专业基础知识 - 食品化学和食品生物化学(3)

2019-08-17 12:18

维生素B2

生理作用:参与机体的生物氧化功能 缺乏病:口腔、皮肤和眼部疾病

食物来源:绿叶蔬菜、黄豆、小麦、动物内脏、奶类蛋类、哮母 维生素B6

生理作用:参与蛋白质代谢 缺乏病:无典型缺乏病

食物来源:哮母、蛋黄、肝、谷类;肠道合成 维生素B12

生理作用:参与“一碳单位”代谢促进红细胞的成熟 缺乏病:巨幼红细胞性贫血

食物来源:肝、瘦肉:细菌合成肠道 维生素PP

生理作用:是辅酶的成分;参与生物氧化过程 缺乏病:癞皮病

食物来源:哮母、谷类、花生、豆类和肝脏 维生素C

生理作用:1、参与机体氧化-还原反应;2、参与羧基化反应;3、增加抵抗力;4、其它 缺乏病:坏血症

食物来源:柑橘、水果和新鲜绿叶蔬菜 叶酸

生理作用:与蛋白质、核酸合成及红细胞、白细胞合成有关 缺乏病:巨幼红细胞性贫血

食物来源:肝、哮母、绿叶蔬菜;肠道细菌合成 2、 了解加工和贮藏过程中对维生素的影响。

广义的“加工”是指从食品原料一直到被食用这一全过程中的每一步处理。加工的主要目的是为了更好地保存和利用食品,由于各种维生素的性质不同,加工条件与方法不同,食品中维生素的损失情况也不尽相同。造成维生素损失的主要外界因素包括氧气的氧化、加热的温度和时间、酸度(即pH值)、金属与酶的作用、光或电子辐射、水分含量等。而维生素本身在不同环境条件下的稳定性也有关键作用。

维生素A和B—胡萝卜素(即维生素A原)对空气、氧化剂和紫外线都很敏感,高温和金属离子的催化作用都加速其分解。比如薄层的黄油在500c下空气中暴露6小时,其维生素A效力全部丧失;同样时间,无空气时在120~C下则损失很少。蔬菜如果枯萎,其胡萝卜素受损严重。而冷冻和冷冻干燥可大大减少蛋类、蔬菜和水果中维生素A和胡萝卜素的损失。动物脂肪应保存在阴冷的地方,鱼肝油应避光保存于深色瓶中。酸性条件PH4.5或更胡萝卜素则全部被破坏,食物中的无机物如氧化铁、碳、硫、碎石灰石、骨粉、锰、碘都有助于破坏维生素A。

在类似的一些条件下,维生D通常与维生素A有同样的或更好的稳定性。食物中的维生素D不怕热不溶于水。它在烹饪时损失很少。但鱼肝油等商品中的维生素D因是油剂或粉剂,相对来说,容易被光、氧和酸破坏,应避光,密封保存。

天然存在于食品中的维生素E是游离状态的生育酚类,易受氧破坏,遇光、热、碱和某些微量元素如铁、铜会加速它的氧化。食物经油炸会损失32%~70%的维生素E。然而,通常家庭烘炒或水煮不会损失大量的生育酚。维生素正在没有空气的情况下对加执很稳定,也不会溶于水而流失。

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维生素K对加热和空气相当稳定,且不溶于水,故通常的烹调过程只破坏少量的天然维生素K。但维生素K对光和碱极为敏感,应尽量避免。

维生素C恐怕是所有维生素中最“小气”的一种,它易溶于水,易氧化和被酶作用,因此,热环境、暴露于空气中、水溶解、加温,碱性条件和脱水都对维生素C有不良影响。在酸性溶液(pH4)中维生素C也易分解,金属离子像铜、铁等也加速维生素C的分解,甚至在光下、在电子辐射线下,维生素C也很易分解。只有在干燥状态下维生素C才较稳定,故快速脱水、密封、隔绝空气可减少其损失。

维生素B1也是一种在加工中不稳定的水溶性维生素。维生素B1在强酸的pH值条件下才稳定,随着酸度减弱,即PH值升高而逐渐变得不稳定。高温、氧、氧化剂、光照、金属复合物、碱、辐射及食物中的维生素B1酶都会破坏维生素B1。蛋白质对维生素B1有保护作用。

维生素B2易被光照射而分解,在碱性溶液中不稳定。但维生素B2在酸性介质中是稳定的,对热也较为稳定,所以在家庭烹饪和商品罐头加工中,损失较少。脱水和冰冻也不会影响食物中维生素B2的含量。

维生素B6在水溶液中加热时较为稳定,但在有无机盐类或氧化物存在下能够被分解,因而在烹调过程中损失颇多。维生素B6对光较为敏感,罐装和冰冻也有很多损失。小麦磨粉过程中维生素B6丢失很多。其他加工过程中食物的维生素B6损失也较大。

但贮藏中维生素B6损失很少。研究表明,马铃薯在4.4℃下贮藏6个月其维生素B6几乎没有损失。冰冻脱水后贮藏对肉和家禽中的维生素B6含量也无损。 烟酸和烟酰胺是B族维生素中最稳定的,在空气中,遇光及食品的正常酸碱度范围内都很稳定,它在一定的时间内耐热,烹调和贮藏及罐头加工中损失都较小。 泛酸在略酸的介质(pH6)中非常稳定,但pH值低于6或高于7时稳定性逐渐减弱。提高加热温度和延长加热时间都会加速它的分解。在食品加工过程中,泛酸的损失有的可达一半左右,如谷物研磨中约损失50%,食品干燥的损失可超过50%。但只要能避免氧化和高温,天然食物中的泛酸在贮藏过程中是相当稳定的,谷物可贮藏1年而泛酸含量无明显的损失。 由于加工是一个含义非常广泛的术语,它包含的内容、步骤以及各种物理的、化学的、生物的因素非常之复杂,对维生素含量的影响也变得非常复杂,只有详细地了解了各种维生素的稳定性特点后,才能最大限度地避免其损失,保持食品的营养价值。 (六)微量元素

1、 了解铁、钙、锌、碘的主要功能、缺乏症。

各种矿物质的作用:

(1)钙:是骨骼、牙齿及软组织的重要成分。缺钙易得佝偻病、骨质疏松症、心血管病等。人体缺钙比较普遍,补钙最关键的是人体能否吸收,能否沉积于骨组织内。矿泉水中钙镁含量较多,而且钙镁含量比例相当,易被人体小肠吸收,进入细胞外液,并沉积于骨组织内。因此,含钙矿泉水是人体获得钙的一种钙源。人体每天需摄入钙1100mg左右。

(2)镁:是骨骼的成分,与钙有类似作用。能激活许多酶,促进细胞内新陈代谢,调节神经活动,预防心血管病等。人体每日需摄入镁310mg左右。

(10)铁:是人体血液中运输和交换氧所必需的成分。铁参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成,促生长。人体缺铁会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱等。人体每日需摄入铁15mg左右。 (11)锌:是核酸和蛋白质合成的构成要素,参与多种酶的合成。锌能促进生长发育,对婴儿更为重要。能增强机体免疫力和性功能,还能增强创作组织再生能力,使受伤和手术部位愈合加快。能使皮肤更健美,使人变得更聪明。还能改善味觉,增加食欲。锌被誉为“生命的火花”、“智慧元素”。人体每日需摄人锌14.5mg左右。

(12)碘:是甲状腺的重要组成部分。碘具有促进蛋白合成,活化多种酶,调节能量转换,加速生长发育,

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促进伤口愈合,保持正常新陈代谢的重要生理作用。人体缺碘则导致甲状腺肿大,发育停滞、痴呆等症状。人体每日需摄入碘0.2mg左右。

1、Ca

人及动物体内的钙、Mg、磷三种元素在骨骼中最多,钙、Mg主要以磷酸盐,部分以碳酸盐、氢氧化物及氟化物存在。

钙:正常成年人体中含钙量的99%以上存在于骨骼及牙齿中,其它则存在于体液及其它组织中。

幼儿及青少年缺钙则会得软骨病和发育不良。钙有抑制神经组织和肌肉的应激性作用,血浆中钙含量过低,人就会发生抽搐现象。

食物中钙的最好来源是牛奶与绿叶蔬菜、肉类、豆类、水产等,但有些蔬菜,如长老了的菠菜中含草酸及植酸过多,会与钙生成不溶性盐,妨碍钙的吸收。 2、铁

铁是血红素和一些酶的成分,缺铁时会引起贫血,虽然铁是地球上含量较多的元素,但由于它都是以生物难以利用的形态存在,所以人类很易发生缺铁症,蔬菜中生物可利用态的铁较多,应多食用,而肉类可增加铁的吸收,因为铁可与氨基酸形成可溶性的复合物,利于吸收。 3锌

锌的生理功能:

正常成人含锌 1.5~2.5g ,其中 60% 存在于肌肉中, 30% 存在于骨胳中。锌也是多种酶的成分,体内任何一种蛋白质的合成都需要含锌的酶。锌可促进生长发育、性成熟,影响胎儿脑的发育。缺锌可使味觉减退、食欲不振或异食癖、免疫功能下降,伤口不易愈合。 缺锌的症状:

缺锌使儿童生长发育停滞,性成熟产生障碍,伤口愈合能力差。溃疡病、糖尿病都与缺锌有关。

动物性食物是锌的主要来源,如牡蛎、鱼、海产品、豆类及谷类也含有锌。蔬菜、水果中含量极低。谷类等含锌与当地土壤含量有关。 4 碘

功能:碘是合成甲状腺激素的主要原料。

食物供应是碘的主要来源。食用碘盐、海带等。

缺乏症:①地方性甲状腺肿:在缺碘地区,不分性别、年龄都可能发生。人体缺碘造成甲状腺激素合成不足,分泌量减少,使脑垂体促甲状腺激素分泌增多,刺激甲状腺增强作业,久而久之,甲状腺细胞呈现活跃性的增生和肥大,从而导致了甲状腺肿的发生。②呆小症:是由于母体严重碘缺乏而影响了胎儿和哺乳期婴幼儿的大脑发育造成的。③成年人甲状腺机能低下:成人期甲状腺激素分泌不足,将会导致中枢神经系统兴奋性降低。④孕妇缺碘可造成不孕、早产、死胎、畸形

2、 了解摄取微量元素的主要食物来源。 (七)食品酶学

1、 掌握酶促褐变的机理;影响酶促反应的因素和控制方法。 酶促褐变:植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成醌,醌再进行非酶促反应生成褐色的色素。

酶引起的褐变多发生在较浅色的水果和蔬菜中,例如苹果、香蕉和土豆等,当它们的组织被碰伤、切开、削皮,就很易发生褐变,这是因为它们的组织暴露在空气中,在多酚酶的催化下,多酚类物质被氧化为邻醌,邻醌再进一步氧化聚合而形成褐色色素(或黑色素、类黑精)。 2 酶促褐变的物质条件

酚类物质:植物体内的酚类物质种类多,分布广,含量丰富。该物质主要是由碳水化合物代

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谢衍生出来的产物。

与褐变有关的酶类:与酶促褐变密切相关的酶类主要是多酚氧化酶(PPO)它是一种含铜离子的膜蛋白酶,大多存在于细胞中,有的也存在于细胞膜和细胞壁上。PPO所能引起的反应常会使果肉褐变,产生异味,并造成营养成分损失等。

氧的存在:在正常发育的植物组织中,酚类物质、氧气、PPO 同时存在并不发生褐变,这可能与细胞内酚类物质和PPO 的区域性有关 ,也可能因为在正常的组织细胞内由于酚类物质分布在细胞的液胞内,而PPO 则分布在各种质体或细胞质内,这种区域性分布使酚类物质与PPO 不能接触。

而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与酚类物质 接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水,聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变 。 由此可知:

食品发生酶促褐变,必须具备三个条件:即有多酚类物质、多酚氧化酶和O2。有些瓜果如柠檬、桔子及西瓜等由于不含多酚氧化酶,故不会发生酶促褐变。 怎样才能防止食物发生酶促褐变呢?

在实际工作中,可采用热处理法、酸处理法和与空气隔绝等方法防止食物的褐变。 热处理法

适当加热可使酚酶及其它所有的酶类失去活性,故果汁生产中常采用原料的烫漂和高温短时间迅速灭酶。

来源不同的多酚氧化酶对热的敏感性不同,然而70—90℃加热约7s,可使大部分多酚氧化酶失活。而使多酚氧化酶完全失活,需要在80℃时10~20min或沸水中2min。

但水果和蔬菜经加热后,会影响原有风味,所以必须严格控制加热灭菌的温度和时间,尽可能达到灭酶目的而不影响产品风味。采用微波加热法,能达到较好效果。 调节pH值

酚酶引起氧化最适宜的pH为6~7,因此降低pH值可抑制酶的催化作用。 pH值在3以下,酚酶几乎完全丧失。苹果和杏的pH值如调到2.5时,酚酶活性完全消失。

用降低pH值的方法来防止果蔬饮料发生褐变最常用的方法。一般多采用柠檬酸,苹果酸,抗坏血酸及其它有机酸的混合溶液。实践证明:0.5﹪的柠檬酸与0.3﹪的抗坏血酸复合效果较好。 驱氧法

组织中含较多氧的果蔬,可浸入水中或糖浆中,然后进行真空脱气处理,使水或糖浆渗入水果组织占据原来氧所占的空间。由于与氧隔离,褐变就能被抑制。所以果蔬饮料一般进行真空脱气处理。 SO2 及Na2SO3:

在pH=6 时,效果最好,10ppm 的SO2 足以使酚酶失活,但考虑到挥发,反应损失等,一般增加为300ppm,残留低于20mg/kg。添加此类试剂会造成食品褪色和VB1 被破坏; 底物改性:

使酚形成甲基取代物。 2、 熟悉食品中常用酶。 脂肪氧合酶

功能:有益:小麦粉和大豆粉的漂白;面团中增加二硫键的形成;有害:破坏叶绿素和胡萝卜素;产生氧化性的不良风味;食品中营养成分被破坏,如蛋白质、维生素、脂肪酸等。 果胶酶

作用于果胶物质的果胶酶主要有3类:果胶甲酯酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸裂解酶,果汁

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加工中提高出汁率,果汁澄清 过氧化酶

影响食品风味;耐热:果蔬加工中作为热处理条件的指标;酶活力再生 食品中常用酶

颜色:脂肪氧合酶、多酚氧化酶 质构:蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、 风味:糖苷酶、过氧化物酶

营养品质:脂肪氧合酶、抗坏血酸氧化酶 (八)风味物质

1、 了解主要甜、酸、苦、咸味物质。 一、甜味

(1)糖及其衍生物糖醇

? 常见的糖有蔗糖、果糖、葡萄糖及麦芽糖等,它们的甜度有如下关系: ?果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖

? 食品工业中经常使用的还有淀粉糖浆和异构糖浆。淀粉糖浆是淀粉经不完全糖化而得的产品,糖分组成为葡萄糖、麦芽糖、低聚糖、糊精等。异构糖浆是以葡萄糖果为原料,在异构酶作用下,使一部分葡萄糖异构化成果糖而得,其甜度相当于蔗糖。

? 已投入实际使用的糖醇类甜味剂有木糖醇、山梨醇、麦芽糖醇等。它们的代谢与胰岛素无关,因而适合糖尿病人食用,它们也不能被酵母菌和细菌发酵,因此是防龋的甜味剂。 (2)非糖天然甜味剂

? 从甘草中提取的甘草苷,甜度100-500倍于蔗糖,是由甘草酸与2个葡萄糖醛酸组成的,

我国民间惯用于酱及腌渍食品。

? 从甜叶菊植物中提取的甜叶菊苷,甜度约300倍于蔗糖,适于在糖尿病人用的低能量食品中作甜味剂。

(3)天然物的衍生物甜味剂

? 由一些本来不甜的非糖天然物经过改性加工,成为高甜度的安全甜味剂。但它们的热稳

定性较差。

? 天门冬氨酰苯丙氨酰甲酯,商品名Aspartame,其组成单体都是食物中的天然成分,甜度150倍于蔗糖。

? 利用由柑桔的下脚科中提取的橙皮苷,采用酶反应与化学反应相结合的工艺,可制取二氢查耳酮(DHC),它100-2000倍于蔗糖的甜味。 (4)合成甜味剂

现仍在使用的只有糖精,它甜度500-700倍于蔗糖,后味微苦,据研究,哺乳动物长期饲以含糖精1%的食物是无害的。一般认为,糖精本身并不致癌,但是生产糖精时的中间产物的结构与致癌物相似。我国允许使用的糖精的最大用量不得超过O.15g/kg,而婴儿食品中不允许使用。 二、酸味

酸味(sour)物质是食品和饮料中的重要成分或调味料。酸味能促进消化,防止腐败,增加食欲,改良风味。

酸味是由质子(H’)与存在于味蕾中的磷脂相互作用而产生的味感。因此,凡是在溶液中能离解出氢离子的化合物都具有酸味。 三、苦味

苦味(bitter)物质是生物碱类、糖苷类、萜类、苦味肽等;动物性食品常见的苦味物质是胆汁和蛋白质的水解产物等;其他苦味物有无机盐(钙、镁离子)、含氮有机物等。

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