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食品化学 Food Chemistry. 西南大学 Southwest University. 第一章 绪论. 什么是食品化学 食品化学的历史 食化学的分类 现代食品化学的发展方向 参考文献. 1 什么是食品化学. 食品:经特定方式加工后供人类食用的食物。 食物:可供人类食用的物质原料统称为食物。 化学:研究物质组成、性质及其功能和变化的科学,包括分析化学、有机化学、物理与胶体化学、分离化学、普通化学和生物化学等。

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Food chemistry

食品化学Food Chemistry

西南大学

Southwest University


第一章 绪论

  • 什么是食品化学

  • 食品化学的历史

  • 食化学的分类

  • 现代食品化学的发展方向

  • 参考文献


1 什么是食品化学

  • 食品:经特定方式加工后供人类食用的食物。

  • 食物:可供人类食用的物质原料统称为食物。

  • 化学:研究物质组成、性质及其功能和变化的科学,包括分析化学、有机化学、物理与胶体化学、分离化学、普通化学和生物化学等。

  • 食品化学:指研究食物的组成、性质以及功能和食物在贮藏、加工和包装过程中可能发生的化学和物理变化的科学。食品化学、微生物学、生物学和工程学是食品科学的四大支柱学科。


2 食品化学的分类

  • 食品成分化学

  • 食品分析化学

  • 食品生物化学

  • 食品工艺化学

  • 食品功能化学

  • 食品风味化学


3 食品化学的历史

  • 古代食品化学

  • 近代食品化学

  • 现代食品化学


4 现代食品化学的发展方向

  • 高新技术在食品工业中的应用

  • 新型食品材料的研究

  • 现有食品材料功能的改良

  • 食物成分的生理功能研究。


5 主要参考文献

  • O.R 菲尼马著,王璋译 食品化学(第三版) 中国轻工业出版社 2003

  • 韩雅珊 食品化学 北京农业大学出版社 1992

  • Food Chemistry

  • Journal Agricultural and Food Chemistry


第二章 水分

  • 水的功能

  • 水的状态

  • 食品中水的组成

  • 食品中水与非水组分之间的相互作用

  • 水分活度

  • 水分活度与食品的安全性

  • 食品的等温吸湿线

  • 分子流动性及其与水分活度的比较


1 食品中水的功能

  • 水在食品工艺学方面的功能

  • 水在食品生物学方面的功能


水在食品工艺学方面的功能

  • 食品理化性质 ---溶解、分散

  • 食品质地 ---------鲜度、硬度、流动性、呈味、耐贮性和加工适应性

  • 食品安全性 ------微生物 、化学变化

  • 食品工艺 ---------膨润、浸透、均匀化


水在食品生物学方面的功能

  • 体内化学作用的介质,化学反应的反应物和产物,物质转运的载体

  • 体温良好的稳定剂

  • 水是构成肌体的重要成分

  • 对体内的机械摩擦产生润滑,减少损伤


2 水的状态

  • 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,冰的热扩散系数约为水的5倍

  • 冻结速度与解冻速度

  • 冻结对食品品质的影响(9%)


3 食品中水的组成

  • 按照食品中的水与其他成分之间相互作用强弱可将食品中的水分成结合水、毛细管水(0.1μm )和自由水

  • 结合水与自由水的区别:能否作为溶剂,能否在-40℃结冰,能否被微生物所利用

  • 结合水分成单分子层水和多分子层水aw/m(1-aw)=1/m1c+(c-1)aw/m1c式中:aw -水分活度,m-水分含量,m1单分子层水含量,c-常数


4 食品中水与非水组分之间的相互作用

  • 水与离子基团之间的相互作用——构成水或结合水

  • 水与氢键型基团的作用——结合水

  • 水与非极性基团的作用——疏水相互作用


5 水分活度

  • 水分活度的定义

  • 水分活度与温度的关系

  • 冻结食物的水分活度

  • 食品在冻结点上下水分活度的比较


水分活度的定义

  • 水分活度表示食品中水分可以被微生物所利用的 程度,在物理化学上水分活度是指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值,可以用公式aw=P/P0,也可以用相对平衡湿度表示aw=ERH/100。

  • 相对平衡湿度:食品水汽分压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压之比

  • 食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达到平衡后,食品周围的水汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。


水分活度与温度的关系

  • 水分活度与温度的函数可用克劳修斯-克拉伯龙方程来表示,lnaw=-ΔH/RT+c T-绝对温度,R-气体常数,ΔH-样品中水分的等量净吸着热


冻结食物的水分活度

  • 在计算冻结食物的水分活度时aw=P/P0中P0的应该是冰的蒸汽压还是是过冷水的蒸汽压?因为这时样品中水的蒸汽压就是冰的蒸汽压,如果P0再用冰的蒸汽压,这样水分活度的就算就失去意义,因此,冻结食物的水分活度的就算式为aw=P(纯水)/P0(过冷水)。


食品在冻结点上下水分活度的比较

  • 冰点以上,食物的水分活度是食物组成和食品温度的函数,并且主要与食品的组成有关;而在冰点以下,水分活度与食物的组成没有关系,而仅与食物的温度有关

  • 冰点上下食物的水分活度的大小与食物的理化特性的关系不同。如在-15℃时,水分活度为0.80,微生物不会生长,化学反应缓慢,在20℃时,水分活度为0.80时,化学反应快速进行,且微生物能较快的生长

  • 不能用食物冰点以下的水分活度来预测食物在冰点以上的水分活度,同样,也不能用食物冰点以上的水分活度来预测食物冰点以下的水分活度


6 水分活度与食品的安全性

  • 微生物活动与食物水分活度的关系

  • 酶促反应与食物水分活度的关系

  • 水分活度与非酶反应的关系


微生物活动与食物水分活度的关系

  • 各类微生物生长都需要一定的水分活度。换句话说,只有食物的水分活度大于某一临界值时,特定的微生物才能生长。一般说来,细菌为aw>0.9,酵母为aw>0.87,霉菌为aw>0.8。一些耐渗透压微生物除外


酶促反应与食物水分活度的关系

  • 一方面影响酶促反应的底物的可移动性

  • 一方面影响酶的构象

  • 食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85时,活性大幅度降低,如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。但也有一些酶例外,如酯酶在水分活度为0.3甚至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解


水分活度与非酶反应的关系

  • 脂质氧化作用:在水分活度较低时食品中的水与氢过氧化物结合而使其不容易产生氧自由基而导致链氧化的结束,当水分活度大于0.4水分活度的增加增大了食物中氧气的溶解。加速了氧化,而当水分活度大于0.8反应物被稀释,氧化作用降低

  • Maillard反应:水分活度较低时底物的移动受限制,大于0.7时底物被稀释。

  • 水解反应:水分是水解反应的反应物,所以随着水分活度的增大,水解反应的速度不断增大


7 食品的等温吸湿线

  • 等温吸湿线

  • 食品的等温吸湿线方程


等温吸湿线

  • 等温吸湿线区域划分

  • 等温吸湿线形状

  • 滞后现象

  • 等温吸湿线与温度的关系



  • I区:aw=0~0.25,水分含量为0~0.07g/g干物质,这部分水是食品中与非水物质结合最为紧密的水,吸湿时最先吸入,干燥时最后排除,不能使干物质膨润,更不能起到溶解的作用。A区最高水分活度对应的含水量就是食物的单分子层水。

  • II 区:aw=0.25~0.80,水分含量为0.07~0.32g/g干物质,该部分水实际上是多层水,他们将起到膨润和部分溶解的作用,会加速化学反应的速度。

  • III 区:aw=0.80~0.99,水分含量大于0.40g/g干物质,起到溶解和稀释作用,冻结时可以结冰。


等温吸湿线形状

  • 一般说来,大多数食品的等温吸湿线都成S形,而含有大量糖及可溶性小分子但不富含高聚物的水果、糖果以及咖啡提取物的等温吸湿线呈J形


滞后现象

  • 吸附等温吸湿线与解吸等温吸湿线

  • “滞后”现象

  • “滞后”现象产生的原因


等温吸湿线与温度的关系

  • 食品的等温吸湿线与温度有关,由于水分活度随温度的升高而增大,所以同一食品在不同温度下具有不同的等温吸湿线。


食品的等温吸湿线方程

  • 一般将食品的等温吸湿线方程表示如aw/(m(1-aw))=1/(m1c)+(c-1)aw/(m1c)

  • 利用aw/(1-aw)对aw作图,可得一直线,此直线的截距为1/(m1c),斜率为(c-1)/(m1c)


分子流动性及其与水分活度的比较

  • 分子流动性(molecular mobility,简写为Mm)是指食品中的水分子的旋转移动和平动移动的总度量。食品中的水处于冻结状态(结晶)时,其分子流动性为零,食品处于完全的玻璃态时,其中的水分子的流动性也为零,而水分子处于汽化状态时分子流动性最大


水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 在估计食品由扩散限制的性质时,如冷冻食品的物理性质、冷冻干燥的最佳条件、结晶作用、凝胶化作用和淀粉的老化等物理变化时,分子流动性明显的比水分活度有效,而水分活度在预测冷冻食品的物理或化学性质上基本是无能为力的。

  • 在预测保藏在接近室温的产品发生结块、粘结和脆性的条件时分子流动性和水分活度的效果大致相同。

  • 预测在未冻结的食品中微生物的生长情况或该食品中由扩散限制的化学反应的速度时,分子流动性的实用性和预测结果的可靠性都不及水分活度。

  • 相对于水分活度来说,分子流动性是一个崭新的概念,她还处于一个逐步完善的阶段,所以就现阶段来说,在预测食品的稳定性方面,分子流动性在实用性方面还不可能与水分活度婢美。

  • 由于水分活度和分子流动性都是以单个参数为基础的,因此他们都不可能是食品稳定性完全可靠的预告因子,因此,发展由水分活度和分子流动性结合的“结合方法处理”成为目前研究和预告食品稳定性的研究热点。


第三章 碳水化合物水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 概述

  • 单糖、双糖在食品应用方面的物理性质

  • 单糖、双糖在食品应用方面的化学性质

  • 多糖在食品应用方面的性质


1 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点概述

  • 碳水化合物的定义与来源

  • 碳水化合物的分类

  • 碳水化合物在食品体系中的功能


碳水化合物的定义与来源水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 碳水化合物是多羟基的醛类和多羟基酮类化合物及其缩合物和某些衍生物的总称。碳水化合物广泛存在于各种生物有机体内,是绿色植物经过光合作用形成的产物,一般占植物体干重的80%左右。


碳水化合物的分类水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 水解程度 -----单糖、寡糖、多糖

  • 组成 -----均多糖、杂多糖

  • 非糖基团 -----纯粹多糖、复合多糖

  • 生物学功能 -----构成多糖、功能多糖


碳水化合物在食品体系中的功能水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 食品工艺学

  • 赋予食品香甜味;饼干、面包。

  • 增加食品体系的粘稠性;饮料。

  • 改善和维持食品体系的质地稳定性;果胨、果汁。

  • 改善食品体系的香味和色泽。

  • 食品生物化学

  • 作为人类活动的能源物质;

  • 构成机体或食品体系;

  • 转化形成生命必需物质,蛋白质和脂类。


2 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点单糖、双糖在食品应用方面的物理性质

  • 甜度

  • 溶解度

  • 结晶性

  • 吸湿性和保湿性

  • 渗透性

  • 冰点降低

  • 抗氧化性

  • 粘度


甜度水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 各种单糖或双糖的相对甜度为:蔗糖1.0,果糖1.5,葡萄糖0.7,半乳糖0.6,麦芽糖0.5,乳糖0.4


溶解度水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 果糖78.94%,374.78g/100g水,蔗糖66.60%,199.4g/100g水,葡萄糖46.71%,87.67g/100g水

  • 工业上一般在较高温度下55℃(70%)

  • 果汁和蜜饯类食品就是利用糖作为保藏剂的。


结晶性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 蔗糖>葡萄糖>果糖和转化糖

  • 淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物,自身不能结晶并能防止蔗糖结晶

  • 生产硬糖时添加一定量的(30%-40%)的淀粉糖浆 (1)不含果糖,不吸湿,糖果易于保存;(2)糖浆中含有糊精,能增加糖果的韧性;(3)糖浆甜味较低,可缓冲蔗糖的甜味,使糖果的甜味适中。


吸湿性和保湿性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 吸湿性、保湿性

  • 果糖、转化糖>葡萄糖、麦芽糖>蔗糖

  • 对于生产硬糖要求生产材料的吸湿性低,如蔗糖;对于生产软糖的材料要求吸湿性要高,如转化糖和果葡糖浆


渗透性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 相同浓度下(质量百分浓度),溶质分子的分子质量越小,溶液的摩尔浓度就越大,溶液的渗透压就越大,食品的保存性就越高。对于蔗糖来说:50%可以抑制酵母的生长,65%可以抑制细菌的生长,80%可以抑制霉菌的生长


冰点降低水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 当在水中加入糖时会引起溶液的冰点降低

  • 葡萄糖>蔗糖>淀粉糖浆

  • 生产糕点类冰冻食品时,混合使用淀粉糖浆和蔗糖,可节约用电


抗氧化性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 糖类的抗氧化性实际上是由于糖溶液中氧气的溶解度降低而引起的。


粘度水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 在相同浓度下,溶液的粘度有以下顺序:葡萄糖、果糖<蔗糖<淀粉糖浆

  • 葡萄糖溶液的粘度随温度的升高而增大,但蔗糖溶液的粘度则随温度的增大而降低

  • 糖类物质的粘度不同,在产品中选用糖类时就要加以考虑


3 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点单糖、双糖在食品应用方面的化学性质

  • 水解反应——转化糖的形成

  • 碱作用

  • 酸的作用


水解反应水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点——转化糖的形成

  • C12H22O11+H2O → C6H12O6+C6H12O6

    蔗糖(左旋) H+\转化酶 果糖 葡萄糖(右旋)

  • 蔗糖在酶或酸的水解作用下形成的产物叫做转化糖。所谓转化是指水解前后溶液的旋光度从左旋转化到右旋。

  • 产用于转化糖生产的酸是盐酸,酶是β-葡萄糖苷酶和β-果糖苷酶。


碱作用水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 变旋现象(异构化):果葡糖浆(人造蜂蜜)

  • 分解反应:碱的浓度过高,引起糖转化生成糖醛酸,并发生分解


酸的作用水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 复合反应:如2C6H12O6→C12H22O12+H2O,盐酸>硫酸>草酸,在工业上用酸水解淀粉产生葡萄糖时,产物往往含有5%左右的异麦芽糖和龙胆二糖 。(1)严格控制加酸量和淀粉乳液的浓度,0.15%盐酸,35Be的淀粉乳液是比较合适的。(2)控制液化温度;(3)控制液化时间

  • 脱水反应:戊糖(加热和酸性条件)→糠醛;己糖(加热和酸性条件)→5-羟基糠醛→(分解)甲酸等→(聚合)有色物质


4 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点多糖在食品应用方面的性质

  • 淀粉

  • 果胶


淀粉水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 淀粉的物理性质

  • 淀粉的化学性质

  • 淀粉的糊化和老化

  • 化学改性淀粉


淀粉的物理性质水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 分子形状------直链淀粉和支链淀粉

  • 直链淀粉-----成螺旋状(6个残基)

  • 淀粉粒,其形状有圆形、卵形(椭圆形)、多角形等。马铃薯-卵形,玉米淀粉-圆形和多角形,稻米淀粉-多角形 ;马铃薯淀粉粒65μm,小麦淀粉粒20μm,甘薯淀粉粒15μm,玉米淀粉粒16μm,稻米淀粉粒5μm

  • 支链淀粉易分散在冰水中,而直链淀粉不易分散在冰水中。


甘薯淀粉水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点


马铃薯淀粉水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点


豌豆淀粉水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点


玉米淀粉水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点


淀粉的化学性质水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 与碘反应

  • 水解反应


与碘反应水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 直链淀粉与碘反应呈棕蓝色,而支链淀粉与碘反应呈蓝色

  • 糊精与碘的反应随分子质量的减小,溶液呈色依次变化为:蓝色-紫色-橙色-无色。

  • 淀粉、糊精与碘的反应是一个物理过程。是由于碘在淀粉分子螺旋中吸附而引起的。在淀粉分子的每一个螺旋中能吸附一分子的碘,吸附的作用力为范得华力。


水解反应水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 酸法

  • 酶法


酸法水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 糖化----用无机酸作为催化剂使淀粉发生水解反应转变成葡萄糖

  • 淀粉的种类:不同淀粉的可水解难易程度不一样,由难到易依次为马铃薯淀粉-玉米、高粱等谷类淀粉-大米淀粉。

  • 淀粉的形态:无定性的淀粉比结晶态的淀粉容易被水解。

  • 淀粉的化学结构:直链淀粉比支链淀粉易于水解,α-1,4糖苷键比α-1,6糖苷键易于水解。

  • 催化剂:不同的无机酸对淀粉水解反应的催化效果不一样,在相同浓度下,催化强弱顺序为:盐酸>硫酸>草酸。

  • 温度。


酶法水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 酶法对淀粉的水解包括糊化、液化和糖化三个工序。

  • 常用于淀粉水解的酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。

  • α-淀粉酶用于液化淀粉又称为液化酶,β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶用于淀粉糖化,又称为糖化酶。

  • α-淀粉酶:是一种内切酶,只能水解α-1,4糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键,但可越过α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键,但不能水解麦芽糖中的α-1,4糖苷键,利用α-淀粉酶对淀粉进行水解,产物中含有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖。

  • β-淀粉酶:是一种外切酶,从淀粉的还原端开始对淀粉进行水解,能水解α-1,4糖苷件,不能水解α-1,6糖苷键,且不能越过α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键,利用β-淀粉酶对淀粉进行水解,产物中含有β-麦芽糖和β-极限糊精。

  • 葡萄糖淀粉酶:是一种外切酶,从淀粉的非还原端水解α-1,4,α-1,6和α-1,3糖苷键,最终产物为葡萄糖。


淀粉的糊化和老化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • β-淀粉:指具有胶束结构的生淀粉;

  • α-淀粉:指不具有胶束结构的淀粉,也就是处于糊化状态的淀粉;

  • 膨润现象:淀粉颗粒因吸水,体积膨胀数十倍,生淀粉的胶束结构即行消失的现象。

  • 糊化 与老化


糊化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃,淀粉分子形成单分子,并为水所包围而成为溶液状态。由于淀粉分子是链状或分支状,彼此牵扯,结果形成具有粘性的糊状溶液,这种现象称为糊化。

  • 淀粉糊化温度必须达到一定程度,不同淀粉的糊化温度不一样

  • A淀粉的种类和颗粒大小;B食品中的含水量;C添加物:高浓度糖降低淀粉的糊化,脂类物质能与淀粉形成复合物降低糊化程度,提高糊化温度,食盐有时会使糊化温度提高,有时会使糊化温度降低;D酸度:在pH4-7的范围内酸度对糊化的影响不明显,当pH大于10.0,降低酸度会加速糊化


老化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 经过糊化后的淀粉在室温或低于室温的条件下放置后,溶液变得不透明甚至凝结而沉淀,这种现象称为淀粉的老化

  • A 淀粉的种类:直链淀粉比支链淀粉更易于老化;B 食品的含水量:食品中的含水量在30%-60%淀粉易于老化,当水分含量低于10%或者有大量水分存在时淀粉都不易老化;C 温度:在2-4℃淀粉最易老化,温度大于60℃或小于-20℃颠覆你呢都不易老化;D 酸度:偏酸或偏碱淀粉都不易老化。

  • 将糊化后的淀粉在80℃以上高温迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷冻条件下脱水。


化学改性淀粉水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 预糊化淀粉

  • 淀粉磷酸酯

  • 交联淀粉

  • 等等


果胶水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 果胶的定义及果胶的酯化度

  • 果胶的分类及果胶形成凝胶的条件

  • 影响果胶形成凝胶的因素


果胶的定义及果胶的酯化度水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 果胶是指不同程度酯化和中和的α-半乳糖醛酸以1,4-苷键形成的聚合物。

  • 果胶的酯化度=果胶中酯化的半乳糖醛酸的残基数/果胶中总半乳糖醛酸的残基数。


果胶的分类及果胶形成凝胶的条件水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 在果蔬成熟过程中,果胶由3种形态:原果胶:高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸;果胶:中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸;果胶酸:未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。

  • 果胶形成凝胶的条件:糖含量60-65%,pH2.0-3.5,果胶含量0.3%-0.7%。


影响果胶形成凝胶的因素水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 果胶分子量:凝胶的强度与果胶的分子量呈正比;

  • 酯化度:酯化度在30-50时,凝胶形成时间随酯化度的增大而增加,酯化度在50-70时,凝胶形成时间随酯化度的增大而减小。酯化度(DE)小于50的果胶称为低甲氧基果胶,低甲氧基果胶形成凝胶不需要糖,但必须有多价离子存在,如钙离子、铝离子等。

  • pH的影响:果胶一般在pH2.7-3.5形成凝胶,最适pH3.2,低甲氧基果胶在pH2.5-6.5形成凝胶。

  • 温度。


第四章 蛋白质水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 概述

  • 蛋白质的化学反应及与食品成分的相互作用

  • 蛋白质在加工贮藏过程中的变化

  • 蛋白质新资源


1 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点概述

  • 蛋白质是指氨基酸通过肽键连接形成的高化合物

  • 蛋白质的分类

  • 分子组成 -----简单蛋白质、结合蛋白质

  • 辅基 -----核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋

    白、血红素蛋白、金属蛋白

  • 空间形状 -----纤维蛋白、球蛋白

  • 功能性质 -----结构蛋白、生物活性蛋白,

    食品蛋白


2 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点蛋白质的化学反应及与食品成分的相互作用

  • 蛋白质的水溶性

  • 织构化

  • 凝胶形成

  • 面团形成

  • 乳化性质

  • 起泡性质

  • 风味结合作用


蛋白质的水溶性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 蛋白质与水分之间的相互作用

  • 影响蛋白质水溶性的因素

  • 蛋白质依水溶性的分类


蛋白质与水分之间的相互作用水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 蛋白质与水之间的作用力主要是蛋白质中的肽键(偶极-偶极相互作用或氢键),或氨基酸的侧链(解离的、极性甚至非极性基团)同水分子之间发生了相互作用。


影响蛋白质水溶性的因素水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • pH (等电点pI)

    pH<pI 正电荷,pH=pI 无电荷,pH>pI 负电荷

  • 离子强度 μ=0.5∑CiZi2

    盐溶与盐析

  • 非水溶剂

    介电常数下降

  • 温度

    变性


蛋白质依水溶性的分类水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 清蛋白:可溶于pH6.6的水中,血清清蛋白,卵清蛋白,α-乳清蛋白;

  • 球蛋白:能溶于pH7的稀碱溶液,β-乳球蛋白;

  • 醇溶蛋白:能溶于70%的乙醇,玉米醇溶蛋白;

  • 谷蛋白:在上述溶剂中都不溶解,但可溶于酸(pH2)或碱(pH12)


织构化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 热凝固和薄膜形成

  • 纤维形成

  • 热塑挤压


凝胶形成水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 蛋白质形成凝胶有两个过程,首先是蛋白质变性而伸展,而后是伸展的蛋白质之间相互作用而积聚形成有序的蛋白质网络结构。

  • 影响蛋白质凝胶形成的因素有 :蛋白质的浓度 、蛋白质的结构 、添加物 、pH


面团形成水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 小麦胚乳中的面筋蛋白质在当有水分存在时在室温下混合和揉搓能够形成强内聚力和粘弹性糊状物的过程。水合的面粉在混合揉搓时,面筋蛋白质开始取向,排列成行或部分伸展,这样将增强蛋白质的疏水相互作用并通过二硫交换反应形成二硫键。最初的面筋颗粒形成薄膜,形成三维空间上具有粘弹性的蛋白质网络。


影响蛋白质面团形成的因素水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 氧化还原剂 溴酸盐 半胱氨酸

  • 面筋含量

  • 面筋蛋白质的种类:利用不同比例的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白进行实验,发现麦谷蛋白决定面团的弹性、粘结性、混合耐受性等,而麦醇溶蛋白决定面团的延伸性和膨胀性


乳化性质水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 影响蛋白质乳化的因素:

  • 蛋白质的溶解性:蛋白质的溶解性越好,其乳化性也越好,但蛋白质的乳化性主要与蛋白质的亲水-亲油平衡性有关;

  • pH:有些蛋白质在pI时乳化性最好,而有些蛋白质在pI乳化性最差;

  • 盐:0.5-1.0mol/L的氯化钠有利于肉馅中蛋白质的乳化;

  • 热作用:热不利于蛋白质乳化性的发挥。


起泡性质水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 影响蛋白质起泡的因素有:

  • 盐类:氯化钠一般能提高蛋白质的发泡性能,但会使泡沫的稳定性降低,Ca2+则能提高蛋白质泡沫的稳定性。

  • 糖类:糖类会抑制蛋白质起泡,但可以提高蛋白质泡沫的稳定性。

  • 脂类:脂类对蛋白质的起泡和泡沫的稳定性都不利。

  • 其他:蛋白质浓度为2-8%时,起泡效果最好,除此之外还与搅拌时间,强度、方向等有关。


风味结合作用水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 影响蛋白质风味结合作用的因素有:

  • 水:水可以提高蛋白质对极性风味化合物的结合作用,但对非极性风味化合物的结合没有影响;

  • 盐:凡能使蛋白质解离或二硫键断裂的盐类,都能提高蛋白质的风味结合能力;

  • 水解作用:蛋白质水解后其风味结合作用严重被破坏;

  • 热变性:热变性一般会使蛋白质的风味结合作用有所加强;

  • 其他:脱水,脂类存在。


3 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点蛋白质在加工贮藏过程中的变化

  • 蛋白质的变性

  • 加工对蛋白质营养价值的影响


蛋白质的变性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 蛋白质变性 的概念

  • 导致蛋白质变性的因素

  • 影响蛋白质变性的因素


蛋白质变性的概念水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 蛋白质变性是指当天然蛋白质受到物理或化学因素的影响时,使蛋白质分子内部的二、三、四级结构发生异常变化,从而导致生物功能丧失或物理化学性质改变的现象。


导致蛋白质变性的因素水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 物理因素:热作用、高压、剧烈震荡、辐射等;

  • 化学因素有:酸、碱、重金属离子、高浓度盐、有机溶剂


变性对蛋白质功能的影响水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 失去生物活性,如酶、免疫球蛋白等;

  • 理化性质改变:不能结晶、溶解度降低、特性粘度增大、旋光值改变等;

  • 生物化学性质改变:营养功能,血蛋白持氧能力;

  • 构象发生改变。


加工对蛋白质营养价值的影响水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 热变性虽然会导致蛋白质生物活性的丧失,但经热变性后的蛋白质更易于消化吸收;

  • 热烫或蒸煮可以使对食品保藏不利的酶失活,如脂酶、脂肪氧化酶、多酚氧化酶,从而可以防止食品在贮藏过程中发生变色、风味变差、维生素损失等现象;

  • 热变性可使一些具有毒性的蛋白质和抗营养因子失活,如肉毒杆菌毒素在100℃失活,而金黄色葡萄球菌毒素在100℃仍然不失活,蛋白酶抑制剂、凝集素等


蛋白质新资源水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 单细胞蛋白质

  • 叶蛋白

  • 浓缩鱼蛋白


第五章 油脂水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 概述

  • 油脂的物理性质

  • 油脂在贮藏加工过程中的变化

  • 油脂的精炼

  • 油脂的分析


1 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点概述

  • 油脂的分类

  • 油脂的功能


油脂的分类水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 物理状态 -----脂肪和油

  • 化学结构 -----简单脂 、复合脂 、衍生脂

  • 来源 -----乳脂类、植物脂、动物脂、海产品动物油、微生物油脂

  • 不饱和程度 -----干性油:碘值大于130,如桐油、亚麻籽油、红花油等;半干性油:碘值介于100-130,如棉籽油、大豆油等;不干性油:碘值小于100,如花生油、菜子油、蓖麻油

  • 构成的脂肪酸 -----单纯酰基油,混合酰基油


油脂的功能水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 生命功能:构成机体,调节生命过程;

  • 营养功能:提供必需脂肪酸和热能,运输脂溶性维生素;

  • 风味功能


2 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点油脂的物理性质

  • 油脂的晶体特性

  • 油脂的热性质

  • 油脂的油性和粘性

  • 塑性


油脂的晶体特性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 同质多晶现象

  • 影响油脂晶型的因素


同质多晶现象水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 天然油脂一般都存在3-4种晶型,按熔点增加的顺序依次为:玻璃质固体(亚α型或γ型),α型,β’型和β型,其中α型,β’型和β型为真正的晶体。α型:熔点最低,密度最小,不稳定,为六方堆切型;β’和β型熔点高,密度大,稳定性好,β’型为正交排列,β型为三斜型排列。X衍射发现α型的脂肪酸侧链无序排列,β’型和β型脂肪酸侧链有序排列,特别是β型油脂的脂肪酸侧链均朝一个方向倾斜,有两种方式排列:DCL-二位碳链长,β-2型,TCL-三位碳链长,β-3型。


六方碓切水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

三斜型

正交型


影响油脂晶型的因素水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 油脂分子的结构:一般说来单纯性酰基甘油酯容易形成稳定的β型结晶,而且为β-2型,而混合酰基甘油酯由于侧链长度不同,容易形成β’型,并以TCL排列。

  • 油脂的来源:不同来源的油脂形成晶型的倾向不同,椰子油、可可脂、菜籽油、牛脂、改性猪油易于形成β’型;豆油、花生油、玉米油、橄榄油、等易于形成β型。

  • 油脂的加工工艺:熔融状态的油脂冷却时的温度和速度将对油脂的晶型产生显著的影响,油脂从熔融状态逐渐冷却时首先形成α型,当将α型缓慢加热融化后在逐渐冷却后就会形成β’型,再将β’型缓慢加热融化后逐渐冷却后则形成β型。实际应用的例子:用棉籽油加工色拉油时进行冬化处理,这一过程要求缓慢进行,使优质尽量形成粗大的β型,如果冷却过快,则形成亚α型,不利于过滤 。


油脂的热性质水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 熔点 :油脂的凝固点比其熔点低1-5℃ ;甘油三酯<甘油二酯<甘油一酯 ;组成脂肪酸的饱和程度越高,熔点越高 。

  • 沸点和蒸汽压 :沸点 ---甘油三酯>甘油二酯>甘油一酯>脂肪酸>脂肪酸的低级醇酯 ;蒸汽压则按相反的顺序变化 ;

  • 烟点,闪点,着火点


烟点,闪点,着火点水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 烟点:在不通风的情况下加热油脂观察到油脂发烟时的温度,一般为240℃。

  • 闪点:油脂在加热时油脂的挥发物能被点燃但不能维持燃烧的温度,一般为340℃。

  • 着火点:油脂在加热时油脂的挥发物能被点燃且能持续燃烧的时间不少于5秒的温度,一般为370℃。


油脂的油性和粘性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 油性是指液态油脂能形成润滑薄膜的能力。当颗粒直径大于5微米时,人的口感粗糙 。

  • 粘性,这是由酰基甘油分子侧链之间的引力引起的。蓖麻油之所以粘性较其他油高,是因为含有蓖麻酸醇。


塑性水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 油脂的塑性是指在一定压力下表观固体脂肪具有的抗应变能力。

  • 固体脂肪指数


3 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点油脂在贮藏加工过程中的变化

  • 水解 -----无机酸(浓硫酸)、碱(氢氧化钠)、酶、金属氧化物(氧化锌、氧化镁)

  • 异构化 -----几何异构、位置异构

  • 热反应 -----热聚合 、热氧化聚合 、油脂的缩合 、热分解 、热氧化分解

  • 油脂的辐照裂解

  • 油脂的氧化


油脂的辐照裂解水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 高剂量10kGy-50kGy:肉、肉制品灭菌;

  • 中等剂量1kGy-10kGy:冷藏鲜鱼、鸡、水果、蔬菜的保藏;

  • 低剂量低于1kGy:防止马铃薯、洋葱发芽,延迟水果蔬菜的成熟,粮食杀虫。

  • 含油食品在辐照时其中的油脂会在临近羰基的位置发生分解,形成辐照味。


油脂的氧化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 自动氧化

  • 光氧化

  • 酶促氧化


自动氧化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 自动氧化是一种自由基链式反应。

  • 引发期:油脂分子在光、热、金属催化

    剂的作用下产生自由基,如

    RH + Mx+→R·+H++M(x-1)+;

  • 传播期:R·+3O2→ROO·,

    ROO·+RH→ROOH+R·;

  • 终止期:ROO·+ROO·→ROOR+O2,

    ROO·+R·→ROOR,R·+R·→R-R。


油酸形成氢过氧化物水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点


亚油酸形成氢过氧化物水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点


亚麻酸形成氢过氧化物水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点


光氧化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 光敏素(基态)+hυ→光敏素*(激发态)

  • 光敏素*(激发态)+3O2→光敏素(基态)+1O2

  • 不饱和脂肪酸+1O2→氢过氧化物


亚油酸水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • V光敏氧化1500V自动氧化


酶促氧化水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 脂肪氧合酶可以使氧气与油脂发生反应而生成氢过氧化物,植物体中的脂氧合酶具有高度的基团专一性,他只能作用于1,4-顺,顺-戊二烯基位置,且此基团应处于脂肪酸的ω-8位。

  • 在脂氧合酶的作用下脂肪酸的ω-8先失去质子形成自由基,而后进一步被氧化。

  • 大豆制品的腥味就是不饱和脂肪酸氧化形成六硫醛醇。


油脂酸败水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 水解型酸败:油脂在一些酶/微生物的作用下水解形成一些具有异味的酸,如丁酸、己酸、庚酸等,造成油脂产生汗臭味和苦涩味;

  • 酮型酸败:指脂肪水解产生的游离饱和脂肪酸在一系列酶的作用下氧化,最后形成酮酸和甲基酮所致。如污染灰绿青霉、曲霉等;

  • 氧化型酸败:油脂氧化形成的一些低级脂肪酸、醛、酮所致。


影响油脂氧化的因素水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 油脂的脂肪酸组成

  • 温度

  • 氧气

  • 水分

  • 光和射线

  • 助氧化剂


油脂的脂肪酸组成水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 不饱和脂肪酸的氧化速度比饱和脂肪酸快,花生四烯酸:亚麻酸:亚油酸:油酸=40:20:10:1。

  • 顺式脂肪酸的氧化速度比反式脂肪酸快,共轭脂肪酸比非共轭脂肪酸快,游离的脂肪酸比结合的脂肪酸快,Sn-1和Sn-2位的脂肪酸氧化速度比Sn-3的快;


温度 氧气水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 温度越高,氧化速度越快,在21-63℃范围内,温度每上升16℃,氧化速度加快1倍;

  • 有限供氧的条件下,氧化速度与氧气浓度呈正比,在无限供氧的条件下氧化速度与氧气浓度无关;


助氧化剂水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • 过渡金属:Ca、Fe、Mn、Co等,他们可以促进氢过氧化物的分解,促进脂肪酸中活性亚甲基的C-H键断裂,使样分子活化,一般的助氧化顺序为 Pb>Cu>Se>Zn>Fe>Al>Ag

  • 特殊情况下Vc、VE等抗氧化剂也能成为助氧化剂


油脂抗氧化剂水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点

  • (1)自由基清除剂:酚类抗氧化剂,形成低活性的自由基;

  • (2)氢过氧化物分解剂:含硫或含硒化合物,分解氢过氧化物形成非自由基产物;

  • (3)抗氧化剂增效剂:能够提高抗氧化剂的抗氧化效率,根据抗氧化剂增效剂的原理分:A 抗氧化剂还原剂:本身不具有抗氧化作用,但可使氧化状态的抗氧化剂还原为还原态的抗氧化剂,从而增长其寿命;B 抗氧化剂混用剂:本身可以抗氧化BHA,BHT等,具有协同效应;C 金属螯合剂:柠檬酸、磷酸、Vc、EDTA等;

  • (4)单线态氧淬灭剂:VE、β-胡箩卜素等;

  • (5)脂氧合酶抑制剂:重金属等。


3 水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点油脂的精炼



  • 氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(SR或S)是指不饱和程度较高的脂肪酸的氢化速度与不饱和程度较低的脂肪酸的氢化速度的比值,例如在豆油氢化时亚麻酸的选择性是2.3,表示亚麻酸的氢化速度是亚油酸的2.3倍。

  • 酯交换反应:由于油脂的性质受到脂肪酸在油脂分子中分布的位置的影响,所以通过改变油脂分子中脂肪酸的位置分布就可以改变油脂的性质,一般油脂的酯交换反应有分子内酯交换和分子间酯交换,随机酯交换和定向酯交换。所用的催化剂有碱性催化剂,如Na、K、Na-K合金、NaOH、甲醇钠等,现在开始用酶。


油脂的分析氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 油脂特征值的分析

  • 油脂氧化稳定性的分析


油脂特征值的分析氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 酸价:中和1g油脂所需要的KOH的mg数,我国规定食用油脂的酸价必须小于或等于5;

  • 皂化值:完全皂化1g油脂所需KOH的mg数,一般油脂的皂化值为200;

  • 碘值:100g油脂完全加成碘化所需要的I2的g数,这与油脂的不饱和程度呈正比;

  • 乙酰值:将1g油脂完全乙酰化后水解,中和所产生的酸需要的KOH的mg数。


油脂氧化稳定性的分析氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 测定指标:

  • 过氧化值:用碘量法测定,即在酸性条件下,政治放中的过氧化物与过量的KI反应生成I2,用Na2S2O3滴定生成的I2,求出每kg油脂中所含过氧化物的毫摩尔数,即为油脂的过氧化值;

  • 硫代巴比妥酸法:此法以测定油脂的氧化产物丙二醛为对象,以此衡量油脂的氧化程度。

  • 油脂氧化稳定性测定方法:

  • 活性氧法:在97.8℃下,以2.33ml/s的速度向油脂中通入空气,测定当过氧化值达到100(植物油)或20(动物油)时的时间;

  • Schaal法:油脂在60℃下贮存达到一定过氧化值所需要的时间。


第六章 色素氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 概述

  • 食品中的天然色素

  • 食品的褐变作用


1 氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(概述

  • 颜色和色素

  • 色素的分类

  • 物质呈色的原理


颜色和色素氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 颜色:人对眼睛视网膜接受到的光信号作出反应,在大脑中产生的某种感觉。

  • 色素:食品中呈现各种颜色的物质。


色素的分类氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 来源

    天然色素和人工合成色素;动物色素(红血素、虾青素等)、植物色素(叶绿素、胡箩卜素、花青素等)、微生物色素(红曲色素);

  • 溶解性

    脂溶性和水溶性

  • 结构

    吡咯类色素(叶绿素、红血素等)、多烯类(类胡箩卜素)、酚类(花青素、儿茶素、花黄素等)、醌酮类(红曲色素、姜黄素、虫胶色素等)、其他


物质呈色的原理氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 在可见光中,不同波长的光呈现不同的颜色,这是因为不同的物质能够吸收不同波长的光,如果某种物质吸收的光的波长范围在可见光以外,这种物质就是无色的,如果吸收可见光区的某些波长的光,那这种物质是有颜色的,而它所呈现的颜色就在可见光中未被吸收的关的颜色,即被吸收关的互补色。


不同波长光的氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(的光 透过光(互补色)

波长(nm) 相应的颜色

400 紫 黄绿

425 蓝青 黄

450 青 橙黄

490 青绿 红

510 绿 紫

530 黄绿 紫

550 黄 蓝青

590 橙黄 青

640 红 青绿

730 紫 绿


发色团氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性((Chromophore )

在紫外或可见光区(200~800nm)具有吸收峰的基团被称为发色团,发色团均具有双键。

如:-N=N-, -N=O, C=S, C=C , C=O等.

2.助色团( Auxochrome)

有些基团的吸收波段在紫外区,不可能发色,但当它们与发色团相连时,可使整个分子对光的吸收向长波方向移动,这类基团被称为助色团。

如:-OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -SR, -Cl, -Br 等。


2 氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(食品中的天然色素

  • 吡咯类色素

  • 多烯类

  • 酚类


吡咯类色素氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 吡咯色素由四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基相连而形成的共轭体系,也就是卟啉环。中间通过共价键或配位键与金属元素形成配合物,而呈现各种颜色。

  • 叶绿素

  • 血红素


叶绿素氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 吡咯环中间为镁原子

  • 叶绿素是由叶绿酸与叶绿醇和甲醇形成的二酯

  • 高等植物中有a、b两种,a:b=3:1

  • 叶绿素对酸敏感,在酸性条件下,其中的镁原子被氢原子代替而形成暗绿色或绿褐色的去镁叶绿素;在碱性溶液中会被水解为仍为鲜绿色的叶绿酸盐,且形成的绿色更为稳定

  • 而在适当条件下叶绿素中的Mg还可以被其他元素如:Cu、Fe、Zn等取代或置换,形成的取代物的颜色仍为鲜绿色,且稳定性大为提高,尤其以叶绿素铜钠的颜色最为鲜亮

  • 因此在蔬菜技术工中可用石灰水或氢氧化镁处理,以提高溶液的pH,保持蔬菜的鲜绿色


植醇氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

叶绿素


叶绿素的稳定性氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

(绿色,水溶性)脱植叶绿素 -植醇 叶绿素(绿色,脂溶性)

叶绿素酶

-Mg2+酸/热 -Mg2+酸/热

脱镁脱植叶绿素(橄榄绿,水溶性) 脱镁叶绿素(橄榄绿 ,脂溶性)

-COCH3热-COCH3热

焦脱镁脱植叶绿素(褐色,水溶性) 焦脱镁叶绿素(褐色,脂溶性)


血红素氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 血红素吡咯环中是铁原子

  • 肉的颜色是由血红蛋白和肌红蛋白形成的。

  • 血红蛋白是由四分子血红素与一分子由四条肽链组成的球蛋白组成,存在于血液中,而肌红蛋白是由一分子血红素与一分子一条肽链的蛋白质组成

  • 血红蛋白的分子质量为68000,肌红蛋白为17000

  • 在空气条件下肉的颜色变化

  • 腌制肉的发色


肌红蛋白结构简图氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(


在空气条件下肉的颜色变化氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 当动物屠宰后,由于组织供氧停止,肉中原来处于还原态的紫红色的肌红蛋白受到空气中氧气的作用,形成氧合肌红蛋白和氧合血红蛋白,肉色边的鲜红,当氧合肌红蛋白或氧合血红蛋白继续被氧化形成高铁血红素时,则肉的颜色变成棕黑色。


腌制肉的发色氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 在对肉进行腌制时肌红蛋白等会同亚硝酸盐的分解产物NO等发生反应,生成不太稳定的亚硝酰基肌红蛋白(NO-Mb),它在加热后可以形成稳定的亚硝基血色原(Nitrosylhemochrome),这是腌肉中的主要色素 。

    Mb+No(NO由HNO2分解而成) →NO–Mb(不稳定,呈鲜红色) →No–Mb(稳定,呈红色)


多烯色素氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 多烯色素是以异戊二烯残基为单位的共轭链为基础的一类色素,习惯上又称为类胡箩卜素,属于脂溶性色素

  • 一些类胡箩卜素能在提内转变形成VA,所以又将这些类胡箩卜素称为VA前体。如β-胡箩卜素

  • 类胡箩卜素分为胡箩卜素和叶黄素两大类,胡箩卜素为共轭多烯,叶黄素为共轭多烯的氧化物

  • 类胡箩卜素的加工稳定性较强。


酚类氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 酚类色素是一类水溶性色素,有花青素、花黄素、儿茶素和鞣质四大类

  • 花青素多以糖苷的形式存在于生物体中,其基本结构为2-苯基并吡喃

  • 花黄素主要指类黄酮及其衍生物,其基本结构为2-苯并吡喃酮

  • 酚类色素易发生变色反应


影响酚类呈色的因素氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • pH

  • 结构

  • 金属盐

  • 二氧化硫

  • 其他


pH氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 花青素分子中的O为四价,是碱性,而苯基上的酚羟基具有酸性,从而使花青素分子具有两性,在不同pH介质中呈现不同的颜色

  • 如矢车菊色素:pH<3.0为阳离子,为红色→pH8.5为中性分子,呈紫色→pH11为阴性分子,呈蓝色。


结构氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 不同花青素之间的区别主要为苯基上的取代不一样,并直接影响花青素的呈色,羟基越多,颜色越深(蓝色),甲氧基越多,颜色越浅(红色)


金属盐氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 花青素与金属盐呈灰紫色,因此含有花青素的蔬菜在加工时要尽量避免与金属容器的接触


二氧化硫氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 二氧化硫能于花青素形成发生加成反应,使花青素褪色


其他氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 在光、热作用下花青素很快变成褐色,在氧或氧化剂的作用下褪色,在糖苷酶的作用下也褪色


3 氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(食品的褐变作用

  • 褐变

  • 非酶褐变

  • 酶促褐变


褐变氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 褐变指食品在加工、贮藏过程中颜色发生变化而趋向加深的现象

  • 根据褐变的原因,可分为非酶褐变和酶促褐变


非酶褐变氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • 非酶褐变类别

  • 非酶褐变对食品的影响

  • 非酶褐变的控制


非酶褐变 类别氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(

  • Maillard反应

  • 焦糖化作用

  • 抗坏血酸褐变


Maillard
Maillard氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(反应

  • Maillard反应又称为羰氨反应,指食品体系中含有氨基的化合物与含有羰基的化合物之间发生反应而使食品颜色加深的反应。可分为3个阶段:

  • 初始阶段:

  • 中间阶段:

  • 终止阶段:


Schiff n
初始阶段氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(:包括羰基缩合与分子重排,羰氨反应的第一步是含氨基的化合物与含羰基的化合物之间缩合而形成Schiff并随后环化成为N-葡萄糖基胺


N amadori
N-氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(葡萄糖基胺,再经Amadori分子重排生成果糖胺


中间阶段:氢化:氢气在油脂不饱和分子上的加成反应,是液态油脂、固态催化剂和气态氢气的三相反应体系。油脂氢化的选择性(果糖胺脱水生成羟甲基糠醛,羟甲基糠醛积累后导致褐变


果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合


氨基酸与二羰基化合物作用果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合


终止阶段果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合:羟醛缩合与聚合形成褐色素


焦糖化作用果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 焦糖化作用是指在没有含氨基化合物的情况下将糖类物质加热到其熔点以上温度,使其发焦变黑的现象。焦糖化作用有三个阶段:

  • 从蔗糖熔融开始,有一段时间的起泡,蔗糖脱去一分子水形成异蔗糖酐,起泡暂时停止,形成的产物无甜味有温和的苦味;

  • 继续加热,第二次起泡,持续时间更长,失水量约为9%,形成焦糖酐,平均分子式为C24H36O18,熔点为138℃,有苦味;

  • 焦糖酐进一步脱水生成焦糖烯,继续加热形成难溶性的深色物质焦糖素。焦糖素有一定的等电点,pH3.0-6.9。


抗坏血酸褐变果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸,再水合形成2,3-二酮古洛糖酸,脱水,脱羧后形成糠醛,再形成褐色素


酶促褐变果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 酶促褐变的机理

  • 酶促褐变的防止


酶促褐变的机理果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 催化酶有酚酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶等。

  • 酚酶:酚酶是一个寡聚体,催化两类反应,一是羟基化,产生酚的邻羟基;二是氧化,使邻二酚氧化为醌

  • 酚酶是一个多酶体系,一种是酚氧化酶,又称为甲酚酶,另一种是多酚氧化酶,又称为儿茶酚酶。而被称为酪氨酸氧化酶的酚酶则同时能催化这两类反应。

  • 不同的底物的酶促褐变的速度大不相同,邻二酚>一元酚>对位二酚>间位二酚,间位而2酚有一定的抗氧化作用,如愈创木酚。

  • 抗坏血酸氧化酶。

  • 过氧化物酶


酶促褐变的防止果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 热处理:热烫、巴氏杀菌和微波加热90-95℃

  • 酸处理:多数酚酶的最适pH为6-7,pH<3.0基本失活,常用VC、柠檬酸、苹果酸来降低pH。

  • SO2及Na2SO3:在pH=6时,效果最好,10mg/kg的SO2足以使酚酶失活,但考虑到挥发,反应损失等,一般增加为300mg/kg,残留低于20mg/kg。驱氧法

  • 底物改性


第七章 食品风味果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 概述

  • 味觉

  • 嗅觉


概述果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 风味的概念

  • 是指摄入口腔的食物使人的感觉器官,包括味觉、嗅觉、痛觉、触觉和温觉等所产生的感觉印象,即食物客观性使人产生的感觉印象的总和。

  • 风味的分类

  • 根据风味产生的刺激方式不同可将其分为化学感觉、物理感觉和心理感觉。


食物风味的分类果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合


味觉果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 味觉的概念与分类

  • 味觉的生理基础

  • 味的阈值

  • 影响味觉产生的因素


味觉的概念与分类果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 味觉是指食物在人的口腔内对味觉器官化学感受系统的刺激并产生的一种感觉。

  • 不同地域的人对味觉的分类不一样。

  • 日本:酸、甜、苦、辣、咸

  • 欧美:酸、甜、苦、辣、咸、金属味

  • 印度:酸、甜、苦、辣、咸、涩味、淡味、不正常味

  • 中国:酸、甜、苦、辣、咸、鲜、涩

  • 从味觉的生理角度分类,只有四种基本味觉:酸、甜、苦、咸


辣味和涩味果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 辣味:食物成分刺激口腔黏膜、鼻腔黏膜、

    皮肤、和三叉神经而引起的一种痛觉。

  • 涩味:食物成分刺激口腔,使蛋白质凝固时而产生的一种收敛感觉。


味觉的生理基础果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 味觉产生的过程

  • 呈味物质刺激口腔内的味觉感受体,然后通过一个收集和传递信息的神经感觉系统传导到大脑的味觉中枢,最后通过大脑的综合神经中枢系统的分析,从而产生味觉。不同的味觉产生有不同的味觉感受体,味觉感受体与呈味物质之间的作用力也不相同。


  • 味蕾果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 口腔内感受味觉的主要是味蕾,其次是自由神经末梢

  • 味蕾数量随年龄的增大而减少

  • 味蕾一般有40-150个味觉细胞构成,大约10-14天更换1次

  • 舌头不部位对不同味觉的敏感度不一样

  • 人对不同味觉的感觉速度不一样


  • 一般人的舌尖和边缘对咸味比较敏感果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 舌的前部对甜味比较敏感

  • 舌靠腮的两侧对酸味比较敏感

  • 舌根对苦、辣味比较敏感。

  • 在四种基本味觉中,人对咸味的感觉最快,对苦味的感觉最慢,但就人对味觉的敏感性来讲,苦味比其他味觉都敏感,更容易被觉察。


味的阈值果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 阈值:感受到某中成为物质的味觉所需要的该物质的最低浓度。常温下蔗糖(甜)为0.1%,氯化钠(咸)0.05%,柠檬酸(酸)0.0025%,硫酸奎宁(苦)0.0001%。

  • 阈值分为:

  • 差别阈值:指人感觉某中物质的味觉有显著差别的刺激量的差值。

  • 绝对阈值:指人从感觉某中物质的味觉从无到有的刺激量。

  • 最终阈值:指人感觉某中物质的刺激不随刺激量的增加而增加的刺激量。


影响味觉产生的因素果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 物质的结构

  • 物质的水溶性

  • 温度

  • 味觉的感受部位

  • 味的相互作用


物质的结构果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 糖类—甜味

  • 酸类—酸味

  • 盐类—咸味

  • 生物碱—苦味


物质的水溶性果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 完全不溶于水的物质是无味的,溶解度小于阈值的物质也是无味的

  • 水溶性越高,味觉产生的越快,消失的也越快

  • 一般呈现酸味、甜味、咸味的物质有较大的水溶性,而呈现苦味的物质的水溶性一般


温度果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 一般随温度的升高,味觉加强,最适宜的味觉产生的温度是10-40℃,尤其是30℃最敏感,大于或小于此温度都将变得迟钝。

  • 温度对呈味物质的阈值也有明显的影响。

  • 25℃:蔗糖0.1%,食盐0.05%,柠檬酸0.0025%,硫酸奎宁0.0001%

  • 0℃:蔗糖0.4%,食盐0.25%,柠檬酸0.003%,硫酸奎宁0.0003%。


味觉的感受部位果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

舌尖 舌边 舌根

  • 氯化钠(咸味): 0.25 0.24-0.25 0.28

  • 盐酸(酸味): 0.01 0.006-0.007 0.016

  • 蔗糖(甜味): 0.49 0.72-0.76 0.79

  • 硫酸奎宁(苦味): 0.00029 0.0002 0.00005


味的相互作用果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 两种相同或不同的呈味物质进入口腔时,会使二者呈味味觉都有所改变的现象,称为味觉的相互作用。

  • 味的对比现象

  • 味的相乘作用

  • 味的消杀作用

  • 味的变调作用

  • 味的疲劳作用


味的对比现象果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 指两种或两种以上的呈味物质,适当调配,可使某中呈味物质的味觉更加突出的现象。

  • 如在10%的蔗糖中添加0.15%氯化钠,会使蔗糖的甜味更加突出,

  • 在醋中添加一定量的氯化钠可以使酸味更加突出,

  • 在味精中添加氯化钠会使鲜味更加突出。


味的相乘作用果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 指两种具有相同味感的物质进入口腔时,其味觉强度超过两者单独使用的味觉强度之和,又称为味的协同效应。

  • 甘草铵本身的甜度是蔗糖的50倍,但与蔗糖共同使用时末期甜度可达到蔗糖的100倍。

  • 味精与核苷酸(I+G)。


味的消杀作用果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 指一种呈味物质能够减弱另外一种呈味物质味觉强度的现象,又称为味的拮抗作用。

  • 如蔗糖与硫酸奎宁之间的相互作用。


味的变调作用果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 指两种呈味物质相互影响而导致其味感发生改变的现象。

  • 刚吃过苦味的东西,喝一口水就觉得水是甜的。

  • 刷过牙后吃酸的东西就有苦味产生。


味的疲劳作用果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 当长期受到某中呈味物质的刺激后,就感觉刺激量或刺激强度减小的现象。

  • 连续的吃糖。


嗅觉果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 嗅觉:指挥发性物质刺激鼻腔的嗅觉神经而在中枢引起的一种感觉

  • 其中产生的令人愉快的挥发性物质称为香气

  • 产生令人厌恶的挥发性物质称为臭气

  • 香气是混合物所致。

  • 一般用香气值来表示某种物质在香气产生中的作用大小。香气值=嗅觉物质的浓度/阈值,若香气值小于1,则说明该物质在香气产生中没有发生作用。


食品中香气形成的途径果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 生物合成

  • 酶直接作用

  • 酶间接作用(氧化作用)

  • 高温分解作用

  • 发酵作用

  • 调香作用


第八章 食品中的有毒物质果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 概述

  • 食品中的毒素


概述果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 食品中的有毒成分主要有:

  • 食品中天然存在的毒素,如苦杏仁中的氰化物

  • 食品中生物污染的毒素,如黄曲霉毒素

  • 食品中化学污染的毒素,如重金属等

  • 食品加工过程中形成的毒素,如赖丙氨酸等


食品中的毒素果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 食品中天然存在的毒素

  • 生物污染

  • 化学污染

  • 食品加工中形成的毒素


食品中天然存在的毒素果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 动物类食品中的天然毒素

  • 植物类食物中的天然毒素


动物类食品中的天然毒素果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 动物肝脏中的毒素:主要为胆酸、内胆酸、脱氧胆酸和牛磺胆酸构成的混合物,毒性依次为牛磺胆酸>脱氧胆酸>胆酸,摄入量小不会中毒,脱氧胆酸对人肠道上皮细胞癌如结肠癌、直肠癌有促进作用。

  • 海洋鱼类毒素:金枪鱼、蓝鱼,贮藏在不适宜的条件下容易产生组胺导致中毒;

  • 河豚毒素:河豚的卵巢、皮肤、肝脏甚至肌肉中,其LD50为8.7μg/kg体重,人经口服的最大致死量为408.7μg/kg体重。

  • 贝类毒素:主要为麻痹性贝类毒素和腹泻性贝类毒素


植物类食物中的天然毒素果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 致甲状腺肿大物质:某些十字花科甘蓝属的蔬菜如油菜、包心菜、花菜、芥菜等一会致病,其主要物质是以黑芥子硫苷为前体的物质和硫氰酸酯。

  • 生氰糖苷:广泛存在于豆科、蔷薇科和稻科中的糖苷水解形成氢氰酸,如木薯、杏仁、枇杷、豆类等。

  • 消化酶抑制剂:胰蛋白酶抑制剂、胰凝乳蛋白酶抑制剂、α-淀粉酶抑制剂;

  • 生物碱糖苷


生物污染、化学污染、加工中形成果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合

  • 生物污染主要是一些真菌毒素。如黄曲霉毒素、杂色曲霉毒素、金黄色葡萄球菌毒素,大肠杆菌毒素等。

  • 化学污染的食品毒素主要有:重金属、多环芳烃、多氯联苯、残留农药、食品添加剂等。

  • 加工形成一些加工过程如烟熏、煎炸、烘烤、高温杀菌等中形成的毒素,常见的有:苯并[a]芘、Maillard反应产物和一些杂环胺,腌肉中形成的亚硝基胺等


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谢谢果糖胺重排形成还原酮,还原酮不稳定,进一步脱水后与氨类化合物缩合!

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