食品化学-复习笔记

绪论第一节食品化学的概论食品化学：是从化学角度和分子水平上研究食品的化学组成、结构、理化性质、营养和安全性质以及它们在生产加工、贮存和运销过程中的化学变化及其对食品品质和食品安全性影响的科学。

❖营养素：指那些能维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质。

❖食物：指含有营养素的物料(蛋白质、脂质、碳水化合物、维生素、矿物质、水、纤维素)。

生物化学与食品化学的异同：生物化学和食品化学都是研究生物物质的学科。

生物化学：具有生命的生物物质；与生命（几乎）相适应的环境中繁殖、生长和变化。

食品化学：死的或将死的生物物质；暴露在环境变化很大、不适宜生存的环；境中热处理、冷冻、浓缩、脱水、辐照等；物理、化学和生物化学变化食品化学的组成：水无机成分矿物质蛋白质基本营养素天然成分碳水化合物食品脂类化合物的化有机成分维生素学组色素、呈香、呈味物质成激素有毒物质天然来源的食品添加剂食品添加剂非天然成分人工合成的食品添加剂加工中不可避免的污染物质污染物质环境污染物质根据研究内容的范围，食品化学包括：食品营养成分化学；食品色香味化学；食品工艺中的化学；食品物理化学；食品有害成分化学；食品分析技术根据研究物质的内容，食品化学包括：食品碳水化合物化学；食品油脂化学；食品蛋白质化学；食品酶化学；食品添加剂；维生素化学；食品矿质元素化学；调味品化学；食品风味化学；食品色素化学；食品毒物化学；食品保健成分化学第三节食品化学的研究方法食品化学的研究成果最终转化为：合理的配料比、有效的反应物接触屏障、适当的保护或催化措施的应用、最佳反应时间和温度的设定、光照、氧含量、水分活度和pH值等的确定，从而得出最佳的食品加工储藏方法。

食品化学的发展前景：食品组成、性质和在食品加工储藏中的变化及其对食品品质和安全性的影响。

开发新食品资源，发现并去除食品中有害成分同时保护食品营养成分和功能性解决技术问题，如：变色、变味、质地粗糙、货架期短、风味不自然等。

储藏保鲜中的化学处理剂及膜剂的研究应用。

食品中功能因子的组成、结构、性质、生理活性、定性定量分析和分离提取方法的研究。

食品风味化学和加工工艺学检测分析技术的研究资源深加工及综合利用研究食品基础原料的改性技术研究第二章水分第一节概述一、水在食品中的作用：➢水在食品加工储藏过程中是化学和生物化学的反应介质，又是水解过程的反应产物。

➢从食品的理化性质上讲，水在食品中起着溶解分散蛋白质、淀粉等可溶性成分的作用，使它们形成溶液或凝胶。

➢从食品品质方面讲，对食品的鲜度、硬度、流动性、风味等方面都有重要的影响，水的质量关系到产品的质量。

➢从食品的安全性方面讲，水是微生物繁殖的必须条件。

➢从食品工艺角度讲，水起着膨润、浸透、均匀化的功能。

二、水和冰的物理性质:高的熔点和沸点，具有很大的表面张力、热容以及相变热值。

介电常数大。

水的密度很小，水在凝固时具有异常的膨胀性(水结冰后体积约增加9％)。

水的黏度低，具有流动性。

水的热导率较大，0℃时冰的热导率为同温下水的热导率的4倍。

第二节水在食品中的存在状态一、水与溶质的相互作用一水与非水物质的相互作用1、水与离子和离子基团的相互作用离子水合作用:净结构形成效应：离子是电场强度较强、离子半径小的离子或多价离子，它们有助于水形成网络结构，因此这类离子的水溶液比纯水的流动性小，也就是这种溶液中离子间的结构要比纯水的结构要稳定。

净结构破坏效应：离子一般为低价离子，离子半径较大，这些离子能阻碍水形成网络结构，因此这种溶液比纯水的流动性要大。

2、水与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用：形成水桥维持大分子的构象。

3、水与非极性物质的相互作用：• 笼形水合物:指水通过氢键形成笼状结构，将非极性小分子包在里面，通常由20-74个水分子组成笼形结构.”主人”与客人”间的相互作用多为范德华力，也存在静电相互作用。

（可能对蛋白质等生物大分子的构象、稳定性、反应性有影响）• 水与蛋白质分子中的疏水基团的缔合:大多数蛋白质分子中，大约有40％的氨基酸含有非极性基团，这些疏水基团就会缔合产生疏水相互作用。

是维持蛋白质三级结构的重要因素。

二、水的存在状态结合水 ：化合水、邻近水、多层水体相水：毛细管水、滞化水、自由流动水第三节 水分活度f ——溶剂（水）的逸度 f 0——纯溶剂（水）的逸度 逸度：溶剂从溶液逃脱的趋势差别1% 仅适合理想溶液 RVP,相对蒸汽水分活度定义:指食品中水的蒸汽压和该温度下纯水的饱和蒸汽压的比值 。

aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2) 水分活度值介于0～l 之间 。

ERH 是样品周围的空气平衡相对湿度，它是与样品平衡的大气的性质。

水分活度的意义：水分活度表示生物组织与食品中能参与生物活动和化学反应的水分含量。

水分活度的几种测量方法：冰点测定法、相对湿度传感器测定法、恒定相对湿度平衡室法水分活度与温度的关系：lnaw ＝―k ΔH ／R （1／T ） P 是样品的蒸汽压。

k 是样品中非水物质的本质和浓度的函数，也是温度的函数意义：一定样品，在恒定的水分含量下，水分活度的对数在不太宽的温度范围内随绝对温度升高而正比例升高。

lnaw 和 1／T 两者间有良好的线性关系但它们的线性关系是以含水量为参数的。

冰点以上和冰点以下水分活度的区别：比较高于和低于冻结温度下的aw 时应注意两个重要差别:①在冻结温度以上, aw 是样品组分与温度的函数,且前者是主要因素,在冻结温度以下, aw 与样品组分无关,只取决于温度,不能根据aw 预测受溶质影响的冰点以下发生的过程,如扩散控制过程,催化反应等.②冻结温度以上和以下aw 对食品稳定性的影响是不同的.0f f Aw =o p p f f ≈0op p Aw =o p p Aw ≈时的绝对温度纯水的蒸汽压为时的绝对温度纯水的蒸汽压为样品的绝对温度p p k -=)(0)(0)(0)(scw ice scw ff w p p p p a ==第四节吸湿等温线定义：（MSI）是指在恒定温度下，食品的水分含量与它的水分活度之间的关系图。

吸湿等温线的区域：Ⅰ区的水的性质：最强烈地吸附；最少流动；水－离子或水－偶极相互作用；在-40℃不结冰；不能作为溶剂；看作固体的一部分；化合水和邻近水；占总水量极小部分Ⅱ区的水的性质：通过氢键与相邻的水；分子和溶质分子缔合；流动性比体相水稍差；大部分在-40℃不结冰；导致固体基质的初步；肿胀；多层水；区Ⅰ和区Ⅱ的水占总；水分的5%以下Ⅲ区的水的性质：体相水；被物理截留或自由的；宏观运动受阻；性质与稀盐溶液中的水类似占总水分的95%以上各区特性：滞后现象♨通常吸湿等温线的绘制是通过向干燥样品中添加水而得到的，因此我们也常把这个过程叫回吸作用。

♨如果把这个吸满水的样品再进行干燥，同样又可以得到一条曲线，我们把这条线叫解吸曲线。

♨滞后现象就是样品的吸湿等温线和解吸等温线不完全重叠的现象。

♨一般来说，当Aw一定时，解吸过程中食品的水分含量大于回吸过程中水分含量。

解吸线在上方滞后环形状取决于：食品品种；解吸速度；脱水程度；温度滞后现象产生的原因➢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。

.滞后现象的现实意义：•鸡肉和猪肉Aw=0.75～0.84，解吸时脂肪氧化速度高于回吸•Aw一定，解吸样品的水分高于回吸•高水分样品粘度低，催化剂流动性好，基质的肿胀使催化部位暴露•控制微生物生长，解吸方法比回吸方法制备样品时要达到更低的Aw第五节水分活度与食品的稳定性水分活度与微生物的关系不同微生物的生长对水分活度的要求不同：大多数的细菌0.99-0.94，大多数霉菌0.94-0.8之间；大多数耐盐细菌0.75；耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母0.65-0.6；低于0.6时，绝大多数的微生物是无法生长的。

不同阶段对水分活度的阈值的要求不同:•细菌，它在形成芽孢时的水分活度比繁殖生长时所需的水分活度值要高。

•霉菌孢子发芽的aw阈值则低于孢子发芽后菌丝生长所需的aw值，•微生物产生毒素时所需的aw阈值则高于生长时所需的aw数值，水分活度与食品化学变化的关系对脂肪氧化酸败的影响:●水能与脂肪氧化的自由基反应中的氢过氧化物形成氢键●水能与金属离子形成水合物●水增加了氧的溶解度●脂肪分子肿胀●催化剂和氧的流动性增加●催化剂和反应物的浓度被稀释水分活度对非酶褐变的影响:在一定的水分活度范围内，反应速度随水分活度的值增大而增大，在水分活度在0.2以下，反应通常不会发生，而当水分活度过大时（大于0.7）反应速度下降。

对淀粉老化的影响：30％～60％老化的速度最快10％～15％淀粉不会发生老化对蛋白质变性的影响：水分活度增大会加速蛋白质的氧化作用酶促褐变的影响：当aw值降低到0.25～0.30的范围，就能有效地减慢或阻止酶促揭变的进行。

降低水分活度可以降低食品的化学反应速度，提高食品的稳定性。

大多数化学反应只有在水中才能进行，所以食品中自由水的含量决定了化学反应的进行，因此降低水分活度，减少自由水的含量，也就抑制了反应的进行。

一些离子反应在没有自由水存在时是无法进行离子化或水化作用的。

在一些反应中，水不仅作为反应介质，还是反应的参与者，没有了自由水的参加，反应速度变慢。

在酶促反应中，水作为输送介质，促使底物向酶扩散，而且大多数酶在水分活度低于0.2和大于0.8时受到抑制。

第三章碳水化合物食品中碳水化合物的作用:是合成其他化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。

碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源。

有利于肠道蠕动，促进消化。

提供适宜的质地口感和甜味。

碳水化合物分类(根据水解程度):单糖是指不能再水解的最简单的多羟基醛或多羟基酮及其衍生物。

低聚糖是指聚合度小于或等于10的糖类。

多糖又称为多聚糖，是指聚合度大于10的糖类。

第一节单糖➢单糖可分为三碳糖、四碳糖、戊糖、己糖等。

醛糖和酮糖（按羰基特点分）➢单糖的物理性：☞甜度：比甜度:以蔗糖（非还原糖）为基准物。

一般以10％或15％的蔗糖水溶液在20℃时的甜度定为1.0。

影响甜度的因素：A、分子量越大溶解度越小，则甜度也小。

B、糖的不同构型（α、β型）也影响糖的甜度。

T=20℃时蔗糖溶液（10％/15％）1.00（甜度）α－D-葡萄糖0.70（比甜度）β－D－呋喃果糖 1.50（比甜度）☞旋光性：旋光性:是一种物质使直线偏振光的振动平面发生旋转的特性。

单糖的比旋光度定义：指lml含有1g糖的溶液在其透光层为0.1m时使偏振光旋转的角度。