食品化学复习资料

1.1 水分子的结构

单个水分子的结构特征:①H2O 分子的四面体结构有对称型。 ②H-O 共价键有离子性。③ 氧的另外两对孤对电子有静电力。④H-O 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：①H-O 键间电荷的非对称分布使 H-O 键具有极性，这种极性使

分子之间产生引力。②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。③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

 不能被微生物利用 此种水很稳定，不易引起 Food 的变质

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，使得熵减小，此过程成为疏水水合，在热力学上是一个不利的过程（ ΔG ＞0）。 ΔG=ΔH- TΔS ，ΔG为正是因为ΔS是负的。  熵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。

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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（ΔG＜0）。 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： A W =f/f 0， f：溶剂（水）的逸度。 逸度： 溶剂从溶液逃脱的

趋势 f 0 ：纯溶剂的逸度。

 在低压（例如室温）下，f/f 0 和p/p 0 之间的差别小于1%， A W =p/p 0 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 A W ≈p/p 0

 “相对蒸汽压”（RVP）p/p 0 是测定项目，有时不等 于a w ，因此，使用p/p 0 项

比a w 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。平衡的建立是一个耗时的过

程。

冰点以下食品水分活度定义

P ff ：部分冷冻食品中水的蒸汽分压；P0 (scw)：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。

 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

＊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； ＊配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移； ＊测定包装材料的阻湿性；

＊测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长；

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＊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 ①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. ②据 MSI 可预测含水量对食品稳定性的影响.

③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H2O-离子或

H2O-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。

 (2)区Ⅰ的高水分端（区Ⅰ和区Ⅱ的边界）相当于食品的“BET 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II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－水 和水－溶质），流动性比整体相水稍差，其中 大部分在-40℃不能冻结。

 (5)当水增加至靠近区Ⅱ的低水分端，它对溶质产生显著的增塑作用，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III的水结合得最弱，流动性大，被称为体相水。 BET单层水分含量

 一个试样含有的相当于区Ⅰ和区Ⅱ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ⅡB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

aw /m(1-aw )—aw图，即BET图，为一条直线。P/P0 值大于0.35时此线性关系变差 BET单分子层值计算公式: 1m1 (Y截距）＋斜率

1、在 aw=0-0.35 范围内,随 aw↑,反应速度↓的原因:

① 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 ② 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↑,反应速度↑的原因: ① 水中溶解氧增加

② 大分子物质肿胀,活性位点暴露加速脂类氧化 ③ 催化剂和氧的流动性增加

3.当 aw＞0.8 时,随 aw↑,反应速度增加很缓慢的原因: 催化剂和反应物被稀释

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第三章糖类

1.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 2~10 个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。（由2 ~ 20个糖单位通过糖苷键连接的碳 水化合物称为低聚糖。主要靠分子内的氢键维持） 3.多糖：由许多单糖分子缩合而成 糖类的结构

醛糖和酮糖（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。 糖苷 是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的-ＯＨ、-NＨ2 、-SＨ（巯基）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）被称为糖苷（O-糖苷）  糖与硫醇（RSH）作用生成硫糖苷（S-糖苷）  糖与胺（RNH2） 作用生成氨基糖苷（N-糖苷） 糖苷性质  无变旋现象  无还原性

 糖苷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。

 吡喃糖苷环比呋喃糖苷稳定

 N-糖苷一般不如O-糖苷稳定，易发生水解，但 有些N-糖苷相当稳定，特

别是N-葡基酰胺,不稳定的N-糖苷（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

常见糖苷 类黄酮苷，毛地黄苷，皂角苷，甜菊苷，黄豆苷，银杏黄酮醇苷，硫葡糖苷，烯丙基硫葡萄糖苷，生氰糖甙等 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。 β-环状糊精

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α-，β-，γ-环状糊精，6，7，8个D-1,4葡萄糖吡喃单位连接。  结构 1.结构具有高度的对称性糖苷键上的氧原子处于一个平面。

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苷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。  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0.25 ~ 0.5％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

 仅带一种类型电荷（一般带负电荷，它由羧基或硫酸 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。

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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 形式存在的羧酸基； 3）黄原胶 中每5个糖基单位有一个醛酸和一个羧酸基存在。 但如海藻酸钠溶液pH降到3，羧酸的电离受到一些抑制， 因为单体组分的pKa为3.38和3.65，最终分子带电较少， 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态。 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。

 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0-100℃除外。

(2)触变性

 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→溶液→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/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

 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

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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 基发生羰氨的反应。 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。

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

＊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pH≤5条件下继续反应，得到中间物脱水化 合物，最终得到呋喃衍生物5 - 羟甲基-2-糠醛（HMF）。

＊在pH＞5条件下，活性环状化合物（HMF和其它化合物）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 ＊氨基酸及其它含氨物种类 a.含 S-S，S-H 不易褐变 b.有吲哚，苯环易褐变 c.碱性氨基酸易褐变

d.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变 ＊温度 升温易褐变

＊水分 褐变需要一定水分

＊pH 值：pH4—9 范围内，随着 pH 上升，褐变上升；当 pH≤4 时，褐变反应程度较轻微； pH 在 7.8—9.2 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 Maillard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。

＊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

＊钙处理 ：如马铃薯淀粉加工中，加 Ca(OH)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

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基本上是由α-D-吡喃葡萄糖基通过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，分支点的糖苷键占总糖苷键 的4 ~ 5%。 支链淀粉分子的分支是成簇和以双螺旋形式存 在。 淀粉颗粒糊化  定义：淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，， 形成均匀的糊状溶液的过程被

称为糊 化。其本质是微观结构从有序转变成无序。  过程：

1. 结晶胶束区弱的氢键破坏 2. 颗粒开始水合和吸水膨胀 3. 结晶区消失

4. 大部分直链淀粉分子沥出（溶解到溶液中）。 5. 溶液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射消失

 影响因素

＊结构 直链淀粉小于支链淀粉。 ＊Aw Aw提高，糊化程度提高。

＊糖 高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。

＊盐 高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。但对马铃薯 淀粉例外， 因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。

＊脂类 脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出， 并阻止水渗透入淀粉粒。 ＊酸度 pH<4 时，淀粉水解为糊精，粘度降低（故高酸食品的增稠需用交联淀粉）； pH 4-7 时，几乎无影响； pH =10时，糊化速度迅速加快，但在食品中意义不大。

＊淀粉酶 在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解 （稀化），淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。故新米（淀粉酶酶活高) 比陈米更易煮烂。 到达峰粘度时，一些颗粒通过搅拌已破裂，进一步搅拌，更多的颗粒破碎，粘度也进一步降低。

冷却时，一些淀粉分子部分地重新缔合形成沉淀或凝胶，老化。 老化  定义：稀淀粉溶液冷却后，线性分子重新排列并通过氢键形成不溶性沉淀。浓的淀粉糊

冷却时，在有限的区域内，淀粉分子重新排列较快，线性分子缔合，溶解度减小。淀粉溶解度减小的整个过程 称为老化。

 直链淀粉的老化速率比支链淀粉快得多，直链淀粉愈多，老化愈快。  支链淀粉几乎不发生老化。 老化影响因素 ＊温度 2~4℃ ，淀粉易老化,>60 ℃或<- 20℃ ，不易发生老化，

＊含水量 含水量 30%~60%，易老化。含水量过低（10%）或过高均不易老化。

＊结构 直链淀粉比支链淀粉易老化（粉丝） 。聚合度 n 中等的淀粉易老化； 淀粉改性后， 不均匀性提高，不易老化。

＊共存物的影响 脂类和乳化剂可抗老化， 多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水大分子，可 与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。 4.3 果胶 1.果胶物质的化学结构与分类：天然果胶存在于所有陆生植物的细胞壁和细胞中间层；

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酯化度(DE)：D-半乳糖醛酸残基总数中D-半乳糖醛酸残基的酯化分数×100 表示；通常将酯化度大于50%的果胶称为高甲氧基果胶，酯化度低于50%的是低甲氧基果胶)。 果胶形成凝胶的性质

 当DE>50% （HM）时，形成凝胶的条件：果胶含量＜1%，蔗糖浓度 58-75%，

pH2.0-3.5。

 当DE<50% （LM）时， 通过加入Ca2+ 形成凝胶， pH2.5-6.5 ，添加10-20%蔗

糖可以明显改善凝胶质地 。

高甲氧基果胶凝胶机理：  在果胶溶液中加入足够的酸和糖就会胶凝。由于果胶溶液pH 降低时，高度水合和

带电的羧基转变成不带电荷的和仅少量水合的羧基。失去了一些电荷和降低了水合程度后，高聚物分子链的某些部分就能缔合，使高聚物链形成接合和网状结构，网孔中固定了溶质分子的水溶液。由于高浓度糖（ ~ 65 ％，至少55％）能竞争水合水，因而降低了分子链的溶剂化，这样使分子链间相互作用，促进了接合区的形成。

影响凝胶的形成条件和凝胶强度的因素，最主要的是分子链长和连接区的化学性质。链越长，凝胶强度越大。酯化度、 温度、pH、离子强度、糖浓度。

第四章 脂类

一、脂类的命名

（一）脂肪酸的系统命名法

CH2-(CH2)3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-(CH2)5-CH2-COOH 名称：十八-9,12-二烯酸 18:2ω6 18:2n-6(甲基碳叫ω碳)

天然多烯酸（一般会有2-6个双键）的双键部是被亚甲基隔开的。

通常用顺式和反式表明双键的几何构型，他们分别表示烃基在双键的同侧和异侧。 (Z-型、E-型)

（二）酰基甘油的立体有择位次编排命名法

► 碳原子自上而下编号，三酰甘油命名法为：

 数字命名法：Sn-16:0-18:1-18:0  英文缩写法：Sn-POSt

 中文命名法：Sn-甘油-1-棕榈酸酯-2-油酸酯-3-硬脂酸酯

二、结晶和稠度

（1）同质多晶：所谓同质多晶是指化学组成相同而晶体状态 （晶型）不同的化合物，这类化合物在熔融态时具有相同的化学组成与性质。

 同质多晶物质在形成结晶时可以形成多种晶型。

 在大多数情况下多种晶型可以同时存在，各种晶型之间会发生转化。

（2）晶格：构成晶体的质点（原子或分子）在空间形成的三维排列称为空间晶格。 （3）晶胞：空间晶格点相连产生的许多相互平行的结构， 含有所有的晶格要素。 完整的晶体是由晶胞在空间并排堆积而成，即晶体是由晶胞在空间重复排列而成的。

（4）亚晶胞：主晶胞内沿着链轴的最小的空间重复单元。硬脂酸每个亚晶胞含有一个亚乙基。-CH2－CH2-

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（5）乳状液：一般指有两种互不相溶的液相组成的分散体系，其中一相以直径0.1～50μm的液滴分散在另一相中，以液滴或液晶的形式存在的液相称为分散相或“内”相，使液滴或液晶分散的相称为连续相或“外”相。油包水乳状液：W/O；水包油乳状液：O/W

（6）乳化：是指两互不相溶的液体相互分散的过程，其连续相称为外相或分散介质 （7）乳状液形成的条件

1． 当液滴分散在连续相中，如油滴分散在水溶液中，扩大界面需要做功，增加界面积所做的功为：δW=γδA 乳状液的能量水平较高，是热力学不稳定体系 2． 降低界面张力可增加乳化能力。表面活性剂或称为乳化剂的主要作用之一就是降低界面张力。

（8）乳状液的失稳与影响乳化稳定性的因素

 乳状液失稳的三个阶段为：乳析、絮凝和聚结

1. 乳析：两相的密度不同而引起的密度小的一相向上富集的过程。

2. 絮凝：指脂肪球相互靠拢并聚集在一起，但脂肪球原来的大小保持不变；维持脂肪球相对状态的力：吸引力 分子间作用力（主要是范德华引力）；排斥力 静电斥力，粒子表面上存在双电层而引起的静电排斥力；DLVO理论：如果斥力位超过引力位，产生了对抗碰撞的能垒。如果能垒的大小超过了粒子的动能，悬浮液稳定。仅粒子间距离非常小时，范德华引力位才变得非常大，在中间距离时，斥力位超过引力位；絮凝会加速上浮。 3. 聚结：脂肪膜的破裂导致脂肪球合并  乳状液稳定性的影响因素

界面张力：降低界面张力可提高稳定性；电荷排斥力；细微固体粉末的稳定作用；表面活性大分子物质的稳定作用；液晶的稳定作用，在乳状液（O/W或W/O）中，乳化剂、油和水之间的微弱相互作用，均可导致油滴周围形成液晶多分子层，这种界面能垒使得范德华力减弱和乳状液的稳定性提高，当液晶粘度比水相粘度大得多时，这种结构对于乳状液稳定性将起着更加明显的作用；连续相粘度；液滴粒径及连续相和分散相的密度差  乳化剂：乳化剂分子是由亲水基和亲油基组成的双亲分子。

 常见乳化剂介绍：甘油一酯；乳酰化一酰基甘油；硬脂酰乳酰乳酸钠（SSL）；乙二醇

或丙二醇硬脂酸一酯；聚甘油酯；脱水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸脂；卵磷脂

（9）影响脂肪稠度的因素（P150）

①脂肪中固体组分的比例 脂肪的固体含量愈高，硬度愈大。

②晶体的数目、大小和种类：在一定含量的固体中，含大量小结晶的比含少量粗大结晶的可形成硬度更大的脂肪。高熔点甘油酯构成的晶体比低熔点甘油酯具有较大的硬化力。 ③液体的粘度 由温度引起的稠度变化与熔化物的粘度变化有关。 ④温度处理 如果一种脂肪趋向于极度过冷；可通过在尽可能低的温度下加热熔化后，并在恰好高于熔点温度保持一段时间，然后冷却结晶，这样能形成很多晶核和小晶体，而且稠度稳定。 ⑤机械作用

一、脂肪的氧化

油的氧化同营养、风味、安全、贮存及经济有关；产生不希望的挥发性化合物，使食品产生不良风味；脂类氧化是食品变质的主要原因之一；食品中脂类的氧化分为酶促氧化和非酶氧化。非酶氧化包括自动氧化和光敏氧化。

1. 自动氧化导致含脂食品产生的不良风味，一般称为哈喇味；有些氧化产物是潜在的毒物；某些情况，为产生油炸食品的香味，希望脂类发生轻度氧化；自动氧化是脂类氧化变质的主要原因。

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(1)自动氧化的特征

A. 干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度。 B. 光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化。 C. 反应产生大量氢过氧化物。

D. 纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期。 三步自由基反应机制

• 引发剂：单重态氧（ O2 ），由天然色素等产生。

• 与双键相邻的α-亚甲基氢原子，较为活泼，易被除去，生成烷基自由基R·； • R·迅速吸收空气中氧生成过氧化自由基ROO·； • ROO·又从其它RH分子的α-亚甲基上夺取氢产生氢过氧化 物（ROOH）和R·。 • 新的R·基与氧作用重复以上步骤；

• 一旦生成非自由基产品，链反应就终止。 (2)氢过氧化物的形成

► 油酸：先在双键的a-C处形成自由基，最终生成四种 ROOH。

► 油酸酯：亚油酸具有戊二烯结构，-C11 同时受到两个双键的双重激活，氧化反

应速度 比油酸约快 20 倍。因此首先在 C11 处形成自由基，该自由基异构化，生成两种具有共轭双键结构的亚油酸，再与 3O2 作用可生成两种氢过氧化物。

► 亚麻酸酯：亚麻酸中有两个 C 原子（即 C11、C14）处在两个双键之间，易在此

处引发自由 基，最终生成四种氢过氧化物，其中 C9、C16 氢过氧化物明显多于 C12、C13 氢过氧化物， 因为氧优先与 C9、C16 反应。氧化反应速度比亚油酸酯更快。

► 自动氧化中 ROOH 的形成机理先在双键的α-C 处引发自由基，自由基共振稳定，

双键可位移。参与反应的是3O2(三重态氧) ，生成的ROOH 的种数为：2×α-亚甲基数

2. 光敏氧化

► 叶绿素、肌红蛋白、核黄素、人工合成色素赤藓红等受到光照后可将基态氧(3O2 )

转变为激发态氧( 1O2)，称为光敏化剂；

► 高亲电性的单线态氧可直接进攻高电子云密度的双键部位上的任一碳原子，形成六

元环过渡态， 然后双键位移形成反式构型的氢过氧化物。生成的氢过氧化物种类数为 2×双键数。

► β－胡萝卜素是最有效的1O2猝灭剂，生育酚、原花青素、儿茶素、BHT、BHA等

也具有这种作用。

(1)光敏氧化的机制：与自动氧化的机制不同，是通过“烯”反应进行氧化。光敏氧化中，每个不饱和碳均可形成氢过氧化物。

1

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(2)光敏剂：叶绿素、肌红蛋白、赤鲜红、B-胡萝卜素、生育酚、原花青素、儿茶素、BHA/BHT 光敏反应过程 P166

(3)氢过氧化物的形成 P167 (4)光敏氧化的特征 a．不产生自由基；

b．双键的构型会发生改变，顺式构型改变成反式构型； c．光的影响远大于氧浓度的影响； d．没有诱导期；

e．不受自由基抑制剂的影响。 光敏氧化反应受到单重态氧淬灭剂β-胡萝卜素与生育酚的抑制，但不受抗氧化剂影响； f．产物是氢过氧化物。 3.影响脂肪氧化的因素

► 温度: 温度越高氧化越快（氧化反应速度和物理状态） ► 氧浓度：光敏氧化的情况与自动氧化不同 ► 水分活性（见水一章）：单分子水层时氧化速度最慢 ► 引发剂（光、辐射、金属离子等） ► 脂肪酸组成：不饱和脂肪酸易于氧化。

► 游离脂肪酸含量：游离脂酸的空间位阻小于脂肪。 ► 乳化剂：影响脂的分散状态和氧化的溶入。 ► 表面面积：与氧接触的机会 4. 抗氧化剂

► 抗氧化剂 能推迟会自动氧化的物质发生氧化，并能减慢氧化速率的物质。 ► 抗氧化剂分为两类：主抗氧剂和增效剂

 主抗氧化剂：自由基接受体，可以延迟或抑制自动氧化。  增效剂（次抗氧化剂或协同剂）：不能推迟具有自动氧化倾向的物质发生氧

化或减慢氧化速率，但能增强抗氧化剂的作用。如柠檬酸、磷酸，抗坏血酸、酒石酸等。柠檬酸、磷酸及EDTA的作用机制：调节pH、螯合金属离子。

► 多功能抗氧化剂 ：具有多种抗氧化活性。 ► 食品中常用的抗氧化剂主要是脂溶性抗氧化剂，为苯环上有各种取代基的单羟基酚

或多羟基酚。

(1)抗氧化效果和作用机制

► 阻止引发阶段自由基的形成或中断自由基的链传递反应，推迟自动氧化。 ► 过氧化物分解剂、金属螯合剂、单重态氧抑制剂、自由基接受体 ► 大多数研究集中于使用自由基接受体。

► 抗氧化剂自由基不会引发新的自由基或不会在链反 应中快速氧化。 ► 抗氧化剂在油脂中的溶解性和挥发性影响抗氧化效果。

A. 自由基清除剂 (氢供体、电子供体) 酚类(AH2)抗氧化剂是优良的氢供体，可清除原有的自由基，同时自身生成比较稳定的 自由基中间产物。

B. 金属螯合剂：柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸等能与作为油脂助氧化剂的过渡金属离子螯合而使之钝化，从而起到抑制油脂氧化的作用。

C. 氧清除剂：抗坏血酸除具有螯合金属离子的作用外，还是有效的氧清除剂，通过除去食品 中的氧而起到抗氧化作用，如抗坏血酸抑制酶促褐变，就是除氧作用。

D. 1O2 淬灭剂：单线态氧易与同属单线态的双键作用，转变成三线态氧。所以含有许多双

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键的类胡萝卜素是较好的1O2淬灭剂。 其作用机理是激发态的单线态氧将能量转移到类胡萝卜素上，使类胡萝卜素由基态( 1 类胡萝卜素)变为激发态( 3 类胡萝卜素)，而后者可直接回复基态。

E. ROOH 分解剂：ROOH 是油脂氧化的主要初产物。有些化合物如硫代二丙酸的月桂酸酯及硬脂酸酯(用 R2S 表示)，可将链反应生成的氢过氧化物转变为非活性物质，从而起到抑制油 脂氧化的作用，这类物质被称为氢过氧化物分解剂。

F. 酶抗氧化SOD，谷胱甘肽过氧化物酶，过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶等均属酶类抗氧化剂。 G. 增效剂

(2)抗氧化剂的增效作用

► 协同作用： 两种或两种以上的复合抗氧化剂的效果要好于单一抗氧化剂。 ► 有两类协同作用：混合自由基受体；自由基受体与金属螯合剂的复合

► 酚类抗氧化剂与抗坏血酸相互具有协同作用，单独使用，酚类化合物的抗氧化作用

好于抗坏血酸， 因此酚类抗氧化剂称为主抗氧化剂。

(3)选择抗氧化剂须考虑如下因素：

A．氧化反应的类型（光敏氧化或自动氧化） B．抗氧化剂的效能 C．抗氧化剂的溶解性

D．体系的pH（抗氧化剂的酸稳定性） E．变色或产生气味问题

F．氧化还原电位（当抗氧化剂的氧化还原电位 高于所要保护的物质时不能起到抗氧化作用）。

G. 体系的表面-体积比。 二、油脂精炼 脱胶

脱酸 （中和） 脱色 （漂白）

脱臭 油脂中存在一些非需宜的异味物质，主要源于油脂氧化产物。采用减压蒸馏的方法，并 添加柠檬酸，螯合过渡金属离子，抑制氧化作用。此法不仅可除去挥发性的异味物，还可使 非挥发性的异味物热分解转变为挥发物，蒸馏除去。 油脂精炼后品质提高，但也有一些负面的影响。如损失了一些脂溶性维生素，如维生素 A、维生素 E 和类胡萝卜素等。胡萝卜素是维生素 A原，胡萝卜素和维生素 E（即生育酚） 也是天然抗氧化剂。 冬化

第五章 蛋白质

肽键对蛋白质的结构的影响： 1. 共振结构使-NH在pH 0～14 之间不能被质子化；

2. 肽键由于部分双键性质，-C-N键不能够像普通的C-N单键那样可以自由旋转，

CO-NH键的旋转角（即ω角）最大为6°；

3. 电子的非定域作用使羰基的氧原子带有部分负电荷，N-H基的氢原子带有部分的正

电荷。

蛋白质的变性 物理因素：热；低温；机械处理；静液压； 辐射；界面

化学：PH ；金属 ；有机溶剂；有机化合物水溶液 ；表面活性剂 ；离液盐

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 热 蛋白质溶液在逐渐加热到临界温度以上时，蛋白质的构象从天然状态到变性状态有一个显著地转变，这个转变的中点温度称为熔化温度Tm 或变性温度Td，此时天然状态与变性状态浓度比为1。  热变性的机制：

1.）在天然状态下，蛋白质中的氢键、静电和范德华相互作用是放热反应（焓驱动），这些作用力随着温度的升高而减弱，在高温下是去稳定作用的，而在低温下起到稳定作用 (在蛋白质分子中的大量肽氢键几乎都是埋藏在分子内部，因此，它们能在一个较宽的温度范围保持稳定) 。

2.）疏水相互作用是吸热反应，随温度升高疏水作用增强。疏水相互作用一般在60～70℃时达到最高值（与疏水侧链的结构有关），但温度超过一定值（＞70℃，因侧链而异）后，又会减弱。因为超过一定温度，水的有序结构逐渐破坏，随之焓的变化有利于疏水基团进入水中，最终导致疏水相互作用去稳定。

蛋白质溶液加热时，上述两种对立的作用均存在，当温度升高到一定值时，由于疏水相互作用不再增加，甚至还会减弱，最终导致蛋白质热变性。 3)影响热变性的因素

（１）组成蛋白质的氨基酸的种类（2）水分含量（3）糖类

 界面  在水和空气，水和非水溶液或固相等界面吸附的蛋白质分子，一般发生不可逆变性。  蛋白质大分子向界面扩散并开始变性，在这一过程中，蛋白质可能与界面高能水分

子相互作用，许多蛋白质-蛋白质之间的氢键将同时遭到破坏，使结构发生“微伸展”。由于许多疏水基团和水相接触，使部分伸展的蛋白质被水化和活化(P*)，处于不稳定状态。

 蛋白质在界面进一步伸展和扩展，亲水和疏水残基力图分别在水相和非水相中取

向，因此界面吸附引起蛋白质变性．某些主要靠二硫交联键稳定其结构的蛋白质不易被界面吸附。

影响泡沫形成和稳定性的环境因素

1）pH：蛋白质溶解度大是起泡能力大和泡沫稳定性高的必要条件；等电点pH时泡沫膨胀量不大，但泡沫的稳定性较高。（分子间的静电吸引作用使被吸附在空气-水界面的蛋白质膜的厚度和刚性增大）；远离等电点pH，起泡能力增加，但泡沫稳定性下降。 2）盐类：盐的种类和蛋白质在盐溶液中的溶解特性，影响蛋白质的起泡性。

 盐析作用通常可以改善蛋白质的起泡性。而盐溶使蛋白质显示较差的起泡性。

卵清蛋白、谷蛋白和大豆蛋白等，随着NaCl浓度的增加而增加。（盐析效应）乳清蛋白，特别是β-乳球蛋白，则随着NaCl浓度的增加而降低。（盐溶效应）

 二价阳离子例如Ca2+和Mg2+在0.02-0.04mol/L范围，与蛋白质的羧基生成桥键，

提高泡沫稳定性。

3) 糖类：蔗糖、乳糖和其他糖类通常能够抑制泡沫膨胀，但也可提高泡沫的稳定性（糖类物质能增大体相粘度）；糖溶液提高了蛋白质结构的稳定性，蛋白质不能够在界面吸附和伸展，起泡能力下降。

4)脂类：蛋白质被低浓度（直到0.1%）脂类污染时，脂类物质将会严重损害起泡性能。（应用实例：啤酒泡沫的消泡）

5)蛋白质浓度：蛋白质浓度愈高，泡沫愈牢固；增加蛋白质浓度将会产生更小的气泡和更稳定的泡沫；起泡前使蛋白质溶液陈化，有利于泡沫的稳定性，可能是由于促进蛋白质-蛋白质的相互作用能形成更厚的吸附膜。

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6)温度：蛋白质加热部分变性，可以改善泡沫的起泡性；热处理虽然能增加膨胀量，但会使泡沫稳定性降低；更剧烈条件的热处理则会损害起泡能力（蛋白质分子形成二硫键，聚合，分子量增加，泡沫性质下降）。

7）搅拌强度：要想形成足够量的泡沫，必须使搅动的持续时间和强度适合于蛋白质的充分伸展和吸附。过度强烈搅拌会降低膨胀量和泡沫的稳定性。 泡沫形成与蛋白质分子特性的关系 泡沫的形成和稳定性对蛋白质性质的要求不同:泡沫的形成包括可溶性蛋白质向空气-水界面扩散、伸展、聚集和快速扩展，结果降低界面张力；影响泡沫特性的分子性质是：蛋白质分子的柔顺性，电荷密度和分布，以及疏水性质。 泡沫稳定性与蛋白质分子特性的关系  泡沫稳定性与气泡周围蛋白质膜的特性有关，要使泡沫的稳定性高，每个气泡必须

有一层粘结、富有弹性而不透气的蛋白质厚膜。

 球蛋白部分阻止表面伸展，它能形成具有良好表面流变学性质的吸附膜和稳定性高

的泡沫。

 蛋白质必须靠疏水相互作用在界面牢固吸附，球蛋白质分子有足够的韧性和流动性，

以阻止应力形变、界面扩大和薄片的厚度变薄。

 蛋白质的电荷密度与泡沫稳定性之间通常是负相关。 凝胶性质 胶凝作用 : 变性的蛋白质分子聚集并形成有序的蛋白质网络结构过程称为胶凝作用。 1 凝胶的类型 线性蛋白质分子

 线性分子通过形成连接区而形成凝胶网络。肌浆球蛋白  线性分子间形成连接点而构建成三维网络。明胶 球蛋白分子

 高度定向有序的“念珠串状” 网络结构。溶菌酶  随机聚集的网络结构。大豆分离蛋白 2 凝胶制备方法

 热处理: 添加钙盐提高凝胶强度和凝胶速率  适度酶解：凝乳酶水解酪蛋白胶束 奶酪  离子桥连: 钙离子 酪蛋白胶束  酸凝胶：内酯豆腐 3.形成蛋白质凝胶的作用力

蛋白质网络的形成是蛋白质-蛋白质-溶剂（水）之间的氢键、疏水相互作用和静电相互作用，巯基与二硫键的转换——静电排斥和蛋白质-水相互作用：有利于使肽链分开；蛋白质-蛋白质的疏水相互作用，是蛋白质发生聚集的主要原因；二硫键；钙离子形成的桥键；氢键：热可逆凝胶，如明胶的凝胶，透明，35℃左右溶解。东北皮冻 4.蛋白质凝胶的应用

 乳品、果冻、凝结蛋白、明胶凝胶、各种加热的碎肉或鱼制品、大豆蛋白质凝胶、

膨化或喷丝的组织化植物蛋白和面包面团的制作等。

 蛋白质胶凝作用不仅可用来形成固态粘弹性凝胶，而且还能增稠，提高吸水性和颗

粒粘结、乳状液或泡沫的稳定性。  风味物质或生物活性成分的包埋。 面团的形成 小麦蛋白：可溶性蛋白(约占20%)——清蛋白（溶于水）/球蛋白（溶于10%NaCl）少量的

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糖蛋白; 面筋蛋白(约占80%)-------麦醇溶蛋白（溶于70%～90%乙醇）/麦谷蛋白 （不溶于水和乙醇，溶于酸或碱）

蛋白质功能性质的变化——表面活性剂 1. 蛋白质的物理改性 2.蛋白质的化学修饰 3. 蛋白质的酶修饰

1）酶催化水解——改变功能性质如溶解性、乳化能力、凝胶行为等；木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、风味酶等；制备风味物质：植物水解蛋白、动物水解蛋白、酵母自溶物等，具鲜味、肉的风味等；深度水解：生物活性肽如像鸦片样（Opioid）活性、免疫刺激活性和抑制血管紧张肽转化酶的活性。

（2）微生物谷胺酰胺转氨酶（TG）

（3）改制蛋白反应：改制蛋白反应是指蛋白质经酶部分水解后，再用蛋白酶（通常是木瓜蛋白酶或胰凝乳蛋白酶）使肽键再合成为一种新的多聚肽。

第六章 酶

一、 酶的化学本质

酶是一类由活性细胞产生的、具有催化活性作用和高度专一性的特殊蛋白质，又称生物催化剂

一、 酶的主要特征  与一般催化剂的共性：  加快反应速度；  不改变平衡常数；  自身不参与反应

酶的催化特性：

(1)高效性：反应速度比不加催化剂可提高108～1020，与普通催化剂相比可提高107～1013倍。

(2)专一性：一种酶只能作用于一种或一类底物。  酶的底物专一性 A.结构专一性:

a.绝对专一性:除一种底物以外，对其它任何物质都不起催化作用，如脲酶只催化尿素水解而对尿素的衍生物不起作用。 b.相对专一性:

1) 基团专一性:只对键两端其中一个基团要求严格，而对另一个则要求不严

格。少部分酶是基团专一性，如水解酶等。

2) 族专一性:对键两端的基团并无严格要求，只作用于一定的键，如酯酶催

化酯键水解等。

B.立体专一性:指底物在允许的几个热力学反应中，只有一个反应可以被酶催化。  酶反应专一性

(3)不稳定性：易受各种因素的影响，容易失活，凡使蛋白质变性的因素都能使酶破坏而完全失去活性。

(4)条件温和：常温、常压、中性pH。 二、 酶在食品中的主要作用。 （一）酶对食品感观功能的影响

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1. 对色泽的影响

（1）脂肪氧合酶：催化胡萝卜素降解用于小麦粉和大豆粉的漂白；面团制作中在面筋中形成二硫键；促使不饱和脂肪酸氧化产生自由基；破坏叶绿素和胡萝卜素，从而使色素降解而发生褪色；或者产生具有青草味的不良异味；破坏食品中的维生素和蛋白质类化合物，等等。（2）多酚氧化酶：酶促褐变多产生不利影响

（3）叶绿素酶：水解叶绿素生成植醇和脱植基叶绿素引起脱色 2. 对质地的影响

（1）果胶酶、纤维素酶和戊聚糖酶：适量使果蔬具有适宜的质地，但过度作用，水果会变得过熟和酥软，甚至失去食用价值。

（2）淀粉酶：降低食品粘度，同时影响稳定性。

（3）蛋白酶：多利于改善食品的组织结构。如动物屠宰后，水解酶使肉嫩化，并能改善肉食原料的风味和质构。 3. 对风味的影响

食品在加工和贮藏过程中，由于酶的作用可能使原有的风味减弱或失去，甚至产生异味：主要酶有过氧化物酶和脂肪氧合酶，通过促进不饱和脂肪酸的过氧化物降解，产生挥发性的氧化风味化合物；过氧化氢酶、α-氧化酶（α-Oxidase）和十六烷酰-辅酶A 脱氢酶 （二）酶对食品营养功能的影响(了解)

脂肪氧合酶催化胡萝卜素降解而使面粉漂白，在蔬菜加工过程中则使胡萝卜素破坏而损失维生素A源；氧化破坏食品中必需脂肪酸合蛋白质；在一些用发酵方法加工的鱼制品中，由于鱼和细菌中的硫胺素酶的作用，使这些制品缺乏维生素B1；果蔬中的Vc氧化酶及其它氧化酶类是直接或间接导致果蔬在加工和贮存过程中维生C氧化损失的重要原因之一。 （三）酶对食品生理调节功能的影响(了解)

1. 促致毒与解毒作用：有时底物本身是无毒的，经酶催化降解后反而变成有害物质。例如，木薯含有生氰糖苷，虽然它本身并无毒，但是在内源糖苷酶的作用下，产生剧毒的氢氰酸；十字花科植物的种子以及皮和根含有葡萄糖芥苷，在芥苷酶作用下会产生对人和动物体有害的化合物；在酶的作用下，也可将食物中有毒的食物成分降解为无毒的化合物，从而起到解毒的作用。如食用蚕豆而引起的血球溶解贫血病是人体缺乏解毒酶的重要例子。

2. 酶促进活性肽的生成：如一些乳源蛋白成分在蛋白酶水解作用下，可以生成具有促进钙吸收的肽或其它具有抗高血压、免疫调节的肽。 四、 食品加工中主要的酶制剂及其应用。

在食品加工中所用的酶制剂，目前应用的酶制剂主要有α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶、果胶酶、脂肪酶、纤维素酶和葡萄糖氧化酶等. （一）糖酶及应用

1. 淀粉酶——类型：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶

a. 甜味剂生产中，催化淀粉生产不同聚合度的糖浆、葡萄糖、果糖、饴糖和麦芽糖等广泛用于食品及酿造工业（如啤酒、果酒等）。

b. 焙烤食品的生产中，添加α-淀粉酶，可调节麦芽糖的生成量，使产生的二氧化碳和面团气体的保持力相平衡，提高面包心柔软度，保证面团的质量。此外，还可改善面包皮的颜色；制造糕点中加入转化酶，使蔗糖水解为转化糖，防止糖浆中的蔗糖结晶析出；

2. 纤维素酶——主要包括内切纤维素酶、纤维二糖水解酶、外切葡萄糖水解酶、β-葡萄糖苷酶四种。 作用：水解纤维素，降低黏度，增加溶解度，改善食品的风味和口感。 3. 果胶酶——水解果胶，降低体系黏度，改善组织结构，有利于果蔬汁、渣的分离。

 二者在果蔬加工中的作用：提高果浆出汁率；澄清果蔬汁；增香、除异味 （二）蛋白酶及其应用

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来源：动物、植物和微生物。

主要有木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、凝乳酶、枯草杆菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶等。

• 作用：蛋白质水解后溶解度增加，其他功能特性例如乳化能力和起泡性也随之改变；

蛋白酶催化蛋白质反应后生成小肽和氨基酸，有利于人体消化和吸收。

1. 蛋白酶在面粉中的应用：面粉中应用的蛋白酶是一种中性蛋白酶，其最适pH值为5.5~7.5，最适温度为65℃左右。蛋白酶可以水解面筋蛋白，切断蛋白分子的肽键,弱化面筋,使面团变软，改善面团的粘弹性、延伸性、流动性等性能，从而改善其机械特性和烘焙品质。其主要用于饼干和面包专用粉中。

2. 蛋白酶在肉制品工业中的应用：目前主要用于肉品嫩化，主要包括木瓜蛋白酶、生姜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、朝鲜梨蛋白酶以及猕猴桃蛋白酶等，这些植物蛋白酶对肌肉纤维蛋白和胶原蛋白有强烈的水解作用，即使是老龄畜禽肉，经处理后都有嫩化效果。 机理：蛋白酶随溶液进入肌间，分解破坏肌间结缔组织和胶原纤维中的蛋白质的分子结构，使肉的品质变得柔软、适口、多汁和易于咀嚼。 3. 蛋白酶在乳品工业中的应用：（1）干酪生产 ：干酪生产第一步是将牛奶用乳酸菌发酵制成酸奶，然后加凝乳酶水解K-酪蛋白，在酸性条件下钙离子使酪蛋白凝固，再经切块加热压榨熟化而成。 （2）婴儿奶粉 ：人奶与牛奶区别之一在于溶菌酶含量的不同。奶粉中添加卵清溶菌酶可防止婴儿肠道感染。

4. 其他方面：啤酒发酵完后，添加酸性蛋白酶降解蛋白质，可防止啤酒浑浊，延长啤酒的货架期；酱油和豆浆生产中，利用蛋白酶催化大豆水解，不仅缩短生产周期，还可提高蛋白质的利用率，改善产品风味；用酸性蛋白酶在中性pH条件下处理解冻鱼类可以脱腥；利用碱性蛋白酶水解动物脱色来制造无色血粉，或将废弃的蛋白、如杂鱼、动物血、碎肉等用蛋白酶水解，抽提其中蛋白质以供食用或用作饲料，是增加人类蛋白质资源的一项有效措施。 （三）脂肪酶(了解)

• 来源：植物、动物和微生物

• 主要包括1,3-型专一性，2-型专一性或非专一性脂肪酶。

• 作用：水解三酰甘油为相应的脂肪酸、甘油单酯、甘油双酯和甘油，有利于食品特

殊风味的形成。

1. 脂肪酶在食用油脂工业中的应用：（1） 应用于油脂水解生产不饱和脂肪酸（2） 应用于酯交换生产可可脂代用品（3）在食用油脂精炼中的应用 2. 脂肪酶在面粉工业中的应用 3. 脂肪酶在乳品工业中的应用

五、酶制剂在食品保鲜中的应用

• 酶法保鲜原理：利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而

保持食品原有的优良品质。应用较多的是葡萄糖氧化酶和溶菌酶保鲜技术。

• 葡萄糖氧化酶在食品保鲜与包装中表现突出的作用是除氧，延长食品保质期（如啤

酒生产中）。

• 溶菌酶又称胞壁质酶或N—乙酰胞壁质聚糖水解酶，可以水解细菌细胞壁肽聚糖的

β-1,4糖苷键，导致细菌自溶死亡，且其在含食盐、糖等的溶液中较稳定，耐酸性耐热性强，故非常适用各种食品的防腐保鲜。

五、 固定化酶、酶固定化的主要方法、对酶性质的影响

1.固定化酶：指通过物理或化学方法将酶固定于高分子支持物（或载体）上成为在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，其仍具有酶的催化活性，能连续进行反应，并且反应后的酶可以回收重复使用。

• •

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2. 酶的固定化方法

a. 吸附法;b. 包埋法;c. 共价偶联法;d. 交联法 3.固定化对酶性质的影响

（1）固定化酶活力和稳定性的变化

 活力减小；专一性发生变化；稳定性增加，表现为耐热性增加，对有机试剂和酶抑

制剂的耐受性的提高等。

（2）固定化酶最适条件的变化

 改变最适反应pH 范围；提高最适反应温度 （3）固定化酶米氏常数的变化

 受载体的带电性能和溶液离子强度的影响

第七章 食品色素和着色剂

一、食品色素的概念及其分类

定义：食品中能够吸收和反射自然光进而使食品呈现各种颜色的物质统称为食品色素。 分类:1. 按来源

 植物色素：叶绿素、胡萝卜素、花青素  动物色素：血红素  微生物色素：红曲色素 2. 按溶解度

 水溶性：花青素、黄酮类化合物  脂溶性：叶绿素、类胡萝卜素 3. 按化学结构

 四吡咯衍生物：叶绿素、血红素、胆色素

 异戊二烯衍生物：类胡萝卜素、虾青素、虾红素  多酚类衍生物：花青素、花黄素、儿茶素、单宁  酮类衍生物：红曲色素、姜黄素  醌类衍生物：虫胶色素、胭脂虫红 （一）四吡咯类色素 1. 叶绿素

 溶解性：易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等，不溶于水；光敏性：游离叶绿素对光

和热敏感；pH：酸性条件，加热脱镁形成脱镁叶绿素（暗绿）；稀碱条件，加热水解生成叶绿酸盐（鲜绿）、叶绿醇、甲醇；

 酶解：酶作用下，叶绿素水解，脱去植醇生成叶绿酸和叶绿醇；

 金属离子配合：叶绿素在金属离子（如Cu2＋、Zn2＋）作用下生成铜或锌的叶绿素

复合物，绿色稳定。食品中的叶绿素，常为脱镁、脱植醇后的产物与铜、锌或铁离子结合形成，性质稳定，水溶性较好。 2. 叶绿素在食品加工储藏中的变化

 酶促变化：脂酶、蛋白酶、果胶酶等通过作用于相应的底物（非叶绿素），间接

使叶绿素降解，降低稳定性。叶绿素酶可直接使叶绿素脱镁、脱植醇；加热异构化：加热使叶绿素脱镁、脱植醇，也可发生异构化反应，使颜色向褐色转变；  pH：影响叶绿素的分解速度，pH9.0时最稳定，3.0时最不稳定。如腌渍菜失去

绿色就是因为发酵产生的大量乳酸使镁原子被氢取代；

 光解：加工储藏中的食品或食品原料，其中所含的叶绿素很易受光作用而分解

褪色；

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 氧化：叶绿素溶解在乙醇或其他溶剂后并暴露于空气中会发生氧化而降解，此

过程称为叶绿素酊的氧化

 脱水：脱水食品中叶绿素稳定，但透明容器盛装易发生光氧化；γ-射线照射：

叶绿素脱镁，并进一步分解；

 加盐：可以部分抑制叶绿素的降解。

3. 影响稳定性的因素 光、氧 酶 酸、热 水份活度 气体环境 盐

4. 护绿方法

加碱护绿 （重点是中和绿色植物内部不断产生的酸性物质，保持体系中pH接近中性） 高温瞬时灭菌

加锌盐或铜盐，置换镁离子。

挑选好原料、及时加工，低温储藏。 (二) 血红素 1.性质:

 氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合，而亚铁原子不被氧化，这种

作用被称为氧合作用。（氧合肌红蛋白）

 氧化作用：血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高铁血红素的作用被称为

氧化作用。（高铁肌红蛋白）

低氧压时（1~20mm汞柱）, 主要为氧化作用；高氧压时主要为氧合作用。 2.肉色（血红素）在贮藏加工中的变化

1) 氧分压的影响:肉中还原态的肌红蛋白向两个不同的方向转变，一部分发生氧合反

应生成氧合肌红蛋白（鲜红色），一部分发生氧化反应生成的高铁肌红蛋白（褐色） 。上述反应处于动态平衡之中，这种平衡受氧气分压的强烈影响；只要肉中仍有还原性物质存在，肌红蛋白就会保持红色，当还原性物质耗尽时高铁肌红蛋白的褐色就会成为主要色泽；

2) 还原剂的影响：当有还原性巯基-SH存在时肌红蛋白会形成绿色的硫肌红蛋白

（SMb）；当有Vc时可以生成胆肌红蛋白（ChMb）,并很快被氧化生成球蛋白、铁和四吡咯环，这个反应在pH=5～7的范围内发生；

3) 加热的影响：加热时球蛋白变性，Fe2+ 暴露被氧化变为Fe3+，所以熟肉的色泽

为褐色，称为高铁血色原；

4) 护色剂的影响：腌制肉时肌红蛋白与亚盐的分解产物NO等发生反应，生成

不太稳定的亚硝酰基肌红蛋白（NO－Mb），其在加热后可以形成稳定的亚硝酰血色原（MbNO2），这是腌肉的主要色素 。 5) 腌制肉的发色反应

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（三）多酚类色素

1. 花色素苷

 影响花色素苷的因素:

1) 花色苷溶于水和醇溶液，不溶于乙醚、氯仿等极性小的有机溶剂； 2) 颜色因pH的变化而变化；遇醋酸铅试剂会沉淀，并能被活性炭吸附； 3) 颜色随羟基（-OH）、甲氧基（-OCH3）、糖结合的位置和数目不同而有所差别。(熟悉)

 影响稳定性的因素

•结构：花色素苷的降解速率与其结构关系密切。分子中羟基数目增加则稳定性降低，而甲基化程度提高则增加稳定性。同样糖基化也有利于色素稳定。

•氧与还原剂：可导致花色素苷降解而褪色。

•pH：颜色因pH的变化而变化，一般情况下，花色苷类色素在酸性溶液中呈色效果最好。

通常花色素苷随pH不同可能有4 种结构：花色苷蓝色醌式碱质子化生成红色阳离子（AH +

）， 然后水解形成无色甲醇碱（B），甲醇假碱与无色查耳酮（C）处于平衡状态。

(四)食品中常见的天然着色剂有哪些？有什么特点？ 1. 叶绿素铜钠盐：又称铜叶绿素钠盐，其色泽鲜艳且稳定。

2. 胭脂虫色素：又名胭脂红酸；是一种寄生在胭脂仙人掌上昆虫体内存在的一种蒽醌类色素，染着力很弱，一般作为饮料着色剂，用量约为0.005%。

3. 紫胶虫色素:又称紫胶红酸或虫胶红酸，是紫胶虫体内分泌的一种蒽醌类色素。

4. 红曲色素:红曲色素为红曲菌产生的色素，属于氧茚并类化合物，是一类混合物，显黄色、橙色和紫红色 。

5. 姜黄色素:姜黄色素是从姜黄根茎中提取的黄色色素，主要成分为姜黄素、脱甲基姜黄素和双脱甲基姜黄素

6. 焦糖色素：焦糖色素是糖类化合物，由蔗糖、糖浆等加热脱水生成的复杂的红褐色或黑褐色混合物,是我国传统使用的色素之一。

(五)食品中允许使用的人工合成色素包括哪些？其使用特点是什么？ 1. 胭脂红（食用红色1 号）；2. 苋菜红（食用红色2 号)；3. 柠檬黄（食用黄色5号）; 4. 日落黄；5. 靛蓝；6. 亮蓝（蓝色1 号）；7. 赤藓红（食用红色3 号）8. 新红

第八章 维生素和矿物质

一、水溶性维生素

1. 抗坏血酸—VC (1)VC的特性: 无臭，味酸

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 易溶于水，溶于乙醇，但不溶于乙醚、苯  在碱性溶液中易氧化分解  对光、热、碱和金属离子敏感  受盐和糖的浓度  pH、氧、酶、 (2)影响VC降解的因素

① O2浓度及催化剂：催化氧化时，降解速度与氧气浓度成正比；非催化氧化时，降解速度与氧气的浓度无正比关系，当PO2＞0.4atm，反应趋于平衡；有催化剂时，氧化速度比自动氧化快2-3个数量级，厌氧时，金属离子对氧化速度无影响。

② 糖、盐及其它溶液：浓度高时可减少溶解氧，使氧化速度减慢；半胱氨酸，多酚，果胶等对其有保护作用。

③ pH值：VC在酸性溶液（pH＜4）中较稳定，在中性以上的溶液（pH＞7.6）中极不稳定。④ 温度及Aw：结晶VC在100℃不降解，而VC水溶液易氧化，随T↑，VC降解↑；Aw ↑，VC 降解↑。

⑤许多酶如多酚氧化酶，VC氧化酶，H2O2酶，细胞色素氧化酶等可加速VC的氧化降解。⑥食品中的其它成分如花青素，黄烷醇，及多羟基酸如苹果酸，柠檬酸，聚磷酸等对VC有保护作用，亚硫酸盐对其也有保护作用。 ⑦ SO2处理可减少储藏中VC的损失。 (3)食物来源

 维生素C广泛存在于自然界中，主要是水果蔬菜，如柑桔类、绿色蔬菜、番茄，辣

椒、马铃薯及桨果中含量较为丰富，而以刺梨、猕猴桃，蔷薇果和番石榴中含量最高。

 在水果的不同部位中其浓度差别也很大，例如：苹果皮中的浓度要比果肉中高2～3

倍。维生素C唯一的动物来源为牛乳和肝。

2.硫胺素—VB1（最不稳定）

(1)性质:①具有强碱性质，最不稳定的维生素。 ②对热非常敏感，在碱性介质中加热易分解。

③能被VB1酶降解，并且血红蛋白和肌红蛋白可作为降解的非酶催化剂。 ④对光不敏感，在酸性条件下稳定（pH＜6）,在碱性及中型介质中不稳定。 ⑤一般在AW为0.5～0.65范围降解最快。 ⑥亚硫酸盐可致其分解，亚盐、酪蛋白和可溶性淀粉可抑制亚硫酸盐对硫胺素的破坏作用。

(2)食物来源:

 谷物类：米糠、麸皮、全麦粉

 豆类、肝类、肉类、蛋类、乳类、水果

(3)VB1缺乏症:缺乏维生素B1易患脚气病或多发性神经炎，出现肌肉无力、感觉障碍、神经痛、影响心肌和脑组织的结构和功能，并且还会引起消化不良、食欲不振、便秘等。 3.核黄素—VB2

(1)性质:橙黄色针状结晶；对热稳定，对酸和中性pH稳定，在120℃加热6h仅少量破坏；在碱性条件下迅速分解；不受空气中氧的影响，但对光敏感，在光照下转变为光黄素和光色素，并产生自由基，破坏其它营养成分，特别是VC，同时产生异味，如牛奶的日光臭味即由此产生 。 (2)食物来源

 酵母

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 肝、肾、乳类、蛋黄、鳝鱼、蟹  干豆类、花生、绿叶蔬菜 (3)VB2缺乏症－“花舌头”或“地图舌” 4.烟 酸—VB3（最稳定）

(1)性质:性质最稳定的维生素，对热、光、空气和碱不敏感；食品加工中基本无热损失，但非化学处理如修整和淋洗会引起与其他水溶性维生素同样的损失；烟酸广泛存在于蔬菜和动物来源的食品中。 (2) 食物来源

 色氨酸能转换成烟酸，烟酸可转化为烟酰胺  肝、肾、酵母、啤酒、粗粮、花生、瓜子 (3)缺乏症为赖皮病（皮炎） 5.泛酸—VB5

(1)性质:泛酸在pH4~7 的范围内稳定，在酸和碱的溶液中水解，在碱性溶液中水解生成β-丙氨酸和泛解酸，在酸性溶液中水解成泛解酸的γ -内酯。 (2)食物来源 6.维生素B6 (1)性质:

 耐热，遇碱则分解。其中吡哆醛最为稳定，通常用来强化食品。

 对光敏感，在氧存在下，经紫外光照射后即转变为无生物活性的4-吡哆酸。 (2)食物来源

 干酵母、肉、米糠、豆类、全麦、菠菜；  人体肠道细菌能合成一部分 (3)缺乏症为多发性神经病 7.叶酸酯—VB11 (1)性质

 不耐光、氧及氧化剂，易发生水解

 对pH敏感，在pH8～12 和pH1～2 最稳定，在中性溶液中，迅速氧化，其中在酸

性溶液中比在碱性溶液中氧化更快。

 四氢叶酸的几种衍生物稳定性顺序为：5-甲酰基四氢叶酸＞5-甲基-四氢叶酸＞10-甲基-四氢叶酸＞四氢叶酸。

(2)食物来源

 绿色蔬菜、酵母、牛肝、肾、菜花；  人体肠道细菌能合成一部分 (3)缺乏症为巨球性贫血 8.维生素VB12—钴胺素 (1)性质

 存在于动物组织中，是维生素中唯一只能由微生物合成的维生素。  耐热和酸，最适宜pH范围是4～6，但在碱性条件下易分解。  对光、氧化剂和还原剂敏感。 (2)食物来源

 肝、肾、肉类、大豆、鸡蛋 (3)缺乏症为巨幼红细胞性贫血症 9.生物素（Biotin）—维生素H

 纯生物素对热、光、空气非常稳定。

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 在微碱性或微酸性（pH5～8）溶液中也相当稳定，即使在pH9 左右的碱性溶液中，

生物素也稳定，极端pH 下生物素环上的酰氨键可发生水解。  在醋酸溶液中用高锰酸盐或过氧化氢氧化生物素生成砜，遇则破坏其生物活性，

形成亚硝基脲衍生物，遇甲醛也能使其失活。

二、.脂溶性维生素 1. 维生素A (1)特性

 视黄醇是胡萝卜素在动物的肝及肠壁中的转化物，而胡萝卜素是存在于植物中的一

种多烯色素，有多种异构体及衍生物，其中以β-胡萝卜素的生物效价最高。

 维生素A及胡萝卜素在一般情况下对热、烫、高温杀菌、碱性、冷冻等处理相当稳

定

 无O2、120℃，保持12h仍很稳定；有O2时，加热4h即失活。  紫外线，金属离子，O2均会加速其氧化。

 对氧、氧化剂、脂肪氧化酶等因素较敏感，光照可以加速它的氧化。  在加热、碱性条件和弱酸性条件下较稳定，但在无机酸条件下不稳定。 (2)来源

视黄醇广泛存在于高等动物及海产鱼类体中，尤以肝、眼球及蛋黄中最多，胡萝卜素广泛存在于绿叶蔬菜、胡萝卜、棕榈油等植物性食物中。

(3)缺乏VA会导致夜盲、干眼、表皮细胞角质化、失明等。 2.维生素D

(1)特性:对热，碱较稳定，一般在加工中不会引起维生素D的损失，但光照和氧气存在下会迅速破坏；鱼、蛋黄、奶油中含量丰富，尤其是海产鱼肝油中含量特别丰富。 (2)来源:鱼、蛋黄、奶油中含量丰富，尤其是海产鱼肝油中含量特别丰富 (3)缺乏症:佝偻病、软骨病、驼背 3.维生素E

(1)特性:VE对氧、氧化剂、强碱均不稳定，极易受分子氧和自由基氧化而加速降解，可充当抗氧化剂和自由基清除剂；在食品的加工、包装及贮藏过程中，机械加工和氧化作用能导致维生素E 大量损失；水分活度影响维生素E 的降解，在单分子水层值时降解速率最小，高于或低于此水分活度，维生素E 的降解速率均增大。

(2)生育酚的四种形式:α-生育酚(优良天然抗氧化剂)、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚 4. 维生素K（凝血因子）

(1)性质:天然维生素K 是黄色油状物，人工合成的是黄色结晶；所有K 类维生素都耐热和水，但易受酸、碱、氧化剂和光（具有光反应活性）的破坏；天然维生素K 相对稳定，又不溶于水，在正常的烹调过程中损失很少，但人工合成的可 溶于水；维生素K 存在于绿色蔬菜中，并能由肠道中的细菌合成，所以人体很少缺乏。 (2)缺乏症:新生儿出血病

二、六大类矿物质及其缺乏症 1. 钙

缺乏症状：幼儿及青少年缺钙会得软骨病和发育不良。钙有抑制神经组织和肌肉的应激性作用，血浆中钙含量过低，人就会发生抽搐现象。 2. 磷

缺乏症状：缺磷会影响钙的吸收而得软骨病，成年人膳食中Ca:P以1:1~1:2为宜，否则影响钙、磷的吸收。 3. 铁

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缺乏症状：缺铁时会引起贫血 4. 锌

缺乏症状：食欲不振、生长停滞、性功能发育不良，味觉及嗅觉迟钝、创伤愈合率低，产生“青春痘”、“粉刺”等皮肤病。 5. 碘

缺乏症状：缺碘会引起甲状腺肿大，大脖子病是一种常见的地方病，许多地区的土壤，饮水中缺碘，以至动、植物机体中也缺碘。 6. 硒

缺乏症状：引起克山病 7. 镁

缺乏症状：镁是许多酶的激活剂，缺镁会情绪激动，手足抽搐。长期缺镁会使骨质变脆，牙齿生长不良。

第九章 风味化合物

一、风味：指以人口腔为主的感觉器官对食品产生的综合感觉（包括味觉、嗅觉、视觉、触觉）。

二、各种味觉的代表物 1.甜味物质:蔗糖

蔗糖的果糖部分上的羟基被Cl基取代后甜度增加，如1,6-二氯代蔗糖或1,4,6-三氯代蔗糖的甜度为蔗糖的400倍和2000倍。 2. 苦味物质

生物碱－咖啡碱、可可碱、茶碱，属嘌呤类衍生物，是食品中主要的苦味物质。 3.酸味物质

柠檬酸：因存在于柠檬酸、枸橼、柑桔等果实中较多而得名。它的酸味圆润、滋美，入品即可达到最高酸感，但后味延续较短。广泛用于清凉饮料、水果罐头、糖果、果酱、配制酒、辣酱油等。还可用作抗氧化剂的增强剂。 4.咸味物质

具有咸味的化合物主要是碱金属卤化物，如LiCl 、CuCl2、KCl、KI 、NaBr、NaI、NH4Cl、Na2SO4等，还有苹果酸钠和新近发现的一些肽类分子；而KBr、NH4I 5.清凉味物质

清凉味的典型是薄荷醇，常用于制润喉糖等 6.碱味物质

碱味是羟基离子的呈味属性，溶液中只要有0.01％即可感知。碱味可能是碱刺激口腔神经末梢而引起的感觉，并无确定的感知区域。 7.金属味物质

在舌头和口腔表面有很大的一片区域能感知金属味，其阈值在20～30ppm离子浓度范围内 三、反刍动物肉及乳中的特征风味

• 其特征风味与中等链长的甲基支链脂肪酸的合成有关，其中羊肉（乳）中以4-甲基

辛酸为主，其他以4-乙基辛酸为主。

• 此外，几种烷基酚（甲基苯酚的异构体，乙基苯酚的异构体，异丙基苯酚的异构体

和甲基-异丙基苯酚的异构体）可使肉和奶产生典型的类似牛肉和羊肉的特征风味。 • 新鲜乳香气的主体成分是二甲基硫醚，含量稍高就会产生异味。此外， 还有低级脂

肪酸、醛、酮等。

• 乳中分离出的δ-癸酸内酯具有乳香气，现已用作人工合成的调香剂和增香剂。

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• • 酸奶中丁二酮是其特征风味成分。

奶酪的风味在乳制品中是最丰富的，有酯类、羰基化合物、游离脂肪酸等。

第十章 食品添加剂

一、食品添加剂：指在食品生产、加工、储运、保藏等过程中，为改良食品品质及其色、香、味，改善食品结构，防止食品氧化、、变质和为了加工工艺的需要及一些特殊目的而加入食品中的化学合成或天然物质。 二、五大主要添加剂 (一)抗氧化剂

(1)定义：指能阻止或延迟食品氧化以提高食品质量的稳定性和延长贮存期的物质。 (2)作用:抗氧化剂主要用于防止油脂及富脂食品的氧化酸败，防止食品褪色、褐变、维生素被破坏。 (3)抗氧剂分类

 按溶解性可分为 油溶性抗氧化剂 水溶性抗氧化剂  按来源可分为 天然抗氧化剂 合成抗氧化剂 (4)常用的油溶性抗氧化剂

 天然的维生素E和人工合成的没食子(棓)酸丙酯(PG)、抗坏血酸酯类、丁基羟基茴

香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、特丁基对苯二酚(TBHQ)、L-抗坏血酸棕榈酸酯(AP)、卵磷脂等。

 此类抗氧化剂能均匀分布于油脂之中，常作为油脂及富含油脂食品的中抗氧化剂。 1. 丁基羟基茴香醚（BHA）

 BHA为白色或微黄色粉末，对热、弱碱稳定，长时间光照可变色，其中3－BHA的

抗氧化效果比2－BHA高1. 5～2倍；在猪油中加入50ppmBHA可使其贮藏期延长5倍。

 BHA与其它抗氧化剂共用可提高抗氧化效果，其顺序是：

BHA+BHT>BHA+PG>BHT+PG；

 BHA与抗氧化增效剂共用时的效果也很明显，如同柠檬酸的共用。  BHA由对羟基茴香醚和叔丁醇反应制备，合成反应式如下：

2. 二丁基羟基甲苯（BHT）

 BHT为白色粉末，对光、热稳定，用于长期保存食品或焙烤食品的保存，与BHA

和柠檬酸共用时组成为：BHA:BHT:柠檬酸 = 2:2:1；

 抑菌能力不如BHA，价格较BHA低，但其毒性相对较高 。 3. 没食子酸丙酯（PG）

 白色或淡黄色粉末， 对热稳 定，遇光分解；  由于含多个酚基， 可与Fe、Cu离子显色；

 在含油食品的抗氧化效果不如BHA、BHT，但在猪油中抗氧化效果比二者均好，并

且与柠檬酸共用时效果更好，但有着色的缺点。

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4. 特丁基对苯二酚 （TBHQ）

 白色至浅褐色粉末，无臭、耐热；微溶与水，溶解度约0.4%；易溶于油及有机溶剂；

遇Fe、Cu离子不变色，是一种效果优于BHA、BHT、PG的抗氧化剂， 可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、干果罐头、腌制肉制品中；  TBHQ与有机酸（如柠檬酸、维生素C等）配合使用，能起到协同增效作用；  与其它抗氧化剂相比，具有更高的安全性，不会在人体内积聚。 三、防腐剂

（一）食品中常用防腐剂 1. 苯甲酸及其钠盐

 是目前应用历史最长的防腐剂，主要用于抑制酵母和细菌生长，对霉菌的作用不大。  白色结晶或粉末，酸微溶于水，但溶于有机溶剂，盐溶于水并微溶于醇；  适用pH 3～5的酸性食品，有效浓度0.1～0.2％；  苯甲酸在人体内以马尿酸的形式排出体外，ADI＝0～5mg/Kg，现在其应用逐渐减少。 2. 山梨酸及其钾盐

 目前应用最多，主要用于抑制霉菌和酵母生长；

 白色粉末或无色结晶，酸可溶于热水之中，钾盐易溶于水，空气中久置易氧化分解；  抑菌效果随pH 的降低而增强，适用pH<5.5，最高不能超过6.5；

 其抑菌有效浓度为0.05～0.3％，与亚盐共用时可提高亚盐对肉制品中梭状

芽孢杆菌的抑制及毒素的形成；

 在体内可参加正常代谢生成CO2和水， ADI=0～25mg/Kg。 3. 丙酸及其盐类

 常用钙盐或钠盐，可溶于水，有丙酸的臭味；

 丙酸盐的抑菌谱较窄，主要作用于霉菌，对细菌作用有限，对酵母无作用，故常用

做面包、糕点的防腐；

 在同一剂量下丙酸钙抑制霉菌的效果比丙酸钠好，但会影响面包的膨松性，实际常

用钠盐；

 丙酸盐pH 越小抑菌效果越好，一般pH<5.5。 4. 脱氢醋酸及其钠盐

 白色结晶或粉末，酸不溶于水，易溶于有机溶剂，而盐易溶于水；

 抑菌能力为苯甲酸的2~25倍，具有较强的抑制细菌、霉菌和酵母的作用，对霉菌抑

菌有效浓度在0.005～0.1％，一般使用量低于0.03％；

 抗菌效果不受pH值（pH<6.5为宜）的影响，受热的影响也较小。  与一些金属离子作用生成有色化合物，使用时应注意。 5. 对羟基苯甲酸酯类(尼泊金酯类)

 白色粉末，难溶于水，易溶于醇；

 适用pH=4～8，对羟基苯甲酸酯类对霉菌、酵母的作用较强，但对细菌特别是对革

兰氏阴性杆菌及乳酸菌的抗菌活性较弱；  在一些生鲜食品中（如酱油中），由于酶作用使酯基水解从而破坏其抑菌作用。 6. 乳酸链球菌素

 从乳酸链球菌培养物中分离出来的一种多肽分子，含29～34个氨基酸，分子量

7000～10000；

 作用范围相当窄小，对酵母和霉菌无作用，对部分细菌（革兰氏阴性菌、芽孢菌等）

有抑制作用，与山梨酸联用，可发挥广谱的抑菌作用。可被蛋白酶水解，是一种安全的防腐剂。

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 用于干酪、罐装食品、植物蛋白食品的防腐。 7. 亚盐和盐

 抑制肉毒梭状芽孢杆菌和产气荚膜梭状芽孢杆菌；

 用于腌肉中，产生、保持色泽、抑制微生物、产生物殊风味。  因其致癌性，使用受限。 四、非营养甜味剂

 AH—B（3.0nm）（2.5~4nm）

 天然甜味剂：单糖、低聚糖、糖醇  合成甜味剂：糖精钠、甜蜜素、糖醇等 （一）常见的合成甜味剂

1. 糖精（钠）—邻苯甲酰磺酰亚胺

 人工合成的非营养型甜味剂，应用广泛。

 白色粉末，易溶于水，其甜味是由阴离子产生，分子状态有苦味；  其阈值为0.004％，甜度为蔗糖的200～700倍，有后苦味；

 糖精钠没有营养价值，不产生热量，不为人体所吸收，曾大量用于制造糖尿病人的

食品和药物，同时还可避免食糖所导致的龋齿和发胖，但味道不如食糖鲜美；  与酸味剂同用于清凉饮料之中可产生爽快的甜味，不允许单独作为食品的甜味剂，

必须是与蔗糖构同使用以代替部分蔗糖。ADI = 0 ~ 0.0025g/kg，不得应用于婴儿食品。

2. 甜蜜素

 化学名：环己氨基磺酸钠  人工合成非营养型甜味剂。  白色结晶性粉末，溶于水；甜味为蔗糖的40～50倍，甜味非常接近蔗糖，但遇含 SO32

－、N2－的水质时会产生石油或橡胶味。ADI = 0 ~ 0.011g/kg 果冻的用量为0.02 ~ 0.05% ，无蓄积现象，40%由尿排出，60%由粪排出。  用于清凉饮料、冰淇淋、糕点、蜜饯等 3. 甜味素（阿斯巴甜）

 学名：L-天冬酰基-L-苯基丙氨酸甲基酯，为二肽类甜味剂，热稳定性差；

 白色结晶，溶于水，高温时可形成环状化合物而失去甜味；甜度为蔗糖的100~200

倍，机体可消化、吸收、利用，但因用量小产热量低。

 对香精具有增效作用，可增加产品风味的强度和持久度（这是其比其他甜味剂明显

优越的特性）。

 一般应用于饮料中（0.1%），酵姆糖1.0%），甜食（0.3%）。 4. 糖醇类

 主要是山梨糖醇和麦芽糖醇，分别由葡萄糖和麦芽糖经加氢而得，甜度比蔗糖低： ① 不能被微生物代谢，可防止龋齿； ② 不升高血糖，适用于糖尿病患者；

③ 非结晶性的糖，可用于食品保水或防止糖、盐结晶；

④ 同时由于其不含羰基所以不会因发生美拉德反应而导致褐变。 （二）天然的非营养甜味剂 1. 甘草和甘草提取物

 具微弱香气，甜味中带苦味。

 可用于罐头、调味料、糖果、糕点中。 2. 甘草酸二钠

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 易溶于水，味极甜，余味持续。可替代蔗糖使用，可与糖精钠以3.5：1的比例混用。  有增香效果，对乳制品、可可制品效果较好。 3. 甜叶菊苷

 易吸湿的无色结晶，可溶于水，甜度约为蔗糖的300倍，安全稳定性好，不易分解。  可用于罐头、饮料、饼干、糕点、口香糖等。 4. 植物蛋白糖

 低热量甜味剂，甜度为蔗糖的103～105倍，但对热不稳定，生产成本高，使用受限

制

五、稳定剂和增稠剂

(一)食品工业中的作用

 主要起稳定食品型态的作用，如乳化稳定、悬浮稳定、凝胶等，同时还对于改善食

品的感官质量起着相当程度的作用：

 增稠作用：提高食品的粘稠度，使原料更易从容器中挤出，或更好地粘着在食品中，

还可使食品有柔滑的口感。

 胶凝作用：果冻、奶冻、果酱、软糖及人造营养食品等的赋形剂。

 稳定作用：加入增稠剂使食品组织趋于稳定、不易变动 、不易改变品质， 添加到

淀粉食品中防止食品老化。

 ①在冰淇淋中有抑晶生长 ；②糖果中有防止糖结晶 ；③饮料、调味品中有稳

定乳化的作用 ；④啤酒等中有稳定泡沫的作用 。

 保水作用：由于强烈的水化作用，因此存在于食品中时可使水分不易挥发，既提高

了产品的产量，又增强了食品的口感（可成膜） 。  其它作用：

① 果汁澄清 （通过明胶絮凝作用）； ② 多糖类可以起膳食纤维的作用 ；

③ 与一些重金属离子生成沉淀，可解毒； ④ 保鲜剂、保香剂等。 (二)常用的食品增稠稳定剂

 天然：① 海藻酸、淀粉、阿拉伯胶、瓜尔胶、卡拉胶、果胶、琼脂（从含海藻和多

糖类的粘质中提取）；②明胶：酪蛋白、酪蛋白酸钠等（从含蛋白质的动植物中提取）；③黄原胶（汉生胶）（从微生物中提取）。

 合成：羟甲基纤维酸钠(CMC)、羧甲基淀粉钠、藻酸丙二酯、羟甲基纤维酸钙、磷

酸淀粉钠、 乙醇酸淀粉钠。

六、品质改良剂

（一）磷酸盐提高肉品保水性的机理

① 磷酸盐类的加入可以提高肉品的pH值，使其pH升至等电点以上，从而可提高蛋白

质结合水的能力；

② 对肉中的一些金属离子进行螯合，将同Ca2+、Mg2+结合的－COOH游离出来，增加

了蛋白分子之间的斥力，使蛋白质网状结构膨胀、网眼增大，因此提高肉的保水性； 磷酸盐类将肌动球蛋白解离为肌动蛋白和肌球蛋白，而肌球蛋白的持水力强，从而有利于保水性的提高；

③ 磷酸盐类的加入可以提高离子强度从而增加了蛋白质的溶解性能，有利于蛋白质向

溶胶状态转化，持水能力增强，因此肉的持水性提高。

（二）面粉品质改良剂(1. KBrO3;2. 过氧化苯甲酰)

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