食品化学复习资料.pdf
《食品化学复习资料.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《食品化学复习资料.pdf(73页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第二章水1.1 水分子的结构单个水分子的结构特征:H20分子的四面体结构有对称 型。H-0共价键有离子性。氧的另外两对孤对电子 有静电力。H-0键具有电负性。水分子的缔合 形成三维氢键能力:水分子具有在三维空间内形成许多氢 键的能力可充分地解释水分子间存在大的引力。水分子缔合的原因:H-0键间电荷的非对称分布使 H-0键具有极性,这种极性使分子之间产生引力。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。静电效应。水与溶质间的相互作用2.2结合水是存在于非水组分邻近的水,与同一体系中的体相水相比,它们呈现出与同一体系中体相水显著不同的流动性及其他 性质;结合水由
2、构成水、邻近水和多层水所组成。邻近水:是指水-离子和水-偶极的缔合作用,于非水组分的特 定亲水位置发生强烈相互作用的那部分水。在-40下不结冰 无溶解溶质的能力 与纯水比较分子平均运动大大减少1 不能被微生物利用 此种水很稳定,不易引起 Food的腐败变质体相水:距离非水组分位置最远,水-水氢键最多的那部分水。结冰,但冰点有所下降 溶解溶质的能力强,干燥时易被除去 与纯水分子平均运动接近,很适于微生物生长和大多数 化学反应,易引起食品的腐败变质,但与食品的风味 及功能性紧密相关2.3水与离子及离子基团的相互作用 水-离子键的强度大于水-水氢键的强度,但是远小于共 价键的强度。加入可以离解的溶质
3、会打破纯水的正常结构。水和简单的无机离子产生偶极-离子相互作用。离子和有机分子的离子基团在阻碍水分子流动的程 度上超过其他类型的溶质。(1)水和简单的无机离子产生偶极-离子相互作用(2)一些离子在稀水溶液中具有净结构破坏效应净结构破坏效应溶液比纯水具有较高的流动性净结构形成效应 溶液比纯水具有较低的流动性(3)一种离子改变水的净结构的能力与它的极化半径(电 荷除以半径)或电场强度紧密相关。(4)离子效应离子通过它们不同程度的水合能力:改 2变水的结构;影响介电常数;决定胶体粒子周围双电层 的厚度;影响水对其它非水溶质和悬浮物质的相容程 度;影响蛋白质的构象和胶体的稳定性。疏水水合:向水中添加疏
4、水物质时,由于它们与水分子 产生斥力,从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键 合增强,使得嫡减小,此过程成为疏水水合,在热力学 上是一个不利的过程(G 0)。G=A H-TA S,G为正是因为AS是负的。燧的减少是由于在这些不相容的非极性物质的邻近处 形成了特殊的结构。疏水相互作用:当两个分离的非极性基团存在时,不相容的 水环境会促使它们缔合,从而减小了水-非极性界面,这是 一个热力学上有利的过程(AGVO)。此过程是疏水水合的部分逆转,被称为“疏水相互作用”。水分活度的定义 水分活度定义:AW=fO,f:溶剂(水)的逸度。逸 度:溶剂从溶液逃脱的趋势fO:纯溶剂的逸度。在低压(例如室温)下,
5、f7fO和p/pO之间的差别小于 1%,AW=p/pO此等式成立的前提是溶液是理想溶液 和存在热力学平衡。食品体系一般不符合上述两个条件,更合适的表达式应为AW 仁 p/p 03“相对蒸汽压”(RVP)p/pO是测定项目,有时不等 于 aw,因此,使用p/p 0项比aw更为准确。在少数情况下,由于溶质特殊效应使RVP成为食品稳 定和安全的不良指标。金黄色葡萄球菌生长所需的最 低P/P 0取决于溶质的种类。A w与产品环境的百分平衡相对湿度有关Aw=p/p 0=%ERH/100 RVP是样品的一种内在性质,而ERH是与样品平衡的 大气的性质;仅当产品与它的环境达到平衡时方程的关系才能成立。平衡的
6、建立是一个耗时的过程。冰点以下食品水分活度定义Pm pAw=-=-,士一几 NCT)SCTT)P ff:部分冷冻食品中水的蒸汽分压;PO(sew):纯的过冷水的蒸汽;Pice:纯冰的蒸汽压冷冻食品中水的分压等于相同温度下冰的蒸汽压比较冰点以上和冰点以下Aw 在冰点以上,水分活度是样品组成与温度的函数,并且 前者是主要的因素;在冰点以下,水分活度仅与温度有关,即有冰相存在 时,不受所存在的溶质的种类或比例的影响。4在冰点以下,不能根据RVP值预测受溶质影响的冰点 以下发生的过程,例如扩散控制过程、催化反应、低 温保护剂影响的反应、抗微生物剂影响的反应和化学 试剂(改 变pH和氧化还原电位)影响的
7、反应。因此,RVP作为物理 和化学过程的指示剂在冰点以下比起冰 点以上价值就低得多。当温度充分变化至形成冰或熔化冰时,从食品稳定性考 虑aw的意义也发生变化。不能根据冰点以下温度的水 分 活度预测冰点以上相同食品的温度的水分活度。水分吸附等温线4.1 定义 在恒定温度下,食品水分含量(每单位质量干物 质中水的质量)对水分活性作图得到的曲线称为水分吸着等 温线。4.2 水分吸着等温线与温度的关系在一定的水分含量时,水活性随温度的上升而增大,与克劳 修斯-克拉贝龙方程意义大在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与相对蒸汽压 RVP的关系;大配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移;*测定包装材料的阻
8、湿性;大测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长;5*预测食品的化学和物理稳定性与水分的含量的关系 实际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.等温线区I中的水是被最牢固地吸附着,是食品中最难流 动的水。通过H20-离子或H20-偶极相互作用与可接近的 极性部位缔合。在-40不能冻结,不具有溶解溶质的能 力,它的量不足以产生对固体的增塑效应。可看作为固体 的一部分。区I的高水分端(区I和区H的边界)相当于食品的“BET
9、单层”水分含量。在高水分食品材料中,区I水仅 占总水量的极小部分。(3)单层并不表示所有干物质被紧密堆积的单分子水层所 覆盖。它代表了构成水与邻近水。(4)区域n的水占剩余的第一层位置和固体的亲水基 外的 几层,被称为多层水。这部分水主要通过 氢键与相邻的 水分子和溶质分子缔合(水一水 和水一溶质),流动性比 整体相水稍差,其中大部分在-40C不能冻结。(5)当水增加至靠近区H的低水分端,它对溶质产生显著6的增塑作用,降低了它们的玻璃化相变温度,并导致固体 基质的初步肿胀。此作用和 开始出现的溶解过程使大多 数反应的速度加快。(6)区域ni的水结合得最弱,流动性大,被称为体相水。BET单层水分
10、含量 一个试样含有的相当于区I和区n接界的水分含量。BET相当于一个干制品在呈现最高稳定性的前提下能 含有的最高水分含量。“真实单层”不同于BET单层。真实单层涉及在区HB 和区III接界的水分含量 在此实例中,水分含量约为0.38gH2O/g干蛋白质和 Aw=0.85)。此值 相当于约300molH2O/mol溶菌酶和 水分含量27.5%(重量),一个HOH平均 占0.2nm2的 蛋白质表面积。这个水分含量代表“完全水合”所需的 水分含量,即占满全部第一层部位所需的最低水分含 量。进一步加入的水的性质与体相水的性质没有显著 差别。4.3滞后现象把水加到干的样品中(回吸)所得的水分吸附等温线
11、与解吸所得的等温线不一定重叠,这种不重叠现象即为滞后 现象。水分活度与食品的稳定性7aw/m(l-aw)aw图,即BET图,为一条直线。P/PO值 大于0.35时此线性关系变差1BET单分子层值计算公有一(七星巨)+斜率1、在aw=0-0.35范围内,随aw 3反应速度I的原因:水与脂类氧化生成的氢过氧化物以氢键结合,保护氢过氧 化物的分解,阻止氧化进行这部分水能与金属离子形成水合物,降低了其催化性2、在aw=0.35-0.8范围内,随aw 3反应速度t的原因:水中溶解氧增加大分子物质肿胀,活性位点暴露加速脂类氧化催化剂和氧的流动性增加3.当aw0.8时,随aw t,反应速度增加很缓慢的原因:
12、催 化剂和反应物被稀释第三章糖类L单糖:不能再被水解的多羟基醛或酮,是碳水化合物的基 本单位。2.低聚糖(寡糖)由210个单糖分子缩合而成,水解后生 成单糖。(由220个糖单位通过糖背键连接的碳 水化合物 称为低聚糖。主要靠分子内的氢键维持)83.多糖:由许多单糖分子缩合而成 糖类的结构H-COH IM网D-Glucose D-1期剧D-glactoseD-半1I苹l-florbotse b-IU V MD-甘露油醛糖相酮糖(链式结构)最高碳数手性碳原子(C-5)上的羟基位置在右边的糖 称为D-糖,最高碳数手性碳原子上的羟基位置在左边称为 L-糖。单糖异构化1.含有相同数量碳原子的简单醛糖和酮
13、糖互为异构物,通过异构化可以相互转化。通过异构化反应,醛糖转化成另 一种醛糖(C-2具有相反的构型)和相应的酮糖,酮糖转化 成相应的两种醛糖。2.D-葡萄糖、D-甘露糖以及D-果糖可以相互转化可以通过 碱或酶进行催化。是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的-0 H、-NH2、-SH(航基)等发生缩合反应而得的化合物。糖的半缩醛型能与醇反应,失去水后形成的产品(缩醛)被称为糖昔(O-糖甘)糖与硫醇(RSH)作用生成硫糖甘(S-糖昔)9糖与胺(RNH2)作用生成氨基糖甘(N-糖甘)糖昔性质 无变旋现象 无还原性 糖甘一般在碱性条件下稳定,在温或热的酸性水 溶液中通过水解产生还原糖。毗喃糖甘环
14、比吠喃糖甘稳定 N-糖普一般不如0-糖昔稳定,易发生水解,但 有 些N-糖普相当稳定,特别是N-葡基酰胺,不稳定 的N-糖甘(葡基胺)在水中发生一系列的反应,使溶液色泽变深(从开始的黄色变成暗棕色),导 致Maillard褐变常见糖普类黄酮甘,毛地黄昔,皂角昔,甜菊昔,黄豆昔,银杏黄酮 醇昔,硫葡糖昔,烯丙基硫葡萄糖昔,生氟糖贰等 食品中重要的低聚糖麦芽糖,乳糖,乳酮糖,蜜二糖等为还原糖,蔗糖是非还原 糖。P-环状糊精。B Y-环状糊精,6,7,8个D-1,4葡萄糖毗喃 单位连接。结构1.结构具有高度的对称性糖背键上的氧原子处于10一个平面。2.环形和中间具有空穴的圆柱形,C6上的伯醇羟基都
15、排列在外侧,外亲水;空穴内壁由疏水性C-H键和环 氧组成,内疏水。应用:1.作为微胶囊壁材,包理风味物、香精油、胆固 醇等。2.能够稳定的将客体化合物如维生素.风味物质和作 为营养的苦味物质等3.配合在非化学计量的包合结构中,使客体化合物被 截留在糖类环内,起到稳定食品香味的作用3.3多糖的性质多糖的溶解性多糖具有较强亲水性和易于水合。每个羟基均可和一个或 几个水分子形成氢键。环氧原子以及连接糖环的糖昔氧原 子也可与水形成氢键。使之具有改变和控制水分移动的能 力。食品的许多功能性质包括质构都同多糖和水分有关。与 多糖通过氢键相结合的水被称为水合水或结合水。这种水 合水不会结冰,也称为塑化水,它
16、使多糖分子溶剂化。从化学角度来看,这种水并没有牢固地被束缚,但它的运 动受到阻滞,它能与其它水分子快速进行自由交换,在凝 胶和新鲜组织食品中,水合水占总水中的比例极小。11水溶性多糖和改性多糖称为胶或亲水胶粘度与稳定性多糖(亲水胶体或胶)主要具有增稠和胶凝功能,此 外,还控制流体食品与饮料的流动性质与质构以及改 变半固体食品的变形性等。在食品产品中,一般使用0.250.5%浓度的胶即能产 生粘度和形成凝胶。影响因素1高聚物溶液的粘度同分子的大小、形状及其在溶剂中的构 象有关。多糖分子在溶液中呈无序的无规线团状态,但是大多数 多糖与严格的随机线团存在偏差,它们形成紧密的团;线团的性质同单糖的组成
17、和连接方式有关。有些线团是 紧密的,有些线团是伸展的。溶液中线性高聚物分子旋转和伸屈时占有很大的空 间,分子间彼此碰撞的频率高,产生磨擦,消耗能量,因而产生粘度。线性多糖甚至在浓度很低时形成粘度很高的溶液。链 长增加,高聚物占有的体积增加,溶液的粘度增加。线性分子,高粘度支链分子,体积小,低粘度2带电多糖,粘度增高12 仅带一种类型电荷(一般带负电荷,它由竣基或硫酸一 酯基电离而得)的直链多糖由于相同电荷的斥力呈伸展 构型,增加了从一端到另一端的链长,高聚物占有体 积增大,因而溶液的粘度大大提高。3无支链的聚糖通过加热溶于水中,形成不稳定的分子分散 体系,很快出现沉淀或胶凝。长分子的链段相互碰
18、撞并在几个糖基之间形成分子间 键,因而分子间产生缔合,在重力作用下产生沉淀或形 成部分结晶。直链淀粉通过加热溶于水,接着将溶液冷却,分子经 聚集而沉淀,此过程称为老化。面包和其它烘焙食品冷却时,直链淀粉分子缔合而变 硬。长时间贮存后,支链淀粉分子也会缔合产生老化。4不带电的直链均一多糖分子倾向于缔合和形成部分结晶。侧链可阻止分子链缔合。1)具有带电基团的直链多糖由于库仑斥力阻止链段相互 靠近也能形成稳定的溶液。2)海藻酸钠,每个糖基单位是一个醛酸基,含有一个以 盐的形式存在的竣酸基;3)黄原胶中每5个糖基单位有一个醛酸和一个竣酸基存 在。但如海藻酸钠溶液pH降到3,竣酸的电离受到一些 抑制,因
19、为单体组分的pKa为3.38和3.65,最终分子带13电较少,能缔合、沉淀或形成凝胶。4)卡拉胶是一种带负电的直链混合物,由于在直链上存 在许多带电的硫酸一酯基。这类分子在低pH下不会沉淀,因为在所有实用的pH范围内硫酸盐基团都保持电离状5亲水胶体溶液的流动性质同水合分子的大小、形状、柔顺 性以及带电荷的多少有关。多糖溶液一般呈现两种流动性 质:(1)假塑性 假塑性流体是剪切变稀,随剪切速率增高,粘度快速 下降。液体流动越快,粘度越低,流动速率随外力的增 加而增加。在倒 出、咀嚼、吞咽、泵送、混合过程中,流动速率随所加的力增大而增大。粘度变化与时间无关;随剪切率变化,流动速率也发生 瞬时改变。
20、线性高聚物分子形成剪切变稀的假塑性溶液,一般来 说,胶的分子量越高,假塑性越大。“短流”(short flow):假塑性大,口感不粘“长流”(long flow):假塑性小,口感粘稠对大多数胶溶液,温度升高引起粘度下降,但黄原胶在 0-100C 除外。(2)触变性14第二类剪切变稀流动。在触变流动中,随流速增加,粘度下降并不是瞬时发生的,在恒定的剪切速率下触 变溶液的粘度下降和时间有关。在剪切停止后,重新回复到原有粘度需要一定的时间。这种性质反映了凝胶一溶液一凝胶的转变,换句话说,触变 溶液在静止时显示一种弱凝胶结构。凝胶性质三维网络结构凝胶是由分子或颗粒(例如结晶、乳状液液滴或分子 聚集体/
21、原纤维)连接而成的连续的三维网。网中充 满 了大量的连续液相,好似一块海绵。三维网状凝胶结构是由高聚物分子通过氢键、疏水缔 合(范德华引力)、离子桥联、缠结或共价键形成连结 区,液相是由相对分子质量低的溶质和部分高聚物链 组成的水溶液。食品产品中,高聚物分子(多糖或蛋白质)或原纤维能 形成凝胶网络。这种结构类型称为穗 状胶束,肩并肩平行链 代表结 合区的定向结晶结构,结合区之间空洞 充满可溶性 高聚物链段和其它溶质的水溶液。凝胶具有两重性 既具有固体性质,也具有液体性质15 海绵状三维网状结构对外界应力具有显著的抵抗作 用,是具有粘弹性的半固体,显示部分弹性和粘性。连续液相中的分子是完全可以移
22、动的,使凝胶的硬度 比正常固体小,因此在某些方面呈现粘性液体性质。多糖凝胶一般仅含有1%高聚物,水分可以高达99%,但能形成很强的凝胶。例如甜食凝胶、肉冻、水 果块、仿洋葱圈、类肉宠物食品以及糖霜等。凝胶的制备聚合物分子或分子聚集体必须首先存在于溶液中,然后 部分从结合区溶液中出来形成三维凝胶网状结构。一般来说,凝胶形成后如果结合区变大,那么网就变得 较紧密,结构收缩,产生脱水收缩(在凝胶表面上出现液 滴称为脱水收缩)。非酶褐变食品中的非酶促褐变:美拉德反应和焦糖化反应 Maillard反应(美拉德反应)与食品的颜色和许多风 味密切相关。还原糖同游离氨基酸或蛋白质分子中氨 基酸残基的游离氨基发
23、生锻氨的反应。Maillard褐变 所需的反应物至少包括含有氨基化合物(一般是蛋白 质和氨基酸),还原糖和一些水。反应过程包括还原糖与胺形成葡基胺、Amadori重排(醛糖)或Heyns重排(酮糖)、经HMF,最后生成深 色物质。16特点:*随着反应的进行,pH值下降(封闭了游离的氨基)还原能力上升(还原酮产生)*420nm-490nm处有吸收大褐变初期,紫外线吸收增强,伴随有荧光物质产生*添加亚硫酸盐,可阻止褐变,但在褐变后期加入不能 使之褪色*在pHW5条件下继续反应,得到中间物脱水化 合物,最终得到吠喃衍生物5-羟甲基-2-糠醛(HMF)o*在pH5条件下,活性环状化合物(HMF和其它化
24、合 物)快速聚合成含氮的不溶性深暗色物质。影响美拉德反应的因素:*糖的种类及含量a五碳糖六碳糖b.单糖双糖,D-木糖L-阿拉伯糖己糖二糖,D-果糖在 褐变中的活性比醛糖低得多。c.还原糖含量与褐变成正比大氨基酸及其它含氨物种类a.含S-S,S-H 不易褐变b.有口引珠,苯环易褐变c.碱性氨基酸易褐变d.氨基在 位或在末端者,比。-位易褐变17*温度升温易褐变大水分褐变需要一定水分*pH值:pH49范围内,随着pH上升,褐变上升;当pHW4时,褐变反应程度较轻微;pH在7.89.2范 围内,褐变较严重*氧(间接因素)金属离子特别是Cu与Fe能促进,Fe3+比Fe2+更有效。Ca处理抑制Maill
25、ard反应抑制 Maillard反应*注意选择原料:如土豆片,选氨基酸、还原糖含量少的 品种,一般选用蔗糖。*保持低水分:蔬菜干制品密封,袋子里放上高效干燥剂。如SiO2等。*应用SO2:硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有 效。*保持低pH值:常加酸,如柠檬酸,苹果酸。大其它的处理:热水烫漂除去部分可溶固形物,降低还原 糖含量;冷藏库中马铃薯加工时回复处理大钙处理:如马铃薯淀粉加工中,加Ca(0H)2可以防止 褐变,产品白度大大提高。食品中的多糖 1.直链淀粉18基本上是由。-D-毗喃葡萄糖基通过1-4连接而成的直 链分子。在水溶液中为线型分子。2.支链淀粉高度分支的大分子,分支点的糖甘键占总
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 食品 化学 复习资料
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【曲****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【曲****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。