金龙高级食品化学复习题

高级食品化学复习题
1.以某一食品为例，找出其中常见5种食品添加剂，并简述其主要作用。

以面包为例：（1）牛奶香精：风味调节剂；风味概念：香气+香味
酸度调节剂（有机酸、无机酸）
甜味剂（糖醇、化学与人工合成甜味剂）
鲜味剂（谷氨酸、核苷酸、有机酸）
（2）日落黄：着色剂；能赋予食品一定颜色的食品添加剂.
（3）丙酸钙：防腐剂；具有杀死或抑制食品中的微生物，防止食品变质，延长食品保存性的添加剂。

通过抑制细菌、霉菌、酵母菌的代谢及生长而起作用。

作用于遗传物质.作用于细胞壁、细胞膜系统作用于酶或功能蛋白
（4）α-淀粉酶：酶制剂，产生糊精、麦芽糖等从生物体中提取的具有酶活性的酶制品
（5）己二口烯酸抗氧化剂。

定义：能阻止或延迟食品成分氧化，提高食品稳定性和延长贮藏期的添加剂。

一、抗氧化剂的作用机理游离基消除剂
（氢供体、电子供体）
过氧化物分解剂,单重态氧淬灭剂,酶抑制剂,增效剂,金属螯合剂
2.现代食品添加剂发展趋势如何，列举3例已产业化应用的此类添加剂并加以
简要说明。

答：1）研究开发天然食品添加剂和研究改性天然食品添加剂如天然色素，天然防腐剂nisin。

2)大力研究生物食品添加剂，如红曲色素，黄胶原，溶菌酶。

3）研究新型食品添加剂合成工艺，如甜菊糖苷的推广。

4）研究食品添加剂的复配；5）研究专用食品添加剂,胶原蛋白（火腿肠）、钛白粉（面粉）、面条改良剂；6）研究高分子型食品添加剂，如增稠剂、増甜剂、魔芋甘聚糖。

实例：桅子黄用于方便面的着色。

VE和VC用于脂肪的抗氧化；低聚麦芽糖用于食品的保水和提高松软、延缓老化。

3.从结构组成上对糖的分类情况作以概述，各列举2例加以说明。

答：1 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、木糖
2、低聚糖（2～10个单糖）：双糖、低聚糖乳糖麦芽糖蔗糖
3、多糖（＞20个单糖）：均聚糖、杂聚糖淀粉纤维素糖原
4、简述多糖溶液的3种物化性质及其影响因素。

一、多糖的溶解性：极性作用、氢键、疏水作用、其他溶质的影响。

二、多糖的水解反应：多糖种类、结构、催化剂、形态、三、多糖改性：改性方法、改性条件等
4.简述膳食纤维的概念及其功能活性。

定义：不能被人体消化道酶降解但可被结肠中微生物发酵利用的大分子物质。

功能：
5.简述食品工业采用食品冻结保藏的利与弊。

答：弊端：1）水转化冰后，其体积增加，局部压力使具有细胞结构的食品受到机械损伤，造成解冻后汁液的流失，或者使得细胞内的酶与细胞外的底物接触，导致不良反应的发生。

2）冷冻浓缩反应，浅冻时食品裂变速度可能加快，风味损失，维生素等营养物质分解，脂肪氧化在水活度低时加速。

利;冷冻作用主要在于低温情况下微生物的繁殖被抑制、一些化学反应的速度常数降低。

6.简述在食品加工中如何通过控制水分活度提高食品的保藏性。

答：1）大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行，降低水分活度，能使食品中许多可能发生的化学反应，酶促反应受到抑制。

2）很多化学反应属于离子反应，该反应发生的条件是反应物首先必须进行离子化或水合作用，而这个作用的条件必须有足够的水才能进行。

3）降低水分活度，减少参加反应的体相水数量，化学反应的速度也就变慢。

4）酶促反应，水除了起着一种反应物的作用外，还能作为底物向酶扩散的输送介质，并且通过水化促使酶和底物活化。

5）食品中微生物的生长繁殖都要求有一定最低限度的Aw，当水分活度低于0.60时，绝大多数微生物就无法生长。

7.什么结构特点的蛋白质才具有表面活性？举例说明此类蛋白质在食品加工
中有哪些功能性质？
答：要求:1)快速吸附到界面上2）分子柔性好，能够快速展开并在界面上定向。

3）在界面上能够与相邻分子相互作用形成强度和韧性足够的薄膜。

因此具有条件：分子溶解性好，亲水，疏水部位相对集中，分子容易变形打开，疏水作用与静电力的平衡。

功能性质：酪蛋白由于其无规则卷曲的结构特点及肽链上含有高度亲水区域和高度疏水区域，因而是很好的乳化剂。

8.从食品化学的原理出发，简述如何通过改性提高蛋白质亲水性。

答：1）物理改性是利用热，机械震荡，电磁场，射线等物理作用形式改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式，一般不涉及蛋白质的一级结构。

2)质构化，改变蛋白质的密度降低，吸水率和保水性提高。

3）基因工程改性：通过重组蛋白质的合成基因，改变蛋白质功能特性.4）化学改性方法，包括磷酸化改性，酸碱处理，酰基化改性，去酰胺改性，糖基化改性，烷基化改性。

9.蛋白质在加工条件下可能发生哪些对营养和品质不利的变化？
一、过度加热：发生不利于营养、品质和安全的化学变化
蛋白质或蛋白质食品在不添加其他物质的情况下进行热处理，可引起氨基酸外消旋、脱硫、脱酰胺、异构化、水解等化学变化，有时甚至伴随着有毒物质的生成，这主要是取决于热处理的条件
二、•碱性条件下，高热(150℃以上)引起赖氨酸的ε-氨基和谷氨酸或天冬氨酸的游离羧基形成酰胺键，生成“异赖氨酰丙氨酸”。

•该交联不能被人体胰蛋白酶水解，并影响周围氨基酸水解，从而降低了蛋白质的营养价值。

在碱性pH加热蛋白质时，除了外消旋和β-消去反应外，还破坏了几种氨基酸，如Arg、Ser、Thr和Lys。

Arg分解成鸟氨酸。

三、氧化剂的应用往往会引起蛋白质中氨基酸残基的变化，导致发生氧化，影响蛋白质的营养价值。

10.简述面团形成与面筋蛋白质性质的关系。

n面团形成性（dough-forming）是面类蛋白质的特性：与水形成具有粘弹性和可塑性的面团。

n小麦面粉中80%为不溶性蛋白质。

麦醇溶蛋白和麦谷蛋白为主体组成了面筋蛋白。

¨巨大的分子量：形成三维网络的基础
¨谷氨酸和极性氨基酸：良好吸水能力
¨非极性氨基酸：良好粘弹性、脂肪结合性
¨链内和链间二硫键：良好韧性，形成网络
11.根据蛋白质分子的结构特点，分析凝胶形成时蛋白质分子间的作用力，并结
合食品加工实例说明如何控制蛋白质凝胶的形成。

n疏水作用（高温能提高此类作用）、静电作用（通过Ca2＋和其他二价离子桥接的）、氢键（冷却能提高此类作用）或二硫键交联形成空间网状结构。

实例：ph会影响蛋白质吸引的疏水相互作用和排斥的静电相互作用之间的平衡，进而影响凝胶的网状结构和凝胶性质，这种影响是通过改变蛋白质分子所带的静电荷实现的。

如在较高的ph 条件下，乳清蛋白质溶液形成半透明凝胶，随着ph 下降，蛋白质分子所带的静电荷减少，在等电点时，乳清蛋白质溶液形成了凝结块。

12.豆腐乳是大豆主要经蛋白酶发酵后得到的产品，生产中还加入酒、盐、色素、
水等。

讨论豆腐乳在具有高水分含量的情况下可以长期储藏的原因。

如果从健康食品考虑要求制作低盐豆腐乳，你认为应从哪些方面着手？
答：生产低盐豆腐乳：在腐乳生产中，加盐的目的是防腐，因而生产低盐化腐乳必然要采取其他防腐措施。

一般认为食盐的防腐作用主要是由于在它的渗透压影响下，微生物细胞质膜分离的结果，另外较高浓度的Na离子对微生物细胞有毒害作用，而且低PH值能加强Na的这种毒害作用，故低盐防腐主要从补充渗透压和增加酸度等方面来考虑。

1）以防腐为目的，加入酸可以是氯化钠用量减少，2）把DHA用于腐乳防腐，成功解决了腐乳在生产和贮藏中自化长霉问题。

3)应用丙酸钙做防腐剂，也有防止豆腐基质表面发粘合霉烂变质的作用。

4）在酿造腐乳时经常加入花椒，大蒜，生姜等也具有极强的杀菌能力5)控制盐量。

13.简述脂类化合物的分类，每类列举1－2例。

答：包括简单脂类：油和脂肪。

复合脂类：糖脂，脂蛋白。

非甘油脂类：蜡，维生素D,色素等。

14.简述反式脂肪酸的作用及其产生途径和控制措施。

答：产生途径：1）生物体自然发生2）源于食用油脂的氢化加工。

3）源于油脂精炼，储存，食品加工。

功能作用：1）影响必需脂肪酸的消化吸收。

2）导致心血管疾病的发生。

3)导致大脑功能的衰退。

4）诱发妇女患II型糖尿病。

5）一些研究认为TFA与癌症的发生有关。

控制措施：1) 严格控制油脂氢化工艺中工艺条件，例如高压、低温、高氢浓度及催化剂特性等。

2)采用新型昂贵金属铂替代传统的镍作为催化剂，以便在较低温度下进行氢化反应。

3)采用超临界液体氢化反应以加快反应速度，从而制取零反式不饱和脂肪酸的食用加工油脂产品。

4)采用交酯化反应。

15.简述脂类氧化对食品品质的利与弊及其控制措施。

答：弊：
控制措施：油脂的氢化；
避免金属离子污染；破坏色素。

16.简述共轭亚油酸的分子结构特点、分子式及其生理活性，根据共轭亚油酸形
成原理，试举例说明生产富含共轭亚油酸食品的方法。

共轭亚油酸是亚油酸的同分异构体，是一系列在碳9、11或10、12位具有双键的亚油酸的位置和几何异构体。

c9，t11共轭亚油酸或c12 t10.
生理活性：1身体必须成分：增加肌肉，减少脂肪。

2防癌3防止心血管疾病4避免糖尿病5降血压6促进生长7抗氧化8提高骨代谢9增强免疫力
实例：富含共轭亚油酸牛奶的生产
1）通过营养调控手段提高乳脂CLA，一般而言，反刍动物食品中CLA 的含量高于非反刍动物食品中的含量；
2）乳脂CLA 的合成途径包括微生物的不完全氢化作用和动物内源性合成作用，采用用微生物生成CLA。

3）日粮因素对牛乳脂CLA 含量的影响，牛奶中CLA 含量的因素有很多，包括日粮结构、动物品种、年龄等，其中日粮结构是影响牛奶中CLA 含量的最主要因素
17.简述食品风味产生途径及其控制方法。

答：生物合成、酶直接作用、酶间接作用、加热分解、微生物作用。

控制方法：1）酶的控制，加入特定的香酶，加入特定的去臭酶。

2）微生物控制3）风味的稳定与隐蔽：稳定香气成分，隐蔽臭气成分。

4）风味增强，例如添加食用香精和香味增强剂。

18.简述影响食品货架寿命的因素。

答：1）食品品质 2）温度3）时间4）微生物生长和热致死，维生素损坏，色素氧化，酶的受热失活等食品变化是一级反应。

其他因素：水分含量和AW pH 气体组成分压及总压力。

19.论述脂肪氧化机理及其对食品质量安全的影响和控制措施。

答：自动氧化、光敏氧化、酶促氧化。

自动氧化包括：链引发：
链传递：
链终止
光敏氧化：不饱和双键与单线态氧直接发生的氧化反应。

单线态氧直接进攻双键不经过自由基过程直接产生氢过氧化物。

酶促氧化：脂肪氧合酶（Lox）：
专一性地作用于具有1,4-顺、顺-戊二烯结构的脂肪酸的中心亚甲基处。

酮型酸败（β-氧化作用）
由脱氢酶、脱羧酶、水合酶等引起的饱和脂肪酸的氧化反应。

酶与非酶氧化两种机制
自催化机制的与分子氧的反应是脂类氧化变质的主要反应
光敏氧化触发了自动氧化
热氧化：热分解、热聚合、热缩合。

辐射氧化
品质：过氧化脂质几乎可以与食品中的任何成分反应，降低品质
氢过氧化物几乎与人体内所有分子或细胞反应，破坏ＤＮＡ和细胞结构
脂质在常温或高温下氧化均产生有害物质。

影响因素：脂肪酸的组成：UFA>FA;O2,Temperature，Aw，低水分活度氧化速率高，然后变低后又升高。

表面积∝V氧化，金属离子催化剂，光和射线及抗氧化剂；
20、论述ω-3、ω-6脂肪酸的概念、分子结构特点、种类及其功能作用，
并分别列举1-2个ω-3、ω-6脂肪酸的分子式。

答：概念：从不饱和脂肪酸碳链甲基端即w碳开始编号，以w-表示其第一个双键的碳原子的位置，所以w-3，w-6脂肪酸就是第一双键在3,6号碳原子的不饱和脂肪酸。

功能：w-6降低胆固醇和低密度脂蛋白。

少量降低高密度脂蛋白和TGs
降低血清胆固醇含量
增加凝血噁烷A2和环前列腺素12
抑制发怒促进血小板聚集
调节血管收缩与膨胀
影响生物膜的流动性，受体，酶，和通道蛋白。

w-3 降低胆固醇和TG 对低密度脂蛋白影响小
降低凝血噁烷A2的含量增加环前列腺素12 抗血栓形成的效应
阻止血小板聚集阻止心跳停止降低乳腺癌和结肠癌的危害
w-3 a-亚麻酸CH3-CH2-(CH=CH-CH2)3-(CH2)6-COOH 二十五碳烯酸CH3-CH2-（CH=CH-CH2）5-（CH2）2-COOH
w-6 亚油酸 CH3-（CH2)4-(CH=CH-CH2）2-（CH2)6-COOH
花生四烯酸 CH3-（CH2）4-（CH=CH-CH2）4-(CH2)2-COOH
20.论述糖类化合物在食品加工过程中可能发生的影响到产品品质的有益或有
害化学变化以及可能的干预措施。

1）加热过程中与蛋白质发生美拉德反应，在食品中既有利也有弊。

有利方面：褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和风味。

与烤鸡及面包表面的金黄色和特有的香味都以美拉德反应有关；
不利方面：a.营养损失，特别是必须氨基酸损失严重； b.产生某些致癌物质；
c.对某些食品，褐变反应导致的颜色变化影响质量。

干预措施：注意选择原料：选氨基酸、还原糖含量少的品种。

水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。

流体食品则可通过稀释降低反应物浓度。

降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐变。

降低温度：低温贮藏。

除去一种作用物：一般除去糖可减少褐变。

加入亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐。

钙可抑制褐变。

2）焦糖化反应有利的方面产生深色物质便于食品着色，和产生特定的香气；如硬糖生产过中产生焦糖化反应，可乐用焦糖化色素着色。

不利方面产生深褐色改变食品原有的色泽，影响感官。

控制食品加工的温度、PH及糖含量可以防止焦糖化反应；
3）还原糖加热时发生正位异构化反应（α→β平衡），是食品烘焙时的初始反应；4）分子间的糖基转移和水解，如淀粉水解生成糊精，更利于人体消化。

有些多糖水解生成低聚糖能够增强食品的抗氧化性和提高食品的渗透压便于食品保藏，和便于食品发酵，此外低聚糖还可以减小吸湿性和结晶性。

5）糖类化合物发生裂解反应生成某些挥发性和非挥发性的酸如CO2甲醛。

丁烯醛、丙酸、甲酸、呋喃等。

23.试以某一食品为例，简述其加工过程中可能发生的物理、化学变化及相关影响因素。

答：以烤面包为例，1、物理反应。

面包在烘箱烘箱中加热空气发生对流传热，后在面包内发生热传导，在此过中面包的温度逐渐升高，烘烤是把面团变成成品的一个过程，整个过程很复杂，经过大约150C----190C之间的高温物理作用后，才会生成色香味具佳的美味食品。

2、化学反应。

经过酵母菌的作用后，大量CO2气体逸出，这一反应是面包柔软可口宜消化的基础。

同时糖类物质及蛋白质发生美拉反德反应而产品香味及色泽。

3、生物学反应。

大量的酵母菌的生存是面包成功的重要原因。

同时酵母菌的衍生物及活性物质富含B族维生素，是面包易于消化的主要原因。

烤制过程中，生物活动被制止；微生物和酶被破坏，淀粉充分的糊化。

面包烘烤综合了物理，生物化学，微生物学反应的变化，是个相当复杂的过程。

影响因素烘焙温度、烘焙时间、及面团的含水量等。

24、试以某种天然植物来源的多糖为例，设计出该多糖的分离、提取以及性质
分析实验方案。

答 :1）分离提取研究一般步骤
提取前处理：脱脂、灭酶
提取条件的优化：溶剂（水、有机溶剂）温度pH值盐离子压力料液比物理能
2）、多糖的纯化和分级
非目标物质的去除：蛋白质（蛋白酶、TCA、Sevage法、物理吸附法离子交换法）其它糖类物质（特定糖酶作用）
利用溶解度差异或选择性沉淀对多糖分级：
乙醇分级沉淀 (NH4)2SO4分级沉淀特异性结合
3）色谱技术的应用进行分级
多糖制取：乙醇沉淀、透析、超滤、干燥、产品纯度鉴定、得率。

4）多糖结构分析：单糖组成连接方式环大小端基构型单糖残基的序列和重复单元取代情况分子量及其分布
5）多糖物理化学性质分析：分子量及分布；
溶液和分散液的性质：持水性、粘度
胶凝性质：流变性、热力学性质。

表面活性和乳化性质。

分子量的测定：用一系列方法测定多糖的数均和重均分子量等。

6、答：（1）基因工程在食品中的应用：基因工程是指用酶学法将异源基因与载体 DNA 在体外进行重组, 将形成的重组因子转入受体细胞, 使异源基因在其中复制并表达, 从而改造生物特性, 生产出目标产物的高新技术。

将这项技术应用于动植物或者微生物上即产生基因工程食品。

基因工程对各类植物进行改良, 发展了植物抗病、抗虫害品种; 改良蔬菜、水果采收后品质; 改良植物原料加工特性。

目前, 生长速度快、抗病力强、肉质好的转基因兔、猪、鸡已经问世, 为改善人们的膳食结构提供一条新的思路和方法。

（2）细胞工程在食品中的应用：细胞工程技术应用于食品领域是随着细胞培养和细胞融合技术的发展而发展起来的。

利用植物细胞的大量培养,生产天然色素、天然香料、次级代谢产生的功能型食品和食品添加剂。

日本利用培养草莓细胞生产红色素的技术已成功应用于葡萄酒及食品加工中。

利用香料细胞培养技术可大量生产香草香精, 其被用于冰淇淋、甜点的加工。

当今, 酿酒、酱类等食品发酵行业以使用酵母为主。

目前, 研究者们正研究运用细胞融合技术培育新菌株, 应用于食品发酵工业中。

（3）蛋白质工程在食品中的应用：根据蛋白质的组成结构, 稍加改变, 造成蛋白质分解或去磷基作用, 进而改造食品的品质, 如在蛋白质加工食品中,用肽链内切酶、醛脱氢酶等方法除去蛋白臭; 用磷脂酶 A 进行活性面筋的改性; 用肽链内切酶方法生产人造肉和粉末蛋白质也取得了成功。

（4）酶工程在食品中的应用：近年来, 现代生物技术在食品生产中一个主要应用是酶的应用, 间接用于食品生产过程中物质的转化。

在食品加工方面, 酶工程的应用能有效地改造传统的食品工业。

如将玉米经酶法液化、糖化和葡萄糖异构化, 可生产果葡糖浆, 代替蔗糖用作饮料和食品的甜味剂。

在食品保鲜方面利用生物酶制造一种有利食品保质的环境, 吸去瓶颈空隙中的氧而延长保鲜期; 溶菌酶对革兰氏阳性菌有很强的溶菌作用, 用于肉制品、干酪、水产品等的保鲜。

（5）发酵工程在食品中的应用：发酵工程是利用微生物的特殊功能生产有用的物质, 或直接将微生物应用于工业生产的一种技术体系, 它包括菌种选育、菌种生产、代谢产物的发酵以及微生物的利用技术。

其对食品工业的作用主要有: ①改造传统发酵食品, 最典型的是用双酶法糖化工艺取代传统的酸法水解工艺, 用于生产味精。

②优化发酵产业。

如运用固定化醋酸菌酿制食醋, 可缩短发育迟缓期, 醋化能力提高 9～25 倍。

③加速开发发酵产品。

如用酵母或者细菌等微生物菌体发酵而得的单细胞蛋白(SCP), 含有丰富的蛋白质、碳水化和物、维生素、矿物质等。

氧化是食品变质的主要原因之一，它造成食品的腐败、异味、变色，还可能生成有害物质，食品中一些天然物质如VE、Vc、β-胡萝卜素等是很好的抗氧化剂，均可抑制氧化反应的发生，阻止过氧化物、过氧化游离基等活泼物质对机体造成损害。

现在对光敏氧化、自动氧化反应的研究已取得进展，这将为应用新的食品加工贮藏技术提供理论基础。

褐变反应是食品中发生的另一类重要反应，特别是美拉德褐变反应，在食品的热加工和长期贮藏中会发生该反应，由于它涉及到醛(一般是还原糖)和氨(蛋白质和氨基酸)，所以反应的发生对食品的营养价值产生了不利影响，但反应中生成的风味化合物及所形成的色泽，通常又是提高感官质量和产生风味所需的。

食品风味在食品质量中有着重要作用。

食品风味除了新鲜水果和蔬菜外，主要是在加工过程中各成分之间的相互反应而生成的，因此控制食品的加工条件，产生所需要的风味是十分重要的，对风味化合物的分离、结构和形成途径的研究是食品风味化学的组成部分。

功能食品 80年代以来，由于世界经济的发展和生活水平的提高，人们对食品的要求不仅仅是营养、风味及安全，更注重食品的功能作用即增强人体免疫机能，调整人体生物节律，防止疾病发生，恢复健康等作用，对功能食品中功能因子的化学结构、性质及功能作用的研究将成为食品化学的又一重点研究课题。

（1）食品的品质和安全性
安全性：
广义上：食品在食用时完全无有害物质和无微生物的污染。

实际上，无法按照这一定义来执行。

主要原因：
第一，物质的有害性不是绝对的，食品中有些物质低剂量时无害，浓度超过一定值后产生危害；
第二，不同的人群对食品的敏感性不一样，如不同的人对乙醇的反应就相差极大，有一些物质对某些人有害，而对另外一些人则是安全的；
第三，有害食品对人的毒害作用有急性和慢性的。

狭义上：食品被食用后，在一定时间内对人体不产生可观察到的毒害。

直观性品质特性：质构、色泽、风味。

质构：包括了食品的质地(硬，软，绵，脆等)，形状（大、小、粗、细）、形态（新鲜、衰竭、枯萎）。

最常见导致食品质构劣变的原因：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：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、正常与否的重要感官指标。

香：多指食品中宜人的挥发性成分刺激人的嗅觉器官产生的效果，加工食品一般具有特征香气。

“香”有时泛指食品的气味，如羊肉具有膻味。

味：指食品中非挥发性成分作用于人的味觉器官所产生的效果。

非直观性品质特性:消费者难以知晓的食品的质量特征特性。

如食品的营养和功能特性。

品在贮藏加工过程中各组分间相互作用对食品品质和安全性的不良影响有如下几方面：
(1) 质地变化：食品组分的溶解性、分散性和持水量降低，食品变硬或变软。

(2) 风味变化：酸败(水解或氧化)，产生蒸煮味或焦糖味及其他异味。

(3) 颜色变化：变暗、褪色或出现其他色变。

(4) 营养价值变化：维生素、蛋白质、脂类等降解，矿物质和其他重要生物活性成分的损失。

(5) 安全性的影响：产生有毒物质或形成有害健康物质。