食品化学复习知识点

水

1.冰：是水分子通过氢键有序排列成巨大且长的晶体。

2.冷冻食品中常见的4种冰晶体结构：六方形、不规则树枝状、粗糙的球形和易消失的球晶。

3.冰的特性——过冷

（1）过冷是由于无晶核存在，当液体水冷却到冰点（0℃）以下仍不析出固体的现象（常常先被冷却成过冷状态，只有当温度降低到开始出现稳定性晶核时，或在震动促进下才会立即向冰晶体转化并促使温度回升到0℃，开始出现稳定性晶核的温度叫过冷温度）

（2）若向冷水中投入一粒冰晶或摩擦器壁产生冰晶，过冷现象立即消失

（3）过冷溶液中加入晶核，晶核逐渐形成长大的结晶，这种现象称之为异相成核

（4）冰晶体的大小和结晶速度受溶质、温度、温度降低速度、溶质的种类和数量等因素影响

4.水在食品中的存在状态：自由水、结合水

（1）结合水特点：呈现低的流动性，在-40℃不会结冰，不能作为所加入溶质的溶剂，在质子核磁共振实验中使氢的谱线变宽

（2）结合水分类：化合水——单层水——多层水——（自由水）

（3）游离水分类：滞化水、毛细管水、自由流动水

5.水与溶质的相互作用

（1）水与离子或离子基团的相互作用：水合作用

（2）水与极性基团的相互作用：各种有机分子与水之间的作用以氢键为主要方式

（3）水与非极性基团的相互作用：主要为疏水水合作用

疏水水合：含有非极性基团的烃类、脂肪酸、氨基酸以及蛋白质加入水中，由于极性的差异使疏水基尽可能聚集在一起以减少它们与水的接触，此过程称为疏水水合

6.水分活度（Aw）：在一定温度下，食品中水的蒸气压和该温度下纯水的饱和蒸气压的比值

Aw与温度的关系：温度升高时，Aw随之升高，这对密封在袋中或罐内食品的稳定性有很大影响

7.水的吸湿等温线：在一定温度条件下，用来联系食品的含水量（用每单位干物质中的水含量表示）与其水活度的关系图（MSI）

【结合食品的吸湿等温线，解释各区间水的存在形式】

区间Ⅰ：化合水，水与溶质结合最紧密

区间Ⅰ与区间Ⅱ之间：化合水+单层水

区间Ⅱ：化合水+单层水+多层水

区间Ⅱ与区间Ⅲ之间：出现游离水

区间Ⅲ：游离水，既可以作为溶剂，又有利于微生物生长

8.滞后现象：食品的脱附曲线与吸湿曲线理论上应该一致，但实际不能重叠的现象

【简述Aw与食品保存性的关系】

1.Aw与微生物生命活动的关系：

不同类群微生物生长繁殖的最低Aw范围是：大多数细菌为0.94-0.99，大多数霉菌为0.8.-0.94，大多数耐盐细菌为0.75，耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.60-0.65,、在Aw低于0.60时，绝大多数微生物就无法生长。微生物在不同的生长阶段，所需要的Aw阈值也不一样。细菌形成芽孢时比繁殖生长时要高。

2.Aw与食品化学变化的关系：

①大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行。降低食品的水分活度，食品中游离水的比例减少，而结合水又不能作为反应物的溶剂，从而许多化学反应受到抑制，反应的速率下降

②很多化学反应属于离子反应。反应发生的条件是反应物首先必须进行离子的水合作用，要在足够的游离水中才能进行

③化学反应和生物化学反应都必须有水分子参加才能进行。若降低水分活度，化学反应速率变慢

④许多以酶为催化剂的酶促反应，水有时除了具有底物作用外，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

3.Aw与酶水解的关系

Aw降低到0.25-0.30的范围，就能有效的减慢或阻止酶促褐变的进行

【冰与食品保存性之间的关系】

有益作用：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；

低温冷藏可以提高一些食品的稳定性

不利作用：膨胀效应——水转化为冰后，体积会增加9%，体积的膨胀就会产生局部压力，使细胞状食品受到机械性损伤，造成食品解冻后汁液的流

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。

冷冻浓缩效应——结冰后，食品中仍然存在非冻结相，在非冻结相中

非水组分浓度比冷冻前大，引起食品的理化性质发生改变

9.玻璃态：是物质的一种存在状态，此时的物质像固体一样具有一定的形状和体积，又像液体一样分子间的排列只是近似有序，因此是非晶态或无定形态

10.玻璃化转变温度（Tg）：当非晶态的食品从玻璃态转变到橡胶态时的温度

11.物质处于完全而完整的结晶状态和物质处于完全的玻璃态（无定形态）时分子移动性（Mm）为零，绝大多数食品的Mm值不等于零

12.Mm方法与Aw方法的比较：

Aw主要研究食品中水分的可利用性；Mm法主要研究食品的微观黏度和组分的扩散能力

研究不含冰的食品中微生物生长和非扩散限制的化学反应速度时，Aw法更有效

碳水化合物

1.碳水化合物的分类：

（1）单糖：不能再水解的糖，葡萄糖、果糖、半乳糖

（2）低聚糖：2-10个单糖残基以糖苷键结合而形成的糖，蔗糖、麦芽糖、乳糖（3）多糖：糖基单位数在10个以上的糖类，淀粉、糖原、植物胶

单糖

1.物理性质：

（1）溶解性：可降低水分活度，提高食品保藏性

2.化学性质：

（1）异构化反应：食品工业中，以廉价淀粉为原料，通过淀粉的酶水解得到葡萄糖，再应用葡萄糖异构酶使葡萄糖发生异构化反应，将部分葡萄糖异构化为果糖，得到果葡糖浆。果葡糖浆可以代替蔗糖作为甜味剂。

（2）氧化反应：葡萄糖发生氧化反应，生成的葡萄糖酸可以转化为δ-葡萄糖酸内酯。δ-葡萄糖酸内酯是一种重要的食品添加剂

（3）还原作用：单糖的羰基可被还原为羟基，生成相应的糖醇。

应用：糖醇化合物不被机体所代谢，也不被微生物所利用。山梨醇可用于取抗坏血酸，于食品和糖果的保湿、牙齿的防龋；木糖醇可以代替蔗糖作为糖尿病患者