食品化學(xué)課件

第二章水分

水分第二章水分水在食品中的作用從食品的理化性質(zhì)上講，水在食品中起著溶解分散蛋白質(zhì)、澱粉等可溶性成分的作用，使它們形成溶液或凝膠。從食品品質(zhì)方面講，對食品的鮮度、硬度、流動(dòng)性、風(fēng)味等方面都有重要的影響，水的品質(zhì)關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)。從食品的安全性方面講，水是微生物繁殖的必須條件。從食品工藝角度講，水起著膨潤、浸透、均勻化的功能。第二章水分水和冰的物理性質(zhì)高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，具有很大的表面張力、熱容以及相變熱值。介電常數(shù)大。水的密度很小，水在凝固時(shí)具有異常的膨脹性。水的黏度低，具有流動(dòng)性。水的熱導(dǎo)率較大，0℃時(shí)冰的熱導(dǎo)率為同溫下水的熱導(dǎo)率的4倍。第二章水分第二節(jié)水和冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第二章水分水分子的結(jié)構(gòu)特徵以氧為中心的四面體結(jié)構(gòu)，O-H鍵間的鍵角為104.5度，水分子是極性分子。O-H具有離子性，水分子可以電離。氧的另外兩對孤對電子有靜電力。第二章水分水分子的締合作用第二章水分水分子締合的原因:H-O鍵間電荷的非對稱分佈使H-O鍵具有極性,這種極性使分子之間產(chǎn)生引力.由於每個(gè)水分子具有數(shù)目相等的氫鍵供體和受體,因此可以在三維空間形成多重氫鍵.靜電效應(yīng).第二章水分結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)係氫鍵水分子簇水分子是可移動(dòng)水分子之間的締合程度和分子間的距離每個(gè)水分子都參與了和其他4個(gè)水分子形成三維空間的多重氫鍵締合，因此具有高的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、熱容和相變熱等。產(chǎn)生了多分子偶極，有效地提高了水的介電常數(shù)，所以具有溶劑性，可以促進(jìn)電解質(zhì)電離。

三維氫鍵網(wǎng)路中的每一個(gè)水分子是可移動(dòng)的，它們快速地切斷一個(gè)氫鍵，同時(shí)形成新的氫鍵網(wǎng)，因此水具有流動(dòng)性，黏度較低。

水分子之間的締合程度增加，密度增加，分子距離增加，密度減小。0-3.98℃：締合程度起決定作用，所以，在這個(gè)範(fàn)圍內(nèi)，隨溫度升高，密度增加，在3.98℃時(shí)，密度最大；在3.98℃以上：水分子之間的距離占主導(dǎo)地位，密度又隨溫度的升高而降低。第二章水分冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氧核間距離最小為0.276nm

一個(gè)水分子通過氫鍵與相鄰的4個(gè)水分子結(jié)合。O-O-O鍵角約為109度。冰是水分子有序排列形成的晶體。第二章水分第二章水分第二章水分冰的分類按冷凍速度和對稱要素分，冰可分為四大類：六方型冰晶不規(guī)則樹枝狀結(jié)晶粗糙的球狀結(jié)晶易消失的球狀結(jié)晶及各種中間體六方冰晶形成的條件：①在最適度的低溫冷卻劑中緩慢冷凍。②溶質(zhì)的性質(zhì)及濃度均不嚴(yán)重干擾水分子的遷移。第二章水分第三節(jié)水在食品中的存在狀態(tài)一、水與溶質(zhì)的相互作用類型實(shí)例作用強(qiáng)度（與水-水氫鍵比）偶極-離子水-游離離子水-有機(jī)分子上的帶電基團(tuán)較大偶極-偶極水-蛋白質(zhì)NH水-蛋白質(zhì)CO水-側(cè)鏈OH近似相等偶極-疏水性物質(zhì)水＋R→R（水合的）R（水合的）＋R（水合的）→R2（水合的）＋水疏水水合ΔG>0疏水相互作用ΔG<0第二章水分1、水與離子和離子基團(tuán)的相互作用離子水合作用

淨(jìng)結(jié)構(gòu)形成效應(yīng)：離子是電場強(qiáng)度較強(qiáng)、離子半徑小的離子或多價(jià)離子，它們有助於水形成網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，因此這類離子的水溶液比純水的流動(dòng)性小，也就是這種溶液中離子間的結(jié)構(gòu)要比純水的結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定。淨(jìng)結(jié)構(gòu)破壞效應(yīng)：離子一般為低價(jià)離子，離子半徑較大，這些離子能阻礙水形成網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，因此這種溶液比純水的流動(dòng)性要大。類型實(shí)例作用強(qiáng)度（與水-水氫鍵比）偶極-離子水-游離離子水-有機(jī)分子上的帶電基團(tuán)較大偶極-偶極水-蛋白質(zhì)NH水-蛋白質(zhì)CO水-側(cè)鏈OH近似相等偶極-疏水性物質(zhì)水＋R→R（水合的）R（水合的）＋R（水合的）→R2（水合的）＋水疏水水合ΔG>0疏水相互作用ΔG<0第二章水分2、水與具有氫鍵鍵合能力的中性基團(tuán)的相互作用類型實(shí)例作用強(qiáng)度（與水-水氫鍵比）偶極-離子水-游離離子水-有機(jī)分子上的帶電基團(tuán)較大偶極-偶極水-蛋白質(zhì)NH水-蛋白質(zhì)CO水-側(cè)鏈OH近似相等偶極-疏水性物質(zhì)水＋R→R（水合的）R（水合的）＋R（水合的）→R2（水合的）＋水疏水水合ΔG>0疏水相互作用ΔG<0第二章水分3、水與非極性物質(zhì)的相互作用類型實(shí)例作用強(qiáng)度（與水-水氫鍵比）偶極-離子水-游離離子水-有機(jī)分子上的帶電基團(tuán)較大偶極-偶極水-蛋白質(zhì)NH水-蛋白質(zhì)CO水-側(cè)鏈OH近似相等偶極-疏水性物質(zhì)水＋R→R（水合的）R（水合的）＋R（水合的）→R2（水合的）＋水疏水水合ΔG>0疏水相互作用ΔG<0第二章水分3、水與非極性物質(zhì)的相互作用籠形水合物:指水通過氫鍵形成籠狀結(jié)構(gòu)，將非極性小分子包在裏面，通常由20-74個(gè)水分子組成籠形結(jié)構(gòu)。水與蛋白質(zhì)分子中的疏水基團(tuán)的締合:大多數(shù)蛋白質(zhì)分子中，大約有40％的氨基酸含有非極性基團(tuán)，這些疏水基團(tuán)就會締合產(chǎn)生疏水相互作用。第二章水分二、水的存在狀態(tài)

化合水結(jié)合水鄰近水多層水滯化水體相水毛細(xì)管水自由流動(dòng)水第二章水分第四節(jié)水分活度引言

食品的水分含量～食品的腐敗性存在相關(guān)性但發(fā)現(xiàn)水分含量相同，腐敗性顯著不同水分含量不是一個(gè)腐敗性的可靠指標(biāo)

水分活度Aw水與非水成分締合強(qiáng)度上的差別比水分含量更可靠，也並非完全可靠與微生物生長和許多降解反應(yīng)具有相關(guān)性

第二章水分第四節(jié)水分活度f——溶劑（水）的逸度

f0——純?nèi)軇ㄋ┑囊荻?/p>

逸度：溶劑從溶液逃脫的趨勢嚴(yán)格差別1%僅適合理想溶液RVP,相對蒸汽第二章水分第四節(jié)水分活度定義:

指食品中水的蒸汽壓和該溫度下純水的飽和蒸汽壓的比值

aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)第二章水分aw=P/P0=ERH/100=N=n1/(n1+n2)水分活度值介於0～l之間。ERH（equilibriumrelativehumidity）是樣品周圍的空氣平衡相對濕度，它是與樣品平衡的大氣的性質(zhì)。拉烏爾定律。水分活度的意義:水分活度表示生物組織與食品中能參與生物活動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)的水分含量。第二章水分水分活度的幾種測量方法：冰點(diǎn)測定法相對濕度感測器測定法恒定相對濕度平衡室法第二章水分水分活度與溫度的關(guān)係lnaw＝―kΔH／R（1／T）

k是樣品中非水物質(zhì)的本質(zhì)和濃度的函數(shù)，也是溫度的函數(shù)

第二章水分意義：一定樣品，在恒定的水分含量下，水分活度的對數(shù)在不太寬的溫度範(fàn)圍內(nèi)隨絕對溫度升高而正比例升高。lnaw和1／T兩者間有良好的線性關(guān)係但它們的線性關(guān)係是以含水量為參數(shù)的，當(dāng)水分含量越大時(shí)，水分活度受溫度的影響越大。第二章水分冰點(diǎn)以上和冰點(diǎn)以下水分活度的區(qū)別：

比較高於和低於凍結(jié)溫度下的aw時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)重要差別:

①在凍結(jié)溫度以上,aw是樣品組分與溫度的函數(shù),且前者是主要因素,在凍結(jié)溫度以下,aw與樣品組分無關(guān),只取決於溫度,不能根據(jù)aw預(yù)測受溶質(zhì)影響的冰點(diǎn)以下發(fā)生的過程,如擴(kuò)散控制過程,催化反應(yīng)等.②凍結(jié)溫度以上和以下aw對食品穩(wěn)定性的影響是不同的.第二章水分第五節(jié)吸濕等溫線定義：（MSI）是指在恒定溫度下，食品的水分含量與它的水分活度之間的關(guān)係圖。第二章水分吸濕等溫線的區(qū)域第二章水分Ⅰ區(qū)的水的性質(zhì)

最強(qiáng)烈地吸附最少流動(dòng)水－離子或水－偶極相互作用在-40℃不結(jié)冰不能作為溶劑看作固體的一部分化合水和鄰近水占總水量極小部分第二章水分BET單層區(qū)Ⅰ和Ⅱ接界0.07gH2O/g幹物質(zhì)Aw=0.2相當(dāng)於一個(gè)幹製品能呈現(xiàn)最高的穩(wěn)定性時(shí)含有的最大水分含量第二章水分食品的單分子層水值的計(jì)算第二章水分Ⅱ區(qū)的水的性質(zhì)

通過氫鍵與相鄰的水分子和溶質(zhì)分子締合流動(dòng)性比體相水稍差大部分在-40℃不結(jié)冰導(dǎo)致固體基質(zhì)的初步腫脹多層水區(qū)Ⅰ和區(qū)Ⅱ的水占總水分的5%以下第二章水分Ⅲ區(qū)的水的性質(zhì)

體相水被物理截留或自由的宏觀運(yùn)動(dòng)受阻性質(zhì)與稀鹽溶液中的水類似占總水分的95%以上第二章水分各區(qū)特性第二章水分滯後現(xiàn)象通常吸濕等溫線的繪製是通過向乾燥樣品中添加水而得到的，因此我們也常把這個(gè)過程叫回吸作用。如果把這個(gè)吸滿水的樣品再進(jìn)行乾燥，同樣又可以得到一條曲線，我們把這條線叫解吸曲線。滯後現(xiàn)象就是樣品的吸濕等溫線和解吸等溫線不完全重疊的現(xiàn)象。第二章水分一般來說，當(dāng)Aw一定時(shí)，解吸過程中食品的水分含量大於回吸過程中水分含量。

解吸線在上方

滯後環(huán)形狀取決於

食品品種解吸速度脫水程度溫度

第二章水分空氣乾燥的蘋果片冷凍乾燥的熟豬肉第二章水分第二章水分滯後現(xiàn)象產(chǎn)生的原因解吸過程中一些水分與非水溶液成分作用而無法放出水分。不規(guī)則形狀產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象的部位,欲填滿或抽空水分需不同的蒸汽壓(要抽出需P內(nèi)＞P外,要填滿則需P外＞P內(nèi))。解吸作用時(shí),因組織改變,當(dāng)再吸水時(shí)無法緊密結(jié)合水,由此可導(dǎo)致回吸相同水分含量時(shí)處於較高的aw。.第二章水分滯後現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)意義

雞肉和豬肉Aw=0.75～0.84，解吸時(shí)脂肪氧化速度高於回吸Aw一定，解吸樣品的水分高於回吸高水分樣品粘度低，催化劑流動(dòng)性好，基質(zhì)的腫脹使催化部位暴露控制微生物生長，解吸方法比回吸方法製備樣品時(shí)要達(dá)到更低的Aw第二章水分第六節(jié)水分活度與食品的穩(wěn)定性水分活度與微生物的關(guān)係

不同微生物的生長對水分活度的要求不同：大多數(shù)的細(xì)菌0.99-0.94，大多數(shù)黴菌0.94-0.8之間；大多數(shù)耐鹽細(xì)菌0.75；耐乾燥黴菌和耐高滲透壓酵母0.65-0.6；低於0.6時(shí)，絕大多數(shù)的微生物是無法生長的。

第二章水分不同階段對水分活度的閾值的要求不同細(xì)菌，它在形成芽孢時(shí)的水分活度比繁殖生長時(shí)所需的水分活度值要高。黴菌孢子發(fā)芽的aw閾值則低於孢子發(fā)芽後菌絲生長所需的aw值，微生物產(chǎn)生毒素時(shí)所需的aw閾值則高於生長時(shí)所需的aw數(shù)值，第二章水分食品中水分活度與微生物生長第二章水分水分活度與食品化學(xué)變化的關(guān)係對脂肪氧化酸敗的影響

水能與脂肪氧化的自由基反應(yīng)中的氫過氧化物形成氫鍵水能與金屬離子形成水合物

水增加了氧的溶解度脂肪分子腫脹催化劑和氧的流動(dòng)性增加

催化劑和反應(yīng)物的濃度被稀釋第二章水分水分活度對非酶褐變的影響

在一定的水分活度範(fàn)圍內(nèi)，反應(yīng)速度隨水分活度的值增大而增大，在水分活度在0.2以下，反應(yīng)通常不會發(fā)生，而當(dāng)水分活度過大時(shí)（大於0.7）反應(yīng)速度下降。第二章水分對澱粉老化的影響：

30％～60％老化的速度最快

10％～15％澱粉不會發(fā)生老化對蛋白質(zhì)變性的影響：

水分活度增大會加速蛋白質(zhì)的氧化作用對酶促褐變的影響：

當(dāng)aw值降低到0.25～0.30的範(fàn)圍，就能有效地減慢或阻止酶促揭變的進(jìn)行。第二章水分

降低水分活度可以降低食品的化學(xué)反應(yīng)速度，提高食品的穩(wěn)定性。

大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)只有在水中才能進(jìn)行，所以食品中自由水的含量決定了化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，因此降低水分活度，減少自由水的含量，也就抑制了反應(yīng)的進(jìn)行。一些離子反應(yīng)在沒有自由水存在時(shí)是無法進(jìn)行離子化或水化作用的。在一些反應(yīng)中，水不僅作為反應(yīng)介質(zhì)，還是反應(yīng)的參與者，沒有了自由水的參加，反應(yīng)速度變慢。在酶促反應(yīng)中，水作為輸送介質(zhì)，促使底物向酶擴(kuò)散，而且大多數(shù)酶在水分活度低於0.2和大於0.8時(shí)受到抑制。第二章水分冰在食品穩(wěn)定性中的作用

冷凍法：降溫的目的

水結(jié)冰會產(chǎn)生兩個(gè)不良的後果體積增大，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞。濃度變大，產(chǎn)生濃縮效應(yīng)。冰凍對反應(yīng)速度具有兩個(gè)相反方向的影響降低溫度導(dǎo)致反應(yīng)速度變緩。可能導(dǎo)致反應(yīng)速度的加快。

第二章水分第二章水分第八節(jié)含水食品的水分轉(zhuǎn)移食品吸水或失水以及水分在同一食品的不同部位的移動(dòng)的現(xiàn)象叫水分的轉(zhuǎn)移。水分轉(zhuǎn)移可分為兩種情況：

不同食品

位轉(zhuǎn)移同一食品不同部位相轉(zhuǎn)移

三態(tài)之間的變化

第二章水分水分的位轉(zhuǎn)移

動(dòng)力化學(xué)勢由高到低

溫度、水分活度從高溫部位會向低溫部位移動(dòng)從水分活度高的部位向水分活度低的地方轉(zhuǎn)移第二章水分水分的相轉(zhuǎn)移

空氣濕度的表示法：①絕對濕度。是指空氣中實(shí)際所含有的水蒸氣的數(shù)量，即單位體積空氣中所含水蒸氣的品質(zhì)或水蒸氣所具有的壓力。②飽和濕度。是指在一定溫度下，單位體積空氣所能容納的最大水蒸氣量或水蒸氣所能具有的最大壓力。③相對濕度。指空氣絕對濕度與同溫度下飽和濕度的比值，以％表示。第二章水分水分的相轉(zhuǎn)移水分蒸發(fā)：與空氣濕度與飽和濕度差有關(guān)

飽和濕度差大，則食品水分蒸發(fā)量就大

蒸汽凝結(jié)：空氣中的水蒸氣在食品的表面凝結(jié)成液體水的現(xiàn)象。單位體積的空氣所能容納水蒸氣的最大數(shù)量隨著溫度的下降而減少

食品水分蒸發(fā)的熱力學(xué)過程：Δμ=μs-μH=R(TS?lnpS-TH?lnpH)

μs是食品中水蒸氣的化學(xué)勢

μH是空氣中水蒸氣的化學(xué)勢

第二章水分第九節(jié)分子流動(dòng)性對食品穩(wěn)定性的影響玻璃態(tài)：是聚合物的一種狀態(tài)，它既象固體一樣有一定的形狀，又象液體一樣分子間排列只是近視有序，是非晶態(tài)或無定形態(tài)。處於此狀態(tài)的聚合物只允許小尺寸的運(yùn)動(dòng)，其形變很小，類於玻璃。玻璃化溫度(Tg)：非晶態(tài)食品從玻璃態(tài)到橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變稱玻璃化轉(zhuǎn)變，此時(shí)的溫度稱玻璃化溫度。無定形：是物質(zhì)的一種非平衡，非結(jié)晶態(tài)。第二章水分分子流動(dòng)性（Mm）：是分子的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和平轉(zhuǎn)移動(dòng)性的總度量。決定食品Mm值的主要因素是水和食品中占支配地位的非水成分。

完全而完整的結(jié)晶Mm為零，完全的玻璃態(tài)Mm值也幾乎為零，但絕大多數(shù)食品的Mm值不等於零。第二章水分狀態(tài)圖

第二章水分

Mm與食品穩(wěn)定性關(guān)係

大多數(shù)物理變化和一部分化學(xué)變化由分子流動(dòng)性（Mm）控制

擴(kuò)散因數(shù)D

碰撞頻率因數(shù)A決定化學(xué)反應(yīng)速度活化能因數(shù)Ea如果D對反應(yīng)的限制性大於A和Ea，那麼該反應(yīng)就是擴(kuò)散限制反應(yīng)。第二章水分Mm與食品穩(wěn)定性關(guān)係Tg與食品的擴(kuò)散限制性質(zhì)的穩(wěn)定性有著密切的關(guān)係

在食品保藏溫度低於Tg時(shí)，Mm和所有擴(kuò)散限制的變化，包括許多變質(zhì)反應(yīng)，都會受到很好的限制。在Tm～Tg範(fàn)圍內(nèi)Mm和擴(kuò)散限制性的食品性質(zhì)與溫度的關(guān)係

隨著溫度下降，Mm減小而黏度提高。穩(wěn)定性與T—Tg成反比。第二章水分Mm與食品穩(wěn)定性關(guān)係水含量強(qiáng)烈影響Tg溶質(zhì)種類強(qiáng)烈地影響Tg和Tg’

Tg’是特定溶質(zhì)的最大冷凍濃縮溶液的玻璃化溫度，是Tg值的一個(gè)特定值。

第二章水分Mm預(yù)測食品穩(wěn)定性的方法與aw方法比較二者相互補(bǔ)充，非相互競爭

Aw法主要注重食品中水的有效性，如水作為溶劑的能力；Mm法主要注重食品的微觀黏度和化學(xué)組分的擴(kuò)散能力。第二章小結(jié)一、水和冰的物理性質(zhì)二、結(jié)構(gòu)

1、水分子結(jié)構(gòu)

2、水分子的締合三、水在食品中的存在狀態(tài)

1、水與溶質(zhì)的相互作用

2、水的存在狀態(tài)四、水分活度

1、定義

2、與溫度的關(guān)係第二章小結(jié)五、吸濕等溫線

1、各區(qū)特點(diǎn)

2、滯後現(xiàn)象六、水分活度與食品穩(wěn)定性的關(guān)係七、冰在食品穩(wěn)定性中的作用八、含水食品的水分轉(zhuǎn)移九、分子流動(dòng)性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，同時(shí)也是生物體的主要結(jié)構(gòu)成分。碳水化合物是生物體維持生命活動(dòng)所需能量的主要來源。有利於腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)消化。提供適宜的質(zhì)地口感和甜味。碳水化合物分類單糖是指不能再水解的最簡單的多羥基醛或多羥基酮及其衍生物。低聚糖是指聚合度小於或等於10的糖類。多糖又稱為多聚糖，是指聚合度大於10的糖類。第一節(jié)單糖在食品中的作用單糖的物理性質(zhì)甜度比甜度:以蔗糖（非還原糖）為基準(zhǔn)物。一般以10％或15％的蔗糖水溶液在20℃時(shí)的甜度定為1.0。

影響甜度的因素：A、分子量越大溶解度越小，則甜度也小。B、糖的不同構(gòu)型（α、β型）也影響糖的甜度。T=20℃時(shí)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）單糖的物理性質(zhì)光性

光性:是一種物質(zhì)使直線偏振光的振動(dòng)平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的特性。單糖的比旋光度定義：指lml含有1g糖的溶液在其透光層為0.1m時(shí)使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度。變旋現(xiàn)象：指糖剛?cè)芙忪端畷r(shí)，其比旋光度是處於變化中的，但到一定時(shí)間後就穩(wěn)定在一恒定的旋光度上的這種現(xiàn)象。第一節(jié)單糖在食品中的作用單糖的物理性質(zhì)溶解度（g/100gH2O）溫度對溶解過程和溶解速度具有決定性影響

第一節(jié)單糖在食品中的作用高濃度的糖液具有防腐保質(zhì)的作用

，在70％以上能抑制黴菌、酵母的生長。t=20℃時(shí)，葡萄糖48％蔗糖66％果糖79％

果糖具有較好的食品保存性。果葡糖漿的濃度％果葡糖漿中果糖含量％

714277558090果糖含量較高的果葡糖漿，其保存性能較好。單糖的物理性質(zhì)吸濕性和保濕性

吸濕性：指糖在空氣濕度較高的情況下吸收水分的性質(zhì)。

保溫性：指糖在空氣濕度較低條件下保持水分的性質(zhì)。果糖的吸濕性最強(qiáng)結(jié)晶性

糖的特徵之一是能形成結(jié)晶，糖溶液越純越易結(jié)晶。其他第一節(jié)單糖在食品中的作用單糖的化學(xué)反應(yīng)

具有醇羥基的成酯、成醚、成縮醛等反應(yīng)和羰基的一些加成反應(yīng)，還具有一些特殊反應(yīng)。非酶褐變反應(yīng)

美拉德反應(yīng)（Maillardreaction）

焦糖化反應(yīng)（PhenomenaofCaramelization）

第一節(jié)單糖在食品中的作用美拉德反應(yīng)美拉德反應(yīng)（羰氨反應(yīng)）：指羰基與氨基經(jīng)縮合、聚合反應(yīng)生成類黑色素和某些風(fēng)味物質(zhì)的非酶褐變反應(yīng)。第一節(jié)單糖在食品中的作用美拉德反應(yīng)過程

初期階段中期階段末期階段

羰氨縮合

分子重排

Amadori重排（醛糖）Heyenes重排（酮糖）脫胺脫水

脫胺重排氨基酸降解醇醛縮合

聚合第一節(jié)單糖在食品中的作用初期階段氨基＋羰基（還原糖)

氮代葡萄糖基胺

果糖胺美拉德反應(yīng)過程羰氨縮合

分子重排中期階段

中期階段

果糖胺脫胺脫水1，2烯醇化

羥甲基糠醛（HMF）

脫胺重排2，3烯醇化

二羰基化合物

還原酮

Strecker

褐色

CO2

醛

脫胺脫水HMF的積累與褐變速度有密切的相關(guān)性，HMF積累後不久就可發(fā)生褐變。脫胺重排二羰基化合物

還原酮Strecker降解

末期階段

縮合與聚合，生成類黑色素和風(fēng)味化合物。美拉德反應(yīng)的條件、生成物和特點(diǎn)

條件：還原糖（主要是葡萄糖）和氨基酸少量的水加熱或長期貯藏

產(chǎn)物：黑色素（類黑精）＋風(fēng)味化合物特點(diǎn)：pH值下降（封閉了游離的氨基）；還原的能力上升（還原酮產(chǎn)生）；褐變初期，紫外線吸收增強(qiáng)，伴隨有螢光物質(zhì)產(chǎn)生；添加亞硫酸鹽，可阻止褐變，但在褐變後期加入不能使之褪色。

第一節(jié)單糖在食品中的作用影響美拉德反應(yīng)的因素

①糖的結(jié)構(gòu)、種類及含量

a.α、β不飽和醛>α－雙羰基化合物>酮

b.五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖）

c.單糖>雙糖（如蔗糖，分子比較大，反應(yīng)緩慢）

d.還原糖含量與褐變成正比②氨基酸及其它含氨物種類(肽類、蛋白質(zhì)、胺類)a.胺類>氨基酸

b.含S-S，S-H不易褐變

c.有吲哚，苯環(huán)易褐變

d.鹼性氨基酸易褐變

e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐變影響美拉德反應(yīng)的因素③pH值

pH3-9範(fàn)圍內(nèi)，隨著pH上升，褐變上升

pH≤3時(shí)，褐變反應(yīng)程度較輕微

pH在7.8-9.2範(fàn)圍內(nèi)，褐變較嚴(yán)重④反應(yīng)物濃度（水分含量）

10％～15%(H2O)時(shí)，褐變易進(jìn)行

5%～10％(H2O)時(shí)，多數(shù)褐變難進(jìn)行

5%<(H2O)時(shí)，脂肪氧化加快，褐變加快第一節(jié)單糖在食品中的作用影響美拉德反應(yīng)的因素⑤溫度

若△t＝10℃，則褐變速度差△v相差3～5倍。一般來講：t>30℃時(shí)，褐變較快

t<20℃時(shí)，褐變較慢

t<10℃時(shí)，可較好地控制或防止褐變地發(fā)生⑥金屬離子

Fe(Fe+3>Fe+2)Cu催化還原酮的氧化

Na＋對褐變無影響。

Ca2+可同氨基酸結(jié)合生成不溶性化合物而抑制褐變。促進(jìn)褐變第一節(jié)單糖在食品中的作用Maillard反應(yīng)對食品品質(zhì)的影響

不利方面：

a.營養(yǎng)損失，特別是必須氨基酸損失嚴(yán)重

b.產(chǎn)生某些致癌物質(zhì)

c.對某些食品，褐變反應(yīng)導(dǎo)致的顏色變化影響品質(zhì)。

有利方面：

褐變產(chǎn)生深顏色及強(qiáng)烈的香氣和風(fēng)味，賦予食品特殊氣味和風(fēng)味。第一節(jié)單糖在食品中的作用maillard反應(yīng)在食品加工中的應(yīng)用抑制maillard反應(yīng)注意選擇原料：選氨基酸、還原糖含量少的品種。水分含量降到很低：蔬菜幹製品密封，袋子裏放上高效乾燥劑。流體食品則可通過稀釋降低反應(yīng)物濃度。降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐變。降低溫度：低溫貯藏。除去一種作用物：一般除去糖可減少褐變。加入亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽鈣可抑制褐變。

第一節(jié)單糖在食品中的作用maillard反應(yīng)在食品加工中的應(yīng)用

利用控制原材料：核糖+半胱氨酸：烤豬肉香味核糖+穀胱甘肽：烤牛肉香味控制溫度：葡萄糖+纈氨酸：100-150℃烤麵包香味

180℃巧克力香味木糖+酵母水解蛋白：90℃餅乾香型

160℃醬肉香型

不同加工方法：土豆大麥水煮：125種香氣75種香氣烘烤：250種香氣150種香氣第一節(jié)單糖在食品中的作用美拉德反應(yīng)

小結(jié)美拉德反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)影響因素在食品加工中的應(yīng)用焦糖化反應(yīng)

概念：無水（或濃溶液）條件下加熱糖或糖漿，用酸或銨鹽作催化劑，糖發(fā)生脫水與降解，生成深色物質(zhì)的過程，稱為焦糖化反應(yīng)。過程:

脫水:

分子雙鍵不飽和的環(huán)聚合高聚物。

縮合或聚合:

裂解揮發(fā)性的醛、酮縮合或聚合深色物質(zhì)第一節(jié)單糖在食品中的作用焦糖化反應(yīng)條件

①無水或濃溶液，溫度150-200℃。②催化劑的存在加速反應(yīng)：銨鹽、磷酸鹽蘋果酸、延胡索酸、檸檬酸、酒石酸等。③pH8比pH5.9時(shí)快10倍。④不同糖反應(yīng)速度不同，例如果糖大於葡萄糖（熔點(diǎn)的不同）。

第一節(jié)單糖在食品中的作用蔗糖形成焦糖的過程

蔗糖異蔗糖酐焦糖酐焦糖稀

焦糖素（無甜味而具有溫和的苦味）（熔點(diǎn)為138℃，可溶於水及乙醇，味苦）（熔點(diǎn)為154℃，可溶於水）（高分子量的深色物質(zhì)）200℃，約35min起泡

二次起泡55min

繼續(xù)加熱繼續(xù)加熱

焦糖色素是一種結(jié)構(gòu)不明確的大的聚合物分子，這些聚合物形成了膠體粒子，形成膠體粒子的速度隨溫度和pH的增加而增加。焦糖色素的性質(zhì)

焦糖是一種黑褐色膠態(tài)物質(zhì)等電點(diǎn)在pH3.0-6.9,甚至低於pH3粘度100-3000cp第一節(jié)單糖在食品中的作用工業(yè)上生產(chǎn)焦糖色素

以蔗糖為原料生產(chǎn)的三種色素及用途NH4HSO3催化pH2-4.5耐酸焦糖色素

（可用於可口可樂飲料，棕色）糖和銨鹽加熱pH4.2-4.8焙烤食品用焦糖色素

（紅棕色）

蔗糖加熱pH3-4啤酒美色劑

（含醇類飲料，紅棕色）第一節(jié)單糖在食品中的作用第二節(jié)低聚糖

食品中的低聚糖的作用褐變反應(yīng)低聚糖發(fā)生褐變的程度，尤其是參與美拉德反應(yīng)的程度相對單糖較小。黏度

多數(shù)低聚糖的黏度>蔗糖>單糖?？寡趸灾苯幼饔瞄g接作用滲透壓（防腐作用）發(fā)酵性吸濕性、保濕性與結(jié)晶性食品中重要的低聚糖

雙糖均溶於水，有甜味、族光性，可結(jié)晶。根據(jù)還原性質(zhì)非還原性雙糖

還原性雙糖蔗糖

麥芽糖

食品中重要的低聚糖其他低聚糖

棉子糖低聚果糖低聚木糖異麥芽酮糖環(huán)狀糊精第三節(jié)食品中重要的多糖及其作用

多糖的性質(zhì)多糖的溶解性:除了高度有序具有結(jié)晶的多糖不溶於水外，大部分多糖不能結(jié)晶，因而易於水合和溶解。多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性:高聚物溶液的黏度同分子的大小、形態(tài)及其在溶劑中的構(gòu)象有關(guān)。多糖的性質(zhì)凝膠

是指在一定條件下，高分子溶液或溶膠的分散質(zhì)顆粒在某些部位上相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成一定的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分散介質(zhì)（液體或氣體）充斥其間，整個(gè)系統(tǒng)失去流動(dòng)性，這種體系稱為凝膠。氫鍵、疏水相互作用、範(fàn)德華引力離子橋聯(lián)、纏結(jié)或共價(jià)鍵形成連結(jié)區(qū)

多糖的性質(zhì)生理活性

膳食纖維--植物多糖

真菌多糖：提高人體免疫力①很高的持水力；②對陽離子有結(jié)合交換能力；③對有機(jī)化合物有吸附螫合作用；④具有類似填充的容積；⑤可改變腸道系統(tǒng)中的微生物群組成。多糖的性質(zhì)多糖的水解

酶促水解、酸、堿催化下的水解。澱粉澱粉的特性澱粉在植物細(xì)胞內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在，故稱澱粉粒。形狀：圓形、橢圓形、多角形等。大?。?.001-0.15毫米之間，馬鈴薯澱粉粒最大，穀物澱粉粒最小。晶體結(jié)構(gòu)：用偏振光顯微鏡觀察及X-射線研究，能產(chǎn)生雙折射及X衍射現(xiàn)象。澱粉的結(jié)構(gòu)直鏈澱粉：由D-吡喃葡萄糖通過α－1，4糖苷鍵連接起來的鏈狀分子。支鏈澱粉：由D-吡喃葡萄糖通過α-1，4和α-l，6兩種糖苷鍵連接起來的帶分枝的複雜大分子14澱粉的性質(zhì)

物理性質(zhì)

白色粉末在，熱水中融溶脹。純支鏈澱粉能溶於冷水中，而直鏈澱粉不能，直鏈澱粉能溶於熱水?；瘜W(xué)性質(zhì)

無還原性；遇碘呈藍(lán)色，加熱則藍(lán)色消失，冷後呈藍(lán)色；水解（酶解，酸解）。澱粉的糊化

幾個(gè)概念β-澱粉：具有膠束結(jié)構(gòu)的生澱粉稱為β-澱粉。α-澱粉：指經(jīng)糊化的澱粉。膨潤現(xiàn)象：β-澱粉在水中經(jīng)加熱後，部分膠束溶解而形成空隙，水分子浸入與部分澱粉分子進(jìn)行結(jié)合，膠束逐漸被溶解，空隙逐漸擴(kuò)大，澱粉粒因吸水，體積膨脹數(shù)十倍，生澱粉的膠束即行消失的現(xiàn)象。β-澱粉膨潤現(xiàn)象α-澱粉澱粉的糊化

澱粉粒在適當(dāng)溫度下，在水中溶脹，分裂，膠束則全部崩潰，形成均勻的糊狀溶液的過程被稱為糊化。本質(zhì)是微觀結(jié)構(gòu)從有序轉(zhuǎn)變成無序。β-澱粉α-澱粉氫鍵H2O糊化作用的三個(gè)階段

a可逆吸水階段：水分進(jìn)入澱粉粒的非晶質(zhì)部分，體積略有膨脹，此時(shí)冷卻乾燥，可以復(fù)原，雙折射現(xiàn)象不變。b不可逆吸水階段：隨溫度升高，水分進(jìn)入澱粉微晶間隙，不可逆大量吸水，結(jié)晶“溶解”。c澱粉粒解體階段：澱粉分子全部進(jìn)入溶液。糊化溫度

指雙折射消失的溫度，不是一個(gè)點(diǎn)，而是一段溫度範(fàn)圍，即糊化開始的溫度和糊化完成的溫度錶示澱粉糊化溫度。影響糊化的因素結(jié)構(gòu)：直鏈澱粉小於支鏈澱粉。Aw：Aw提高，糊化程度提高。糖：高濃度的糖水分子，使?jié)辗酆艿揭种?。鹽：高濃度的鹽使?jié)辗酆艿揭种?；（馬鈴薯澱粉）脂類：抑制糊化。酸度：在pH<4時(shí)，澱粉水解為糊精，粘度降低。在pH4-7時(shí)，幾乎無影響。

在pH=10時(shí)，糊化速度迅速加快。澱粉酶：使?jié)辗酆铀佟Ｐ旅祝辗勖该富罡撸┍汝惷赘字鬆€。澱粉的老化

老化：α-澱粉溶液經(jīng)緩慢冷卻或澱粉凝膠經(jīng)長期放置，會變?yōu)椴煌该魃踔廉a(chǎn)生沉澱的現(xiàn)象。實(shí)質(zhì)是糊化的後的分子又自動(dòng)排列成序，形成高度緻密的結(jié)晶化的不溶解性分子粉末。糊化澱粉老化澱粉糊化的逆過程

比生澱粉的晶化程度低影響澱粉老化的因素

溫度：2-4℃，澱粉易老化。

>60℃或<-20℃，不易發(fā)生老化。含水量:含水量30～60%，易老化。含水量過低（<10%）或過高，均不易老化。pH值：在偏酸（pH4以下）或偏堿的條件下也不易老化。結(jié)構(gòu)：直鏈澱粉易老化。聚合度n中等的澱粉易老化。澱粉改性後，不均勻性提高，不易老化。共存物的影響：脂類和乳化劑可抗老化;多糖（果膠例外）、蛋白質(zhì)等親水大分子，有抗老化作用。改性/變性澱粉

變性澱粉：天然澱粉經(jīng)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理、物理處理或酶處理，使某些加工性能得到改善，以適應(yīng)特定的需要，這種澱粉被稱為變性澱粉。物理變性和化學(xué)變性果膠物質(zhì)

主鏈?zhǔn)?50～500個(gè)α-D-吡喃半乳糖醛酸基通過1，4糖苷鍵連接而成的。部分羧基被甲酯化。果膠物質(zhì)α-L-鼠李吡喃糖基

半乳糖、阿拉伯糖

果膠物質(zhì)的分類酯化度（DE）：醛酸殘基(羧基)的酯化數(shù)占D-半乳糖醛酸殘基總數(shù)的百分?jǐn)?shù)。高甲氧基果膠—HMDE>50%低甲氧基果膠—LMDE<50%果膠的物理、化學(xué)性質(zhì)

水解：果膠在酸堿條件下發(fā)生水解，生成去甲酯和糖苷鍵裂解產(chǎn)物。原果膠在果膠酶和果膠甲酯酶作用下，生成果膠酸。溶解度：果膠與果膠酸在水中溶解度隨鏈長增加而減少，粘度：粘度與鏈長正比。果膠形成凝膠機(jī)理：脫水劑使高度含水的果膠分子脫水以及電荷中和而形成凝集體。凝膠的形成與pH值、可溶性固形物含量和高價(jià)離子的存在有關(guān)。果膠形成條件HM：有糖、酸的存在下易形成凝膠。

Brix>55％pH<3.5LM：有二價(jià)陽離子的存在。

Ca2＋添加量與pH有關(guān)，反比例。凝膠形成速度：

快速DE越高形成凝膠HM慢速的速度越快快速DE越高形成凝膠LM慢速的速度越慢影響凝膠強(qiáng)度的因素

凝膠強(qiáng)度與分子量成正比。凝膠強(qiáng)度與酯化程度成正比。第三章小結(jié)單糖的物理性質(zhì)化學(xué)反應(yīng)

非酶褐變食品重要的低聚糖多糖的性質(zhì)澱粉—糊化、老化果膠—酯化度與分類美拉德反應(yīng)焦糖化反應(yīng)

脂質(zhì)脂質(zhì)概述

脂質(zhì)是生物體內(nèi)一大類不溶於水，而溶於大部分有機(jī)溶劑的物質(zhì)的總稱。通常所說的油脂（脂肪）是脂質(zhì)中的一類。脂質(zhì)通常的共同特徵：①不溶於水而溶於乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有機(jī)溶劑。②大多具有酯的結(jié)構(gòu)，並以脂肪酸形成的酯最多。③都是由生物體產(chǎn)生，並能被生物體所利用。例外：卵磷脂、鞘磷脂和腦苷脂類。

簡單脂質(zhì)按結(jié)構(gòu)和組成分複合脂質(zhì)衍生脂質(zhì)

真脂：油脂（固態(tài)的脂、液態(tài)的油99％)

類脂：磷脂、糖脂、蛋白脂、硫脂等複合脂類以及固醇、蠟等脂肪伴隨物。脂質(zhì)分類

習(xí)慣油脂分類

脂肪（常溫下為固態(tài)）

油（常溫下為液態(tài)）

按化學(xué)結(jié)構(gòu)分：簡單脂：醯基脂，蠟；複合脂：鞘脂類（鞘氨酸、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿組成），腦苷脂類（鞘氨酸、脂肪酸、糖類組成），神經(jīng)節(jié)苷脂類（鞘氨酸、脂肪酸、複合的碳水化合物）；衍生脂：類胡籮蔔素、類固醇、脂溶性纖維素等。按物理狀態(tài)分：按來源分：乳脂類、植物脂、動(dòng)物脂、海產(chǎn)品動(dòng)物油、微生物油脂。按不飽和程度分：乾性油：碘值大於130，如桐油、亞麻油、紅花油等；半乾性油：碘值介於100-130，如棉籽油、大豆油等；不乾性油：碘值小於100，如花生油、菜子油、蓖麻油。按構(gòu)成的脂肪酸分：

單純醯基油，混合醯基油。

油脂在食品中的功能

提供必需脂肪酸脂溶性維生素的載體提供滑潤的口感，光潤的外觀，塑性脂肪還具有造型功能賦予油炸食品香酥的風(fēng)味，是傳熱介質(zhì)熱量最高的營養(yǎng)素

油脂的結(jié)構(gòu)R1=R2=R3，單純甘油酯；Ri不完全相同時(shí)，混合甘油酯；R1≠R3，C2原子有手性，天然油脂多為L型。命名

第一節(jié)油脂的物理性質(zhì)

氣味和色澤

純脂肪無色、無味（天然油脂有色）多數(shù)油脂無揮發(fā)性，氣味多由非脂成分引起的。熔點(diǎn)和沸點(diǎn)天然油脂沒有敏銳（確定）的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，只有一個(gè)範(fàn)圍。

熔點(diǎn):游離脂肪酸>甘油一酯>二酯>三酯熔點(diǎn)<37℃時(shí)，消化率>96%；熔點(diǎn)高於37℃越多，越不易消化。熔點(diǎn)和沸點(diǎn)天然油脂沒有敏銳（確定）的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，只有一個(gè)範(fàn)圍。熔點(diǎn):游離脂肪酸>甘油一酯>二酯>三酯熔點(diǎn)最高在40-55℃之間。碳鏈越長，飽和度越高，則熔點(diǎn)越高。熔點(diǎn)<37℃時(shí)，消化率>96%；熔點(diǎn)高於37℃越多，越不易消化。沸點(diǎn)180-200℃之間，沸點(diǎn)隨碳鏈增長而增高

脂

肪熔點(diǎn)(℃)消化率(%)大豆油-8~-1897.5花生油0~398.3向日葵油-16~1996.5棉籽油3-498奶油28~3698豬油36~5094牛脂42~5089羊脂44~5581人造黃油––87第一節(jié)油脂的物理性質(zhì)煙點(diǎn)、閃點(diǎn)和著火點(diǎn)

油脂的煙點(diǎn):

指在不通風(fēng)的情況下觀察到試樣發(fā)煙時(shí)的溫度。

閃點(diǎn):試樣揮發(fā)的物質(zhì)能被點(diǎn)燃但不能維持燃燒的溫度。

著火點(diǎn):試樣揮發(fā)的物質(zhì)能被點(diǎn)燃並能維持燃燒不少於5S的溫度。結(jié)晶特性

同質(zhì)多晶：化學(xué)組成相同的物質(zhì)，結(jié)晶晶型不同，但融化後生成相同的液相。脂肪酸烴鏈中的最小重複單位（亞晶胞）是亞乙基(-CH2CH2-)，可用來描述脂肪中脂肪酸烴鏈的晶體結(jié)構(gòu)的堆積或排列方式脂肪的亞晶胞最常見的堆積方式穩(wěn)定性：β>β、>α

易結(jié)晶為β型的脂肪有：大豆油、花生油、椰子油、橄欖油、玉米油、可哥脂和豬油。易結(jié)晶為β/型的脂肪有：棉子油、棕櫚油、菜子油、乳脂、牛脂及改性豬油。β/型的油脂適合於製造人造起酥油和人造奶油。甘油三酯在晶格中分子排列成椅式

DCLTCL調(diào)溫

利用結(jié)晶方式改變油脂的性質(zhì)，使得到理想的同質(zhì)多晶型和物理狀態(tài)，以增加油脂的利用性和應(yīng)用範(fàn)圍。

α可哥脂：POSt（40%）、StOSt（30％）以及POP（15％），具有6種同質(zhì)多晶型物（Ⅰ-Ⅵ）

ββ`迅速加熱至熔點(diǎn)熔融特性

熔化：熔融特性固體分?jǐn)?shù)ab/ac液體分?jǐn)?shù)bc/ac固體脂肪指數(shù)(SFI):

在一定溫度下固液比ab/bc。油脂的塑性

指在一定外力下，表觀固體脂肪具有的抗變形的能力。油脂塑性的決定因素：固體脂肪指數(shù)（SFI）：固液比適當(dāng)脂肪的晶型：β/晶型可塑性最強(qiáng)熔化溫度範(fàn)圍：溫差越大，塑性越大塑性油脂的作用：塗抹性（塗抹黃油等）可塑性（用於蛋糕的裱花）起酥作用使麵團(tuán)體積增加起酥油：是指用在餅乾、糕點(diǎn)、麵包生產(chǎn)中專用的塑性油脂。特性：在40oC不變軟，在低溫下不太硬，不易氧化。油質(zhì)的液晶態(tài)

固態(tài)液晶態(tài)（介相態(tài)）液態(tài)油脂液晶態(tài)結(jié)構(gòu)：非極性的烴鏈（烴區(qū)），色散力，加熱未達(dá)mp熔化。極性基團(tuán)（酯基、羧基），色散力、誘導(dǎo)力、去向力、氫鍵，加熱未達(dá)mp時(shí)不熔化。脂類－水體系

油脂的乳化和乳化劑

乳濁液內(nèi)向/分散相，直徑0.1-50μm;

外向/連續(xù)相。水包油型(O/W，水為連續(xù)相。如：牛乳)

油包水型(W/O，油為連續(xù)相。如：奶油)乳濁液的失穩(wěn)機(jī)制

分層（重力）絮凝（分散相液滴表面靜電荷不足）聚結(jié)（兩相介面膜破裂）乳化劑的乳化作用

增大分散相之間的靜電斥力增大連續(xù)相的粘度或生成有彈性的厚膜減小兩相間的介面張力微小的固體粉末的穩(wěn)定作用形成液晶相乳化劑的選擇

親水––親脂平衡(HLB)HLB值具有代數(shù)加和性通常混合乳化劑比具有相同HLB值的單一乳化劑的乳化效果好。食品中常見的乳化劑

甘油酯及其衍生物蔗糖脂肪酸酯山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物丙二醇脂肪酸酯大豆磷脂其他合成食品乳化劑第二節(jié)油脂在加工和貯藏中的氧化反應(yīng)酸敗：油脂在食品加工和貯藏期間，因空氣中的氧氣、光照、微生物、酶等的作用，產(chǎn)生令人不愉快的氣味，苦澀味和一些有毒性的化合物的現(xiàn)象。油脂氫過氧化物

(ROOH)小分子物質(zhì)聚合物氧化分解聚合

自動(dòng)氧化光敏氧化酶促氧化

ROOH的形成途徑

自動(dòng)氧化活化的含烯底物與基態(tài)氧發(fā)生的游離基反應(yīng)。

三個(gè)階段：

鏈引發(fā)

鏈傳遞鏈終止

自動(dòng)氧化鏈引發(fā)鏈傳遞鏈終止（誘導(dǎo)期）

光、熱、金屬

慢快

基態(tài)氧

ROOH的形成途徑3O2激發(fā)1O2（三線態(tài)氧）（單線態(tài)氧）

基態(tài)激發(fā)態(tài)能量低能量高穩(wěn)定不穩(wěn)定ROOH的形成途徑油酸酯:

ROOH的形成途徑亞油酸：ROOH的形成途徑亞麻酸酯:

光敏氧化:是不飽和雙鍵與單線態(tài)氧直接發(fā)生的氧化反應(yīng)。ROOH的形成途徑3O2

1O2

Sens雙鍵上的任一C原子

過渡態(tài)六元環(huán)反式構(gòu)型的ROOH

2

雙鍵數(shù)

光敏氧化亞油酸酯：例子

V光敏氧化

1500V自動(dòng)氧化酶促氧化

脂肪氧合酶（Lox）：專一性地作用於具有1,4-順、順-戊二烯結(jié)構(gòu)的脂肪酸的中心亞甲基處。酮型酸?。é?氧化作用）由脫氫酶、脫羧酶、水合酶等引起的飽和脂肪酸的氧化反應(yīng)。

脂肪氧合酶

Lox

多不飽和脂肪酸（1,4-順、順-戊二烯）

脫氫游離基

反式ROOH異構(gòu)化中心亞甲基酮型酸敗飽和脂肪酸脫氫酶、脫羧酶、水合酶酮酸

甲基酮

α-和β-碳位之間ROOH的分解烷氧游離基

羥基游離基ROOH聚合氫過氧化物分解產(chǎn)生的小分子醛、酮、醇、酸等具有令人不愉快的氣味即哈喇味，導(dǎo)致油脂酸敗。聚合反應(yīng)二聚體或多聚體例子

粘度加大顏色加深產(chǎn)生異味影響油脂氧化速率的因素

脂肪酸及甘油酯的組成不飽和脂肪酸>飽和脂肪酸順式構(gòu)型>反式構(gòu)型易共軛雙鍵>非共軛雙鍵游離脂肪酸>甘油酯甘油酯中FA的無規(guī)分佈使V氧化↓

雙鍵數(shù)∝V氧化影響油脂氧化速率的因素氧

1O2的V氧化

1500

3O2

的V氧化V氧化氧壓影響油脂氧化速率的因素溫度

VTO溶解度豬油Vs植物油？不飽和脂肪酸>飽和脂肪酸影響油脂氧化速率的因素水分影響油脂氧化速率的因素表面積表面積∝V氧化影響油脂氧化速率的因素助氧化劑二價(jià)或多價(jià)過渡金屬催化機(jī)制：123金屬催化能力強(qiáng)弱排序如下：鉛＞銅＞黃銅＞錫＞鋅＞鐵＞鋁＞不銹鋼＞銀

影響油脂氧化速率的因素光和射線

促使氫過氧化物分解引發(fā)游離基抗氧化劑

延緩和減慢油脂氧化速率

抗氧化劑的抗氧化機(jī)理

自由基清除劑1O2淬滅劑金屬螯合劑氧清除劑ROOH分解劑酶抑制劑酶抗氧化劑紫外線吸收劑酚類

(AH2)

?

氫供體，可清除自由基。酚羥基越多，抗氧化能力越強(qiáng)。

?

生成比較穩(wěn)定的自由基。酚羥基鄰位有叔丁基，空間位阻阻礙了O2的進(jìn)攻。ROO

+AH2

ROOH+AH

ROO

+AH

ROOH+AAH

+AH

A+AH2

1O2淬滅劑

1O2+雙鍵化合物→3O21O2＋1類胡蘿蔔素→3O2＋3類胡蘿蔔素3類胡蘿蔔素→1類胡蘿蔔素此外，1O2

淬滅劑還可使光敏化劑回復(fù)到基態(tài)。

1類胡蘿蔔素十3Sen＊→3類胡蘿蔔素十1Sen抗氧化機(jī)理金屬螯合劑：檸檬酸、酒石酸、抗壞血酸。氧清除劑：抗壞血酸。ROOH分解劑

酶抗氧化劑

ROOH

ROH

R'2S+ROOH

R'2S=O+ROHR'2S=O+ROOH

R'2SO2+ROH增效劑幾種抗氧化劑之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，其效果好於單獨(dú)使用一種抗氧化劑。

增效機(jī)理

?酚類+螯合劑

?酚類+酚類

促氧化

有些抗氧化劑用量與抗氧化性能並不完全是正相關(guān)關(guān)係，有時(shí)用量不當(dāng)，反而起到促氧化作用。酚低濃度可清除自由基;

高濃度有促氧化作用。Vc低濃度(10-5mol/L)促氧化。

β-胡蘿蔔素濃度為510-5mol/L時(shí)，抗氧化性最強(qiáng)；若濃度更高，則促氧化。低氧壓時(shí)(PO2<150mmHg)，抗氧化;

高氧壓時(shí)促氧化。過氧化脂質(zhì)的危害過氧化脂質(zhì)幾乎能和食品中的任何成分反應(yīng)，使食品品質(zhì)降低。ROOH幾乎可與人體內(nèi)所有分子或細(xì)胞反應(yīng)，破壞DNA和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。脂質(zhì)在常溫及高溫下氧化均有有害物產(chǎn)生。RO

+Pr

Pr

+ROH2Pr

Pr-Pr

第三節(jié)油脂在加工和貯藏中的其他化學(xué)變化油脂水解

油脂＋水游離脂肪酸油脂＋水皂化反應(yīng)脂肪游離脂肪酸

熱、酸堿、脂酶

堿脂酶

油脂水解釋放出遊離脂肪酸，導(dǎo)致油的發(fā)煙點(diǎn)降低、品質(zhì)降低，風(fēng)味變差。

在高溫下的化學(xué)反應(yīng)

熱分解、熱聚合、縮合、水解、氧化反應(yīng)等。油脂經(jīng)長時(shí)間加熱，粘度↑，碘值↓，酸價(jià)↑，發(fā)煙點(diǎn)↓，泡沫量↑。熱分解非氧化熱解

氧化熱解

飽和脂肪酸、烯醛、酮不飽和脂肪低分子量物質(zhì)、二聚體飽和脂肪ROOH不飽和脂肪ROOH（自動(dòng)氧化）熱聚合

非氧化熱聚合是Diels-Alder反應(yīng)氧化熱聚合聚合成二聚體。導(dǎo)致油脂粘度增大，泡沫增多

縮合油炸食品中香氣的形成與油脂在高溫下的某些反應(yīng)有關(guān)。油脂在高溫下過度反應(yīng)，則是十分不利的。加工中宜控制t<150℃。輻照

輻射劑量越大，影響越嚴(yán)重

輻照和加熱生成的降解產(chǎn)物有些相似，但後者分解產(chǎn)物更多。按巴氏滅菌劑量輻照含脂肪食品，不會有毒性危險(xiǎn)。第四節(jié)油脂的品質(zhì)評價(jià)①過氧化值（POV）是指1kg油脂中所含氫過氧化物的毫克當(dāng)量數(shù)。POV值宜用於衡量油脂氧化初期的氧化程度。ROOH+2KI

ROH+I2+K2OI2+2Na2S2O3

2NaI+Na2S4O6第四節(jié)油脂的品質(zhì)評價(jià)②硫代巴比妥酸（TBA）法

醛類+TBA→有色化合物丙二醛的有色物在530nm處有最大吸收其他醛的有色物最大吸收在450nm處此法不宜評價(jià)不同體系的氧化情況。第四節(jié)油脂的品質(zhì)評價(jià)③碘值（IV）指100g油脂吸收碘的克數(shù)，是衡量油脂中雙鍵數(shù)的指標(biāo)。

IBr+KI

I2+KBrI2+2Na2S2O3

2NaI+Na2S4O6碘值↓，說明雙鍵減少，油脂發(fā)生了氧化。第四節(jié)油脂的品質(zhì)評價(jià)活性氧法（AOM）史卡爾法儀器分析法酸價(jià)（AV）是指中和1g油脂中游離脂肪酸所需的氫氧化鉀毫克數(shù)。

（國標(biāo)規(guī)定，食用植物油的酸價(jià)不得超過5）皂化價(jià)二烯值油炸油品質(zhì)檢查

當(dāng)石油醚不溶物≥0.7％，發(fā)煙點(diǎn)低於170℃，或石油醚不溶物≥1.0%，無論其發(fā)煙點(diǎn)是否改變，均可認(rèn)為油已經(jīng)變質(zhì)。第五節(jié)油脂加工中的化學(xué)油脂的精煉沉降

脫膠

脫酸

脫色

脫臭對粗油進(jìn)行精製，可提高油的品質(zhì)，改善風(fēng)味，延長油的貨架期。損失了一些脂溶性維生素，如維生素A、維生素E和類胡蘿蔔素等。油脂的改性油脂的氫化

Ni，Pt，Cu

氫化的選擇性K值的大小，實(shí)際上與催化劑及反應(yīng)條件有關(guān)油脂氫化後優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)定性↑顏色變淺風(fēng)味改變便於運(yùn)輸和貯存製造起酥油、人造奶油等。缺點(diǎn)多不飽和脂肪酸含量↓脂溶性維生素被破壞雙鍵的位移和反式異構(gòu)體的產(chǎn)生酯交換

分子內(nèi)酯交換分子間酯交換油脂的改性酯交換反應(yīng)機(jī)理

S3：三飽和甘油酯U3：三不飽和甘油酯UUU＋NaOCH3UUONaCH3＋USS2ONaSSSUUUUONa＋＋隨機(jī)酯交換

T>mp改變油脂的結(jié)晶性和稠度

定向酯交換

T<mp第四章小結(jié)第一節(jié)油脂的物理性質(zhì)第二節(jié)油脂在加工和貯藏中的氧化反應(yīng)第三節(jié)油脂在加工和貯藏中的其他化學(xué)變化第四節(jié)油脂的品質(zhì)評價(jià)第五節(jié)油脂加工中的化學(xué)

蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)在食品加工中的意義蛋白質(zhì)是食品中三大營養(yǎng)素之一蛋白質(zhì)對食品的色、香、味及組織結(jié)構(gòu)等具有重要意義一些蛋白質(zhì)具有生物活性功能，是開發(fā)功能性食品原料之一蛋白質(zhì)的分子量及其測定方法分子量：一萬到一百萬道頓之間或更大。測定方法：滲透壓法、超離心法、凝膠過濾法、聚丙烯醯胺凝膠電泳法。蛋白質(zhì)的分類

按分子形狀分：纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)按分子組成分：簡單蛋白質(zhì)、結(jié)合蛋白質(zhì)按蛋白質(zhì)的溶解度分：清蛋白、穀蛋白、球蛋白、醇溶蛋白食品中蛋白質(zhì)來源

動(dòng)物中蛋白質(zhì)；如豬肉、魚肉、雞肉、乳植物中蛋白質(zhì)：如大豆、穀物微生物中蛋白質(zhì)：酵母第一節(jié)蛋白質(zhì)在食品中的功能性質(zhì)功能性質(zhì)：在食品加工、保藏、製備和消費(fèi)期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中的性能的那些蛋白質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)。水化性質(zhì)、表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、感觀性質(zhì)功能食品蛋白質(zhì)類型溶解性飲料乳清蛋白粘度湯、調(diào)味汁明膠持水性香腸、蛋糕、肌肉蛋白，雞蛋蛋白膠凝作用肉和乳酪肌肉蛋白和乳蛋白粘結(jié)-粘合肉、香腸、麵條肌肉蛋白，雞蛋蛋白彈性肉和麵包肌肉蛋白，穀物蛋白乳化香腸、蛋糕肌肉蛋白，雞蛋蛋白泡沫霜淇淋、蛋糕雞蛋蛋白，乳清蛋白脂肪和風(fēng)味的結(jié)合油炸面圈穀物蛋白水化性質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)表面性質(zhì)感觀性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)

蛋白質(zhì)分子中帶電基團(tuán)、主鏈肽基團(tuán)、Asn、Gln的醯胺基、Ser、The和非極性殘基團(tuán)與水分子相互結(jié)合的性質(zhì)。

如分散性濕潤性、溶解性、黏度、膠凝作用、乳化和起泡性等，都取決於水-蛋白質(zhì)的相互作用。作用方式：

結(jié)合過程

化合水和鄰近水

多分子層水進(jìn)一步水化A.非水合蛋白質(zhì)B.帶電基團(tuán)的最初水合C.在接近極性和帶電部位形成水簇D.在極性表面完成水合E.非極性社區(qū)域的水合完成單分子層覆蓋F.在與蛋白質(zhì)締合的水和體相水之間架橋G.完成流體動(dòng)力學(xué)水合蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力

當(dāng)干蛋白質(zhì)粉與相對濕度為90%-95%的水蒸汽達(dá)到平衡時(shí)每克蛋白質(zhì)所結(jié)合的水的克數(shù)。

膨潤性：蛋白質(zhì)吸水充分膨脹而不溶解，這種水化性質(zhì)通常叫膨潤性?？扇苄缘鞍祝旱鞍踪|(zhì)在繼續(xù)水化中被水分散而逐漸變?yōu)槟z體溶液，具有這種水化特點(diǎn)的蛋白質(zhì)叫可溶性蛋白質(zhì)。氨基酸殘基的水合能力帶電的氨基酸殘基數(shù)目越大，水合能力越大。

各種蛋白質(zhì)的水合能力蛋白質(zhì)水合能力/(gH2O/g蛋白質(zhì)）肌紅蛋白0.44血清清蛋白0.33血紅蛋白0.62膠原蛋白0.45酪蛋白0.40卵清蛋白0.30乳清濃縮蛋白0.45-0.52大豆蛋白0.33蛋白質(zhì)水合性質(zhì)的測定方法

相對濕度法（或平衡水分含量法）溶脹法過量水法水飽和法影響蛋白質(zhì)水合性質(zhì)的環(huán)境因素

濃度濃度蛋白質(zhì)總吸水量pHpH＝

pI水合作用最低高於或低於pI，水合作用增強(qiáng)

（淨(jìng)電荷和推斥力增加）

pH9-10時(shí)水合能力較大溫度溫度蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力（變性蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力一般比天然蛋白質(zhì)高約10％）

影響蛋白質(zhì)水合性質(zhì)的環(huán)境因素鹽在低鹽濃度（＜0.2mol/L）時(shí)，離子同蛋白質(zhì)荷電基團(tuán)相互作用而降低相鄰分子的相反電荷間的靜電吸引，從而有助於蛋白質(zhì)水化和提高其溶解度，這叫鹽溶效應(yīng)。當(dāng)鹽濃度更高時(shí)，由於離子的水化作用爭奪了水，導(dǎo)致蛋白質(zhì)“脫水”，從而降低其溶解度，這叫做鹽析效應(yīng)。持水能力

是指蛋白質(zhì)吸水並將水保留在蛋白質(zhì)組織（如蛋白質(zhì)凝膠、牛肉和魚肌肉）中的能力。蛋白質(zhì)的持水能力與結(jié)合水能力呈正相關(guān)

二、溶解度蛋白質(zhì)----蛋白質(zhì)溶劑---溶劑蛋白質(zhì)----溶劑+實(shí)質(zhì)疏水相互作用

離子相互作用+蛋白質(zhì)的溶解度大小Bigelow的蛋白質(zhì)溶解度理論

氨基酸殘基平均疏水性的大小電荷頻率高低決定蛋白質(zhì)溶解度決定影響因素

pH和溶解度植物蛋白質(zhì)提取:pH8～9高度溶解

pH4.5～4.8處採用等電點(diǎn)沉澱。影響因素離子強(qiáng)度陰離子提高蛋白質(zhì)溶解度的能力按下列順序：

SO2-4＜F-＜CI-＜Br-＜I-＜CIO4-＜SCN-；陽離子降低蛋白質(zhì)溶解度的能力按下列順序：

NH4＋＜K＋＜Na＋＜Li＋＜Mg2＋＜Ca2＋。

低離子強(qiáng)度（＜0.5）——

電荷遮罩效應(yīng)

高比例疏水區(qū)域～溶解度下降高比例親水區(qū)域～溶解度提高高離子強(qiáng)度（＞1.0）——離子效應(yīng)

SO42-、F-～鹽析，溶解度降低

ClO4-、SCN-～鹽溶，提高溶解度,導(dǎo)致沉澱影響因素溫度

0～40℃溫度↑，溶解度↑＞40℃溫度↑，溶解度

一些高疏水性蛋白質(zhì)，像β-酪蛋白和一些穀類蛋白質(zhì)的溶解度卻和溫度呈負(fù)相關(guān)。影響因素有機(jī)溶劑

導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度下降或沉澱

降低水介質(zhì)的介電常數(shù)提高靜電作用力靜電斥力導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)的展開促進(jìn)氫鍵的形成和反電荷間的靜電吸引三、蛋白質(zhì)溶液的黏度理想溶液蛋白質(zhì)溶液

牛頓流體

假塑性或剪切變稀

蛋白質(zhì)切變稀釋的原因：分子朝著流動(dòng)方向逐漸取向，使磨擦阻力減少。蛋白質(zhì)的水合範(fàn)圍沿著流動(dòng)方向形變。氫鍵和其他弱鍵的斷裂導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集體或網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的解離。影響蛋白質(zhì)流體粘度特性因素：

蛋白質(zhì)分子或顆粒的表現(xiàn)直徑表現(xiàn)直徑黏度蛋白質(zhì)分子固有的特性。蛋白質(zhì)-溶劑間的相互作用。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間的相互作用。四、蛋白質(zhì)的膠凝作用蛋白質(zhì)的締合：一般是指蛋白質(zhì)在亞單位或分子水準(zhǔn)上發(fā)生的變化。聚合或聚集反應(yīng)：一般是指大的複合物的形成。聚合或聚集反應(yīng):沉澱作用：是指由於蛋白質(zhì)的溶解性完全或部分喪失而引起的聚集反應(yīng)。絮凝：是指蛋白質(zhì)未發(fā)生變性時(shí)的無規(guī)則聚集反應(yīng)，這常常是因?yàn)殒滈g的靜電排斥降低而發(fā)生的一種現(xiàn)象。凝結(jié)作用：發(fā)生變性的無規(guī)聚集反應(yīng)和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用大於蛋白質(zhì)-溶劑的相互作用引起的聚集反應(yīng)，定義為凝結(jié)作用。凝膠化作用：是指變性的蛋白質(zhì)分子聚集並形成

有序的蛋白質(zhì)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)過程。凝膠化作用機(jī)制

溶膠狀態(tài)----似凝膠狀態(tài)-----有序的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)狀態(tài)凝膠化的相互作用氫鍵、靜電相互作用——可逆凝膠（明膠）疏水相互作用——不可逆凝膠（蛋清蛋白）二硫鍵——不可逆凝膠（乳清蛋白）金屬離子的交聯(lián)相互作用兩類凝膠凝結(jié)塊（不透明）凝膠

大量非極性氨基酸殘基疏水性聚集，不溶性聚集體不可逆凝膠聚集和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成速度高於變性速度

透明凝膠

少量非極性氨基酸殘基變性時(shí)形成可溶性複合物締合速度低於變性速度在加熱後冷卻時(shí)才能凝結(jié)成凝膠形成有序的透明的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)影響蛋白質(zhì)凝膠化作用的因素氨基酸殘基的類型

高於31.5%非極性AA—凝結(jié)塊類型低於31.5%非極性AA—透明類型

pH

pI—凝結(jié)塊類凝膠極端pH—弱凝膠，半透明形成凝膠的最適pH約7～8

蛋白質(zhì)的濃度

濃度越大，越易形成凝膠

金屬離子

Ca2+強(qiáng)化了凝膠結(jié)構(gòu)過量鈣橋產(chǎn)生凝結(jié)塊五、蛋白質(zhì)的織構(gòu)化蛋白質(zhì)的織構(gòu)化是在開發(fā)利用植物蛋白和新蛋白質(zhì)中要特別強(qiáng)調(diào)的一種功能性質(zhì)。蛋白質(zhì)織構(gòu)化的方法：

熱凝結(jié)和形成薄膜纖維的形成熱塑性擠壓

麵團(tuán)的形成

麵筋蛋白（占Pr80％）麥穀蛋白：分子品質(zhì)大，二硫鍵（鏈內(nèi)、鏈間），決定麵團(tuán)的彈性、黏合性和抗張強(qiáng)度麥醇溶蛋白：鏈內(nèi)二硫鍵，促進(jìn)麵團(tuán)的流動(dòng)性、伸展性和膨脹性。過度黏結(jié)

過度延展

麵筋蛋白質(zhì)中含有的化學(xué)鍵氫鍵：穀氨醯胺、脯氨酸和絲氨酸、蘇氨酸：水吸收能力強(qiáng)，有黏性。非極性氨基酸：使蛋白相互聚集、有黏彈性和與脂肪有效結(jié)合。二硫鍵：使麵團(tuán)堅(jiān)韌。七、蛋白質(zhì)的介面性質(zhì)

是指蛋白質(zhì)能自發(fā)地遷移至汽-水界面或油-水界面的性質(zhì)。

具有介面性質(zhì)的蛋白質(zhì)必要條件：能否快速地吸附至介面能否快速地展開並在界上面再定向能否形成經(jīng)受熱和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的膜影響蛋白質(zhì)介面性質(zhì)的因素內(nèi)在因素外在因素氨基酸組成pH非極性AA與極性AA之比離子強(qiáng)度和種類疏水性基團(tuán)與親水性基團(tuán)的分佈蛋白質(zhì)濃度二級、三級和四級結(jié)構(gòu)時(shí)間二硫鍵溫度分子