2011年食品化学总结笔记(3)

脂肪：影响脂肪品质的化学反应主要为酸败，而酸败过程的化学本质是空气氧的自动氧化。脂类的氧化反应与水分含量之间的关系为：在Ⅰ区，氧化反应的速度随着水分增加而降低；在Ⅱ区，氧化反应速度随着水分的增加而加快；在Ⅲ区，氧化反应速度随着水分增加又呈下降趋势。其原因是在非常干燥的样品中加入水会明显干扰氧化，本质是水与脂肪自由基氧化中形成的氢过氧化合物通过氢键结合，降低了氢过氧化合物分解的活性，从而降低了脂肪氧化反应的速度；从没有水开始，随着水量的增加，保护作用增强，因此氧化速度有一个降低的过程；除了水对氢过氧化物的保护作用外，水与金属的结合还可使金属离子对脂肪氧化反应的催化作用降低。当含水量超过Ⅰ、Ⅱ区交界时，较大量的水通过溶解作用可以有效地增加氧的含量，还可使脂肪分子通过溶胀而更加暴露；当含水量到达Ⅲ区时，大量的水降低了反应物和催化剂的浓度，氧化速度又有所降低。

蛋白质及酶：据测定，当食品中的水分含量在2%以下时，可以有效的阻止蛋白质的变性；而当达到4%或其以上时，蛋白质变性变得越来越容易。

水促使蛋白质变性的原因是，水能使多孔蛋白质润胀，暴露出长链中可能被氧化的基团，导致氧化反应的发生，破坏保持蛋白质高级结构的弱键，从而使蛋白质变性。褐变反应是影响食品质量和外观特性的重要的化学反应，包括酶促褐变和非酶褐变两类。酶促褐变是在酶作用下，食品中的酚类化合物发生特殊的氧化反应使食品颜色变劣的过程。当食品中的水分活度在0.25～0.30之间时，酶促褐变可被有

效防止；但当水分活度在此基础上增加时，酶促反应就会明显发生。

非酶褐变指食品通过一些非酶氧化而导致食品变色的反应。也与水分活度有密切的关系，当食品中的水分活度在0.6～0.7之间时，非酶褐变最为严重；水分活度下降，褐变速度减慢，在0.2以下时，褐变难以发生。但当水分活度超过褐变高峰要求的值时，其褐变速度又由于体系中溶质的减少而下降。

水溶性色素：一般而言，当食品中的水分活度增大时，水溶性色素（常见的是花青素类）分解的速度就会加快。

总之，降低食品中的水分活度，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。但水分活度太低，反而会加速脂肪的氧化酸败。要使食品具有最高的稳定性，最好将水分活度保持在结合水范围内。这样，既可使化学变化难以发生，同时又不会使食品丧失吸水性和持水性。

7．根据水分活度与食品稳定性的关系说明BET单层的概念。

8．写出冰点以下食品水分活度的定义，那些因素影响冰点以下食品

水分活度。

在较大的温度范围内Inaw－1/T图并非始终是一条直线；当冰开始形成时，Inaw－1/T图线出现明显的折点，因此，在冰点温度以下时，水活性的定义需要重新考虑。这时的P0是表示过冷纯水的蒸汽压还是冰的蒸汽压呢？实验结果证明，用过冷纯水的蒸汽压来表示P0是正确的。原因在于：1）只有在这时，冰点温度以下的aw值才能与冰点温度以上的aw值精确比较；2）如果冰的蒸汽压用P0表示，那么含有冰晶的样品在冰点温度以下是是没有意义的。因为在冰点温度以下的aw值都是相同的。另一方面，冷冻食品中水的蒸汽压与同一温度下冰的蒸汽压相等（过冷水的蒸汽压是在温度降低－15℃时测定的，而测定冰的蒸汽压、温度比前者要低的多），所以能够按下式准确的计算冷冻食品的水活性值。即：

a?wpp(ff)?pp0(ice)

0(scw)0(scw)式中：p（ff）是部分冷冻样品的水蒸汽分压，p0（scw）是相同温度下纯过冷水的蒸汽压， P0（ice）是纯冰在相同温度下的蒸汽压。

在比较高于和低于冻结温度下的水活性时得到的三个重要区别。第一，在冻结温度以上，aw样品组分和温度的函数，前者是主要的因素，但在冻结温度以下时，aw与样品中的组分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，aw不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此，不能根据水活性值aw准确地预测在低于冻结温度时体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以，在低于冻结温度时用aw值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标，远不如在冻结温度以上更有应用价值。第二，冻结温度以上和冻结温度以下水活性对食品稳定性的影响是不同的，例如，一种食品在-15℃和aw0.86时，微生物不生长，化学反应进行缓慢，可是，在20℃，aw同样为0.86，则出现相反的情况，有些化学反应将迅速地进行，某些微生物也能生长；第三，低于冻结温度时的aw不能用来预测冻结温度以上的同一种食品的aw，因为低于冻结温度时aw值与样品的组成无关，而只取决于温度。

9．冰点上下的水分活度

水分活度指溶液（食品）中水的蒸汽压与同一温度下纯水饱和蒸汽压之比。 食品冰点以上和冰点以下水分活度的区别：

冰点以上水分活度的计算公式为：Aw＝P／P0 ，而结冰后的食品中Aw＝P（纯冰）／P0（过冷纯水）。即在冻结温度以上, aw是样品组分与温度的函数,且前者是主要因素,在冻结温度以下, aw与样品组分无关,只取决于温度,不能根据aw预测受溶质影响的冰点以下发生的过程,如扩散控制过程,催化反应等.

食品在冻结点上下水分活度的比较：

在比较高于和低于冻结温度下的水活性时得到的三个重要区别。第一，在冻结温度以上，aw样品组分和温度的函数，前者是主要的因素，但在冻结温度以下时，aw与样品中的组分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，aw不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此，不能根据水活性值aw准确地预测在低于冻结温度时体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以，在低于冻结温度时用aw值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标，远不如在冻结温度以上更有应用价值。第二，冻结温度以上和冻结温度以下水活性对食品稳定性的影响是不同的，例如，一种食品在-15℃和aw0.86时，微

生物不生长，化学反应进行缓慢，可是，在20℃，aw同样为0.86，则出现相反的情况，有些化学反应将迅速地进行，某些微生物也能生长；第三，低于冻结温度时的aw不能用来预测冻结温度以上的同一种食品的aw，因为低于冻结温度时aw值与样品的组成无关，而只取决于温度。

10．为什么说不能用冰点以下食品水分活度预测冰点以下食品的变化过程？

在比较高于和低于冻结温度下的水活性时得到的三个重要区别。第一，在冻结温度以上，aw样品组分和温度的函数，前者是主要的因素，但在冻结温度以下时，aw与样品中的组分无关，只取决于温度，也就是说在有冰相存在时，aw不受体系中所含溶质种类和比例的影响，因此，不能根据水活性值aw准确地预测在低于冻结温度时体系中溶质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以，在低于冻结温度时用aw值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标，远不如在冻结温度以上更有应用价值。第二，冻结温度以上和冻结温度以下水活性对食品稳定性的影响是不同的，例如，一种食品在-15℃和aw0.86时，微生物不生长，化学反应进行缓慢，可是，在20℃，aw同样为0.86，则出现相反的情况，有些化学反应将迅速地进行，某些微生物也能生长；第三，低于冻结温度时的aw不能用来预测冻结温度以上的同一种食品的aw，因为低于冻结温度时aw值与样品的组成无关，而只取决于温度。

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