1、第5章 油脂教學內容重點難點5.1概述5.2脂肪的結構和組成5.3油脂的物理性質5.4油脂在貯藏加工過程中的劣變油脂自動氧化5.5油脂的熱變化5.6 油脂的質量評價5.7油脂的精煉和加工一、概述脂類指存在于生物體中或食品中微溶于水，能溶于有機溶劑的一類化合物的總稱。1 油脂的分類按物理狀態分：脂肪（常溫下為固態）和油（常溫下為液態）；按化學結構分：簡單脂：酰基脂，蠟；復合脂：鞘脂類（鞘氨酸、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿組成），腦苷脂類（鞘氨酸、脂肪酸、糖類組成），神經節苷脂類（鞘氨酸、脂肪酸、復合的碳水化合物）；衍生脂：類胡籮卜素、類固醇、脂溶性纖維素等。來源分：乳脂類、植物脂、動物脂、海產品動物油、

2、微生物油脂。按不飽和程度分：干性油：碘值大于130，如桐油、亞麻籽油、紅花油等；半干性油：碘值介于100-130，如棉籽油、大豆油等；不干性油：碘值小于100，如花生油、菜子油、蓖麻油等。按構成的脂肪酸分：單純酰基油，混合酰基油。2 油脂的功能（1）生命功能：構成機體，調節生命過程；（2）營養功能：提供必需脂肪酸和熱能，運輸脂溶性維生素；（3）風味功能。二、脂肪的結構和組成常見脂肪酸命名系統名稱俗名系統名稱俗名及數字法名十二碳酸月桂酸順9-十六碳烯酸棕櫚油酸16:1 9c十四碳酸肉豆寇酸順9-十八碳烯酸油酸18:1 9c十六碳酸棕櫚酸順9，順12-十八碳二烯酸亞油酸18:2 9c12c十八碳酸

3、硬脂酸順9，順12，順15-十八碳三烯酸a-亞麻酸18:3 9c12c15c 二十碳酸花生酸二十烷酸20:0天然飽和脂肪酸具有的特點1）絕大多數是直鏈的偶數碳，奇數的極個別，含量也極少。2）自丁酸開始到三十八碳止，其中C4-24存在于油脂中， C24 存在于蠟中。3）油脂中最常見的飽和酸為十六酸和十八酸，其次為十二酸、十四酸、二十酸。其中碳鏈12的存在牛乳脂肪與很少的植物種子油中。天然的不飽和脂肪酸具有的特點：1）含有一個或多個烯丙基-(-CH=CH-CH2)n-結構；2）基本上為順-式異構體，極個別為反-式異構體；3）主要為w-3、w-6、w-9酸；4）天然多烯酸的雙鍵都是被亞甲基隔開的。必

4、需脂肪酸L：亞油酸，Ln：亞麻酸，An：花生四烯酸，EPA：二十碳五烯酸，DHA：二十二碳六烯酸三、油脂的物理性質1油脂的熱性質（1）熔點：對一般的化合物而言，熔點=凝固點。但對具有粘滯性的和同質多晶現象的物質，凝固點小于熔點。油脂的凝固點比其熔點低1-5。油脂中熔點甘油三酯甘油二酯甘油二酯甘油一酯脂肪酸脂肪酸的低級醇酯。他們的蒸汽壓則按相反的順序變化。（3）煙點，閃點，著火點：煙點，閃點，著火點是油脂在接觸空氣時加熱時的穩定性指標。煙點：在不通風的情況下加熱油脂觀察到油脂發煙時的溫度，一般為240。閃點：油脂在加熱時油脂的揮發物能被點燃但不能維持燃燒的溫度，一般為340。著火點：油脂在加熱時

5、油脂的揮發物能被點燃且能持續燃燒的時間不少于5 秒的溫度，一般為370。2油脂的晶體特性油脂的晶型：同質多晶現象：同一種物質具有不同固體形態的現象。固態油脂屬于同質多晶現象。天然油脂一般都存在3-4 種晶型，按熔點增加的順序依次為：玻璃質固體（亞型或型），型，型和型，其中型，型和型為真正的晶體。型：熔點最低，密度最小，不穩定，為六方堆切型；和型熔點高，密度大，穩定性好，型為正交排列，型為三斜型排列。X 衍射發現型的脂肪酸側鏈無序排列，型和型脂肪酸側鏈有序排列，特別是型油脂的脂肪酸側鏈均朝一個方向傾斜，有兩種方式排列：DCL-二位碳鏈長，-2 型，TCL-三位碳鏈長，-3 型。影響油脂晶型的因素

6、（1）油脂分子的結構：一般說來單純性酰基甘油酯容易形成穩定的型結晶，而且為-2 型，而混合酰基甘油酯由于側鏈長度不同，容易形成型，并以TCL 排列。（2）油脂的來源：不同來源的油脂形成晶型的傾向不同，椰子油、可可脂、菜籽油、牛脂、改性豬油易于形成型；豆油、花生油、玉米油、橄欖油、等易于形成型。（3）油脂的加工工藝：熔融狀態的油脂冷卻時的溫度和速度將對油脂的晶型產生顯著的影響，油脂從熔融狀態逐漸冷卻時首先形成型，當將型緩慢加熱融化后在逐漸冷卻后就會形成型，再將型緩慢加熱融化后逐漸冷卻后則形成型。實際應用的例子：用棉籽油加工色拉油時進行冬化處理，這一過程要求緩慢進行，使油脂盡量形成粗大的型，如冷卻

7、過快，則形成亞型，不利于過濾。3 油脂的油性和粘性油性是指液態油脂能形成潤滑薄膜的能力。人的口舌對食品顆粒形狀的感受程度有一定的閾值，當顆粒直徑大于5 微米時，人的口感粗糙，但顆粒本身的形狀和軟硬程度對口感也有一定的影響作用。在食品加工中油脂可以均勻地分布在食品得表面形成一層薄膜，使人口感愉快。液態油有一定的粘性，這是由酰基甘油分子側鏈之間的引力引起的。蓖麻油之所以粘性較其他油高，是因為含有蓖麻酸醇。4塑性在室溫下表現為固態的油脂并非嚴格的固體，而是固-液混合體脂肪中固液兩相的比例可用膨脹計來測量，常用固體脂肪指數來表示。測定若干溫度時25 克油脂固態和液態時體積的差異，除以25 即為固體脂肪

8、指數。美國油脂化學協會規定的測定溫度為10、21.1、26.7和33.3；國際理論與應用化學聯合會規定為10、15、20和25。油脂的塑性是指在一定壓力下表觀固體脂肪具有的抗應變能力。四、油脂在貯藏加工過程中的劣變1、劣變的種類水解型酸敗：油脂在一些酶/微生物的作用下水解形成一些具有異味的酸，如丁酸、己酸、庚酸等，造成油脂產生汗臭味和苦澀味；常發生在含低級飽和脂肪酸較多的油脂中。如奶油、人造奶油、酥油等。酮型酸敗：指脂肪水解產生的游離飽和脂肪酸在一系列酶的作用下氧化，最后形成酮酸和甲基酮所致。如污染灰綠青霉、曲霉等；氧化型酸敗：油脂氧化形成的一些低級脂肪酸、醛、酮所致。熱劣變2、油脂自動氧化自

9、動氧化是一種自由基鏈式反應。（1）自動氧化的過程誘導期：油脂分子在光、熱、金屬催化劑的作用下產生自由基，如RH + Mx+R+H+M(x-1)+；發展R+3O2ROO，ROO+RHROOH+R；躍變期：ROOH RO + OH 終止期：ROO+ROOROOR+O2，ROO+RROOR，R+RR-R。氫過氧化物的分解和油脂的酸敗：氫過氧化物極不穩定，當食品體系中此類化合物的濃度達到一定水平后就開始分解，主要發生在氫過氧基兩端的單鍵上，形成烷氧基自由基再通過不同的途徑形成烴、醇、醛、酸等化合物，這些化合物具有異味，產生所謂的油哈味。根據油脂發生酸敗的原因不同可將油脂酸敗分為：3、光和酶在油脂自動氧

10、化的作用過程光氧化：光氧化是不飽和脂肪酸與單線態氧直接發生氧化反應。單線態氧：指不含未成對電子的氧，有一個未成對電子的稱為雙線態，有兩個未成對電子的成為三線態。所以基態氧為三線態。食品體系中的三線態氧是在食品體系中的光敏劑在吸收光能后形成激發態光敏素，激發態光敏素與基態氧發生作用，能量轉移使基態氧轉變為單線態氧。單線態氧具有極強的親電性，能以極快的速度與脂類分子中具有高電子密度的部位（雙鍵）發生結合，從而引發常規的自由基鏈式反應，進一步形成氫過氧化物。光敏素（基態）+h光敏素*（激發態）光敏素*（激發態）+3O2光敏素（基態）+1O2不飽和脂肪酸+1O2氫過氧化物酶促氧化：自然界中存在的脂肪氧

11、合酶可以使氧氣與油脂發生反應而生成氫過氧化物，植物體中的脂氧合酶具有高度的基團專一性，他只能作用于1，4-順，順-戊二烯基位置，且此基團應處于脂肪酸的-8 位。在脂氧合酶的作用下脂肪酸的-8 先失去質子形成自由基，而后進一步被氧化。大豆制品的腥味就是不飽和脂肪酸氧化形成六硫醛醇。4、影響油脂氧化的因素（1）油脂的脂肪酸組成：不飽和脂肪酸的氧化速度比飽和脂肪酸快，花生四烯酸：亞麻酸：亞油酸：油酸=40：20：10：1。順式脂肪酸的氧化速度比反式脂肪酸快，共軛脂肪酸比非共軛脂肪酸快，游離的脂肪酸比結合的脂肪酸快，Sn-1 和Sn-2 位的脂肪酸氧化速度比Sn-3 的快；（2）溫度：溫度越高，氧化速

12、度越快，在21-63范圍內，溫度每上升16，氧化速度加快1 倍；（3）氧氣：有限供氧的條件下，氧化速度與氧氣濃度呈正比，在無限供氧的條件下氧化速度與氧氣濃度無關；（4）水分：水分活度對油脂的氧化速度，見水分活度；（5）光和射線：光、紫外線和射線都能加速氧化；（6）助氧化劑：過渡金屬：Ca、Fe、Mn、Co 等，他們可以促進氫過氧化物的分解，促進脂肪酸中活性亞甲基的C-H 鍵斷裂，使樣分子活化，一般的助氧化順序為PbCuSeZnFeAlAg。5、油脂抗氧化劑油脂氧化會導致油脂的棵食用性下降，所以必須對幼稚的氧化進行必要的防止。常用的方法是將油脂貯藏在低溫、避光、精煉、去氧包裝，加入抗氧化劑。根據

13、抗氧化劑的抗氧化機理可將其分為：（1）自由基清除劑：酚類抗氧化劑，形成低活性的自由基；（2）氫過氧化物分解劑：含硫或含硒化合物，分解氫過氧化物形成非自由基產物；（3）抗氧化劑增效劑：能夠提高抗氧化劑的抗氧化效率，根據抗氧化劑增效劑的原理分：A 抗氧化劑還原劑：本身不具有抗氧化作用，但可使氧化狀態的抗氧化劑還原為還原態的抗氧化劑，從而增長其壽命；B 抗氧化劑混用劑：本身可以抗氧化BHA，BHT 等，具有協同效應；C 金屬螯合劑：檸檬酸、磷酸、Vc、EDTA 等；（4）單線態氧淬滅劑：VE、-胡籮卜素等；（5）脂氧合酶抑制劑：重金屬等。6、油脂的熱變化熱聚合：油脂在真空、二氧化碳或氮氣的無氧條件下

14、加熱至200-300時發生的聚合反應稱為熱聚合。熱聚合的機理為Diels-Alder 加成反應；熱氧化聚合：油脂在空氣中加熱至200-300時引發的聚合反應。熱氧化聚合的反應速度：干性油半干性油不干性油；油脂的縮合：指在高溫下油脂先發生部分水解后又縮合脫水而形成的分子質量較大的化合物的過程；熱分解：油脂在高溫作用下分解而產生烴類、酸類、酮類的反應溫度低于260不嚴重，290-300時開始劇烈發生；熱氧化分解：在有氧條件下發生的熱分解。飽和和不飽和的釉質的熱氧化分解速度都很快。4 油脂的輻照裂解高劑量10kGy-50kGy：肉、肉制品滅菌；中等劑量1kGy-10kGy：冷藏鮮魚、雞、水果、蔬菜的

15、保藏；低劑量低于1kGy：防止馬鈴薯、洋蔥發芽，延遲水果蔬菜的成熟，糧食殺蟲。含油食品在輻照時其中的油脂會在臨近羰基的位置發生分解，形成輻照味。五、油脂的質量評價過氧化值：是自動氧化的主要初始產物，測定過氧化值的方法是基于它們能使碘化鉀放出碘。POV宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度。硫代巴比妥酸法：此法以測定油脂的氧化產物丙二醛為對象，以此衡量油脂的氧化程度。只適合于比較單一物質在不同氧化階段的氧化程度。碘值：100g 油脂完全加成碘化所需要的I2 的g 數，這與油脂的不飽和程度呈正比；碘值變小，說明雙鍵減少，油脂發生了氧化。酸價：中和1g 油脂所需要的KOH 的mg 數，我國規定食用油脂的酸

16、價必須小于或等于5；六、油脂的精煉和加工油脂精煉的工藝毛油脫膠堿煉脫色脫臭精油脫膠：在一定溫度下用水去除毛油中磷脂和蛋白質的過程，從而可以防止油脂在高溫時的起泡、發煙、變色發黑等現象；堿煉：用堿中和毛油中的游離脂肪酸形成皂腳而去除的過程；脫色：在毛油中加入一定量的活性白土和活性碳而吸附除去色素的過程；脫臭：在真空條件下將蒸汽通過油脂而帶走一些異味物質；氫化：在有催化劑存在的條件下，氫氣在油脂不飽和分子上的加成反應。油脂氫化是液態油脂、固態催化劑和氣態氫氣的三相反應體系，一般認為油脂氫化的機理是不飽和液態油與吸附在金屬催化劑上的氫原子的相互作用。不同油脂分子的氫化速度大不相同，一般用油脂氫化的選

17、擇性來表示。油脂氫化的選擇性（SR 或S）是指不飽和程度較高的脂肪酸的氫化速度與不飽和程度較低的脂肪酸的氫化速度的比值，例如在豆油氫化時亞麻酸的選擇性是2.3，表示亞麻酸的群情化速度是亞油酸的2.3 倍。酯交換反應：由于油脂的性質不僅手油脂中脂肪酸組成的影響，還受到脂肪酸在油脂分子中分布的位置的影響，所以通過改變油脂分子中脂肪酸的位置分布就可以改變油脂的性質，一般油脂的酯交換反應有分子內酯交換和分子間酯交換，隨機酯交換和定向酯交換。所用的催化劑有堿性催化劑，如Na、K、Na-K 合金、NaOH、甲醇鈉等，現在開始用酶。第6章 維生素教學內容重點難點6.1脂溶性維生素常見維生素的結構、性質、穩定

18、性6.2水溶性維生素6.3維生素在食品貯藏和加工中的變化一、脂溶性維生素1維生素 A和胡蘿卜素（1）結構 具有-紫羅酮環、一個以醇、醛或羧基功能團為末端的異戊二烯側鏈的活性不飽和烴，包括視黃醇及相關化合物，以全反式和1,3-順式活性最高。(2)穩定性 ： 有氧時不穩定，無 O2，120，保持 12h 仍很穩定 ；在有 O2 時，加熱4h 即失活 。 紫外線，金屬離子，O2 均會加速其氧化 ；脂肪氧化酶可導致分解 。 與 VE，磷脂共存較穩定；對堿穩定(3)食物來源各種動物的肝、魚肝油、魚子、全奶、奶油、禽蛋等是維生素的最好來源；胡蘿卜素來源于有色蔬菜，如菠菜、苜蓿、豌豆苗、紅心甜薯、胡蘿卜、辣

19、椒、冬莧菜等，及杏子和柿子等水果。 2維生素 D（1）結構 （2）穩定性對熱，堿較穩定，但光照和氧氣存在下會迅速破壞。（3）食物來源 魚肝油、沙丁魚、鯡魚、鮭魚、鮪魚、牛奶、奶制品。還可以通過皮膚曬陽光獲得。3.維生素 E （1）結構 （2）穩定性VE極易受分子氧和自由基氧化，因此可以充當抗氧化劑和自由基清除劑 ；同時可猝滅單線態氧。在食品的加工，包裝，貯藏過程中，VE 會大量損失。（3）食物來源 植物油、牛奶、雞蛋和肉類。 二、水溶性維生素1、維生素 VC （1）結構 是一個羥基羧酸的內酯，具有烯二醇結構。有四種異構體，其中L-型活性最高。易被氧化劑氧化，本身具有還原能力。（2）性質溶于水溶

20、后呈酸性。在酸性溶液中較穩定，在中性或堿性溶液中易被氧化失活。鐵、銅、等金屬離子可以加速其氧化速度。屬最不穩定的維生素，在貯藏加工中，損失驚人極易受溫度、鹽和糖的濃度、pH、氧、酶、金屬催化劑特別是Cu2+和Fe3+、水分活度、抗壞血酸的初始濃度以及抗壞血酸與脫氫抗壞血酸的比例等因素的影響而發生降解。 （3）食物來源 廣泛存在于水果及蔬菜中、在柑橘、山楂、番茄、辣椒、豆芽等果蔬中含量尤多2、維生素 VB1（1）結構 由一取代的嘧啶通過亞甲基橋與一取代的噻唑連接而成。大多數天然的硫胺素主要以硫胺素焦磷酸鹽的形式存在。（2）穩定性和特性 具有酸-堿性質 對熱非常敏感,在堿性介質中加熱易分解. 能被

21、 VB1 酶降解,同時,血紅蛋白和肌紅蛋白可作為降解的非酶催化劑. 對光不敏感,在酸性條件下穩定,在堿性及中型介質中不穩定. 其降解受 AW 影響極大,一般在 AW 為 0.5-0.65 范圍降解最快. （3）食物來源肉類、酵母、帶莢的果實、谷類。 3、維生素 VB2（1）結構 （2）VB2 的特性 對熱穩定，對酸和中性 pH 也穩定,在 120 加熱 6h僅少量破壞。 在堿性條件下迅速分解。 在光照下轉變為光黃素和光色素,并產生自由基,破壞其它營養成分產生異味,如牛奶的日光臭味即由此產生。（3）食物來源 主要是動物性食物，如動物肝、腎、心以及蛋黃、乳類，魚類以鱔魚會計師最高。植物性食物中以綠

22、葉蔬菜類如菠菜、韭菜、油菜及豆類中含量較多。4、維生素PP （B5、煙酸、尼克酸）（1）結構 （2）VB5 的特性水溶性，在化學性質上是最穩定的維生素之一。不易被光、熱、氧、酸、堿的破壞。在高溫下烘烤、炸制損失極小。（3）食物來源來源廣泛，動物肝臟、魚、肉，硬果類等食品中含量較豐富。谷物中主要存在于麥皮、米糠中。在玉米中較缺乏。三、 維生素在加工和貯藏中的變化1.原料對食品加工中維生素含量的影響 植物在不同采收期維生素含量不同 采收和屠宰后，內源性酶會分解維生素。 2. 加工前處理對食品中維生素含量的影響 浸提，切碎，研磨等均會造成維生素的損失。 3. 熱燙和熱加工造成維生素損失 溫度越高，損

23、失越大；加熱時間越長，損失越多；加熱方式不同，損失不同；脫水干燥方式對其保存率也有較大影響。4. 產品貯藏中維生素的損失 水分活度，包裝材料及貯藏條件對維生素的保存率都有重要影響。在相當于單分子層水的AW 下,Vit很穩定,而在多分子層水范圍內,隨 AW,Vit降解速度. 5. 加工中化學添加物和食品成分的影響 氯氣，次氯酸離子，二氧化氯等具有強反應性，可以維生素發生親核取代，雙鍵加成和氧化反應。 二氧化硫和亞硫酸鹽有利于 VC 的保存，但會與硫胺素和比多醛反應。 亞硝酸鹽可造成 VB1 的破壞。 一般而言，氧化性物質會加速 VC，胡蘿卜素，葉酸等的氧化，而還原性物質會保護這些維生素，有機酸有

24、利于 VC 和 VB1 的保存率，堿性物質則會降低 VC，VB1，泛酸等的保存率。第7章、礦物質教學內容重點難點7.1概論 7.2礦物質的來源、存在狀態和生理作用重要礦物質的來源、生理作用7.3礦物質在食品加工和貯藏中的變化一、概論1 礦物質的定義及分類 Definition：elements other than C,H,O and N that are present in foods 大量元素分類：必需元素 微量元素非必需元素 無毒元素 有毒元素必需元素在一切機體的所有健康組織中都存在，并且含量濃度比較恒定，缺乏時所發生的生理上的異常，在一定濃度范圍內補給這種元素后可以恢復正常的元素。含

25、量在0.01%為界，高于此值為大量，低于的為微量元素。大量元素有鈣、鎂、磷、鈉、鉀、氯、硫 7種。微量元素有鐵、銅、鋅、碘、錳、鉬、鈷、硒、鉻、鎳、錫、硅、氟、釩 14種。2、Function: 維持生物體的滲透壓。維持機體的酸堿平衡。酶的活化劑。對食品的感官質量有重要作用二、 礦物質的來源及存在狀態 Plant food Fruit：K 含量高，大部分與有機物結合,或是有機物的組成部分,常以磷酸鹽,草酸鹽的形式存在. Bean：礦物質含量最豐富,K,P,Fe, Mg,Zn,Mn 等含量均較高，其中 P 主要以植酸鹽形式存在。 Cereals:礦物質含量相對較少，主要存在于種子外皮。Anima

26、l FoodMeats：Na,K,Fe,P Mn 含量較高, Cu, Co, Zn, 等也有少量，以可溶性氯化 物磷酸鹽，碳酸鹽形式存在或與蛋白質結合。 Milks：主要含 Ca,也含有少量 K, Na, Mg, P, Cl,S 等。 Eggs：含人體所需的各類礦物質。三、礦物質在食品加工和貯藏中的變化 1. 一般加工對其含量的影響 礦物質在加工中不會因為光，熱，氧等因素而分解，但加工會改變其生物利用性。如，精制，烹調，溶水等會使其含量下降。 2. 加工時因容器帶入會使其含量增加如鐵鍋炒菜等。 3. 加工后生物有效性提高 如面粉發酵后生物有效性提高30%-35%。4.幾個概念酸性食品（Acid

27、 Food） ：含有陰離子酸根的非金屬元素較多的食品，在體內代謝后的產物大多呈酸性，故在生理上稱為酸性食品，如肉，魚，蛋，米等。 堿性食品（Alkaline Food） ：含有陽離子金屬元素較多的食品在生理上稱為堿性食品，如果蔬，豆類等。第8章酶教學內容重點難點8.1概述8.2酶反應動力學8.3酶促褐變8.4酶在食品加工中的應用一、概述1、酶的化學本質酶是由生物活細胞產生的有催化能力的蛋白質。2、酶的組成寡聚酶酶蛋白多酶體系全酶輔酶輔因子輔基金屬離子3、酶的專一性（1）結構專一性：絕對專一：如脲酶只能催化尿素水解，而對尿素的衍生物不起作用。麥芽糖酶只作用于麥芽糖而不作用于其他雙糖。相對專一基團

28、專一：例如水解酶，其中胰蛋白酶只能水解精氨酸或賴氨酸殘基的羧基形成的肽鍵或酯鍵。鍵專一：例如酯酶催化酯鍵的水解，而對底物中的R-COOR基團則沒有嚴格的要求，它既能催化水解甘油脂類、簡單脂類，也能催化丙酰、丁酰膽堿或乙酰膽堿等，只是對于不同的脂類，水解速率有所不同。（2）立體專一性對于一些含有手性基團的化合物，存在光學或立體異構體，而某些酶能夠識別底物的順、反異構或旋光異構體，也就是只能催化一個對映異構體，而對另外一個對映體則沒有作用。酶的命名與分類4、酶的催化理論中間產物誘導契合學說5、酶活力酶活力（enzymeactivity)就是酶催化能力，用酶催化反應的速度來表示。在25及其他酶最適條

29、件下，在1min內1mol的底物轉化為產物的酶量稱為酶的國際單位（IU）。單位時間內催化反應生成產物的量稱為C酶活力單位。每毫克酶蛋白含有的酶活力單位比活力。二、酶的反應動力學影響酶促反應速度的因素1、底物濃度的影響在低底物濃度時, 反應速度與底物濃度成正比。當底物濃度達到一定值，幾乎所有的酶都與底物結合后，反應速度達到最大值（Vmax），此時再增加底物濃度，反應速度不再增加。此曲線符合米氏方程。米氏常數Km的意義：不同的酶具有不同Km值，它是酶的一個重要的特征物理常數；Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH條件下，一定的緩沖體系中測定的，不同條件下具有不同的Km值；Km值表示酶與底物之間的

30、親和程度：Km值大表示親和程度小，酶的催化活性低。2、酶濃度的影響在底物濃度充足、反應條件適宜時，反應速度與酶濃度成正比。3、溫度的影響大多數酶都有一個最適溫度。在最適溫度條件下，反應速度最大。一方面是溫度升高，酶促反應速度加快。另一方面，溫度升高，酶的高級結構將發生變化或變性，導致酶活性降低甚至喪失。因此，酶促反應的最適溫度高于酶活力的最適溫度。4、pH 的影響在一定的pH 下, 酶具有最大的催化活性,通常稱此pH 為最適 pH，極端的pH一般會使酶失活，大多數酶的最適pH在4.58.0。5、水分活度的影響食品原料中的水分含量必須低于1%2%，才能抑制酶活力6、酶的抑制作用和抑制劑不可逆抑制

31、作用可逆的抑制作用：（1）競爭性抑制，（2）非競爭性抑制三、酶促褐變1、概念當果蔬受到損傷時，組織和氧接觸，由酶催化造成變色的作用。這類反應的速度非常快，一般需要和空氣接觸，由酶催化，因此稱為酶促褐變。2、酶促褐變的機理植物中的酚類物質在酚酶及過氧化物酶的催化下氧化成醌，醌再進行非酶促反應生成 褐色的色素(melanin)。導致香蕉、蘋果、桃、馬鈴薯、蘑菇、蝦發生非需宜的褐變和人的黑斑形成。然而對茶葉、咖啡、葡萄干和梅干，以及人的皮膚色素形成產生需宜的褐變。 據估計，熱帶水果50%以上的損失都是由于酶促褐變引起的。同時酶促褐變也是造成新鮮蔬菜例如萵苣和果汁的顏色變化、營養和口感變劣的主要原因。

32、不同的底物的酶促褐變的速度大不相同，鄰二酚一元酚對位二酚間位二酚，間位代酚有一定的抗氧化作用，如愈創木酚。2 酶促褐變的條件 多酚類底物，酶及氧。3、酶促褐變的防止（1）熱處理：不可過熱和時間過長（會引起物料質構不理想變化）。也不能不夠熱量。方法有水煮、蒸汽、微波、高靜壓等。理論值加熱90-95，維持幾秒鐘可抑制酶活；（2）酸處理：多數酚酶的最適pH 為6-7，pH3.0 基本失活，所以降低pH 就可以抑制酶促褐變，常用VC、檸檬酸、蘋果酸來降低pH。一般檸檬酸與Na2SO3 混用，0.5%檸檬酸+ 0.3%VC；（3）SO2 及Na2SO3：在pH=6 時，效果最好，10ppm 的SO2足以

33、使酚酶失活，但考慮到揮發，反應損失等，一般增加為300ppm，殘留低于20mg/kg。添加此類試劑會造成食品褪色和VB1 被破壞；作用原理：抑制酚酶的活性，并把醌還原成酚，與羰基加成而防止羰基化合物的聚合作用。（4）驅氧法；具體措施：水糖鹽液浸漬、浸涂抗壞血酸、真空等。（5）底物改性：使酚形成甲基取代物。四、酶在食品加工中的應用1、在食品加工中的常用酶（1）淀粉酶a-淀粉酶作用：以隨機的方式水解淀粉產生低聚糖或單糖。只水解a-1,4鍵，隨機地從分子內部切開a-1,4葡萄糖苷鍵，而使淀粉水解成糊精和一些還原糖，所生成產物均為a-構型。液化型淀粉酶對淀粉的水解速度隨底物聚合度而異，相對分子質量愈小

34、的底物愈難被水解，對于分支愈多的底物也愈難水解。當淀粉分子中的1,4鍵約有0.1%被水解，則被斷裂成約相當于原來分子大小的1/100。隨著淀粉分子的急速變小，粉漿粘度急速降低，這種現象為“液化”，隨后水解速度變慢，分子繼續斷裂，水解完成后，對于原料為支鏈淀粉的話，產物為73%麥芽糖、19%葡萄糖和8%異麥芽糖。b淀粉酶作用：外切酶，催化淀粉水解成麥芽糖。從淀粉分子的非還原性未端開始，作用于a1，4糖苷鍵，依次切開麥芽糖單位，同時發生轉位反應，使生成的麥芽糖的C(1)由a型轉為b型。不能水解支鏈淀粉的a1,6糖苷鍵，也不能繞過支鏈淀粉的分支點繼續作用于a1,4鍵。葡萄糖淀粉酶作用：外切酶，催化淀

35、粉水解成葡萄糖。從淀粉分子非還原性末端，逐個將葡萄糖單位水解下來當它裂開a-1，4-糖苷鍵時，將 C1的構型從a-型轉變為b-型。該酶的專一性較低，它還能作用a-1,3和a-1,6糖苷鍵。水解由底物分子的非還原端開始，葡萄糖酶是先與底物分子生成絡合結構，而后發生水解催化作用，當底物的葡萄糖值1520范圍時，葡萄糖酶糖化效率較高。脫支酶作用：催化支鏈淀粉、糖原、限制糊精等的a-1,6-糖苷鍵水解葡萄糖異構酶作用：催化D-木糖、D-葡萄糖和D-核糖等醛糖可逆地轉化為相應的酮糖。（2）果膠酶作用：催化果膠質分解聚甲基半乳糖醛酸酶水解酶(EC3.)分類：聚半乳糖醛酸酶催化果膠解聚的酶果膠酯酶（PE）聚

36、半乳糖醛酸裂解酶聚甲基半乳糖醛酸裂解酶裂解酶(EC4.)催化果膠分子的酯水解的酶（3）蛋白酶分類來源：動物、植物、微生物pH：酸性、中性、堿性作用方式：內肽酶、端肽酶活性中心：絲氨酸蛋白酶（如胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、彈性蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶）巰基蛋白酶（如木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶、鏈球菌蛋白酶）羧基蛋白酶（如胃蛋白酶、凝乳酶、霉菌蛋白酶）金屬蛋白酶2、酶在食品加工中的常用領域（1）淀粉加工 b-淀粉酶、支鏈淀粉酶：生產麥芽糖、高麥芽糖漿 a-淀粉酶+b-淀粉酶：生產飴糖、麥芽糖、啤酒釀造 a-淀粉酶、糖化酶、葡萄糖異構酶：生產果糖、高果糖漿 支鏈淀粉酶：生產直鏈淀粉 a-淀粉酶+

37、糖化酶：生產葡萄糖、發酵原料處理 a-淀粉酶+糖化酶+支鏈淀粉酶：生產純葡萄糖 a-淀粉酶：制造糊精、麥芽糊精（2）水果加工用果膠酶、淀粉酶、纖維素酶等水解大分子的糖類物質。 可利于果汁的壓榨，增加出汁率，促進色素、風味等物質的提取。 也可利于果汁穩定澄清，防止混濁。（3）肉蛋魚乳類加工用蛋白酶水解大分子蛋白物質。 肉類嫩化原理：老齡動物中的膠原蛋白因交聯作用呈交鏈狀、網狀，肉粗糙、堅韌，故需進行嫩化處理。如嫩化液配方多種，均含蛋白酶和一些調味劑,如：木瓜蛋白酶2%、糖1.5%、味精0.2%，少量胡椒、食鹽、食用油。 水解蛋白和水解氨基酸的生產 提取活性肽 凝乳類產品的生產（4）面包類產品的生

38、產用淀粉酶、蛋白酶等第9章色素教學內容重點難點9.1概述顯色機理9.2吡咯色素各色素主要種類的結構、性質及在食品加工中的穩定性9.3類胡籮卜素9.4酚類色素一、概述1、食品色素的基本概念 概念： 人肉眼觀察到的顏色是由于物質吸收了可見光區（400800nm）的某些波長的光后，透過光所呈現出的顏色。即人們看到的顏色是被吸收光的互補色。 （1）發色團(Chromophores ) 在紫外或可見光區(200800nm）具有吸收峰的基團被稱為發色團,發色團均具有雙鍵。 如：-N=N-, -N=O, C=S, C=C , C=O等. （2）助色團( Auxochromes) 有些基團的吸收波段在紫外區，

39、不可能發色，但當它們與發色團相連時，可使整個分子對光的吸收向長波方向移動，這類基團被稱為助色團。如：-OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -SR, -Cl, -Br 等。物質呈色的原理：在可見光中，不同波長的光呈現不同的顏色，這是因為不同的物質能夠吸收不同波長的光，如果某種物質吸收的光的波長范圍在可見光以外，這種物質就是無色的，如果吸收可見光區的某些波長的光，那這種物質是有顏色的，而它所呈現的顏色就在可見光中未被吸收的光的顏色，即被吸收光的互補色。1000| 2000| 4000| 8000|X-射線 | 遠紫外| 近紫外| 可見| 近紅外2、食品色素的分類來源：天然色素和人

40、工合成色素；動物色素（紅血素、蝦青素等）、植物色素（葉綠素、胡籮卜素、花青素等）、微生物色素（紅曲色素）；溶解性：脂溶性和水溶性；結構：吡咯類色素（葉綠素、紅血素等）、多烯類（類胡籮卜素）、酚類（花青素、兒茶素、花黃素等）、醌酮類（紅曲色素、姜黃素、蟲膠色素等）、其他。二、吡咯色素吡咯色素由四個吡咯環的-碳原子通過次甲基相連而形成的共軛體系，也就是卟啉環。中間通過共價鍵或配位鍵與金屬元素形成配合物，而呈現各種顏色。1葉綠素：（1）結構 吡咯環中間為鎂原子。葉綠素是由葉綠酸與葉綠醇和甲醇形成的二酯。高等植物中有a、b 兩種，a:b=3:1。（2）葉綠素的穩定性 葉綠素對酸敏感，在酸性條件下，葉綠

41、素中的鎂原子會被氫原子代替而形成暗綠色或綠褐色的去鎂葉綠素，但在堿性溶液中葉綠素會被水解為仍為鮮綠色的葉綠酸鹽，且形成的綠色更為穩定，因此在蔬菜技術工中可用石灰水或氫氧化鎂處理，以提高溶液的pH，保持蔬菜的鮮綠色。而在適當條件下葉綠素中的Mg 還可以被其他元素如：Cu、Fe、Zn 等取代或置換，形成的取代物的顏色仍為鮮綠色，且穩定性大為提高，尤其以葉綠素銅鈉的顏色最為鮮亮。（3） 影響穩定性的因素 光、氧葉綠素溶解在乙醇或其他溶劑后并暴露于空氣中會發生氧化，將此過程稱為加氧作用。當葉綠素吸收等摩爾氧后，生成的加氧葉綠素呈現藍綠色。當光、氧同時存在時，葉綠素將發生不可逆的褪色。葉綠素的光降解是四

42、吡咯環開環并降解為小分子量化合物的過程，主要的降解產物為甲基乙基馬來酰亞胺、甘油、乳酸、檸檬酸、琥珀酸、丙二酸和少量的丙氨酸。 酶 葉綠素酶是目前已知的唯一能使葉綠素降解的酶。葉綠素酶是一種酯酶，能催化葉綠素和脫鎂葉綠素脫植醇，分別生成脫植基葉綠素和脫鎂脫植基葉綠素。對于葉綠素的其他衍生物，因其結構不同，葉綠素酶的活性顯示明顯的差別。葉綠素酶在水、醇和丙酮溶液中具有活性，如果加熱溫度超過 80，酶活力降低，達到 100時則完全喪失活性。 葉綠素由于脂肪氧合酶的作用而降解生成非葉綠素化合物，脂肪氧合酶還會使葉綠素降解產生自由基。酸、熱 葉綠素在加熱或熱加工過程中可形成兩類衍生物，即四吡咯環中心有

43、無鎂原子存在。含鎂的葉綠素衍生物顯綠色，脫鎂葉綠素衍生物為橄欖褐色。 葉綠素 a 的轉化速率比葉綠素b 快，在加熱時葉綠素b 顯示較強的熱穩定性，此外，葉綠素 b 降解反應的活化能較高，因此，葉綠素b 具有較高的熱穩定性。 pH 影響蔬菜組織中葉綠素的熱降解，在堿性介質中（pH9.0），葉綠素對熱非常穩定，然而在酸性介質中（pH3.0）易降解。水份活度 食品在脫水過程中葉綠素轉變成脫鎂葉綠素的速率與食品在脫水前的熱燙程度有直接關系。 菠菜經熱燙、冷凍干燥，葉綠素 a 轉變成脫鎂葉綠素 a，比對應的葉綠素 b 的轉化快 2.5 倍，并且這種變化是水活性(aw)的函數。 鹽 鹽的加入可以部分抑制葉

44、綠素的降解，在煙葉中添加鹽(如 NaCl、 MgCl2 和 CaCl2)后加熱至 90，脫鎂葉綠素的生成分別降低 47%、70%和 77%，這是由于鹽的靜電屏蔽效果所致。 （4）護綠方法 加堿護綠 采用堿性鈣鹽或氫氧化鎂使葉綠素分子中的鎂離子不被氫原子所置換的處理方法， 雖然在加工后產品可以保持綠色，但經過貯藏后仍然變成褐色。高溫瞬時滅菌 高溫短時滅菌(HTST)加工蔬菜，這不僅能殺滅微生物，而且比普通加工方法使蔬菜受到的化學破壞小。 加入銅鹽和鋅鹽 目前還采用一種復雜的方法，采用含鋅或銅鹽的熱燙液處理蔬菜加工罐頭，結果可得到比傳統方法更綠的產品。 目前保持葉綠素穩定性最好的方法，是挑選品質良

45、好的原料，盡快進行加工并在低溫下貯藏。2、血紅素：（1）結構血紅素吡咯環中是鐵原子。肉的顏色是由兩種物質血紅蛋白和肌紅蛋白形成的。血紅蛋白是由四分子血紅素與一分子由四條肽鏈組成的球蛋白組成，存在于血液中，而肌紅蛋白是由一分子血紅素與一分子一條肽鏈的蛋白質組成，血紅蛋白的分子質量為68000，肌紅蛋白為17000。（2）性質 卟啉環內的血紅素以 Fe 2+ 或 Fe 3+ 狀態存在。 肌紅蛋白和分子氧之間形成共價鍵結合為氧合肌紅蛋白的過程稱為氧合作用，它不同于肌紅蛋白氧化（Fe 2+ 轉變為 Fe 3+ ）形成高鐵肌紅蛋白（MMb）的氧化反應。 肌紅蛋白和氧合肌紅蛋白都能發生氧化，使Fe 2+

46、自動氧化成 Fe 3+ ，產生不需宜的高鐵肌紅蛋白（MMb）的紅褐色。新鮮肉呈現的色澤，是氧合肌紅蛋白、肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白三種色素不斷地互相轉換產生的，這是一種動態和可逆的循環過程。 在有氧存在時，紅紫色肌紅蛋白可被氧合成鮮紅色的氧合色素的氧合肌紅蛋白，形成類似有霜的鮮肉或者氧化成變肌紅蛋白，產生非需宜的褐色。 在高氧分壓時，肌紅蛋白（Mb）向著形成氧合肌紅蛋白（O2Mb）的方向進行反應。紅色 O2Mb 一旦形成，由于產生高度共振的結構，能保持穩定的狀態，所以只要血紅素保持氧合狀態就不會再發生顏色的變化。 在低氧分壓時，肌紅蛋白（血紅素，Fe2+ ）被氧化變成高鐵肌紅蛋白（Fe 3+ ），

47、過渡金屬離子特別是銅能催化血紅素的自動氧化，Mb 的氧化速度大于 MbO2。 過氧化氫與血紅素中的 Fe 2+ 和 Fe 3+ 反應生成綠色的膽綠色素（choleglobin）。 細菌繁殖產生的硫化氫在有氧存在下能形成綠色的硫肌紅蛋白 （sulfomyglobin）。腌肉色素 腌肉發色團或色素的形成可看成是兩個過程:一是 亞硝酸鹽還原成一氧化氮及血紅素中的高價鐵還原成亞鐵；發生此變性反應。硝酸鹽或亞硝酸鹽發色原理 已證實未烹調腌肉中的最終產物是亞硝酰肌紅蛋白，而烹調的腌肉中為變性珠蛋白亞硝酰血色原。 . 肉及肉制品的護色 采用低透氣性材料、抽真空和加除氧劑。 高氧壓護色。 采用 100%CO2

48、 條件，若配合使用除氧劑，效果更好。當動物屠宰后，由于組織供氧停止，肉中原來處于還原態的紫紅色的肌紅蛋白受到空氣中氧氣的作用，形成氧合肌紅蛋白和氧合血紅蛋白，肉色邊的鮮紅，當氧合肌紅蛋白或氧合血紅蛋白繼續被氧化形成高鐵血紅素時，則肉的顏色變成棕黑色。在鮮肉中用亞硝酸鹽腌制，能保持肉的鮮紅色，是因為處于還原態的亞鐵血紅素能與NO 形成亞硝基肌紅蛋白和亞硝基血紅蛋白，防止血紅素繼續被氧化成高鐵血紅素。三、類胡籮卜素類胡籮卜素是以異戊二烯殘基為單位的共軛鏈為基礎的一類色素，習慣上又稱為多烯色素，屬于脂溶性色素，大量存在于植物體中、動物體中和微生物體中。一些類胡籮卜素能在提內轉變形成VA，所以又將這些

49、類胡籮卜素稱為VA 前體。如-胡籮卜素。類胡籮卜素分為胡籮卜素和葉黃素兩大類，胡籮卜素為共軛多烯，葉黃素為共軛多烯的氧化物。類胡籮卜素的加工穩定性較強。1、類胡蘿卜素 （1）類胡蘿卜素的結構 類胡蘿卜素包括胡蘿卜素及其含氧衍生物葉黃素， 它們的結構特征是具有共軛雙鍵， 構成其發色基團，這類化合物由 8個異戊二烯單位組成，異戊二烯單位的連接方式是在分子中心的左右兩邊對稱。（2）類胡蘿卜素的性質 顏色與結構的關系 ：類胡蘿卜素分子中有高度共軛雙鍵的發色團和-OH 等助色團，可產生不同的顏色。分子中含有 7 個以上共軛雙鍵時呈現黃色。這類色素因雙鍵位置和基團種類不同， 其最大吸收峰也不相同。 雙鍵的

50、順、反幾何異構也會影響色素的顏色，例如全反式化合物的顏色較深，順式雙鍵的數目增加，顏色逐漸變淡。自然界中類胡蘿卜素均為全反式結構，僅極少數的有單反式或雙反式結構。溶解性質：所有類型的類胡蘿卜素（烴類胡蘿卜素和氧合葉黃素）都系脂溶性化合物，能溶于油和有機溶劑。具有適度的熱穩定性，易發生氧化而褪色，在熱酸或光的作用下很容易發生異構化。氧化反應：類胡蘿卜素在食品中降解的主要原因是氧化作用，包括酶促氧化、光敏氧化和自動氧化 3 種歷程。類胡蘿素由于高度共軛與不飽和結構，降解產物非常復雜。亞硫酸鹽或金屬離子的存在將加速-胡蘿卜素的氧化。某些類胡蘿卜素可以作為單重態氧猝滅劑。其中番茄紅素是最有效，類胡蘿卜

51、素的抗氧化活性使之具有抗癌、 抗衰老和防止白內障、防止動脈粥樣硬化等作用。（3）加工過程中的穩定性 大多數水果和蔬菜中的類胡蘿卜素在一般加工和貯藏條件下是相對穩定的。冷凍幾乎不改變類胡蘿卜素的含量， 熱燙通常可以增加類胡蘿卜素的含量，因為植物組織中的水溶性成分在熱燙過程中減少或被除去，所以提高了色素的提取率。 加熱或熱滅菌會誘導順/反異構化反應，為減少異構化程度，應盡量降低熱處理的程度。類胡蘿卜素異構化時，產生一定量的順式異構體，是不會影響色素的顏色，僅發生輕微的光譜位移，然而卻降低了維生素 A 原的活性。四、酚類色素酚類色素是異類水溶性色素，有花青素、花黃素、兒茶素和鞣質四大類。花青素多以糖

52、苷的形式存在于生物體中，其基本結構為2-苯基并吡喃。花黃素主要指類黃酮及其衍生物，其基本結構為2-苯并吡喃酮。1、花色苷 花色素苷（anthocyanins）是一類在自然界分布最廣泛的水溶性色素，許多水果、蔬菜和花之所以顯鮮艷的顏色，就是由于細胞汁液中存在著這類水溶性化合物。 植物中的許多顏色（包括藍色、紅紫色、紫色、紅色及橙色等）都是由花色素苷產生。 （1） 結構 花色素苷被認為是類黃酮的一種，只有 C6-C3-C6碳骨架結構。所有花色素苷都是花色羊陽離子基本結構的衍生物。 自然界已知有 20 種花色素苷，食品中重要的有 6 種，即花葵素、花青素、飛燕草色素、芍藥色素、3-甲花翠素和二甲花翠

53、素 花色羊陽離子由苯并吡喃和苯環組成的 2-苯基-苯并吡喃陽離子，A 環、B 環上都有羥基存在，花色苷顏色與 A 環和B 環的結構有關，羥基數目增加使藍紫色增強，而隨著甲氧基數目增加則吸收波長紅移。花色素苷和花色素的顏色與分子被激發難易程度和分子結構中電子的活動性相關。 花色素苷由配基（花色素）與一個或幾個糖分子結合而成。目前僅發現 5 種糖構 成花色素苷分子的糖基部分，按其相對豐度大小依次為葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖。 花色素苷按其所結合的糖分子數可分成許多種類： 單糖苷只含一個糖基，幾乎都連接在 3碳位上；二糖苷含二個糖分子，二個可以都在 3 碳位，或 3 和5 碳位各有一個，

54、但很少在3和7碳位，5碳位連接糖基可使顏色加深；三糖苷的三個糖分子通常二個在 3 碳位和一個在 5 碳位的，有時三個在 3 碳位上形成支鏈結構或直鏈結構， 但很少二個 3碳位和一個在 7 碳位的； 含四個糖殘基的花色素苷，已有一些證據說明它確實存在。植物中花色素苷的含量一般在20mg/100g 鮮重至600mg/100g 鮮重范圍不等。 .花色素苷的顏色和穩定性 花色素苷分子中吡喃環（或稱花色羊環）的氧原子是四價的，所以非常活潑，通常不穩定，引起的反應常使色素褪色。這是水果、蔬菜加工中通常不希望出現的。花色素苷的破壞速率主要受 pH、溫度和氧濃度的影響，其次酶、還原劑、金屬離子和糖也影響花色素苷的穩定性。結構變化和 pH a.花色素苷的降解速率與其結構關系密切。分子中羥基數目增加則穩定性降低，而甲基化程度提高則增加穩定性。 同樣糖基化也有利于色素穩定，在貯藏中半乳糖蔓越桔花色素苷比阿拉伯糖蔓越桔花色苷更穩定。由此說明取代基的性質對花色苷的穩定性有重影響。 b.花色素苷的顏色隨著pH改變而發生明顯的變化， 結構受pH變化的影響， 在pH0.71時為深紅色，pH 升高色素轉變成藍色醌式堿。 c.藍色醌式