食品化学第二章 水分
1、名词解释：
（1）水分活度：指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压的比值。
（2）水分的吸湿等温线 ：在恒定温度下，以食品中水分含量为纵坐标，以水分活度为横坐标绘制而成的曲线称为吸附等温线（MSI）。
（3）等温线的滞后现象：一种食物一般有两条吸附等温线。一条是水分回吸等温线，是食品在吸湿时的吸附等温线；一条是水分解吸等温线，是食品在干燥时的吸附等温线；往往这两条曲线并不完全重叠，在中低水分含量部分张开了一细长的眼孔，把这种现象称为“滞后”现象。 2、问答题
（1）水分活度与食品稳定性的关系。
①食品aw与微生物生长的关系：从微生物活动与食物水分活度的关系来看，各类微生物生长都需要一定的水分活度，一般说来：细菌为Aw>0.9； 酵母为Aw>0.87； 霉菌为Aw>0.8。
②食品aw与酶促反应的关系：一方面影响酶促反应的底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。食品体系中大多数的酶类物质在Aw<0.85 时，活性大幅度降低，如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。但也有一些酶例外，如酯酶在Aw为0.3甚至0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。
③食品aw与非酶化学反应的关系：降低食品的Aw ，可以延缓酶促反应和非酶反应的进行，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。
④食品aw与质地的关系：当水分活度从0.2～0.3增加到0.65时，大多数半干或干燥食品的硬度及黏着性增加。水分活度为0.4～0.5时，肉干的硬度及耐嚼性最大。 （2）水分的吸附等温线的定义，以及3个区段的水分特性。
?在恒定温度下，以食品中水分含量为纵坐标，以水分活度为横坐标绘制而成的曲线称为吸附等温线。
?I区：为化合水和临近水区。这部分水是食品中与非水物质结合最为紧密的水，为化合水和构成水，吸湿时最先吸入，干燥时最后排除；这部分水不能使干物质膨润，不能作为溶剂，在- 40℃不结冰。
?П区：为多层水区。主要靠水-水和水-溶质的氢键与邻近的分子缔合，这部分的水将起到膨润和部分溶解的作用，加速大多数反应的速率。
④Ш区：为自由水区。在这个区域，绝大多数的化学、生物化学反应速度及微生物的生长繁殖速度都达到最大，这部分水决定了食品的稳定性。
（3）食品中的离子、亲水性物质、疏水性物质分别以何种方式与水作用？
①水与溶质的相互作用：它们是通过离子或离子基团的电荷与水分子偶极子发生静电相互作用而产生水合作用。当水分子靠近离子或离子基团时，水分子会在离子形成的电场中发生极化作用，使水分子出现两个分离的电荷中心，分子两端分别带上δ的正电荷和δ的负电荷。
②水分子与具有氢键形成能力物质的相互作用：水能够与各种合适的基团，如羟基、氨基、羧基、酰胺或亚氨基等极性基团形成氢键，水与溶质之间的氢键键合比水与离子之间的相互作用弱。
③水分子与非极性物质的相互作用：向水中加入疏水性物质，如烃、稀有气体及引入
脂肪酸、氨基酸、蛋白质的非极性基团，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强。
（4）水主要具有那些异常的物理性质并简要说明原因？
?水的熔点(0℃)、沸点(100℃)、热容、相变热、表面张力和介电常数等明显偏高。这是因为由于水分子间存在三维氢键缔合的缘故。氢原子无内层电子，几乎是一个裸露的质子，极易与另一个水分子中的氧原子的孤对电子通过静电引力形成氢键。
?水的密度随着邻近分子间距离的增大而降低，当邻近水分子平均数增多时密度增大，冰转变为水时，净密度增大，当继续升温和加热至3.98℃时密度达到最大值。在0℃时，冰中水分子的配位数为4，冰熔化时一部分氢键断裂，刚性结构受到破坏，水分子自身重新排列成为更紧密的网络结构。随着温度上升，水的配位数增多，而邻近水分子之间的距离则随着温度升高而加大。
?冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水的导热系数的4倍，冰的热扩散系数约为水的9倍。说明在同一环境中，冰比水能更快的改变自身的温度。
食品化学第三章 碳水化合物
一、名词解释
1.淀粉的糊化：生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃，淀粉分子形成单分子，并为水所包围而成为溶液状态。
2.淀粉的老化：经过糊化的α-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，这种现象称为淀粉的老化。
3.抗性淀粉：不被正常人体小肠所消化吸收的淀粉及其降解产物的总称。
4.淀粉的改性：为了拓展淀粉的应用范围，需将天然淀粉经物理、化学或酶处理，使淀粉原有的水溶性、黏度、色泽、味道、流动性、耐酸性、抗剪切性或耐热性等物理化学性质（加工性能）发生一定的改变，这种经过处理的淀粉总称为改性淀粉。 5.糖的吸湿性：吸湿性是指在环境湿度较高的情况下吸收水分的性质。 6.糖的保湿性：保湿性是指在较低湿度下保持水分的性质。
7.淀粉糖浆：淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，自身不能结晶并能防止蔗糖结晶。
8.果葡糖浆:以酶法糖化淀粉所得的糖化液经葡萄糖异构酶的异构化，将其中一部分葡萄糖异构成果糖，即由果糖和葡萄糖为主要成分组成的混合糖糖浆。
9.转化糖：在蔗糖水解过程中，溶液的旋光度由右旋转化到左旋，通常把蔗糖的水解液称为转化糖浆，也称转化糖。
10.环状糊精:由D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成的环状低聚糖，分别是由6-,7-,8-个糖单位组成，称为α-,β-,γ-环糊精。
11.果胶酯化度：指果胶分子中甲酯化的半乳糖醛酸残基占宗半乳糖醛酸残基的百分数。
二、问答题
1、糖的溶解度、结晶性、保湿性、吸湿性、冰点降低等物理特性在实际生产中有何应用，并请举例说明。
（1）溶解度:单糖能溶于水。各种单糖的溶解度不一样，果糖的溶解度最高，其次是葡萄糖。对果酱、蜜饯食品，就是利用类高浓度糖的保存性质。糖浓度只有在70%以上才能抑制酵母、霉菌的生成。
（2）结晶性:就单糖和双糖的结晶性而言：蔗糖>葡萄糖>果糖和转化糖。在生产硬糖
是不能完全使用蔗糖，当熬煮到水分含量到3%以下时，蔗糖就结晶，不能得到坚硬、透明的产品。一般在生产硬糖时添加一定量的（30%-40%）的淀粉糖浆。
（3）吸湿性与保湿性：吸湿性是指在环境湿度较高的情况下吸收水分的性质，保湿性是指在较低湿度下保持水分的性质。不同的糖吸湿性不同，常见糖的吸湿性：果糖≥转化糖>麦芽糖>葡萄糖>蔗糖>乳糖。
糕饼表面的糖霜不应当结块，需采用吸水能力有限的糖，如乳糖和蔗糖。
（4）冰点降低：当在水中加入糖时会引起溶液的冰点降低。糖溶液冰点降低的程度取决于它的浓度和糖的分子量大小，糖的浓度越高，分子量越小，冰点降低得越多。生产雪糕等冰冻食品时，混合使用淀粉糖浆和蔗糖，可节约用电（淀粉糖浆和蔗糖的混合物的冰点降低较单独使用蔗糖小）。
2、商品果胶按酯化度分类及凝胶形成的条件和机理。
（1）商品果胶是用酸从柑橘皮和苹果皮或苹果渣中提取得到的可溶性果胶。根据果胶分子羧基酯化度的不同，天然果胶一般分为两大类： 一类为高甲氧基果胶（HM），甲氧基含量>7%，酯化度（DE）>50%；一类为低甲氧基果胶（LM），甲氧基含量<7%，酯化度（DE）<50%。
（2）果胶形成凝胶的条件：HM果胶形成凝胶的条件是可溶性固形物含量（一般是糖）超过55%，一般是60~65%，pH2.0~3.5；LM果胶形成胶凝的条件是必须有多价阳离子（如Ca2+、Al3+）存在， pH2.5~6.5，固形物10％~20%。
（3）果胶形成凝胶的机理：HM果胶溶液必须具有足够的糖和酸存在才能凝胶，当HM果胶溶液pH值足够低时，羧酸盐基团转化成羧酸基团，分子不再带电，分子间斥力下降，导致水合程度降低，分子间缔合形成凝胶；LM果胶必须在多价阳离子（如Ca2+、Al3+）存在下形成凝胶，其胶凝的机理是二价阳离子能加强果胶分子间的交联作用，不同分子链的均匀区间形成分子间接合区，
3、什么是淀粉老化？影响淀粉老化的因素有哪些？并说明在食品加工中如何防止淀粉老化？
（1）老化：经过糊化的α-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，这种现象称为淀粉的老化。 （2）影响淀粉老化的主要因素
①淀粉自身的性质,不同来源的淀粉，老化难易程度不相同。在淀粉自身的性质中，直链淀粉与支链淀粉的比例对淀粉老化特性的影响最明显。 ②环境条件：主要包括食物的水分含量、贮藏温度和酸碱度。
③食品中的其他组分，添加植物胶能抑制淀粉老化、极性脂类的添加能抑制淀粉的老化、盐的添加能抑制淀粉老化。 （3）防止淀粉老化的方法
①降低水分含量：将糊化后的淀粉在80℃以上高温迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷冻条件下脱水，形成固态的α-淀粉。α-淀粉加水后，因无胶束结构，水易于浸入而将淀粉分子包蔽，不需加热，容易糊化。这是制备方便食品，如方便米饭、方便面条、饼干、膨化食品等的原理。
②控制食品的温度：将食品保持在较高温度下存放可以有效的防止淀粉老化，但要防止水分过度蒸发。但这种方法短时间可行，长时间消耗大量热能。
③添加淀粉老化抑制剂：糊化淀粉在有单糖、二糖和糖醇存在时不易老化，因为他们能妨碍淀粉分子间缔合；表面活性剂（如单甘脂、蔗糖酯等）犹豫直链淀粉与之形成