食品专业考试大纲
掌握：在理解准确、透彻的基础上，能熟练自如的运用并分析解决实际问题； 熟悉：能说明其要点，解决实际问题； 了解：概略知道其原理及应用范畴。 第一部分 专业基础知识
一、 食品化学和食品生物化学 （一） 水
1、 熟悉水的结构特征；水在食品中的存在形式。 食品中含的水有二种存在形式，一种是与普通水一样能自由流动的水，称为自由水或游离水。另一种是与食品中蛋白质、碳水化合物等以氢键结合而不能自由运动的结合水。 结合水（束缚水、固定水）：1）化合水；2）邻近水；3）多层水 自由水（体相水）：1）滞化水；2）毛细管水 结合水与自由水的性质差异
结合水与自由水的不同：不易蒸发；不易冻结(-40?C)；不能作为溶剂；不能为微生物所利用 自由水则具有上述的各种能力。
食品的含水量，是指其中自由水与结合水的总和。 2、 掌握水分活度；水分活度对食品加工的影响。
水分活度(water activity，Aw)：即某含水体系中的水蒸汽压p和相同温度下纯水蒸汽压p0的比值。Aw = p/p0
Aw反映了水与各种非水成分缔合的强度，能够更可靠地预测食品的稳定性、安全和其他性质。它是微生物生长、酶活性和化学反应与水分之间相关性的最佳表达方式。
水分活度的测定：可以采用冰点降低法、相对湿度传感器法和恒定相对湿度平衡室法。通常用水分活度计测定。 水分活度与食品稳定性：
（1）水分活度与微生物活动的关系
各种微生物的活动都有一定的AW阈值（最低值）如：细菌?0.90 酵母?0.88 霉菌?0.80
（2） 水分活度与食品化学变化的关系 对淀粉老化的影响：
对脂肪氧化酸败的影响，脂类氧化速度在AW值极低时保持较高，随着AW值增加而降低，直到AW值接近MSI的区域Ⅰ和Ⅱ的边界。进一步加水氧化速度又增加，直到AW值接近MSI的区域Ⅱ和Ⅲ的边界。再进一步加水引起氧化速度有一定程度的降低； 对蛋白质变性的影响：
对酶促褐变的影响：酶促反应在AW值很低时速度也很慢，但AW高于0.35后，随AW继续提高，酶促反应速度迅速提高；
对非酶褐变的影响，美拉德反应和维生素B1分解的速度都是在AW值达到中等至较高时呈现最高
对水溶性色素的影响：
（3）AW对干燥和半干燥食品的质构也有影响
如果想要保持饼干、爆米花以及油炸土豆片的脆性，避免粒状糖粉及速溶咖啡的结块，防止硬糖的发粘等，或需要使产品具有相当低的水分活度。一般来说为使干燥食品的理想性质不至于损失，所容许的最大AW值在0.35-0.5范围内，并随产品的不同而改变。 （二） 碳水化合物
1、 了解糖的结构与功能；单糖、低聚糖结构特性。
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糖的结构：
单糖：不能被水解的简单碳水化合物，如葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸、葡萄糖酸和山梨糖醇等。
单糖的结构特点是多羟基醛或多羟基酮，其醛基、羟基功能团可发生相应的反应，如氧化和还原、缩醛化反应、成酯、成醚等。
通常可以用3种表达式来表示单糖的结构，例如D－葡萄糖的3种结构第一种叫开环投影式，显示葡萄糖的开环结构和构型；第二种叫闭环透视简式，显示葡萄糖的环状结构和构型；第三种叫闭环透视构象式，表示葡萄糖环状结构的构型和构象。闭环结构的葡萄糖的端基差向异构体有α、β两种，由于闭环有五元环和六元环之分，所以称为呋喃环和吡喃环。 A 酸：酸性条件下，与醇反应生成糖苷
B 碱：在弱碱环境，糖会发生异构化，例：葡萄糖在弱碱性环境变为葡萄糖、果糖与甘露糖的混合物。在强碱性环境下，糖会被空气中的O2氧化生成其它复杂的混合物。 C 氧化
醛或酮糖与Tollens试剂（AgNO3-NH3）作用会产生银镜；与Benedict试剂（CuSO4、柠檬酸和Na2CO3）或Fehling试剂（CuSO4，酒石酸钾钠、NaOH）一起加热时，溶液的蓝色消失，同时生成Cu2O的砖红色沉淀。
D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下，生成D-葡萄糖酸及其内酯。 D 还原
在一定压力和催化剂镍存在下，双键加氢生成糖醇。 寡糖：单糖聚合度≤10的碳水化合物（以双糖最为多见）：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖。 多糖：单糖聚合度>10的碳水化合物：淀粉、糊精、糖原、纤维素、半纤维素及果胶等。 2、 掌握糖的典型物理化学性质；美拉德反应；焦糖化。 美拉德反应(羰胺褐变)：
美拉德反应：食品在油炸、焙烤等加工过程中，还原糖（主要是葡萄糖）与游离氨基酸或蛋白质分子中的氨基酸残基的游离氨基发生反应，这种反应也称羰氨反应，是非酶褐变反应的主要类型。 z应。
美拉德反应的机理
初期：羰胺缩合与Amadori分子重排，产物为2-氨基-2-脱氧酮糖，无色
中期：重排产物降解，脱水生成羟甲基糠醛，重排成还原酮，或发生Strecker降解反应；有色但颜色浅
末期：醇醛缩合，并进一步聚合，生成高分子黑色素。 美拉德反应的影响因素
羰基化合物的影响：戊糖>己糖，己糖中半乳糖>甘露糖>葡萄糖。
氨基化合物的影响：胺类>氨基酸>蛋白质，碱性氨基酸>其他氨基酸，Lys最快 反应物浓度的影响：反应速度与浓度成正比 水分活度：Aw0.6~0.9之间较快 美拉德反应的影响因素
pH值的影响：pH3以上随pH上升而加快
温度的影响：30℃以上较快，温度升高褐变加快。
金属离子的影响：三价铁和二价铜催化褐变，钙离子和氨基酸沉淀而抑制褐变。 预防措施：除去糖，加入亚硫酸盐，降温，调整pH酸性，调整水分活度低于0.6 焦糖化反应(caramelization)
没有氨基化合物存在的情况下，糖和糖浆加热到熔点以上时，糖发生脱水与降解，形成褐色
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物质的反应为焦糖化反应。
产物包括焦糖(caramel)和聚合产生的黑色素即焦糖色素。 蔗糖通常被用作制造焦糖色素和风味物。
焦糖化反应在碱性条件下加快，低水分活度加快。 焦糖色素的三种类型
1、耐酸型焦糖色素（亚硫酸氢铵催化） 2、焙烤用焦糖色素（铵法生产）
3、啤酒用焦糖色素（直接加热法生产） 2 非酶褐变： ① Maillard 反应
Maillard 反应又称为羰氨反应，指食品体系中含有氨基的化合物与含有羰基的化合物之间发生反映而使食品颜色加深的反应。羰氨反应的过程复杂，可分为3 个阶段。
（1）初始阶段：包括羰基缩合与分子重排，羰氨反应的第一步是含氨基的化合物与含羰基的化合物之间缩合而形成Schiff 并随后环化成为N-葡萄糖基胺（①-③），再经Amadori分子重排生成果糖胺（④-⑦），果糖胺进一步与一分子葡萄糖缩合生成双果糖胺（⑧）。 （2）中间阶段：重排后地果糖胺进一步降解的过程。A 果糖胺脱水生成羟甲基糠醛，羟甲基糠醛积累后导致褐变（⑨-14）B 果糖胺重排形成还原酮，还原酮不稳定，进一步脱水后与氨类化合物缩合（15-18）。C 氨基酸与二羰基化合物作用（19）。 （3）终止阶段：羟醛缩合与聚合形成褐色素。（20）。 ② 焦糖化作用
焦糖化作用是指在没有含氨基化合物上午情况下将糖类物质加热到起熔点以上温度，是其发焦变黑的现象。在高温作用下糖类形成两类物质，一类是糖的脱水产物，另一类是糖的裂解产物，焦糖化作用有三个阶段：
（1）从蔗糖熔融开始，有一段时间的起泡，蔗糖脱去一分子水形成异蔗糖酐，起泡暂时停止，形成的产物无甜味有温和的苦味；
（2）继续加热，第二次起泡，持续时间更长，失水量约为9%，形成焦糖酐，平均分子式为C24H36O18，熔点为138℃，有苦味；
（3）焦糖酐进一步脱水生成焦糖烯，继续加热形成难溶性的深色物质焦糖素。焦糖素有一定的等电点，pH3.0-6.9。 ③抗坏血酸褐变
抗坏血酸氧化形成脱氢抗坏血酸，再水合形成2，3-二酮古洛糖酸，脱水，脱羧后形成糠醛，再形成褐色素。 ④非酶褐变对食品的影响 （1）颜色；
（2）营养价值：氨基酸、蛋白质和抗坏血酸。 ⑤非酶褐变的控制
（1）降温：温度相差10℃，褐变反感应的速度相差3-5 倍。酿造酱油温度每升高5℃，着色度提高35.6%。
（2）水分含量：10-15%的含水量最容易发生褐变，奶粉幽囚含水量低于3%。 （3）pH：羰氨反应中缩合物在酸性条件下易于水解，降低pH 就可以防止褐变。 （4）原料选择：对于羰氨反应的速度而言：还原糖>非还原糖；戊碳糖>六碳糖；戊碳糖中核糖>阿拉伯糖>木糖；六碳糖中半乳糖>甘露糖>葡萄糖>果糖；在双糖中乳糖>蔗糖>麦芽糖>海藻糖。在胺类化合物中：胺>氨基酸>多肽>蛋白质，而在氨基酸中，碱性氨基酸>酸性氨基酸，氨基在ε位或末端的比α位的快。
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3、 熟悉淀粉的糊化和老化。 淀粉的糊化(gelatinazation) 淀粉在有充足水分的情况下受热，在温度上升到某一温度范围以上之后，淀粉大量吸水膨胀，晶体结构解体，失去双折光性，淀粉分子逸散，粘度急剧增加。这个过程称为淀粉的糊化。 糊化过程的微观实质
生淀粉分子之间由于氢键的结合，排列成十分紧密的束状，称为β-淀粉。
淀粉粒中的束状结构松散，淀粉分子逸出，与水分子充分相互作用，这种状态的淀粉称为α-淀粉。
淀粉的糊化就是淀粉从β-淀粉向α-淀粉转化的过程。需要克服氢键力，因此是一个吸热过程。
每一种淀粉的糊化温度不同。由于淀粉粒大小不同，糊化速度也不同，因此糊化温度是一个温度范围。
淀粉糊化的微观过程 淀粉糊化性质的影响因素
水分：水分减少则糊化温度升高。
糖：高浓度糖降低淀粉糊化速度、粘度和凝胶强度。二糖>单糖
脂类和乳化剂：均可与直链淀粉形成复合物而推迟糊化过程，升高糊化温度。乳化剂可与淀粉螺旋形成包合物，阻止水分子进入淀粉颗粒，因而干扰糊化。
pH值：4-7之间影响小。低pH值使淀粉水解而降低糊化高峰的粘度。 pH值为10，淀粉肿胀速度增加。
淀粉的老化回生和凝胶
经过糊化的淀粉冷却至室温之后，会失去原有的柔软透明状态，发生沉淀或变得干硬，或形成胶冻状结构。前者称为老化回生(retrogradation or staling)，后者称为凝胶(gelatinization)。
老化回生是糊化的逆反过程，但不能完全恢复到糊化之前的状态。 老化回生后的淀粉不易被淀粉酶分解，因而不易消化吸收。 淀粉老化和凝胶的机制 淀粉老化的影响因素
直链淀粉的含量：直链淀粉含量愈高愈易于发生老化。
温度：最佳老化温度为2~4℃，60 ℃以上或 0℃以下不易发生老化。
含水量：含水量30~60%时最容易老化。含水低于10%或在大量水中不易老化 （三） 蛋白质
1、 掌握蛋白质的结构；蛋白质的变性；蛋白质的等电点。 一、 蛋白质的结构 1、 一级结构
蛋白质是由20多种〆－氨基酸以肽键相连而成的高分子化合物。
所谓肽键是指一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基之间缩水而形成的酰胺键。此反应产物称为肽。
由两个氨基酸组成的肽称为二肽，二肽中的游离氨基和羧基又可与另外的氨基酸的氨基及羧基作用，形成三肽、四肽、以至高分子多肽。
氨基酸按一定的顺序以肽键相联形成的多肽链称为蛋白质的一级结构。 2 二级结构
肽链中的羧基会与位置合适的氨基形成氢键，从而使肽链不是完全伸展的直链，而是成为〆－螺旋形或β一片层形。
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其中?型为同一多肽链内的结合，而?型为不同肽链的结合。 3、 三级结构
多肽链在二级结构的基础上进一步折迭和扭曲，成为球形的紧密结构，这就是蛋白质的三级结构。
多肽链的侧链，即氨基酸中的R基团间的相互作用及盐型键、氢键等是稳定蛋白质三级结构的主要因素。 4、 四级结构
几条多肽链在三级结构的基础上缔结在一起，即蛋白质的四级结构（寡聚体），其组成单位成为蛋白质亚基。
并非所有的蛋白质分子都有四级结构。 二、蛋白质的变性
概念：当蛋白质受到热或受到其它物理及化学作用时，其特有的结构会发生变化，使其性质也随之发生改变，如溶解度降低，对酶水解的敏感度提高，失去生理活性等，这种现象称为变性作用。变性并不是蛋白质发生分解，而仅仅是蛋白质的二、、四级结构发生变化。 ?引起蛋白质变性的条件若延续时间不长或条件不太强烈，蛋白质变性就成为不可逆，一般可逆变性只涉及蛋白质的三、四级结构，而不可逆变性则连二级结构也发生了变化。 （1）热致变性
蛋清在加热时凝固，瘦肉在烹调时收缩变硬等都是蛋白的热变性作用引起的。蛋白质受热变性后对酶水解的敏感度提高，所以，我们不吃生肉而吃熟肉，消化率更高，热力杀菌也是利用了蛋白质的变性。 （2） 酸碱的作用
酸或碱也能引起蛋白质的变性，水果罐头杀菌所采用的温度一般较蔬菜罐头来得低，这和水果罐头中含有的有机酸较多，加热时容易引起细菌蛋白质变性有关。 （3）其它因素
冷冻、搅拌、高压、辐照、超声波等物理处理；化学上为乙醇、丙酮、生物碱、重金属盐等。做鸡蛋糕，把蛋液搅拌至发泡、辐照灭菌等都是利用了蛋白质的变性。 三、蛋白质的等电点
?蛋白质分子中含有一些带可离子化基团的氨基酸残基，在中性pH时，蛋白质分子所带净的负电荷或净的正电荷取决于分子中带负电荷或正电荷残基的相对数目。蛋白质分子净电荷为零时的pH被定义为蛋白质的等电点（pI）。
?pI时，蛋白质的正负电荷数目相等，吸引和排斥的静电力达到平衡，蛋白质分子结构最稳
定。
2、 了解蛋白质功能特性在食品加工中的应用。 蛋白质在食品中的功能性质
水合性质（吸水和保水、湿润性、膨胀性、粘合性、分散性、溶解度） 蛋白质-蛋白质相互作用有关的性质（沉淀、胶凝、面团） 表面性质（乳化作用、起泡） 蛋白质水合性质
pH值：影响蛋白质分子的解离和带电 温度：
温度升高氢键作用和离子基团水合作用减弱,蛋白质结合水的能力随温度升高而降低 离子浓度和种类的影响 低盐浓度－－盐溶作用 高盐浓度－－盐析作用
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