第二章 食品化学成分及其在保藏中的变化

4. 乳化的反过程为破乳，破乳不但导致食品感官 乳化：油脂分子中兼有极性和非极性成分，可 品质下降，而且不利于油脂的消耗吸收。 以以微粒分散于水中，这种现象称为乳化
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四、维生素
维生素的含量是评价食品营养价值的重要指标
之一，可分为两大类：水溶性维生素和脂溶性 维生素。如果维生素供给量不足，就会出现营 养缺乏的症状或患某些疾病，食品加工贮藏过 程中，维生素含量会大大降低，所以常常用合 成的维生素去补偿食物中原有维生素的含量
主要是食品成分中的氨基和羰基化合物发 生反应而导致的褐变，由法国化学家美拉 德发现的，因此又称为美拉德反应，是食 品在加热或长期贮存后发生褐变的主要原 因。该反应可以产生很多风味与颜色。
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（1） 羰氨反应
主要是食品成分中的氨基和羰基化合物发 生反应而导致的褐变，由法国化学家美拉 德发现的，因此又称为美拉德反应，是食 品在加热或长期贮存后发生褐变的主要原 因。该反应可以产生很多风味与颜色。
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（1） 羰氨反应
影响美拉德反应的因素
pH： pH≤6时，褐变反应程度微弱； pH7.8-9.2，褐变速度最快 水分含量：中等水分含量时，食品羰氨反应速度较快； 无机离子：铜、铁离子均能促进褐变反应；
糖的类型：还原糖更易发生羰氨反应
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（1） 羰氨反应
美拉德反应的抑制
降温 亚硫酸及其盐处理 改变pH 使用不易发生褐变的糖类
R. +R. R-R; R. +ROO. R-O-O-R; ROO. +ROO. R-O-O-R +O2
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酶作用下的氧化
脂肪在微生物产生的酶的作用下，分解成甘油
和游离脂肪酸，游离脂肪酸在酶的作用下，进 一步生成具有苦味及臭味的低级酮类，甘油也 被氧化为具有特臭的1，2-丙醚丙醛。酶作用下 的脂肪氧化是导致脂肪酸败的又一大原因。
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蛋白质的功能性质
质构、风味、色泽和外表等感官品质是人们取舍 食品的主要依据。食品的感官品质是食品中各种 主要的和次要的组分之间复杂的相互作用的净结 果。蛋白质对食品感官品质一般具有重要影响。 食品蛋白质的“功能性质”定义为：在食品加工 、保藏、制备和消费期间影响蛋白质在食品体系 中的性能的那些蛋白质物理和化学性质。
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食品保藏原理
第二章 食品化学成分及其在
保藏中的变化
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内容提要
食品的化学成分 食品成分在贮藏中的变化 食品原料在保藏过程中的品质变化
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第一节 食品化学成分
• • • • • • • 食品的化学 • 成分 • • • • 水分 无机成分 矿物质 天然成分 糖类 有机成分 脂类 维生素 其他成分 食品添加剂 非天然成分 加工中不可避免的污染 基本营养成分
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当干蛋白质粉与相对湿度为90-95％的水蒸 1. 水合性质：通过蛋白质的肽键或有亲水基团的氨基 气达到平衡时，每克蛋白质所结合的水的克 酸侧链同水分子之间的相互作用来实现 数即为蛋白质结合水的能力 例如，将大豆粉臵于PH 8-9的碱性水溶液中 2. 溶解性：对天然蛋白质的提取、分离提纯及评价蛋 浸提，然后利用等电点沉淀法将PH值调至 白质变性程度非常有用，蛋白质在饮料中的应用也 4.5-4.8，再从提取液中收回大豆蛋白。 与其溶解性有关 分散均匀的细微气泡可以使食品产生稠性、 3. 界面性质：表现为蛋白质的起泡、乳化性质 细腻和松软性，提高分散度性和风味感。 4. 黏度：吸水性和黏度之间具有正相关关系 蛋白质体系的黏度和稠度是流体食品的主要 功能性质，了解蛋白质分散体的流体性质对 于确定加工过程的参数具有重要意义。
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2. 油脂酸败的影响因素
温度每升高10℃，氧化速度增加2.5-3倍 温度：脂肪自动氧化的速度随温度增加而增高； 光照和放射线辐照：光照和放射线会加速脂肪氧化 光照对于氨基酸类也促进氧化作用，含 氧气分压：氧化速度随氧分压的增加而增加 硫氨基酸在光的作用下，会产生特有的 水分：较高水分或干燥，都会导致较快的酸败速度 表面积大的食品，氧化速度特别快，为阻 氧化臭；食品中的维生素对光也很敏感 止含油食品的氧化，有效的办法是改进食 金属离子：特别是重金属离子，加速油脂的氧化 水分过低时，氧气易进入到脂肪，导致氧 品包装技术，采用真空包装或充氮包装， 化；水分过多时，提高催化剂流动性，从 生物体内的金属化合物 或在包装物中用小包除氧剂除去游离氧。 而也加快了脂肪的氧化速度。 脂氧合酶 脂氧合酶在食品中破坏亚油酸、亚麻酸和花生 四烯酸等必需脂肪酸，使之生成氢过氧化物。
食品保藏：
是指为了防止食品腐败变质而采取的技术手段。
现代食品保藏学开端于法国尼古拉（ Nicolas Appert）的一个罐头。
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引起食品腐败变质的主要因素
微生物 氧化 光照
啮齿动物
食品腐败变质
昆虫/寄生虫
温度 酶类
水分
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化学－范特荷夫定律： 反应温度每升高10℃，化学反应的速度增加2-4倍。 酶活性 温度提高到80℃后，热处理时间只要几分钟，几乎 所有的酶都会遭到不可逆的破坏。 呼吸作用 是有机物在酶的作用下发生的生物氧化过程，在一 定的温度范围内，随温度的升高，酶活性增加，反 应速度加快，果蔬的呼吸作用加速，加快食品的变 质。 微生物 嗜食菌、嗜温菌、低温菌、嗜冷菌
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三、脂肪酸败
脂肪氧化是食品败坏的主要原因之一，包括 自动氧化、酶作用下的氧化和光敏氧化。天 然油脂暴露在空气中会自发的进行氧化作用, 发生酸臭和口味变苦的现象，这种现象称为 脂肪的自动氧化。
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脂肪的自动氧化链反应机理 自动氧化导致含脂食品产生各种不良风味，一般称为哈 喇味，其自由基链反应机理为： 引发阶段： 传递阶段： R. +O2 终止阶段： ROO. ; ROO. +RH ROOH+R. RH 引发剂 R. + H.
在贮藏、流通期间，食品品质降低主要与微生
物的侵入，食品成分间相互反应、食品成分和
酶之间的纯化学反应、食品组织中原有酶引起 的生化反应等有关。而食品保藏的目的就在于 组织微生物繁殖及酶与非酶反应。
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第二节 食品成分在贮藏中的变化
一、食品褐变 非酶褐变
羰氨反应
焦糖化作用 抗坏血酸褐变
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（1） 羰氨反应
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（1） 羰氨反应
羰氨反应对食品质量的影响
羰氨反应不利的一面是还原糖同氨基酸或蛋 白质相互作用导致部分氨基酸的损失，特别 控制食品贮藏过程中的发生羰氨反应的程度是 十分重要的，这不仅是因为反应超出一定限度 是必需氨基酸L-赖氨酸所受的影响最大。从 会给食品风味带来不利影响，还因为其降解产 营养角度，美拉德褐变会造成氨基酸与营养 物可能属于有害物质。 成分损失；凡含蛋白质和还原糖的食品，在 保存时，即使在较低的温度下短时间加热， 也可引起氨基酸的损失，特别是碱性氨基酸
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淀粉老化的影响因素与防止
水分含量30-60%较易老化， 水分含量 小于10%或大量水不易老化 老化最适温度2-4℃，大于 温度 60℃或小于-20℃都不会老化 酸碱度 中性环境下易老化，偏酸偏 碱环境不易老化 淀粉的结构 直链淀粉容易引起老化，支 链淀粉不易老化 加入抗老化物质 乳化剂可防止淀粉老化
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油炸食品时，食品中大量水分进入油脂， 1. 酯解：脂类化合物在酶作用或加热条件下发生 而油脂又处于较高温度条件下，因此，酯 水解，释放出游离脂肪酸的过程称为酯解 解是一个主要反应。 2.氧化产生的风味化合物主要包括酯、醛、醇、 脂类氧化：脂类氧化是食品败坏的主要原因之 酮及烃类。不饱和醛和酮的阈值最低，它是食 一，使含脂肪食品产生各种异味和臭味，这种 用油不希望的氧化风味的主要成分。 现象统称为酸败 3.对于煎炸食品来说，油的加热温度和使用时间 热分解：油脂长时间加热会发生黏度增高、酸 都必须加以控制。 价增高的现象
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二、淀粉老化
未加工的淀粉通过氢键形成极致密的疏水性微胶 粒构造，即为β-淀粉,热作用下，淀粉分子间的 氢键受破坏，分子水合膨胀，形成糊状，称为 α-淀粉。较高温度下，α-淀粉是稳定的，若温 度接近或低于30℃时，淀粉分子间的氢键便恢复 稳定状态，淀粉分子彼此又通过氢键结合，淀粉 又部分的恢复为β-淀粉状态，即淀粉的老化。
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光敏氧化
含脂食品中常存在一些天然色素物质,作为光敏 剂，产生单重态氧，导致油脂氧化的发生，其 反应与自动氧化不同： 不产生自由基； 双键的顺式构型改变成反式构型； 与氧浓度无关； 不存在诱导期； 不受抗氧化剂影响。
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1. 脂肪氧化对食品品质的影响
脂肪氧化会降低食品的营养价值,某些氧化产物
可能具有毒性。脂肪自动氧化发生的原因是脂 肪中的不饱和烃链被空气中的氧所氧化，生成 过氧化物,过氧化物继续分解产生的低级醛和羧 酸,使食品产生令人不快的味道。
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三、脂类
脂类是一类不溶于水而溶于大部分有机溶剂的疏水 性物质，呈固态的称为“脂”；呈液态的称为“油 。 脂类是热量来源；提供必需脂肪酸及各种脂溶性 维生素；很重要的热媒介质；提供造型功能；赋予 食品良好的风味和口感。 植物组织中，油脂主要存在于种子或果仁中，根、 茎、叶中含量较少；动物体主要存在于皮下组织、 腹腔、肝和肌肉内的结缔组织中。
古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，聚合
形成褐色素。主要存在于抗坏血酸含量比 较丰富的果汁、果汁浓缩物中。
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2. 酶促褐变
水果和蔬菜在采收后，当有机械性损伤发生 或处于异常环境时，果蔬中原有的氧化还原 平衡被破坏，导致氧化产物积累，造成果蔬 变色，这类反应的速度非常快，一般需要和 空气接触，由酶催化,因此称为酶促褐变.
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例如，新产品开发时，往往需要使用一些配 料，而其中的某些配料通过形成凝胶提供了 5. 凝胶作用 ：变性的蛋白质分子聚集并形成有序的 一种能保持水和其他配料的基本结构，使食 蛋白质网络结构的过程称为凝胶作用 品具有期望的质构和口感。 主要包括麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，大分子的麦 6. 面团的形成：面筋蛋白是面团形成的主要因素。 谷蛋白与面包的强度有关，它的含量过高会抑 制发酵过程中残留CO2的膨胀，抑制面团的鼓 小麦面粉发酵时，其中的面筋蛋白能捕捉气体形 起；麦醇溶蛋白含量过高会导致过度的膨胀， 成黏弹性面团 产生的面筋膜易破裂和易渗透，面团塌陷 7. 风味结合：蛋白质是很多风味物质的载体,使食 品呈现不同的风味
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水溶性维生素的功能及来源
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脂溶性维生素的功能及来源
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食品中维生素损失的常见原因
果蔬和动物肌肉中留存的酶导致了收获后维 生素含量的Байду номын сангаас化； 预加工导致的维生素损失； 热烫与热处理导致的维生素损失； 加工中使用的化学物质和食品其他组分对维
生素的影响
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第二节 食品成分在贮藏中的变化
污染物质
环境污染
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一、蛋白质
蛋白质是生命的物质基础，它存在于一切活
细胞中，是细胞里最复杂、变化最大的一类 分子。一切重要的生命现象和生理机能，就 是由组成生物体的无数蛋白质分子活动来体 现的，我们日常饮食摄入的蛋白质主要用来 制造细胞和维持细胞的运作。因此，了解蛋 白质的结构和性质在保藏过程中的变化有着 重要的意义。
生物化学方法
适量增加钙盐
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（2） 焦糖化褐变
糖类在没有含氨基化合物存在的情况下，加热 到其熔点以上时，也会变为黑褐色的色素物质 的现象。 糖在受强热的情况下，生成两种物质：一是糖 的脱水产物，一是糖的裂解产物。焦糖化作用
控制得当，可以使产品得到悦人的色泽和风味
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（3） 抗坏血酸褐变
主要是抗坏血酸自动氧化的结果，机理： Vc氧化形成脱氢Vc，水合形成2，3－二酮
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二、糖
谷类、蔬菜、水果和可供食用的其他植物都含 糖类在人体中的主要功能是提供热量，糖类经 有糖类化合物，淀粉是植物中最普通的糖类化 消化水解成单糖被人体吸收，单糖在经完全水 合物，动物产品所含的糖类化合物较少，主要 解放出热量，提供生命活动所需的能量。 是肌肉和肝脏中的糖原，其结构和支链淀粉相 似，代谢方式与淀粉代谢相同。 糖类化合物按其组成分为单糖、寡糖和多糖。
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多糖的性质
在食品体系中，多糖具有控制水分移动的能 溶解性：多糖具有较强的亲水性，易于水化和溶解 力，同时水分也是影响多糖的物理与功能性 质的重要因素。因此，食品的许多功能性质 黏度与稳定性：多糖具有很高粘度；带一种电荷直 如质构都同多糖和水分有关。 链多糖形成稳定溶液，不带电的直链溶液不稳定 凝胶：多糖能形成海绵状的三维网状凝胶结构，由 高聚物分子通过氢键、疏水相互作用形成连结区 水解：食品加工贮藏过程，多糖比蛋白质更易水解 往往添加相对高浓度的食用胶，以免由于水 解导致食品体系粘度下降。
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酶促褐变作用机理 果蔬切开后，切面和氧气直接接触后，外层潮
湿表面上的抗坏血酸立刻被氧化掉，在多酚氧 化酶作用下，邻苯二酚被氧化成邻苯醌，邻苯 醌进一步氧化形成羟基醌，羟基醌聚合时就出 现了褐色素。
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防止酶促褐变的措施
1. 通过加热或化学方法来钝化酶的活性 2. 添加抗褐变的物质 3. 隔绝氧气