況下加熱到其熔點(diǎn)以上時(shí)發(fā)生的褐變反應(yīng)。 機(jī)理：受強(qiáng)熱情況下，糖類生成兩類物質(zhì)：一類是糖的脫水產(chǎn)物，即焦糖或稱醬色；一類是裂解產(chǎn)物，是一些揮發(fā)性的醛酮類，可進(jìn)一步縮合、聚合形成粘稠狀的黑色物質(zhì)。影響焦糖化褐變的因素1、 不同糖的種類因熔點(diǎn)不同而反應(yīng)速度不同。2、 糖液pH =8時(shí)要比pH=5.9時(shí)快10倍?？?/p>

47、壞血酸褐變P212抗壞血酸屬于還原酮類化合物，易與氨類化合物產(chǎn)生羰氨反應(yīng)，其自動(dòng)氧化產(chǎn)物中的醛基、酮基等可隨機(jī)縮合、聚合形成褐變物質(zhì)。3.2.3.3. 與堿作用發(fā)生異構(gòu)和分解反應(yīng)3.2.3.4. 與酸的作用在稀酸及較高溫度下 低聚糖在強(qiáng)酸共熱糠醛酚有色縮合物可以鑒定糖類酮糖間苯二酚紅色醛糖很淺的顏色重要的單糖1、三四碳糖：二羥丙酮甘油醛赤蘚糖2、重要的戊醛糖：核糖脫氧核糖木糖阿拉伯糖3、重要的已醛糖：甘露糖半乳糖葡萄糖4、重要的已酮糖：果糖山梨糖3.3低聚糖低聚糖定義是210個(gè)單糖以糖苷健連結(jié)的結(jié)合物。（11個(gè)以上的則為大糖類，1002000個(gè)的則為多糖類）。3.3.1結(jié)構(gòu)和重要化學(xué)性質(zhì)3.2

48、.2.P47和3.3.2P62單糖與低聚糖的食品性質(zhì)（一）吸潮性和保潮性 吸潮性在較高的空氣濕度下吸收水分的性質(zhì)。保潮性較高濕度下吸收水分和在較低濕度下散失水分的性質(zhì)。比較吸潮保潮性：果糖73.4%>高轉(zhuǎn)化糖>低轉(zhuǎn)化糖>蔗18.4%>葡萄糖 14.5%吸潮保潮性實(shí)例：在糖果糕點(diǎn)的生產(chǎn)上，硬糖果需要吸濕性低，以避免吸收水分而溶化，所以要用 低 轉(zhuǎn)化或中轉(zhuǎn)化的淀粉糖漿。 軟糖果和糕點(diǎn)需要一定的水分，以免在干燥的天氣變干，以應(yīng)用 高 轉(zhuǎn)化糖漿和果葡糖漿為宜。（二）持味護(hù)色性 在許多食品中，特別是通過(guò)噴霧干燥、冷凍干燥除去水分的那些食品，糖類對(duì)于保持顏色和揮發(fā)風(fēng)味組分是重要的。

49、 （三）甜味 1. 甜度 請(qǐng)按甜度由大至小排序：果糖>蔗糖>葡萄糖>葡麥糖>果葡糖>麥芽糖2. 糖濃度： 甜度隨濃度增高而提高。但不同糖品的甜度變化幅度不同。3. 甜感： 愉快的甜味要求甜味純正、反應(yīng)快、很快達(dá)到最高甜度、甜度的高低適當(dāng)、甜味消失迅速。葡萄糖的甜味感覺(jué)反應(yīng)較慢，達(dá)到最高甜度的速度也稍慢，甜度較低。 4. 糖互相混合甜味有相乘作用（四）褐變風(fēng)味 麥芽酚和乙基麥芽酚是焦糖化產(chǎn)物。具有強(qiáng)烈的焦糖氣味，同時(shí)也是甜味增強(qiáng)劑。糖的褐變還能產(chǎn)生其它揮發(fā)性的風(fēng)味物質(zhì)。（五）滲透壓 隨濃度增高而增大。在相同濃度下，相對(duì)分子質(zhì)量愈小，分子數(shù)目愈多，滲透壓愈大。（六）溶

50、解度 糖溶解度應(yīng)用例1：室溫下貯藏葡萄糖溶液，抑菌糖濃度一般為70%，而飽和液濃度為 50% ，為利貯藏，應(yīng)采取措施：升溫至50 55使其濃度70%。糖溶解度應(yīng)用例2 ：果汁和蜜餞類食品利用糖作為保存劑，考慮到在20時(shí)要有好的保存性，應(yīng)選用什么糖？為什么？葡萄糖：50% 蔗糖：66%F42：71.77% F90：80%答：淀粉糖漿，因其具有高溶解度，最高濃度約80%保存性好。（七）結(jié)晶性 蔗糖易結(jié)晶，晶體很大。葡萄糖也易結(jié)晶，但晶體細(xì)小。果糖和轉(zhuǎn)化糖較難于結(jié)晶。葡麥糖漿不能結(jié)晶，并能防止蔗糖結(jié)晶。 糖結(jié)晶性質(zhì)實(shí)例 制造硬糖時(shí)，不能單獨(dú)用蔗糖，否則熬煮到水分在3%以下經(jīng)冷卻后，蔗糖就會(huì)結(jié)晶、碎裂

51、，不能得到堅(jiān)韌、透明的產(chǎn)品。舊式的方法是加酸，使一部分蔗糖水解成轉(zhuǎn)化糖（約10%-15%），以防止蔗糖結(jié)晶；新式的方法是混用葡萄糖值42的葡麥糖漿以防止蔗糖的結(jié)晶，工藝簡(jiǎn)化，效果較好，用量為30%40%。 （八）粘度 各種糖粘度不同：淀粉糖漿 >蔗糖>葡萄糖和果糖；葡萄糖粘度隨溫度升高而增大，而蔗糖的粘度則隨著溫度升高而減少。九）冰點(diǎn)降低 1、濃度高，相對(duì)分子量小，冰點(diǎn) 降低得多。生產(chǎn)雪糕類食品。混合使用轉(zhuǎn)化度較高的淀粉糖漿和蔗糖，冰點(diǎn)較單獨(dú)用蔗糖低 。2、可具有促進(jìn)冰晶顆粒細(xì)膩，粘稠度高，甜味溫和等效果，使雪糕更為可口。3、水解程度越高，冰點(diǎn)降低多。 （十）抗氧化性 有利于保持水

52、果的風(fēng)味、顏色和維生素C，不致因氧化反應(yīng)而發(fā)生變化。因?yàn)檠鯕庠谔侨芤褐械娜芙饬枯^水溶液中低很多的緣故。在20，60%蔗糖中溶解氧的量?jī)H為水溶液中 1/6 的左右。用葡萄糖、果糖和淀粉糖漿可使維生素C的氧化反應(yīng)降低 10%-90% 。（十一）代謝性質(zhì) 1、葡萄糖是人體血液中的糖分，可不經(jīng)消化被身體直接吸收。其濃度由胰島素控制。不依賴胰島素代謝但提供的熱量 2、與葡萄糖相同的糖有 果糖、山梨醇和木糖醇。 3、口腔中的細(xì)菌能利用的糖：蔗糖 。不能利用的糖：果糖 、木糖醇 。 （十二）發(fā)酵性 酵母能發(fā)酵葡萄糖、果糖、麥芽糖和蔗糖、低聚糖和糊精等，但不能發(fā)酵較大分子。應(yīng)用實(shí)例：葡麥糖漿的發(fā)酵糖含量隨轉(zhuǎn)化

53、程度的增高而 增高 ，生產(chǎn)面包類發(fā)酵食品以使用 高 轉(zhuǎn)化糖漿為宜。 3.4多糖 P683.4.1 多糖的性質(zhì)1、溶解性：較強(qiáng)，易于水合和溶解 2、黏度和穩(wěn)定性 3、凝膠：多糖能形成海綿狀的三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，既具有固體性質(zhì)，又具有液體性質(zhì)3.4.2淀粉P741、淀粉粒結(jié)構(gòu)：淀粉顆粒的大小與形狀隨植物的品種而改變。所有的淀粉顆粒皆顯示出一個(gè)裂口，稱為臍點(diǎn)。淀粉分子從臍點(diǎn)伸向邊緣。大多數(shù)淀粉顆粒在臍點(diǎn)的周圍顯示出生長(zhǎng)環(huán)。2、直鏈淀粉結(jié)構(gòu)：線性的。a-1,4苷鍵相連接，聚合度為200980，在溶液中，可取螺旋結(jié)構(gòu)、部分?jǐn)嚅_結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的卷曲結(jié)構(gòu)P75 。3、淀粉與碘反應(yīng)熱淀粉結(jié)構(gòu) <6 20 >60 支無(wú)色: 無(wú) 紅 藍(lán) 紫紅其中螺旋結(jié)構(gòu)每6個(gè)葡萄糖殘基為一周。碘分子可進(jìn)入圈內(nèi)形成呈色的淀粉碘絡(luò)合物。4、支鏈淀粉結(jié)構(gòu)：聚合度為6006000，50個(gè)以上小分支，每分支平均含2030葡萄糖殘基，分支接點(diǎn)以a-1,6苷鍵連接，分支與分支之間為1112個(gè)