有发酵性,生产上可选用其他甜味剂代替,以避免微生物生长繁殖而使食品变质。
(5) 结晶性:蔗糖易结晶,晶体粗大;淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物,不能结晶,并可防止蔗糖结晶。在糖果生产中,要应用糖结晶性质上的差别。例如生产硬糖时不能单独使用蔗糖,否则会因蔗糖结晶破裂而使产品不透明、不坚韧。旧式生产硬糖时采用加酸水解法使一部分蔗糖变为转化糖,以防止蔗糖结晶。新式生产硬糖时采用添加适量淀粉糖浆(DE值42),则会降低糖果的结晶性,同时能增加其粘性、韧性和强度,取得相当好的效果。生产蜜饯、果脯等高糖食品时,为防止单独使用蔗糖产生的结晶返砂现象,适当添加果糖或果葡糖浆替代蔗糖,可大大改善产品品质。
(6) 还原性:分子中含有自由醛(或酮)基或半缩醛(或酮)基的糖都具有还原性。单糖和部分低聚糖具有还原性,而糖醇和多糖则不具有还原性。有还原性的糖称为还原糖。还原性低聚糖的还原能力随着聚合度的增加而降低。食品中常见的双糖有海藻糖型和麦芽糖型两类。海藻糖型的糖分子中两个单糖都是以还原性基团形成糖苷键,不具有还原性,不能还原费林试剂,不生成脎和肟,不发生变旋现象,主要有蔗糖和海藻糖等。麦芽糖型分子中,一分子糖的还原性半缩醛羟基与另一个糖分子的非还原性羟基相结合成糖苷键,因此有一个糖分子的还原性基团是游离的,具有还原性,可以还原费林试剂,也可生成脎和肟,能发生变旋现象,麦芽糖、乳糖、异麦芽糖、龙胆二糖等属于此类。低聚糖有无还原性,对于它在食品加工和使用中起着重要作用。 7. 低聚果糖具有优越的生理活性:
(1) 能被大肠内双歧杆菌选择性的利用,使体内双歧杆菌数量大幅增加 (2) 很难被人体消化道酶水解,是一种低能量糖。 (3) 可认为是一种水溶性食物纤维
(4) 抑制肠内沙门菌和腐败菌的生长,促进肠胃功能。 (5) 防止龋齿
8. 低聚木糖的主要成分为木糖、木二糖、木三糖及少量木三糖以上的木聚糖,其中木二糖为主要有效成
分。
9. 食品中多糖的性质 (1) 多糖的溶解性
(2) 多糖的黏度
(3) 多糖的凝胶
(4) 多糖的水解
(5) 多糖的生理活性
10. 加热后,破坏了结晶胶束区中弱的氢键,一部分胶束被溶解形成空隙,是水分子进入内部,颗粒开始
水合和吸水膨胀,结晶区消失,偏振光十字消失,大部分直链淀粉溶解到溶液中,溶液黏度增加,淀粉颗粒破裂,这个过程称为糊化。
11. 糊化过程分为三个阶段:可逆吸水阶段、不可逆吸水阶段、淀粉粒解体阶段。
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12. 经过糊化的阿尔法淀粉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
老化。
第四章 食品中的蛋白质 1. 蛋白质的特征
(1) 蛋白质是一种复杂而且变化很大的复杂巨型分子,是组成细胞的基础物质。
(2) 作为食品,蛋白质的营养功能主要是为人体提供所必需的氨基酸,如果糖和脂肪不足,蛋白质也可用作能源。
(3) 部分蛋白质可作为生物催化剂,即酶和激素,以控制机体的生长、消化、代谢、分泌及能量转移等化学变化。
(4) 蛋白质还是人体的免疫作用所必需的物质,可以形成抗体以防疾病的感染。 (5) 有些蛋白质还会导致食物过敏
(6) 蛋白质是由不同的氨基酸通过肽键相互连接而成的。
2. 硬蛋白不溶于水和中性溶剂中,不会被酶水解,是一种具有结构功能和结合功能的纤维状蛋白。 3. 食品中氨基酸的物理性质
(1) 色泽与状态:各种常见氨基酸均为无色结晶,结晶状态由氨基酸的结构差异而不同。
(2) 熔点:氨基酸结晶的熔点较高,一般在200-300摄氏度之间,许多氨基酸在达到或接近熔点时或多或少地发生分解。
(3) 溶解度:氨基酸一般都溶于水,微溶于醇,不溶于乙醚,不同的氨基酸在水中有不同的溶解度。 (4) 味感:氨基酸及其某些衍生物具有一定的味感,味感与氨基酸的种类和立体结构有关。 (5) 旋光性:除甘氨酸外,其他氨基酸都有旋光性和一定的比旋光度。 (6) 酸碱性质:由于氨基酸同时含有羧基和氨基,因此它们具有两性性质。
第五章 食品中的脂类 一、食用油脂的物理性质
1. 食用油脂的气味和色泽:纯净的食用油脂是无色无味的,天然油脂中略带黄绿色,是其中含有一些脂
溶性色素所致,食用油脂经精炼脱色后,色泽变浅,多数食用油脂无挥发性,少数食用油脂中含有短链脂肪酸,会引起臭味。它的气味大多是由非脂成分引起的。 2. 烟点:是指在不通风的情况下观察到试样发烟时的温度。 3. 闪点:是试样挥发物质能被点燃但不能维持燃烧的温度。
4. 着火点:是试样挥发的物质能被点燃并能维持燃烧不少于5s的温度。 5. 同一种物质具有不同的固体形态叫同质多晶现象。 6. 食用油脂的熔点 7. 食用油脂的塑性 8. 食用油脂的液晶态
9. 食用油脂的乳化及乳化剂:乳浊液是互不相溶的两种液相组成的体系,其中一相以液滴形式分散在另
一相中,液滴的直径为0.l~ 50um间。以液滴形式存在的相称为“内相”或“分散相”,液滴以外的另一相就称为“外相”或“连续相”。
10. 由于界面张力是沿着界面的方向(即与界面相切)发生作用以阻止界面的增大,所以具有降低界面张力
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的物质会自动吸附到相界面上,因为这样能降低体系总的自由能,我们把这一类物质通称为表面活性剂(surfactant)。食品体系中可通过加入乳化剂(emulsifying agents)来稳定乳浊液。乳化剂绝大多数是表面活性剂,在结构特点上具有两亲性,即分子中既有亲油的基团,又有亲水的基团。它们中的绝大多数既不全溶于水,也不全溶于油,其部分结构处于亲水的环境(如水或某种亲水物质)中,而另一部分结构则处于疏水环境(如油、空气或某种疏水物质)中,即分子位于两相的界面,因此降低了两相间的界面张力,从而提高了乳浊液的稳定性。 11. 食用油脂在储藏加工过程中的化学变化 脂解反应
脂解酶二酰基甘油 + 游离脂肪酸湿、热油脂在有水存在的条件下以及加热和脂酶的作用下可发生水解反应(hydrolysis),生成游离脂肪酸并
三酰基甘油单酰基甘油 + 游离脂肪酸甘 油 + 游离脂肪酸
使油脂酸化。反应过程如下:
在有生命的动物的脂肪中,不存在游离脂肪酸,但在动物宰后,通过酶的作用能生成游离脂肪酸,故在动物宰后尽快炼油就显得非常必要。与动物脂肪相反,在收获时成熟的油料种子中的油由于脂酶的作用,已有相当数量的水解,产生大量的游离脂肪酸,例如棕榈油由于脂酶的作用,产生的游离脂肪酸可高达75%。因此,植物油在提练时需要用碱中和,“脱酸”是植物油精炼过程中必要的工序。鲜奶还可因脂解产生的短链脂肪酸导致哈味的产生(水解哈味)。此外,各种油中如果含水量偏高,就有利于微生物的生长繁殖,微生物产生的脂酶同样可加快脂解反应。
食品在油炸过程中,食物中的水进入到油中,导致油脂在湿热情况下发生酯解而产生大量的游离脂肪酸,使油炸用油不断酸化,一旦游离脂肪酸含量超过0.5%~1.0%时,水解速度更快,因此油脂水解速度往往与游离脂肪酸的含量成正比。如果游离脂肪酸的含量过高,油脂的发烟点和表面张力降低,从而影响油炸食品的风味。此外,游离脂肪酸比甘油脂肪酸酯更易氧化。
油脂脂解反应的程度一般用“酸价”来表示,油脂的酸价越大,说明脂解程度越大,如某油酸价为4时,其游离脂肪酸(以油酸计)为2%,油的酸价为6时,其游离脂肪酸为3%。油脂脂解严重时可产生不正常的嗅味,这种嗅味主要来自于游离的短链脂肪酸,如丁酸、己酸、辛酸具有特殊的汗嗅气味和苦涩味。脂解反应游离出的长链脂肪酸虽无气味,但易造成油脂加工中不必要的乳化现象。
油脂在碱性条件下水解称为皂化反应,水解生成的脂肪酸盐称为肥皂,所以工业上用此反应生产肥皂。 在多大数情况下,人们采取工艺措施降低油脂的水解,在少数情况下则有意地增加酯解,如为了产生某种典型的“干酪风味”特地加入微生物和乳脂酶,在制造面包和酸奶时也采用有控制和选择性的脂解反应以产生这些食品特有的风味。
酶催化脂解还被广泛地用来作为油脂研究中的一个分析工具,例如使用胰脂酶和蛇毒磷脂酶可测定脂肪酸在三酰基甘油分子中的分布。 脂质氧化
脂质氧化(oxidation)是食品变质的主要原因之一。油脂在食品加工和贮藏期间,由于空气中的氧、光照、微生物、酶和金属离子等的作用,产生不良风味和气味(氧化哈败)、降低食品营养价值,甚至产生一些有毒性的化合物,使食品不能被消费者接受,因此,脂质氧化对于食品工业的影响是至关重大的。但在某些情况下(如陈化的干酪或一些油炸食品中),油脂的适度氧化对风味的形成是必需的。
脂质的氧化包括酶促氧化与非酶氧化。后者主要是指油脂在光、金属离子等环境因素的影响下,一种自发性的氧化反应,因此又称为自氧化反应(autoxidation),是本节重点介绍的内容。
自氧化反应
(1)自氧化反应的特征
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油脂自氧化反应是脂质与分子氧的反应,是脂质氧化变质的主要原因。研究表明,油脂自氧化反应遵循典型的自由基反应历程,其特征如下:①光和产生自由基的物质能催化脂质自氧化;②凡能干扰自由基反应的物质一般都抑制自氧化反应的速度;③当脂质为纯物质时,自氧化反应存在一较长的诱导期;④反应的初期产生大量的氢过氧化物;⑤由光引发的氧化反应量子产额超过1。
(2)自氧化反应的主要过程
一般油脂自氧化主要包括:引发(诱导)期,链传递和终止期3个阶段。
①引发(诱导)期 酰基甘油中的不饱和脂肪酸,受到光线、热、金属离子和其它因素的作用,在邻近双键的亚甲基(α-亚甲基)上脱氢,产生自由基(R·),如用RH表示酰基甘油,其中的H为亚甲基上的氢,R·为烷基自由基
由于自由基的引发通常所需活化能较高,必须依靠催化才能生成,所以这一步反应相对较慢。有人认为光照、金属离子或氢过氧化物分解引发氧化的开始,但近来有人认为,组织中的色素(如叶绿素、肌红蛋白等)作为光敏化剂,单重态氧作为其中的催化活性物质从而引发氧化的开始。
②链传递 R·自由基与空气中的氧相结合,形成过氧化自由基(R00·),而过氧化自由基又从其它脂肪酸分子的α-亚甲基上夺取氢,形成氢过氧化物(R00H),同时形成新的R·自由基,如此循环下去,重复连锁的攻击,使大量的不饱和脂肪酸氧化,由于链传递过程所需活化能较低,故此阶段反应进行很快,油脂氧化进入显著阶段,此时油脂吸氧速度很快,增重加快,并产生大量的氢过氧化物。
③终止期 各种自由基和过氧化自由基互相聚合,形成环状或无环的二聚体或多聚体等非自由基产物,至此反应终止。
②光敏氧化 由于单重态氧生成氢过氧化物的机制最典型的是“烯”反应——高亲电性的单重态氧直接进攻高电子云密度的双键部位上的任一碳原子,形成六元环过渡态,氧加到双键末端,然后位移形成反式构型的氢过氧化物,生成的氢过氧化物种类数为2倍双键数。
(4)氢过氧化物(ROOH)的产生
如前所述,位于脂肪酸烃链上与双键相邻的亚甲基在一定条件下特别容易均裂而形成游 离基,由于自由基受到双键的影响,具有不定位性,因而同一种脂肪酸在氧化过程中产生不同的氢过氧化物。下面分别以油酸酯、亚油酸酯和亚麻酸酯的模拟体系说明简单体系中的自氧化反应氢过氧化物生成机制。
①油酸酯 图3-29中只画出了油酸中包括双键在内的四个碳原子,氢的脱去先在8位或11位上,故先生成8位或11位两种烯丙基自由基中间物。由于双键和自由基的相互作用,可导致产生9位或10位自由基的生成。氧在每个自由基的碳上进攻,生成8-、9-、10-及11-烯丙基氢过氧化物的异构混合物。反应在25°C进行时,8位或11位氢过氧化物反式与顺式的量差不多,但9位与10位异构体主要是反式的。
②亚油酸酯 亚油酸酯的自氧化速度是油酸酯的10~40倍,这是因为亚油酸中1,4-戊二烯结构使它们对氧化的敏感性远远地超过油酸中的丙烯体系(约为20倍),两个双键中间(11位)的亚甲基受到相邻的两个双键双重活化非常活泼,更容易形成自由基(图3-30),因此油脂中油酸和亚油酸共存时,亚油酸可诱导油酸氧化,使油酸诱导期缩短。
在11位碳原子脱氢后产生戊二烯自由基中间物,它与分子氧反应生成等量的9-与13-共轭二烯氢过氧化物的混合物。研究表明9-与13-顺式、反式氢过氧化物通过互变以及一些几何异构化形成反式、反式异构物。这两种氢过氧化物(9-与13-)都具顺式、反式以及反式、反式构型。
③亚麻酸酯 亚麻酸中存在两个1,4-戊二烯结构。碳11和碳14的两个活化的亚甲基脱氢后生成两个戊二烯自由基。
氧进攻每个戊二烯自由基的端基碳生成9-、12-、13-和16-氢过氧化物的混合物,这4种氢过氧化物都存在几何异构体,每种具有共轭二烯,或是顺式、反式,或是反式、反式构型,隔离双键总是顺式的。生
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