食品化学 考试重点

水分子的缔合：由于水分子的极性及两种组成原子的电负性差别，导致水分子之间可以通过形成氢键而呈现缔合状态。与元素周期表中邻近氧的某些元素的氢化物性质不同的原因：①H-O 键间电荷的非对称分布使H-O 键具有极性，这种极性使分子之间产生引力。②由于每个水分子具有数目相等的氢键供体和受体，因此可以在三维空间形成多重氢键。③静电效应。水分子在三维空间形成多重氢键键合—每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体，能够在三维空间形成氢键网络结构；因此，水分子间的吸引力比同样靠氢键结合在一起的其他小分子要大得多（如NH3和HF）。氨分子由3个氢给体和1个氢受体形成四面体排列，氟化氢的四面体排列只有1个氢给体和3个氢受体，说明它们没有相同数目的氢给体和受体。因此，它们只能在二维空间形成氢键网络结构，并且每个分子都比水分只含有较少的氢键。为什么冰的密度比水小？水的密度随着临近分子间的距离增大而减小，当临近水分子平均数增多时，其结果是密度增大，所以水转变为冰时，净密度增大。冰是由水分子有序排列形成的结晶。水分子之间靠氢键连接在一起形成非常疏松（低密度）的刚性结构，每个水分子和最邻近的另外四个水分子缔合形成四面体亚结构。这是一个敞开式的松弛结构，因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来，成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小。食品中的水分类体相水（自由水（可以作为溶剂）、截留水）结合水（化合水、邻近水、多层水）在食品中不能作为溶剂。体相水：距离非水组分位置最远，水-水氢键最多。它与稀盐水溶液中水的性质相似。特点：①能结冰，但冰点有所下降。②溶解溶质的能力强，干燥时易被除去。③与纯水分子平均运动接近。④很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起Food的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。化合水：与非水组分紧密结合并作为食品组分的那部分水。特点：①在-40℃下不结冰。②无溶解溶质的能力。③与纯水比较分子平均运动为0。④不能被微生物利用。邻近水：与非水组的特异亲水部位通过水-离子和水-偶极产生强烈相互作用的水。特点：①在-40℃下不结冰。②无溶解溶质的能力。③与纯水比较分子平均运动大大减少。④不能被微生物利用。此种水很稳定，不易引起Food的腐败变质。多层水：占据第一层邻近水剩余位置和围绕非水组分亲水基团形成的另外几层水。特点：①大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低。②有一定溶解溶质的能力③与纯水比较分子平均运动大大降低。④不能被微生物利用。疏水水合和疏水相互作用在不相容的非极性实体临近水形成了特殊的结构，使得熵下降，此过程被称为疏水水合。如果存在两个分离的非极性基团，那么不相容的水环境将促进它们之间的缔合，从而减少

H2O--非极性实体界面面积，这是一个热力学上有利的过程。此过程是疏水水合的部分逆转，被称为“疏水相互作用”。水与溶剂的相互作用分类1)偶极—离子，阻碍水分子的流动的能力大于其它溶质，水—离子键的强度大于水—水氢键，破坏水的正常结构,阻止水在0℃时结冰，对冰的形成造成一种阻力2）偶极与偶极：水可以与羟基、氨基、羰基、酰基、亚氨基等形成氢键；作用力小于水与离子间作用力；流动性小；对水的网状结构影响小；阻碍水结冰；大分子内或大分子间产生“水桥” 3 ) 水与非极性物质的相互作用笼形水合物的形成：由于非极性基团与水分子产生斥力，使疏水基团附近的水分子间氢键键合力↑ 。作用力：范德华力、少量静电力、疏水基团间的缔合作用.水分活度的定义和意义？反映水和各种非水成分缔合的强度。物理意义是表征生物组织和食品中能参与各种生理作用的水分含量与总含水量的定量关系.水分吸湿等温线（MSI）在恒温条件下，以食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对水活性绘图形成的曲线。意义：由于水的转移程度与aw有关,从MSI图可以看出食品脱水的难易程度,也可以看出如何组合食品才能避免水分在不同物料间的转移.据MSI可预测含水量对食品稳定性的影响.从MSI还可看出食品中非水组分与水结合能力的强弱. 关系：在一定的水分含量时，Aw随T上升而增大。因此，MSI的图形也随T的上升向高Aw方向迁移。滞后现象：所谓滞后现象即向干燥的样品中添加水（回吸作用）后绘制的水分吸着等温线和由样品中取出一些水（解吸作用）绘制的水分吸着等温线并不完全重合。产生滞后现象的原因主要有：①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；

②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；③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；④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。提高食品稳定性：脱水、分子淌度、大分子缠结。状态图：恒定压力下讨论亚稳态与实践的相关性。分子淌度和食品的稳定性：①在Tm和Tg温度范围，分子淌度和限制性扩散食品的稳定性与温度的相关性②食品的玻璃化转变温度与稳定性③水的增塑作用和对Tg的影响：在高于或低于Tg时，水的增塑作用可以提高Mm。当增加水含量时，引起Tg下降和自由体积增加，这是混合物平均分子质量降低的结果。④溶质类型和分子量对Tg和Tg′的影响5.大分子的缠结（大的聚合物以随机的方式相互作用，没有形成化学键，有或没有氢键）对食品性质的影响：EN对于冷冻食品的结晶速度，大分子化合物的溶解度、功能性乃至生物活性都将产生不同程度的影响，同时可以阻滞焙烤食品中水分的迁移，有益于保持饼干的脆性和促进凝胶的形成。真空干燥的优缺点：优1能很好的保存食品的色香味及营养物

质。2很好的保存食品的体积与色泽3食品脱水彻底，保存期长可常温下贮藏，便于运输。缺1技术要求成本高，2设备要求高。低于结冰温度冰对食品稳定性的影响：低温效应，具有细胞结构的食品和食品凝胶中的水结冰时，将出现两个非常不利的后果，即水结冰后，食品中的非水组分的浓度将比冷冻前变大，同时水结冰后其体积比结冰前增加9℅。浓缩效应，使非结冰相的pH值可滴定酸度，离子强度、黏度、冰点、表面和界面张力，氧化-还原电位等都发生明显的变化。冰晶挤压效应，水溶液细胞悬浮液或生物组织在冰冻过程中，溶液中的水可以转变为高纯度的冰晶，因此非水组分几乎全部浓集到未结冰的水中，起最终的结果类似食品的普通脱水。糖类：多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。环状糊精由环状α－Ｄ－吡喃葡萄糖苷构成，它是在淀粉在α-淀粉酶的作用下降解为麦芽糊精，然后由软化芽孢杆菌得到的葡聚糖转移酶（仅裂解α-1，4键）作用于麦芽糊精，使葡糖基转移至麦芽糊精的非还原端，则得到具有6-12个吡啶葡萄糖单位的非还原性低聚糖，主要产物为含7个葡萄糖单位的β-环糊精。为什么产生变旋现象：由于单糖溶于水后，即产生环式与链式异构体间的互变，所以新配成的单糖溶液在放置的过程中其旋光度会逐渐改变，但经过一定时间，几种异构体达成平衡后，旋光度就不再变化，这种现象叫变旋现象。稀碱可催化变旋。葡萄糖转变为甘露糖和果糖（烯醇化）：当酸或碱的浓度超过还原糖变旋作用所要求的浓度时，葡萄糖开环烯醇化，生成差向异构体甘露糖和果糖。由于碱的催化作用使糖的环状结构变为链式结构。美拉德反应食品在油炸、焙烤、烘焙等加工或贮藏过程中，还原糖同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应。历程：还原糖开式链的羰基碳原子首先受到氨基氮原子孤对电子的攻击，然后失水闭环形成葡基胺，葡基胺经阿马道莱重排反应生成1-氨基-2酮糖。形成的阿马道莱化合物至少沿两个途径进行降解，这两种途径生成的环状化合物迅速聚合产生不溶于水的含氮化合物类黑精色素。不利方面：营养损失，特别是必须氨基酸损失严重；产生某些致癌物质。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.影响因素：(1)底物结构：在糖类物质中：五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖），醛糖>酮糖，单糖>二糖。一般地，反应的活性：胺类>氨基酸；碱性氨基酸>中性或酸性氨基酸；氨基处于ε位或碳链末端的氨基酸>氨基处于α位的，而蛋白质的褐变速度则十分缓慢；(2)反应物浓度：反应速度与反应物浓度成正比；完全干燥的条件下难以发生，含水量在10～15%时容易发生；(3)温度：美拉德反应是一个热反应，温度越高，反应时间越长，反应进行的程度越大。(4)pH：碱性条件有利于美拉德反应的进行，而酸性环境，特别是pH3以下可以有效