食品化学复习题--简答题-河南工业大学

食品化学复习题--简答题-河南工业大学1，试述美拉德褐变反应的影响因素有哪些?并举出利用及抑制美拉德褐变的实例各一例。

答：糖的种类及含量；氨基酸及其它含氨物种类；温度：升温易褐变；水分：褐变需要一定水分；pH值：pH4—9范围内，随着pH上升，褐变上升，当pH≤4时，褐变反应程度较轻微pH在7.8—9.2范围内，褐变较严重；金属离子和亚硫酸盐。

利用美拉德反应生产肉类香精，全蛋粉生产中加葡萄糖氧化酶防止葡萄糖参与美拉德反应引起褐变。

2.什么是凝胶，凝胶特性。

1溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体(在干凝胶中也可以是气体)，这样一种特殊的分散体系称作凝胶○2凝胶既具有固体性质，也具有液体性质，使之具有粘弹性的半固体，显示部分弹性和部分粘性。

2.什么是糊化？正常食品条件下，加工对淀粉颗粒的影响是什么？(1)糊化：通过加热提供足够的能量，破坏了结晶胶束区弱得氢键后，颗粒开始水合和吸水膨胀，结晶区消失，大部分直链淀粉溶解到溶液中，溶液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射消失，这个过程称为糊化。

(2)影响：在正常的食品加工条件下，淀粉颗粒吸水膨胀，直链淀粉分子扩散到水相，形成淀粉糊，随着温度的升高，粘度升高，在95℃恒定一段时间后，粘度下降。

4.酸改性淀粉如何制备？在25-55℃温度下，用盐酸或硫酸作用下用于40%玉米或蜡质玉米淀粉浆，6-24h再用纯碱或西氢氧化钠中和水解混合物，经过滤和干燥得到改性淀粉。

淀粉老化及影响因素。

热的淀粉糊冷却时，通常形成黏弹性的凝胶，凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶，并失去溶解性。

通常将淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象，称作淀粉的老化。

影响淀粉老化因素包括以下几点。

（1）淀粉的种类。

直链淀粉分子呈直链状结构，容易老化，而支链淀粉分子呈树枝状结构，不易老化。

（2）淀粉的浓度。

溶液浓度大，分子碰撞机会多，易于老化。

（3）无机盐的种类。

无机盐离子有阻碍淀粉分子定向取向的作用。

（4）食品的pH值。

pH值在5～7时，老化速度最快。

而在偏酸或偏碱性时，因带有同种电荷，老化减缓。

（5）温度的高低。

淀粉老化的最适温度是2～4℃，60℃以上或－20℃以下就不易老化。

6）冷冻的速度。

糊化的淀粉缓慢冷却时会加重老化，而速冻使淀粉分子间的水分迅速结晶，阻碍淀粉分子靠近，可降低老化程度。

（7）共存物的影响。

脂类、乳化剂、多糖、蛋白质等亲水大分子可抗老化。

表面活性剂或具有表面活性的极性脂添加到面包和其他食品中，可延长货架期。

淀粉糊化的因素有哪些。

首先是淀粉粒中直链淀粉与支链淀粉的含量和结构有关，其他包括以下一些因素。

（1）水分活度。

食品中存在盐类、低分子量的碳水化合物和其他成分将会降低水活度，进而抑制淀粉的糊化，或仅产生有限的糊化。

(2) 淀粉结构。

当淀粉中直链淀粉比例较高时不易糊化，甚至有的在温度100℃以上才能糊化；否则反之。

（3）盐。

高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。

（4）脂类。

脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。

因此，凡能直接与淀粉配位的脂肪都将阻止淀粉粒溶胀，从而影响淀粉的糊化。

（5）pH值。

当食品的pH<4时，淀粉将被水解为糊精，黏度降低。

当食品的pH＝4～7时，对淀粉糊化几乎无影响。

pH≥10时，糊化速度迅速加快。

（6）淀粉酶。

在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始，而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解，淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。

2 试述非酶褐变对食品质量的影响。

（1）非酶褐变对食品色泽的影响非酶褐变反应中产生二大类对食品色泽有影响的成分，其一是一类分子量低于1000水可溶的小分子有色成分；其二是一类分子量达到100000水不可溶的大分子高聚物质。

（2）非酶褐变对食品风味的影响在高温条件下，糖类脱水后，碳链裂解、异构及氧化还原可产生一些化学物质，如乙酰丙酸、甲酸、丙酮醇、3-羟基丁酮、二乙酰、乳酸、丙酮酸和醋酸；非酶褐变反应过程中产生的二羰基化合物，可促进很多成分的变化，如氨基酸在二羰基化合物作用下脱氨脱羧，产生大量的醛类。

非酶褐变反应可产生需要或不需要的风味，例如麦芽酚和异麦芽酚使焙烤的面包产生香味，2-H-4-羟基-5-甲基-呋喃-3-酮有烤肉的焦香味，可作为风味增强剂；非酶褐变反应产生的吡嗪类等是食品高火味及焦糊味的主要成分。

（3）非酶褐变产物的抗氧化作用食品褐变反应生成醛、酮等还原性物质，它们对食品氧化有一定抗氧化能力，尤其是防止食品中油脂的氧化较为显著。

它的抗氧化性能主要由于美拉德反应的终产物－类黑精具有很强的消除活性氧的能力，且中间体－还原酮化合物通过供氢原子而终止自由基的链反应和络合金属离子和还原过氧化物的特性。

（4）非酶褐变降低了食品的营养性氨基酸的损失：当一种氨基酸或一部分蛋白质参与美拉德反应时，会造成氨基酸的损失，其中以含有游离ε－氨基的赖氨酸最为敏感。

糖及Vc 等损失：可溶性糖及Vc在非酶褐变反应过程中将大量损失，由此，人体对氮源和碳源的利用率及Vc的利用率也随之降低。

蛋白质营养性降低：蛋白质上氨基如果参与了非酶褐变反应，其溶解度也会降低。

矿质元素的生物有效性也有下降。

（5）非酶褐变产生有害成分食物中氨基酸和蛋白质生成了能引起突变和致畸的杂环胺物质。

美拉德反应产生的典型产物D －糖胺可以损伤DNA；美拉德反应对胶原蛋白的结构有负面的作用，将影响到人体的老化和糖尿病的形成。

3 非酶褐变反应的影响因素和控制方法。

（1）糖类与氨基酸的结构还原糖是主要成分，其中以五碳糖的反应最强。

在羰基化合物中，以α-己烯醛褐变最快，其次是α-双羰基化合物，酮的褐变最慢。

至于氨基化合物，在氨基酸中碱性的氨基酸易褐变。

蛋白质也能与羰基化合物发生美拉德反应，其褐变速度要比肽和氨基酸缓慢。

（2）温度和时间温度相差10℃，褐变速度相差3～5倍。

30℃以上褐变较快，20℃以下较慢，所以置于10℃以下储藏较妥。

（3）食品体系中的pH值在较高pH 值时，食品很不稳定，容易褐变。

中性或碱性溶液中，不易产生可逆反应，碱性溶液中，食品中多酚类也易发生自动氧化，产生褐色产物。

降低pH可防止食品褐变，如酸度高的食品，褐变就不易发生。

（4）食品中水分活度及金属离子食品中水分含量在10～15％时容易发生，水分含量在3％以下时，非酶褐变反应可受到抑制。

含水量较高有利于反应物和产物的流动，但是，水过多时反应物被稀释，反应速度下降。

（5）高压的影响压力对褐变的影响，则随着体系中的pH 不同而变化。

在pH6.5时褐色化反应在常压下比较慢。

但是，在pH8.0和10.1时，高压下褐色形成要比常压下快得多。

非酶褐变的控制（1）降温，降温可减缓化学反应速度，因此低温冷藏的食品可延缓非酶褐变。

（2）亚硫酸处理，羰基可与亚硫酸根生成加成产物，此加成产物与R-NH2反应的生成物不能进一步生成席夫碱，因此抑制羰氨反应褐变。

（3）改变pH值，降低pH值是控制褐变方法之一。

（4）降低成品浓度，适当降低产品浓度，也可降低褐变速率。

（5）使用不易发生褐变的糖类，可用蔗糖代替还原糖。

（6）发酵法和生物化学法，有的食品糖含量甚微，可加入酵母用发酵法除糖。

或用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶混合酶制剂除去食品中微量葡萄糖和氧。

（7）钙盐，钙可与氨基酸结合成不溶性化合物，有协同SO2防止褐变的作用。

油脂的同质多晶现象在食品加工中的应用。

（1）用棉子油生产色拉油时，要进行冬化以除去高熔点的固体脂这个工艺要求冷却速度要缓慢，以便有足够的晶体形成时间，产生粗大的β型结晶，以利于过滤。

（2）人造奶油要有良好的涂布性和口感，这就要求人造奶油的晶型为细腻的β´型。

在生产上可以使油脂先经过急冷形成ɑ型晶体，然后再保持在略高的温度继续冷却，使之转化为熔点较高β´型结晶。

（3）巧克力要求熔点在35℃左右，能够在口腔中融化而且不产生油腻感，同时表面要光滑，晶体颗粒不能太粗大。

在生产上通过精确的控制可可脂的结晶温度和速度来得到稳定的复合要求的β型结晶。

具体做法是，把可可脂加热到55℃以上使它熔化，再缓慢冷却，在29℃停止冷却，然后加热到32℃，使β型以外的晶体熔化。

多次进行29℃冷却和33℃加热，最终使可可脂完全转化成β型结晶。

食品中常用的乳化剂有哪些？根据乳化剂结构和性质分为阴离子型、阳离子型和非离子型；根据其来源分为天然乳化剂和合成乳化剂；按照作用类型分为表面活性剂、黏度增强剂和固体吸附剂；按其亲水亲油性分为亲油型和亲水型。

食品中常用的乳化剂有以下几类：（1）脂肪酸甘油单酯及其衍生物。

（2）蔗糖脂肪酸酯。

（3）山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物。

（4）磷脂。

影响食品中脂类自动氧化的因素。

（1）脂肪酸组成脂类自动氧化与组成脂类的脂肪酸的双键数目、位置和几何形状都有关系。

双键数目越多，氧化速度越快，顺式酸比反式异构体更容易氧化；含共轭双键的比没有共轭双键的易氧化；饱和脂肪酸自动氧化远远低于不饱和脂肪酸；游离脂肪酸比甘油酯氧化速率略高，油脂中脂肪酸的无序分布有利于降低脂肪的自动氧化速度。

（2）温度一般说来，脂类的氧化速率随着温度升高而增加，因为高温既可以促进游离基的产生，又可以加快氢过氧化物的分解。

（3）氧浓度体系中供氧充分时，氧分压对氧化速率没有影响，而当氧分压很低时，氧化速率与氧分压近似成正比。

(4) 表面积脂类的自动氧化速率与它和空气接触的表面积成正比关系。

所以当表面积与体积之比较大时，降低氧分压对降低氧化速率的效果不大。

(5) 水分在含水量很低(aw低于0.1)的干燥食品中，脂类氧化反应很迅速。

随着水分活度的增加，氧化速率降低，当水分含量增加到相当于水分活度0.3时，可阻止脂类氧化，使氧化速率变得最小，随着水分活度的继续增加（aw=0.3-0.7），氧化速率又加快进行，过高的水分活度(如aw大于0.8)时，由于催化剂、反应物被稀释，脂肪的氧化反应速度降低。

(6) 助氧化剂一些具有合适氧化-还原电位的二价或多价过渡金属元素，是有效的助氧化剂，如Co、Cu、Fe、Mn和Ni等。

(7) 光和射线可见光、紫外线和高能射线都能促进脂类自动氧化，这是因为它们能引发自由基、促使氢过氧化物分解，特别是紫外线和γ射线。

(8) 抗氧化剂抗氧化剂能延缓和减慢脂类的自动氧化速率。

试述脂类的氧化及对食品的影响。

油脂氧化有自动氧化、光敏氧化、酶促氧化和热氧化。

（1）脂类的自动氧化反应是典型的自由基链式反应，它具有以下特征：凡能干扰自由基反应的化学物质，都将明显地抑制氧化转化速率；光和产生自由基的物质对反应有催化作用；氢过氧化物ROOH产率高；光引发氧化反应时量子产率超过1；用纯底物时，可察觉到较长的诱导期。