食品化學復習題及答案

第2章水分習題一、填空題1從水分子結構來看，水分子中氧的_______個價電子參與雜化，形成_______個_______雜化軌道，有_______的結構。2冰在轉變成水時，凈密度_______，當接著升溫至_______時密度可達到_______，接著升溫密度漸漸_______。3液體純水的結構并不是單純的由_______構成的_______形態(tài)，通過_______的作用，形成短暫存在的_______結構。4離子效應對水的影響主要表現(xiàn)在_______、_______、_______等幾個方面。5在生物大分子的兩個部位或兩個大分子之間，由于存在可產生_______作用的基團，生物大分子之間可形成由幾個水分子所構成的_______。6當?shù)鞍踪|的非極性基團暴露在水中時，會促使疏水基團_______或發(fā)生_______，引起_______；若降低溫度，會使疏水相互作用_______，而氫鍵_______。7食品體系中的雙親分子主要有_______、_______、_______、_______、_______等，其特征是_______。當水與雙親分子親水部位_______、_______、_______、_______、_______等基團締合后，會導致雙親分子的表觀_______。8一般來說，食品中的水分可分為_______和_______兩大類。其中，前者可依據(jù)被結合的堅固程度細分為_______、_______、_______，后者可依據(jù)其食品中的物理作用方式細分為_______、_______。9食品中通常所說的水分含量，一般是指_______。10水在食品中的存在狀態(tài)主要取決于_______、_______、_______。水與不同類型溶質之間的相互作用主要表現(xiàn)在_______、_______、_______等方面。11一般來說，大多數(shù)食品的等溫線呈_______形，而水果等食品的等溫線為_______形。12吸著等溫線的制作方法主要有_______和_______兩種。對于同一樣品而言，等溫線的形態(tài)和位置主要與_______、_______、_______、_______、_______等因素有關。13食品中水分對脂質氧化存在_______和_______作用。當食品中αW值在_______左右時，水分對脂質起_______作用；當食品中αW值_______時，水分對脂質起_______作用。14食品中αW與美拉德褐變的關系表現(xiàn)出_______形態(tài)。當αW值處于_______區(qū)間時，大多數(shù)食品會發(fā)生美拉德反應；隨著αW值增大，美拉德褐變_______；接著增大αW，美拉德褐變_______。15冷凍是食品貯藏的最志向的方式，其作用主要在于_______。冷凍對反應速率的影響主要表現(xiàn)在_______和_______兩個相反的方面。16隨著食品原料的凍結、細胞內冰晶的形成，會導致細胞_______、食品汁液_______、食品結合水_______。一般可實行_______、_______等方法可降低凍結給食品帶來的不利影響。17大多數(shù)食品一般采納_______法和_______法來測定食品狀態(tài)圖，但對于簡潔的高分子體系，通常采納_______法來測定。18玻璃態(tài)時，體系黏度_______而自由體積_______，受擴散限制的反應速率_______；而在橡膠態(tài)時，其體系黏度_______而自由體積_______，受擴散限制的反應速率_______。19對于高含水量食品，其體系下的非催化慢反應屬于_______，但當溫度降低到_______和水分含量削減到_______狀態(tài)時，這些反應可能會因為黏度_______而轉變?yōu)開______。20當溫度低于Tg時，食品的限制擴散性質的穩(wěn)定性_______，若添加小分子質量的溶劑或提高溫度，食品的穩(wěn)定性_______。二、選擇題1水分子通過_______的作用可與另4個水分子配位結合形成正四面體結構。（A）范德華力（B）氫鍵（C）鹽鍵（D）二硫鍵2關于冰的結構與性質描述有誤的是_______。（A）冰是由水分子有序排列形成的結晶（B）冰結晶并非完整的晶體，通常是有方向性或離子型缺陷的。（C）食品中的冰是由純水形成的，其冰結晶形式為六方形。（D）食品中的冰晶因溶質的數(shù)量和種類等不同，可呈現(xiàn)不同形式的結晶。3稀鹽溶液中的各種離子對水的結構都有著確定程度的影響。在下述陽離子中，會破壞水的網(wǎng)狀結構效應的是_______。（A）Rb＋（B）Na+（C）Mg＋（D）Al3＋4若稀鹽溶液中含有陰離子_______，會有助于水形成網(wǎng)狀結構。（A）Cl-（B）IO3-（C）ClO4-（D）F-5食品中有機成分上極性基團不同，與水形成氫鍵的鍵合作用也有所區(qū)分。在下面這些有機分子的基團中，_______與水形成的氫鍵比較堅固。（A）蛋白質中的酰胺基（B）淀粉中的羥基（C）果膠中的羥基（D）果膠中未酯化的羧基6食品中的水分分類很多，下面哪個選項不屬于同一類_______。（A）多層水（B）化合水（C）結合水（D）毛細管水7下列食品中，哪類食品的吸著等溫線呈S型？_______（A）糖制品（B）肉類（C）咖啡提取物（D）水果8關于等溫線劃分區(qū)間內水的主要特性描述正確的是_______。（A）等溫線區(qū)間Ⅲ中的水，是食品中吸附最堅固和最不簡潔移動的水。（B）等溫線區(qū)間Ⅱ中的水牢靠氫鍵鍵合作用形成多分子結合水。（C）等溫線區(qū)間Ⅰ中的水，是食品中吸附最不堅固和最簡潔流淌的水。（D）食品的穩(wěn)定性主要與區(qū)間Ⅰ中的水有著親密的關系。9關于水分活度描述有誤的是_______。（A）αW能反應水與各種非水成分締合的強度。（B）αW比水分含量更能牢靠的預示食品的穩(wěn)定性、平安性等性質。（C）食品的αW值總在0～1之間。（D）不同溫度下αW均能用P/P0來表示。10關于BET（單分子層水）描述有誤的是_______。（A）BET在區(qū)間Ⅱ的高水分末端位置。（B）BET值可以精確的預料干燥產品最大穩(wěn)定性時的含水量。（C）該水分下除氧化反應外，其它反應仍可保持最小的速率。（D）單分子層水概念由Brunauer、Emett與Teller提出的單分子層吸附理論。11當食品中的αW值為0.40時，下面哪種情形一般不會發(fā)生？_______（A）脂質氧化速率會增大。（B）多數(shù)食品會發(fā)生美拉德反應。（C）微生物能有效繁殖（D）酶促反應速率高于αW值為0.25下的反應速率。12對食品凍結過程中出現(xiàn)的濃縮效應描述有誤的是_______（A）會使非結冰相的pH、離子強度等發(fā)生顯著變更。（B）形成低共熔混合物。（C）溶液中可能有氧和二氧化碳逸出。（D）降低了反應速率13下面對體系自由體積與分子流淌性二者敘述正確的是_______。（A）當溫度高于Tg時，體系自由體積小，分子流淌性較好。（B）通過添加小分子質量的溶劑來變更體系自由體積，可提高食品的穩(wěn)定性。（C）自由體積與Mm呈正相關，故可采納其作為預料食品穩(wěn)定性的定量指標。（D）當溫度低于Tg時，食品的限制擴散性質的穩(wěn)定性較好。14對Tg描述有誤的是_______。（A）對于低水分食品而言，其玻璃化轉變溫度一般高于0℃。（B）高水分食品或中等水分食品來說，更簡潔實現(xiàn)完全玻璃化。（C）在無其它因素影響下，水分含量是影響玻璃化轉變溫度的主要因素。（D）食品中有些碳水化合物與可溶性蛋白質對Tg有著重要的影響。15下面關于食品穩(wěn)定性描述有誤的是_______（A）食品在低于Tg溫度下貯藏，對于受擴散限制影響的食品有利。（B）食品在低于Tgˊ溫度下貯藏，對于受擴散限制影響的食品有利。（C）食品在高于Tg和Tgˊ溫度下貯藏，可提高食品的貨架期。（D）αW是推斷食品的穩(wěn)定性的有效指標。16當向水中加入哪種物質，不會出現(xiàn)疏水水合作用？_______（A）烴類（B）脂肪酸（C）無機鹽類（D）氨基酸類17對籠形化合物的微結晶描述有誤的是？_______（A）與冰晶結構相像。（B）當形成較大的晶體時，原來的多面體結構會漸漸變成四面體結構。（C）在0℃以上和適當壓力下仍能保持穩(wěn)定的晶體結構。（D）自然存在的該結構晶體，對蛋白質等生物大分子的構象、穩(wěn)定有重要作用。18鄰近水是指_______。（A）屬自由水的一種。（B）結合最堅固的、構成非水物質的水分。（C）親水基團四周結合的第一層水。（D）沒有被非水物質化學結合的水。19關于食品冰點以下溫度的αW描述正確的是_______。（A）樣品中的成分組成是影響αW的主要因素。（B）αW與樣品的成分和溫度無關。（C）αW與樣品的成分無關，只取決于溫度。（D）該溫度下的αW可用來預料冰點溫度以上的同一種食品的αW。20關于分子流淌性敘述有誤的是？_______（A）分子流淌性與食品的穩(wěn)定性親密相關。（B）分子流淌性主要受水合作用與溫度凹凸的影響。（C）相態(tài)的轉變也會影響分子流淌性。（D）一般來說，溫度越低，分子流淌性越快。三、名詞說明1離子水合作用；2疏水水合作用；3疏水相互作用；4籠形水合物；5結合水；6化合水；7狀態(tài)圖；8玻璃化轉變溫度；9自由水；10自由流淌水；11水分活度；12水分吸著等溫線；13解吸等溫線；14回吸等溫線；15滯化水；16滯后現(xiàn)象；17單分子層水。四、簡答題1簡要概括食品中的水分存在狀態(tài)。2簡述食品中結合水和自由水的性質區(qū)分。3比較冰點以上和冰點以下溫度的αW差異。4MSI在食品工業(yè)上的意義。5滯后現(xiàn)象產生的主要緣由。6簡要說明αW比水分含量能更好的反映食品穩(wěn)定性的緣由。7簡述食品中αW與化學與酶促反應之間的關系。8簡述食品中αW與脂質氧化反應的關系。9簡述食品中αW與美拉德褐變的關系。10分子流淌性的影響因素。五、論述題1請論述食品中水分與溶質間的相互作用。2論述水分活度與溫度的關系。3請論述水分活度與食品穩(wěn)定性之間的聯(lián)系。4論述冰在食品穩(wěn)定性中的作用。5論述分子流淌性、狀態(tài)圖與食品穩(wěn)定性的關系。第2章水分習題答案一、填空題16；4；SP3；近似四面體2增大；3.98℃；最大值；下降3氫鍵；四面體；H-橋；多變形4變更水的結構；影響水的介電常數(shù)；影響水對其他非水溶質和懸浮物質的相容程度5氫鍵；水橋6締合；疏水相互作用；蛋白質折疊；變弱；增加7脂肪酸鹽；蛋白脂質；糖脂；極性脂類；核酸；同一分子中同時存在親水和疏水基團；羧基；羥基；磷酸基；羰基；含氮基團；增溶8自由水；結合水；化合水；鄰近水；多層水；滯化水；毛細管水9常壓下，100～105℃條件下恒重后受試食品的削減量10自然食品組織；加工食品中的化學成分；化學成分的物理狀態(tài)；離子和離子基團的相互作用；與非極性物質的相互作用；與雙親分子的相互作用11S；J12解吸等溫線；回吸等溫線；試樣的組成；物理結構；預處理；溫度；制作方法13促進；抑制；0.35；抑制氧化；＞0.35；促進氧化14鐘形曲線；0.3~0.7；增大至最高點；下降15低溫；降低溫度使反應變得特別緩慢；冷凍產生的濃縮效應加速反應速率16結構破壞；流失；削減；速凍；添加抗冷凍劑17動態(tài)機械分析（DMA）；動態(tài)機械熱分析（DMTA）；差示掃描量熱法（DSC）18較高；較小；明顯降低；顯著增大；增大；加快19非限制擴散；冰點以下；溶質飽和或過飽和；增大；限制性擴散反應20較好；降低二、選擇題1B；2C；3A；4D；5D；6D；7B；8B；9D；10A11C；12D；13D；14B；15C；16C；17B；18C；19C；20D三、名詞說明1離子水合作用在水中添加可解離的溶質，會使純水通過氫鍵鍵合形成的四面體排列的正常結構遭到破壞，對于不具有氫鍵受體和給體的簡潔無機離子，它們與水的相互作用僅僅是離子-偶極的極性結合。這種作用通常被稱為離子水合作用。2疏水水合作用向水中加入疏水性物質，如烴、脂肪酸等，由于它們與水分子產生斥力，從而使疏水基團旁邊的水分子之間的氫鍵鍵合增加，處于這種狀態(tài)的水與純水結構相像，甚至比純水的結構更為有序，使得熵下降，此過程被稱為疏水水合作用。3疏水相互作用假如在水體系中存在多個分別的疏水性基團，則疏水基團之間相互聚集，從而使它們與水的接觸面積減小，此過程被稱為疏水相互作用。4籠形水合物指的是水通過氫鍵鍵合形成像籠一樣的結構，通過物理作用方式將非極性物質截留在籠中。通常被截留的物質稱為“客體”，而水稱為“宿主”。5結合水通常是指存在于溶質或其它非水成分旁邊的、與溶質分子之間通過化學鍵結合的那部分水。6化合水是指那些結合最堅固的、構成非水物質組成的那些水。7狀態(tài)圖就是描述不同含水量的食品在不同溫度下所處的物理狀態(tài)，它包括了平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)的信息。8玻璃化轉變溫度對于低水分食品，其玻璃化轉變溫度一般大于0℃，稱為Tg；對于高水分或中等水分食品，除了微小的食品，降溫速率不行能達到很高，因此一般不能實現(xiàn)完全玻璃化，此時玻璃化轉變溫度指的是最大凍結濃縮溶液發(fā)生玻璃化轉變時的溫度，定義為Tg′。9自由水又稱游離水或體相水，是指那些沒有被非水物質化學結合的水，主要是通過一些物理作用而滯留的水。10自由流淌水指的是動物的血漿、植物的導管和細胞內液泡中的水，由于它可以自由流淌，所以被稱為自由流淌水。11水分活度水分活度能反應水與各種非水成分締合的強度，其定義可用下式表示：其中，P為某種食品在密閉容器中達到平衡狀態(tài)時的水蒸汽分壓；P0表示在同一溫度下純水的飽和蒸汽壓；ERH是食品樣品四周的空氣平衡相對濕度。12水分吸著等溫線在恒溫條件下，食品的含水量（用每單位干物質質量中水的質量表示）與αW的關系曲線。13解吸等溫線對于高水分食品，通過測定脫水過程中水分含量與αW的關系而得到的吸著等溫線，稱為解吸等溫線。14回吸等溫線對于低水分食品，通過向干燥的樣品中漸漸加水來測定加水過程中水分含量與αW的關系而得到的吸著等溫線，稱為回吸等溫線。15滯化水是指被組織中的顯微結構和亞顯微結構與膜所阻留的水，由于這部分水不能自由流淌，所以稱為滯化水或不移動水。16滯后現(xiàn)象MSI的制作有兩種方法，即采納回吸或解吸的方法繪制的MSI，同一食品按這兩種方法制作的MSI圖形并不一樣，不相互重疊，這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。17單分子層水在MSI區(qū)間Ⅰ的高水分末端（區(qū)間Ⅰ和區(qū)間Ⅱ的分界線，αW=0.2~0.3）位置的這部分水，通常是在干物質可接近的強極性基團四周形成1個單分子層所需水的近似量，稱為食品的“單分子層水（BET）”。四、簡答題1簡要概括食品中的水分存在狀態(tài)。食品中的水分有著多種存在狀態(tài)，一般可將食品中的水分分為自由水（或稱游離水、體相水）和結合水（或稱束縛水、固定水）。其中，結合水又可依據(jù)被結合的堅固程度，可細分為化合水、鄰近水、多層水；自由水可依據(jù)這部分水在食品中的物理作用方式也可細分為滯化水、毛細管水、自由流淌水。但強調的是上述對食品中的水分劃分只是相對的。2簡述食品中結合水和自由水的性質區(qū)分？食品中結合水和自由水的性質區(qū)分主要在于以下幾個方面：⑴食品中結合水與非水成分締合強度大，其蒸汽壓也比自由水低得很多，隨著食品中非水成分的不同，結合水的量也不同，要想將結合水從食品中除去，須要的能量比自由水高得多，且假如強行將結合水從食品中除去，食品的風味、質構等性質也將發(fā)生不行逆的變更；⑵結合水的冰點比自由水低得多，這也是植物的種子與微生物孢子由于幾乎不含自由水，可在較低溫度生存的緣由之一；而多汁的果蔬，由于自由水較多，冰點相對較高，且易結冰破壞其組織；⑶結合水不能作為溶質的溶劑；⑷自由水能被微生物所利用，結合水則不能，所以自由水較多的食品簡潔腐敗。3比較冰點以上和冰點以下溫度的αW差異。在比較冰點以上和冰點以下溫度的αW時，應留意以下三點：⑴在冰點溫度以上，αW是樣品成分和溫度的函數(shù)，成分是影響αW的主要因素。但在冰點溫度以下時，αW與樣品的成分無關，只取決于溫度，也就是說在有冰相存在時，αW不受體系中所含溶質種類和比例的影響，因此不能依據(jù)αW值來精確地預料在冰點以下溫度時的體系中溶質的種類與其含量對體系變更所產生的影響。所以，在低于冰點溫度時用αW值作為食品體系中可能發(fā)生的物理化學和生理變更的指標，遠不如在高于冰點溫度時更有應用價值；⑵食品冰點溫度以上和冰點溫度以下時的αW值的大小對食品穩(wěn)定性的影響是不同的；⑶低于食品冰點溫度時的αW不能用來預料冰點溫度以上的同一種食品的αW。4MSI在食品工業(yè)上的意義MSI即水分吸著等溫線，其含義為在恒溫條件下，食品的含水量（每單位干物質質量中水的質量表示）與αW的關系曲線。它在食品工業(yè)上的意義在于：⑴在濃縮和干燥過程中樣品脫水的難易程度與αW有關；⑵配制混合食品必需避開水分在配料之間的轉移；⑶測定包裝材料的阻濕性的必要性；⑷測定什么樣的水分含量能夠抑制微生物的生長；⑸預料食品的化學和物理穩(wěn)定性與水分的含量關系。5滯后現(xiàn)象產生的主要緣由。MSI的制作有兩種方法，即采納回吸或解吸的方法繪制的MSI，同一食品按這兩種方法制作的MSI圖形并不一樣，不相互重疊，這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。產生滯后現(xiàn)象的緣由主要有：⑴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；⑵不規(guī)則形態(tài)產生毛細管現(xiàn)象的部位，欲填滿或抽空水分需不同的蒸汽壓；⑶解吸作用時，因組織變更，當再吸水時無法緊密結合水，由此可導致回吸相同水分含量時處于較高的αW；⑷溫度、解吸的速度和程度與食品類型等都影響滯后環(huán)的形態(tài)。6簡要說明αW比水分含量能更好的反映食品的穩(wěn)定性的緣由。αW比用水分含量能更好地反映食品的穩(wěn)定性，究其緣由與下列因素有關：（1）αW對微生物生長有更為親密的關系；（2）αW與引起食品品質下降的諸多化學反應、酶促反應與質構變更有高度的相關性；（3）用αW比用水分含量更清晰地表示水分在不同區(qū)域移動狀況；（4）從MSI圖中所示的單分子層水的αW（0.20~0.30）所對應的水分含量是干燥食品的最佳要求；（5）αW比水分含量易測，且又不破壞試樣。7簡述食品中αW與化學與酶促反應之間的關系。αW與化學與酶促反應之間的關系較為困難，主要由于食品中水分通過多種途徑參與其反應：⑴水分不僅參與其反應，而且由于伴隨水分的移動促使各反應的進行；⑵通過與極性基團與離子基團的水合作用影響它們的反應；⑶通過與生物大分子的水合作用和溶脹作用，使其暴露出新的作用位點；⑷高含量的水由于稀釋作用可減慢反應。8簡述食品中αW與脂質氧化反應的關系。食品水分對脂質氧化既有促進作用，又有抑制作用。當食品中水分處在單分子層水（αW＝0.35左右）時，可抑制氧化作用，其緣由可能在于：⑴覆蓋了可氧化的部位，阻擋它與氧的接觸；⑵與金屬離子的水合作用，消退了由金屬離子引發(fā)的氧化作用；⑶與氫過氧化合物的氫鍵結合，抑制了由此引發(fā)的氧化作用；⑷促進了游離基間相互結合，由此抑制了游離基在脂質氧化中鏈式反應。當食品中αW＞0.35時，水分對脂質氧化起促進作用，其緣由可能在于：⑴水分的溶劑化作用，使反應物和產物便于移動，有利于氧化作用的進行；⑵水分對生物大分子的溶脹作用，暴露出新的氧化部位，有利于氧化的進行。9簡述食品中αW與美拉德褐變的關系。食品中αW與美拉德褐變的關系表現(xiàn)出一種鐘形曲線形態(tài)，當食品中αW＝0.3~0.7時，多數(shù)食品會發(fā)生美拉德褐變反應，造成食品中αW與美拉德褐變的鐘形曲線形態(tài)的主要緣由在于：雖然高于BHT單分子層αW以后美拉德褐變就可進行，但αW較低時，水多呈水-水和水-溶質的氫鍵鍵合作用與鄰近的分子締合作用不利于反應物和反應產物的移動，限制了美拉德褐變的進行。隨著αW增大，有利于反應物和產物的移動，美拉德褐變增大至最高點，但αW接著增大，反應物被稀釋，美拉德褐變下降。10分子流淌性的影響因素。分子流淌性指的是與食品貯存期間的穩(wěn)定性和加工性能有關的分子運動形式，它涵蓋了以下分子運動形式：由分子的液態(tài)移動或機械拉伸作用導致其分子的移動或變型；由化學電位勢或電場的差異所造成的液劑或溶質的移動；由分子擴散所產生的布朗運動或原子基團的轉動；在某一容器或管道中反應物之間相互移動性，還促進了分子的交聯(lián)、化學的或酶促的反應的進行。分子流淌性主要受水合作用大小與溫度凹凸的影響，水分含量的多少和水與非水成分之間作用，確定了全部的處在液相狀態(tài)成分的流淌特性，溫度越高分子流淌越快；另外相態(tài)的轉變也可提高分子流淌性。五、論述題1論述食品中水分與溶質間的相互作用。食品中水分與溶質間的相互作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：⑴水與離子和離子基團的相互作用：在水中添加可解離的溶質，會破壞純水的正常結構，這種作用稱為離子水合作用。但在不同的稀鹽溶液中，離子對水結構的影響是有差異的。某些離子如K+、Rb+、Cs+、Cl-等具有破壞水的網(wǎng)狀結構效應，而另一類電場強度較強、離子半徑小的離子或多價離子則有助于水形成網(wǎng)狀結構，如Li+、Na+、H3O+、F-等。離子的效應不僅僅變更水的結構，而且影響水的介電常數(shù)、水對其它非水溶質和懸浮物質的相容程度。⑵水與具有氫鍵鍵合實力的中性基團的相互作用：食品中蛋白質、淀粉、果膠等成分含有大量的具有氫鍵鍵合實力的中性基團，它們可與水分子通過氫鍵鍵合。水與這些溶質之間的氫鍵鍵合作用比水與離子之間的相互作用弱，與水分子之間的氫鍵相近，且各種有機成分上的極性基團不同，與水形成氫鍵的鍵合作用強弱也有區(qū)分。⑶水與非極性物質的相互作用：向水中加入疏水性物質，如烴、稀有氣體與引入脂肪酸、氨基酸、蛋白質的非極性基團，由于它們與水分子產生斥力，從而使疏水基團旁邊的水分子之間的氫鍵鍵合作用增加，此過程稱為疏水水合作用；當水體系存在有多個分別的疏水基團，則疏水基團之間相互聚集，此過程稱為疏水相互作用。⑷水與雙親分子的相互作用：水能作為雙親分子的分散介質，在食品體系中，水與脂肪酸鹽、蛋白脂質、糖脂、極性脂類、核酸類，這些雙親分子親水部位羧基、羥基、磷酸基或含氮基團的締合導致雙親分子的表觀“增溶”。2論述水分活度與溫度的關系。⑴當溫度處于冰點以上時，水分活度與溫度的關系可以用下式來表示：式中T為確定溫度；R為氣體常數(shù)；△H為樣品中水分的等量凈吸著熱；κ的意義表示為：若以lnαW對1/T作圖，可以發(fā)覺其應當是一條直線，即水分含量確定時，在確定的溫度范圍內，αW隨著溫度提高而增加。⑵當溫度處于冰點以下時，水分活度與溫度的關系應用下式來表示：式中Pff表示未完全冷凍的食品中水的蒸汽分壓；P0(SCW)表示過冷的純水蒸汽壓；Pice表示純冰的蒸汽壓。在冰點溫度以下的αW值都是相同的。3論述水分活度與食品穩(wěn)定性之間的聯(lián)系。水分活度比水分含量能更好的反映食品的穩(wěn)定性，具體說來，主要表現(xiàn)在以下幾點：⑴食品中αW與微生物生長的關系：αW對微生物生長有著親密的聯(lián)系，細菌生長須要的αW較高，而霉菌須要的αW較低，當αW低于0.5后，全部的微生物幾乎不能生長。⑵食品中αW與化學與酶促反應關系：αW與化學與酶促反應之間的關系較為困難，主要由于食品中水分通過多種途徑參與其反應：①水分不僅參與其反應，而且由于伴隨水分的移動促使各反應的進行；②通過與極性基團與離子基團的水合作用影響它們的反應；③通過與生物大分子的水合作用和溶脹作用，使其暴露出新的作用位點；④高含量的水由于稀釋作用可減慢反應。⑶食品中αW與脂質氧化反應的關系：食品水分對脂質氧化既有促進作用，又有抑制作用。當食品中水分處在單分子層水（αW＝0.35左右）時，可抑制氧化作用。當食品中αW＞0.35時，水分對脂質氧化起促進作用。⑷食品中αW與美拉德褐變的關系：食品中αW與美拉德褐變的關系表現(xiàn)出一種鐘形曲線形態(tài)，當食品中αW＝0.3~0.7時，多數(shù)食品會發(fā)生美拉德褐變反應，隨著αW增大，有利于反應物和產物的移動，美拉德褐變增大至最高點，但αW接著增大，反應物被稀釋，美拉德褐變下降。4論述冰在食品穩(wěn)定性中的作用。冷凍是保藏大多數(shù)食品最志向的方法，其作用主要在于低溫，而是因為形成冰。食品凍結后會伴隨濃縮效應，這將引起非結冰相的pH、可滴定酸、離子強度、黏度、冰點等發(fā)生明顯的變更。此外，還將形成低共熔混合物，溶液中有氧和二氧化碳逸出，水的結構和水與溶質間的相互作用也猛烈變更，同時大分子更加緊密地聚集在一起，使之相互作用的可能性增大。冷凍對反應速率有兩個相反的影響，即降低溫度使反應變得緩慢，而冷凍所產生的濃縮效應有時候會導致反應速率的增大。隨著食品原料的凍結、細胞內冰晶的形成，將破壞細胞的結構，細胞壁發(fā)朝氣械損傷，解凍時細胞內的物質會移至細胞外，致使食品汁液流失，結合水削減，使一些食物凍結后失去飽滿性、膨脹性和脆性，會對食品質量造成不利影響。實行速凍、添加抗冷凍劑等方法可降低食品在凍結中的不利影響，更有利于凍結食品保持原有的色、香、味和品質。5論述分子流淌性、狀態(tài)圖與食品穩(wěn)定性的關系。⑴溫度、分子流淌性與食品穩(wěn)定性的關系：在溫度10～100℃范圍內，對于存在無定形區(qū)的食品，溫度與分子流淌性和分子黏度之間顯示出較好的相關性。大多數(shù)分子在Tg或低于Tg溫度時呈‘橡膠態(tài)’或‘玻璃態(tài)’，它的流淌性被抑制。也就是說，使無定形區(qū)的食品處在低于Tg溫度，可提高食品的穩(wěn)定性。⑵食品的玻璃化轉變溫度與穩(wěn)定性：凡是含有無定形區(qū)或在冷凍時形成無定形區(qū)的食品，都具有玻璃化轉變溫度Tg或某一范圍的Tg。從而，可以依據(jù)Mm和Tg的關系估計這類物質的限制性擴散穩(wěn)定性，通常在Tg以下，Mm和全部的限制性擴散反應（包括很多變質反應）將受到嚴格的限制。因此，如食品的貯存溫度低于Tg時，其穩(wěn)定性就較好。⑶依據(jù)狀態(tài)圖推斷食品的穩(wěn)定性：一般說來，在估計由擴散限制的性質，如冷凍食品的理化性質，冷凍干燥的最佳條件和包括結晶作用、凝膠作用和淀粉老化等物理變更時，應用Mm的方法較為有效，但在不含冰的食品中非擴散與微生物生長方面，應用αW來推斷食品的穩(wěn)定性效果較好。第3章碳水化合物習題一、填空題1碳水化合物依據(jù)其組成中單糖的數(shù)量可分為_______、_______、和_______。2單糖依據(jù)官能團的特點分為_______和_______，寡糖一般是由_______個單糖分子縮合而成，多糖聚合度大于_______，依據(jù)組成多糖的單糖種類，多糖分為_______或_______。3依據(jù)多糖的來源，多糖分為_______、_______和_______；依據(jù)多糖在生物體內的功能，多糖分為_______、_______和_______，一般多糖衍生物稱為_______。4糖原是一種_______，主要存在于_______和_______中，淀粉對食品的甜味沒有貢獻，只有水解成_______或_______才對食品的甜味起作用。5糖醇指由糖經(jīng)氫化還原后的_______，按其結構可分為_______和_______。6肌醇是環(huán)己六醇，結構上可以排出_______個立體異構體，肌醇異構體中具有生物活性的只有_______，肌醇通常以_______存在于動物組織中，同時多與磷酸結合形成_______，在高等植物中，肌醇的六個羥基都成磷酸酯，即_______。7糖苷是單糖的半縮醛上_______與_______縮合形成的化合物。糖苷的非糖部分稱為_______或_______，連接糖基與配基的鍵稱_______。依據(jù)苷鍵的不同，糖苷可分為_______、_______和_______等。8多糖的形態(tài)有_______和_______兩種，多糖可由一種或幾種單糖單位組成，前者稱為_______，后者稱為_______。9大分子多糖溶液都有確定的黏稠性，其溶液的黏度取決于分子的_______、_______、_______和溶液中的_______。10蔗糖水解稱為_______，生成等物質的量_______和_______的混合物稱為轉化糖。11含有游離醛基的醛糖或能產生醛基的酮糖都是_______，在堿性條件下，有弱的氧化劑存在時被氧化成_______，有強的氧化劑存在時被氧化成_______。12凝膠具有二重性，既有_______的某些特性，又有_______的某些屬性。凝膠不像連續(xù)液體那樣完全具有_______，也不像有序固體具有明顯的_______，而是一種能保持確定_______，可顯著反抗外界應力作用，具有黏性液體某些特性的黏彈性_______。13糖的熱分解產物有_______、_______、_______、_______、_______、酸和酯類等。14非酶褐變的類型包括：_______、_______、_______、_______等四類。15通常將酯化度大于_______的果膠稱為高甲氧基果膠，酯化度低于_______的是低甲氧基果膠。果膠酯酸是甲酯化程度_______的果膠，水溶性果膠酯酸稱為_______果膠，果膠酯酸在果膠甲酯酶的持續(xù)作用下，甲酯基可全部除去，形成_______。16高甲氧基果膠必需在_______pH值和_______糖濃度中可形成凝膠，一般要求果膠含量小于_______％，蔗糖濃度_______％～75％，pH2.8～_______。17膳食纖維按在水中的溶解實力分為_______和_______膳食纖維。按來源分為_______、_______和_______膳食纖維。18機體在代謝過程中產生的自由基有_______自由基、_______自由基、_______自由基，膳食纖維中的_______、_______類物質具有清除這些自由基的實力。19甲殼低聚糖在食品工業(yè)中的應用：作為人體腸道的_______、功能性_______、食品_______、果蔬食品的_______、可以促進_______的汲取。20瓊脂除作為一種_______類膳食纖維，還可作果凍布丁等食品的_______、_______、_______、固定化細胞的_______，也可涼拌干脆食用，是優(yōu)質的_______食品。二、選擇題1依據(jù)化學結構和化學性質，碳水化合物是屬于一類_______的化合物。（A）多羥基酸（B）多羥基醛或酮（C）多羥基醚（D）多羧基醛或酮2糖苷的溶解性能與_______有很大關系。（A）苷鍵（B）配體（C）單糖（D）多糖3淀粉溶液凍結時形成兩相體系，一相為結晶水，另一相是_______。（A）結晶體（B）無定形體（C）玻璃態(tài)（D）冰晶態(tài)4一次攝入大量苦杏仁易引起中毒，是由于苦杏仁苷在體內徹底水解產生_______，導致中毒。（A）D－葡萄糖（B）氫氰酸（C）苯甲醛（D）硫氰酸5多糖分子在溶液中的形態(tài)是圍繞糖基連接鍵振動的結果，一般呈無序的_______狀。（A）無規(guī)線團（B）無規(guī)樹杈（C）犬牙交織鐵軌（D）曲折河流6噴霧或冷凍干燥脫水食品中的碳水化合物隨著脫水的進行，使糖－水的相互作用轉變成_______的相互作用。（A）糖－風味劑（B）糖－呈色劑（C）糖－膠凝劑（D）糖－干燥劑7環(huán)糊精由于內部呈非極性環(huán)境，能有效地截留非極性的_______和其他小分子化合物。（A）有色成分（B）無色成分（C）揮發(fā)性成分（D）風味成分8碳水化合物在非酶褐變過程中除了產生深顏色_______色素外，還產生了多種揮發(fā)性物質。（A）黑色（B）褐色（C）類黑精（D）類褐精9褐變產物除了能使食品產生風味外，它本身可能具有特殊的風味或者增加其他的風味，具有這種雙重作用的焦糖化產物是_______。（A）乙基麥芽酚和丁基麥芽酚（B）麥芽酚和乙基麥芽酚（C）愈創(chuàng)木酚和麥芽酚（D）麥芽糖和乙基麥芽酚10糖醇的甜度除了_______的甜度和蔗糖相近外，其他糖醇的甜度均比蔗糖低。（A）木糖醇（B）甘露醇（C）山梨醇（D）乳糖醇11甲殼低聚糖是一類由N－乙酰－（D）－氨基葡萄糖或D－氨基葡萄糖通過_______糖苷鍵連接起來的低聚合度的水溶性氨基葡聚糖。（A）α－1，4（B）β－1，4（C）α－1，6（D）β－1，612卡拉膠形成的凝膠是_______，即加熱凝合溶化成溶液，溶液放冷時，又形成凝膠。（A）熱可逆的（B）熱不行逆的（C）熱變性的（D）熱不變性的13硒化卡拉膠是由_______與卡拉膠反應制得。（A）亞硒酸鈣（B）亞硒酸鉀（C）亞硒酸鐵（D）亞硒酸鈉14褐藻膠是由_______結合成的大分子線性聚合物，大多是以鈉鹽形式存在。（A）醛糖（B）酮糖（C）糖醛酸（D）糖醇15兒茶素按其結構，至少包括有A、B、C三個核，其母核是_______衍生物。（A）β－苯基苯并吡喃（B）α－苯基苯并吡喃；（C）β－苯基苯并咪唑（D）α－苯基苯并咪唑16食品中丙烯酰胺主要來源于_______加工過程。（A）高壓（B）低壓（C）高溫（D）低溫17低聚木糖是由2～7個木糖以_______糖苷鍵結合而成。（A）α（1→6）（B）β（1→6）（C）α（1→4）（D）β（1→4）18馬鈴薯淀粉在水中加熱可形成特別黏的_______溶液。（A）透亮（B）不透亮（C）半透亮（D）白色19淀粉糊化的本質就是淀粉微觀結構_______。（A）從結晶轉變成非結晶（B）從非結晶轉變成結晶；（C）從有序轉變成無序（D）從無序轉變成有序20N-糖苷在水中不穩(wěn)定，通過一系列困難反應產生有色物質，這些反應是引起_______的主要緣由。（A）美拉德褐變（B）焦糖化褐變（C）抗壞血酸褐變（D）酚類成分褐變三、名詞說明1多糖復合物；2環(huán)狀糊精；3多糖結合水；4果葡糖漿；5黏度；6多糖膠凝作用；7非酶褐變；8美拉德反應；9焦糖化褐變；10淀粉的糊化；11淀粉的老化；12海藻硒多糖；13交聯(lián)淀粉；14低黏度變性淀粉；15預糊化淀粉；16氧化淀粉；17膳食纖維；18糖原；19纖維素；20微晶纖維素四、簡答題1簡述碳水化合物與食品質量的關系。2碳水化合物吸濕性和保濕性在食品中的作用。3膳食纖維的平安性。4蔗糖形成焦糖素的反應歷程。5抗壞血酸褐變的反應歷程。6請簡述淀粉糊化與其階段。7淀粉老化與影響因素。8影響淀粉糊化的因素有哪些。9殼聚糖在食品工業(yè)中的應用。10美拉德反應的歷程。五、論述題1膳食纖維的理化特性。2試述非酶褐變對食品質量的影響。3非酶褐變反應的影響因素和限制方法。4食品中主要的功能性低聚糖與其作用。5膳食纖維的生理功能。第3章碳水化合物習題答案一、填空題1單糖；寡糖；多糖2醛糖；酮醣；2～10；10；均多糖；雜多糖3植物多糖；動物多糖；微生物多糖；結構性多糖；貯藏性多糖；功能性多糖；多糖復合物4葡聚糖；肌肉；肝臟；低聚糖；葡萄糖5多元醇；單糖醇；雙糖醇6九；?。〈?；游離形式；磷酸肌醇；肌醇六磷酸7羥基；非糖物質；配基；非糖體；苷鍵；含氧糖苷；含氮糖苷；含硫糖苷8直鏈；支鏈；均多糖；雜多糖9大??；形態(tài)；所帶凈電荷；構象10轉化；葡萄糖；果糖11還原糖；醛糖酸；醛糖二酸12固體；液體；流淌性；剛性；形態(tài)；半固體13吡喃酮；呋喃；呋喃酮；內酯；羰基化合物14美拉德反應；焦糖化褐變；抗壞血酸褐變；酚類物質褐變1550％；50％；不太高；低甲氧基；果膠酸16低；高；1；58；3.517水溶性；水不溶性；植物類；動物類；合成類18超氧離子；羥；氫過氧；黃酮；多糖19微生態(tài)調整劑；甜味劑；防腐劑；保鮮；鈣20海藻；凝固劑；穩(wěn)定劑；增稠劑；載體；低熱量二、選擇題1B；2B；3C；4B；5A；6A；7D；8C；9B；10A；11B；12A；13D；14C；15B；16C；17D；18A；19C；20A三、名詞說明1多糖復合物多糖上有很多羥基，這些羥基可與肽鏈結合，形成糖蛋白或蛋白多糖，與脂類結合可形成脂多糖，與硫酸結合而含有硫酸基，形成硫酸酯化多糖；多糖上的羥基還能與一些過渡金屬元素結合，形成金屬元素結合多糖，一般把上述這些多糖衍生物稱為多糖復合物。2環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精是由6～8個D－吡喃葡萄糖通過α－1，4糖苷鍵連接而成的低聚物。由6個糖單位組成的稱為α－環(huán)狀糊精，由7個糖單位組成的稱為β－環(huán)狀糊精，由8個糖單位組成的稱為γ－環(huán)狀糊精。3多糖結合水與多糖的羥基通過氫鍵結合的水被稱為水合水或結合水，這部分水由于使多糖分子溶劑化而自身運動受到限制，通常這種水不會結冰，也稱為塑化水。4果葡糖漿工業(yè)上采納α－淀粉酶和葡萄糖糖化酶水解玉米淀粉得到近乎純的D－葡萄糖。然后用異構酶使D－葡萄糖異構化，形成由54％D－葡萄糖和42％D－果糖組成的平衡混合物，稱為果葡糖漿。5黏度黏度是表征流體流淌時所受內摩擦阻力大小的物理量，是流體在受剪切應力作用時表現(xiàn)的特性。黏度常用毛細管黏度計、旋轉黏度計、落球式黏度計和振動式黏度計等來測定。6多糖膠凝作用在食品加工中，多糖或蛋白質等大分子，可通過氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋接、纏結或共價鍵等相互作用，形成海綿狀的三維網(wǎng)狀凝膠結構。網(wǎng)孔中充溢著液相，液相是由較小分子質量的溶質和部分高聚物組成的水溶液。7非酶褐變非酶褐變反應主要是碳水化合物在熱的作用下發(fā)生的一系列化學反應，產生了大量的有色成分和無色的成分，或揮發(fā)性和非揮發(fā)性成分。由于非酶褐變反應的結果使食品產生了褐色，故將這類反應統(tǒng)稱為非酶褐變反應。就碳水化合物而言，非酶褐變反應包括美拉德反應、膠糖化褐變、抗壞血酸褐變和酚類成分的褐變。8美拉德反應主要是指還原糖與氨基酸、蛋白質之間的困難反應，反應過程中形成的醛類、醇類可發(fā)生縮和作用產生醛醇類與脫氮聚合物類，最終形成含氮的棕色聚合物或共聚物類黑素，以與一些需宜和非需宜的風味物質。9焦糖化褐變糖類在沒有含氨基化合物存在時，加熱到熔點以上也會變?yōu)楹诤值纳匚镔|，這種作用稱為焦糖化作用。溫柔加熱或初期熱分解能引起糖異頭移位、環(huán)的大小變更和糖苷鍵斷裂以與生成新的糖苷鍵。但是，熱分解由于脫水引起左旋葡聚糖的形成或者在糖環(huán)中形成雙鍵，后者可產生不飽和的環(huán)狀中間體，如呋喃環(huán)。10淀粉的糊化淀粉分子結構上羥基之間通過氫鍵締合形成完整的淀粉粒不溶于冷水，能可逆地吸水并略微溶脹。假如給水中淀粉粒加熱，則隨著溫度上升淀粉分子之間的氫鍵斷裂，因而淀粉分子有更多的位點可以和水分子發(fā)生氫鍵締合。水滲入淀粉粒。使更多和更長的淀粉分子鏈分別，導致結構的混亂度增大，同時結晶區(qū)的數(shù)目和大小均減小，接著加熱，淀粉發(fā)生不行逆溶脹。此時支鏈淀粉由于水合作用而出現(xiàn)無規(guī)卷曲，淀粉分子的有序結構受到破壞，最終完全成為無序狀態(tài)，雙折射和結晶結構也完全消逝，淀粉的這個過程稱為糊化。11淀粉的老化熱的淀粉糊冷卻時，通常形成黏彈性的凝膠，凝膠中聯(lián)結區(qū)的形成表明淀粉分子起先結晶，并失去溶解性。通常將淀粉糊冷卻或貯存時，淀粉分子通過氫鍵相互作用產生沉淀或不溶解的現(xiàn)象，稱作淀粉的老化。淀粉的老化實質上是一個再結晶的過程。12海藻硒多糖是硒同海藻多糖分子結合形成的新型有機硒化物。目前探討的海藻硒多糖主要有：硒化卡拉膠、微藻硒多糖和單細胞綠藻硒多糖等幾種，其中硒可能以－SeH和硒酸酯兩種形式存在。13交聯(lián)淀粉是由淀粉與含有雙或多官能團的試劑反應生成的衍生物。兩條相鄰的淀粉鏈各有一個羥基被酯化，因此，在毗鄰的淀粉鏈之間可形成一個化學橋鍵，這類淀粉稱為交聯(lián)淀粉。這種由淀粉鏈之間形成的共價鍵能阻擋淀粉粒溶脹，對熱和振動的穩(wěn)定性更大。14低黏度變性淀粉低于糊化溫度時的酸水解，在淀粉粒的無定形區(qū)發(fā)生，剩下較完整的結晶區(qū)。淀粉經(jīng)酸處理后，生成在冷水中不易溶解而易溶于沸水的產品。這種稱為低黏度變性淀粉或酸變性淀粉。15預糊化淀粉淀粉懸浮液在高于糊化溫度下加熱，快速干燥脫水后，即得到可溶于冷水和能發(fā)生膠凝的淀粉產品。預糊化淀粉冷水可溶，省去了食品蒸煮的步驟，且原料豐富，價格低，比其他食品添加劑經(jīng)濟，故常用于便利食品中。16氧化淀粉淀粉水懸浮液與次氯酸鈉在低于糊化溫度下反應發(fā)生水解和氧化，生成的氧化產物平均每25～50個葡萄糖殘基有一個羧基，氧化淀粉用于色拉調味料和蛋黃醬等較低黏度的填充料，但它不同于低黏度變性淀粉，既不易老化也不能凝合成不透亮的凝膠。17膳食纖維凡是不能被人體內源酶消化汲取的可食用植物細胞、多糖、木質素以與相關物質的總和。18糖原糖原又稱動物淀粉，是肌肉和肝臟組織中的主要儲存的碳水化合物，是同聚糖，與支鏈淀粉的結構相像，含α-D-1，4和α-D-1，6糖苷鍵。19纖維素纖維素是植物細胞壁的主要結構成分，通常與半纖維素、果膠和木質素結合在一起，是由D－吡喃葡萄糖通過β-D-1，4糖苷鍵連接構成的線形同聚糖。20微晶纖維素纖維素有無定形區(qū)和結晶區(qū)之分，無定形區(qū)簡潔受溶劑和化學試劑的作用，在此過程中無定形區(qū)被酸水解，剩下很小的耐酸結晶區(qū)，這種（產物分子量一般在30～50k）商業(yè)上叫做微晶纖維素，常用在低熱量食品加工中作填充劑和流變限制劑。四、簡答題1簡述碳水化合物與食品質量的關系。碳水化合物是食品中主要組成分子，碳水化合物對食品的養(yǎng)分、色澤、口感、質構與某些食品功能等都有親密關系。（1）碳水化合物是人類養(yǎng)分的基本物質之一。人體所須要的能量中有70%左右是由糖供應的。（2）具有游離醛基或酮基的還原糖在熱作用下可與食品中其它成分，如氨基化合物反應而形成確定色澤；在水分較少狀況下加熱，糖類在無氨基化合物存在狀況也可產生有色產物，從而對食品的色澤產生確定的影響。（3）游離糖本身有甜度，對食品口感有重要作用。（4）食品的黏彈性也是與碳水化合物有很大關系，假如膠、卡拉膠等。（5）食品中纖維素、果膠等不易被人體汲取，除對食品的質構有重要作用外，還有促進腸道蠕動，使糞便通過腸道的時間縮短，削減細菌與其毒素對腸壁的刺激，可降低某些疾病的發(fā)生。（6）某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，如香菇多糖、茶葉多糖等，這些功能性多糖是保健食品的主要活性成分。2碳水化合物吸濕性和保濕性在食品中的作用。碳水化合物的親水實力大小是最重要的食品功能性質之一，碳水化合物結合水的實力通常稱為保濕性。依據(jù)這些性質可以確定不同種類食品是須要限制從外界吸入水分或是限制食品中水分的損失。例如糖霜粉可作為前一種狀況的例子，糖霜粉在包裝后不應發(fā)生黏結，添加不易汲取水分的糖如乳糖或麥芽糖能滿意這一要求。另一種狀況是限制水的活性。特殊重要的是防止水分損失，如糖果餞和焙烤食品，必需添加吸濕性較強的糖，即玉米糖漿、高果糖玉米糖漿或轉化糖、糖醇等。3膳食纖維的平安性。（1）大量攝入膳食纖維，因腸道細菌對纖維素的酵解作用而產生揮發(fā)性脂肪酸、二氧化碳與甲烷等，可引起人體腹脹、脹氣等不適反應。（2）影響人體對蛋白質、脂肪、碳水化合物的汲取，膳食纖維的食物充盈作用引起膳食脂肪和能量攝入量的削減，還可干脆吸附或結合脂質，增加其排出；具有凝膠特性的纖維在腸道內形成凝膠，可以分隔、阻留脂質，影響蛋白質、碳水化合物和脂質與消化酶與黏膜的接觸，從而影響人體對這些能量物質的生物利用率。（3）對于一些結構中含有羥基或羰基基團的膳食纖維，可與人體內的一些有益礦物元素，發(fā)生交換或形成復合物，最終隨糞便一起排出體外，進而影響腸道內礦物元素的生理汲取。（4）一些探討表明，膳食纖維可束縛一些維生素，對脂溶性維生素有效性產生影響。4蔗糖形成焦糖素的反應歷程。蔗糖是用于生產焦糖色素和食用色素香料的物質，在酸或酸性銨鹽存在的溶液中加熱可制備出焦糖色素，其反應歷程如下。第一階段：由蔗糖熔化起先，經(jīng)一段時間起泡，蔗糖脫去一水分子水，生成無甜味而具溫柔苦味的異蔗糖酐。這是這是焦糖化的起先反應，起泡短暫停止。其次階段：是持續(xù)較長時間的失水階段，在此階段異蔗糖酐脫去一水分子縮合為焦糖酐。焦糖酐是一種平均分子式為C24H36O18的淺褐色色素，焦糖酐的熔點為138℃，可溶于水與乙醇，味苦。第三階段：是焦糖酐進一步脫水形成焦糖烯，焦糖烯接著加熱失水，生成高分子量的難溶性焦糖素。焦糖烯的熔點為154℃，可溶于水，味苦，分子式C36H50O25。焦糖素的分子式為C125H188O80，難溶于水，外觀為深褐色。5抗壞血酸褐變的反應歷程?？箟难岵粌H具有酸性還具有還原性，因此，常作為自然抗氧化劑?？箟难嵩趯ζ渌煞挚寡趸耐瑫r它自身也極易氧化，其氧化有兩種途徑：（1）有氧時抗壞血酸被氧化形成脫氫抗壞血酸，再脫水形成DKG（2，3-二酮古洛糖酸）后，脫羧產生酮木糖，最終產生還原酮。還原酮極易參與美拉德反應德中間與最終階段。此時抗壞血酸主要是受溶液氧與上部氣體的影響，分解反應相當快速。（2）當食品中存在有比抗壞血酸氧化還原電位高的成分時，無氧時抗壞血酸因脫氫而被氧化，生成脫氫抗壞血酸或抗壞血酸酮式環(huán)狀結構，在水參與下抗壞血酸酮式環(huán)狀結構開環(huán)成2，3-二酮古洛糖酸；2，3-二酮古洛糖酸進一步脫羧、脫水生成呋喃醛或脫羧生成還原酮。呋喃醛、還原酮等都會參與美拉德反應，生成含氮的褐色聚合物或共聚物類?？箟难嵩趐H<5.0的酸性溶液中氧化生成脫氫抗壞血酸，速度緩慢，其反應是可逆的。6淀粉糊化與其階段。給水中淀粉粒加熱，則隨著溫度上升淀粉分子之間的氫鍵斷裂，淀粉分子有更多的位點可以和水分子發(fā)生氫鍵締合。水滲入淀粉粒，使更多和更長的淀粉分子鏈分別，導致結構的混亂度增大，同時結晶區(qū)的數(shù)目和大小均減小，接著加熱，淀粉發(fā)生不行逆溶脹。此時支鏈淀粉由于水合作用而出現(xiàn)無規(guī)卷曲，淀粉分子的有序結構受到破壞，最終完全成為無序狀態(tài)，雙折射和結晶結構也完全消逝，淀粉的這個過程稱為糊化。淀粉糊化分為三個階段：第一階段：水溫未達到糊化溫度時，水分是由淀粉粒的孔隙進入粒內，與很多無定形部分的極性基相結合，或簡潔的吸附，此時若取出脫水，淀粉粒仍可以復原。其次階段：加熱至糊化溫度，這時大量的水滲入到淀粉粒內，黏度發(fā)生變更。此階段水分子進入微晶束結構，淀粉原有的排列取向被破壞，并隨著溫度的上升，黏度增加。第三階段：使膨脹的淀粉粒接著分別支解。當在95℃恒定一段時間后，則黏度急劇下降。淀粉糊冷卻時，一些淀粉分子重新締合形成不行逆凝膠。7淀粉老化與影響因素。熱的淀粉糊冷卻時，通常形成黏彈性的凝膠，凝膠中聯(lián)結區(qū)的形成表明淀粉分子起先結晶，并失去溶解性。通常將淀粉糊冷卻或貯存時，淀粉分子通過氫鍵相互作用產生沉淀或不溶解的現(xiàn)象，稱作淀粉的老化。影響淀粉老化因素包括以下幾點。（1）淀粉的種類。直鏈淀粉分子呈直鏈狀結構，在溶液中空間障礙小，易于取向，所以簡潔老化，分子量大的直鏈淀粉由于取向困難，比分子量小的老化慢；而支鏈淀粉分子呈樹枝狀結構，不易老化。（2）淀粉的濃度。溶液濃度大，分子碰撞機會多，易于老化，但水分在10％以下時，淀粉難以老化，水分含量在30％～60％，尤其是在40％左右，淀粉最易老化。（3）無機鹽的種類。無機鹽離子有阻礙淀粉分子定向取向的作用。（4）食品的pH值。pH值在5～7時，老化速度最快。而在偏酸或偏堿性時，因帶有同種電荷，老化減緩。（5）溫度的凹凸。淀粉老化的最適溫度是2～4℃，60℃以上或－20℃以下就不易老化。（6）冷凍的速度。糊化的淀粉緩慢冷卻時會加重老化，而速凍使淀粉分子間的水分快速結晶，阻礙淀粉分子靠近，可降低老化程度。（7）共存物的影響。脂類、乳化劑、多糖、蛋白質等親水大分子可抗老化。表面活性劑或具有表面活性的極性脂添加到面包和其他食品中，可延長貨架期。8影響淀粉糊化的因素有哪些。影響淀粉糊化的因素很多，首先是淀粉粒中直鏈淀粉與支鏈淀粉的含量和結構有關，其他包括以下一些因素。（1）水分活度。食品中存在鹽類、低分子量的碳水化合物和其他成分將會降低水活度，進而抑制淀粉的糊化，或僅產生有限的糊化。(2)淀粉結構。當?shù)矸壑兄辨湹矸郾壤^高時不易糊化，甚至有的在溫度100℃以上才能糊化；否則反之。（3）鹽。高濃度的鹽使淀粉糊化受到抑制；低濃度的鹽存在，對糊化幾乎無影響。（4）脂類。脂類可與淀粉形成包合物，即脂類被包含在淀粉螺旋環(huán)內，不易從螺旋環(huán)中浸出，并阻擋水滲透入淀粉粒。因此，凡能干脆與淀粉配位的脂肪都將阻擋淀粉粒溶脹，從而影響淀粉的糊化。（5）pH值。當食品的pH<4時，淀粉將被水解為糊精，黏度降低。當食品的pH＝4～7時，對淀粉糊化幾乎無影響。pH≥10時，糊化速度快速加快。（6）淀粉酶。在糊化初期，淀粉粒吸水膨脹已經(jīng)起先，而淀粉酶尚未被鈍化前，可使淀粉降解，淀粉酶的這種作用將使淀粉糊化加速。9殼聚糖在食品工業(yè)中的應用。殼聚糖的化學名為β-（1，4）-2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖，具有諸多的生理作用。（1）作為食品的自然抗菌劑。殼聚糖分子的正電荷和細菌細胞膜上的負電荷相互作用，使細胞內的蛋白酶和其它成分泄漏，從而達到抗菌、殺菌作用。（2）作為水果的自然保鮮劑。殼聚糖膜可阻礙大氣中氧氣的滲入和水果呼吸產生二氧化碳的逸出，但可使誘使水果熟化的乙烯氣體逸出，從而抑制真菌的繁殖和延遲水果的成熟。（3）作為食品的自然抗氧化劑。當肉在熱處理過程中，游離鐵離子從肉的血紅蛋白中釋放出來，并與殼聚糖螯合形成螯合物，從而抑制鐵離子的催化活性，起到抗氧化作用。（4）保健食品添加劑。殼聚糖被人體胃腸道消化汲取后，可與相當于自身質量很多倍的甘油三酯、脂肪酸、膽汁酸和膽固醇等脂類化合物生成不被胃酸水解的協(xié)作物，不被消化汲取而排出體外。與此同時，由于膽酸被殼聚糖結合，致使膽囊中膽酸量削減，從而刺激肝臟增加膽酸的分泌，而膽酸是由肝臟中膽固醇轉化而來的，這一過程又消耗了肝臟和血液中的膽固醇，最終產生減肥的功效。（5）果汁的澄清劑。殼聚糖的正電荷與果汁中的果膠、纖維素、鞣質和多聚戊糖等的負電荷物質吸附絮凝，該體系是一個穩(wěn)定的熱力學體系，所以能長期存放，不再產生渾濁。（6）水的凈化劑。殼聚糖比活性炭能更有效地除去水中地聚氯化聯(lián)苯，與膨潤土復合處理飲用水時，可除去飲用水地顆粒物質、顏色和氣味，和聚硅酸、聚鋁硅酸與氯化鐵復合運用，可明顯降低水的COD值和濁度。10美拉德反應的歷程。美拉德反應主要是指還原糖與氨基酸、蛋白質之間的困難反應。它的反應歷程如下。起先階段：還原糖如葡萄糖和氨基酸或蛋白質中的自由氨基失水縮合生成N－葡萄糖基胺，葡萄糖基胺經(jīng)Amadori重排反應生成1-氨基-1-脫氧-2-酮糖。中間階段：1-氨基-1-脫氧-2-酮糖依據(jù)pH值的不同發(fā)生降解，當pH值等于或小于7時，Amadori產物主要發(fā)生1，2-烯醇化而形成糠醛（當糖是戊糖時）或羥甲基糠醛（當糖為己糖時）。當pH值大于7、溫度較低時，1-氨基-1-脫氧-2-酮糖較易發(fā)生2，3-烯醇化而形成還原酮類，還原酮較不穩(wěn)定，既有較強的還原作用，也可異構成脫氫還原酮（二羰基化合物類）。當pH值大于7、溫度較高時，1-氨基-1-脫氧-2-酮糖較易裂解，產生1-羥基-2-丙酮、丙酮醛、二乙?；群芏喔呋钚缘闹虚g體。這些中間體還可接著參與反應，如脫氫還原酮易使氨基酸發(fā)生脫羧、脫氨反應形成醛類和α-氨基酮類，這個反應又稱為Strecker降解反應。終期階段：反應過程中形成的醛類、酮類都不穩(wěn)定，它們可發(fā)生縮合作用產生醛醇類脫氮聚合物類。五、論述題1膳食纖維的理化特性。（1）溶解性與黏性膳食纖維分子結構越規(guī)則有序，支鏈越少，成鍵鍵合力越強，分子越穩(wěn)定，其溶解性就越差，反之，溶解性就越好。膳食纖維的黏性和膠凝性也是膳食纖維在胃腸道發(fā)揮生理作用的重要緣由。（2）具有很高的持水性膳食纖維的化學結構中含有很多親水基團，具有良好的持水性，使其具有吸水功能與預防腸道疾病的作用，而且水溶性膳食纖維持水性高于水不溶性膳食纖維的持水性。（3）對有機化合物的吸附作用膳食纖維表面帶有很多活性基團而具有吸附腸道中膽汁酸、膽固醇、變異原等有機化合物的功能，從而影響體內膽固醇和膽汁酸類物質的代謝，抑制人體對它們的汲取，并促進它們快速排出體外。（4）對陽離子的結合和交換作用膳食纖維的一部分糖單位具有糖醛酸羧基、羥基和氨基等側鏈活性基團。通過氫鍵作用結合了大量的水，呈現(xiàn)弱酸性陽離子交換樹脂的作用和溶解親水性物質的作用。（5）變更腸道系統(tǒng)中微生物群系組成膳食纖維中非淀粉多糖經(jīng)過食道到達小腸后，由于它不被人體消化酶分解汲取而干脆進入大腸，膳食纖在腸內發(fā)酵，會繁殖相當多的有益菌，并誘導產生大量的好氧菌群，代替了腸道內存在的厭氧菌群，從而削減厭氧菌群的致癌性和致癌概率。（6）容積作用膳食纖維吸水后產生膨脹，體積增大，食用后膳食纖維會對腸胃道產生容積作用而易引起飽腹感。2試述非酶褐變對食品質量的影響。（1）非酶褐變對食品色澤的影響非酶褐變反應中產生二大類對食品色澤有影響的成分，其一是一類分子量低于1000水可溶的小分子有色成分；其二是一類分子量達到100000水不行溶的大分子高聚物質。（2）非酶褐變對食品風味的影響在高溫條件下，糖類脫水后，碳鏈裂解、異構與氧化還原可產生一些化學物質，如乙酰丙酸、甲酸、丙酮醇、3-羥基丁酮、二乙酰、乳酸、丙酮酸和醋酸；非酶褐變反應過程中產生的二羰基化合物，可促進很多成分的變更，如氨基酸在二羰基化合物作用下脫氨脫羧，產生大量的醛類。非酶褐變反應可產生須要或不須要的風味，例如麥芽酚和異麥芽酚使焙烤的面包產生香味，2-H-4-羥基-5-甲基-呋喃-3-酮有烤肉的焦香味，可作為風味增加劑；非酶褐變反應產生的吡嗪類等是食品高火味與焦糊味的主要成分。（3）非酶褐變產物的抗氧化作用食品褐變反應生成醛、酮等還原性物質，它們對食品氧化有確定抗氧化實力，尤其是防止食品中油脂的氧化較為顯著。它的抗氧化性能主要由于美拉德反應的終產物－類黑精具有很強的消退活性氧的實力，且中間體－還原酮化合物通過供氫原子而終止自由基的鏈反應和絡合金屬離子和還原過氧化物的特性。（4）非酶褐變降低了食品的養(yǎng)分性氨基酸的損失：當一種氨基酸或一部分蛋白質參與美拉德反應時，會造成氨基酸的損失，其中以含有游離ε－氨基的賴氨酸最為敏感。糖與Vc等損失：可溶性糖與Vc在非酶褐變反應過程中將大量損失，由此，人體對氮源和碳源的利用率與Vc的利用率也隨之降低。蛋白質養(yǎng)分性降低：蛋白質上氨基假如參與了非酶褐變反應，其溶解度也會降低。礦質元素的生物有效性也有下降。（5）非酶褐變產生有害成分食物中氨基酸和蛋白質生成了能引起突變和致畸的雜環(huán)胺物質。美拉德反應產生的典型產物D－糖胺可以損傷DNA；美拉德反應對膠原蛋白的結構有負面的作用，將影響到人體的老化和糖尿病的形成。3非酶褐變反應的影響因素和限制方法。影響非酶褐變反應的因素（1）糖類與氨基酸的結構還原糖是主要成分，其中以五碳糖的反應最強。在羰基化合物中，以α-己烯醛褐變最快，其次是α-雙羰基化合物，酮的褐變最慢。至于氨基化合物，在氨基酸中堿性的氨基酸易褐變。蛋白質也能與羰基化合物發(fā)生美拉德反應，其褐變速度要比肽和氨基酸緩慢。（2）溫度和時間溫度相差10℃，褐變速度相差3～5倍。30℃以上褐變較快，20℃以下較慢，所以置于10℃以下貯存較妥。（3）食品體系中的pH值當糖與氨基酸共存，pH值在3以上時，褐變隨pH增加而加快；pH2.0～3.5范圍時，褐變與pH值成反比；在較高pH值時，食品很不穩(wěn)定，簡潔褐變。中性或堿性溶液中，由抗壞血酸生成脫氫抗壞血酸速度較快，不易產生可逆反應，并生成2，3-二酮古羅糖酸。堿性溶液中，食品中多酚類也易發(fā)生自動氧化，產生褐色產物。降低pH可防止食品褐變，如酸度高的食品，褐變就不易發(fā)生。也可加入亞硫酸鹽來防止食品褐變，因亞硫酸鹽能抑制葡萄糖變成5-羥基糠醛，從而可抑制褐變發(fā)生。（4）食品中水分活度與金屬離子食品中水分含量在10～15％時簡潔發(fā)生，水分含量在3％以下時，非酶褐變反應可受到抑制。含水量較高有利于反應物和產物的流淌，但是，水過多時反應物被稀釋，反應速度下降。（5）高壓的影響壓力對褐變的影響，則隨著體系中的pH不同而變更。在pH6.5時褐色化反應在常壓下比較慢。但是，在pH8.0和10.1時，高壓下褐色形成要比常壓下快得多。非酶褐變的限制（1）降溫，降溫可減緩化學反應速度，因此低溫冷藏的食品可延緩非酶褐變。（2）亞硫酸處理，羰基可與亞硫酸根生成加成產物，此加成產物與R-NH2反應的生成物不能進一步生成席夫堿，因此抑制羰氨反應褐變。（3）變更pH值，降低pH值是限制褐變方法之一。（4）降低成品濃度，適當降低產品濃度，也可降低褐變速率。（5）運用不易發(fā)生褐變的糖類，可用蔗糖代替還原糖。（6）發(fā)酵法和生物化學法，有的食品糖含量甚微，可加入酵母用發(fā)酵法除糖?；蛴闷咸烟茄趸负瓦^氧化氫酶混合酶制劑除去食品中微量葡萄糖和氧。（7）鈣鹽，鈣可與氨基酸結合成不溶性化合物，有協(xié)同SO2防止褐變的作用。4食品中主要的功能性低聚糖與其作用。在一些自然的食物中存在一些不被消化汲取的并具有某些功能的低聚糖，它們又稱功能性低聚糖，具有以下特點：不被人體消化汲取，供應的熱量很低，能促進腸道雙歧桿菌的增殖，預防牙齒齲變、結腸癌等。（1）大豆低聚糖大豆低聚糖廣泛存在于各種植物中，主要成分是水蘇糖、棉子糖和蔗糖。成人每天服用3～5g低聚糖，即可起到增殖雙歧桿菌的效果。（2）低聚果糖低聚果糖是在蔗糖分子上結合1～3個果糖的寡糖，存在于果蔬中，可作為高血壓、糖尿病和肥胖癥患者的甜味劑，它也是一種防齲齒的甜味劑。（3）低聚木糖是由2～7個木糖以β-1，4糖苷鍵結合而成的低聚糖，它在腸道內難以消化，是極好的雙歧桿菌生長因子，每天僅攝入0.7g即有明顯效果。（4）甲殼低聚糖是一類由N-乙酰-D-氨基葡萄糖和D-氨基葡萄糖通過β-1，4糖苷鍵連接起來的低聚合度的水溶性氨基葡聚糖。它有很多生理活性，如提高機體免疫實力、增加機體的抗病抗感染實力、抗腫瘤作用、促進雙歧桿菌增殖等。（5）其他低聚糖低聚異麥芽糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖以與低聚龍膽糖等都是雙歧菌生長因子，可使腸內雙歧桿菌增殖，保持雙歧桿菌菌群優(yōu)勢，有保健作用。5膳食纖維的生理功能。（1）養(yǎng)分功能可溶性膳食纖維可增加食物在腸道中的滯留時間，延緩胃排空，削減血液膽固醇水平，削減心臟病、結腸癌發(fā)生。不溶性膳食纖維可促進腸道產朝氣械蠕動，降低食物在腸道中的滯留時間，增加糞便的體積和含水量、防止便秘。（2）預防肥胖癥和腸道疾病富含膳食纖維的食物易于產生飽腹感而抑制進食量，對肥胖癥有較好的調整功能。此外，可降低腸道中消化酶的濃度而降低對過量能量物質的消化汲取；與腸道內致癌物結合后隨糞便排出；加快腸腔內毒物的通過，削減致癌物與組織接觸的時間。（3）預防心血管疾病膳食纖維通過降低膽酸與其鹽類的合成與汲取，加速了膽固醇的分解代謝，從而阻礙中性脂肪和膽固醇的膽道再汲取，限制了膽酸的肝腸循環(huán)，進而加快了脂肪物的排泄。（4）降低血壓膳食纖維促使尿液和糞便中大量排出鈉、鉀離子，從而降低血液中的鈉/鉀比，干脆產生降低血壓的作用。（5）降血糖膳食纖維可吸附葡萄糖，削減糖類物質在體內的汲取和數(shù)量，延緩汲取速度。(6)抗乳腺癌膳食纖維削減血液中誘導乳腺癌雌激素的比率。(7)抗氧化性和清除自由基作用膳食纖維中的黃酮、多糖類物質具有清除超氧離子自由基和羥自由基的實力。（8）提高人體免疫實力食用真菌類提取的膳食纖維具有通過巨噬細胞和刺激抗體的產生，達到提高人體免疫力的生理功能。（9）改善和增進口腔、牙齒的功能增加膳食中的纖維素，則可增加運用口腔肌肉、牙齒咀嚼的機會，使口腔保健功能得到改善。（10）其它作用膳食纖維的缺乏還與闌尾炎、間歇性疝、腎結石和膀胱結石、十二指腸潰瘍和潰瘍性結腸炎等疾病的發(fā)病率與發(fā)病程度有很大的關系。第4章脂類習題一、填空題1脂類化合物種類繁多，結構各異，主要有_______、_______、_______、_______等。2脂類化合物是_______維生素的載體和很多活性物質的_______物質，并供應_______。3飽和脂肪酸的烴鏈完全為_______所飽和，如_______；不飽和脂肪酸的烴鏈含有_______，如花生四烯酸含_______個雙鍵。4依據(jù)脂類的化學結構與其組成，將脂類分為_______脂類、_______脂類和_______脂類。5純凈的油脂_______、_______，在加工過程中由于脫色不完全，使油脂稍帶_______色。6固體脂和液體油在加熱時都會引起_______的增加，這種非相變膨脹稱為_______膨脹。由固體脂轉化為液體油時因相變更引起的體積增加稱為_______膨脹。7牛奶是典型的_______型乳化液，奶油是_______型乳化液。8干酪的生產中，加入_______和_______來形成特殊的風味9從油料作物、動物脂肪組織等原料中采納_______、_______浸提、_______等方法得到的油脂，一般稱為毛油。10堿煉主要除去油脂中的_______，同時去除部分_______、_______等雜質。11油脂中含有_______、_______、_______等色素，色素會影響油脂的外觀，同時_______是光敏劑，會影響油脂的穩(wěn)定性。12酯交換包括在_______的酯交換和_______的酯交換反應，可分為_______酯交換和_______酯交換兩種。13脂類化合物是指能溶于_______，不溶或微溶于_______的有機化合物。14不飽和脂肪酸雙鍵的幾何構型一般可用_______和_______來表示，它們分別表示烴基在分子的_______或_______。15甘油磷脂即_______，所含甘油的1位和2位的兩個羥基被_______酯化，3位羥基被_______酯化，稱為磷脂酸。16磷脂酸中的磷酸基團與_______（膽堿、乙醇胺或絲氨酸）或_______進一步酯化，生成多種磷脂，如磷脂酰_______、磷脂酰_______、磷脂酰_______、磷脂酰_______等。17鞘氨醇磷脂以_______為骨架，鞘氨醇的其次位碳原子上的氨基以_______鍵與_______連接成_______。18神經(jīng)酰胺的_______與_______連接，再與_______或_______相連接，生成鞘磷脂。19蠟類是_______與_______所組成的酯。20油脂的三點是_______、_______和_______，它們是油脂品質的重要指標之一。二、選擇題1脂肪酸是指自然脂肪水解得到的脂肪族_______羧酸。（A）一元（B）二元（C）三元（D）多元2自然脂肪中主要是以_______甘油形式存在。（A）一?；˙）二?；–）三?；―）一羧基3乳脂的主要脂肪酸是_______。（A）硬脂酸、軟脂酸和亞油酸（B）棕櫚酸、油酸和硬脂酸（C）硬脂酸、亞油酸和棕櫚酸（D）棕櫚酸、油酸和軟脂酸4花生油和玉米油屬于_______酯。（A）亞麻酸（B）月桂酸（C）植物奶油（D）油酸一亞油酸5海產動物油脂中含大量_______脂肪酸，富含維生素A和維生素D。（A）長鏈飽和（B）短鏈飽和（C）長鏈多不飽和（D）短鏈不飽和6種子油脂一般來說不飽和脂肪酸優(yōu)先占據(jù)甘油酯_______位置（A）Sn-1（B）Sn-2