食品科学导论

食品科学导论，碳水化合物：营养价值、基本结构与组成、基本性质；蛋白质：营养价值、基本结构和组成、基本性质。

食品组分

• 碳水化合物
  • 营养价值
    • 供给能量
    • 构成一些重要的生理物质
    • 节约蛋白质
    • 抗酮
    • 保肝解毒
    • 增强肠道功能
    • 其他
  • 基本结构与组成
    • 单糖
      • 定义:不能再水解的多羟基醛或多羟基酮
      • 举例:葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等
    • 低聚糖
      • 定义:聚合度2～10的糖类
      • 举例:麦芽糖、蔗糖、乳糖等
    • 多糖
      • 定义:聚合度大于10的糖类
      • 举例:淀粉、纤维素、半纤维素、阿拉伯木聚糖等
  • 基本性质
    • 单糖和低聚糖的性质
      • 甜度较高
        • 甜度影响因素
          • 温度
          • 存在状态
          • 构型的变化
          • 糖种类多少
      • 溶解度大
      • 易结晶
      • 提供能量
      • 可被微生物发酵
        • 低浓度的糖溶液是微生物生长的优势碳源
      • 可作为防腐剂
        • 高浓度的糖溶液具有高的渗透压，能防止微生物生长
      • 美拉德反应
        • 定义
          • 美拉德反应是具有还原性的醛糖和蛋白质或氨基酸中的氨基发生的一类非酶褐变
        • 影响因素
          • 温度、氧气、水分、金属离子等
        • 作用
          • 控制影响因素可防止或产生褐变
      • 焦糖化反应
        • 糖类在没有含氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上发生褐变现象的作用
      • 抗氧化性
        • 糖类有利于延缓油脂氧化酸败
      • 吸湿性和保湿性
        • 在较高的空气湿度下具有吸收水分的性质
        • 在较低的空气湿度下具有保持水分的性质
    • 淀粉的性质
      • 无甜味
      • 在冷水中不易溶解
      • 溶解后的淀粉遇碘可形成蓝色络合物
      • 储备能量
      • 以特有的淀粉颗粒形式存在于种子和块茎中
      • 可发生糊化和老化现象
      • 可在酸或酶的作用下得到糊精、麦芽糖和葡萄糖等产物
      • 可通过改性改善其功能性质
    • 纤维素和半纤维素的性质
      • 构成植物细胞壁
      • 吸水后膨润，可持水
      • 不能被人消化，不产生能量
      • 吸附胆汁酸、胆固醇等有机分子
      • 可在酶和微生物作用下分解，纤维素和半纤维素不会被人体自身消化，但在大肠内因肠道微生物作用可受不同程度的分解，发酵
      • 纤维素长链结合成束，形成纤维 食品中可食的纤维主要是纤维素
    • 多糖类植物胶的性质
      • 以果胶为例
        • 由重复单位的半乳糖醛酸形成长链构成，通常有一部分半乳糖醛酸以甲酯化形式存在
        • 广泛存在于水果和蔬菜中，对组织起软化和黏胶作用
        • 溶于热水
        • 可作为增稠剂和稳定剂
        • 可作为果冻和果酱的凝胶剂
• 蛋白质
  • 营养价值
    • 构成机体和合成新的组织
    • 维持平衡和提供人体必需氨基酸
    • 参加物质的代谢调节
    • 增强人体的抵抗力
    • 提供能量
  • 基本结构和组成
    • 氨基酸
    • 蛋白质
  • 基本性质
    • 理化性质
      • 两性电解
      • 疏水性
      • 渗透压与蛋白质的透析
    • 变性
      • 指不涉及一级结构的蛋白质的分子空间结构发生改变的过程
    • 功能性质
      • 流体动力学性质
      • 与蛋白质有关的性质
• 其他食品组分
  • 水
  • 天然乳化剂
    • 定义
      • 乳化剂是能将脂肪球分散在水中或水滴分散在脂肪中的物质
    • 作用
      • 能改善分散体系中各种构成相之间的表面张力
    • 常见乳化剂
      • 磷脂
      • 分布广泛的各种食品蛋白质
      • 多种植物胶或微生物胶
  • 类似物和新配料
    • 甜味剂
      • 甜蜜素
      • 糖精
      • 阿斯巴甜
      • 安赛蜜
      • 蔗糖素
      • 阿力甜
      • 多羟基醇类甜味剂
      • 其他无营养甜味剂
    • 脂肪替代品
      • 碳水化合物类
      • 蛋白质类
      • 低热量合成甘油三酯类
      • 合成脂肪代用品
  • 有机酸
    • 改变食物味感
    • 作为代谢中间产物
    • 做缓冲物质
    • 作为螯合剂
  • 氧化剂和抗氧化剂
  • 酶
    • 是一种生物催化剂，是有生物的活细胞产生的有催化功能的蛋白质
  • 维生素
    • 由各类有机化合物组成，是营养上必需的微量营养素
• 脂类
  • 营养价值
    • 脂类营养价值的评价
      • 消化率
        • 婴儿膳食中的乳脂＞植物油＞食草动物的体脂
      • 必需脂肪酸的含量
        • 必需脂肪酸是动物体不能充分合成而必须由饮食给予补充的
      • 脂溶性维生素的含量
        • 维生素A
        • 维生素D
        • 维生素E
        • 维生素K
      • 脂类的稳定性
        • 主要与不饱和脂肪酸、维生素E的含量有关
    • 脂类的功能
      • 供给人体热量
      • 提供不饱和脂肪酸
      • 促进脂肪的运输
      • 增加食品的可口性
      • 脂肪发生分解和氧化等反应后 可生成风味物质
      • 保温、保护器官
      • 储能
    • 脂类加工对营养价值的影响
      • 热处理和氧化
        • 摄食经加热和氧化的脂肪可能产生有害效应
      • 氢化
        • 油脂氢化时，会使一些双键移动，生成位置异构体和几何异构体，食用此类物质可能会产生危险
      • 辐射
        • 会引起脂溶性维生素的破坏
    • 脂类摄入与营养健康
      • 摄入脂类的影响
        • 低浓度脂蛋白和高浓度脂蛋白的比例
        • 血清胆固醇的浓度
  • 基本结构和组成
    • 简单脂类
      • 酰基甘油
        • 甘油＋脂肪酸
      • 蜡
        • 长链脂肪醇＋长链脂肪酸
    • 复合脂类
      • 磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）
        • 甘油＋脂肪酸＋磷酸盐＋其他含氮基团
      • 神经鞘磷脂
        • 鞘氨醇＋脂肪酸＋磷酸盐＋胆碱
      • 脑苷脂
        • 鞘氨醇＋脂肪酸＋糖
      • 神经节甘脂
        • 鞘氨醇＋脂肪酸＋复合碳水化合物（包括唾液酸）
    • 衍生脂类
      • 符合脂类定义的物质但不是简单或复合脂类
        • 如类胡萝卜素、类固醇、脂溶性维生素
  • 基本性质
    • 物理性质
      • 结晶
        • 过程
          • 生成晶核
          • 结晶生长
        • 状态
          • 在结晶状态，原子或分子占据固定位置，形成一个重复的、高度有序的三维模式
        • 影响因素
          • 纯度
          • 温度
          • 冷却速率
          • 晶核的存在
          • 溶剂的类型
        • 特征表现
          • X射线间距
          • 比容
          • 熔点
      • 熔化
        • 脂肪固体熔化时吸收热量，在熔点时吸收热量，但温度保持不变
      • 稠度
        • 定义
          • 脂肪稠度是对其流变性质的描述
        • 影响因素
          • 脂肪中固体比例
            • 一般固体含量越高，稠度越高
          • 结晶的数量、大小以及种类
            • 固体含量一定，大量的小结晶比少量的大结晶产生的脂肪硬度高
          • 黏度
            • 在一定温度下，油的黏度不同将影响熔化物的黏度及固－液脂混合物的稠度
          • 热处理
            • 适当的热处理有利于形成大量的晶核、无数的小结晶以及硬的稠度
          • 机械处理
            • 在固化时进行机械搅拌熔化可使得到的脂肪更软
    • 化学性质
      • 脂解
        • 定义
          • 在酶、热或水分等的作用下，脂类中酯键水解，产生游离脂肪酸的过程
        • 影响
          • 有利
            • 如通过添加特定微生物和乳脂酶可产生某种典型的干酪风味
          • 不利
            • 牛奶水解产生的短链脂肪酸能导致鲜乳产生不希望的蛤味
      • 氧化
        • 影响
          • 导致食用油和含脂食品产生不良风味和气味
          • 降低食物的营养质量，甚至产生毒物
        • 途径
          • 自动氧化
          • 光敏氧化
        • 影响因素
          • 温度、表面积、水分、分子定向、物理状态、乳化等
        • 抗氧化剂
          • 定义
            • 抗氧化剂是一种能推迟具有自动氧化能力的物质发生氧化并能减慢氧化速率的物质
          • 包括
            • 目前使用的主要是具有不同的环状取代物的一羟基酚或多羟基酚
      • 热分解
        • 热分解反应与氧化反应同时存在，对风味、外观、营养价值以及毒性很重要
    • 加工对脂类性质的影响
      • 油炸
        • 检测油脂油炸使用程度方法
          • 检测石油醚不溶物
          • 检测极性化合物
          • 检测二聚酯含量
        • 油炸时考虑因素
          • 选择高质量高稳定性的油炸用油
          • 使用设计合理的设备
          • 选择较低的油炸温度
          • 经常过滤油脂以除去食品颗粒
          • 经常停机和清洗设备
          • 需要时更换油以保持高质量
          • 使用合适的氧化剂
          • 人员培训
      • 电离辐射对脂肪的影响
        • 生成自由基，并与氧结合形成氢过氧化合物
        • 破坏抗氧化剂
        • 过氧化物分解生成各种分解产物，特别是羟基化合物