中国农业大学食品化学课件6
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食品化学(6).ppt
2002
2、食品化学与相关课程的关系
二、食品化学在食品中的mposition Structure Physicochemical Properties Bioactives Safety Changes
食品分析 食品营养 食品物性 食品添加剂 食品加工与贮藏 食品质量与安全 食品包装
食品化学
河南农业大学食品科学技术学院
第一章 序 论
一、食品化学的定义 二、食品化学在食品科学中的地位与作用 三、食品化学的内容与研究方法 四、食品化学学习方法与要求
一、食品化学的定义
营养素
1、名词概念
食物或食料
食品化学
食品化学：是一门研究食品（包括食品原料）的组成、特性 及其产生的化学变化的科学。
➢ 食品化学起于何处难以从历史记载中找到答案 ➢ 食品化学是解在解决食品工艺及食品品质中有关化学问题的基础
上逐步形成的一门独立的学科 ➢ 食品化学现已是食品科学与工程一级科学的公共课
A. L. Lavoisier
（2）食品化学的研究现状
➢ 在化学组成研究基础上，采用模拟体系或简单体系进行研究，以研究某 一成分在食品及人体中性质及功能。
中
Hormones
化 学
Flavor Compositions Toxic substances
成 分
Food additives
Natural additives Synthetic additives
Unnatural Compositions
Contaminant
Processing Environmental pollution
2、 食品 化学 研究 内容
3、 研究 方法
天然的及非天然的成分的性质、功能 及人体需要 天然的及非天然的成分在食品原料中 的变化 天然的及非天然的成分在加工及贮藏 中的变化 天然的及非天然的成分对食品质量与 安全性的影响
2、食品化学与相关课程的关系
二、食品化学在食品中的mposition Structure Physicochemical Properties Bioactives Safety Changes
食品分析 食品营养 食品物性 食品添加剂 食品加工与贮藏 食品质量与安全 食品包装
食品化学
河南农业大学食品科学技术学院
第一章 序 论
一、食品化学的定义 二、食品化学在食品科学中的地位与作用 三、食品化学的内容与研究方法 四、食品化学学习方法与要求
一、食品化学的定义
营养素
1、名词概念
食物或食料
食品化学
食品化学：是一门研究食品（包括食品原料）的组成、特性 及其产生的化学变化的科学。
➢ 食品化学起于何处难以从历史记载中找到答案 ➢ 食品化学是解在解决食品工艺及食品品质中有关化学问题的基础
上逐步形成的一门独立的学科 ➢ 食品化学现已是食品科学与工程一级科学的公共课
A. L. Lavoisier
（2）食品化学的研究现状
➢ 在化学组成研究基础上，采用模拟体系或简单体系进行研究，以研究某 一成分在食品及人体中性质及功能。
中
Hormones
化 学
Flavor Compositions Toxic substances
成 分
Food additives
Natural additives Synthetic additives
Unnatural Compositions
Contaminant
Processing Environmental pollution
2、 食品 化学 研究 内容
3、 研究 方法
天然的及非天然的成分的性质、功能 及人体需要 天然的及非天然的成分在食品原料中 的变化 天然的及非天然的成分在加工及贮藏 中的变化 天然的及非天然的成分对食品质量与 安全性的影响
食品化学ppt课件
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---
中国农业科学院-食品化学-内部绝密课件1
肌肉组织的加热
三、影响食品化学反应的因素分析
食品加工和贮藏中的重要可变因素: 温度（T） 时间（t） 温度速率（dT/dt） pH（对微生物和酶的影响） 产品成分（决定参与化学反应的物质） 水分活度（Aw） 气体（O2、CO2、乙烯） 光照 Arrhenius 方程 k=Ae-△E/RT
第四节 食品化学发展方向
自然界分布最广、含量最多
天然形式：棉花、木材 作用：细胞壁保护物质、维持自然界能量和物质平衡物质 用途：纺织、造纸、化学、食品工业
3）半纤维素（Hemicellulose） •非纤维素、非淀粉多糖的统称 •主要组成：戊糖、糖醛酸、脱氧糖 •植物细胞壁的组成物质之一
常见以D－木聚糖为主链的杂聚糖，侧链有 阿拉伯糖、糖醛酸、半乳糖 Ex. 阿拉伯木聚糖（Arabinoxylan）
脂类的氧化
氧化产物及相 关反应
质构：溶解性丧失 风味：不良风味 色泽：变黑、褪色 营养价值：脂肪损失或降解
水果的破损
细胞破裂、物 质构：软化 质（营养物质、 风味：损失或产生其它异味 酶等）释放 色泽：褐变 营养价值：维生素损失 蛋白质变性、 酶失活 质构：持水能力消失、硬化或软化 风味：产生烧烤、蒸煮味 色泽：产生不正常颜色 营养价值：蛋白质、维生素损失或降解
常见单糖构成单元
4）几丁质（Chitin） 由 N-乙酰-D-葡萄糖胺通过β-1，4糖苷键构成
分布：真菌细胞壁常见组成，另存在于藻类、昆虫、甲壳类动物体内
贮存量：仅次于纤维素，每年约100亿吨。 制取： 虾、蟹的甲壳、发酵工业 用途：化工、制药、生物农药、环保产品等
5）果胶（Pectin） 由D－吡喃半乳糖醛酸通过α-1，4糖苷键构成存在少量半乳聚糖、 阿拉伯聚糖、鼠李糖 重要特征：甲酯化（程度0－85%）
中国农业大学食品化学PPT参考
过生物膜或大分子网络向外蒸发；
在高水分食品中，占总水量的90%以上，
与食品的风味、硬度和韧性有关，应防止流失。
2021/3/10
授课：XXX
16
2.3.2 结合水（束缚水） 与自由水性质差别
结合水的量与食品中有机大分子的极性集团的 数量有比较固定的比例关系；
结合水的蒸汽压比自由水高；
结合水在食品中不能作为溶剂，在-40℃以上 不能结冰；自由水在食品中可以作溶剂，在40℃以上可以结冰；
↘缔合分子→简单分子→吸入热量
比热大→水温不易随气温变化
2021/3/10
授课：XXX
7
水密度低，黏度小
导热率高：
其中，导热系数、扩散系数：冰>水→经受温 度变化速率：冰>水→冻结速度>解冻速度
密度比冰大：
质量相同：V冰>V水→冷冻工艺机械损伤
溶解能力强，可溶解电解质、蛋白质等溶液：
离子型化合物→介电常数大
非离子型化合物→氢键
脂肪、蛋白→乳浊液/胶体溶液
2021/3/10
授课：XXX
8
2.3 固态食品中水的类型
2．3．1 根据在食品中与非水物的结合程度划 分：
束缚水： 单分子层水、多分子层水 自由水： 毛细管水、截留水
2021/3/10
授课：XXX
9
束缚水（结合水，构成水）
水
2021/3/10
授课：XXX
1
1 概述
六大营养素之一，是维持人类正常生命 活动必需的基本物质；
存在：动植物体内、食品；
在食品中的主要作用：
赋予色、香、味、形等特征；
分散蛋白质和淀粉等，使形成凝胶；
新鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏 性和加工等。
在高水分食品中，占总水量的90%以上，
与食品的风味、硬度和韧性有关，应防止流失。
2021/3/10
授课：XXX
16
2.3.2 结合水（束缚水） 与自由水性质差别
结合水的量与食品中有机大分子的极性集团的 数量有比较固定的比例关系；
结合水的蒸汽压比自由水高；
结合水在食品中不能作为溶剂，在-40℃以上 不能结冰；自由水在食品中可以作溶剂，在40℃以上可以结冰；
↘缔合分子→简单分子→吸入热量
比热大→水温不易随气温变化
2021/3/10
授课：XXX
7
水密度低，黏度小
导热率高：
其中，导热系数、扩散系数：冰>水→经受温 度变化速率：冰>水→冻结速度>解冻速度
密度比冰大：
质量相同：V冰>V水→冷冻工艺机械损伤
溶解能力强，可溶解电解质、蛋白质等溶液：
离子型化合物→介电常数大
非离子型化合物→氢键
脂肪、蛋白→乳浊液/胶体溶液
2021/3/10
授课：XXX
8
2.3 固态食品中水的类型
2．3．1 根据在食品中与非水物的结合程度划 分：
束缚水： 单分子层水、多分子层水 自由水： 毛细管水、截留水
2021/3/10
授课：XXX
9
束缚水（结合水，构成水）
水
2021/3/10
授课：XXX
1
1 概述
六大营养素之一，是维持人类正常生命 活动必需的基本物质；
存在：动植物体内、食品；
在食品中的主要作用：
赋予色、香、味、形等特征；
分散蛋白质和淀粉等，使形成凝胶；
新鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏 性和加工等。
中国农业大学食品学院 食品工艺学 课件.ppt
乳糖被摄取后在胃中不消化，它在小肠黏 膜上皮细胞中的乳糖酶作用下被分解利用。
若人体缺乏乳糖酶，将表现为腹泻、呕吐 等乳糖不耐症。由于发酵乳中的乳糖被部 分分解，缺乏乳糖酶的人食用后不再表现 为乳糖不耐症，或仅有轻微表现。
乳糖的分解产物葡萄糖作为人体的能源被 利用或以糖原的形式贮存起来。半乳糖被 肠道、肝脏吸收，变为脑和神经组织的部 分成分，到达小肠下部则成为肠道菌群的 营养物质。
乳糖(Lactose)的分解和乳糖不耐症
乳糖在乳糖酶（Lactase)的作用下分 解成单糖，经微生物分解成酸和其他 成分。
双糖类中乳糖最难利用。乳糖为双糖， 难溶于水，在消化器官内经乳糖酶作 用而水解后才能被吸收，如果乳糖被 直接注射于血管或皮下，则从尿中排 出。
婴儿体内乳糖酶活力大，可以在乳粉 中强化乳糖；母乳化乳粉，乳糖占 50%以上
乳糖的性质和作用
1. 乳糖远较麦芽糖、蔗糖难溶于水
2. 在乳糖酶的作用下分解成单糖，经微生物 分解成酸和其他成分，意义很大
3. 乳糖水解后所产生的半乳糖是形成脑神经 中重要成分（糖脂质）的主要来源，在婴 儿发育期，有重要作用；一部分乳糖被送 至大肠中，由于乳酸菌的作用生成乳酸， 而抑制其他有害细菌的繁殖，对防止婴儿 下痢也有很大作用
2. 乳脂肪的理化特性
1）易氧化 脂肪与氧、光线、金属接触时，氧化产
生哈败；工艺上，避免使用铜、铁设备和 容器，应使用不锈钢设备
2）易水解 含低级脂肪酸比较多，即使稍微水解也
会产生带刺激性的酸败味
水解起因于乳本身的解脂酶和外界污染 的微生物酶
3. 乳脂肪球的构造及其存在状态
1）乳脂肪以脂肪球的形式存在于乳中
第四节 牛乳成分的化学性质
一、水分
结合水：约占2-3%，以H键和蛋白质的 亲水基或和乳糖及某些盐类结合存在
若人体缺乏乳糖酶，将表现为腹泻、呕吐 等乳糖不耐症。由于发酵乳中的乳糖被部 分分解，缺乏乳糖酶的人食用后不再表现 为乳糖不耐症，或仅有轻微表现。
乳糖的分解产物葡萄糖作为人体的能源被 利用或以糖原的形式贮存起来。半乳糖被 肠道、肝脏吸收，变为脑和神经组织的部 分成分，到达小肠下部则成为肠道菌群的 营养物质。
乳糖(Lactose)的分解和乳糖不耐症
乳糖在乳糖酶（Lactase)的作用下分 解成单糖，经微生物分解成酸和其他 成分。
双糖类中乳糖最难利用。乳糖为双糖， 难溶于水，在消化器官内经乳糖酶作 用而水解后才能被吸收，如果乳糖被 直接注射于血管或皮下，则从尿中排 出。
婴儿体内乳糖酶活力大，可以在乳粉 中强化乳糖；母乳化乳粉，乳糖占 50%以上
乳糖的性质和作用
1. 乳糖远较麦芽糖、蔗糖难溶于水
2. 在乳糖酶的作用下分解成单糖，经微生物 分解成酸和其他成分，意义很大
3. 乳糖水解后所产生的半乳糖是形成脑神经 中重要成分（糖脂质）的主要来源，在婴 儿发育期，有重要作用；一部分乳糖被送 至大肠中，由于乳酸菌的作用生成乳酸， 而抑制其他有害细菌的繁殖，对防止婴儿 下痢也有很大作用
2. 乳脂肪的理化特性
1）易氧化 脂肪与氧、光线、金属接触时，氧化产
生哈败；工艺上，避免使用铜、铁设备和 容器，应使用不锈钢设备
2）易水解 含低级脂肪酸比较多，即使稍微水解也
会产生带刺激性的酸败味
水解起因于乳本身的解脂酶和外界污染 的微生物酶
3. 乳脂肪球的构造及其存在状态
1）乳脂肪以脂肪球的形式存在于乳中
第四节 牛乳成分的化学性质
一、水分
结合水：约占2-3%，以H键和蛋白质的 亲水基或和乳糖及某些盐类结合存在
食品化学PPT讲义,适用中国农业大学出版社阚建全版本---第六章维生素矿物质
但不易被人体吸收。
请回答
在人体中存在的矿质元素都称为必须元 素吗？ 不是
在下列元素中，哪些是必须元素： 铁锌锶铜铝铅锡碘镉锰钡镍锑钒
铁锌 铜 锡 碘 锰 镍钒
6.2.3 常见的矿物质
请抢答：具有下列特征的是什么元素？
铁
属微量元素。 牛奶、谷物中含量不足，或不易被利用，
蔬菜和肉类中的可利用态含量丰富。 是血红素和一些酶的成分 缺乏时引起贫血，血液中血红球数目和
6.1.3脂溶性维生素
6.1.3.1 维生素C
6.1.3.2 6.1.3.3 6.1.3.4 6.1.3.7
维生素B1 维生素B2 维生素B5 维生素B12
6.1.2.1维生素A P205
A1
维生素A结构：
A2
CH2OH CH2OH
是一类具有活性的不饱和烃，包括视黄醇(retinol VA1)及相关化合物
6.1.2.2 维生素D
结构：
是一些具有胆钙化醇(ergocalciferol) 生物活性的类固醇的统称。
可由人及动物表皮组织中含有的前 体物7-脱氢胆固醇经紫外光照射后 转化而来。
维生素D性质
脂溶性。 在鱼、蛋黄、奶油，尤其是在海产鱼肝
油中含量特别丰富。 与VA共存有协同作用。 在中性及碱性溶液中能耐高温并耐氧化，
VE性质
脂溶性。 对氧敏感，在空气中易被氧化生成无活
性的醌类物质。可作抗氧化剂使用。 对热、酸、碱、紫外光均比较稳定。 米麦精加工及氧化作用会引起损失。
6.1.3.1 维生素C
（抗坏血酸）
结构： 是一个羟基羧酸的内酯，
具有烯二醇结构。 有四种异构体，其中L-型
活性最高。易被氧化剂氧 化，本身具有还原能力。
请回答
在人体中存在的矿质元素都称为必须元 素吗？ 不是
在下列元素中，哪些是必须元素： 铁锌锶铜铝铅锡碘镉锰钡镍锑钒
铁锌 铜 锡 碘 锰 镍钒
6.2.3 常见的矿物质
请抢答：具有下列特征的是什么元素？
铁
属微量元素。 牛奶、谷物中含量不足，或不易被利用，
蔬菜和肉类中的可利用态含量丰富。 是血红素和一些酶的成分 缺乏时引起贫血，血液中血红球数目和
6.1.3脂溶性维生素
6.1.3.1 维生素C
6.1.3.2 6.1.3.3 6.1.3.4 6.1.3.7
维生素B1 维生素B2 维生素B5 维生素B12
6.1.2.1维生素A P205
A1
维生素A结构：
A2
CH2OH CH2OH
是一类具有活性的不饱和烃，包括视黄醇(retinol VA1)及相关化合物
6.1.2.2 维生素D
结构：
是一些具有胆钙化醇(ergocalciferol) 生物活性的类固醇的统称。
可由人及动物表皮组织中含有的前 体物7-脱氢胆固醇经紫外光照射后 转化而来。
维生素D性质
脂溶性。 在鱼、蛋黄、奶油，尤其是在海产鱼肝
油中含量特别丰富。 与VA共存有协同作用。 在中性及碱性溶液中能耐高温并耐氧化，
VE性质
脂溶性。 对氧敏感，在空气中易被氧化生成无活
性的醌类物质。可作抗氧化剂使用。 对热、酸、碱、紫外光均比较稳定。 米麦精加工及氧化作用会引起损失。
6.1.3.1 维生素C
（抗坏血酸）
结构： 是一个羟基羧酸的内酯，
具有烯二醇结构。 有四种异构体，其中L-型
活性最高。易被氧化剂氧 化，本身具有还原能力。
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。
食品化学绪论-PPT课件
柠檬汁、醋粟 柠檬酸、苹果 苹果酸； 检验了20种普通水果中的柠檬酸、苹果酸、酒石酸； 被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。
法国化学家拉瓦锡（Antoine Larent Lavoisier）
用平衡反应式表示了发酵过程； 发表了关于水果中含有机酸的文章。
法国化学家尼古拉斯（Nicolas） 用灰化的方法测定了植物中的矿物质含量； 首先完成了乙醇的精确化学分析。
第三阶段 成熟时期
20世纪初中期
食品工业成为重要工业，大部分食品的物质组成已被化学 家、生物学家和营养医学家的研究所探明，为食品化学的 建立积累了大量的素材；
食品工业的不同行业创建自身的化学基础，粮油化学、果 蔬化学、乳品化学、糖业化学、肉禽蛋化学、水产化学、 添加剂化学、风味化学等分支学科的崛起，为系统的食品 化学学科的建立奠定了坚实的基础；
的 化
风味物质
学
激素
组
有毒物质
成
天然来源的添加剂
食品添加剂 人工合成的添加剂
非天然成分
加工中不可避免的污染物质
污染物质 环境污物质
3、食品化学
化学组成
成分结构
化
理化性质
学
特殊性质
分
营养价值
子
安全性
水
平
各种变化
影响
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 及它们在食品储藏、加工和运销中的 变化及其对食品品质和安全性影响的 学科。
第一阶段 早期研究
法国化学家盖-吕萨克（Gay-Lussac） 泰纳尔(Thenard)
发明定量测定干燥植物C、N、H的第一个方法
英国化学家戴维（Davy）
法国化学家拉瓦锡（Antoine Larent Lavoisier）
用平衡反应式表示了发酵过程； 发表了关于水果中含有机酸的文章。
法国化学家尼古拉斯（Nicolas） 用灰化的方法测定了植物中的矿物质含量； 首先完成了乙醇的精确化学分析。
第三阶段 成熟时期
20世纪初中期
食品工业成为重要工业，大部分食品的物质组成已被化学 家、生物学家和营养医学家的研究所探明，为食品化学的 建立积累了大量的素材；
食品工业的不同行业创建自身的化学基础，粮油化学、果 蔬化学、乳品化学、糖业化学、肉禽蛋化学、水产化学、 添加剂化学、风味化学等分支学科的崛起，为系统的食品 化学学科的建立奠定了坚实的基础；
的 化
风味物质
学
激素
组
有毒物质
成
天然来源的添加剂
食品添加剂 人工合成的添加剂
非天然成分
加工中不可避免的污染物质
污染物质 环境污物质
3、食品化学
化学组成
成分结构
化
理化性质
学
特殊性质
分
营养价值
子
安全性
水
平
各种变化
影响
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 及它们在食品储藏、加工和运销中的 变化及其对食品品质和安全性影响的 学科。
第一阶段 早期研究
法国化学家盖-吕萨克（Gay-Lussac） 泰纳尔(Thenard)
发明定量测定干燥植物C、N、H的第一个方法
英国化学家戴维（Davy）
食品化学FoodChemistry省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
17
第17页
2. 食品在加工、储备中改变及对食品质量影 响
❖ 水分活度改变，影响酶反应、脂肪氧化、 糖水解、叶绿素等色素降解
❖ 脂肪氧化、水解，风味、质构、稳定性下 降
❖ 糖水解，产生活泼羰基，褐变反应 ❖ 蛋白质变性、水解 ❖ 维生素氧化、降解
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第18页
❖ 食品主要质量特征是颜色、风味、质构和营养价 值；
❖ 1842年Liebig将食品分类为含氮、不含氮 化合物。
❖ 1847年出版“食品化学研究”刊物。
❖ 1860年W.Hanneberg和F.Stohman发展了 测定水分、脂肪、灰分、蛋白质、无氮浸 出物方法。
❖ 20世纪初,判定了维生素、氨基酸、脂肪 酸、矿物质。
9
第9页
4.食品化学在食品科学中作用和地位
❖ 颜色：变黑 退色 产生其它不正常颜色； ❖ 风味：产生恶臭、酸败味、烧煮或焦糖风味、其
它异味； ❖ 质构：溶解性丧失 分散性丧失 持水能力消失 硬
化 软化； ❖ 营养价值：维生素损失或降解；矿物质损失或降
解 蛋白质损失或降解 脂类损失或降解；其它含 有生理功效物质损失或降解。
19
第19页
三、怎样学
堂讨论；课后答疑。
2
第2页
教学参考书
❖ 《食品化学》，王璋、许时婴等编(共3版)。 ❖ 《食品化学》，江波、杨瑞金 、卢蓉蓉编。 ❖ 《食品化学》第二版，韩雅珊主编。 ❖ 《食品化学》第二版，谢笔钧主编。
3
第3页
Chapter 1 Introduction
❖ 本章基本要求 ❖ 基本要求: 要求学生了解食品化学研究内容，
品微生物学）,食品保护,包含卫生和包装； ❖ (5)食品加工学：经过物理、化学和微生物方法实
食品化学课件
II区
0.2-0.85 6.5-27.5 不能冻结 轻微-适度 多分子层水 部分可利用
III区 ＞0.85 ＞ 27.5 正常 正常 体相水 可利用
滞后现象 Hysteresis
定义:采用回吸(resorption)的方法绘制的 MSI和按解吸(desorption)的方法绘制的MSI并 不互相重叠的现象称为滞后现象.
Chemical Stability
Oxidation
• Most foods contain lipids, colours, vitamins, etc., which are susceptible to oxidation • These compounds may be encapsulated and
2.6 水分活度与食品的稳定性 Water activity and food stability
水 分 活 度 与 食 品 的 稳 定 性
WATER ACTIVITY AND STABILITY
Stability of low- and intermediate
moisture foods
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。
水与疏水基团的相互作用 Interaction of water with nonpolar
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中国农业大学【天地农大BBS】
呋喃糖（furanoses）：5元环半缩醛结构 吡喃糖（pyranoses）：6元环半缩醛结构 吡喃糖比呋喃糖稳定。（胡P35～36）。
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表达式 开环投影式：显示出开环结构和构型 闭环透视简式：显示出环状结构和构型 闭环透视构象式：表示环状结构的构型和构象， 例如葡萄糖的3种结构表示式（刘P23，2。 2-1）。
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根据糖分类：葡萄糖苷、果糖苷、阿拉伯 糖苷、半乳糖苷和芸香糖苷等； 按不同的糖苷配基分类：醇糖苷、酚糖苷、 N-糖苷、芥子油糖苷和氰酸糖苷等。
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性质： 无还原性 通常易溶于水 能被无机酸和糖苷酶水解 氧苷键连接的O-糖苷在中性和碱性pH下稳定，而 在酸性条件下易水解。 食品中（除酸性较强的食品外）大多数糖苷都是 稳定的。
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根据官能团的特点： 醛糖（Aldose） 酮糖（Ketose）. 自然界中以含4、5、6个碳原子的单糖最普遍。
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食品中常见的单糖包括：葡萄糖、果糖、甘露糖、 半乳糖、鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖 醛酸、葡萄糖醛酸、葡萄糖酸和山梨糖醇等。 醛糖由D-甘油醛衍生，酮糖由二羟基丙酮 （丙糖之一）衍生。
可消化吸收的——提供能量——营养 不可消化吸收的——……——保健 有毒的——……——毒
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对食品品质的影响
色泽 风味 质地 营养价值 结构成份
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在储藏、加工中化学 变化
植物食品的采后熟化——淀粉、纤维素和果 胶的水解 淀粉老化
（TCA cycle）
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碳循环
光合作用 生物氧化 物质代谢 能量代谢
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2.1.2
单糖的衍生物
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氨基糖 amino-sugars
单糖中一个或多个羟基被氨基取代而生成的化合 物。分子中氨基的位置由名称前面的数字来 表示。 重要氨基糖是:D-葡萄糖胺（2-氨基-2-脱氧-D葡萄糖）和D-半乳糖胺（2-氨基-2-脱氧-D半乳糖），存在于粘多糖、血型物质、软骨 和粘蛋白中。 存在形式：N-乙酰基，很少以N-磺酰基的衍生物 存在
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单糖
不能水解 多羟基醛、酮衍生物 经验式：Cn(H2O)n
构件分子
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单糖
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2．1 单糖的种类和结构
分子式：Cn（H2O）n， 定义：是碳水化合物的最小组成单位，是结构 最简单的糖，是不能再水解的糖单位。是不 能水解的多羟基醛、酮及其衍生物 存在形式：缩醛或缩酮 天然：半缩醛式。
糖苷的功能
香料和兴奋剂植物：绿茶中的香草醛-β -D-葡萄糖苷 生理效应：强心苷（毛地黄苷和毛地黄毒苷）、 皂角苷（三萜或甾类糖苷，为泡沫形成剂和稳定剂）、 类黄酮糖苷使食品产生苦味或其它风味及颜色， 某些N-葡糖基嘌呤和嘧啶，特别是次黄嘌呤核苷、黄嘌 呤核苷和鸟嘌呤核苷的5’-磷酸衍生物，是风味增强 剂。 醛糖或酮糖均可形成糖苷，例如D-甘露糖形成缩醛，D果糖（酮糖）可形成缩酮。
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反应：
半缩醛或半缩酮形式的糖+醇→缩醛/缩酮→糖苷 组成： 溶剂醇、糖本身的醇基 糖苷中的糖部分称为糖基，非糖部分称为配基。
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见图（胡，P36）。
CH2OH O OH OH OH OH CH2OH
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分类
低聚糖（Oilgosaccharides）： 2～10个单位组成 多糖（Polysaccharides）：超过以上数值的大量 糖组合体； 同聚糖：相同的单糖基组成 杂聚多糖：不相同的单糖基组成
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单糖分子内形成半缩醛或半缩酮→闭环结构→ 羰 基C产生了手征性→ 同一种开环单糖因此而形 成2种端基差向异构体：例如D-呋喃葡萄糖有 α 、β 两种端基差向异构体（图2.2-2） α - D-吡喃葡萄糖, β - D-吡喃葡萄糖 α - D-呋喃葡萄糖, β - D-呋喃葡萄糖
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溶液中的D—葡萄糖分子
半缩醛、办缩酮—环状结构
五元环—呋喃环 六元环—吡喃环
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溶液中的D—葡萄糖分子
手征性碳原子 差向异构—a异构体、b异构体 旋光性
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缩醛或半缩酮：糖分子的羰基可与糖分子本身的 一个醇基反应生成。分子内的半缩醛或半缩 酮，形成五员呋喃糖环或更稳定的六员吡喃 糖环。例如，葡萄糖分子内，C-2到C-6，有 5个醇性羟基， 其中当C-4或C-5上的羟基同 CHO反应，则分别生成5元环的半缩醛和6元 环的半缩醛。
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衍生单糖种类：
单糖上的一个羟基被其它官能团或原子取代：氨基糖、 脱氧糖、糖醇、糖酸和糖苷等； 2个以上其它官能团或原子取代，如图2.2-4copy
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原子的数目： 丙糖（三碳糖trioses）、 丁糖（四碳糖tetroses）、 戊糖（五碳糖pentoses）、 己糖（六碳糖hexoses） 庚糖（七碳糖heptoses）等；（是带有醛基或酮 基的多元醇）。。
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D—葡萄糖的分子结构
分子式：C6H12O6
结构式
闭环透视式— 结构、构型
CH 2OH O OH OH HO OH
开环投影式— 结构、构型
CHO H HO H H C OH C H C OH C OH CH 2OH
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D—葡萄糖的分子结构
构象式—结构、 构型、构象
HO HO
CH 2OH O OH OH
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分子结构
化学组成——分子式
分子结构——结构式
单质结构——晶格 几何异构——几何异构体 光学异构——手征性结构、光学异构体。 构象——构象式
来源
能量
CO2+H2O
碳水化合物
光合作用
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分类
不可水解——
单糖：葡萄糖、果糖……
可水解——
低聚糖：双糖（蔗糖、麦芽糖……）…… 多聚糖（大分子糖）：淀粉、纤维素、半纤维素、 果胶…… 糖苷
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生物学功能
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可逆性：在酸催化下生成糖苷的反应是可逆的 主要产物：吡喃糖 糖苷水解产物：糖和糖苷配基 氮糖苷键连接的N-糖苷不如氧糖苷稳定，在水中 易水解。某些N-糖苷却十分稳定例如N-葡糖 基胺（引起美拉德褐变的原因）。
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碳水化合物
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什么是碳水化合物？
“碳和水”？ 天然有机化合物
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糖类化合物的分子组成的通式： Cn（H2O）m，统称为碳水化合物 有些糖并不符合上述通式，如鼠李糖 C6H12O5和脱氧核糖C5H10O4 有些还含有N, S, P等成分
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单糖衍生物： 糖醇（sugar alcohols:羰基被还原） 醛糖酸（aldonic acids:醛基被氧化） 糖醛酸（uronic acid:羰基对侧末端的CH2OH变成酸） 氨基糖（amino-sugars:导入氨基） 脱氧糖（deoxy-sugars） 脱水糖（anhydro-sugars:分子内脱水）等
化学性质
与食品有关的化学反应
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单糖与pH变化
单糖在pH=3-7时 比较稳定
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Байду номын сангаас
异构化
中性条件下的异构
a—D—呋喃葡萄糖 a—D—吡喃葡萄糖
开环—D—葡萄糖 b—D—呋喃葡萄糖 旋光变化 b—D—吡喃葡萄糖 平衡
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闭环的形式通常还有无元和六元环之分，分别称为 呋喃环和吡喃环。例如葡萄糖和果糖的闭环式 结构分别都有4种（图2.2-2copy）。 α - D-吡喃葡萄/果糖, β - D-吡喃葡萄/果糖 α - D-呋喃葡萄/果糖, β - D-呋喃葡萄/果糖
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分类
化学结构特征，Disaccharides）； 单糖：是碳水化合物的最小组成单位，是结构最 简单的糖，是不能再水解的糖单位，原子的 数目：丙糖、丁糖、戊糖和己糖等； 官能团的特点：醛糖和酮糖。 寡糖：一般由2～10个分子单糖缩合而成，水解 后产生单糖。
溶液中的D—葡萄糖分子
构象
船式构象 椅式构象
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溶液中的D—葡萄糖分子
分子的稳定性—分子的能级
椅式—b—D—吡喃葡萄糖
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物理性质
甜度 溶解性 吸湿性 结晶性 粘性
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+ ROH
H+ OH OH
O OR OH
+
H 2O
D-葡萄糖
烷基D-吡喃葡萄糖苷
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糖苷通常包含一个呋喃糖环或吡喃糖环，新形成 的手性中心是α 或β 两种。因此，D-吡喃葡 萄糖应看成是α -D和β -D异头体的混合物， 形成的糖苷也是α -D和β -D吡喃葡萄糖苷的 混合物。（胡）