①糖的结构:戊糖>己糖>二糖;醛糖>酮糖;半乳糖>甘露糖>葡萄糖;α,β-不饱和醛>α-双羰基>酮类.
②PH:适合7.9-9.2,PH3以上随着PH升高而加强。高酸性食品如泡菜不易发生褐变。蛋粉加热干燥前加酸降低PH,复溶时再加碳酸钠以恢复PH,有利于抑制蛋粉褐变。 ③水分:AW0.6-0.7(10-15%水分)最适此类反应发生。非液态食品可从降低水分加以控制。使水活性降低至0.2以下就能抑制这种反应的发生。但有脂肪时,5%以上的水分,由于脂肪氧化加快而褐变加快。
④温度:一般在30℃以上褐变明显,每升高10℃,褐变速度增加3—5倍,100-150℃严重。 ⑤氧:80℃以下,氧能促进褐变。低温真空可延缓褐变。
⑥氨:胺类较氨基酸易褐变;碱性氨基酸较中、酸性氨基酸易褐变;氨基离α-位越远越易褐变;蛋白质不如氨基酸的褐变快。
⑦加褐变抑制剂如亚硫酸盐可抑制褐变;钙处理(能同氨基酸结合为不溶性化合物),也抑制褐变。(亚硫酸盐与钙同时使用,分别起哪些作用呢?) ⑧金属离子的影响:铁、铜离子可促进褐变。
⑨生物化学方法:食品中的少量糖可加酵母发酵分解除糖,也可加葡萄糖氧化酶生成葡萄糖酸后不再发生褐变。
2 答:糊化:淀粉粒在适当温度下(一般60-80℃)的水中,吸水溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的变化过程称为糊化。其本质是:淀粉粒中的分子间氢键断开,分子分散在水中成为胶体溶液;分子由微观有序状态转变为无序态。 影响淀粉糊化的因素有:
内在因素——淀粉粒的结构:直链淀粉含量高的难以糊化,糊化温度高。 外在因素:除了温度外,还有水分、小分子亲水物等: ①温度:需在糊化温度下方能糊化。
②水分含量:淀粉自身含水10%左右,加水至少保证总水量达30%,才能充分糊化。有人认为应大于55%。随水分减少,糊化温度提高。Aw提高,糊化程度提高。 ③其它成分:凡是影响水分活度(有效水分)的成分,都将影响糊化。
A糖:高浓度的糖可推迟糊化,提高糊化温度。糖分子一方面与淀粉分子争夺水分子;另一方面阻碍淀粉分子分开,因此,双糖比单糖的阻碍更有效。
B盐:虽然盐离子有结合水的能力,但对于中性的淀粉,一般低浓度盐对糊化的影响不大,除非是特殊的离子化淀粉——马铃薯淀粉本身含有磷酸基团(负电性),低浓度盐亦会影响其电荷效应。高浓度盐抑制糊化。
C酸:大多数食品的PH在4-7,低PH<4时因催化淀粉发生水解成糊精稀化而使粘度下降,糊化温度下降。对于高酸食品,为提高粘度和增稠,需采用交联淀粉(改性淀粉,分子大,粘度大)或加糖。PH=10时糊化加快,但对食品没有意义。有人在煮粥时加少量碱,可加
速糊化,但从营养角度上是不科学的。
D乳化剂:脂肪类物质及相关乳化剂(如一酰甘油)可与直链淀粉形成包合物(进入疏水的螺旋管内),阻止水分子进入,从而干扰和阻止糊化,使糊化温度提高,也干扰老化和凝胶的形成。如用油较多的馅饼中的淀粉糊化不彻底,不如面包中糊化好、易消化。
E酶:淀粉原料中的内源淀粉酶较耐热,糊化初期由于温度、水分适合致使酶发生催化作用,淀粉部分降解(稀化),使糊化加速。新米较陈米稠汤好煮,就是因为前者酶活性高。 F蛋白质:在某些食品中淀粉与蛋白质都是大分子,同时存在时二者间相互作用可使食品形成一定结构,影响到糊化。
3答:老化:糊化的淀粉,随着温度的缓慢下降至常温,特别是近0℃的低温时,变成不透明甚至产生沉淀的现象,这一变化过程称为淀粉的老化。 影响淀粉老化的因素有:
内因:直链淀粉与支链淀粉的比例、链的聚合度。由于直链淀粉空阻小、分子直链易平行定向靠拢而相互结合(氢键),更易老化。中等聚合度较长链易老化。经过改性的淀粉,由于基团的引入、链的不均匀性,老化较难。 外因:
①温度:2-4℃易老化。>60或<-20℃不易老化;-20℃以下,淀粉分子间的水分急速、深度冻结,形成微小冰晶,阻碍淀粉分子间的靠近。
②含水量:30-60%含水量最易老化。低于10%不易老化(淀粉分子难以流动、定向,或较高水分阻止淀粉分子间的氢键、靠近); ③共存成分
A:脂类和乳化剂可抗老化。当淀粉糊中存在脂类及乳化剂时,可与恢复螺旋结构的直链淀粉形成包合物,从而阻止淀粉分子间的平行定向和靠拢。
B:多糖(果胶除外)、蛋白质等亲水大分子,可与淀粉竟争水分子、空间阻碍淀粉分子的平行靠拢,从而起到抗老化的作用。
在食品加工中防止淀粉老化的方法:凡是影响老化的因素,都是控制老化的条件。 凝胶化:一定浓度的淀粉糊化液,在缓慢冷却的过程中可形成具粘弹性和硬度的持水网状结构-淀粉凝胶。
淀粉凝胶化与老化间的区别:淀粉凝胶的连接区的形成,意味着淀粉分子形成结晶的开始。凝胶化是老化开始的前奏,当分子间有许多结合区迅速形成、少有可持水的网孔时,即达到了老化的程度。
4答:果胶的主要食品特性:形成凝胶。 果胶形成凝胶的条件: HM果胶形成凝胶的条件:
a)加糖(如蔗糖)60-65%;或:可溶性固形物55%以上;
b)PH2.0-3.5;c)果胶含量0.3-0.7%,d)室温?沸腾间的温度,50℃以下温度越低胶凝越快。也称糖—酸—果胶凝胶。 LM果胶形成凝胶的条件:
二价阳离子(如Ca2+);糖、酸可加速形成, 同时改善风味。 影响果胶形成凝胶的因素:
①果胶分子量,果胶分子量与之成正相关。 ②酯化度:一般酯化度越高越易胶凝。
③PH:当PH过小可能导致果胶水解、分子减短,凝胶能力下降。 ④温度:高温或加热时间长时,可使果胶凝胶能力下降。
利用果胶制作无糖果冻:通过酶法处理,纯化PE,果胶的甲酯化程度下降,形成低甲氧基果胶,从而产生许多-COOH,引入Ca2+,这样即使在低糖浓度时也可形成凝胶。
5答:淀粉改性:为了适应各种需要,将天然淀粉经物理、化学处理(包括酶处理),使原有的某些工艺性质发生一定的改善(水溶性提高、粘度增减、凝胶稳定性增加、色泽等),称为淀粉的改性。
预糊化淀粉:以高于糊化点的温度(80℃以上)对糊化的淀粉浆液于老化前迅速脱水干燥成的粉状淀粉,即为预糊化淀粉。
应用特点:预糊化淀粉的冷水溶性:能迅速复水,不需加热,冷水即溶,亲水性强、易溶解易糊化。
磷酸淀粉:以磷酸处理淀粉,生成磷酸酯淀粉(50-60℃,DS为0-3。
应用特点:亲水性增强、粘度上升、透明度好、糊化温度较低、抗老化、抗冻结-解冻中的水分离析。
交联淀粉:同磷酸-酯化淀粉,当一个磷酸分子的几个官能团分别与相邻两个淀粉分子的各一个-OH酯化时即形成磷酸二酯淀粉,在相邻两个淀粉链之间形成了一个化学桥,这样的淀粉被称为交联淀粉。
应用特点:由于两链间的共价键而阻止了淀粉颗粒的正常肿胀或使肿胀速度减慢,增加了颗粒或淀粉糊的稳定性,交联度高,则对高温、低PH、机械搅拌等稳定,同时因分子变大,粘度增加,起增稠、稳定作用。
6答:α-淀粉酶:属于内切型淀粉酶,从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1,4糖苷键,但水解位于分子中间的α-1,4糖苷键的概率高于位于分子末端的;α-淀粉酶不能水解支链淀粉中的α-1,6键,也不能水解相邻分支点的α-1,4键,由于在其水解产物中,还原性末端葡萄糖分子中C1构型为α-型,α-淀粉酶作用于直链淀粉时,可分为两个阶段:第一阶段速度较快,能将直链淀粉全部水解为麦芽糖、麦芽三糖及直链麦芽低聚糖;第二阶段速度慢,如酶量充分,最终水解生成麦芽糖和葡萄糖。
β-淀粉酶是一种外切型淀粉酶,作用于淀粉时从非还原性末端依次切开相隔的β-1,4键,
顺次将它分解成两个葡萄糖基,同时发生尔登转化作用,最终产物是β-麦芽糖,所以也称为麦芽糖酶。
β-淀粉酶能将直链淀粉全部水解;如淀粉分子由偶数个葡萄糖单位组成,最终水解产物全部为麦芽糖;如淀粉分子由奇数个葡萄糖单位组成,最终产物除麦芽糖外还有少量葡萄糖;但β-淀粉酶不能水解支链淀粉的α-1,6键,也不能跨过分支点继续水解,所以水解支链淀粉是不完全的,残留下β-极限糊精;
葡萄糖淀粉酶对淀粉的水解作用是从淀粉的非还原性末端开始,依次水解α-1,4葡萄糖糖苷键,顺次切下每个葡萄糖单位,生成葡萄糖。
7答:①糖的溶解度:果糖>蔗糖>葡萄糖>乳糖,一般溶解度随温度升高而加大。果汁、蜜饯类食品利用糖作保存剂,需要糖具有高溶解度以达到70%以上的浓度才能抑制酵母、霉菌的生长。室温下果糖浓度达到70%以上,具有较好的保存性;葡萄糖仅约50%的浓度,不足以抑制微生物的生长,只有在提高温度以增加溶解度的前提下葡萄糖才具有较好的贮藏性;其它溶解度低的糖可与果糖混合使用,达到增加溶解度的效果。
②糖的结晶性:蔗糖、葡萄糖易结晶,果糖、转化糖不易结晶。越纯的糖越易结晶,而不纯的糖则因结构差异结晶困难些。淀粉糖浆是混合糖,不易结晶。生产硬糖果时,不能单独使用蔗糖,否则,冷却后结晶易碎裂,可加进一定量的淀粉糖浆(30-40%,无果糖、不吸湿),糊精可增加韧性;或采用加有机酸的方法促蔗糖部分水解生成转化糖,但不如加淀粉糖浆的好,因为当有果糖时吸湿性加强。
③糖的吸湿性和保湿性:不同种类的食品对糖的吸湿性和保湿性的要求不同:如硬糖果要求吸湿性低,避免吸湿溶化,以蔗糖为宜;软糖果则需要保持一定的水分,避免干缩,可用转化糖和果葡糖浆;面包、糕点类需要保持松软,也可用转化糖和果葡糖浆。原则是:干燥食品宜用吸湿性差的糖,象乳糖适合于咖啡、饼干类;而松软湿润的食品则要用保湿性强的糖。 ④糖的冰点降低:糖液较纯水溶液冰点下降。浓度高、分子量小的下降多。生产雪糕类食品,使用混合糖(低转化度的糖浆-分子量较大,和蔗糖),可减少冰点的降低-有利于节电、同时增加细腻感和粘度。
8答:膳食纤维:不被人体消化吸收的非淀粉类多糖类碳水化合物和木质素。 按水溶性可分为水溶性膳食纤维和非水溶性膳食纤维 膳食纤维生理功能: ①持水性与通便功能: ②解毒作用与抗癌: ③防止糖尿病:;
④吸附有机分子与预防心血管疾病: ⑤减肥:
9答:澄清果汁变浑浊的原因:
①微生物污染;
②果蔬汁澄清时,果蔬汁中的悬浮颗粒及容易沉淀物未充分除去,杀菌后在储藏过程中继续沉淀;
③加工用水未达到饮用水的要求,并与果蔬汁的某些物质产生反应;
④果蔬汁对设备、罐内壁有腐蚀作用,使果蔬汁中金属离子增加,金属离子与果蔬中的物质反应产生沉淀;
⑤色素及分解产物使饮料产生沉淀; ⑥调配时使用的糖及其他添加剂质量差; ⑦香精的水溶性低及添加量过大;
10答:碳水化合物对人体的主要生理功能有:
①供给能量:碳水化合物是人类从膳食中取得的最经济、最直接的能量来源。每克碳水化合物可以产生4Kcal(=16.8KJ/g)热能被人体利用 ②构成机体:碳水化合物是构成机体的重要物质。 ③碳水化合物的代谢与其它营养素的正常代谢密切相关: A 对蛋白质的节约作用。B 碳水化合物的抗生酮作用。
④碳水化合物对肝脏的保护作用:摄入足够的碳水化合物物可增加肝糖原的贮存,提高机体对毒物的解毒能力,保护肝脏少受化学药品的毒害。
根据中国营养学会推荐,碳水化合物的一般摄入量占所需总热能的60-70%为宜。 碳水化合物对蛋白质的节约效应:如果碳水化合物充足,有足够的能量满足膳食中蛋白质的消化吸收等代谢过程所需要的能量,就不需要动用蛋白质分解氨基酸来提供能量,等于增加了体内氮的储留,减少了蛋白质作为热能的消耗,这种作用称为碳水化合物对蛋白质的节约作用(protein sparing action)。
碳水化合物抗生酮作用:足够的碳水化合物可以防止脂肪代谢产生酮症的作用被称为碳水化合物的抗生酮作用(antiketogenesis)。
四、应用题
1答:交联淀粉可满足耐高温、耐酸的要求。
2 答:蔗糖最合适做不易吸潮的咖啡伴侣粉末;果糖适合做货架期长的保健型蛋糕。 3 答:偏光显微镜法(观察双折射的消失)、粘度法(通过粘度的变化)、量热法等。 4答:属于低甲氧基果胶。
5答:方便面采用了糊化工艺,生成了预糊化淀粉,而生挂面没有,所有方便面用热水一泡就软,而生挂面不可以。
6 答:在冷水中由于水的温度低,导致大米淀粉难以糊化而不能煮熟; 少量水煮由于水的量少,从而使淀粉糊化不彻底,所以难以煮熟。