玻璃化温度与食品稳定性1
蔗糖玻璃化转变温度-概述说明以及解释
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蔗糖玻璃化转变温度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述蔗糖玻璃化转变温度是指在一定条件下,蔗糖从液态状态转变为玻璃态的温度。
玻璃化转变是一种非晶态固态相变,其中物质的分子排列呈现出无序状态,而没有具体的晶体结构。
蔗糖作为一种常见的食品成分,具有广泛的应用和研究价值。
蔗糖玻璃化转变温度是一个重要的物性参数,它可以反映蔗糖分子间的相互作用力强度和分子运动的程度。
随着温度的下降,蔗糖分子的运动逐渐减慢,最终在玻璃化转变温度下形成玻璃态。
这种转变过程对于蔗糖的物理和化学性质具有重要影响。
了解蔗糖玻璃化转变温度的定义和意义对于食品工程、食品储存和食品加工过程中的控制和优化具有重要意义。
蔗糖的玻璃化转变温度可以影响食品的质地、稳定性和储存寿命。
此外,研究蔗糖玻璃化转变温度也对于进一步深入理解晶体态和非晶态物质的性质和行为有重要意义。
本文将从蔗糖的性质和玻璃化转变温度的定义和意义两个方面对蔗糖玻璃化转变温度进行详细探讨。
在正文部分,将重点介绍影响蔗糖玻璃化转变温度的因素以及其应用和意义。
通过对相关研究的综合整理和分析,旨在为读者提供对蔗糖玻璃化转变温度这一重要议题更深入的认识和理解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以如下编写:文章结构部分旨在给读者提供一个清晰的大纲,以便更好地理解本文的内容组织和主要论点的角度。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们将对整篇文章进行概述,简要介绍蔗糖玻璃化转变温度的主题,并阐明本文的目的和重要性。
接下来是正文部分,正文部分将详细探讨蔗糖的性质和玻璃化转变温度的定义和意义。
在2.1节中,我们将介绍蔗糖的物理和化学性质,包括其分子结构、溶解性和晶体结构等方面的内容。
在2.2节中,我们将解释玻璃化转变温度的概念,以及这一过程在蔗糖中的重要性。
通过对这些内容的阐述,读者将能够全面了解蔗糖和玻璃化转变温度之间的关系。
最后是结论部分,我们将总结影响蔗糖玻璃化转变温度的因素,并探讨蔗糖玻璃化转变温度在应用和意义上的重要性。
玻璃化温度与食品稳定性1..
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玻璃化温度与食品稳定性1前言随着科学技术的迅猛发展,以及社会经济的发展和人民生活水平的快速发展,我国食品工业以年均递增10%以上的高增长率飞速发展,其食品品种之多,发展之快,可以说在众多商品中是名列前茅。
然而,据统计,中国每年有总值750亿元的食品在运送过程中腐坏,是食品企业不可回避的严峻问题[1]。
因此,提高食品的加工及储藏技术对改善食品品质和减少食品企业损失有着至关重要的影响。
在众多食品加工及保藏技术中,本文就针对玻璃化技术原理及其在食品工业中的应用进行了综述。
早在20世纪30年代,Troy和Sharp甲就发现了食品中存在玻璃化转变现象。
80年代Harry levine和Louise slad指出,玻璃化转变这一性质在食品储存和加工中有着广泛的应用前景。
1990年,buza和E.A.Pavis指出食品体系的玻璃化转变温度与水分活度及其它物理性质有关。
近年来,又有大量的研究结果表明,玻璃化转变对半流态加工成固态食品的工艺及干燥食品的储存具有重要意义[2]。
2玻璃态、玻璃化转变及玻璃化温度对于非晶聚合物,根据其力学性质随温度变化的特征,可以把非晶聚合物按温度区域不同分为3种力学状态———玻璃态、高弹态和粘流态,这3种力学状态是内部分子处于不同运动状态的宏观表现。
在玻璃态下,由于温度较低,高分子物质内部的分子运动能量不足以克服主链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,即链段处于被冻结的状态, 只有那些较小的运动单元如侧基、支链和小链节能运动。
所以,高分子链不能实现从一种构象到另一种构象的转变,宏观力学性质和小分子的玻璃差不多,是一种非结晶结构的固体,介于液体与结晶的中间状态,具有一定的体积和形状,类似于固体,但分子排列上为近程有序远程无序,可以看作“过冷液体”,粘度为1010 Pa.s~1014 Pa.s,可以支持自身的重量,因此称为玻璃态[3]。
玻璃态情况下,物体的自由体积非常小,造成分子流动阻力较大,从而体系具有较大的粘度,同样由于这个原因,食品体系中的分子扩散速率就很小,这样分子间相互接触和发生反应的速率就很小。
01食品的玻璃态
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注意: (1)玻璃态的形成和消失不是热力学相变,因为玻璃态不 是一个平衡态,Tg也不是一个精确的常数。 (2)对于平衡态,晶体会在冷却过程中形成。 (3)玻璃态只有在快速冷却(超过105K/s冷却速度)或快速 脱水过程中才能形成。 (4)缓慢加热玻璃态物质,超过Tg时,将会形成结晶(表 现出放热高峰)。 (5)与熔点相似,不同纯物质的玻璃化转变温度(Tg)差 异很大,但Tg/ Tm差别不大。 (6)在玻璃化转变温度下,物质的比热容、介电性质、体 积、分子流动性以及各种机械性质都会发生变化。
六、玻璃化温度与食品稳定性 2、由于食品在玻璃态时具有很高的黏 度,未冻结的水分子被高黏度的食品体系所 束缚,因此,这种水分不具有反应活性,使 整个食品体系以不具有反应活性的非结晶性 固体形式存在。因此,当食品温度在Tg以下 时具有高度的稳定性。 此时,食品的稳定性可采用(T-Tg)值 表示。值越大,则稳定性越小;值越小,则 稳定性越大。
从上图可知:玻璃态物质的X-射线衍射曲线与 液态的曲线很相似,二者同属“近程有序,远程无 序”的结构,只不过玻璃体比液体“近程有序”程 度要高。但玻璃态固体不象液体那样会流动,却象 晶体那样能够保持自己的形状。另外,在X射线衍射 图谱上,晶体衍射图有许多尖峰,而非晶体则没有。
两种固化途径:结晶和玻璃化 在冷却速率足够低的情况下,结晶发生在凝固点(或熔 点)温度Tm,可用V(T)的不连续来表示。但在足够高的冷 却速率下,液体经过Tm时并不发生相变而一直保持到较低的 温度Tg,即遵循另一条途径到达固相玻璃体(途径1、2), 而代之以V(T)曲线斜率的减小。
在图1-20(b)中,黏度随着温度的降低 而迅速增加,当温度达到Tg时,黏度曲线发 生转折。注意:黏度η a是以对数形式表示的。 图1-20(c)为焓变曲线的一阶导数曲线。 在Tm附近,结晶/熔化的焓变曲线存在一个吸 热峰。而玻璃化转变在温度( Tg )处,热焓 曲线是连续的,但呈现一个台阶。如果是二 阶导数曲线,将会出现一个峰,这称为“二 级相变”,是玻璃态的一个重要特征。
食品化学复习提纲
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食品化学复习提纲第二章水分1.食品中水分的转移(P37-39):(1)食品中水分的位转移(2)食品中水分的相转移:包括水分蒸发,水蒸汽的凝结。
2.食品中的水,水分与食品稳定性的关系(P29-39):(1)水分活度与食品的稳定性:水分活度与微生物生命活动的关系,水分活度与食品劣变化学反应的关系,降低水分活度提高食品稳定性的机理。
(2)冷冻与食品稳定性:冻藏时冰对食品稳定性的影响,玻璃化温度与食品稳定性。
(3)水分转移与食品稳定性:食品中水分的位转移,食品中水分的相转移。
3.水分活度(P23-29):水分活度是指食品中水的蒸汽压与同温下纯水的饱和蒸汽压的比值。
水分活度是指食品中水分存在的状态,即水分与食品结合程度(游离程度)。
水分活度值越高,结合程度越低;水分活度值越低,结合程度越高(百度). 水分活度与温度的关系(P24-26);水分活度与水分含量的关系(P26-29);水分活度与冰点(P25-26):在比较冰点以上和冰点以下的Aw值时,应注意到有3个重要的区别。
第一:在冰点以上温度时。
水分活度是食品组成和温度的函数,并以食品的组成为主;在冰点以下温度时,由于冰的存在,水分活度不再受食品中非水组分种类和数量的影响,只与温度有关。
第二,在冰点以上和以下温度时,就食品稳定性而言,Aw的意义是不一样的。
第三,在冰点以下的Aw数据不能被用于预示冰点以上的相同食品的Aw,这是因为冰点以下的Aw值与样品的组成无关,而仅与温度有关。
等温线的滞后现象(P28)4.自由水与结合水,各自的特点(P21-22):自由水又称为体相水或游离水,是指食品中除了结合水以外的那部分水,它又可分为3类:不移动水或滞化水,毛细管水和自由流动水。
其特点是:流动性强.易蒸发.加压可析离,是可以参与物质代谢过程的水。
结合水或称为束缚水或固定水,通常是指存在于或其他非水组分附近的,与溶质分子之间通过化学键结合的那一部分水,具有与同一体系中体相水显著不同的性质,如呈现低的流动性,在-40摄氏度不结冰,不能作为所加入溶质的溶剂,在氢核磁共振(HNMR)中使氢的谱线变宽。
食品化学 第二章 水 知识点总结
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食品化学第二章水知识点总结第二章水食品中的水分含量及功能水分含量一般生物体及食品中水分含量为3~97% 水在生物体内的含量约70~80% 水在动物体内的含量特点随动物年龄的增加而减少,成人含水量为58~67%。
不同部位水分含量不同:皮肤 60~70%;肌肉及器脏 70~80%;骨骼 12~15%。
水在植物体内的含量特点营养器官组织含量最高 70~90%。
繁殖器官组织含量最低 12~15%。
某些食品的水分含量表2—1食品水分含量 ( % )白菜,菠菜90—95 猪肉 53—60 新鲜蛋74 奶88 冰淇淋65 大米12 面包35 饼干3—8 奶油 15--20 水的功能水在生物体内的功能1.稳定生物大分子的构象,使其表现特异的生物活性2.体内化学介质,使生物化学反应顺利进行3.营养物质,代谢载体4.热容量大,调节体温5.润滑作用此外,水还具有镇静、强壮效果;保护眼睛,降脂减肥和美容作用。
水的食品功能 1.食品的组成成分2.显示色、香、味、形、质构特征3.分散蛋白质、淀粉、形成溶胶4.影响鲜度、硬度5.影响加工,起浸透、膨胀作用6.影响储藏性水的物理性质水的三态1、以水—汽2、水—冰3、汽—冰特点: 具有水、汽、冰三相共存 * * 水的重要物理性质水的许多物理性质:如熔点、沸点、比热容、熔化热、蒸发热、表面张力和界电常数都明显偏高. * *原因:水分子间存在着三维氢键缔合的缘故1水的密度在4℃最大,为1;0℃时冰密度为,水结冰时,体积膨胀约9%(/L). 实际应用:这种性质易对冷冻食品的结构造成机械损伤,是冷冻食品行业中应关注的问题2. 水的沸点与气压呈正相关关系.当气压升高时,则其沸电升高;当气压下降,则沸点降低。
实际应用:(1)热敏性的食品如牛奶、肉汁、果汁等的浓缩通常采用减压或真空方式来保护食品的营养物质(2)不易煮烂的食物,如动物的筋、骨、牛肉等可采用高压蒸煮,低酸性的罐头的杀菌 (3)高原上做饭应采用高压 3.水的比热较大水的比热大是因为当温度升高时,除了分子动能需要吸收热量外,同时缔合的分子转化为单分子时也需要吸收热量所致。
贵州大学-高级食品化学答案讲解
![贵州大学-高级食品化学答案讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/06918cf1aeaad1f346933f67.png)
高级微生物答案一、水1 水分活度,玻璃态水的概念等,以及其应用意义与控制。
水分活度与食品的安全与保藏有什么联系?水分活度与食品的关系?答:水分活度:食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水蒸汽压的比值。
前提:溶液为理想溶液和存在热力学平衡Aw=p/p0=RVP(相对蒸汽压)MSI(吸湿等温线):在恒定温度下,食品中水分含量(单位干物质中水的质量)与它的水分活度之间的关系曲线。
Aw与温度:一定样品的Aw的对数在不太宽的温度范围内随绝对温度升高而成正比例升高。
Aw与食品稳定性:(1).Aw会影响微生物:影响食品稳定性的微生物主要是细菌、酵母菌和霉菌。
细菌形成芽孢时比繁殖生长时Aw要求要高;微生物产生毒素时所需的最低Aw比生长繁殖时要高。
(2).Aw与酶促反应:影响酶促反应的底物的可移动性;影响酶的构象。
当Aw小于0.85时,引起食品腐败变质的大多数酶类(淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶)活性大幅度降低。
(3). Aw与非酶反应:例如:美拉德反应:Aw>0.7 底物被稀释脂质氧化作用:Aw较低时,不容易产生氧自由基;Aw>0.4 ,增加了食品中氧气溶解度,加速了氧化;Aw>0.8,反应物被稀释,氧化作用降低。
综上所述,降低食品的Aw,可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行,减少食品营养成分的破坏,防止水溶性色素的分解。
但Aw过低,则会加速脂肪的氧化酸败,还能引起非酶褐变,要使食品具有最高的稳定性,最好将Aw保持在结合水范围内,这样既可以使化学变化难以发生,同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。
玻璃态(glass state):外观似固体,结构似液体,看作是具有较大粘度的“过冷液体”,是物质的一种非平衡、非结晶状态。
玻璃化温度(Tg):玻璃化转变是非晶态聚合物从玻璃态到橡胶态或者橡胶态到玻璃态的转变,其特征温度称为玻璃化转变温度。
玻璃化温度与食品:食品状态为玻璃态或者食品在低于玻璃化温度贮藏时,体系相对稳定。
分子运动减小,受扩散控制的松弛过程将极大地收到抑制,可以使食品在较长时间内保持稳定,减缓品质变化。
《食品化学》试题及详解
![《食品化学》试题及详解](https://img.taocdn.com/s3/m/4c50c543e97101f69e3143323968011ca300f70b.png)
《食品化学》试题及详解2023一选择题1、缺乏硫胺素可导致人体消灭〔B 〕。
A.骨质疏松B.脚气病C.口舌炎症D.坏血病2、经过糊化的α-淀粉酶在室温或低于室温下放置后,会变得不透亮甚至分散而沉淀,这种现象称为:〔A〕A.老化B.结晶C.氧化D.改性3、高于冰点时,影响水分活度Aw 的最主要因素是〔C 〕。
A.食品的重量B.颜色C.食品组成D.温度4、低聚糖是指水解产生多少个单糖分子的化合物?BA.5-10B.2-10C.10-15D.10-205、属于碱性食品的是:〔C 〕。
A.猪肉B.牛肉C.大豆D.鸡蛋6、高甲氧基果胶的酯化度大于:〔B 〕A 40%B 50%C 55%D 60%7、以下哪一种食品作为原料时,加工品最不简洁发生淀粉老化现象〔D 〕A 支链淀粉83%的大米淀粉B 支链淀粉76%的小麦淀粉C 支链淀粉40%的高直链玉米淀粉D 支链淀粉100%的糯米淀粉8、蛋白质在高温条件下产生有毒物质,其中最重要的是〔C 〕A 杂环胺B 苯并苾C 亚硝酸盐D 脱氢丙氨酸9、牛含量最高的蛋白质是〔D 〕A.脂肪球蛋白B.β-乳球蛋白C.α-乳清蛋白D.酪蛋白10、用于缓解含油脂食品氧化的抗氧化剂,通常属于哪一种化学物质〔D 〕A 醌类B 羧酸类C 脂类D 酚类11、食品中的水大体可分为除〔B〕外的三种形式A 束缚水B 蒸馏水C 毛细管水D 截留水12、以下维生素中不属于脂溶性维生素的是〔A 〕A 叶酸B VAC VED VD13、以下不属于风味增加剂的是〔D )A 2′—核糖核苷酸B L —谷氨酸钠C 5′—核苷酸D 5′—肌苷—磷酸14、含有亚麻油酸类化合物的食用油脂是-----〔B 〕A 玉米油B 红花油C 大豆油D 花生油15、从豆副产品中提取 ---- 可作为自然食品乳化剂〔A〕A 大豆卵磷脂B 大豆糖脂C 大豆硫脂D 大豆磷脂16、邻近水是指:〔A 〕A.非水组分亲水团四周的第一层B.自由水的一种C.结合最结实的、构成非水物质的水分D.没有被非水物质化学结合的水17、酶是具有催化活性的蛋白质,它是由--------聚合而成的〔B 〕A 甲基B 亚基C 羰基D 巯基18、维生素B6 在生物体内可以充当----酶的辅酶〔C 〕A 作为羧化反响B 作为脱氢酶C 转氨、脱羧作用D 转一碳基团酶系19、高于冰点时,打算食品水分活度的最主要因素是-------〔B 〕A 温度B 食品的组成C 食品的PHD 食品的形态20、使维生素C 具有良好的抗氧化功能的功能性基团是--------〔B 〕A 羰基B 羟基C 烯二醇构造D 醛基21、晶型的油脂中具有良好塑性和起酥性〔D 〕A γ型B α型C β型D β′型22、属于水解酶类的酶是------〔A 〕A 蛋白酶B 脂氧合酶C 水化酶D 乙醛脱氧酶23、虾蓝素、柑橘黄素是属于-------的色素〔D 〕A 叶绿素B 类黄酮C 儿茶素D 叶黄素24、豆腐的形成原理是利用了大豆蛋白的---作用〔 A 〕A 胶凝B 黏度C 乳化D 织构化12 、蛋白质的双缩脲反响是涉及分子构造中---反响〔D 〕A 氨基的反响B 羧基的反响C 氨基与羧基D 肽键25、组成蛋白质的根本单位是----〔 A 〕A L-α-氨基酸B D-α-氨基酸C L-β-氨基酸D L.D-α-氨基酸26、植物油中常见的自然抗氧化剂有〔AB 〕A 生育酚B 芝麻酚C 棉酚D 谷维素27、---是最不稳定的维生素〔A 〕A 抗坏血酸B 视黄醇C 维生素KD 生育酚28、下面哪一种措施不能使蛋白质产生胶凝作用〔A 〕A 冷冻B 热处理C 适度酶解D 添加钙离子29、组成壳多糖的单糖单位是( B )A N—乙酰—氨基半乳糖胺B N—乙酰—氨基葡萄糖C α—D—甘露糖胺D β—D—胞壁酸30、能提高蛋白质乳化效果的因素是〔C 〕A 小分子外表活性剂B 增大蛋白质溶解度C 等电点PHD 高盐溶液31、改性淀粉转变的是它们的 ------ 〔BDA 生物活性B 构造与化学性质C 〕组成 D 物理性质与构造32、可作为自然乳化剂的是------〔A 〕A 磷脂类B 甘油三脂C 脂溶性维生素D 脂33、玉米油和花生油属于什么酯?〔D 〕A.亚麻酸B.月桂酸C.植物奶油D.油酸-亚油酸34、食品中的----对食品的风味有着重要的作用〔D 〕。
玻璃化转变温度及其对干燥食品加工贮藏稳定性的影响
![玻璃化转变温度及其对干燥食品加工贮藏稳定性的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/b24c61c6da38376baf1fae32.png)
玻璃化转变温度及其对干燥食品加工贮藏稳定性的影响周顺华,陶乐仁,刘宝林(上海理工大学制冷及低温技术研究所,上海200093) 摘要: 在玻璃化转变的相关基础理论上,综述了影响玻璃化转变温度的主要因素,指出了玻璃化转变温度作为建立在动力控制过程的非平衡态基础上的物理化学参数,与水分含量和水分活度两重要指标相结合,可以用来解释干燥食品加工贮藏中引起食品腐败变质的各种动力学过程。
关键词: 玻璃化转变温度; 水分活度; 干燥食品中图分类号:TS205文献标识码:A文章编号:1006-7086(2002)01-0046-05GLASS TRANSITION TEMPERATURE AND ITS IMPLICATION FOR DRYING AND STABILITY OF DRIED FOODSZHOU Shun-hua,TAO Le-ren,LIU Bao-lin(Institute of Cryogenic Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)Abstract: On the basis of the related essential glass transition theory, the main effects on glass transition temperature including composition, molecular weight and plasticization were debated. The importance of the glass transition temperature as a physicochemical parameter in food systems was alsoemphasized. Together with the two indices of the moisture content and the water activity, the application of the glass transition temperature in the process and storage of drying food was also explicated in detail.Key words: glass transition temperature; water activity; drying food1 引言用玻璃化转变温度预测干燥食品加工贮藏稳定性是一种新方法。
玻璃态转变与食品物料干燥
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玻璃态转变与食品物料干燥每年都有很大数量的食品在储藏及运输过程中腐坏,使食品企业遭受巨大损失,因此提高食品的加工及储藏技术对改善食品品质和减少食品企业损失有至关重要的作用。
干燥可以延长食品的储存期,也可用于某些食品加工过程中以改善加工品质,干燥后的食品重量减轻,容积减小,便于食品的流通。
因此,干燥是食品常用的加工方法。
通过干燥降低食品的水分,使其在室温下处于玻璃态可以提高储藏稳定性及储藏时间。
对于非晶聚合物,根据其力学性质随温度变化的特征,可以把非晶聚合物按温度区域不同分为3种力学状态———玻璃态、高弹态和粘流态。
所谓玻璃态,是指既像固体一样具有一定的形状和体积,又像液体一样分子间排列顺序只是近视有序,因此是非晶态或无定型态,是介于液体和晶体的中间状态。
在玻璃态下,大分子聚合物的链段运动被冻结,只允许在小体积内运动,高分子链不能实现从一种构象到另一种构象的转变,其形变很小,类似于坚硬的玻璃,且具有较大的粘度。
高弹态是指大分子聚合物转变成柔软而具有弹性的固体。
粘流态是指大分子聚合物能自由运动,出现类似一般液体的粘性流动的状态。
食品由于在玻璃态下具有较大的粘度,食品体系中分子的扩散速率很小,分子间相互接触和发生反应的速率就很小,正因为如此,食品在玻璃态下才不会发生化学反应,能够保存较长的时间。
食品在完全玻璃态化时是最理想的状态,在这个状态下,细胞内外避免了完全结晶,使食品在较长的时间下保持稳定。
当物料温度上升,分子热运动能量增加到一定阶段时,链段运动被激发,链段构象可改变,物质进入高弹态。
玻璃态和高弹态之间的转变,就称为玻璃化转变,对应的转变温度即玻璃化转变温度(Tg)。
只要冷却速率足够快、温度足够低,几乎所有物质都能从液体过冷到玻璃态固体。
当然,这些足够是有条件的,而且这些条件并不是那么容易就能达到的。
玻璃化转变温度(Tg)将随着冷却或加热速率的变化而变化,当冷却或加热速率快时,玻璃化转变温度相对较高,反之则较低。
《食品化学》试题及详解
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《食品化学》试题及详解2019一选择题1、缺乏硫胺素可导致人体出现(B )。
A.骨质疏松B.脚气病C.口舌炎症D.坏血病2、经过糊化的α-淀粉酶在室温或低于室温下放置后,会变得不透明甚至凝结而沉淀,这种现象称为:(A)A.老化B.结晶C.氧化D.改性3、高于冰点时,影响水分活度Aw的最主要因素是(C )。
A.食品的重量B.颜色C.食品组成D.温度4、低聚糖是指水解产生多少个单糖分子的化合物?BA.5-10B.2-10C.10-15D.10-205、属于碱性食品的是:(C )。
A.猪肉B.牛肉C.大豆D.鸡蛋6、高甲氧基果胶的酯化度大于:(B )A 40%B 50%C 55%D 60%7、下列哪一种食品作为原料时,加工品最不容易发生淀粉老化现象(D )A 支链淀粉83%的大米淀粉B 支链淀粉76%的小麦淀粉C 支链淀粉40%的高直链玉米淀粉D 支链淀粉100%的糯米淀粉8、蛋白质在高温条件下产生有毒物质,其中最重要的是(C )A 杂环胺B 苯并苾C 亚硝酸盐D 脱氢丙氨酸9、牛乳中含量最高的蛋白质是(D )A.脂肪球蛋白B.β-乳球蛋白C.α-乳清蛋白D.酪蛋白10、用于缓解含油脂食品氧化的抗氧化剂,通常属于哪一种化学物质(D )A 醌类B 羧酸类C 脂类D 酚类11、食品中的水大体可分为除(B)外的三种形式A 束缚水B 蒸馏水C 毛细管水D 截留水12、下列维生素中不属于脂溶性维生素的是(A )A 叶酸B V AC VED VD13、下列不属于风味增强剂的是(D )A 2′—核糖核苷酸B L —谷氨酸钠C 5′—核苷酸D 5′—肌苷—磷酸14、含有亚麻油酸类化合物的食用油脂是-----(B )A 玉米油B 红花油C 大豆油D 花生油15、从豆副产品中提取-----可作为天然食品乳化剂(A)A 大豆卵磷脂B 大豆糖脂C 大豆硫脂D 大豆磷脂16、邻近水是指:(A )A.非水组分亲水团周围的第一层B.自由水的一种C.结合最牢固的、构成非水物质的水分D.没有被非水物质化学结合的水17、酶是具有催化活性的蛋白质,它是由--------聚合而成的(B )A 甲基B 亚基C 羰基D 巯基18、维生素B6在生物体内可以充当----酶的辅酶(C )A 作为羧化反应B 作为脱氢酶C 转氨、脱羧作用D 转一碳基团酶系19、高于冰点时,决定食品水分活度的最主要因素是-------(B )A 温度B 食品的组成C 食品的PHD 食品的形态20、使维生素C具有良好的抗氧化功能的功能性基团是--------(B )A 羰基B 羟基C 烯二醇结构D 醛基21、_____晶型的油脂中具有良好塑性和起酥性(D )A γ型B α型C β型D β′型22、属于水解酶类的酶是------(A )A 蛋白酶B 脂氧合酶C 水化酶D 乙醛脱氧酶23、虾蓝素、柑橘黄素是属于-------的色素(D )A 叶绿素B 类黄酮C儿茶素 D 叶黄素24、豆腐的形成原理是利用了大豆蛋白的---作用( A )A 胶凝B 黏度C 乳化D 织构化12 、蛋白质的双缩脲反应是涉及分子结构中---反应(D )A 氨基的反应B 羧基的反应C氨基与羧基 D 肽键25、组成蛋白质的基本单位是----(A )A L-α-氨基酸B D-α-氨基酸C L-β-氨基酸D L.D-α-氨基酸26、植物油中常见的天然抗氧化剂有(AB )A 生育酚B 芝麻酚C 棉酚D 谷维素27、---是最不稳定的维生素(A )A 抗坏血酸B 视黄醇C 维生素KD 生育酚28、下面哪一种措施不能使蛋白质产生胶凝作用(A )A 冷冻B 热处理C 适度酶解D 添加钙离子29、组成壳多糖的单糖单位是( B )A N—乙酰—氨基半乳糖胺B N—乙酰—氨基葡萄糖C α—D—甘露糖胺D β—D—胞壁酸30、能提高蛋白质乳化效果的因素是(C )A 小分子表面活性剂B 增大蛋白质溶解度C 等电点PHD 高盐溶液31、改性淀粉改变的是它们的-------(BD )A 生物活性B 结构与化学性质C 组成D 物理性质与结构32、可作为天然乳化剂的是------(A )A 磷脂类B 甘油三脂C 脂溶性维生素D 脂33、玉米油和花生油属于什么酯?(D )A.亚麻酸B.月桂酸C.植物奶油D.油酸-亚油酸34、食品中的----对食品的风味有着重要的作用(D )。
高级食品化学考试题
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第一章水分1、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。
2、在预测食品稳定性方面,论述水分活度与分子流动性的异同(1)水分活度是判断食品稳定性的有效指标,主要研究食品中水的有效性(利用程度),分子流动性用于评估食品稳定性主要是依据食品的微观粘度和化学组分的扩散能力。
(2)一般来说,在估计不含冰的食品中,非扩散限制的化学反应速率和微生物生长方面,应用水分活度效果较好,分子流动性效果较差甚至不可靠;在估计接近室温保藏的食品稳定性时,运用水分活度和水分流动性方法效果相当。
(3)在估计由扩散限制的性质,如冷冻食品的理化性质、冷冻干燥的最佳条件以及包括结晶作用,胶凝作用和淀粉老化等物理变化时,应用分子流动性的方法较为有效,水分活度在预测冷冻食品物理或化学性质时是无用的。
目前由于测定水分活度较为快速和方便,因此应用水分活度评断食品的稳定性仍是较常用的方法。
3、简述食品中αW 与化学及酶促反应、αW与脂质氧化反应以及αW与美拉德褐变之间的关系。
水分活度与化学及酶促反应:αW与化学及酶促反应之间的关系较为复杂,主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应:⑴水分不仅参与其反应,而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行;⑵通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应;⑶通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用,使其暴露出新的作用位点;⑷高含量的水由于稀释作用可减慢反应。
《食品化学》复习题及答案
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第2章水分习题一、填空题1 从水分子结构来看,水分子中氧的_______个价电子参与杂化,形成_______个_______杂化轨道,有_______的结构。
2 冰在转变成水时,净密度_______,当继续升温至_______时密度可达到_______,继续升温密度逐渐_______。
3 液体纯水的结构并不是单纯的由_______构成的_______形状,通过_______的作用,形成短暂存在的_______结构。
4 离子效应对水的影响主要表现在_______、_______、_______等几个方面。
5 在生物大分子的两个部位或两个大分子之间,由于存在可产生_______作用的基团,生物大分子之间可形成由几个水分子所构成的_______。
6 当蛋白质的非极性基团暴露在水中时,会促使疏水基团_______或发生_______,引起_______;若降低温度,会使疏水相互作用_______,而氢键_______。
7 食品体系中的双亲分子主要有_______、_______、_______、_______、_______等,其特征是_______。
当水与双亲分子亲水部位_______、_______、_______、_______、_______等基团缔合后,会导致双亲分子的表观_______。
8 一般来说,食品中的水分可分为_______和_______两大类。
其中,前者可根据被结合的牢固程度细分为_______、_______、_______,后者可根据其食品中的物理作用方式细分为_______、_______。
9 食品中通常所说的水分含量,一般是指_______。
10 水在食品中的存在状态主要取决于_______、_______、_______。
水与不同类型溶质之间的相互作用主要表现在_______、_______、_______等方面。
11 一般来说,大多数食品的等温线呈_______形,而水果等食品的等温线为_______形。
食品化学简答题
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1 简要概括食品中的水分存在状态。
食品中的水分有着多种存在状态,一般可将食品中的水分分为自由水和结合水。
其中,结合水又可依据被结合的坚固程度,可细分为化合水、邻近水、多层水;自由水可依据这部分水在食品中的物理作用方式也可细分为滞化水、毛细管水、自由流淌水。
2 简述食品中结合水和自由水的性质区分?⑴食品中结合水与非水成分缔合强度大,其蒸汽压也比自由水低得很多,随着食品中非水成分的不同,结合水的量也不同,要想将结合水从食品中除去,须要的能量比自由水高得多,且假如强行将结合水从食品中除去,食品的风味、质构等性质也将发生不行逆的变更;⑵结合水的冰点比自由水低得多,这也是植物的种子及微生物孢子由于几乎不含自由水,可在较低温度生存的缘由之一;而多汁的果蔬,由于自由水较多,冰点相对较高,且易结冰破坏其组织;⑶结合水不能作为溶质的溶剂;⑷自由水能被微生物所利用,结合水则不能,所以自由水较多的食品简洁腐败。
3 比较冰点以上和冰点以下温度的αW差异。
⑴在冰点温度以上,αW是样品成分和温度的函数,成分是影响αW的主要因素。
但在冰点温度以下时,αW与样品的成分无关,只取决于温度⑵食品冰点温度以上和冰点温度以下时的αW值的大小对食品稳定性的影响是不同的;⑶低于食品冰点温度时的αW不能用来预料冰点温度以上的同一种食品的αW。
4 MSI在食品工业上的意义在恒温条件下,食品的含水量(每单位干物质质量中水的质量表示)与αW的关系曲线。
意义在于:⑴在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与αW有关;⑵配制混合食品必需避开水分在配料之间的转移;⑶测定包装材料的阻湿性的必要性;⑷测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长;⑸预料食品的化学和物理稳定性与水分的含量关系。
5 滞后现象产生的主要缘由。
MSI的制作有两种方法,即采纳回吸或解吸的方法绘制的MSI,同一食品按这两种方法制作的MSI图形并不一样,不相互重叠,这种现象称为滞后现象。
产生滞后现象的缘由主要有:⑴解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分;⑵不规则形态产生毛细管现象的部位,欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压;⑶解吸作用时,因组织变更,当再吸水时无法紧密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的αW;⑷温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形态。
petg玻璃化转变温度
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petg玻璃化转变温度
(原创版)
目录
一、PETG 简介
二、玻璃化转变温度的概念
三、PETG 的玻璃化转变温度
四、玻璃化转变温度对 PETG 的影响
五、总结
正文
一、PETG 简介
PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种热塑性聚合物,具有较高的透明度、良好的耐热性和抗拉伸性能。
它广泛应用于包装、汽车、电子等领域,如制作饮料瓶、食品容器等。
二、玻璃化转变温度的概念
玻璃化转变温度是指非晶态聚合物在加热过程中,由玻璃态转变为高弹态的温度。
在这个温度范围内,材料的形变明显增加,并具有一定的稳定性。
玻璃化转变温度是聚合物的一个重要特征性温度,影响着材料的力学性能和其他性能。
三、PETG 的玻璃化转变温度
PETG 的玻璃化转变温度通常在 120℃左右。
这是因为 PETG 分子链中含有大量的酯基,使得分子间的运动受到限制,从而导致其玻璃化转变温度较高。
四、玻璃化转变温度对 PETG 的影响
1.力学性能:在玻璃化转变温度以下,PETG 具有较高的硬度和脆性,
适合制作需要保持形状的制品。
在玻璃化转变温度以上,PETG 具有较好的弹性和抗拉伸性能,适合制作需要良好韧性的制品。
2.透明度:在玻璃化转变温度以下,PETG 的透明度较低;而在玻璃化转变温度以上,其透明度会显著提高。
3.耐热性:玻璃化转变温度决定了 PETG 在高温下的稳定性。
在玻璃化转变温度以上,PETG 的耐热性能较好,可以在较高温度下使用。
五、总结
PETG 的玻璃化转变温度对其性能和应用具有重要影响。
食品化学习题答案完整版
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1 冷藏和冷冻条件下,水分活度变化有什么不同?(1)冷藏的时候,Aw是样品成分和温度的函数,成分是影响Aw的主要因素,冻藏的时候,Aw与样品的成分无关,只取决于温度,也就是说在有冰相存在时,Aw不受体系中所含溶质种类和比例的影响。
(2)两种情况下,Aw对食品的稳定性的影响是不同的(3)冻藏的水分活度不能用于预测冷藏的同一种食品的水分活度,因为冻藏是Aw只取决于温度2 什么是玻璃化温度?在食品贮藏中有什么意义?高聚物转变成柔软而具有弹性的固体,称为橡胶态。
非晶态食品从玻璃态到橡胶态的转变称为玻璃化转变,此时的温度称玻璃化温度。
食品的玻璃化转变温度与食品稳定性:凡是含有无定形区或在冷冻时形成无定形区的食品,都具有玻璃化转变温度Tg或某一范围的Tg。
从而,可以根据Mm 和Tg的关系估计这类物质的限制性扩散稳定性,通常在Tg以下,Mm和所有的限制性扩散反应(包括许多变质反应)将受到严格的限制。
因此,如食品的储藏温度低于Tg时,其稳定性就较好。
3 食品在贮藏过程中,其营养成分有什么变化?常温贮藏:水分和维生素逐渐减少,对于豆类食品,随着时间增长,其内蛋白质会变性,酸价增加,导致蛋白质和脂肪损失。
食品冷藏:短期内,食品营养成分损失较低。
食品冷冻:维生素损耗较明显,但蛋白质、碳水化合物、脂肪以及微量元素的损失可忽略。
辐照贮藏:蛋白质因变性而损失,脂肪会发生氧化、脱氢等反应,碳水化合物损失不大,维生素损失较明显,微量元素也会被降低生物有效性。
4 什么是吸附等温变化?什么是滞后现象?吸附和解吸过程中水分活度为什么不一样?等温变化即在恒温的条件下,研究食品中的水分含量变化与水分活度的变化关系.如果向干燥样品中添加水(回吸作用)的方法绘制吸湿等温线和按解吸过程绘制的解吸等温线并不完全重叠,这种不重叠性称为滞后现象。
产生滞后现象的原因主要有:⑴解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分;⑵不规则形状产生毛细管现象的部位,欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压;⑶解吸作用时,因组织改变,当再吸水时无法紧密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的αW;⑷温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形状。
食品化学复习题及答案(集合版)
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第2章水分习题一、填空题1 从水分子结构来看,水分子中氧的__6个价电子参与杂化,形成___4____个___SP3____杂化轨道,有_近似四面体_的结构。
2 冰在转变成水时,净密度__增大_____,当继续升温至__3.98℃_____时密度可达到_最大值______,继续升温密度逐渐_下降______。
3 液体纯水的结构并不是单纯的由__氢键_____构成的___四面体____形状,通过__H-桥_____的作用,形成短暂存在的多变形结构。
4 离子效应对水的影响主要表现在__改变水的结构_____、__影响水的介电常数_____、_影响水对其他非水溶质和悬浮物质的相容程度______等几个方面。
5 在生物大分子的两个部位或两个大分子之间,由于存在可产生__氢键_____作用的基团,生物大分子之间可形成由几个水分子所构成的__水桥_____。
6 当蛋白质的非极性基团暴露在水中时,会促使疏水基团_ 缔合______或发生___疏水相互作用____,引起___蛋白质折叠____;若降低温度,会使疏水相互作用___变弱____,而氢键___增强。
7 食品体系中的双亲分子主要有__脂肪酸盐_____、___蛋白脂质____、___糖脂____、____极性脂类___、___核酸____等,其特征是___同一分子中同时存在亲水和疏水基团____。
当水与双亲分子亲水部位____羧基___、____羟基___、____磷酸基___、___羰基____、___含氮基团____等基团缔合后,会导致双亲分子的表观___增溶____。
8 一般来说,食品中的水分可分为____ 自由水___和___结合水____两大类。
其中,前者可根据被结合的牢固程度细分为___化合水____、___邻近水____、___多层水____,后者可根据其食品中的物理作用方式细分为____滞化水___、___毛细管水。
9 食品中通常所说的水分含量,一般是指___常压下,100~105℃条件下恒重后受试食品的减少量。
食品的玻璃态
![食品的玻璃态](https://img.taocdn.com/s3/m/efcc985c0029bd64793e2c18.png)
三、食品的玻璃态 (一)食品小分子物质的玻璃态
第十二页,共36页。
在 图 1-20 ( a ) 中 , 随 着 温 度 的 降 低 , 比 体 积 (1/ρ)逐渐降低,当温度达到熔点(Tm)时,由于 物Байду номын сангаас发生结晶作用,导致比体积骤然下降;在结晶状 态时,随着温度的降低,比体积继续下降,只不过下 降的程度比液态时要小。但是,如果冷却进行得很快, 不会产生结晶作用,比体积将会一直保持下降至温度 Tg,而形成玻璃态。此时比体积曲线呈现明显转折, 比体积大小接近于晶体的比体积,只是略大一些。高 出的部分表征了物质分子平动和转动程度的大小,而 在玻璃态时,这种自由运动几乎为零,与晶体相似。
两种固化途径:结晶和玻璃化 在冷却速率足够低的情况下,结晶发生在凝固点(或熔点) 温度Tm,可用V(T)的不连续来表示。但在足够高的冷却 速率下,液体经过Tm时并不发生相变而一直保持到较低的温 度Tg,即遵循另一条途径到达固相玻璃体(途径1、2),而 代之以V(T)曲线斜率的减小。
第十页,共36页。
第三十页,共36页。
六、玻璃化温度与食品稳定性 5、玻璃态温度(Tg)与食品水分含量的关系 玻璃态温度(Tg)对食品的稳定性非常重要,而 Tg又会受食品中水分含量的影响。
第三十一页,共36页。
六、玻璃化温度与食品稳定性 6、对液态或半固态食品,为了获得玻璃 态食品,必须在溶质发生结晶作用之前,采用 烘焙、膨化、冻干等过程脱除水分。
第八页,共36页。
从上图可知:玻璃态物质的X-射线衍射曲线与液 态的曲线很相似,二者同属“近程有序,远程无序” 的结构,只不过玻璃体比液体“近程有序”程度要高。 但玻璃态固体不象液体那样会流动,却象晶体那样能 够保持自己的形状。另外,在X射线衍射图谱上,晶体 衍射图有许多尖峰,而非晶体则没有。
某理工大学化学院《食品化学》考试试卷(416)
![某理工大学化学院《食品化学》考试试卷(416)](https://img.taocdn.com/s3/m/b53c1be8a2161479171128f9.png)
某理工大学化学院《食品化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(40分,每题5分)1. 当油脂酸败严重时,可加入大量的抗氧化剂使情况逆转。
()答案:错误解析:抗氧化剂是指能防止或延缓食品氧化,提高食品的酒类稳定性和延长贮存期的食品添加剂。
但是抗氧化剂的加入使已经发生油脂酸败的食品发生逆转。
2. 植物中矿物质以游离形式存在为主。
()答案:错误解析:3. 根据TBA值选择乳化剂。
()[华中农业大学2017研]答案:错误解析:一般根据HLB(亲水亲油平衡值)法和PIT(相转变温度)法选择乳化剂;而硫代巴比土酸(TBA)试验法常用来比较单一脂肪在不同氧化阶段的氧化程度。
4. 盐中加Se是为了抗甲状腺肿大、智力永久性损伤等病症。
()答案:错误解析:盐中加碘是为了抗甲状腺肿大点、智力永久性损伤等病症。
盐中加Se是为了抗污染大骨节病。
5. 切开的苹果发生的褐变主要是酶促褐变。
()[沈阳农业大学2017研]答案:正确解析:苹果中含有酚类物质和多酚氧化酶,切开之后表面与氧气接触,加快酶促褐变反应的发生。
6. 具有顺,顺戊二烯结构的多不饱和脂肪酸可通过脂肪氧合酶(LOX)途径被催化氧化,形成具有共轭双键的氢过氧化物。
()[昆明理工大学2018研]答案:正确解析:7. 鲜味存在与NaCl无关,纯谷氨酸钠也有鲜味。
()答案:错误解析:8. 工业上制造软糖宜选用蔗糖作原料。
()答案:错误解析:工业上制造硬糖宜选用蔗糖作蔗糖,植物油工业上制造软糖常用明胶为原料。
2、名词解释(30分,每题5分)1. 多糖胶凝作用答案:多糖乳液作用是指在食品加工中,多糖或蛋白质水分子,可通过氢键、疏水相互作用、范德华力、离子键或共价键等相互作用,形成萤光海绵状的三维网状凝胶结构的巨大作用。
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玻璃化温度与食品稳定性1前言随着科学技术的迅猛发展,以及社会经济的发展和人民生活水平的快速发展,我国食品工业以年均递增10%以上的高增长率飞速发展,其食品品种之多,发展之快,可以说在众多商品中是名列前茅。
然而,据统计,中国每年有总值750亿元的食品在运送过程中腐坏,是食品企业不可回避的严峻问题[1]。
因此,提高食品的加工及储藏技术对改善食品品质和减少食品企业损失有着至关重要的影响。
在众多食品加工及保藏技术中,本文就针对玻璃化技术原理及其在食品工业中的应用进行了综述。
早在20世纪30年代,Troy和Sharp甲就发现了食品中存在玻璃化转变现象。
80年代Harry levine和Louise slad指出,玻璃化转变这一性质在食品储存和加工中有着广泛的应用前景。
1990年,buza和E.A.Pavis指出食品体系的玻璃化转变温度与水分活度及其它物理性质有关。
近年来,又有大量的研究结果表明,玻璃化转变对半流态加工成固态食品的工艺及干燥食品的储存具有重要意义[2]。
2玻璃态、玻璃化转变及玻璃化温度对于非晶聚合物,根据其力学性质随温度变化的特征,可以把非晶聚合物按温度区域不同分为3种力学状态———玻璃态、高弹态和粘流态,这3种力学状态是内部分子处于不同运动状态的宏观表现。
在玻璃态下,由于温度较低,高分子物质内部的分子运动能量不足以克服主链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,即链段处于被冻结的状态, 只有那些较小的运动单元如侧基、支链和小链节能运动。
所以,高分子链不能实现从一种构象到另一种构象的转变,宏观力学性质和小分子的玻璃差不多,是一种非结晶结构的固体,介于液体与结晶的中间状态,具有一定的体积和形状,类似于固体,但分子排列上为近程有序远程无序,可以看作“过冷液体”,粘度为1010 Pa.s~1014 Pa.s,可以支持自身的重量,因此称为玻璃态[3]。
玻璃态情况下,物体的自由体积非常小,造成分子流动阻力较大,从而体系具有较大的粘度,同样由于这个原因,食品体系中的分子扩散速率就很小,这样分子间相互接触和发生反应的速率就很小。
这就是食品处于玻璃态时不易发生化学反应,不易发生褐变、劣败,能够有较长保质期的原因。
当物料温度上升,分子热运动能量增加到一定阶段时,分子能量足以克服内旋转的位垒,这时链段运动被激发,链段构象可改变,物质进入高弹态。
玻璃态和高弹态之间的转变,称为玻璃化转变,对应的转变温度即玻璃化转变温度(用Tg表示)[4]。
3.食品成分对玻璃化转变温度的影响在食品体系中, Tg即为最大冷冻浓缩溶液发生玻璃化时的温度。
对于低水分食品体系( w≤20%),玻璃化转变温度用Tg表示;当w>20%时,冷却速率因受到水的影响而不会很高,因此食品体系形成的是不完全玻璃态,此时用Tg’表示[5]。
在有些食品中,它们的玻璃化转变温度值有可能是变化的。
食品中无定基质包括单糖、低糖、多糖、蛋白质、水和盐等。
它们的物理状态决定了食品的物理性质,并影响食品在加工和贮藏中的物理和化学变化,而这些无定形基质的玻璃化转变则是影响食品物理状态的重要因素。
食品中主要的固体成分为蛋白质、碳水化合物和脂肪。
碳水化合物对无定形的干燥食品的玻璃化转变温度Tg影响很大。
常见的糖如果糖、葡萄糖的玻璃化转变温度很低,因此在高糖食品中,它们会显著降低食品的玻璃化转变温度。
一般来说,蛋白质和脂肪对Tg的影响并不显著[6]。
一般情况下,像奶粉、麦芽糊精、淀粉等低水分食品的Tg值很高,实际中它们的贮藏就相对方便。
像草莓、苹果、蜂蜜等高水分食品体系,其Tg一般都很低。
4测定食品体系中玻璃化转变温度的常用方法食品的玻璃态和玻璃化转变温度因影响到食品的贮藏质量而成为食品的一项关键指标。
若食品在玻璃态进行加工和贮藏,则食品的质量和贮藏稳定性将得到较大的提高。
研究和实践表明,测定玻璃化转变温度是控制食品质量和稳定性的一个关键点。
目前常用于食品体系中玻璃化转变温度的方法如表1所示:表1 测定食品体系中玻璃化转变温度的常用方法测量的性质测量的方法体积的变化热力学性质的变化力学性质的变化电磁效应热膨胀计法、折射系数法热差法(DTA)、差式扫描量热法(DSC)动力机械分析法(DMA) 、动力机械热分析法(DMTA) 核磁共振法(NMR)4.1差示扫描量热法(DSC) 测定T gDSC(Differential Scanning Calorimetry,差示扫描量热分析)是在程序升温下, 测量输出给样品与参照物的热量与温度关系的一种技术[7]。
差示扫描量热法(DSC)也是传统的热分析技术的一种,不但能独立完成某一方面的定性和定量测试,而且还能与其他方法相互印证和相互补充,是研究物质的物理和化学性质及其变化的重要手段[8]。
如利用差示扫描量热法(DSC)研究蛋白质的变性,淀粉的糊化和老化以及玻璃化转变等问题. 在含水食品体系、小分子糖类体系、非淀粉多糖体系及淀粉体系的玻璃化转变中得到了广泛的应用。
另外,热分析技术还可用于研究食品添加剂的影响、油脂的氧化稳定性、混合油脂中组分含量等。
发达国家的枣果肉状态图的是通过冰点、玻璃化转变温度、最大浓度(T’m和T’g)条件来进行衡量的,并且由差式扫描量热法进行溶质融化点(或分解温度)的检测。
因此在枣果肉储存的温度、水分含量(如冷冻干燥)等条件下以及在冷冻干燥设计过程中该状态图可以用于确定枣果肉稳定性[9]。
但是用DSC 也有两个不足之处:1) 用DSC 法测量Tg’时,灵敏度比热机械方法小,表现在DSC 曲线上玻璃化转变的台阶较小;2) 在一些复杂的食品体系中,会出现玻璃化转变的DSC 曲线上有几个突变,可能引起对Tg’的误判。
为了克服这些不足,食品研究人员开始采用一种新的方法———低温显微DSC系统测定食品的Tg 和Tg’[10]。
该法同时用低温显微的光学信息和DSC的热学信息两种方法来测定Tg 和Tg’, 克服了单一DSC 的缺点,能够较准确地测定食品中的Tg 和Tg’取得了良好的效果。
4.2 核磁共振法( NMR) 测定T gNMR 是一种通过分析活性核的弛豫特性而测定分子运动特性的技术。
聚合物玻璃化转变的基础是分子运动。
聚合物由玻璃态转变为橡胶态时,含有质子的基团运动频率增加。
质子活动性的改变可以用NMR测定[11]。
由于NMR 是测定质子的活动性,因此用这种方法研究和测定食品体系的玻璃化转变及Tg 是非常有效的。
目前,应用脉冲NMR 测定食品体系的玻璃化转变温度已经有了较大的进展。
4.3 动力机械分析法(DMA) 测定T gDMA 是在程控温度和振动负荷下测定物质的动态模量和力学损耗与温度的关系的一项技术,力学损耗峰对应的温度可看作是物质的玻璃化转变温( Tg)。
用DMA 测定热固性材料的Tg 时非常灵敏,因此它是测定热固性材料玻璃化转变的有效工具,同时也被广泛用于研究食品体系中的玻璃化转变。
在DMA 在测定食品体系中玻璃化转变温度时有着较为广泛的应用。
相比于DSC ,DMA 在测定热固性食品时具有较高的灵敏度,但DMA在使用时也受到一定的限制,由于它测定的样品必须为可变形的固体样品,因而不能用于测定粉末和半固态样品;另外,由于DMA 对样品的物理尺寸相当敏感,因此为了得到重复性较好的结果,必须对样品进行严格的预处理。
4.4动力机械热分析法(DMTA) 测定T gDMTA 是测定材料在交变应力(或应变) 作用下,作出的应力(或应变) 响应随频率变化的现代科学分析方法。
它是通过分子运动的状态来表征材料的特性。
食品体系的玻璃化转变在本质上讲是一个动力过程,因此DMTA能较准确地测定食品体系的玻璃化转变温度。
DMTA能广泛用于研究食品体系的玻璃化转变,它具有试样温度范围宽的动态扫描功能。
DMTA 在测定食品体系中玻璃化转变温度时,虽然具有较高的灵敏度,但在使用时也受到一定的限制,DMTA 一般用于测定可变形的固体样品,对于粉末样品,必须先将样品压制成圆柱状外,DMTA 在测试过程中,因为须有较大的样品室,样品会有较大的水气损失,影响测定的准确性。
4.5其他方法测定Tg1.膨胀计法在膨胀计内装入适量的受测聚合物,通过抽真空的方法在负压下将对受测聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内,然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加热,记录惰性液体柱高度随温度的变化。
由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变,因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。
折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温度。
2.折光率法利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化,找出导致这种变化的玻璃化转变温度。
用于研究食品体系的玻璃化转变的技术, 还有差热分析法(DTA)、核磁共振成像法(MRI)和热机械分析法( TMA)等。
虽然食品体系中的Tg 通常采用DSC、DMA 和DMTA等方法测定,但这些方法对一些具有特殊尺寸和形状的样品使用时受到一定的限制。
如DSC使用的样品量非常少,对那些非均相食品,所取得的样品可能不具有代表性;DMA 和DMTA 方法要求样品为可变形固体样品,因而不适宜测定粉末和半固态样品。
因此DSC、DMA 和DMTA 等方法测定食品体系中的Tg 时,有时具有一定的困难。
NMR可以快速、实时、全方位、定量的研究样品,并对样品不具侵入和破坏性,灵敏度高,在研究食品的玻璃态转变和Tg 中得到了较好的应用。
5.玻璃化转变对食品稳定性的影响[12]5.1玻璃化转变对物理稳定的影响(1)结晶:结晶是影响食品稳定性的一个重要现象,是否出现结晶,以及晶体的大小和形状都对食品的稳定性产生影响。
不论是玻璃态还是橡胶态,无定性物质都是处于非平衡态,具有过渡到平衡态(结晶体)的趋势。
处于玻璃态时,分子的移动和重排受到限制,结晶十分缓慢;而处于橡胶态时由于黏度降低,自由体积增大,分子扩散加快,结晶易于发生。
温度越接近熔融温度(Tm),成核速率越低,但由于黏度降低使晶核生长速率增大;温度越接近T g ,成核速率越快,但是由于黏度大使晶核生长较慢,所以结晶速率在温度为Tm 和Tg 之间的某个值时达到最大值。
例如:巧克力中脂肪的结晶影响巧克力的外观;冰激凌中蔗糖的结晶影响其口感;淀粉回生是面包老化的主要原因,而淀粉回生也就是淀粉的重结晶。
(2)粘结和结块:食品粉体是由颗粒组成的。
在储存过程中,由于吸湿或温度升高,当接触的颗粒之间形成由无定形物质( 如糖、脂肪等) 构成的“液桥”时粘结现象发生;粘结是结块的初始阶段,“液桥”进一步结晶导致结块。
出现粘结和结块对粉体的流动性产生不良影响。
不论是由于吸湿还是由于受热,黏度降低到一定程度时就发生粘结和结块,粘结和结块为等黏度现象。
根据玻璃化转变理论,粘结和结块都是由于颗粒表面吸水塑化造成的。