食品化学课件
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2.5 吸湿等温线
2.5.1定义和区域 定义：在恒定温度下，食品的水分含量与它
的水分活度之间的关系图称为吸湿（着）等 温线。 • 区域：分三区域分析
宽水分含量范围的 食品低水分部分水分吸 水分吸着等温线 着等温线的一般形式
等温吸湿线三区域
Ⅰ区：是低湿度范围，水分子和食品成分中 的羧基和氨基等离子基团牢固结合，结合水 最强，所以aw也最低，一般在0~0.25之间，相 当于物料含水量0~0.07g/g的干物质。它可以 简单地看作为固体的一部分。这部分水可看 成是在干物质可接近的强极性基团周围形成 一个单分子层所需水的近似量。
水与离子和离子基团的相互作用 水与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用 水与非极性物质的相互作用
2.3.2 水的存在状态
• 结合水 • 自由水 • 结合水和自由水之间的区分
2.3.1.1 水与离子和离子基团的相互作用
离子水合作用 如Na+、Cl-和解离 基团-COO-、-NH3+等。 Na+与水分子的结合 能力大约是水分子间 氢键键能的4倍。
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2.1 概述
水在生物体内的生理功能
1、化学作用的介质，也是化学反应的反应物或 生成物。
2、体内营养素和代谢废物的运输介质，还推进 呼吸气体的运载。
3、是维持体温的载温体。 4、是生物体内减缓磨擦的润滑剂。
2.1.1 水在食品中的作用
结合水
指通过化学键结合的水。根据被结合的 牢固程度，有几种不同的形式：
(1) 化合水 (2) 邻近水 (3) 多层水 结合水包括化合水和邻近水以及几乎全
部多层水。食品中大部分的结合水是和蛋 白质、碳水化合物等相结合的。
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例如：
糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。日常
食品化学
民以食为天 ~~~ 嘴中的化学 每天，我们的嘴都离不开食 物，吃是嘴的特长，由此诞生了 我们所谓的“吃货”。“吃”， 是一件非常幸福的事，特别是各 种各样的美食摆在面前时…面对 食品，我们也知道它们都是与我 们的化学息息相关的……
食品中的主要化学成分
水
脂肪
蛋白质
糖类
无机盐
维生素
蛋 白 质
蛋白质（protein）是生命的物质基础，
没有蛋白质就没有生命。因此，它是与 生命及与各种形式的生命活动紧密联系 在一起的物质。机体中的每一个细胞和 所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋 白质占人体重量的16%~20%，即一个 60kg重的成年人其体内约有蛋白质 9.6~12kg。人体内蛋白质的种类很多， 性质、功能各异，但都是由20多种氨基 酸按不同比例组合而成的，并是生命之源
在地球上，哪里有水，哪里就有生命。一切生命活 动都是起源于水的。人体内的水分，大约占到体重 的65%。其中，脑髓含水75%，血液含水83%，肌 肉含水76%，连坚硬的骨胳里也含水22%呢!没有水
，食物中的养料不能被吸收，废物不能排出体外， 药物不能到达起作用的部位。人体一旦缺水，后果 是很严重的。缺水1%-2%，感到渴；缺水5%，口 干舌燥，皮肤起皱，意识不清，甚至幻视；缺水 15%，往往甚于饥饿。没有食物，人可以活较长时 间（有人估计为两个月），如果连水也没有，顶多 能活一周左右。人如果不摄入某一种维生素或矿物 质，也许还能继续活几周或带病活上若干年，但人 如果没有水，却只能活几天。人体细胞的重要成分 是水，水占成人体重的60~70%，占儿童体重的 80%
Importance
水（化学式：H₂O）是由氢、氧两种元素组成的无机 物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最 常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资 源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到 了重要的作用。因此，我们每天都应该喝水。特别是饭前 喝水，以下就是饭前喝水的好处---
大学化学第08章食品化学基础99[可修改版ppt]
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8.6 健康与长寿 8.6.1 关于衰老的概念； 8.6.2 延缓衰老的化学物业 14.1; 14.8; 14.13; 14.18
8.1 人体的化学组成与代谢
8.1.1 人体的化学组成 8.1.1.1 组成人体的常量元素 99.95%和微量元素0.01 %
非必须氨基酸（其它12种）
人体必不可少，而机体内又不能合成，必须从食物中补充的氨基酸，称必需氨基酸 。
8.1.2.4 新陈代谢与ATP（三磷酸腺苷,Adenosine triphosphate） ➢ 新陈代谢中包含有多种化学反应，这些化学反应的进行不
但需要酶的参与，而且需要消耗一定的能量。生物体中所 贮存的能量糖和脂肪均不能被直接利用，新陈代谢所需要 的能量是由ATP提供的。
➢ 三磷酸腺苷（ATP）是各种细胞内普遍存在的高能磷酸
化合物。体内组织细胞一切生命活动所需能量的直接来 源，被称为细胞内能量的“分子货币”，储存和传递化 学能，蛋白质、脂肪、糖和核苷酸的合成都需它参与， 可促使机体各种细胞的修复和再生，增强细胞代谢活性。
➢ 能量转化反应式为： ATP + H2O ⇔ ADP + H3PO4 + E(=30kJ/mol)
中的淀粉酶开始降解淀粉）、吞咽。
➢ 胃：膨胀能力很强的J型消化器官。胃每天分泌约2L分泌
物，分泌物中含盐酸、胃蛋白酶等。酶和激素在酸性条 件下被激活，蛋白质中的部分肽键被水解。
➢ 小肠：总长约5.5m，分十二指肠、空肠和回肠三部分。
小肠是食物消化和吸收的主要场所，肠黏膜表面上拥有 大量的微绒毛因而拥有很大的吸收面积（200~400m2）， 正常情况下有90%~95%的营养在小肠内被吸收。
充营养，不停地与外界进行物质交换，即新陈代谢或物质
8.1 人体的化学组成与代谢
8.1.1 人体的化学组成 8.1.1.1 组成人体的常量元素 99.95%和微量元素0.01 %
非必须氨基酸（其它12种）
人体必不可少，而机体内又不能合成，必须从食物中补充的氨基酸，称必需氨基酸 。
8.1.2.4 新陈代谢与ATP（三磷酸腺苷,Adenosine triphosphate） ➢ 新陈代谢中包含有多种化学反应，这些化学反应的进行不
但需要酶的参与，而且需要消耗一定的能量。生物体中所 贮存的能量糖和脂肪均不能被直接利用，新陈代谢所需要 的能量是由ATP提供的。
➢ 三磷酸腺苷（ATP）是各种细胞内普遍存在的高能磷酸
化合物。体内组织细胞一切生命活动所需能量的直接来 源，被称为细胞内能量的“分子货币”，储存和传递化 学能，蛋白质、脂肪、糖和核苷酸的合成都需它参与， 可促使机体各种细胞的修复和再生，增强细胞代谢活性。
➢ 能量转化反应式为： ATP + H2O ⇔ ADP + H3PO4 + E(=30kJ/mol)
中的淀粉酶开始降解淀粉）、吞咽。
➢ 胃：膨胀能力很强的J型消化器官。胃每天分泌约2L分泌
物，分泌物中含盐酸、胃蛋白酶等。酶和激素在酸性条 件下被激活，蛋白质中的部分肽键被水解。
➢ 小肠：总长约5.5m，分十二指肠、空肠和回肠三部分。
小肠是食物消化和吸收的主要场所，肠黏膜表面上拥有 大量的微绒毛因而拥有很大的吸收面积（200~400m2）， 正常情况下有90%~95%的营养在小肠内被吸收。
充营养，不停地与外界进行物质交换，即新陈代谢或物质
食品化学Food Chemistry 课件
食品化学Food Chemistry西南农业大学Southwest Agricultural University第一章绪论➢教学目的和要求➢食品化学的概念➢食品化学的发展简史➢食品化学研究的内容➢食品化学研究的范畴➢食品中主要的化学变化概述➢食品化学的研究方法➢食品化学在食品工业技术发展中的作用➢思考题➢参考文献教学目的和要求⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧环境污染物质物质加工中不可避免的污染污染物质人工合成的食品添加剂天然来源的食品添加剂食品添加剂非天然成分基本营养素有毒物质激素呈味物质呈香色素维生素脂类化合物碳水化合物蛋白质有机成分矿物质水无机成分天然成分食品的化学组成食品化学的发展简史古代食品化学（20世纪50年代以前）❖瑞典人Carl wilhelmscheeie分离和研究了乳酸的性质（1780年），从柠檬汁（1784年）和醋汁（1785年）中分离出柠檬酸，从苹果中分离出苹果酸（1784年），并检验了20种普通水果中的柠檬酸和酒石酸，因此他从植物和动物原料中分离各种新化合物的工作被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。
❖法国化学家Antoine Laurent Lavoisier(1743－1794)最早测定出乙酸的元素成分。
近代食品化学（20世纪60～90年代）❖在世界主要大国有不同文本的食品化学著作与世人见面，其中英文本的《食品科学》、《食品化学》、《食品加工过程中的化学变化》、《水产食品化学》、《食品中的碳水化合物》、《食品蛋白质化学》、《蛋白质在食品中的功能性质》等反映了近代食品化学的水平。
权威性的食品化学教课书应首推美国O.R.Fennema 主编的《Food Chemistry》和英国的H.D. Belitz主编的《Food chemistry》，已出版第三版并在全世界广流传。
《食品化学》课件
用和前景
食品化学的研究成果被应用于食品加工、保质期延长、新产品开发和改善食 物的营养价值。未来，食品化学将继续推动食品科学的发展，满足人类对安 全、营养和美味食物的需求。
蛋白质
蛋白质是身体的基本组成部分， 参与多种生化反应和组织修复。
脂质
脂质是重要的能量源，同时也是 细胞膜的主要组成成分。
食品加工中的化学反应
焦糖化
在加热过程中，糖类与蛋白质发生反应，产生 香味和颜色。
发酵
发酵是一种利用微生物代谢作用改变食品性质 的过程。
氧化
与空气接触时，食物中的脂质和维生素会氧化， 降低其营养价值。
酶促反应
食物中的酶可以促进化学反应的进行，加速食 品加工的过程。
食品中的添加剂和防腐剂
增稠剂 防腐剂 增味剂 着色剂
通过改变食物的黏度和质地，提升口感和食物质 量。
用于延长食物的保质期，阻止微生物生长和食品 变质。
改善食物的口感和味道，增添食欲和满足感。
用于改变食品的颜色，增加视觉吸引力和识别度。
食品中的化学分析方法
1
质谱分析
通过质谱仪分析食物中的分子结构和组成。
2
色谱分析
利用色谱仪检测和分离食物中的化学成分。
3
光谱分析
通过光谱仪检测和研究食物中的吸收、发射或散射光线。
食品中的食品安全和风险评估
食品安全
确保食物不会对人体健康造成危害，包括检测和控 制食品中的有害物质。
风险评估
对食物中的化学物质进行评估，确定其对人体健康 的潜在风险。
《食品化学》PPT课件
通过这个PPT课件，我们将探索食品化学的奇妙世界。从食品的基本组成到化 学反应、添加剂和分析方法，以及食品安全和应用前景，揭秘食品的化学之 谜。
食品化学的研究成果被应用于食品加工、保质期延长、新产品开发和改善食 物的营养价值。未来，食品化学将继续推动食品科学的发展，满足人类对安 全、营养和美味食物的需求。
蛋白质
蛋白质是身体的基本组成部分， 参与多种生化反应和组织修复。
脂质
脂质是重要的能量源，同时也是 细胞膜的主要组成成分。
食品加工中的化学反应
焦糖化
在加热过程中，糖类与蛋白质发生反应，产生 香味和颜色。
发酵
发酵是一种利用微生物代谢作用改变食品性质 的过程。
氧化
与空气接触时，食物中的脂质和维生素会氧化， 降低其营养价值。
酶促反应
食物中的酶可以促进化学反应的进行，加速食 品加工的过程。
食品中的添加剂和防腐剂
增稠剂 防腐剂 增味剂 着色剂
通过改变食物的黏度和质地，提升口感和食物质 量。
用于延长食物的保质期，阻止微生物生长和食品 变质。
改善食物的口感和味道，增添食欲和满足感。
用于改变食品的颜色，增加视觉吸引力和识别度。
食品中的化学分析方法
1
质谱分析
通过质谱仪分析食物中的分子结构和组成。
2
色谱分析
利用色谱仪检测和分离食物中的化学成分。
3
光谱分析
通过光谱仪检测和研究食物中的吸收、发射或散射光线。
食品中的食品安全和风险评估
食品安全
确保食物不会对人体健康造成危害，包括检测和控 制食品中的有害物质。
风险评估
对食物中的化学物质进行评估，确定其对人体健康 的潜在风险。
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通过这个PPT课件，我们将探索食品化学的奇妙世界。从食品的基本组成到化 学反应、添加剂和分析方法，以及食品安全和应用前景，揭秘食品的化学之 谜。
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37
具有特殊功能的低聚糖－低聚木糖
❖ 主要成分为木糖、木二糖、木 三糖及木三糖以上的木聚糖
❖ 木二糖含量↑，产品质量↑ ❖ 甜度为蔗糖的40%
β-1，4
低聚木糖的特性：
➢ 较高的耐热（100℃/1h） 和耐酸性能（pH2～8）
➢ 双歧杆菌所需用量最小的 增殖因子
➢ 代谢不依赖胰岛素，适用 糖尿病患者
二、食品原料中的碳水化合物
Carbohydrates comprise more than 75%of the dry matter of Plants. eg: corn, vegetable, fruit, and so on.
Monosaccharides & Oligasaccharides is usually found in the vegetable and fruit .
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2.2 Monosaccharide & Oligosaccharides
一、单糖和低聚糖的结构及功能 Structure & Function of Carbohydrates 2、低聚糖（Oligosaccharides）
一般由２－１０个糖基构成，较重要的低 聚糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽 糊精和环状糊精（沙丁格糊精）
增加溶解性，如环状糊精、麦芽糊精。
糊精做固体饮料的增稠剂和稳定剂。
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具有特殊功能的低聚糖
❖ 功能性食品
➢ 低热、低脂、低胆固醇、低盐、高纤维素 ➢ 低聚糖（寡糖）和短肽（寡肽）
❖ 具有特殊保健功能的低聚糖
➢ 低聚果糖、乳果聚糖、低聚异麦芽糖、低聚木 糖、低聚氨基葡萄糖
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食品化学课件-PPT文档资料
偶极-离子 H2O-游离离子
较强
H2O-有机分子带电基团
偶极-偶极 H2O-PR-NH， H2O-PR-CO
近乎相等
H2O-侧链OH
疏水水合 H2O+R→R（水合）
△G＞0
疏水相互作用 R（水合）＋R（水合）
→R2（水合）+ H2O
△G＜0
水与离子基团的相互作用 Interaction of water with Ionic groups
温度(℃) 0 1.5 83
配位数 4 4.4 4.9
分子间距nm 0.276 0.290 0.305
冰的结构 Structure of ice
六方冰晶形成的条件：
① 在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻 ② 溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移。
冰的分类
按冷冻速度和对称要素分，冰可分为四大类： o 六方型冰晶 o 不规则树枝状结晶 o 粗糙的球状结晶 o 易消失的球状结晶及各种中间体。
• 大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点 大大降低。
• 有一定溶解溶质的能力 • 与纯水比较分子平均运动大大降低 • 不能被微生物利用
Bulk-phase water
water that occupies positions furthest removed from nonaqueous constituents; water-water hydrogen bonds predominate.
水分子缔合的原因:
1. H-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.
食品化学(十章全)幻灯片PPT
（1）食品主要成合物
及蛋白质三大类物质
①从单一成分自身的反应来看，其反应的活性顺序 为：脂肪蛋白质碳水化合物。脂肪与蛋白质都能 在常温下反应，但脂肪的反应具有自身催化作用， 因此食物主要成分中脂肪是最不稳定的，很多食品 通常是先由脂肪变化而导致食品变质。碳水化合物 一般条件下是比较稳定的，它只有在加热、酸或碱 性较强的情况下才反应，但是决不能小看该类反应 对食品质量的影响，因为使用酸、碱和加热是食品 加工的常用手段。
气相的组成，主要是指食品包装中气体的组成。水果、 疏菜的保鲜可通过适当的包装材料和充气处理，降低 气相中的氧含量，提高二氧化碳气体的含量，来降低 呼吸强度，延长货架期。对一些特别不好贮藏的食品， 如高级茶叶，可在包装中充入惰性气体，以维持其特 有的色泽和香气。罐头和瓶装食品如果排除罐顶和瓶 口的氧气，有利于延长产品的保质期
现代食品化学是以食物中的主要成分和重要成分为主 线，以这些物质在食品加工与贮藏条件下的理化特性 和化学反应为基础，以食品质量的变化为标准来建立 理论体系的，是近百年来食品科学和其它相关科学研 究的基本材料的归纳与分析。
在对一类食品或一种食品成分的基本介绍， 一般都着眼三个层面的问题： ① 明确食品的品质特性。 ② 分析影响食品质量的化学成分和化学反应。 ③ 找出影响食品质量的主要反应的控制条件。 尽管在各章中讨论更多的是第二个问题，但是第一、 第三个问题贯穿始终。
质构的化学本质一般是食品中的大分子自身的作用，以 及它们与金属离子、水之间的相互作用。 最常见的导致食品质构劣变的原因有： 食物成分失去溶解性、失去持水力及各种引起硬化与软 化的反应。
色（color）：是指食品中各类有色物质赋予食品的 外在特征，是消费者评价食品新鲜与否，正常与否 的重要的感官指标。
食品化学课件
6 水分活度与食品的安全性
微生物活动与食物水分活度的关系
酶促反应与食物水分活度的关系
水分活度与非酶反应的关系
微生物活动与食物水分活度的关系
各类微生物生长都需要一定的水分活度。
换句话说，只有食物的水分活度大于某 一临界值时，特定的微生物才能生长。 一般说来，细菌为aw>0.9，酵母为 aw>0.87，霉菌为aw>0.8。一些耐渗透压 微生物除外
水分活度与食品的安全性
食品的等温吸湿线
分子流动性及其与水分活度的比较
1 食品中水的功能
水在食品工艺学方面的功能 水在食品生物学方面的功能
水在食品工艺学方面的功能
食品理化性质
---溶解、分散 食品质地 ---------鲜度、硬度、流动性、 呈味、耐贮性和加工适应性 食品安全性 ------微生物 、化学变化 食品工艺 ---------膨润、浸透、均匀化
为Mm）是指食品中的水分子的旋转移 动和平动移动的总度量。食品中的水处 于冻结状态（结晶）时，其分子流动性 为零，食品处于完全的玻璃态时，其中 的水分子的流动性也为零，而水分子处 于汽化状态时分子流动性最大
水分活度与分子流动性在预测食品安全性上的优缺点
在估计食品由扩散限制的性质时，如冷冻食品的物理性质、冷冻 干燥的最佳条件、结晶作用、凝胶化作用和淀粉的老化等物理变 化时，分子流动性明显的比水分活度有效，而水分活度在预测冷 冻食品的物理或化学性质上基本是无能为力的。 在预测保藏在接近室温的产品发生结块、粘结和脆性的条件时 分子流动性和水分活度的效果大致相同。 预测在未冻结的食品中微生物的生长情况或该食品中由扩散限 制的化学反应的速度时，分子流动性的实用性和预测结果的可靠 性都不及水分活度。 相对于水分活度来说，分子流动性是一个崭新的概念，她还处 于一个逐步完善的阶段，所以就现阶段来说，在预测食品的稳定 性方面，分子流动性在实用性方面还不可能与水分活度婢美。 由于水分活度和分子流动性都是以单个参数为基础的，因此他 们都不可能是食品稳定性完全可靠的预告因子，因此，发展由水 分活度和分子流动性结合的“结合方法处理”成为目前研究和预 告食品稳定性的研究热点。
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1.3 食品中主要化学变化概述
食品中物质的变化可能对食品属性产生的影响
变化
失去溶解性、持水力 生成呈味物质 有色物质发生变化 营养物质发生变化 功能性物质发生变化 产生或钝化毒物
导致属性改变的类型
质地变硬或变软 产生酸味、焦味、异味或芳香味、美味 颜色产生或消失 营养价值降低或生物利用性改变 功能改变 安全性改变
食品可能发生的二次变化及其产生的影响
初期变化
脂类水解 多糖水解 脂类氧化 水果破碎 绿色蔬菜加热 肌肉组织加热 脂类异构化
二次变化
游离脂肪酸与蛋白质反应 糖与蛋白质反应 氧化产物与其他成分反应 酶解、氧化反应 物质流失 பைடு நூலகம்白质变性凝聚、酶失活 异构化产物进一步聚合
所产生的影响
质地、风味、营养价值改变 质地、风味、颜色、营养改变 除上变化外还可能产生毒物 质地、风味、颜色、营养改变 质地、风味、颜色、营养改变 质地、风味、颜色、营养改变 油炸过度时起泡沫，油脂的营养价 值降低
决定食品在储藏加工中稳定性的重要因素
产品自身的因素 各组成成分的化学性质、氧气含 量、pH、水分活度、玻璃化温度、 玻璃化温度时的水含量
环境因素
温度、处理时间、大气成分、经受 的化学物理和生物处理、见光、污 染、极端的物理环境
1.4 食品化学在食品工业技术发展中的作用
食品化学对各食品行业技术进步的影响
食品化学
Food Chemistry
中国农业大学 食品科学与营养工程学院
第一章 绪论
• 1.1 食品化学的定义、目的和内容 • 1.2 食品化学的发展方向 • 1.3 食品中主要化学变化概述 • 1.4 食品化学在食品工业技术发展中的
作用
定义
• 食品化学是从化学角度和分子水 平研究食品的组成、结构、理化 性质、生理和生化性质、营养与 功能性质以及食品在加工、储 藏、运销中的化学变化的科学。
改变食品品质的一些反应及产生的效果
反应类型
产生的效果
非酶褐变 酶促褐变 氧化 水解 金属反应 脂类异构化 脂类环化 脂类聚合 蛋白质变性 蛋白质交联 糖酶解
焙烤食品表皮成色 切开的水果迅速变色 脂肪产生异味、维生素降解、色素褪色、蛋白营养丧失 脂类、蛋白质、维生素、碳水化合物、色素等降解 促使氧化反应发生，改变食品颜色 脂类分子结构及生物学功能发生变化 脂肪酸结构改变 深锅油炸中油起泡沫 卵清凝固、酶失活 在碱性条件下加工蛋白质使营养降低 宰后动物组织和采后植物组织的无氧呼吸
目的
• 为提高食品原料加工和综合利用水平奠定理论基础。
• 改善食品品质 • 开发食品新资源 • 革新食品加工工艺和储运技术 • 科学调整膳食结构 • 改进食品包装 • 加强食品质量控制
• 为食品科学发展提供理论和思维工具，促进食品科学 全面深入发展。
内容
• 食品营养化学 • 食品色素化学 • 食品风味化学 • 食品工艺化学 • 食品物理化学 • 食品有害成分化学
• 碳水化合物化学 • 油脂化学 • 蛋白质化学 • 食品酶学 • 食品添加剂化学 • 维生素和矿物质化学 • 保健食品化学
1.2 食品化学的发展方向
• 反应机理研究 • 风味物质的结构和性质的研究 • 特殊营养成分及结构、功能性质的研究 • 食品材料改性研究 • 食品现代快速分析方法研究 • 高、新分离技术的研究 • 现代储藏、保鲜技术和生理、生化研究 • 新食源、新工艺、新食品添加剂研究