食品化学课后题答案

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. 食品化学课后复习题答案

第一章绪 论

一、名词解释

1、食品

《食品工业基本术语》对食品的定义：可供人类食用或饮用的物质，包括加工食品、半成品和未加工食品，不包括烟草或只作药品用的物质。

《食品卫生法》对“食品”的法律定义：各种供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗为目的的物品。

2、食品化学

研究食品的种类、组成、营养、变质、分析技术及食品成分在加工和贮藏过程中所发生的化学反应的一门学科。

或者也可定义为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。

3、基本营养素

营养素是指那些能维持人体正常生长发育和新代所必需的物质。基本营养素一般包括六大类，即蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水。

二、简答题

1、食品化学家与生物化学家的研究对象和兴趣有何不一样。

答：生物化学家的研究对象是具有生命的生物物质，他们的兴趣包括在与生命相适应或几乎相适应的环境条件下，生物物质所进行的繁殖、生长和变化。而食品化学加则研究的是死的或将死的生物物质，其主要研究兴趣在于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、辐照等加工和保藏条件下食品中各个组分可能发生的物理、化学和生物化学变化。

2、简述食品化学的主要研究容。

首先是对食品中的营养成分、呈色、呈香、呈味成分和激素、有毒成分的化学组成、性质、结构和功能进行研究。

其次研究食品成分之间在生产、加工、贮存、运输、销售过程中的变化，即化学反应历程、研究反应过程中的中间产物和最终产物的结构及其对食品的品质和卫生安全性的影响。

最后是对食品贮藏加工的新技术、开发新的产品和新的食品资源以及新的食品添加剂等进行研究。这三大部分构成了食品化学的主要研究容。 .

. 3、简述食品化学的研究方法。

任何一门学科的发展都是通过理论－实践－理论不断循环的体系中发展的，食品化学是一门实践性很强的学科，在食品化学的研究中，要采用理论和实验相结合的方法，实验主要通过感官实验和理化实验两条途径来实现，将实验结果与查证的资料相结合从而得出新的结论或者观点，然后将理论知识再反馈到实践中，又可以指导实践，不断循环，使得食品化学的理论只是不断推向新的阶段。在实验研究过程中主要遵循以下基本原则：（1）采用模拟体系或简单体系进行研究；（2）将动态多因子科学地分解成静态单因子；（3）对于不同的研究对象用不同的研究手段；（4）将生物技术用于食品化学研究中。

4、试举例说明食品在贮藏加工过程中发生的化学和生物化学变化及其应对食品品质（营养），风味和食品安全性有何影响。

表1－2 改变食品品质的一些化学反应和生物化学反应

反应类型 例子

非酶褐变 焙烤食品表皮上色

酶促褐变 切开的果蔬迅速褐变

氧化 脂肪产生异味、维生素降解、色素褪色、蛋白质营养物质损失

水解 脂类、蛋白质、维生素、碳水化合物、色素水解

金属反应 金属与花青素作用改变颜色、叶绿素脱镁。作为自动氧化催化剂

脂类异构化 顺→反异构化、非共轭脂→共轭脂

脂类环化 产生单环脂肪酸

脂类聚合 油炸中油起泡沫

蛋白质变性 卵清凝固、酶失活

蛋白质交联 在碱性条件下加工蛋白质使营养价值降低

糖酵解 宰后动物组织和采后植物组织的无氧呼吸

5、简述食品的主要化学组成，主要营养素。

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

人工合成的食品添加剂

非天然成分

加工中不可避免的污染物质

污染物质

环境污染物质

第二章水

一、名词解释

1．水分活度：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，即 .

. Aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)

2．吸湿等温线：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。

3．滞后现象：样品的吸湿等温线和解吸等温线不完全重叠的现象。

二、 简 答

1．为什么说在相同的温度下组织材料冻结的速度比解冻的速度快？

（1）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，说明冰对热的传导要比生物材料中不能流动的水的导热能力大得多。

（2）水和冰的热扩散系数的差别也非常大，冰的热扩散系数约为水的9倍，这说明在一定的环境中，冰将以比水快得多的速度，改变自身的温度。

（3）水和冰在导热系数与热扩散系数上较大的差异，就导致了在相同温度差下（但升降的方向相反），组织材料冻结的速度要比解冻的速度快得多。

2．简述结合水和自由水的区别？

答：结合水与自由水的区别主要如下表所示

区别点 结合水 自由水

一般描述 存在于溶质或其他非水组分附近的那部分水。包括化合水和邻近水以及几乎全部多层水 位置上远离非水组分，以水－水氢键存在

冰点（与纯水比较） 冰点大为降低，甚至在－40℃不结冰 能结冰、冰点略微降低

溶剂能力 无 大

平均分子水平运动 大大降低甚至无 变化很小

蒸发焓（与纯水比） 增大 基本无变化

在高水分食品中占总水分含量<0.03～3 约96％ .

. /(%)

3．论述水分活度与食品的稳定性的关系；

答：水分活度与食品的稳定性的关系主要体现在以下两个方面：

（1）水分活度与微生物的关系

微生物与食品的稳定性有很大的关系，而且很多微生物会分解或利用食品中的营养成分，从而影响食品的品质。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。

（2）水分活度与食品化学变化的关系

①对脂肪氧化酸败的影响

水分活度与油脂的氧化速率有很大的关系，当水分活度在0～0.33时，油脂的氧化速率随着水分活度的增加而降低，在低水分活度下，油脂的氧化速率很高；当水分活度由0.33继续增大至0.73时，油脂的氧化速率又随着水分活度的增加而增加，当水分活度由0.73继续增大时，氧化速率呈下降趋势。究其原因主要如下：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，从而会减缓催化效率，从而降低了反应速度；水增加了氧的溶解度，加速了氧化；脂肪分子肿胀，一些易氧化的部分暴露，增加了反应的几率，从而增加了反应速度；催化剂和氧的流动性增加，催化效率提高，氧化速率加速；当催化剂和反应物的浓度被稀释，反应速率会降低。

②对淀粉老化的影响

水分含量在30％～60％时，淀粉的老化速度很快；10％～15％，淀粉不会发生老化或者老化很缓慢。若水分含量降低至10％以下时，淀粉基本不发生老化，比如油炸方面的水分含量降至3～5％，其淀粉则不发生老化。

③对蛋白质变性的影响

水能使蛋白质膨润，使得一些容易氧化的基团暴露在外侧，所以，水分活度增大会加速蛋白质的氧化作用。据测定，水分含量在4％时，蛋白质变性仍能进行，若水分含量降低在2％以下，则不会发生变性。

④对酶促褐变的影响

当Aw值降低到0.25～0.30的围，就能有效地减慢或阻止酶促褐变的进行。

⑤水分活度对非酶褐变的影响

在一定的水分活度围，非酶褐变反应速度随水分活度的值增大而增大，水分活度在0.6～0.7之间时，褐变最为严重，随着水分活度的下降，非酶褐变就会收到抑制而减弱；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。

4．水分含量与水分活度的关系？ .

. 答：①水分活度和水分含量同样是反映物质含水情况，但是概念和量化都不一样。②水分活度和水分的关联关系为特定温度下的等温线。如果建立了两个参数的对应关系，则可以互相转换。③水分活度与微生物的生长关联很大，水分含量高的并不一定长菌，水分含量低的也并不一定长菌，关键是看该物质的水分活度是否低于长菌的水分活度。

第三章 碳水化合物

1、论述美拉德反应与焦糖化反应的异同点。

美拉德反应与焦糖化反应的异同点见下表：

表1 美拉德反应与焦糖化反应的异同点

名称 美拉德反应 焦糖化反应

不

同

点 反应底物 单糖、低聚糖或油脂等羰基化合物与氨基酸、肽、蛋白质、或胺类等氨基化合物发生反应 糖，没有氨基化合物的参与反应

反应类缩合反应，聚合反应 水解反应，脱水反应，降解等 .

. 型

反应机理 包括初期阶段、中期阶段、末期阶段三个阶段，具体结合这三个阶段展开解释。 糖类受高温（150℃至200℃）影响发生降解作用，降解后的物质经聚合、缩合生成粘筒状的黑色物质的过程。

反应条件 pH＝3以上随pH值升高反应速度加快；水分含量在10％～15％时褐变容易进行；在室温下即可发生反应，一般在30℃以上褐变较快，20℃以下则进行较慢；五碳糖的反应速度高于六碳糖， 一般而言，在高温、碱性及高糖浓度条件下焦糖化反应易发生。pH＝8时比pH＝5.9时速度快10倍；糖的熔点越低越容易发生该反应（果糖>麦芽糖>葡萄糖）；高浓度的糖与稀酸存在可发生此反应，柠檬酸、无机酸、磷酸盐、碱等对焦糖的形成有催化作用。

反应产物 不饱和醛、糠醛及其衍生物，二羰基化合物、还原酮类，高分子色素等。 焦糖色，黑色物质

应用 主要应用在焙烤、油炸食品上色等方面 主要应用于生产焦糖色素，焦糖色素可用于可乐饮料、碳酸饮料、烘焙食品、糖浆、糖果及调味料中。

控制方法 在实际工作中，若需要控制美拉德褐变，可采用降温、亚硫酸处理、降低pH值、降低成品浓度或使用不易发生褐变的糖类等方法，控制非酶褐变。 降低温度、降低pH等均可降低反映速度

相同点 （1） 二者均属于非酶褐变反应，且均需要糖类参与反应；

（2） 均可以在酸性和碱性条件下反应；

（3） 均在烘焙食品的风味和色泽形成方面有积极的贡献；

（4） 若除去食品体系中的糖类，可降低两种反应的程度；降低温度，两种褐变反应均可不同程度