食品化学1

食品化学：是研究食品的组成结构功能及变化规律，从分子水平上认识食品的一门科学。美拉德反应；（非酶褐变反应）蛋白质或氨基酸分子中的安吉与碳水化合物中的羰基发生的缩合反应意义产生色泽和香气

反应机理

初期：羰胺缩合与分子重排，产物为2-氨基-2-脱氧酮糖，无色

中期：重排产物降解，脱水生成羟甲基糠醛，重排成还原酮，或发生Strecker降解反应；有色但颜色浅

末期：醇醛缩合，并进一步聚合，生成高分子黑色素。

美拉德反应的影响因素

羰基化合物的影响：戊糖>己糖，己糖中半乳糖>甘露糖>葡萄糖。Vc易褐变。

氨基化合物的影响：胺类>氨基酸>蛋白质，碱性氨基酸>其他氨基酸，Lys最快

反应物浓度的影响：反应速度与浓度成正比

水分活度：Aw0.6~0.9之间较快

脂肪氧化：脂肪氧化快时速度加快

pH值的影响：pH3以上随pH上升而加快

金属离子的影响：三价铁和二价铜催化褐变，钙离子和氨基酸沉淀而抑制褐变

温度的影响：温度系数3-5，温度升高则褐变加快。

预防措施：除去糖，加入亚硫酸盐，降温，调整pH酸性，调整水分活度低于0.6

焦糖化反应没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上时，糖发生脱水与降解，形成褐色物质的反应为

焦糖(caramel)和聚合产生的黑色素即焦糖色素。

焦糖化反应在碱性条件下加快，低水分活度加快。有机酸可催化焦糖形成。

同质多晶：只化学组陈相同的物质可以有不同的结构，但溶化后形成相同的液相即结晶状态相同

烟点：在不同条件下油脂的发烟温度烟即油受热之后冒烟的温度

闪点;油脂挥发物能被点燃你但不能支持燃烧的温度

淀粉糊化将淀粉水溶液加热到一定的范围水溶液转变为糊愁得液体

影响因素1水分水分少不宜糊化2糖抑制蔗>麦》葡萄》果3脂类和乳化剂抑制4：PH4-7影响小，低PH促进

老化：糊化的淀粉冷却室温后，会失去原有的柔软透明状态，发生沉淀或变得干燥或形成胶东状结构前者为老化回升后者为凝胶。

老化回生是糊化的逆反过程，但不能完全恢复到糊化之前的状态。

老化回生后的淀粉不易被淀粉酶分解，因而不易消化吸收。

影响老化回升的因素

直链淀粉的含量：不含直链淀粉者不发生凝胶，也不易老化。

温度：最佳老化温度为2~4℃，60 ℃以上或0℃以下不易发生老化。

含水量：含水量30~40%时最容易老化。含水低于10%或高于

乳化剂：

酸碱性：pH4以下不易发生老化

蛋白质变性对结构和功能的影响

维持蛋白质一级结构的作用力共价键和二硫键

疏水基团暴露于外——溶解度下降

与水结合能力下降——溶解度和持水性下降

肽键暴露——容易受到蛋白酶的攻击

分子散开——粘度增大

高级结构解散——失去生物活性，杀菌，除去某些有害蛋白质或抗营养物质，提高安全性酶类失活——提高食品的品质和储藏性

发生沉淀——固定食品形状、产生良好口感、搅打时稳定气泡等

蛋白质的变性：蛋白质在物理或者化学作用下发生理化特性和生物学特性变化的过程称为变性作用。这里所说的变是指蛋白质的某些物理性质（如溶解度降低）和生物活性（如酶的催化作用），化学性质一般并无多大变化。

影响蛋白质变性的因素有：

1、物理因素：（1）温度（2）放射线照射、超声波、紫外线照射等（3）高压作用（4）机械处理

2、化学因素：（1）强酸和强碱（2）有机溶剂（3）重金属盐（4）某些生化试剂（5）表面活性剂（6）盐浓度

一般情况下，变性蛋白质更易被人体消化。食品加工中利用蛋白质的变性可以制成豆腐，酸乳，腌蛋等。食品卫生中的乙醇消毒灭菌和加热蒸煮杀菌，均是蛋白质变性的实践应用。

糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140℃~170℃以上）时，糖会脱水而发生褐变，这种反应称为焦糖化反应。

应用：改变食品色泽和风味。

蛋白质质构化：形成具有特殊咀嚼口感的蛋白质食品。

主要方法：热凝结和薄膜形成热塑挤压喷丝聚合成型膨化

蛋白质的功能性质

水合性质：吸水性、保水性、溶胀性、黏着性、溶解度、水分散性、粘度等

表面性质：乳化性、起泡性、成膜性、吸收气味

结构性质：弹性、凝胶性、质构性等

感官性质：色泽、气味、味道、适口性、咀嚼性、爽滑度、浑浊度等

蛋白质的水合性质蛋白质和水通过肽键和氨基酸侧链与水分子发生相互作用

变性蛋白质分子聚集形成蛋白质为骨架的三维持水网络结构，称为胶凝作用。

面团形成性（dou gh-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。面团形成与面筋蛋白质性质的关系

1 蛋白质中含有较少的可解离氨基酸，在水溶液中难以溶解；

2含有大量谷氨酰胺和羟基氨基酸，具有良好亲水性和粘着性；

3蛋白质中的疏水氨基酸集中形成肽段，易与脂蛋白和脂类发生疏水结合作用；

4蛋白质中具有大量分子内和分子间的二硫键，从而产生坚韧而连续的结构。

面团性质的影响因素

1“水化面筋模型”认为，面筋是蛋白质组成的片状结构，中间有脂蛋白隔离。面筋蛋白吸水后，蛋白质水化，适度伸展、定向排列，组合形成三维立体网络，可阻留其他成分如淀粉、糖、脂等。

2满意的面团形成需要谷蛋白与醇溶蛋白的适当配合：面团的强度、粘性和弹性主要与谷蛋白有关，而其流动性、延展性和膨胀性主要与醇溶蛋白有关。

3 还原剂如半胱氨酸、二硫苏糖醇等破坏二硫键的连接而使面团弱化；反之氧化剂如溴酸钾、碘酸钾等可使面团强化。

必需氨基酸：人类营养所必需且不能由人体自身合成的，必需从食物中摄取的氨基酸

氨基酸的等电点：当溶液浓度为某一pH值时，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等电点，简称pI。

一定条件下，使高分子溶质或胶体离子相互连接，形成空间网状结构，而溶剂小分子充满在网架的空隙中，成为失去流动性的半固体状体系，称为广义凝胶。这种胶凝化的过程成为胶凝。

影响蛋白质胶凝作用的因素：蛋白质的胶凝作用与蛋白质分子中氢键、疏水作用、静电作用、金属离子的交联作用、二硫键等相互作用有关。

盐溶：在盐浓度很稀的范围内，随着盐浓度增加，蛋白质的溶解度也随之增加，这种现象称盐析：当中性盐浓度增加到一定程度时，蛋白质的溶解度明显下降并沉淀析出的现象，

水分活度是指食品中水的蒸气压和该温度下纯水的饱和蒸气压的比值

p/p0 = n2/(n1+n2)

其中，n1代表溶剂的摩尔数，n2代表溶质的摩尔数。水分活度Aw定义为Aw = p/p0

测定水分活度可以采用冰点降低法、相对湿度传感器法和恒定相对湿度平衡室法。通常用水分活度计测定。（详见课本23页）

在冰点以上，水分活度与食品中的化学成分有关，而冰点以下与此无关。因此，用水分活度大小来预测食品的性质，只有在冰点以上有效，在结冰之后则无效。

细菌繁殖活动所需的Aw 一般细菌为0.94－0.99，酵母菌0.88左右，霉菌0.80左右。嗜盐细菌为0.75左右，耐干燥霉菌和高渗酵母为0.65~0.60。

脂肪酸的分类可以有几种方式：

按碳链长短：短链、中链、长链、超长链

按有无双键：饱和、单不饱和、多不饱和

按双键位置：ω-3、ω-6、ω-7、ω-9

天然脂肪酸中的双键构型均为顺式，两个双键之间相隔两个碳原子

双键位置

从甲基端开始的第一个碳原子称为ω碳。从ω碳开始计数，按第一个发生双键的碳原子数分类。

单不饱和：n-7，n-9

多不饱和：n-3，n-6

n-3：α-亚麻酸，EPA，DHA

n-6：亚油酸，γ-亚麻酸，花生四烯酸