萝卜坊 - 食品化学
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items: 第3章 糖类
items: 第5章 蛋白质
items: 第4章 脂类
items: 第6章 维生素

第3章 糖类
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date: 2021-03-16T16:14:00+08:00
description: # 概述 - 根据单糖的数量分： - 单糖，单个糖分子，不能被水解的最小糖分子 - 寡糖，聚合度为2-20 - 多糖，聚合物为20以上 - 单糖的种类分： - 均多糖，由单一单糖组成，如淀粉 - 杂多糖，由多种单糖组成 - 多糖的来源 - 植物多糖 - 动物多糖 - 微生物多糖 - 体内的功能 - 结构多糖 - 贮藏多糖 - 功能多糖 - 多糖衍生物（多糖复合物） - 糖蛋白 - 脂多糖 - 硫酸脂化多糖 - 金属多糖复合物 ## 食品原料中的碳水化合物 - ![水果及蔬菜中游离糖含量(%鲜重计)](https://img.int0030.xyz/images/2021/03/15/20210315155234af52518b49cc83f8.png "水果及蔬菜中游离糖含量(%鲜重计)") - 水果中游离的糖分比蔬菜多 - 游离糖分含量在10%，感到比较甜 - ![常见部分谷物食品原料中碳水化合物含量(按每100g可食部分计)](https://img.int0030.xyz/images/2021/03/15/2021031515564298e78a59d63d7c3d.png "常见部分谷物食品原料中碳水化合物含量(按每100g可食部分计)") - 目前加工的食品中水溶性糖含量比其相应的原料来说，要多得多。这是为满足食品的风味和色泽需要而人为加入的 - ![普通食品中的糖含量](https://img.int0030.xyz/images/2021/03/15/20210315155759156ebb47b8086b23.png "普通食品中的糖含量") ## 碳水化合物与食品质量 - 营养的基本物质之一。 - 一定的色泽和风味。 - 游离糖本身有甜度，对食品口感有重要作用。 - 增强食品的粘弹性，如果胶、卡拉胶等。 - 构成膳食纤维，例如食品中纤维素、果胶等不易被人体吸收。 - 某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，是保健食品的主要活性成分，例如海参多糖、茶多糖 # 碳水化合物的理化性质 ## 碳水化合物的结构 ### 单糖及衍生物 - 食品中单糖多为D-构型 - 单糖衍生物：单糖中部分基团发生变化 - 单糖的磷酸酯、氨基糖、糖酸、糖醛酸、糖二酸、抗坏血酸、糖醇、肌醇、糖苷 - 糖醇与糖苷： - 糖醇： - 糖经氧化还原后的多元醇，分为单糖醇与多糖醇 - 大豆为白色结晶 - 甜味、易溶于水、低热值 - 不具备糖的鉴定性反应 - 酸碱热稳定 - 有醇类的通性 - 不发生美拉德褐变 - 肌醇：环己六醇，有九个立体异构体 - 肌-肌醇具有生物活性，常代称肌醇 - 动物体内多与磷酸结合为磷酸肌醇 - 植物体内六个羟基都为磷酸酯，即肌醇六磷酸 - 糖苷：单糖半缩醛上羟基与非糖物质缩合形成的化合物 - 非糖部分：配基或非糖体 - 键：糖苷键 - 自然界多为β-糖苷 - 根据糖苷键分为 - 含氧糖苷 - 含氮糖苷 - 含硫糖苷 - 寡糖 - 2-20个单糖以糖苷键缩合而成 - 可溶于水 - 自然界多为二糖、三糖 - 如环状糊精 - 一个中间为空穴的圆柱体，内壁被C-H所覆盖，与外侧相比具有较强的疏水性 - α（1，4）糖苷键 - α-（环六）；β-（环七）；γ-（环八） - 不溶于水、非极性的香气，通过添加环化糊精，使得体系均一化，食品的色、香、味得到保存与改善 - 多糖 - 聚合度大于20 - 分直链与支链 - 杂多糖单糖残基序列周期性 - 周期性交替重复 - 部分非周期链段+周期性排列残基链段 - 全是非周期性 - 聚合度不均一，多呈高斯分布，这与体内代谢状态有较大关系 ## 碳水化合物的理化性质 ### 溶解性 - 单糖、糖醇、低聚糖等一般是可溶于水的 - 糖醇在水中溶解时吸收的热量要比蔗糖高得多，适宜制备具有清凉感的食品。 - 糖苷的溶解性能与配体有很大关系 - 多糖 - 羟基可和水分子形成氢键 - 环上以及糖苷键上的氧原子也可与水形成氢键 - 结合水 - 多糖的羟基通过氢键结合的水被称为水合水或结合水 - 自身运动受到限制，通常这种水不会结冰，也称为塑化水 - 在凝胶和新鲜组织食品的总含水分中，这种水合水所占的比例较小。 - 多糖是一种冷冻稳定剂，不会增加水的渗透性和显著降低水的冰点。 - 冻藏温度下，多糖可有效阻止食品的质地和结构受到破坏 - 高度有序的多糖，分子链紧密结合形成结晶结构，与水接触的羟基极少，不溶于水 ### 水解 - 糖苷的水解：糖苷上的糖苷键与水反应断裂，生成相应的糖和配体的反应 - 中性和弱碱性下，糖苷稳定 - 酸性下易水解 - 因此大部分食品中的糖苷较稳定 - 除与它的结构有关外，还受pH、时间、温度和酶的活力等因素的影响 - 意义： - 苷元的溶解度相应降低 - 苦涩味减轻 - 某些功能消失，有害性的…

第5章 蛋白质
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date: 2021-03-15T15:20:00+08:00
description: # 引言 # 蛋白质变性 ## 概念 - 蛋白质分子在受到某些物理化学因素时，其生物活性丧失、溶解度降低，不对称性增高以及其他的物理化学常数发生改变的过程，不包括一级结构上肽键的断裂 ## 现象 - 物理性质 - 粘度 - 旋光值 - 紫外吸收 - 凝聚沉淀 - 化学性质 - 酶水解速率升高 - 基团暴露 - 生物性能 - 抗原性质改变 - 生物功能丧失 ## 可逆变性 - 去除变性因素后，在适当情况下蛋白质可由变性态恢复为天然态 ## 不可逆变性 - ~不可恢复 ## 测定蛋白质变性的方法 - 比活性 - 化学指标 - 物理性质 - 溶解性 - 抗原性 ## 影响蛋白质变性的因素 - 温度，加热时，肽键产生强烈的热震荡，导致维持蛋白质结构的次级键破坏，天然构象解体 - 剪切（搅拌），振动、捏和、打擦产生的机械剪切能导致的蛋白质变性 - 静水压 - 加压25℃，100～1200MPa可使三级结构解体 - 不会损害蛋白质中的必须氨基酸的风味 - 不会导致有毒化合物的形成 - 辐照，芳香族氨基酸残基（色氨酸、酪氨酸）可吸收紫外线 - pH，离子基团产生强静电排斥作用，促使蛋白质分子的构象发生变化 - 表面活性剂，SDS（十二烷基硫酸钠），强有力的蛋白质变性剂 - 有机溶剂 - 改变水的介电常数，改变静电作用 - 非极性侧链在有机溶剂中比在水中更易溶解，有机溶剂能穿透到疏水区，削弱或打断疏水相互作用 - 促溶盐 - 低浓度（离子强度≤0.2）静电中和作用稳定了蛋白质的结构 - 较高的浓度（＞1mol/L）离子特异效应Na2SO4、NaF能促进结构稳定；NaSCN和NaClO4是强变性剂 # 蛋白质水合性质 - 蛋白质分子中是某些基团与水分子相互结合的性质 - 带电基团、主链肽基团、Asn、Gln的酰胺基、Ser、Thr和非极性残基团 - 食品生产过程中关注水的结合度，因为结合水后，口感变好，成本降低 - ![氨基酸与水的结合能力](img/05氨基酸与水的结合能力.png "氨基酸与水的结合能力") - 蛋白质结合水的能力 - 当干蛋白质粉与相对湿度为90%-95%的水蒸汽达到平衡时每克蛋白质所结合的水的克数 - 蛋白质水合过程 1. 干蛋白质极性位点结合吸附水分子 2. 多分子层水吸附 3. 液体水凝聚 4. 溶胀 5. 宏观溶解 - 各种蛋白质的水合能力 - ![蛋白质的水合能力](img/05蛋白质的水合能力.png "蛋白质的水合能力") - 影响蛋白质结合水的因素 - pH，等电点时，水和能力最低 - pH和溶解度的关系 - ![pH和溶解度的关系](img/05pH和溶解度的关系.png "pH和溶解度的关") - 温度，温度升高，水合能力下降 - 极性氨基酸越多，水合能力越高 - 盐的种类 - 盐离子与蛋白质的相互作用 - !盐离子与蛋白质的相互作用](img/05盐离子与蛋白质的相互作用.png "盐离子与蛋白质的相互作用") - 离子强度，低浓度的盐可提高水合能力 - 水合性是蛋白质溶解性的基础 - 蛋白质的溶解度由疏水相互作用和离子相互作用决定 - 由Biglow的蛋白质溶解度理论，影响蛋白质溶解度的因素为 - 电荷频率高低 - 氨基酸残基的平均疏水性的大小 # 蛋白质的凝胶性 ## 凝胶 - 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 - 凝胶化作用机制 - 蛋白质变性伸展为溶胶状态（无序），聚集为似凝胶状态，接着聚集有序的网络结构状态 ## 凝胶化作用在食品加工中的应用 - 凝胶化的相互作用 - 氢键 - 疏水相互作用 - 静电相互作用 - 金属离子的交联相互作用 - 二硫键 - 凝胶强度的测定 - 凝胶强度测定仪 ## 凝胶的形成过程 - 溶胶 - 肌动球蛋白加热，高级结构松散，产生分子间化学键，形成三维网状结构。 - 自由水被封锁在网目中形成弹性凝胶体 ## 蛋白质凝胶的三级结构 - 定义：在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构 - 维系三级结构的力 - 氢键 - 疏水键 - 离子键 - 范德华力 ## 影响蛋白质凝胶化作用的因素 - 蛋白质浓度 - 高蛋白浓度有利于蛋白质凝胶的形成 - 高蛋白浓度下，即使不加热、pH与等电点相差大，也可凝胶 - 蛋白质结构 - 二硫键有助于提高凝胶强度，甚至形成不可逆凝胶 - 如卵清蛋白、β-乳球蛋白 - 含二硫键少的蛋白质可形成可逆凝胶 - 如白明胶 - 添加物 - 蛋白质的共凝胶作用：不同蛋白质混合可促进凝胶形成 - 添加多糖，明胶带正电，褐藻酸盐带负电，通过离子相互作用形成高熔点凝胶 - pH：等电点处易凝胶 # 蛋白质的沉淀与析出 ## 基本概念 - 蛋白质为两性电解质，能与酸碱…

第4章 脂类
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date: 2021-03-15T15:19:03+08:00
description: 1. 脂类的功能特性有哪些？ 1. 供能：脂类化合物是生物体内重要的能量储存形式，体内每克脂肪可产生大约39.7kJ的热量。机体内的脂肪组织具有防止机械损伤和防止热量散发的作用。 2. 构成生物膜：磷脂、糖脂、固醇等是构成生物膜的重要物质。 3. 参与生化反应：脂类化合物是脂溶性维生素的载体和许多活性物质（前列腺素、性激素、肾上腺素等）的合成前体物质，并提供必需脂肪酸。 4. 改善食品品质：在食品中脂类化合物可以为食品提供滑润的口感，光洁的外观，赋予加工食品特殊的风味。脂类化合物在食品的加工或储存过程中所发生的氧化、水解等反应，还会给食品的品质带来需宜的和不需宜的影响。 5. 过高的脂肪摄入量也会带来一系列健康问题，例如增加了患肥胖症、心血管疾病、癌症的风险。 2. 油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用。 1. 用棉子油生产色拉油时，要进行冬化以除去高熔点的固体脂。这个工艺要求冷却速度要缓慢，以便有足够的晶体形成时间，产生粗大的β型结晶，以利于过滤。 2. 人造奶油要有良好的涂布性和口感，这就要求人造奶油的晶型为细腻的β´型。在生产上可以使油脂先经过急冷形成ɑ型晶体，然后再保持在略高的温度继续冷却，使之转化为熔点较高β´型结晶。 3. 巧克力要求熔点在35℃左右，能够在口腔中融化而且不产生油腻感，同时表面要光滑，晶体颗粒不能太粗大。在生产上通过精确的控制可可脂的结晶温度和速度来得到稳定的复合要求的β型结晶。具体做法是，把可可脂加热到55℃以上使它熔化，再缓慢冷却，在29℃停止冷却，然后加热到32℃，使β型以外的晶体熔化。多次进行29℃冷却和33℃加热，最终使可可脂完全转化成β型结晶。 3. 油脂的塑性主要取决于哪些因素？ 1. 油脂的晶型：油脂为β´型时，塑性最好，因为β´型在结晶时会包含大量小气泡，从而赋予产品较好的塑性；β型结晶所包含的气泡大而少，塑性较差。 2. 熔化温度范围：从开始熔化到熔化结束的温度范围越大，油脂的塑性也越好。 3. 固液两相比：油脂中固液两相比适当时，塑性最好。固体脂过多，则形成刚性交联，油脂过硬，塑性不好；液体油过多则流动性大，油脂过软，易变形，塑性也不好。 4. 脂肪酸在三酰基甘油分子中分布的理论。 1. 均匀或最广分布：天然脂肪的脂肪酸倾向于可能广泛地分布在全部三酰基甘油分子中。 2. 随机分布：脂肪酸在每个三酰基甘油分子内和全部三酰基甘油分子间都是随机分布的。 3. 有限随机分布：动物脂肪中饱和与不饱和脂肪酸是随机分布的，而全饱和三酰基甘油的量只能达到使脂肪在体内保持流动的程度。 4. 1，3-随机-2-随机分布：脂肪酸在Sn-1,3位和Sn-2位的分布是独立的，互相没有联系，而且脂肪酸是不同的；Sn-1,3位和Sn-2位的脂肪酸的分布式随机的。 5. 1-随机-2-随机-3-随机分布：天然油脂中脂肪酸在甘油分子的3个位置上的分布是相互独立的。 5. 食品中常用的乳化剂有哪些？ 1. 根据乳化剂结构和性质分 1. 阴离子型 2. 阳离子型 3. 非离子型 2. 根据其来源分 1. 天然乳化剂 2. 合成乳化剂 3. 按照作用类型分 1. 表面活性剂 2. 黏度增强剂 3. 固体吸附剂 4. 按其亲水亲油性分 1. 亲油型 2. 亲水型 5. 食品中常用的乳化剂有以下几类 1. 脂肪酸甘油单酯及其衍生物 2. 蔗糖脂肪酸酯 3. 山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物 4. 磷脂 6. 油炸过程中油脂的化学变化。 1. 油炸基本过程：温度150℃以上，接触油的有O2和食品，食品吸收油，在这一复杂的体系中，脂类发生氧化、分解、聚合、缩合等反应。 1. 不饱和脂肪酸酯氧化热分解生成过氧化物、挥发性物质，并形成二聚体等。 2. 不饱和脂肪酸酯非氧化热反应生成二聚物和多聚物 3. 饱和脂肪酸酯在高温及有氧时，它的α-碳、β-碳和γ-碳上形成氢过氧化物，进一步裂解生成长链烃、醛、酮和内酯 4. 饱和脂肪酸酯非氧化热分解生成烃、酸、酮、丙烯醛等 2. 油炸的结果：色泽加深、黏度增大、碘值降低、烟点降低、酸价升高和产生刺激性气味 7. 油脂可以经过哪些精炼过程？ 1. 脱胶 - 除掉油脂中的磷脂与部分蛋白质 - 在脱胶预处理时，向油中加入2％～3％的水或通水蒸气，加热油脂并搅拌，然后静置或机械分离水相 2. 碱炼 - 除去油脂中的游离脂肪酸，部分磷脂、色素等杂质 - 碱炼时向油脂中加入适宜浓度的氢氧化钠溶液，然后混合加热，游离脂肪酸被碱中和生成脂肪酸钠盐（皂脚）而溶于水。分离水相后，用热水洗涤油脂以除去参与的皂脚 3. 脱色 - 脱除油脂中的色素物质、残留的磷脂、皂脚以及油脂氧化产物，提高了油脂的品质和稳定性 - 经脱色处理后的油脂呈淡黄色甚至无色。脱色主要通过活性白土、酸性白土、活性炭等吸附剂处理，最后过滤除去吸附剂…

第6章 维生素
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date: 2021-03-12T22:31:00+08:00
description: # 引言 - 维生素： - 维持人体和动物正常生理功能所必需的一类低分子量有机化合物 - 功能：参与生理代谢 - 按溶解性质分类 - 维生素原：原来没有维生素活性，在体内能转变为维生素的物质 - β-胡萝卜素：含有两个与Va相同的环状结构，体内可转换为维生素A - 水溶性维生素： - 脂溶性维生素： ## 水溶性维生素的功能及来源 ## 脂溶性维生素的功能及来源 # 影响食品中维生素含量的因素 ## 维生素的稳定性 - 碱性，不稳定 - 酸性，稳定性较好 - ![维生素的稳定性](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/593643087.jpg "维生素的稳定性") ## 食品原料的种类 - 维生素含量与食物种类关系密切 - ![各食物生物素含量](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/3236419159.png "各食物生物素含量") ## 原料成熟度 - ![不同成熟时期西红柿中维生素C含量变化](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/3293650712.png "不同成熟时期西红柿中维生素C含量变化") ## 采后及贮藏过程中维生素的变化 - 内源酶，组织细胞破裂释放内源酶 - 维生素B构成的辅酶的脱磷酸化 - 聚谷氨酰叶酸酯的去共轭化 - 预处理的损失 - 去皮去茎去叶处理 - 苹果皮比苹果肉含有较高维生素C - 胡萝卜皮烟酸含量高 - 贮藏过程中的损失 - 通常冷冻贮藏维生素损失率较低 - ![不同贮藏方式维生素损失情况](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/3131252172.png "不同贮藏方式维生素损失情况") - 水分活度 - ![硫胺素的降解速率与体系中水分活度的关系](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/2553260589.png "硫胺素的降解速率与体系中水分活度的关系") - 温度 - ![温度对维生素保留率的影响](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/2291253721.png "温度对维生素保留率的影响") - 氧气 - 其它 ## 加工过程中的损失 - 谷类食物在研磨过程中维生素的损失 - ![粮食中维生素B1的含量](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/3926156912.png "粮食中维生素B1的含量") - 出粉率越高，维生素保留率越低 - ![出粉率与维生素保留率的关系](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/504480950.png "出粉率与维生素保留率的关系") - 营养强化剂，面粉添加铁、钙、锌、维生素B等 ## 浸提和热烫过程中维生素的损失 - ![各类食品经加工处理后硫胺素的保留率](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/1886393374.png "各类食品经加工处理后硫胺素的保留率") - 蒸比煮的维生素保留率更多 - 蒸，环境相对封闭，由于加工时间长，所以不耐热的维生素损失较大 - 煮，水溶性维生素损失大 - ![蒸煮土豆的维生素保留率对比](https://www.int0030.xyz/usr/uploads/2021/03/2821615572.png "蒸煮土豆的维生素保留率对比") - 水溶性维生素更易损失 - 更易从食品原料切口或易损伤的表面流失 ## 化学药剂处理过程中维生素的损失 - 二氧化硫(SO2)及其亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和偏亚硫酸盐会破坏硫胺素和维生素B6 。 - 亚硝酸盐能破坏类胡萝卜素、硫胺素及叶酸。 - 碱性发酵粉发酵，破坏硫胺素、维生素C和泛酸这类维生素 - 碱性发酵粉发酵时pH会增高 - 食品在弱酸性条件下，维生素的损失较少 ## 维生素的每日参考摄入量的确定 - RDA：每日膳食中营养素供给量 - DRIs：膳食营养素参考摄入量 ## 其它 - 不仅考虑原料中原有的含量，因为在加工、贮藏及烹调时维生素的含量会发生变化。 - 食品在消费时维生素的存在状态和特性。 - 食品中维生素的生物利用率，因不同的人群及个体的代谢有一定的差异，对维生素的生物利用率也有所不同。 - 膳食的组成，对维生素的生物利用率也有较大会影响。如，维生素和其他食物成分之间的反应会影响维生素在肠内的吸收； - 膳食中的其他成分所赋予食品的黏度、乳化特性、pH值及在肠道停留的时间等不同，对维生素的生物利…