【正文】 第一章 食品的特性 第一節(jié) 食品的化學(xué)特性 ?大多數(shù)食品都有著誘人的色、香、味 ?食品中含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、有機酸、礦物質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì)和色素等化學(xué)物質(zhì) ?這些物質(zhì)在食品保藏過程中發(fā)生的變化將對食品的安全保藏和品質(zhì)產(chǎn)生重要影響 ?要搞好食品的流通和安全保藏，就必須了解這些化學(xué)成分的特性、變化規(guī)律及其對食品品質(zhì)的影響 一、水分 （一）食品中水的含量 ? 普遍性 ? 幾乎存在于所有的食品中，不同種類的食品含水量不同，多數(shù)食品的含水量 ≥ 70％ ? 不均勻性 ? 動物性食品 ? 肌肉、臟器、血液中的含水量最高（ 70 ％ 80% ) ，皮膚次之（ 60％ 70%) ，骨骼的含水量最低（ 12 ％ 15％ ) ? 植物性食品 ? 不同品種之間、同種植物的不同組織之間、不同的成熟度之間，水分含量也不相同 ? 葉菜類較根莖類含水量要高得多，營養(yǎng)器官含水量較高（ 70％ 90% ) ，而繁殖器官含水量較低（ 12 ％ 15％） 表 11主要食品及食品原料的含水量 表 11主要食品及食品原料的含水量 （一）水在食品中的存在狀態(tài) ?種類 ?自由水 ?和普通液態(tài)水完全相同 ?結(jié)合水 結(jié)合水 ?與親水性物質(zhì)結(jié)合在一起的水，水分子處于束縛狀態(tài)，蒸發(fā)困難， 0℃ 下不結(jié)冰 ?大部分結(jié)合水沒有溶解其它物質(zhì)的能力，特別是不能為微生物生長發(fā)育所利用 ?果醬、加糖煉乳等，水分含量很高，但常溫下很難腐敗 ?水分與大量的糖相結(jié)合，大部分水以結(jié)合水的狀態(tài)存在，細(xì)菌、霉菌等不能利用 水分活度 ?自由水和結(jié)合水的比例可以用水分活度（ Aw ）表示 ?水分活度也可看作食品表面的蒸汽壓 p 與純水的蒸氣壓 p0之比 ?純水的水分活度為 1. 0 ?水分活度越小，自由水所占比例越小，結(jié)合水所占比例越大 （二）水對食品保藏的影響 ?水分不僅影響食品的營養(yǎng)成分、風(fēng)味和外觀形態(tài)的變化 ?而且影響微生物的生長發(fā)育 ?食品中的游離水分能被微生物、酶和化學(xué)反應(yīng)所利用，此即為有效水分，可用水分活度來估量 ?食品的水分含量，特別是水分活度，與食品的保藏性有十分密切的關(guān)系 1 ．水分活度與微生物生長繁殖的關(guān)系 ?食品中各種微生物的生長發(fā)育不是由含水量決定的，而是由水分活度決定的 ?不同的微生物在食品中繁殖時對水分活度的要求不同 ?細(xì)菌對低水分活度最敏感 ?酵母次之 ?霉菌的敏感性最差 各種微生物生長所需的最低水分活度 ?Aw ，引起食品變質(zhì)的微生物以細(xì)菌為主，水分活度 ，就可以抑制一般細(xì)菌的生長 ?當(dāng)在食品原料中加入食鹽、糖后，水分活度下降，一般細(xì)菌不能生長，嗜鹽菌卻能生長 ?Aw ，食品的腐敗主要是由酵母和霉菌引起的 ?食品中重要中霉菌生長的最低水分活度在 ，真空包裝的水產(chǎn)和畜產(chǎn)加工制品，流通標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 Aw 2 ．水分活度與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系 ?大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)必須在水中才能進行，很多化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)反應(yīng)還必須有水的參與 ?許多由酶催化的反應(yīng) ?反應(yīng)物 ?底物向酶擴散的輸送介質(zhì) ?通過水化作用促使酶和底物活化 ?降低水分活度，穩(wěn)定食品質(zhì)量 ?減少酶促反應(yīng)、非酶反應(yīng)、氧化反應(yīng) 水分活度與化學(xué)反應(yīng)速率 ? 水分活度在 ，食品的一些重要化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率都達(dá)到最大，這時食品變質(zhì)受化學(xué)變化的影響增大 ? 脂類氧化、碳氨反應(yīng)、維生素分解 ? 當(dāng)食品的水分活度進一步增大到 時，食品中的各種化學(xué)反應(yīng)速率大都呈下降趨勢 ? 這可能是由于水是這些反應(yīng)的產(chǎn)物，增加水分含量將抑制產(chǎn)物的生成 ? 也可能是由于水產(chǎn)生的稀釋效應(yīng)減慢了反應(yīng)速率 ? 食品變質(zhì)主要受微生物和酶作用的影響 3. 水分活度與酶作用的關(guān)系 ? 水分活度 時，引起食品原料變質(zhì)的大部分酶的活力受到抑制 ? 酚氧化酶、過氧化酶、維生素 C 氧化酶、淀粉酶 ? 即使水分活度在 這樣的低條件下，脂肪氧化酶仍能保持較強活力 ? A w =0 . 15 時，脂肪氧化酶仍能分解油脂 ? 同一種微生物在不同介質(zhì)的水溶液中生長需要的水分活度是不同的 ? 金黃色葡萄球菌生長的最低水分活度在乳粉中是 ，在酒精中則是 4 ．水分活度與食品質(zhì)構(gòu)的關(guān)系 ?水分活度對干燥和半干燥食品的質(zhì)構(gòu)有較大的影響 ?當(dāng)水分活度從 增大到 時，大多數(shù)半干或干燥食品的硬度和黏著性增加 ?水分活度為 ，肉干的硬度及耐嚼性最大 ?保持干燥食品的理想性質(zhì) ?水分活度 ≤ ?對含水量較高的食品，為了避免失水變硬，需要保持相當(dāng)高的水分活度 其它食品 ?由于水分的蒸發(fā)，新鮮果蔬會外觀萎縮，鮮度和嫩度下降 ?一些組織疏松的食品，因干耗也會產(chǎn)生干縮僵硬或質(zhì)量損耗 ?原來水分含量和水分活度符合貯藏要求的食品，在貯藏過程中如果發(fā)生水分轉(zhuǎn)移，水分活度也會發(fā)生變化 二、食品中的天然物質(zhì) （一）碳水化合物 ?又稱糖類，和蛋白質(zhì)、脂肪合稱三大類營養(yǎng)物質(zhì) ?對于生物的生命活動十分重要，是自然界中最豐富的有機物 ?糧食中都含有豐富的碳水化合物 ?小麥、玉米、大米 : 60％ 70% ，甘薯 : % ，馬鈴薯 : % ，黃豆 : %, 綠豆 : ％ ?水果、蔬菜 :干物質(zhì)絕大部分是碳水化合物 ?為食品提供了某些期望的組織狀態(tài)、良好的口感和愉悅的風(fēng)味 ?從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看 ?多羥基醛或多羥基酮，或者通過水解能生成多羥基醛或多羥基酮的化合物 ?分類 ?單糖 ?低聚糖 ?多糖 1. 碳水化合物的分類和存在 ? （ 1）單糖類 ? 自然界的單糖以含有 4， 5， 6個碳原子最為普遍 ? 食品中以戊糖和己糖較多，尤以己糖分布最廣 ? 戊糖 ? 在自然界中大都以多糖的成分而存在 ? 阿拉伯糖存在于半纖維素中，稻草、木材中含有木糖 ? 戊糖不能被人體吸收 ? 食品中最重要的己糖有三種 ? 葡萄糖、果糖、半乳糖 （ 2）低聚糖類 ?以兩分子單糖結(jié)合而成的雙糖最為重要 ?常見的雙糖 ?麥芽糖、蔗糖、乳糖 （ 3）多糖類 ? 由 10 個以上單糖通過糖苷鍵連接而成的聚合物 ? 結(jié)構(gòu) ? 直鏈多糖和支鏈多糖 ? 組成 ? 均勻多糖 ? 非均勻多糖 /雜多糖 ? 多糖廣泛存在于自然界，作為動植物的營養(yǎng)貯存物質(zhì)或結(jié)構(gòu)物質(zhì) ? 常見的多糖 ? 淀粉、糖原、纖維素及果膠質(zhì) 2（ 1） .碳水化合物在食品保藏中的變化 ?糧食作物 ?一般在成熟后收獲，主要是為了使果實中的單糖和低聚糖盡可能多地轉(zhuǎn)化為淀粉 ?水果 ?一般在完全成熟前采摘，是為了在貯藏和銷售期間，與后熟有關(guān)的酶促過程使貯藏淀粉轉(zhuǎn)變成糖，原果膠轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄怨z ?宰后動物肉 ?糖原通過糖酵解生成乳酸，肌肉 pH 降低 2 (2).碳水化合物對食品保藏性的影響 （ 1）對顏色和風(fēng)味的影響 ?美拉德反應(yīng) ?還原糖與游離氨基發(fā)生碳氨反應(yīng) ?羰氨反應(yīng)在食品的加工和長期貯藏中普遍存在 ?焙烤面包產(chǎn)生的金黃色、啤酒的黃褐色、醬與醬油的棕色、原料掛糊上漿經(jīng)油炸后的金黃色等 ?焦糖化反應(yīng) ?糖類在沒有氨基化合物存在的情況下，當(dāng)加熱溫度超過它的熔點時，即發(fā)生脫水或降解，然后進一步縮合生成粘稠狀的黑褐色產(chǎn)物 ?它們能給食品帶來令人愉悅的色澤和風(fēng)味，但若控制不當(dāng)，也會給食品帶來不良影響 （ 2）延長食品的保質(zhì)期 ?糖的濃度越高，則滲透壓越大，抑菌效果越顯著 ?蔗糖溶液， 1％ 10％能影響某些微生物的生長； 50％能抑制絕大多數(shù)酵母和細(xì)菌的生長；65％ 70％可抑制許多霉菌 。70％ 80％能阻止所有微生物生長 ?果醬、甜煉乳 ?糖的分子質(zhì)量越小，抑菌效果越大 ?怡糖、淀粉糖漿等具有還原性 ?有效地延緩油脂的氧化變質(zhì) (3)為微生物提供碳源 ?在生產(chǎn)發(fā)酵性食品時，常用蔗糖、怡糖、淀粉糖漿等來補充微生物的碳源 ?面包，酸奶 ?促進微生物的生長繁殖 ?以改善加工過程和提高食品的風(fēng)味和品質(zhì) （ 4）保留揮發(fā)性物質(zhì)，提高風(fēng)味 ?小分子糖類具有吸附易揮發(fā)性物質(zhì)分子的能力 ?蔗糖、乳糖、葡萄糖、麥芽糖 ?在溶液中分子間通過氫鍵聯(lián)合，形成一個較穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，能捕捉易揮發(fā)性物質(zhì)分子 ?直鏈淀粉能形成螺旋狀結(jié)構(gòu) ?這種螺旋狀結(jié)構(gòu)能與具有揮發(fā)性的香味物質(zhì)分子形成高度穩(wěn)定的結(jié)合物 ?減少風(fēng)味物質(zhì)的損失，保護和穩(wěn)定食品風(fēng)味 （二）脂質(zhì) ? 1 ．分類和存在 ?脂質(zhì)包括油脂和類脂化合物 ?不溶于水，而溶于乙醚、丙酮、苯等有機溶劑中 ? 99％的動物和植物脂類是脂肪酸甘油酯 ?固態(tài)的稱為 “ 脂 ” ，呈液態(tài)的稱為 “ 油 ” ?固態(tài)和液態(tài)隨溫度而發(fā)生變化，因此脂和油可以互換使用 一般食物中的粗脂肪含量 分類 ?單純脂質(zhì) ?脂肪酸與醇類形成的酯化物 ?動植物油脂 ?復(fù)合脂質(zhì) ?單純脂質(zhì)與非脂質(zhì)成分的結(jié)合物 ?磷脂、糖脂 ?衍生脂質(zhì) ?各種脂質(zhì)的分解衍生產(chǎn)物 ?脂肪酸、糖脂、磷脂 2 ．脂類對食品保藏性的影響 （ 1）油脂的氧化 ? 酸敗或哈敗 ? 天然油脂暴露在空氣中會自發(fā)進行氧化作用，出現(xiàn)酸臭和變苦的現(xiàn)象 ? 產(chǎn)物 ? 脂肪的氧化酸敗會生成過氧化物并進一步分解 ? 這些過氧化物大多數(shù)是氫過氧化物，同時也有少量環(huán)狀結(jié)構(gòu)的過氧化物 ? 它們的性質(zhì)極不穩(wěn)定，容易分解為醛類、酮類以及低分子脂肪酸類等 ? 危害 ? 使食品帶有哈喇味，同時伴隨著刺激性或酸敗臭味產(chǎn)生，導(dǎo)致食品不能食用 ? 若食用了這些變質(zhì)的油脂，會引起腹瀉，嚴(yán)重者會出現(xiàn)肝臟病癥 預(yù)防措施 ? 脂肪的自動氧化過程可分為誘發(fā)期、增殖期、終止期 ? 高級不飽和脂肪酸對于氧的作用特別敏感 ? 含有大量高級不飽和脂肪酸的脂肪（魚油、植物油）在保存時，如有氧存在，則會迅速氧化而產(chǎn)生令人不愉快的風(fēng)味和臭味 ? 飽和脂肪酸也能自發(fā)氧化，但速度較慢 ? 預(yù)防措施 ? 添加抗氧化劑 ? 應(yīng)該在誘發(fā)期 ? 低溫、避光、隔絕氧氣、降低水分、減少與金屬離子的接觸 （ 2）油脂氧化對食品保藏性的影響 ? 糧食中的脂肪大都存在于其副產(chǎn)品中 ? 在面制品中，不飽和脂肪酸的存在對產(chǎn)品的保存期有較大影響 ? 面粉的含脂量越低越好，否則在貯藏過程中會產(chǎn)生陳宿味及苦味 ? 在動物體內(nèi)脂肪分布很廣 ? 脂肪中還含有磷脂 ? 豬肉、牛肉中的腦磷脂在加熱時，會產(chǎn)生強烈的魚腥味 ? 磷脂變黑時，伴有酸敗現(xiàn)象，嚴(yán)重影響肉和肉制品的質(zhì)量 ? 魚類組織中有較多的脂肪 ? 含脂多的魚類極易在貯藏過程中發(fā)生酸敗或油燒等變質(zhì)現(xiàn)象 （三）蛋白質(zhì) ? 1 ．蛋白質(zhì)的分類和存在 ?蛋白質(zhì)是構(gòu)成生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，廣泛分布于動植物體內(nèi)，主要由氨基酸組成 ?分類 ?單純蛋白質(zhì) ?結(jié)合蛋白質(zhì) ?大多數(shù)食品蛋白質(zhì)經(jīng)適度的熱處理時產(chǎn)生變性 ? 6090℃ ， 1h 或更短 ?蛋白質(zhì)變性后失去溶解性 ?有利 ?熱燙可使酶失去活性，以及纖維素含量的降低 ?植物中存在天然蛋白質(zhì)毒素或抗?fàn)I養(yǎng)因子鈍化或變性 ?不利的營養(yǎng)反應(yīng) ? 冷藏 ? 蛋白質(zhì)較穩(wěn)定，微生物生長受到控制 ? 冷凍及凍藏 ? 若控制得好，蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值不會降低 ? 但肉類食品經(jīng)冷凍與解凍，組織及細(xì)胞膜破壞，酶被釋放出來，活力增加 ? 盡管如此，冷凍對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值影響很小 ? 蛋白質(zhì)在冷凍條件下的變性程度與凍結(jié)速度有關(guān)，凍結(jié)速度越慢則蛋白質(zhì)變性越嚴(yán)重 ? 脫水 ? 對蛋白質(zhì)有許多不利的變化 ? 而真空干燥和噴霧干燥對蛋白質(zhì)品質(zhì)變化影響較小 ? 堿處理會降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值 （ 2）蛋白質(zhì)對食品保藏性的影響 ? 美拉德反應(yīng) ? 參與該反應(yīng)的物質(zhì)不僅有氨基酸，還有肽類和蛋白質(zhì) ? 反應(yīng)所形成的縮聚產(chǎn)物是棕色的多聚化合物 黑色素 ? 美拉德反應(yīng)不僅可以產(chǎn)生色素物質(zhì)，還可以產(chǎn)生許多風(fēng)味物質(zhì) ? 營養(yǎng)損失，致突變化合物 ? 蛋白質(zhì)在加工過程中易發(fā)生變性而凝固、沉淀 ? 飲料和清汁類罐頭 ? 蛋白質(zhì)與單寧物質(zhì)能夠產(chǎn)生絮凝 ? 果蔬汁進行澄清 ? 蛋白質(zhì)和氨基酸與產(chǎn)品的風(fēng)味有很大關(guān)系 ? 生鮮貝類、蝦蟹類味道十分鮮美 ? 但在長期貯藏過程中，如保鮮措施不適當(dāng)，上述呈味物質(zhì)就會參與變質(zhì)反應(yīng)而產(chǎn)生異味 （四）礦物質(zhì) ? 一般不受熱、光、氧化劑、極端 pH 破壞 ? 食品中礦物質(zhì)的種類及其含量變化很大 ? 植物生長的土壤成分、動物的飼料性質(zhì)，以及食品的加工方法 ? 礦物質(zhì)也影響著食品的一些性質(zhì) ? 某些礦物質(zhì)能顯著地改變食品的顏色、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和穩(wěn)定性 ? 在食品中加入或從食品中除去某些礦物質(zhì)能產(chǎn)生一些