W13-食物中的水分、营养成分及其加工性质

（这一章我建议看一遍PPT然后直接照wj给的总结图背就完事了）
（wj，唯一真神！）

概述

食品化学

原料到食品的过程中可发生物理、化学、生物化学等多种变化。
食品的风味、色泽、质构等性质主要是它们的物理和物理化学性质的综合表象

一、食品中的水分

（这一部分基本全是了解，你懂的）
• 水是很多食物的主要组成成分
• 各种食品都有其特定的水分含量和分布，因此才能显示各自的包、香、味、形等特征
• 水分含量、分布和状态对食品的新鲜度、硬度、风味、色泽、流动性和保藏性等都有很大影响
• 加工和储藏中改变食品的水分含量、分布和状态的现象非常普遍

水的结构

水蒸汽中水多以单分子形成存在，化学式为H₂0
液态水中虽含有单分子H₂0，但大多数水不以单分子状态存在，而是以若干个水分子缔合形式[(H₂0)_n]存在。

（瞄一眼就行）

水分活度

（这玩意至少是个熟悉...）
食品中水分活度与食品水分含量是两个不同的概念。
各种食品都含有一定量水分，在储藏过程中常会有腐败现象发生。尽管一般来说水分含量与食品的储藏稳定性之间存在着某些关系，但并没有必然关系，也就是说虽然有的食品含水量较高，但储藏寿命却较长(较稳定)，而另一些食品尽管含水量低，储藏寿命却较短(不稳定)

概念

• 水分活度（water activity）A_w 是指水与各种非水分缔合的强度，是食品中可“使用”的水，是水自由程度的度量。
• A_w比水分含量能更可靠地预示食品的稳定性、安全性和其他性质。
• A_w的定义可用食品所显示的水蒸汽压P对在同一温度下纯水的蒸汽压P₀之比表示:
A_w=P / P₀
• 式中P为某食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸气分压； P₀为同一温度下纯水的饱和蒸气压。
• 水蒸汽的压力就称为水蒸汽压，一般食品不仅含有水，而且含有蛋白质，淀粉等固形物，所以它的水相对地就比纯水少，故其水蒸汽压也就小，即一般有P＜P₀，所以A_w值皆小于1。

与脂质氧化关系

食品水分对脂质氧化既有促进作用，又有抑制作用。
当食品中Aw大于0.35后，水分对脂质氧化有促进作用

与美拉德褐变的关系

呈现出一种钟形曲线关系
当食品中Aw=0.3-0.7时，多数食品就会发生美拉德褐变反应

冰对食品体系的影响

冷冻浓缩
溶液在结冰点以下时（注意，由于溶质的存在，此温度往往低于0°C），水以冰的形式结晶析出，使得溶液中的液体水含量降低，而此时溶质仍留存在溶液中，浓度增加，即溶液被浓缩
冷冻浓缩对食品有着很大的影响。
冷冻浓缩也可能导致食品中各个组分的分布不均匀
降温速度是最直接影响冷冻浓缩程度的加工因素

体积变化

冰的刚性
（破坏微观结构、变软）
冷冻干燥
（总结，这个图是真神，重点要记得全在这个图上）

二、食品中的碳水化合物

• 碳水化合物主要是植物通过光合作用，由CO2和水转变成的天然有机化合物。
• 分子组成可用Cn(H2O)m通式表示。
• 有些糖如鼠李糖(C6H12O5）和脱氧核糖（C5H10O4）并不符合上述通式。
• 根据化学结构和性质，碳水化合物是一类多羟基醛或酮，或者经水解能生成多羟基醛和酮的化合物。
• 重要性：
（1）是重要的的能量来源；
（2）单糖和低聚糖是重要的甜味剂；
（3）与食品中其他成分反应产生色泽和香味；
（4）具有高粘度、凝胶能力与稳定作用。

单糖

• 单糖是指不能再被水解的糖单位，单糖是构成各种寡糖和多糖的基本构成单位，每分子可含有3～9个碳原子。
• 在食品中常见的单糖如葡萄糖和果糖。
• 葡萄糖有D型和L型，人体只能代谢D型葡萄糖而不能利用L型，所以用L型葡萄糖做甜味剂，可达到增加食品的甜味而又不增加热能摄入的目的。
• 果糖主要存在于水果和蜂蜜中，人工制造的玉米糖浆中含果糖可达40%～90%，是饮料、糖果生产的重要原料。
• 糖醇是单糖的重要衍生物，常见有山梨醇、甘露醇、木糖醇等。由于这些糖醇类物质在体内消化、吸收的速度慢，提供能量较葡萄糖少，已被广泛用于食品加工中。

双糖

• 双糖是由两分子单糖缩合而成。
• 天然存在于食品中的双糖，常见的有蔗糖、乳糖和麦芽糖。
• 蔗糖在甘蔗、甜菜和蜂蜜中含量较多，日常食用的白糖就是蔗糖，是从甘蔗或甜菜中提取的。
• 麦芽糖是由两分子葡萄糖连接而成，淀粉在酶的作用下可降解生成麦芽糖。
• 乳糖主要存在于奶和奶制品中。

低聚糖

低聚糖又叫寡糖，是由3～9个单糖分子失水缩合而成的

多糖

• 多糖是由多个单糖单位通过糖苷键连接起来的高分子化合物。其聚合度（组成多糖的单糖个数，DP）多在200～3000范围内，有的甚至更高，例如纤维素的聚合度可达5000 ～15000。
• 食品中多糖有淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、果胶和改性多糖等。
• 植物的种子、根部和块茎含有丰富的淀粉。淀粉颗粒的大小与形状随植物的品种而改变。不同来源的淀粉粒种所含的直链和支链淀粉比例不同。
• 碳水化合物的结构、性质是食品花色、如甜味、吸湿、易溶于水、可发酵等。多糖也是这样，例如具有增稠、稳定、凝胶化、持水和保护风味的功能等。

（这后面是非酶褐变反应——焦糖化反应和美拉德反应）
（这部分好像没要求，直接没整理）

淀粉

（这一章里面最重要的东西）
• 淀粉是多数食品的主要组成成分之一，也是人类营养最重要的碳水化合物来源。
• 淀粉生产的原料为玉米、小麦、马铃薯、甘薯、稻等农作物
• 糖原是动物淀粉，是肌肉和肝脏组织中贮存的主要碳水化合物。
• 淀粉在植物细胞内以颗粒状存在，故称淀粉粒。
• 淀粉颗粒的大小与形状随植物的品种而改变。
• 淀粉粒形状主要有圆形、椭圆形、多角形等；
• 淀粉粒大小0.001-0.005mm之间
• 淀粉颗粒的大小与形状随植物的品种而改变。马铃薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小
• 淀粉一般由直链淀粉和支链淀粉构成。
• 当直链淀粉比例较高时不易糊化；甚至有的在温度100以上才能糊化；否则反之
• 直链淀粉糊化形成的糊化物不稳定，而支链淀粉糊化后是非常稳定
• 含支链淀粉多的粮食，其糯性比较好。如糯米、糯玉米及糯性粮食，几乎100％是支链淀粉。

糊化

淀粉糊化的本质是：淀粉微观结构从有序转变成无序

老化

（重点）
• 淀粉糊冷却或长时间贮藏时，淀粉分子通过氢键相互作用的再缔合产生沉淀或不溶解的现象称做淀粉的老化（retrogradation）。
• 淀粉的老化是一个再结晶过程。
• 直链淀粉比支链淀粉老化的速度大得多。
• 许多食品在贮藏过程中品质变差如面包的陈化\米汤的粘度下降等，是由于淀粉老化的结果
（她只讲了这么点，我严重怀疑这个大纲有bug）