食品科学概论

2-5 蛋白質
五、加工對蛋白質的影響
1. 過度加熱，營養降低
2. 產生褐變反應（又叫梅納反應、糖胺反應）。
3. 過度加熱亦會因脫氨、脫二氧化碳、脫硫等反 應而減低乾重及氮、硫含量。
4. 鹼性條件下，皮蛋加工會降低其營養價值。
5. 蛋白質除與糖反應外，與脂肪反應，亦會使蛋 白質消化率降低。
2-5 蛋白質
2. 水可能是一種反應物，例如水解作用。
3. 水可能是一種產物，水多可抑制梅納反應。
4. 對中間物具有修飾作用，適量水可抑制油脂反 應。
2-2 水
三、水的種類
1. 自由水(free water)
2. 結合水(bound water)
2-2 水
四、水活性
1. 水活性(water activity)：簡寫αw ，
食品科學概論
第二章 食品化學
食品化學
2-1 食品
2-2 水
2-3 醣 類
2-4 油 脂
2-5 蛋白質
2-6 維生素與礦物質
2-7 酵素
2-1 食品
• 一切不含有害物質之天然物或其加工品並含一 種以上營養成分。 食物：食品經過適當調味者並且添加色香味。
食品分：
水 脂肪、醣類、維生素、 礦物質。 固形物：包括蛋白質、
2-2 水
一、水的定義
1. 生物體含量最多的組成份(50～95%)，醃乾品除 外。 2. 提供生物化學反應進行的場所，運送細胞所需 之營養物、廢物，且本身也參與化學反應。
3. 它的含量與存在位置，影響生物細胞的活力， 並且決定食品的品質。
2-2 水
二、水的功用
1. 作為溶劑，使反應物流動，反應速率增加。
2-2 水
七、食品水分與食品保存 1. 脫水乾燥 2. 利用糖、鹽使食品脫水，降低αw ，以延長 保存時間 3. 降低溫度 4. 其他
2-3 醣 類
一、醣類在食品加工上的功用
1. 乳化性：阿拉伯膠、CMC。 2. 成膠性：洋菜、果膠 3. 糊化性：糊化(gelatinization)
水 澱粉 浸 膨潤(swelling) 加熱
二量體 多重體 重合 脂質 脂質 hydroperoxide dihydroperoxide
ketone epoxide
↓ 多重體 OH 化合物 ↓ acid
分解 碳氫化物 aldehyde lactone Semi-與食品化學反應速率關係 （見圖2-1）
▲圖2-1 食品中反應速率與水活性的關係
2-2 水
六、等溫吸濕曲線 （見圖2-2）
A：相當於單層水分子 B：多層吸著（於單層外又有另一層） C：於溶解完物質中的可溶物後，再凝結存在於 物 質洞內的水分。
▲圖2-2
吸附等溫線與去吸附等溫線
2-4 油 脂
6. 煎炒、油炸時，脂質從熱交換媒介物中產生香 味及色 澤。 7. 酥油(shortenings)於烘烤中，能增加食品的鬆脆 與嫩度。 8. 沙拉油(salad oil)加乳化劑做成的沙拉醬 (mayonnaise)再添加其他添加物後，除仍能夠保 持多孔狀及乳化態半固體的口感外，並能增進 風味。 9. 能充作乳化劑(emulsitiers) 10. 供給必需脂肪酸
2. 水解油耗味(hydrolytic rancidity)
3. 酮酸型敗油耗味(ketone rancidity)
表2-1 油雜味與油耗味之比較
油 雜 味 過氧化價 不同的油脂 接受性 低 有不同的味道 視人與地區而異 於氮氣包裝或真空下 產生的條件 仍能發生 抗氧化劑的作用 無效 油 耗 高 味道相似 均無法接受 味
5. 蛋白質之2級、3級、4級結構，皆可藉-S-S-鍵， 靜電力，氫鍵或疏水鍵結而不被輻射游離。 6. 有利影響：植物蛋白 加熱 營養價值提高，如 大豆中含胰蛋白抑制劑，經適當加熱後，可抑 制或完全破壞其活性。
2-6 維生素與礦物質
食物中的維生素及礦物質會因加工而損失，如：
1. 切割
2. 殺菁
3. 化學藥品
αw ＝P∕Po＝ERH/100 食物中可用水活性自動測定儀測試。 P：食品所顯示的水蒸氣壓。 Po：某溫度下食品最大的水蒸氣壓。 ERH：平衡時的相對溼度。
2-2 水
2. αw與微生物關係
菌 名 生長最低限度αw
細
黴 酵 母
菌
菌 菌
0.90
0.80 0.88
耐 鹽 性 箘
耐 乾 真 菌
0.75以下
2-4 油 脂
九、防止油脂氧化的方法
1. 隔絕氧氣
2. 溫度
3. 光線
4. 放射線 5. 隔絕金屬離子
6. 加抗氧化劑
7. 相乘劑
2-5 蛋白質
一、蛋白質的重要性 1. 所有細胞的主要成分。 2. 身體內的代謝催化劑，如酵素。
3. 調節代謝的物質，如激素。
4. 身體的防衛武器，如抗體。 5. 肌肉的收縮。
▲圖2-2 梅納反應的基本反應機制
2-3 醣 類
2. 焦糖反應(caramelization) 會影響食物的色、香、味。醣類加熱→引起糖 分子內或分子間之縮合→產生黑褐色物質 (caramel)，一般焦糖化需少量酸或鹼催化， glucose較fructose難脫水，形成著色物質慢。
2-4 油 脂
2-5 蛋白質
二、蛋白質的分類
1.單純蛋白質：加水分解後僅生成胺基酸者。
a. b. c. d. e. f. g. 白蛋白(albumin) 球蛋白(globulin) 榖蛋白(glutelin) 醇溶蛋白(prolamin) 硬蛋白或硬蛋白質(albuminoid) 組織蛋白(histone) 精蛋白(protamin)
3. 變性原因：
a. 物理性：加熱、凍結（還可恢復）、攪拌、照射、 超音波、高壓（1000~3000大氣壓會造成蛋白質變 性，若恢復常壓，則可恢復原狀，為可逆變性。 b. 化學性：稀酸、稀鹼、尿素、酒精、界面活性劑、 重金屬等化合物。
2-5 蛋白質
4. 變性的兩個例子：
a. 蛋白質＋稀酸、稀鹼 → 解離基電荷變化 → 分子內 離子結合破壞 → 變性。
2-5 蛋白質
3. 衍生蛋白質(derived protein)：
天然蛋白質受物理或化學上變化處理所得者。
a. 一級衍生蛋白質 b. 二級衍生蛋白質
2-5 蛋白質
三、蛋白質的組成
蛋白質是由22種胺基酸所組成，其他必需胺基酸 有8～10種。其特性包括：
1.有旋光性（4個碳所接的原子基團均不同），只
b. 蛋白質＋尿素 → 胜肽鍵間的氫鍵結合被切斷 → 蛋 白質立體構造發生變化 → 變性。
2-5 蛋白質
5. 變性結果：
a. 蛋白質胜肰鍵更易被蛋白質水解酵素分解。 b. 溶解度下降。 c. 酵素活性減少或消失。 d. 不再結晶。 e. 黏度增加。 f. 旋光度增加。 g. 分子之不對稱性增加。 h. 氫鍵被破壞。 i. 可滴定之官能基增加，造成滴定曲線改變。 j. 增加雙硫基、硫氫基及酚基之反應活性。
▲圖2-4 脂質氧化
2-4 油 脂
三、影響自動氧化作用因子
1. 脂肪酸不飽和程度
2. 氧氣(O2)
3. 光線
4. 溫度 5. 水分
2-4 油 脂
四、催化氧化作用
1. 產生不良風味。
2. 脫色效應及維生素之破壞。
3. 麵糰(dough)性質之改變：流變性、漂白作用。
4. 酵素＋O2→可加速氧化。
2-4 油 脂
H
∣ 不同） ，只有 H2N— C —COOH 無旋光性 ∣ H glycine
有
無旋光性
2-5 蛋白質
2.具緩衝作用，可調節H+
3.離子結合(ion binding)：例如重金屬中毒，喝牛奶 把重金屬沉澱下來。
2-5 蛋白質
四、蛋白質的性質
1. 等電點(Isoelectric point) 2. 蛋白質變性(protein denaturation)
一、脂肪在食品中的作用及利用
1. 高級的食品能源來源。
2. 脂溶性維生素的攜帶者。
3. 供給食品風味(flavor)。
4. 增加進食後的飽足感。
2-4 油 脂
5. 在生物體中作用：
a.與細胞膜通透性，細胞壁構造有關。 b.能量儲藏。 c.脂肪組織有絕熱作用。 d.內臟器官的保護膜。 e.與身體造型有關。
五、脂質水解(Lipolysis)
• 酯鍵結受酵素、熱力及化學作用水解。使得自由 態脂肪酸含量增加，煙點下降，煎炸食品表面易 變碎，褐變加速，吸油率上升。
六、油雜味(Reversion)
• 當過氧化物價仍低，油耗味未生出前所出現的臭 味。
2-4 油 脂
七、油耗味(Rancidity)
1. 氧化型油耗味
需氧氣方能產生
有效
2-4 油 脂
八、轉戾香(Flavor reversion)
1. 食用油，尤其是大豆油、菜籽油等在酸敗之前， 其香味易變壞，稱之轉戾香。 2. 初期轉戾香，如豆一般，接著變為如乾草一般， 再由油漆臭變為魚臭。 3. 沙拉油與蛋黃醬(mayonnaise)多以大豆油為原料， 易生轉戾香。 4. 轉戾香會因光、溫度及微量金屬而生。過氧化 價價為1~2之程度亦可生成（不同於自動氧化）。
4. 保水性 5. 褐變反應：提供香氣、顏色。
2-3 醣 類
二、多醣類的性質 1. 澱粉 a.直鏈澱粉(amylose) b.支鏈澱粉(amylopectin) 2. 醣類的化學通式：Cm(H2O)n
2-3 醣 類
三、醣類在加工上的變化
1.非酵素性褐變
a.梅納反應(maillard reaction) 影響褐變反應的因子： Ⅰ.carbonyl： <1> 化合物如： 一般α、β-不飽和醛（2-enalαdicarbonyl化合物易亦於褐變）。ketone的褐 變速度最慢。 <2> 五碳糖反應強，褐變速度平均比六碳糖快4 倍，ribose＞ arabinose＞xylose，galactose ＞mannose＞glucose。 <3> ketose之fructose其褐變速度依條件而異。