《食品化學(xué)》教案

食品與生物工程學(xué)院

食品科學(xué)與工程系

江蘇大學(xué)

教案編寫說明

教案是任課教師的教學(xué)實(shí)施方案。任課教師應(yīng)遵循專業(yè)教學(xué)計(jì)劃制訂的培養(yǎng)目標(biāo)，以教

學(xué)大綱為依據(jù)，在熟悉教材、了解學(xué)生的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提前編寫設(shè)計(jì)好本門

課程每次課的全部教學(xué)活動(dòng)。教案編寫說明如下：

1、教學(xué)課型表示所授課程的類型，請(qǐng)?jiān)诶碚撜n、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、實(shí)踐課、技能課及其它

欄內(nèi)選擇打“。

2、教學(xué)內(nèi)容：是授課的核心。將授課的內(nèi)容按章、節(jié)或主題，有序的進(jìn)行設(shè)計(jì)編排，并標(biāo)

以和“#”符號(hào)以表示重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3、教學(xué)方法和教學(xué)手段：教學(xué)方法指講授、討論、示教、指導(dǎo)等。教學(xué)手段指板書、多媒

體、網(wǎng)絡(luò)、模型、標(biāo)本、珪圖、音像等教學(xué)工具。

4、討論、思考題和作業(yè)：提出若干問題以供討論，或作為課后復(fù)習(xí)時(shí)思考，亦可要求學(xué)生

作為作業(yè)來完成，以供考核之用。

5、參考資料：列出參考書籍、有關(guān)資料。

6、首次開課的青年教師的教案應(yīng)由導(dǎo)師審核。

7、鼓勵(lì)教師在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進(jìn)行創(chuàng)新與改革。

8、所有開課課程必須按此標(biāo)準(zhǔn)編寫教案。

食品學(xué)院教案

第_1次課教學(xué)課型：理論課J實(shí)驗(yàn)課口習(xí)題課口實(shí)踐課口技能課口其它口

主要教學(xué)內(nèi)容（注明：*重點(diǎn)#難點(diǎn)）：

主要內(nèi)容：食品化學(xué)的概念、研究?jī)?nèi)容、研究方法、食品化學(xué)的發(fā)展歷史及最新研究進(jìn)展和動(dòng)態(tài)、食品

加工貯藏過程中主要的化學(xué)變化及其對(duì)食品品質(zhì)和安全性的影響以及該課程在食品科學(xué)中的地位和意

義“

重點(diǎn)：食品化學(xué)的概念、研究?jī)?nèi)容、研究方法、食品加工貯臧過程中主要的化學(xué)變化。

難點(diǎn)：食品中主要的化學(xué)變化及其對(duì)食品品質(zhì)和安全性的影響。

教學(xué)目的要求；

使學(xué)生了解食品化學(xué)的發(fā)展歷史及最新研究進(jìn)展和動(dòng)態(tài)以及該課程在食品科學(xué)中的地位和意義。掌

握食品化學(xué)的概念、研究?jī)?nèi)容、研究方法、食品加工貯藏過程中主要的化學(xué)變化及其對(duì)食品品質(zhì)和安全

性的影響。

教學(xué)方法和教學(xué)手段：

教師講授多媒體教學(xué)

討論、思考題、作業(yè)：

1、什么是食品化學(xué)?它的研究?jī)?nèi)容和范疇是什么？

2、試述食品中主要的化學(xué)變化及對(duì)食品品質(zhì)和安全性的影響。

3、食品化學(xué)的研究方法有何特色？

參考書目：

1OwenR.Fennema.FoodChemistry.NewYork,MarcelDekker,Inc.,1996

2、OuronR.Eonnoma著（美），王璋，許時(shí)嬰，江波等譯.食品化學(xué)（第三版）.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，

2C03

3、Belitz,H.D.,Grosch,W.FoodChemistry.SecondEdition（EnglishVersion）.NewYolk:Springerverlag,

BerlinHeidelberg,1999

4、謝筆鈞主編.食品化學(xué).北京:科學(xué)出版社,2004

5、闞建全主編.食品化學(xué).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2002

6、夏延斌主編.食品化學(xué).北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001

7、趙新淮主編.食品化學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006

注；教師講稿附后

第一章緒論

本章提要

主要內(nèi)容：食品化學(xué)的概念、研究?jī)?nèi)容、研究方法、食品化學(xué)的發(fā)展歷史及最新研究進(jìn)展和

動(dòng)態(tài)、食品加工貯藏過程中主要的化學(xué)變化及其對(duì)食品品質(zhì)和安全性的影響以及該課程在食

品科學(xué)中的地位和意義。

重點(diǎn)：食品化學(xué)的概念、研究?jī)?nèi)容、研究方法、食品加工貯藏過程中主要的化學(xué)變化。

難點(diǎn)：食品中主要的化學(xué)變化及箕對(duì)食品品質(zhì)和安全性的影響.

1.1食品化學(xué)相關(guān)概念

1相關(guān)概念

食品：經(jīng)特定方式加工后供人類食用的食物。

食物：可供人類食用的物質(zhì)原料統(tǒng)稱為食物。

營(yíng)養(yǎng)素：指那些能維持人體正常生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝所必需的物質(zhì)。目前已知的有40~

50種人體必需的營(yíng)養(yǎng)素?，從化學(xué)性質(zhì)分為6大類，即蛋白質(zhì)、脂肪，碳水化合物、礦物質(zhì)、

維生素和水，目前也有人提出將膳食纖維列為第七類營(yíng)養(yǎng)素。

化學(xué)：研究物質(zhì)組成、性質(zhì)及其功能和變化的科學(xué)，包括分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物埋與

膠體化學(xué)、分離化學(xué)、普通化學(xué)和生物化學(xué)等。

2食品化學(xué)

用化學(xué)的理論和方法珊究食品本質(zhì)的科學(xué)，它通過食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、安全性和風(fēng)味特征的

研究，闡明食品的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能和食物在貯藏、加工和包裝過程中可能發(fā)生的化

學(xué)、物理變化和生物化學(xué)變化的科學(xué)。

食品化學(xué)、微生物學(xué)、生物學(xué)和工程學(xué)是是食品科學(xué)的四大支柱學(xué)科。

食品化學(xué)、食品微生物學(xué)和食品生物化學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)的三大專業(yè)基礎(chǔ)課。

3食品化學(xué)的分支

食品成分化學(xué)：研完食品中各種化學(xué)成分的含量和理化性質(zhì)等。

食品分析化學(xué)：研究食品成分分析和食品分析方法的建立。

食品生物化學(xué)：研究食品的生理變化。與普通生物化學(xué)不同食品生物化學(xué)關(guān)注的對(duì)象是

死的或?qū)⒁赖纳锊牧蟘

食品工藝化學(xué)：研究食品在加工貯藏過程中的化學(xué)變化。

食品功能化學(xué)：研究食物成分對(duì)人體的作用。

食品風(fēng)味化學(xué)：研究食品風(fēng)味的形成、消失及食品風(fēng)味成分的化學(xué)。

1.2食品化學(xué)的性質(zhì)和范疇

食品化學(xué)從化學(xué)角度和分子水平研究食品的組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生理和生化性質(zhì)、

營(yíng)養(yǎng)與功能性質(zhì)以及它們?cè)谑称穬?chǔ)藏、加工和運(yùn)銷中的變化，是為改善食品品質(zhì)、開發(fā)食品

新資源、革新食品加工工藝和儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、科學(xué)調(diào)整膳食結(jié)構(gòu)、改進(jìn)食品包裝、加強(qiáng)食品質(zhì)量

控制及提高食品原材料深加工和綜合利用水平奠定理論基礎(chǔ)的發(fā)展性學(xué)科。

根據(jù)研究?jī)?nèi)容的主要范圍，食品化學(xué)主要包括食品營(yíng)養(yǎng)化學(xué)、食品色家化學(xué)、食品風(fēng)味

化學(xué)、食品工藝化學(xué)、食品物理化學(xué)和食品有害成分化學(xué)。根據(jù)研究對(duì)象的物質(zhì)分類，食品

化學(xué)主要包括：食品碳水化合物化學(xué)、食品油脂化學(xué)、食品蛋白質(zhì)化學(xué)、食品酶學(xué)、食品添

加劑、維生素化學(xué)、食品礦質(zhì)元素化學(xué)、調(diào)味品化學(xué)、食品香味化學(xué)、食品色素化學(xué)、食品

毒物化學(xué)、食品保健成分化學(xué)。另外，在食用水質(zhì)處理、食品生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)、食用天然產(chǎn)物

的提取分離、農(nóng)產(chǎn)品資源的深加工和綜合利用、生物技術(shù)在食品原料生產(chǎn)和食品工業(yè)中的應(yīng)

用、綠色食品和功能食品的開發(fā)、食品加工、包裝和儲(chǔ)藏、食品工程等領(lǐng)域中還包含著豐富

的其他化學(xué)內(nèi)容。

作為一種橫跨諸多種學(xué)科的發(fā)展性新興學(xué)科，食品化學(xué)依托、吸收、融匯、應(yīng)用和發(fā)展

著化學(xué)、生物化學(xué)和食品儲(chǔ)藏加工學(xué)等學(xué)科，從特有的角度、深度和廣度研究食品物質(zhì)的化

學(xué)組成；探索食品物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)；研究食品化學(xué)成分的物理性質(zhì)、

化學(xué)性質(zhì)、功能性質(zhì)和食用安全性質(zhì)，認(rèn)識(shí)從原料經(jīng)過儲(chǔ)藏加工直到食品的過程中物質(zhì)發(fā)生

的種種物理和化學(xué)變化(如形態(tài)變化、組織變化、分子結(jié)構(gòu)變化、組成變化、生理生化變化、

色香味變化、質(zhì)地變化及營(yíng)養(yǎng)成分變化等)；揭示食品質(zhì)量受原料類別、原料固有特性、產(chǎn)

前產(chǎn)后處理、原料儲(chǔ)藏技術(shù)、食品配方、加工工藝和設(shè)備、產(chǎn)品包裝和種種環(huán)境因素影響的

本質(zhì)，從而形成了食品科學(xué)的三大支柱學(xué)科之一。

由于絕大多數(shù)食品的物質(zhì)體系十分復(fù)雜，食品化學(xué)家首先注重食品中且大而廣的代表性

物質(zhì)和它們的物性，注重對(duì)物性影響重大和代表性強(qiáng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，注重普遍發(fā)生、影響重大

和代表性強(qiáng)的變化。針對(duì)3一系列代表，在考慮食品儲(chǔ)藏和加工的實(shí)際條件的前提下，經(jīng)過

化簡(jiǎn)、模擬、分析、綜合等實(shí)驗(yàn)研究和理論探討，找出結(jié)構(gòu)和物性的關(guān)系、變化的途徑或反

應(yīng)的機(jī)理和影響物性發(fā)揮及變化速度的主要因素或條件。然后依據(jù)這類研究中形成的思路、

學(xué)說、理論和方法，結(jié)合食品中更實(shí)際的情況，更全面、更綜合和更具體地研究真實(shí)食品的

化學(xué)。經(jīng)過多年的努力，食品中大多數(shù)物質(zhì)、它們的結(jié)構(gòu)、它們的功能性質(zhì)、它們的物理和

化學(xué)變化、它們的相互作用及儲(chǔ)藏加工和環(huán)境條件對(duì)它們的影響業(yè)已初步探明。食品化學(xué)正

朝著深化認(rèn)識(shí)、加強(qiáng)理論、探索調(diào)控機(jī)制、提高預(yù)測(cè)食品質(zhì)量變化能力、利用生物工程和化

學(xué)工程新技術(shù)改造和創(chuàng)造食品物質(zhì)的更廣闊的領(lǐng)域進(jìn)軍。

1.3食品化學(xué)的歷史

食品化學(xué)的起源還不太清楚，它完整的歷史尚未有恰當(dāng)?shù)姆治龊陀涊d，這是不足為奇的。

因?yàn)槭称坊瘜W(xué)直到20世紀(jì)才成為一門獨(dú)立的學(xué)科，它的歷史一直是與沒有詳盡的文獻(xiàn)記載

的農(nóng)業(yè)化學(xué)的歷史緊密聯(lián)系在一起的。盡管如此，從目前掌握的資料已足以正確地了解與食

品相關(guān)的某些值得注意的事件所發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和原因以及19世紀(jì)早期以來在食品供應(yīng)

的質(zhì)量方面所發(fā)生的變化。

盡管食品化學(xué)的起源從某種意義上講可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代，但是根據(jù)我們目前的判斷，

那些最主要的發(fā)現(xiàn)始于18世紀(jì)末期。

第一階段早期食品化學(xué)(20世紀(jì)50年代以前)天然動(dòng)植物特征成分分離和分析階段

在1780?1850年期間，一些著名的化學(xué)家獲得了重大發(fā)現(xiàn)，其中不少是與食品化學(xué)有

著直接或間接的關(guān)系C在舍勒(ScheelP)拉瓦錫(Iwvcisiar)、德-索緒爾(deSai)ssi:re)

蓋-呂薩克(Gay-Lussac)>泰納爾(Thenard)、戴維(Davy)、瓊斯?雅可比?貝采里烏斯iJons

JakobBerzelius)>湯姆遜(Thomson)、李比希、博蒙特(Beaumonl)、(JustusLiebig)的著

作中可以找到現(xiàn)代食品化學(xué)的起源?；蛟S有人會(huì)問，這些科學(xué)家最著名的發(fā)現(xiàn)與食品化學(xué)的

聯(lián)系很少，他們是否真的在很大程度上與現(xiàn)代食品化學(xué)的起源有關(guān)系。雖然普遍認(rèn)為將早期

的科學(xué)家們分為化學(xué)家、細(xì)菌學(xué)家或食品化學(xué)家是很困難的，但是確定某個(gè)科學(xué)家是否在某

個(gè)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)作出了重要的貢獻(xiàn)卻是比較容易的。下述的一些簡(jiǎn)單例子充分地證實(shí)了這些科

學(xué)家中的大多數(shù)人實(shí)際上曾對(duì)食品進(jìn)行了深入的研究，并確實(shí)在食品化學(xué)方面取得了一些根

本性的重要發(fā)現(xiàn)，他們?cè)谑称坊瘜W(xué)的歷史記載中的地位是不容懷疑的。

瑞典藥劑師舍勒（CarlWilhelmScheee,1742-1786）是有史以來最偉大的化學(xué)家之一。

他曾發(fā)現(xiàn)了氯、丙三醇和氧（比普利斯特里Prieslly早3年，但是未發(fā)表），這一點(diǎn)已廣為人知，

除此之外，他還分離和研究了乳酸的性質(zhì)（1780年），利用乳酸的氧化作用制得了粘酸（1780

年），設(shè)計(jì)了一個(gè)利用加熱保存醋的方法（1782年，這在艾佩爾Appert的“發(fā)現(xiàn)”之前），從檸

檬汁（1784年）和酷栗（1785年）中分離出擰檬酸，從蘋果中分離出蘋果酸（1785年）。并且檢驗(yàn)

了20種普通水果中的檸檬酸，蘋果酸和酒石釀。他從植物和動(dòng)物材料中分離各種新的化合

物助工作被認(rèn)為是在農(nóng)業(yè)和食品化學(xué)方面精密分析研究的開端。

法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫（AntoineLarcntLavoisier,1743-1794）第一個(gè)測(cè)定了乙醺的元素組

成（1784年），并發(fā)表了笫以篇關(guān)于水果中含有機(jī)酸的論文。

英國(guó)化學(xué)家戴維（HurnpheyDavy,1778?1829）在1807與1808年分離出元素鉀、鈉、

鋼、鋁、鈣和鎂。他對(duì)農(nóng)業(yè)和食品化學(xué)方面的貢獻(xiàn)大都是通過他在農(nóng)業(yè)化學(xué)方面的著作提供

的，其中的第一個(gè)版本C813年）是《農(nóng)業(yè)化學(xué)原理》，他曾作為農(nóng)業(yè)部的一門課程。他的

著作將當(dāng)時(shí)已有的知以加以組織和闡述。他在第?版中指出：“植物的各個(gè)不同部分都能分

解成一些元素，它們是被用作食品還是被用來制作藝術(shù)品就取決于這些元素的組合排列，這

些元素可以從植物的機(jī)體部分或者從它們所含的汁液中產(chǎn)生，而研究這些物質(zhì)的特性則是農(nóng)

業(yè)化學(xué)的一個(gè)基本部分。他在第五版中指出，植物通常僅由7或8種元素組成，最基本的植

物物質(zhì)是由氫、碳和氧按不同的比例所組成。在一般悄況卜，這些元素是單獨(dú)存在的，而在

少數(shù)情況它們還與氮相結(jié)合。

法國(guó)化學(xué)家謝福瑞（MichelEugeneChcvcraul,1786~1889）在名為《關(guān)于有機(jī)分析及

其應(yīng)用的一般論述》一書中列舉了當(dāng)時(shí)已知的存在于有機(jī)物質(zhì)中的元素（氧、氯、碘、氮、

硫、磷、碳、硅、氫、鋁、鎂、鈣、鈉、鉀、錦和鐵）。并匯集了當(dāng)時(shí)可采用的有機(jī)分析方

法。（1）用中性溶劑萃取，例如水、酒精或含水乙雄；（2）緩慢蒸儲(chǔ)或分儲(chǔ)；（3）蒸汽蒸儲(chǔ)；

（4）將物質(zhì)通過被加熱到白熾狀態(tài)的管子；（5）用氧來分析。

李比希（JustusVonLiebig,1803-1873）提出將食品分為含氮的（植物纖維，酪蛋芻等）

和不含氮的（脂肪、碳水化合物等），并與1847年出版了《食品化學(xué)的研究》，這是第一本

有關(guān)食品化學(xué)方面的書，但此時(shí)認(rèn)為建立食品化學(xué)的學(xué)科。

在18世紀(jì)，食品摻假事件在歐洲時(shí)有發(fā)生，迫切要求有關(guān)部門建立可靠的食品檢驗(yàn)方

法，這無疑對(duì)普通分折化學(xué)和食品檢驗(yàn)方法的發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用。因此，在18201850

年期間，化學(xué)和食品化學(xué)開始在歐洲占據(jù)重要地位。在許多大學(xué)中建立了化學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室和

創(chuàng)立了新的化學(xué)研究雜志，推動(dòng)廠化學(xué)和食品化學(xué)的發(fā)展。從此，食品化學(xué)發(fā)展的步伐更快。

到二十世紀(jì)二十年代，世界各國(guó)相繼頒布了關(guān)于禁止食品摻假的法規(guī)，并建立了相庇的

檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和制定出嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法，從而使食品摻假逐漸得到控制。

到50年代末，食品工業(yè)有了較快的發(fā)展，特別是在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。為了改善食

品的感官品質(zhì)，或有利于改進(jìn)食品加工處理以及延長(zhǎng)貨架期，在食品貯藏加上過程中，逐漸

使用天然的或人工合成的化學(xué)物質(zhì)，作為食品添加劑，并得到政府法律的認(rèn)可。另一方而，

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用農(nóng)藥，給食物帶來不同程度的污染。因此，食品安全性問題，自

6（）年代以來已成為食品化學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、毒理學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)等學(xué)科關(guān)心的重要問題。

色譜和色質(zhì)聯(lián)用等現(xiàn)代分析技術(shù)的出現(xiàn)，以及結(jié)構(gòu)化學(xué)理論的發(fā)展，使食品化學(xué)在理論

和應(yīng)用研究方面部獲得顯著的進(jìn)展。如研究食品在貯藏加工過程中各種化學(xué)或生物化學(xué)的反

應(yīng)歷程和機(jī)理，食品各組分的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能，以及食品貯藏加工新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)，

食品資源的利用。這叫都為食品科學(xué)技術(shù)和食品工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

為了適向人類宇航事業(yè)的需要，科學(xué)家們開始研究如何在太空飛船的有限空間實(shí)現(xiàn)食品

元素和食品物質(zhì)的小規(guī)模循環(huán)，做到主要食物的自給供應(yīng)。隨著仿生學(xué)和分子工程學(xué)的發(fā)展，

人們將可以簡(jiǎn)化這些復(fù)雜物質(zhì)分子，或模擬代謝中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，通過人工合成食品的方法，

開辟出一條新的途徑。

1.4食品中主要的化學(xué)變化概述

食品從原料生產(chǎn)，經(jīng)過儲(chǔ)藏、運(yùn)轉(zhuǎn)、加工到產(chǎn)品銷售，每一過程無不涉及到學(xué)變化。對(duì)

這些變化的研究及控制構(gòu)成了食品化學(xué)研究的核心內(nèi)容。

植物組織或器官在儲(chǔ)藏過程中發(fā)生的化學(xué)變化，一船包括生理成熟、后熟和衰老過程中

的能促變化和化學(xué)變化。洌如呼吸、細(xì)胞壁軟化和風(fēng)味物產(chǎn)生。動(dòng)物組織或器官在儲(chǔ)藏過程

中發(fā)生的化學(xué)變化，一般包括產(chǎn)后生理變化和化學(xué)變化，例如肉的僵直、嫩化、自溶和腐敗。

這些變化既受生理生化調(diào)控，又受儲(chǔ)藏環(huán)境影響。若環(huán)境條件惡劣，又會(huì)出現(xiàn)種種生理病害。

原料進(jìn)入加工過程，變化的機(jī)會(huì)增加。在加工時(shí)，原料被混合，組織成細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，

這就增加了酹與底物接觸的機(jī)會(huì)。酶促水解利酶促氧化是食品酶催化變化的兩個(gè)主要方面，

它們引起營(yíng)養(yǎng)物消耗、質(zhì)池變軟、風(fēng)味和色澤改變。有些變化幅度頗大，例如維生素B1、

B6和C的降解、水果的酶促褐變、蔥屬植物強(qiáng)烈地風(fēng)味產(chǎn)生等。

熱加工是食品加工的主要方法之一，在這種激烈的加工條件下，許多食品成分發(fā)生分解、

聚合、異構(gòu)化和變性。一些熱變化可能有利，例如熟肉風(fēng)味的產(chǎn)生、抗?fàn)I養(yǎng)因子的失活和面

包表面顏色的形成。另一些熱變化可能不利，例如油脂的熱解變質(zhì)、蛋白質(zhì)的不可調(diào)變性及

異肽鍵的生成、維生素?zé)岱纸夂驮S多果蔬色澤和風(fēng)味的加熱劣化。

水分活度變化引起的變化多種多樣。例如一定程度的脫水加工引起了非酶褐變、脂肪和

脂溶性維生素氧化及蛋白質(zhì)變性反應(yīng)的加速，但在水含量減至接近單層值時(shí)幾乎食品中常見

的各種主要不利變化都受阻而極慢進(jìn)行，因而食品得以長(zhǎng)期保質(zhì)。

氧氣氧化、試劑氧化、光敏氧化和能促氧化是食品加工和儲(chǔ)藏中引起食品變質(zhì)的重要原

因之一。許多維生素（C、D、E、A和B?）、脂類、一些色素及蛋白質(zhì)中的含硫氨基酸及芳

香氨基酸殘基等都是極易受氧化的食品成分。這些物質(zhì)被氧化，不但損失了營(yíng)養(yǎng)，還可能

形成不良風(fēng)味和有害成分等。例如油脂自動(dòng)氧化和熱氧化就是這樣。

光照和電離輻射在食品加工和儲(chǔ)藏中也常常引起品質(zhì)變化。例如牛奶長(zhǎng)期日照會(huì)產(chǎn)生異

味，腌制肉品和脫水蔬菜長(zhǎng)期口照會(huì)變色或褪色，高劑量的電離輻射會(huì)引起脂類和蛋白質(zhì)的

分解變質(zhì)，肉品輻射保藏中會(huì)出現(xiàn)異味。

酸、堿、金屬離子和其他污染到食品中的成分也會(huì)引起某些變化發(fā)生。例如酸是多糖和

首類水解的催化劑，還是造成葉綠素脫鎂的效應(yīng)物。堿可引起脂肪皂化，也是引起蛋白質(zhì)殘

基變化的重要效應(yīng)物。金屬離子是脂肪自動(dòng)氧化的重要催化劑，它們還能與多酚化合物絡(luò)合

而引起水果汁顏色轉(zhuǎn)為深暗。

酶活控制是食品加工和儲(chǔ)藏的重要內(nèi)容。主要是靠加熱變性，但調(diào)節(jié)pH、加入激活劑

或抑制劑、改變底物濃度或改變輔基濃度也是常用方法。為了防止加工中酶引起的不利變化，

在加工初期往往就要鈍化兩。各種酶的熱變性模式大同小異，基本等同于蛋白質(zhì)的熱變性。

食品儲(chǔ)藏和加工中可能發(fā)生種種變化產(chǎn)生毒物。例如馬鈴薯儲(chǔ)藏后期茄甘生成加快，食

品在煙熏中有苯并花產(chǎn)生，肉類腌制中可有亞硝胺化合物產(chǎn)生，含軌昔植物原料在加工中可

產(chǎn)生制酸鹽等等。這類物質(zhì)產(chǎn)生的途徑彼此不同，疏于防范會(huì)引起嚴(yán)重后果。

加工成品如果包裝良好，多數(shù)化學(xué)變化速度很低，但未停止。根據(jù)食品的固有性質(zhì)，一

些反應(yīng)仍在實(shí)質(zhì)的在進(jìn)行,儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和銷售中因溫度波動(dòng)、包裝泄漏、與化學(xué)品交叉保存

及包裝材料的某些成分向食品遷移等現(xiàn)象又會(huì)引起某些變化加速。例如殘存在包裝內(nèi)的氧氣

造成的氧化反應(yīng)繼續(xù)使?fàn)I養(yǎng)成分損失，光照使天然色素變色或褪色，金屬罐中金屬轉(zhuǎn)為離子

會(huì)與植物多酚類或肉蛋白分解產(chǎn)生的硫化氫結(jié)合產(chǎn)生黑色。

在食品的儲(chǔ)藏、加工和遠(yuǎn)銷中，微生物不論何時(shí)進(jìn)入食品并在此生長(zhǎng)都將引起多種化學(xué)

變化。此時(shí)不同于微生物的工業(yè)利用，由于沒有專門的調(diào)控措施，微生物在食品中引起的主

要是不利變化。正因?yàn)槿绱?，食品化學(xué)注重研究由不同殺菌、消毒、防腐劑應(yīng)用、酸度、水

分活廢、氧化還原電勢(shì)、低溫等防止微生物生長(zhǎng)的條件引起的食品自身成分的變化，并尋找

既能防止微生物生長(zhǎng)，又能減輕食品品質(zhì)受損的最佳處理方法和條件。

食品的品質(zhì)主要涉及質(zhì)地、風(fēng)味、顏色、營(yíng)養(yǎng)和安全性。根據(jù)不同食品的特點(diǎn)，發(fā)生在

食品中的變化都有有利和不利兩個(gè)側(cè)面。因此，首先是要研究清楚反應(yīng)本身，明確反應(yīng)物、

反應(yīng)步驟和產(chǎn)物各是什么，明確反應(yīng)條件是如何影響反應(yīng)方向、速度和程度的，并要明確一

個(gè)反應(yīng)和其他反應(yīng)之間的聯(lián)系。其次，要明確這些變化與食品品質(zhì)變化的直接聯(lián)系，特別要

明確所研究的變化主要涉及哪種與品質(zhì)有關(guān)的屬性，也要弄清該變化的間接影響。最后，明

確哪類反應(yīng)經(jīng)常在哪些原料或食品中發(fā)生。在應(yīng)用食品化學(xué)知識(shí)從事食品生產(chǎn)時(shí)，這一切具

有重要意義。

表1T到表1-4扼要給出了發(fā)生在食品中的重要反應(yīng)的類別、條件及其造成的品質(zhì)變化。

O.R.Fennema教授在論述食品化學(xué)的研究方法時(shí)給出了這四張表，相信在這里引用對(duì)讀者

頗有稗益。

表1-1在食品加工或儲(chǔ)藏中可發(fā)生的變化分類

屬性變化

質(zhì)t也失去溶解性、失去持水性、質(zhì)地變堅(jiān)韌、質(zhì)地柔軟

風(fēng)味出現(xiàn)酸敗、出現(xiàn)焦味、出現(xiàn)異味、出現(xiàn)美味和芳香

顏色褐變（暗色）、漂白（褪色）、出現(xiàn)異常顏色、出現(xiàn)誘人色彩

營(yíng)養(yǎng)價(jià)值蛋白質(zhì)、脂類、維生素和礦物質(zhì)的降解或損失及生物利用改變

安全性產(chǎn)生毒物、鈍化毒物、產(chǎn)生有調(diào)節(jié)生理機(jī)能作用的物質(zhì)

表1-2改變食品品質(zhì)的一些化學(xué)反應(yīng)和生物化學(xué)反應(yīng)

反應(yīng)類型W￥

非酶褐變焙烤食品表皮成色

酶促褐變切開的水果迅速褐變

M化脂肪產(chǎn)生異味、維生素降解、色素褪色、蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)損失

水解脂類、蛋白質(zhì)、維生素、碳水化合物、色素降解

金屬反應(yīng)與花青素作用改變顏色、葉綠素脫鎂、作為自動(dòng)氧化催化劑

脂類異構(gòu)化順一反異構(gòu)化、不共麗脂一共血脂

脂類環(huán)化產(chǎn)生單環(huán)脂肪酸

脂類聚合深鍋油炸中油起味

蛋白質(zhì)變性卵清凝固、酶失活

蛋白質(zhì)交聯(lián)在堿性條件下加工蛋白質(zhì)使?fàn)I養(yǎng)性降低

糖降解宰后動(dòng)物組織和采后植物組織的無氧呼吸

表1-3食品儲(chǔ)藏或加工中變化的因果關(guān)系

初期變化二期變化影響

脂類水解游離脂肪酸與蛋白質(zhì)反應(yīng)質(zhì)地、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

多糖水解融與蛋白質(zhì)反應(yīng)質(zhì)地、風(fēng)味、顏色、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

質(zhì)地、風(fēng)味、顏色、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、

脂類氧化制化產(chǎn)物與許多其他成分反應(yīng)

毒物產(chǎn)生

水果破碎細(xì)胞打破、酶釋放、氧氣進(jìn)入質(zhì)地、風(fēng)味、顏色、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

細(xì)胞壁和膜的完整性破壞、酚釋放、

綠色蔬菜加熱質(zhì)地、風(fēng)味、顏色、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

酶失活

肌肉組織加熱蛋白質(zhì)變性凝聚、酶失活質(zhì)地、風(fēng)味、顏色、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

脂類的順反異構(gòu)油炸過度時(shí)起泡沫，降低油脂的

在深鍋油炸中熱聚合

化營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

表1-4決定食品在儲(chǔ)藏加工中穩(wěn)定性重要因素

各組成成分（包括氧化劑）的化學(xué)性質(zhì)、氧氣含量，

產(chǎn)品自身的因素pH、水分活度（Aw）、玻璃化溫度（Tg）玻璃化溫

度時(shí)的水含量（Wg）

溫度（T）、處理時(shí)間⑴、大氣成分、經(jīng)受的化學(xué)、

環(huán)境因素

物理處理、見光、污染、極端的物理環(huán)境

圖1-1簡(jiǎn)要示意了食品中主要成分的變化及相互間的聯(lián)系。從圖中可見，活潑的竣化物

是極重要的反應(yīng)中間產(chǎn)物c另一個(gè)重要的中間產(chǎn)物是過氧化物。它們來的自類、碳水化合物

和蛋白質(zhì)的化學(xué)變化，自身又引起色素、維生素和風(fēng)味物變化，結(jié)果導(dǎo)致了食品品質(zhì)的多種

變化。

Oz、加蛋白質(zhì)

脂類過氧化物氧化的蛋白質(zhì)

催化劑

色素異味

加麴、疆歌'強(qiáng)礁

維素

生異常顏色

碳水化合物-----------------------活潑的撥化物

風(fēng)物

味喪失營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

質(zhì)地變劣

/中等水分活度

/較高的溫度

蛋白質(zhì)-------------------------------------

圖1-1主要食品成分的化學(xué)變化和相互聯(lián)系

圖1T主要食品成分的化學(xué)變化和相互聯(lián)系

1.5食品化學(xué)研究的方法

食品是多種組分構(gòu)成的體系，在貯藏相加工過程巾，將發(fā)生許多復(fù)雜的變化，它將給食

品化學(xué)的研究帶來一定的困難。因此，一般是從模擬體系或簡(jiǎn)單體系入手，將所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果

應(yīng)用于食品體系，以確定食品組分間的相互作用，及其對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)、感官品質(zhì)和安全性造成

的影響。這種方法使研究的問題過于單化，因此并非都是成功的。

食品化學(xué)研究的內(nèi)容包括四個(gè)方面：確定食品的組成、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、安全性和品質(zhì)等重要

特性；食品貯藏加工過程中各類化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)的步驟相機(jī)理；在上述研究的基礎(chǔ)上，

確定影響食品和衛(wèi)省安全性的主要因素；研究化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)行為及其環(huán)境因素的影響。

1食品的品質(zhì)和安全性

營(yíng)養(yǎng)是食品的基本特征，它是保證人體生長(zhǎng)發(fā)育和從事勞動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。利用現(xiàn)代分析

技術(shù)，用現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)的觀點(diǎn)對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，乃是食品化學(xué)員基本的任務(wù)。食品衛(wèi)生

的安全性也是食品的重要特征，供人類消費(fèi)的食品不應(yīng)含有任何有害的化學(xué)成分或微生物因

素，例如黃曲霉毒素、亞硝胺、苯并花農(nóng)藥、有害重金屬化合物等。

食品在貯藏加工過程中各組分間相互作用對(duì)食品品質(zhì)和安全性的不良影響有如下幾方

面：

(1)質(zhì)地變化：食品組分的溶解性和持水量降低，食品變硬或變軟。

(2)風(fēng)味變化：酸敗(水解或氧化)，產(chǎn)生蒸煮味或焦糖味及其他異味。

(3)顏色變化：變暗、褪色或出現(xiàn)其他色變。

(4)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值變化：維生京，蛋白質(zhì)..脂類等降解。

2化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)

食品在貯藏加工過程中發(fā)生的許多化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)都會(huì)影響食品的品質(zhì)和安全

性。反應(yīng)的類型一般取決于食品的種類、貯藏和加工條件，各反應(yīng)之間相互影響和競(jìng)爭(zhēng)，使

食品化研究變得十分復(fù)雜c因此，簡(jiǎn)化食品體系或采用模擬體系進(jìn)行研窕，是食品化學(xué)研究

方法上的一個(gè)顯著特點(diǎn)。

3各類反應(yīng)對(duì)食易品質(zhì)和衛(wèi)生安全性的影響

上述各類反應(yīng)除了引起食品品質(zhì)變壞，出現(xiàn)食品安全性問題外，有的反應(yīng)則有利于食

品品質(zhì)的改良，如多糖或蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾和衍生物的合成。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐中，要根據(jù)

實(shí)際需要來控制和利用上述各種反應(yīng)。

食品變質(zhì)一般是由一系列初級(jí)反應(yīng)引起組分的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，然后導(dǎo)致肉眼可見

或其他感官能感覺的變化，產(chǎn)生對(duì)人體有害英致致癌的物質(zhì)。

4反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)

食品在貯藏加工過程中的各種化學(xué)和生物化學(xué)變化與溫度、時(shí)間、pH、食品的組成、

水活性、反應(yīng)速度都有關(guān)系。在中等溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)符合阿倫尼烏斯方程，

K=AeA曰KT

式中K為溫度T時(shí)的速率常數(shù)；A為作用分子間的碰撞頻率；為反應(yīng)活化能；K為氣體

常數(shù)；T為溫度?？梢姕囟仁怯绊懯称焚A藏加工中化學(xué)變化的主要變量。在高溫或低溫下，

上述方程會(huì)出現(xiàn)偏差。因?yàn)樵诟邷鼗虻蜏叵?，酶失去活性；反?yīng)途徑改變或出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)；體系

物理狀態(tài)改變，反應(yīng)物消耗增加，這些都是反應(yīng)方程出現(xiàn)偏差的原因。

1.6食品化學(xué)在食品工業(yè)技術(shù)發(fā)展中的作用

食品化學(xué)是根據(jù)現(xiàn)代食品工業(yè)發(fā)展的需耍，在多種相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上形

成和發(fā)展起來的，它具有顯著的多源性、綜合性及應(yīng)用性。在理論、方法和技術(shù)語方面通過

廣泛的吸收、消化和創(chuàng)造過程，食品化學(xué)成為了食品科學(xué)理論和食品工業(yè)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的

支柱學(xué)科之一。

現(xiàn)代食品正向著強(qiáng)調(diào)營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生與感官品質(zhì)，注重保健作用，包裝精良和食用方便的方

向發(fā)展。現(xiàn)代食品工業(yè)正朝著科學(xué)開發(fā)新型天然原輔料；利用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加

工；利用生物工程和化工技術(shù)提得原輔料品質(zhì)和改造原料性能；發(fā)展添加劑，優(yōu)化食品工藝，

加強(qiáng)質(zhì)量控制；革新設(shè)備與加強(qiáng)自動(dòng)化水平等方向發(fā)展。這種發(fā)展主要依靠材料科學(xué)、生物

科學(xué)和信息科學(xué)，當(dāng)然也滋潤(rùn)和鞭策著食品化學(xué)，使它成長(zhǎng)為保證食品工業(yè)健康而持續(xù)發(fā)展

的指導(dǎo)性學(xué)科之一，直接受食品化學(xué)指導(dǎo)的方面見表1T。

表1-5食品化學(xué)指導(dǎo)下現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展

方面過去發(fā)展

食品配方依靠經(jīng)驗(yàn)依據(jù)原料組成、性質(zhì)分析和理性設(shè)計(jì)

I藝依據(jù)傳統(tǒng)，經(jīng)驗(yàn)和粗放小試依據(jù)原料及同類產(chǎn)品組成、特性的分

析，根據(jù)優(yōu)化理論設(shè)計(jì)

開發(fā)食品依據(jù)傳統(tǒng)和感覺盲目的開依據(jù)科學(xué)研究資料，目的明確的開發(fā)，

發(fā)并增大了功能性食品的開發(fā)

控制加工和儲(chǔ)藏變化依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，嘗試性簡(jiǎn)單控制依據(jù)變化機(jī)理，科學(xué)控制

開發(fā)食品資源盲目甚至破壞性的開發(fā)科學(xué)地、綜合地開發(fā)現(xiàn)有和新資源

深加工規(guī)模小、浪費(fèi)大、效益低規(guī)模增大、范圍加寬、浪費(fèi)少、效益

高

由于食品化學(xué)的發(fā)展，有了對(duì)美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、自動(dòng)氧化反應(yīng)、酶促褐變、淀

粉的糊化與老化、多糖水解反應(yīng)、蛋白質(zhì)水解反應(yīng)、蛋白質(zhì)變性反應(yīng)、色素變色與褪色反應(yīng)、

維生素降解反應(yīng)、金屬催化反應(yīng)、菌的催化反應(yīng)、脂肪水解、氧化與酯交換反應(yīng)、脂肪熱解、

熱聚、熱氧化分解和熱氧化聚合反應(yīng)、風(fēng)味物的產(chǎn)生途徑和分解變化、生物性食品原料的產(chǎn)

后生理生化反應(yīng)、原料改性反應(yīng)等等變化的越來越清楚的認(rèn)識(shí)。也有了對(duì)食品成分遷移特性、

結(jié)晶特性、水化特性、質(zhì)構(gòu)特性、風(fēng)味特性、食品體系的穩(wěn)定性和流變性、食品分散系的特

性、食品原料的組織特性等物理、物理化學(xué)、生物化學(xué)和功能性質(zhì)的越來越深刻的認(rèn)識(shí)。這

些認(rèn)識(shí)極大地武裝了食品戰(zhàn)線上的工作者，因而對(duì)現(xiàn)代食品加工和儲(chǔ)藏技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了廣

泛而深刻的影響。

表1-6舉例介紹了食品化學(xué)在食品工業(yè)各行業(yè)中正在發(fā)揮直接影響的方面。從中可看出

食品化學(xué)是怎樣向食品工業(yè)直接注入活力的。

表1-6食品化學(xué)對(duì)各食品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響

食品工業(yè)影響方面

化學(xué)去皮，護(hù)色，質(zhì)構(gòu)控制，維生素保留，打蠟涂膜，化學(xué)保鮮，氣調(diào)儲(chǔ)

果蔬加工儲(chǔ)藏

藏，活性包裝，酶促榨汁，過濾和澄清及化學(xué)防腐等

宰后處理，保汁和嫩化，提高肉糜乳化力、凝膠性和粘彈性，超市鮮肉包

肉品加工

裝，熏肉劑的生產(chǎn)和應(yīng)用，人造肉的生產(chǎn)，內(nèi)臟的綜合利用（制藥）等

速溶，克服上浮下沉，穩(wěn)定蛋白飲料，水質(zhì)處理，穩(wěn)定帶肉果汁，果汁護(hù)

飲料工業(yè)色，控制澄清度，提高風(fēng)味，白酒降度，啤酒澄清，啤酒泡沫和苦味改善，

防止啤酒饌味，果汁脫澀，大豆飲料脫肥等。

穩(wěn)定酸乳和果汁乳，開發(fā)凝乳的代用品及再制乳酪，乳清的利用，乳品的

乳品工業(yè)

營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化等

生產(chǎn)高效膨松劑，增加酥脆性，改善面包皮色和質(zhì)構(gòu)，防止產(chǎn)品老化和酶

焙烤工業(yè)

變等

精練，冬化，調(diào)溫，脂肪改性，DHA、EPA及MCT的開發(fā)利用，食用乳

食用油脂工業(yè)

化劑牛產(chǎn),抗氧化劑,減少油炸食品吸油量等

調(diào)味品工業(yè)生產(chǎn)肉味湯料、核甘酸鮮味劑，碘鹽和有機(jī)硒鹽等

發(fā)酵食品工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品的后處理，后發(fā)酵期間的風(fēng)味變化，菌體和殘?jiān)木C合利用等

面粉改良，精谷制品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化，水解纖維素與半纖維素，生產(chǎn)高果糖漿，

改性淀粉，氫化植物油，生產(chǎn)新型甜味料，生產(chǎn)新型低聚糖，改性油脂，

基礎(chǔ)食品工業(yè)

分離植物蛋白質(zhì)，生產(chǎn)功能性肽，開發(fā)微生物多糖和單細(xì)胞蛋白質(zhì)，食品

添加劑生產(chǎn)和應(yīng)用，野生、海洋和藥食兩用可食資源的開發(fā)利用等

食品檢驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定，快速分析，生物傳感器的研制等

農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)是生物工程最廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域之一，生物工程的發(fā)展為食用農(nóng)產(chǎn)品的品

質(zhì)改造、新食品的開發(fā)及食品添加劑和食用酶的開發(fā)拓寬了道路，但是生物技術(shù)在食品中應(yīng)

用的成功與否緊緊依賴著食品化學(xué)。首先必須通過食品化學(xué)的研究來指明原有生物原料的物

性有哪些需要改造和改造的關(guān)鍵在哪里，指明何種食品添加劑和何種食用酶是急需的以及它

們的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如何。例如，食品化學(xué)揭示了多聚半乳糖醛酸酶在植物組織軟化中的作

用，生物工程技術(shù)就創(chuàng)造出采后不表達(dá)該醐的番茄，從而使番茄在后熟中可以保持良好的硬

度。又如，食品化學(xué)指示了果糖的營(yíng)養(yǎng)特性、風(fēng)味、結(jié)昂性等不同于并且在許多方面優(yōu)越于

葡葡糖，生物工程就發(fā)展了固定化葡萄糖異構(gòu)酶技術(shù)，從而生產(chǎn)出更多高果糖漿。其次，生

物工程產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有時(shí)并不和食品中的應(yīng)用要求完全相同，需要進(jìn)一步分離、姮化、

均配、改性和修飾。在這些工作中，食品化學(xué)具有最直接的指導(dǎo)意義。例如，在食用酶中添

加穩(wěn)定劑和分散劑，將添加劑配成復(fù)合添加劑，對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)分析以決定其優(yōu)劣并找出

其利用價(jià)值等等。最后，生物工程可能生產(chǎn)出傳統(tǒng)食品中沒有用過的材料，需由食品化學(xué)研

究其在食品中利用的可能性、安全性和有效性。

近20年來，食品科學(xué)與工程領(lǐng)域發(fā)展了許多新技術(shù)，并正在逐步把它們推向食品工業(yè)

的應(yīng)用。例如，利用光化學(xué)理論和技術(shù)發(fā)展可降解食品包裝材料，利用生物工程理論與技術(shù)

發(fā)展會(huì)用牛.化反應(yīng)器改造食品發(fā)酵技術(shù)和改良原料品種。利用電磁理論和技術(shù)發(fā)展微波加工

食品技術(shù)，利用低溫技術(shù)發(fā)展速凍食品技術(shù)和食品冷凍干燥技術(shù)，利用放射化學(xué)理論與技術(shù)

發(fā)展食品輻照保鮮技術(shù)，利用應(yīng)用化學(xué)理論和技術(shù)發(fā)展食品的防偽包裝、超臨界提取和分子

蒸餌技術(shù)，利用產(chǎn)后生理生化理論和技術(shù)發(fā)展食品氣控、氣調(diào)、“真空”儲(chǔ)裁和活性包裝（包

裝內(nèi)氣調(diào)）技術(shù)，利用傳質(zhì)理論和膜技術(shù)發(fā)展、可食膜包裝和微膠囊技術(shù)，利用結(jié)構(gòu)與韌性

關(guān)系理論發(fā)展原料改性及食品擠壓、膨化和超微粉末化技術(shù)。由于這些新技術(shù)實(shí)際應(yīng)用是否

成功的關(guān)鍵依然是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、韌性和變化的把握，所以它們發(fā)展的速度緊緊依賴于食品化

學(xué)在這?新領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展速度。的確，各國(guó)的食品化學(xué)家已為此投入了巨大熱情和精力，這

些新技術(shù)在食品工業(yè)的發(fā)展中將起到越來越大的作用。

總之，食品化學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展強(qiáng)烈依賴其他學(xué)科理論和技術(shù)的發(fā)展，即使當(dāng)獨(dú)立的

食品化學(xué)技術(shù)體系建立起來后也是如此。

思考題

1.什么是食品化學(xué)?它的研究?jī)?nèi)容和范疇是什么？

2.試述食品中主要的化學(xué)變化及對(duì)食品品質(zhì)和安全性的影響。

3.食品化學(xué)的研究方法有何特色？

食品學(xué)院教案

第2次課教學(xué)課型：理論課J實(shí)驗(yàn)課口習(xí)題課口實(shí)踐課口技能課口其它口

主要教學(xué)內(nèi)容（注明：*重點(diǎn)#難點(diǎn)）：

主要內(nèi)容：水在食品中的重要作用、水和冰的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)；水在食品中的存在狀態(tài)及各種狀態(tài)水的特

性；水與溶質(zhì)之間的相互作用及其機(jī)理。水分活度的概念，水分活度與溫度的關(guān)系，水分活度與食品穩(wěn)

定性的關(guān)系。吸附等溫線的概念和意義。分子流動(dòng)性與食品的穩(wěn)定性的關(guān)系.

重點(diǎn)：水和冰的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)：水在食品中的存在狀態(tài)；水與溶質(zhì)之間的相互作用。水分活度和水分等

溫吸濕線的概念和意義，水分活度和食品穩(wěn)定性之間的關(guān)系。

難點(diǎn)：水與溶質(zhì)之間的相互作用及其機(jī)理。吸附和解析等溫線，分子活度與食品穩(wěn)定性的關(guān)系。

教學(xué)目的要求：

1、了解水在食品中的重要作用、水和冰的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。

2、掌握水在食品中的存在狀態(tài)及各種狀態(tài)水的特性。

3、掌握水與溶質(zhì)之間的相互作用及其機(jī)理。

4、了解水分活度的概念，水分活度與溫度的關(guān)系，吸附等溫線的概念和意義及分子流動(dòng)性與食品

的穩(wěn)定性的關(guān)系。

5、掌握水分活度對(duì)食品穩(wěn)定性的影響。______________________________________________________

~~教學(xué)方法和教學(xué)手段:

教師講授多媒體教學(xué)

討論、思考題、作業(yè)：

1、水在食品中的存在狀態(tài)及各種狀態(tài)水的特性

2、試述水與溶質(zhì)之間的相互作用及其機(jī)理。

3、什么是水活度?它的研究?jī)?nèi)容和范疇是什么？

4、試述水活度對(duì)食品中主要的化學(xué)變化的影響。

參考書目：

1、OwenR.Fennoma.FoodChemistry.NewYork,MarcelDekker,Inc.,1996

2>OwenR.Fcnncma著（美），王璋，許時(shí)嬰，江波等譯.食品化學(xué)（第三版）.北京；中國(guó)輕工業(yè)出版社

2003

3、［Jelitz,11.1）.,Grosch,W.FoodChemistry.SecondItdition（EnglishVersion）.NewYo1k:Springerverlag

BerlinHeidelberg,1999

4、謝筆鈞主編.食品化學(xué).北京：科學(xué)出版社，2004

5、闞建全主編.食品化學(xué).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2302

6、夏延斌主編.食品化學(xué).北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001

7、趙新淮主編.食品化學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006

注：教師講稿附后

第二章水

本章提要

主要內(nèi)容：水在食品中的重要作用、水和冰的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)；水在食品中的存在狀態(tài)及各種

狀態(tài)水的特性；水與溶質(zhì)之間的相互作用及其機(jī)理。

重點(diǎn)：水和冰的結(jié)構(gòu)及其在食品體系中的行為而食品的質(zhì)地、風(fēng)味和穩(wěn)定性的影響。水分活

度與水分吸著等溫線及水分活度對(duì)食品穩(wěn)定性的影響。食品中水分含量和水分活度的測(cè).定方

法C

難點(diǎn)：分子活度與食品穩(wěn)定性的關(guān)系。

2.1?

在人體內(nèi)，水不僅是構(gòu)成機(jī)體的主要成分，而且是維持生命活動(dòng)、調(diào)節(jié)代謝過程不可缺

少的重要物質(zhì)。例如，水使人體體溫保持穩(wěn)定，因?yàn)樗臒崛葑畲?，一旦人體內(nèi)熱量增多或

減少也不致引起體溫出現(xiàn)大的波動(dòng)。水的蒸發(fā)潛熱大，蒸發(fā)少量汗水即可散發(fā)大量熱能，通

過血液流動(dòng)使全身體溫平衡。水是一種溶劑，能夠作為體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)素運(yùn)輸、吸收和廢棄物排泄

的載體，可作為化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)物或反應(yīng)介質(zhì)，也可作為一種天然的潤(rùn)滑劑和增塑劑，

同時(shí)又是生物大分子化合物構(gòu)象的穩(wěn)定劑，以及包括酶催化在內(nèi)的大分子動(dòng)力學(xué)行為的促進(jìn)

劑。此外，水也是植物進(jìn)行光合作用過程中合成碳水化合物所必需的物質(zhì)?？梢郧宄乜吹剑?/p>

生物體的生存是如此顯著的依賴于水這個(gè)無機(jī)小分子。

水是食品中非常重要的一種成分，也是構(gòu)成大多數(shù)食品的主要組分，各種食品都有能顯

示其品質(zhì)特性的含水軟（表2-1）。水的含量、分布和取向不僅對(duì)食品的結(jié)構(gòu)、外觀、質(zhì)地、

風(fēng)味、新鮮程度和腐敗變質(zhì)的敏感性產(chǎn)生極大的影響，而且對(duì)生物組織的生命過程也起著至

關(guān)重要的作用。水在食品貯藏加工過程中作為化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，又是水解過程的

反應(yīng)物。通過干燥或增加食鹽、糖的濃度，可使食品中的水分除去或被結(jié)合，從而有效地抑

制很多反應(yīng)的發(fā)生和微生物的生K,以延K食品的貨架期。水與蛋白質(zhì)、多骷和脂類通過物

理相互作用影響食品的質(zhì)構(gòu)，在大多數(shù)新鮮食品中，水是最主要的成分，若希望長(zhǎng)期貯藏這

類食品，只要采取有效的貯藏方法控制水分就能夠延長(zhǎng)保藏期，無論采用普通方法脫水或

是低溫冷凍干燥脫水，食品和生物材料的固有特性都會(huì)發(fā)生很大的變化，然而任何企圖使脫

水食品恢復(fù)到它原來的狀態(tài)（復(fù)水和解凍）的嘗試都未獲得成功。

表2T食品中的水分含景：

食品含水量（酚

豬肉53~60

牛肉（碎塊）50~70

雞（無皮肉）74

魚（肌肉蛋白）65~81

水果

香蕉75

漿果、櫻桃、梨、前萄、狒猴桃、柿子、菠蘿80~85

蘋果、桃、甜橙、李子、無花果85~90

蔬菜

青豌豆、甜玉米74~80

甜菜、硬花甘藍(lán)、胡蘿卜、馬鈴薯80~90

蘆筍、青大豆、大白菜、紅辣椒、花菜、黃苣、西紅柿、西

90~95

瓜

谷物

全粒谷物10~12

面粉、粗燕麥粉、粗面粉10~13

乳制品

奶油15

山羊奶87

奶酪（含水量與品種有關(guān)）40~75

奶粉4

冰淇淋65

人造奶油15

焙烤食品

面包35~45

餅干5~8

餡餅43~59

糖及其制品

蜂蜜20

果凍、果醬<35

蔗糖、硬糖、純巧克力<i

水是唯一的以三種物理狀態(tài)廣泛存在的物質(zhì)。

戰(zhàn)爭(zhēng)之源：”下一場(chǎng)世界大戰(zhàn)將是對(duì)水資源的爭(zhēng)奪”。

2.2水和冰的物理特性

與兀素周期表中鄰近氧的某些兀素的氫化物（CFU、NH3、HF、H2S）相比較：水

的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比這些氫億物要高得多，介電常數(shù)、表面張力、熱容和相變熱（熔融熱、蒸

發(fā)熱和升華熱）等物理常數(shù)也都異常高，但密度較低（表2-2）。

與冰比較：此外，水結(jié)冰時(shí)體積增大，表現(xiàn)出異常的膨脹特性。水的熱導(dǎo)值大于其他液

態(tài)物質(zhì)，冰的熱導(dǎo)值略大于非金屬固體。0C時(shí)冰的熱導(dǎo)值約為同一溫度下水的4倍，這說

明冰的熱能傳導(dǎo)速率比生物組織中非流動(dòng)的水快得多。從水和冰的熱擴(kuò)散值可看出水的固態(tài)

和液態(tài)的溫度變化速率，冰的熱擴(kuò)散速率為水的9倍；在一定的環(huán)境條件下，冰的溫度變化

速率比水大得多。水和冰無論是熱傳導(dǎo)或熱擴(kuò)散值都存在著相當(dāng)大的差異，因而可以解釋在

溫差相等的情況下，為什么生物組織的冷凍速度比解凍速度更快。

表2-2水和冰的物理性質(zhì)

性質(zhì)數(shù)值

相對(duì)分子量18.0153

相轉(zhuǎn)變性質(zhì)

熔點(diǎn)（0.IMpa0.000℃

沸點(diǎn)（0.IMpa）100.000℃

臨界溫度373.99℃

臨界壓力22.064MPa(218.6atm)

三相點(diǎn)0.01C和611.73Pa(4.589mmHg

熔化焰（OC）6.012kJ(l.436kcal)/mol

蒸發(fā)焰（100℃）40.657kJ(9.711kcal)/mol

升華焰（OC）50.91kJ(12.16kcal)/mol

溫度

其他性質(zhì)

20c0C0°C(冰)-20*C

密度/(g/cn?)0.998210.999840.91680.9193

粘度/(Pa-s)1.002X10-31.793X103-

表面張力（空氣-水界面）/（N/m）72.75X10375.64X103

蒸汽壓/kPa2.33880.61130.61130.103

比熱容/[J/(g?K)4.18184.21762.10091.9544

熱導(dǎo)率（液體）/WOn-K）］0.59840.56102.2402.433

熱擴(kuò)散/加?$）1.4X10-?1.3X10-711.7X101.8X10?

介電常數(shù)80.2087.90"90~98

2.3水和冰的結(jié)構(gòu)

1水和冰的結(jié)構(gòu)

水和冰的物理性質(zhì)表明，水分子之間存在著很強(qiáng)的吸引力，水和冰在三維空間中通過強(qiáng)

氫鍵締合形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

單個(gè)水分子的結(jié)構(gòu)特征：H2O分子的四面體結(jié)構(gòu)有對(duì)稱型；H-0共價(jià)鍵有離子性；氧

的另外兩對(duì)孤對(duì)電子有靜電力；HQ鍵具有電負(fù)性。

在純凈的水中，除含普通的水分子外，還存在許多其他微量成分，如由O和'H的同位

素'7。、9、2H和2H所構(gòu)成的水分子，共有18種水分子的同位素變體；此外，水中還有離

子微粒如氫離子（以1M）*存在）和氫氧根離子，以及它們的同位素變體，因此，實(shí)際上水中總

共有33種以上HOH的化學(xué)變體。同位素變體僅少量存在于水中，因此，在大多數(shù)情況下可

以忽略不計(jì)。

2分子的締合

（1）水分子的締合作用

水分子中的氫、氫原子呈V字形排序，O-H鍵具有極性，所以分子中的電荷是非對(duì)稱

分布的。純水在蒸汽狀態(tài)下，分子的偶極矩為1.84D（德拜），這種極性使分子間產(chǎn)生吸引

力，因此，水分子能以相當(dāng)大的強(qiáng)度締合。但是只根據(jù)水分子有大的偶極矩還不能充分解釋

分子間為什么存在著非常大的吸引力，因?yàn)榕紭O矩并不能表示電荷暴露的程度和分子的幾何

形狀。水的異常性質(zhì)可以推測(cè)水分子間存在強(qiáng)烈的吸引力以及水和冰具有不尋常結(jié)構(gòu)。水分

子中氧原子的電負(fù)性大，0-H鍵的共用電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向于氧原子一方，使每個(gè)氫原子帶

有部分正電荷且電子屏蔽最小，表現(xiàn)出裸質(zhì)子的特征。

由于每個(gè)水分子具有相等數(shù)目的氫鍵給體和受體，能夠在三維空間形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，

因而水分子間存在著很大的吸引力。

如果還考慮同位素變體、水合氫離子和氫氧根離子，那么水分子間的締合機(jī)理就更加復(fù)

雜了。水合氫離子因?yàn)閹д姾?，它比非離子化的水有更大的氫