高級食品化學

前言

　　食品中成分相當復雜，按其來源可分為動物、植物及微生物原料中原有的成分，在加工過程及貯藏期間新產生的成分，人為添加的成分，原料生產、加工或貯藏期間所污染的成分。食品從原料生產，經過貯藏、運輸、加工到產品銷售，每一過程無不涉及一系列的化學反應和生物化學反應，這些反應不僅使原有成分發(fā)生了變化，而且還產生了各種各樣的新成分，從而對食品產生各種需宜和非需宜的變化，對食品的營養(yǎng)性及安全性也產生重要影響。闡明食品復雜體系中各成分之間的化學反應歷程、中間產物和最終產物的化學結構及其與食品的營養(yǎng)價值、感官質量、安全性和對人體健康的相關性，揭示食品中各種物質的組成、性質、結構、功能和作用機制，尋找新的食品資源和食品原料中可再生資源的利用等構成了食品化學的重要內容。《高級食品化學》是在《生物化學》、《無機化學》及《食品化學》等前期課程知識基礎上，重點介紹食品中水分、蛋白質、油脂、碳水化合物、礦質元素、食品酶學、次生代謝產物、食品風味及食品分散體系等主要成分化學、食品功能性、生理功能及工藝化學等方面新的進展。為滿足當前食品工業(yè)提高食品質量與安全的需要，近年來全國不少高校相繼開設了食品質量與安全專業(yè)。為此，本教材根據近幾年來有關食品安全性的研究，將食品中有害成分化學的內容作為一章單獨介紹?！　　陡呒壥称坊瘜W》是食品科學與工程一級學科下的各專業(yè)研究生必修專業(yè)基礎課之一。目前，具有食品科學與工程一級學科下各二級碩士學位點的大多數院校均開設了這門課，但尚無教材出版，目前主要采用的是內容翔實不一的講義。為此，2005年在青島召開的《食品化學》國家精品課程建設研討會上，來自江南大學、中國農業(yè)大學、西南大學及南京農業(yè)大學等高校的教學一線老師們，就編寫出版《高級食品化學》一書進行了充分討論，并委托中國海洋大學汪東風教授起草《高級食品化學》編寫大綱，后經多次修改通過了編寫大綱及編寫人員分工。2008年7月本書作者們及化學工業(yè)出版社趙玉清副編審在中國海洋大學就該書的初稿又進行了廣泛的討論和修改，集思廣益，并力求做到該書的系統(tǒng)性和先進性，同時也強調其可讀性。該教材是此前由汪東風主編、化學工業(yè)出版社出版的普通高等教學“十一五”國家級規(guī)劃教材《食品化學》的配套教材，也是食品科學與工程一級學科下的各專業(yè)研究生教學用書?！　〗滩闹饕菫榻處熀蛯W生編寫的教學用材料。本書作者均是全國食品科學與工程一級學科點從事食品化學教學及研究的一線教師，有著豐富的教學經驗和學術造詣。本書正是他們根據多年的教學經驗及研究成果，結合近期國內外的《食品化學》教材及文獻編寫而成的，但由于作者水平有限，難免存在疏漏及不妥之處，敬請讀者批評指正?！　≈袊Ｑ蟠髮W食品科學與工程學院汪東風教授擔任全書主編，并主持編寫了第6章及第7章；西南大學食品科學學院闞建全教授主持編寫了第1章；江南大學食品學院楊瑞金教授主持編寫了第2章及第11章；南京農業(yè)大學食品科學與技術學院曾曉雄教授主持編寫了第3章和第5章；中國農業(yè)大學食品與營養(yǎng)工程學院陳敏教授主持編寫了第4章及第9章；江南大學食品學院張曉鳴教授編寫了第8章；華南理工大學輕工與食品學院趙謀明教授編寫了第10章。北京工商大學曹雁平教授及浙江大學沈生榮教授為本書編寫提出了寶貴建議。中國海洋大學徐瑩博士、安徽農業(yè)大學周裔彬博士、山西農業(yè)大學李澤珍博士、山東理工大學石啟龍博士及煙臺大學李志軍博士參編了部分章節(jié)。徐瑩博士協(xié)助汪東風教授對全書進行了統(tǒng)稿?；瘜W工業(yè)出版社和中國海洋大學對本書的出版給予了大力支持，全書引用了大量的參考文獻，在此一并致以最真摯的謝意?！　⊥魱|風　　2008年12月16日

內容概要

　　本書是在生物化學、無機化學及食品化學等前期課程知識基礎上，重點介紹食品中水分、蛋白質、油脂、碳水化合物、礦質元素、食品酶學、次生代謝產物、食品風味及食品分散體系等主要成分化學、食品功能性、生理功能及工藝化學等方面新的進展。為滿足當前食品工業(yè)提高食品質量與安全的需要，根據近幾年來有關食品安全性的研究，將食品中有害成分化學的內容作為一章單獨介紹?！　”緯鳛槭称房茖W與工程一級學科下的各專業(yè)研究生必修專業(yè)基礎課教材。

書籍目錄

第1章 水分11.1 概述11.1.1 水在食品和人體中的功能11.1.2 食品中水與非水成分之間的相互作用11.1.3 水分活度與食品穩(wěn)定性21.2 冷凍和脫水過程中食品變化的相關基礎理論41.2.1 相平衡41.2.2 結晶71.3 凍藏時冰對食品穩(wěn)定性的影響141.4 玻璃化溫度與食品穩(wěn)定性151.4.1 基本概念151.4.2 食品的玻璃態(tài)161.4.3 影響食品玻璃化溫度的因素201.4.4 食品玻璃化溫度的測定221.4.5 玻璃化溫度與食品穩(wěn)定性231.5 分子移動性與食品的穩(wěn)定性251.5.1 基本概念251.5.2 分子移動性與食品穩(wěn)定性的關系251.5.3 分子移動性（和/或玻璃化溫度）的應用291.6 水分活度（p/p0或RVP）、分子移動性和玻璃化溫度的相互關系341.6.1 Tg、Mm和水分活度與吸濕等溫線的關系341.6.2 水分活度、分子流動性和Tg在預測食品穩(wěn)定性方面的比較351.6.3 結合方法處理食品穩(wěn)定性36參考文獻37第2章 蛋白質382.1 蛋白質及寡肽的生理功能性382.1.1 蛋白質的營養(yǎng)價值392.1.2 一些功能蛋白的營養(yǎng)性質442.1.3 肽、寡肽及生物活性寡肽462.2 蛋白質在貯藏加工中的變化542.2.1 適度的熱處理與蛋白質的營養(yǎng)性及安全性542.2.2 熱處理與氨基酸的化學變化552.2.3 蛋白質交聯(lián)562.2.4 氧化劑的影響582.2.5 羰胺反應592.2.6 食品中蛋白質的其他反應602.3 蛋白質的改性622.3.1 物理改性622.3.2 化學改性622.3.3 酶法改性66參考文獻67第3章 碳水化合物693.1 概述693.1.1 食品中常見的碳水化合物693.1.2 低聚糖和多糖的功能性763.2 抗性淀粉843.2.1 抗性淀粉的分類和定義843.2.2 抗性淀粉的抗性機理及其生理功能863.2.3 抗性淀粉形成的影響因素873.2.4 抗性淀粉的制備893.3 甲殼素/殼聚糖及其衍生化923.3.1 概述923.3.2 殼聚糖的化學改性923.3.3 殼聚糖的降解953.4 多糖的提取、分離純化和結構分析963.4.1 多糖的提取與分離純化963.4.2 多糖的結構分析98參考文獻104第4章 脂類1054.1 天然脂類的化學性質1054.1.1 食品中的脂肪酸1054.1.2 常用油脂的脂肪酸分布與組成1064.1.3 油脂和脂肪酸的化學反應1084.1.4 異構化反應1094.2 油脂在貯藏加工中的化學反應1114.2.1 油脂氧化的機理1114.2.2 油脂的酸敗和回味1154.2.3 油脂氧化程度及油脂穩(wěn)定性評價1154.3 油脂中的非甘油酯成分1194.3.1 簡單脂質1194.3.2 復雜脂質1224.4 油脂改性1234.4.1 油脂氫化1234.4.2 油脂的分提1244.4.3 酯交換1264.5 油脂取代物1284.5.1 油脂模擬物1284.5.2 油脂替代物1294.5.3 油脂替代物舉例1304.6 油脂加工產品1314.6.1 氫化油1314.6.2 調和油1314.6.3 人造奶油1324.6.4 起酥油1324.6.5 代可可脂133參考文獻133第5章 酶1345.1 概述1345.1.1 酶的概念與作為生物催化劑的特點1345.1.2 酶分子的結構與功能1355.1.3 酶學對食品科學的重要性1365.1.4 酶的穩(wěn)定性1385.2 固定化酶1405.2.1 酶的固定化方法1405.2.2 固定化酶的性質1425.2.3 影響固定化酶反應動力學的因素1435.2.4 固定化酶在食品工業(yè)中的應用舉例1435.3 酶的化學修飾1445.3.1 酶化學修飾的基本要求1455.3.2 酶化學修飾程度和修飾部位的測定1465.3.3 酶分子的化學修飾方法1465.4 非水相酶催化作用1525.4.1 非水相酶催化反應體系1525.4.2 非水介質中酶的結構與性質1535.4.3 有機介質中酶催化作用在食品及其相關領域中的應用1565.5 酶傳感器1575.5.1 酶傳感器概述1575.5.2 酶傳感器在食品工業(yè)中的應用158參考文獻160第6章 食品礦質元素化學1616.1 概述1616.1.1 食品中微量元素的定義與分類1616.1.2 生命體中礦質元素在元素周期表中的分布1616.1.3 生命體內礦質元素的功能1636.2 礦質元素在生物體內的分布及存在狀態(tài)1686.2.1 礦質元素在生物體內的分布及轉化1686.2.2 金屬元素在食物中的賦存狀態(tài)1706.2.3 金屬元素在食物中賦存狀態(tài)的研究技術簡介1816.3 食品中礦質元素的理化性、營養(yǎng)性及有害性1856.3.1 食品中礦質元素的理化性質1856.3.2 食品中礦質元素的營養(yǎng)性及有害性1876.4 食品中礦質元素的含量及影響因素1926.4.1 食品來源生產對食品中礦質元素的含量的影響1926.4.2 加工對食品中礦質元素含量的影響1956.4.3 貯藏對食品中礦質元素含量的影響196參考文獻196第7章 食品中有害成分1997.1 食品中抗營養(yǎng)素1997.1.1 植酸1997.1.2 草酸2017.1.3 多酚類化合物的抗營養(yǎng)性2027.1.4 消化酶抑制劑2037.2 內源性有害成分2077.2.1 過敏原2077.2.2 有害糖苷類2097.2.3 有害氨基酸2127.2.4 凝集素2127.2.5 皂素2157.2.6 生物胺2167.2.7 水產食物中有害成分2197.3 食品中外源性有害成分2227.3.1 食品中重金屬元素2227.3.2 農藥殘留2237.3.3 二英及其類似物2257.3.4 獸藥2267.3.5 漁藥2297.4 加工及貯藏中產生的有毒、有害成分2307.4.1 燒烤、油炸及煙熏等加工中產生的有毒、有害成分2307.4.2 熱作用下氨基酸的外消旋作用2367.4.3 硝酸鹽、亞硝酸鹽及亞硝胺2377.4.4 氯丙醇2397.4.5 容具和包裝材料中的有毒有害物質240參考文獻241第8章 食品風味2458.1 概述2458.1.1 食品風味的概念2458.1.2 食品風味的分類2468.1.3 風味學術研究的發(fā)展2468.1.4 風味分析方法2478.1.5 風味的感官評定2478.2 食品原料中的風味成分2478.2.1 蔬菜、水果和香料的風味2478.2.2 乳酸?乙醇發(fā)酵產生的風味2548.2.3 由油脂產生的風味揮發(fā)物2558.2.4 肌肉類食品的揮發(fā)性風味物質2568.3 食品加工中產生的風味成分2588.3.1 Maillard反應及其應用2588.3.2 脂肪降解產生的風味2618.3.3 類胡蘿卜素氧化降解產生的揮發(fā)物2638.4 食品風味形成途徑2638.4.1 植物性食品風味成分2638.4.2 動物性食品風味成分2648.4.3 發(fā)酵食品風味的生物合成2668.5 風味物質的穩(wěn)定化2668.5.1 概述2668.5.2 風味物質微膠囊化的方法2678.5.3 微膠囊化風味物質的控制釋放275參考文獻276第9章 次生代謝產物2819.1 概述2819.1.1 次生代謝的概念2819.1.2 次生代謝產物的分類和命名2819.1.3 生物合成途徑2819.1.4 食品中的次生代謝產物的重要性2829.2 黃酮類化合物2839.2.1 黃酮類化合物的結構和分類2839.2.2 黃酮苷的構成方式2859.2.3 黃酮類化合物的性質2869.2.4 典型黃酮類化合物2879.2.5 黃酮類化合物的研究進展2949.3 萜類化合物2949.3.1 萜的結構與分類2959.3.2 萜類化合物的一般性質2959.3.3 典型萜類化合物2969.3.4 萜類化合物的研究進展3009.4 生物堿3009.4.1 生物堿的結構和分類3009.4.2 生物堿的一般性質3029.4.3 食品中的生物堿3029.4.4 生物堿的研究進展307參考文獻307第10章 食品分散體系30910.1 泡沫結構30910.1.1 食品泡沫的形成30910.1.2 泡沫的穩(wěn)定性31110.1.3 泡沫流變性31410.1.4 消泡和泡沫的抑制31410.1.5 泡沫體系的研究舉例31410.2 凝膠32010.2.1 凝膠的類型32010.2.2 凝膠的流變學特性32110.2.3 食品中的典型凝膠體系32210.2.4 凝膠體系研究舉例——卡拉膠凝膠32910.2.5 凝膠體系研究舉例——魚糜凝膠33210.3 懸乳濁液33810.3.1 懸乳濁液體系中的異相絮凝33910.3.2 懸乳濁液體系中的晶體增長34010.3.3 懸乳濁液的沉降和分層行為34010.3.4 懸乳濁液的流變特性34110.3.5 懸乳濁液的研究舉例341參考文獻343第11章 食品貨架壽命預測動力學及應用34611.1 影響食品品質的主要因素34611.2 食品貨架壽命預測動力學34711.2.1 食品品質函數——反應級數34711.2.2 食品貨架壽命預測方法34811.2.3 食品貨架壽命的其他影響因素35211.3 食品貨架壽命試驗設計353參考文獻354

章節(jié)摘錄

　　第1章　水分　　1.1　概述　　水既是維持人類正常生命活動所必需的基本物質，又廣泛地存在于各類食品中，并與食品的品質和穩(wěn)定性有著非常密切的關系。因此，研究水和食品的關系是非常重要的?！　?.1.1　水在食品和人體中的功能　　水是人體的主要成分，是維持生命活動、調節(jié)代謝過程不可缺少的重要物質。①水使人體的體溫保持穩(wěn)定，因為水的比熱容大，一旦人體內熱量增多或減少也不至于引起體溫出現(xiàn)大的波動。水的蒸發(fā)潛熱大，蒸發(fā)少量汗水即可散發(fā)大量熱能，通過血液流動使全身體溫平衡。②水是一種溶劑，能夠作為體內營養(yǎng)素運輸、吸收和廢棄物排泄的載體，也可作為化學和生物化學的反應物和反應介質。③水是一種天然的潤滑劑，可使摩擦面滑潤，減少損傷。④水是優(yōu)良的增塑劑，同時又是生物大分子化合物構象的穩(wěn)定劑，以及包括酶催化劑在內的大分子動力學行為的促進劑?！　∷彩谴蠖鄶凳称返闹饕M成成分。食品中水的含量、分布、狀態(tài)和取向不僅對食品的結構、外觀、質地、風味、色澤、流動性、新鮮程度和腐敗變質的敏感性產生極大的影響，而且對生物組織的生命過程也起著至關重要的作用。①水在食品貯藏加工過程中既作為化學和生物化學反應的介質，又是水解過程的反應物。②水是微生物生長繁殖的重要因素，影響食品的貨架期。③水與蛋白質、多糖和脂類通過物理相互作用而影響食品的質構，如新鮮度、硬度、流動性等。④水還能發(fā)揮膨潤、浸濕的作用，影響食品的加工性。因此，在許多法定的食品質量標準中，水分是一個主要的質量指標?！　∪粝ＭL期貯藏含水量高的新鮮食品，只要采取有效的貯藏方法控制水分，就能夠延長其保藏期。例如，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合，從而有效地抑制很多反應的發(fā)生和微生物的生長，從而達到延長其貨架期的目的。無論采用普通方法脫水還是低溫冷凍干燥脫水，食品和生物材料的固有特性都會發(fā)生很大的變化，都無法使脫水食品恢復到它原來的狀態(tài)（復水和解凍）。

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