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食品化學習題集 - 1 - 第 2章 水分 習題 一、填空題 1 從水分子結(jié)構來看,水分子中氧的 _6_個價電子參與雜化,形成 _4_個 _ _近似四面體 _的結(jié)構。 2 冰在轉(zhuǎn)變成水時,凈密度 _增大 _,當繼續(xù)升溫至 _時密度可達到 _最大值 _,繼續(xù)升溫密度逐漸 _下降 _。 3 液體純水的結(jié)構并不是單純的由 _氫鍵 _構成的 _四面體 _形狀,通過 _ 的作用,形成短暫存在的 _多變形 _結(jié)構。 4 離子效應對水的影響主要表現(xiàn)在 _改變水的結(jié)構;影響水的介電常數(shù);影響水對其他非水溶質(zhì)和懸浮物質(zhì)的相容程度 _等幾個方面。 5 在生物大分子的兩個部位或兩個大分子之間,由于存在可產(chǎn)生 _氫鍵 _作用的基團,生物大分子之間可形成由幾個水分子所構成的 _水橋 _。 6 當?shù)鞍踪|(zhì)的非極性基團暴露在水中時,會促使疏水基團 _締合 _或發(fā)生 疏水相互作用 ,引起_蛋白質(zhì)折疊 _;若降低溫度,會使疏水相互作用 _變?nèi)?_,而氫鍵 _增強 _。 7 食品體系中的雙親分子主要有 _脂肪酸鹽;蛋白脂質(zhì);糖脂;極性脂類;核酸 _等,其特征是 _同一分子中同時存在親水和疏水基團 _。當水與雙親分子親水部位 _羧基;羥基;磷酸基;羰基;含氮 基團 _等基團締合后,會導致雙親分子的表觀 _增溶 _。 8 一般來說,食品中的水分可分為 _自由水 _和 _結(jié)合水 _兩大類。其中,前者可根據(jù)被結(jié)合的牢固程度細分為 _化合水;鄰近水;多層水 _,后者可根據(jù)其食品中的物理作用方式細分為_滯化水;毛細管水 _。 9 食品中通常所說的水分含量,一般是指 _常壓下, 100 105 條件下恒重后受試食品的減少量 _。 10 水在食品中的存在狀態(tài)主要取決于 _天然食品組織;加工食品中的化學成分;化學成分的物理狀態(tài) 。水與不同類型溶質(zhì)之間的相互作用主要表現(xiàn)在 _離子和離子基團的相互作用;與非極 性物質(zhì)的相互作用;與雙親分子的相互作用 _等方面。 11 一般來說,大多數(shù)食品的等溫線呈 _ S _形,而水果等食品的等溫線為 _ J _形。 12 吸著等溫線的制作方法主要有 _解吸等溫線 _和 _回吸等溫線 _兩種。對于同一樣品而言,等溫線的形狀和位置主要與 _試樣的組成;物理結(jié)構;預處理;溫度;制作方法 _等因素有關。 13 食品中水分對脂質(zhì)氧化存在 _促進 _和 _抑制 作用。當食品中 W 值在 分對脂質(zhì)起 _抑制氧化 _作用;當食品中 W 值 _ 分對脂質(zhì)起 _促進氧化 _作用。 14 食品中 W 與美拉德褐變的關系表現(xiàn)出 _鐘形曲線 _形狀。當 W 值處于 多數(shù)食品會發(fā)生美拉德反應;隨著 W 值增大,美拉德褐變 _增大至最高點 _;繼續(xù)增大 W,美拉德褐變 _下降 _。 15 冷凍是食品貯藏的最理想的方式,其作用主要在于 _低溫 _。冷凍對反應速率的影響主要表現(xiàn)在 _降低溫度使反應變得非常緩慢 _和 _冷凍產(chǎn)生的濃縮效應加速反應速率 _兩個相反的方面。 16 隨著食品原料的凍結(jié)、細胞內(nèi)冰晶的形成,會導致細胞 _結(jié)構破壞 _、食品汁液 _流失 _、食品結(jié)合水 _減少 _。一般可采取 _速凍;添加抗冷凍劑 _等方法 可降低凍結(jié)給食品帶來的不利影響。 17 大多數(shù)食品一般采用 _動態(tài)機械分析( _法和 _動態(tài)機械熱分析( _法 來測定食品化學習題集 - 2 - 食品狀態(tài)圖,但對于簡單的高分子體系,通常采用 _差示掃描量熱法( _法來測定。 18 玻璃態(tài)時,體系黏度 _較高 _而自由體積 _較小 _,受擴散控制的反應速率 _明顯降低 _;而在橡膠態(tài)時,其體系黏度 _顯著增大 _而自由體積 _增大 _,受擴散控制的反應速率 _加快 _。 19 對于高含水量食品,其體系下的非催化慢反應屬于 _非限制擴散 _,但當溫度降低到 _冰點以下 _和水分含量減少到 _溶質(zhì)飽和或過飽和 _狀態(tài)時,這些反應可能會因為黏度 _增大 _而轉(zhuǎn)變?yōu)?_限制性擴散反應 _。 20 當溫度低于 ,食品的限制擴散性質(zhì)的穩(wěn)定性 _較好 _,若添加小分子質(zhì)量的溶劑或提高溫度,食品的穩(wěn)定性 _降低 _。 二、選擇題 1 水分子通過 _的作用可與另 4 個水分子配位結(jié)合形成正四面體結(jié)構。 ( A)范德華力 ( B)氫鍵 ( C)鹽鍵 ( D)二硫鍵 2 關于冰的結(jié)構及性質(zhì)描述有誤的是 _。 ( A)冰是由水分子有序排列形成的結(jié)晶 ( B)冰結(jié)晶并非完整的晶體,通常是有方向性或離子型缺陷的。 ( C)食品中的 冰是由純水形成的,其冰結(jié)晶形式為六方形。 ( D)食品中的冰晶因溶質(zhì)的數(shù)量和種類等不同,可呈現(xiàn)不同形式的結(jié)晶。 3 稀鹽溶液中的各種離子對水的結(jié)構都有著一定程度的影響。在下述陽離子中,會破壞水的網(wǎng)狀結(jié)構效應的是 _。 ( A) ( B) ( C) ( D) 4 若稀鹽溶液中含有陰離子 _,會有助于水形成網(wǎng)狀結(jié)構。 ( A) ( B) ( C) ( D) 食品中有機成分上極性基團不同,與水形 成氫鍵的鍵合作用也有所區(qū)別。在下面這些有機分子的基團中, _與水形成的氫鍵比較牢固。 ( A)蛋白質(zhì)中的酰胺基 ( B)淀粉中的羥基 ( C)果膠中的羥基 ( D)果膠中未酯化的羧基 6 食品中的水分分類很多,下面哪個選項不屬于同一類 _。 ( A)多層水 ( B)化合水( C)結(jié)合水 ( D)毛細管水 7 下列食品中,哪類食品的吸著等溫線呈 S 型? _ ( A)糖制品 ( B)肉類 ( C)咖啡提取物 ( D)水果 8 關于等溫線劃分區(qū)間內(nèi)水的主要特性描述正確的是 _。 ( A)等溫線區(qū)間 中的水,是食品中吸附最牢固和最不容易移動的水。 ( B)等溫線區(qū)間 中的水可靠氫鍵鍵合作用形成多分子結(jié)合水。 ( C)等溫線區(qū)間 中的水,是食品中吸附最不牢固和最容易流動的水。 ( D)食品的穩(wěn)定性主要與區(qū)間 中的水有著密切的關系。 9 關于水分活度描述有誤的是 _。 ( A) W 能反應水與各種非水成分締合的強度。 ( B) W 比水分含量更能可靠的預示食品的穩(wěn)定性、安全性等性質(zhì)。 ( C)食 品的 W 值總在 0 1 之間。 ( D)不同溫度下 W 均能用 P/ 10 關于 分子層水)描述有誤的是 _。 ( A) 區(qū)間 的高水分末端位置。 ( B) 可以準確的預測干燥產(chǎn)品最大穩(wěn)定性時的含水量。 食品化學習題集 - 3 - ( C)該水分下除氧化反應外,其它反應仍可保持最小的速率。 ( D)單分子層水概念由 出的單分子層吸附理論。 11 當食品中的 W 值為 ,下面哪種情形一般不會發(fā)生? _ ( A)脂質(zhì)氧化速率會增大。 ( B)多 數(shù)食品會發(fā)生美拉德反應。 ( C)微生物能有效繁殖 ( D)酶促反應速率高于 W 值為 的反應速率。 12 對食品凍結(jié)過程中出現(xiàn)的濃縮效應描述有誤的是 _ ( A)會使非結(jié)冰相的 子強度等發(fā)生顯著變化。 ( B)形成低共熔混合物。 ( C)溶液中可能有氧和二氧化碳逸出。 ( D)降低了反應速率 13 下面對體系自由體積與分子流動性二者敘述正確的是 _。 ( A)當溫度高于 ,體系自由體積小,分子流動性較好。 ( B)通過添加小分子質(zhì)量的溶劑來改變體系自由體積,可提高食品的穩(wěn)定性。 ( C)自由體積與 正相關,故可采用其作為預測食品穩(wěn)定性的定量指標。 ( D)當溫度低于 ,食品的限制擴散性質(zhì)的穩(wěn)定性較好。 14 對 述有誤的是 _。 ( A)對于低水分食品而言,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般高于 0 。 ( B)高水分食品或中等水分食品來說,更容易實現(xiàn)完全玻璃化。 ( C)在無其它因素影響下,水分含量是影響玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的主要因素。 ( D)食品中有些碳水化合物及可溶性蛋白質(zhì)對 著重要的影響。 15 下面關于食品穩(wěn)定性描述有誤的是 _ ( A)食品在低于 度下貯藏,對于 受擴散限制影響的食品有利。 ( B)食品在低于 于受擴散限制影響的食品有利。 ( C)食品在高于 提高食品的貨架期。 ( D) W 是判斷食品的穩(wěn)定性的有效指標。 16 當向水中加入哪種物質(zhì),不會出現(xiàn)疏水水合作用? _ ( A)烴類 ( B)脂肪酸 ( C)無機鹽類 ( D)氨基酸類 17 對籠形化合物的微結(jié)晶描述有誤的是? _ ( A)與冰晶結(jié)構相似。 ( B)當形成較大的晶體時,原來的多面體結(jié)構會逐漸變成四面體結(jié)構。 ( C)在 0 以上和適當壓力下 仍能保持穩(wěn)定的晶體結(jié)構。 ( D)天然存在的該結(jié)構晶體,對蛋白質(zhì)等生物大分子的構象、穩(wěn)定有重要作用。 18 鄰近水是指 _。 ( A)屬自由水的一種。 ( B)結(jié)合最牢固的、構成非水物質(zhì)的水分。 ( C)親水基團周圍結(jié)合的第一層水。 ( D)沒有被非水物質(zhì)化學結(jié)合的水。 19 關于食品冰點以下溫度的 W 描述正確的是 _。 ( A)樣品中的成分組成是影響 W 的主要因素。 ( B) W 與樣品的成分和溫度無關。 ( C) W 與樣品的成分無關,只取決于溫度。 ( D)該溫度下的 W 可用來預測冰點溫度以上的同 一種食品的 W。 食品化學習題集 - 4 - 20 關于分子流動性敘述有誤的是? _ ( A)分子流動性與食品的穩(wěn)定性密切相關。 ( B)分子流動性主要受水合作用及溫度高低的影響。 ( C)相態(tài)的轉(zhuǎn)變也會影響分子流動性。 ( D)一般來說,溫度越低,分子流動性越快。 三、名詞解釋 1 離子水合作用; 2 疏水水合作用; 3 疏水相互作用; 4 籠形水合物; 5 結(jié)合水; 6 化合水; 7 狀態(tài)圖; 8 玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度; 9 自由水; 10 自由流動水; 11 水分活度; 12 水分吸著等溫線; 13 解吸等溫線; 14 回吸等溫線; 15 滯化水; 16 滯后現(xiàn)象; 17 單分子層水 。 四、簡答題 1 簡要概括食品中的水分存在狀態(tài)。 2 簡述食品中結(jié)合水和自由水的性質(zhì)區(qū)別 。 3 比較冰點以上和冰點以下溫度的 W 差異。 4 食品工業(yè)上的意義 。 5 滯后現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。 6 簡要 說明 W 比水分含量能更好的反映食品穩(wěn)定性的原因。 7 簡 述 食品中 W 與化學及酶促反應之間的關系。 8 簡 述 食品中 W 與脂質(zhì)氧化反應的關系。 9 簡 述 食品中 W 與美拉德褐變的關系。 10 分子流動性的影響因素。 五、論述題 1 請 論述食品中水分與溶質(zhì)間的相互作用。 2 論述水分活度與溫度的關系。 3 請 論述水分活度與食品穩(wěn)定性之間的聯(lián)系。 4 論述冰在食品穩(wěn)定性中的作用。 5 論述分子流動性、狀態(tài)圖與食品穩(wěn)定性的關系。 食品化學習題集 - 5 - 第 2章 水分 習題答案 一、填空題 1 6; 4; 似四面體 2 增大; ;最大值;下降 3 氫鍵;四面體; 變形 4 改變水的結(jié)構;影響水的介電常數(shù);影響水對其他非水溶質(zhì)和懸浮物質(zhì)的相容程度 5 氫鍵;水橋 6 締合;疏水相互作用;蛋白質(zhì)折疊;變?nèi)?;增?7 脂肪酸鹽;蛋白脂質(zhì);糖脂;極性脂類;核酸;同一分子中同時存在親水和疏水基團;羧基;羥基;磷酸基;羰基;含氮基團;增溶 8 自由水;結(jié)合水;化合水;鄰近水;多層水;滯化水;毛細管水 9 常壓下, 100 105 條件下恒重后受試食品的減少量 10 天然食品組織 ;加工食品中的化學成分;化學成分的物理狀態(tài);離子和離子基團的相互作用;與非極性物質(zhì)的相互作用;與雙親分子的相互作用 11 S; J 12 解吸等溫線;回吸等溫線;試樣的組成;物理結(jié)構;預處理;溫度;制作方法 13 促進;抑制; 制氧化; 進氧化 14 鐘形曲線; 大至最高點;下降 15 低溫;降低溫度使反應變得非常緩慢;冷凍產(chǎn)生的濃縮效應加速反應速率 16 結(jié)構破壞;流失;減少;速凍;添加抗冷凍劑 17 動態(tài)機械分析( 動態(tài)機械熱分析( 差示掃描量熱法( 18 較高;較小;明顯降低;顯著增大;增大;加快 19 非限制擴散;冰點以下;溶質(zhì)飽和或過飽和;增大;限制性擴散反應 20 較好;降低 二、選擇題 1 B; 2 C; 3 A; 4 D; 5 D; 6 D; 7 B; 8 B; 9 D; 10 A 11 C; 12 D; 13 D; 14 B; 15 C; 16 C; 17 B; 18 C; 19 C; 20 D 三、名詞解釋 1 離子水合作用 在水中添加可解離的溶質(zhì),會使純水通過氫鍵鍵合形成的四面體排列的正常結(jié)構遭到破壞,對于不具有氫鍵受體和給體的簡單無機離子 ,它們與水的相互作用僅僅是離子 種作用通常被稱為離子水合作用。 食品化學習題集 - 6 - 2 疏水水合作用 向水中加入疏水性物質(zhì),如烴、脂肪酸等,由于它們與水分子產(chǎn)生斥力,從而使疏水基團附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強,處于這種狀態(tài)的水與純水結(jié)構相似,甚至比純水的結(jié)構更為有序,使得熵下降,此過程被稱為疏水水合作用。 3 疏水相互作用 如果在水體系中存在多個分離的疏水性基團,那么疏水基團之間相互聚集,從而使它們與水的接觸面積減小,此過程被稱為疏水相互作用。 4 籠形水合物 指的是水通過氫鍵鍵合形成像籠一樣的結(jié)構, 通過物理作用方式將非極性物質(zhì)截留在籠中。通常被截留的物質(zhì)稱為 “客體 ”,而水稱為 “宿主 ”。 5 結(jié)合水 通常是指存在于溶質(zhì)或其它非水成分附近的、與溶質(zhì)分子之間通過化學鍵結(jié)合的那部分水。 6 化合水 是指那些結(jié)合最牢固的、構成非水物質(zhì)組成的那些水。 7 狀態(tài)圖 就是描述不同含水量的食品在不同溫度下所處的物理狀態(tài),它包括了平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)的信息。 8 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 對于低水分食品,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般大于 0 ,稱為 于高水分或中等水分食品,除了極小的食品,降溫速率不可能達到很高,因此一般不能實 現(xiàn)完全玻璃化,此時玻璃化轉(zhuǎn)變溫度指的是最大凍結(jié)濃縮溶液發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時的溫度,定義為 9 自由水 又稱游離水或體相水,是指那些沒有被非水物質(zhì)化學結(jié)合的水,主要是通過一些物理作用而滯留的水。 10 自由流動水 指的是動物的血漿、植物的導管和細胞內(nèi)液泡中的水,由于它可以自由流動 ,所以被稱為自由流動水 。 11 水分活度 水分活度能反應水與各種非水成分締合的強度,其定義可用下式表示: 0 100 R Ha p 其中 , P 為某種食品在密閉容器中達到平衡狀態(tài)時的水蒸汽分壓; 示在 同一溫度下純水的飽和蒸汽壓; 食品樣品周圍的空氣平衡相對濕度。 12 水分吸著等溫線 在恒溫條件下,食品的含水量(用每單位干物質(zhì)質(zhì)量中水的質(zhì)量表示)與 W 的關系曲線。 13 解吸等溫線 對于高水分食品,通過測定脫水過程中水分含量與 W 的關系而得到的吸著等溫線,稱為解吸等溫線。 14 回吸等溫線 對于低水分食品,通過向干燥的樣品中逐漸加水來測定加水過程中水分含量與 W 的關系而得到的吸著等溫線,稱為回吸等溫線。 食品化學習題集 - 7 - 15 滯化水 是指被組織中的顯微結(jié)構 和 亞顯微結(jié)構及膜所阻留的水,由于這部分水不能自 由流動,所以稱為滯化水或不移動水。 16 滯后現(xiàn)象 制作有兩種方法,即采用回吸或解吸的方法繪制的 一食品按這兩種方法制作的 形并不一致,不互相重疊,這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。 17 單分子層水 在 間 的高水分末端 ( 區(qū)間 和區(qū)間 的分界線, W=位置的這部分水,通常是在干物質(zhì)可接近的強極性基團周圍形成 1 個單分子層所需水的近似量,稱為食品的“單分子層水 ( ”。 四、簡答題 1 簡要概括食品中的水分存在狀態(tài)。 食品 中 的水分有著多種存在狀態(tài),一般可將食品中的水分分為 自由水(或稱游離水、體相水)和結(jié)合水(或稱束縛水、固定水)。其中,結(jié)合水又可根據(jù)被結(jié)合的牢固程度,可細分為化合水、鄰近水、多層水;自由水可根據(jù)這部分水在食品中的物理作用方式也可細分為滯化水、毛細管水、自由流動水。但強調(diào)的是上述對食品中的水分劃分只是相對的。 2 簡述食品中結(jié)合水和自由水的性質(zhì)區(qū)別? 食品中結(jié)合水和自由水的性質(zhì)區(qū)別主要在于以下幾個方面: 食品中結(jié)合水與非水成分締合強度大,其蒸汽壓也比自由水低得 很 多,隨著食品中非水成分的不同,結(jié)合水的量也不同,要想將結(jié)合水從食品中除去,需要的能量比自由水高得 多,且如果強行將結(jié)合水從食品中除去,食品的風味、質(zhì)構等性質(zhì)也將發(fā)生不可逆的改變; 結(jié)合水的冰點比自由水低得多,這也是植物的種子及微生物孢子由于幾乎不含自由水,可在較低溫度生存的原因之一;而多汁的果蔬,由于自由水較多,冰點相對較高,且易結(jié)冰破壞其組織; 結(jié)合水不能作為溶質(zhì)的溶劑; 自由水能被微生物所利用,結(jié)合水則不能,所以自由水較多的食品容易腐敗。 3 比較冰點以上和冰點以下溫度的 W 差異。 在比較冰點以上和冰點以下溫度的 W 時,應注意以下三點: 在冰點溫度以上, W 是樣品成分和溫度的函數(shù),成分是影 響 W 的主要因素。但在冰點溫度以下時, W 與樣品的成分無關,只取決于溫度,也就是說在有冰相存在時, 此不能根據(jù) W 值來準確地預測在冰點以下溫度時的體系中溶質(zhì)的種類及其含量對體系變化所產(chǎn)生的影響。所以,在低于冰點溫度時用W 值作為食品體系中可能發(fā)生的物理化學和生理變化的指標,遠不如在高于冰點溫度時更有應用價值; 食品冰點溫度以上和冰點溫度以下時的 低于食品冰點溫度時的 W 不能用來預測冰點溫度以上的同一種食品的 W。 4 食品工業(yè)上的意義 水分吸著等溫線,其含義為在恒溫條件下,食品的含水量(每單位干物質(zhì)質(zhì)量中水的質(zhì)量表示)與 W 的關系曲線。它在食品工業(yè)上的意義在于: 食品化學習題集 - 8 - 在濃縮和干燥過程中樣品脫水的難易程度與 W 有關; 配制混合食品必須避免水分在配料之間的轉(zhuǎn)移; 測定包裝材料的阻濕性的必要性; 測定什么樣的水分含量能夠抑制微生物的生長; 預測食品的化學和物理穩(wěn)定性與水分的含量關系。 5 滯后現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。 制作有兩種方法,即采用回吸或解吸的方法繪制的 一食品按這兩種方法制作的 形并不一致,不互相重疊,這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。產(chǎn)生滯后現(xiàn)象的原因主要有: 解吸過程中一些水分與非水溶液成分作用而無法放出水分; 不規(guī)則形狀產(chǎn)生毛細管現(xiàn)象的部位,欲填滿或抽空水分需不同的蒸汽壓; 解 吸 作用時,因組織改變,當再吸水時無法緊密結(jié)合水,由此可導致回吸相同水分含量時處于較高的 W; 溫度、解吸的速度和程度及食品類型等都影響滯后環(huán)的形狀。 6 簡要說明 W 比水分含量能更好的反映食品的穩(wěn)定性的原因。 W 比用水分含量能更好地反映食品的穩(wěn)定性,究其原因與下列因素有關: ( 1) W 對微生物生長有更為 密切的關系; ( 2) W 與引起食品品質(zhì)下降的諸多化學反應 、 酶促反應及質(zhì)構變化有高度的相關性; ( 3)用 W 比用水分含量更清楚地表示水分在不同區(qū)域移動情況; ( 4)從 中所示的單分子層水的 W( 對應的水分含量是干燥食品的最佳要求; ( 5) W 比水分含量易測,且又不破壞試樣。 7 簡 述 食品中 W 與化學及酶促反應之間的關系。 W 與化學及酶促反應之間的關系較為復雜,主要由于食品中水分通過多種途徑參與其反應: 水分不僅參與其反應,而且由于伴隨水分的移動促使各反應的進行; 通過與 極 性 基團及離子基團的水合作用影響它們的反應; 通過與生物大分子的水合作用和溶脹作用,使其暴露出新的作用位點; 高含量的水由于稀釋作用可減慢反應。 8 簡 述 食品中 W 與脂質(zhì)氧化反應的關系。 食品水分對脂質(zhì)氧化既有促進作用,又有抑制作用。當食品中水分處在單分子層水( W 右)時,可抑制氧化作用,其原因可能在于: 覆蓋了可氧化的部位,阻止它與氧的接觸; 與金屬離子的水合作用,消除了由金屬離子引發(fā)的氧化作用; 與氫過氧化合物的氫鍵結(jié)合,抑制了由此引發(fā)的氧化作用; 促進了游離基間相互結(jié)合,由此抑制 了游離基在脂質(zhì)氧化中鏈式反應。 當食品中 W ,水分對脂質(zhì)氧化起促進作用,其原因可能在于: 水分的溶劑化作用,使反應物和產(chǎn)物便于移動,有利于氧化作用的進行; 水分對生物大分子的溶脹作用,暴露出新的氧化部位,有利于氧化的進行。 9 簡 述 食品中 W 與美拉德褐變的關系。 食品中 W 與美拉德褐變的關系表現(xiàn)出一種鐘形曲線形狀,當食品中 W ,食品化學習題集 - 9 - 多數(shù)食品會發(fā)生美拉德褐變反應,造成食品中 W 與美拉德褐變的鐘形曲線形狀的主要原因在于:雖然高于 分子層 W 以后美拉德褐變就可進行,但 W 較低 時,水多呈水 溶質(zhì)的氫鍵鍵合作用與鄰近的分子締合作用不利于反應物和反應產(chǎn)物的移動,限制了美拉德褐變的進行。隨著 W 增大,有利于反應物和產(chǎn)物的移動,美拉德褐變增大至最高點,但 W 繼續(xù)增大,反應物被稀釋,美拉德褐變下降。 10 分子流動性的影響因素。 分子流動性指的是與食品 儲 藏期間的穩(wěn)定性和加工性能有關的分子運動形式,它涵蓋了以下分子運動形式:由分子的液態(tài)移動或機械拉伸作用導致其分子的移動或變型;由化學電位勢或電場的差異所造成的液劑或溶質(zhì)的移動;由分子擴散所產(chǎn)生的布朗運動或原子基團的轉(zhuǎn)動 ;在某一容器或管 道中反應物之間相互移動性,還促進了分子的交聯(lián) 、 化學的或酶促的反應的進行 。 分子流動性主要受水合作用大小及溫度高低的影響,水分含量的多少和水與非水成分之間作用,決定了所有的處在液相狀態(tài)成分的流動特性,溫度越高分子流動越快;另外相態(tài)的轉(zhuǎn)變也可提高分子流動性。 五、論述題 1 論述食品中水分與溶質(zhì)間的相互作用。 食品中水分與溶質(zhì)間的相互作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面: 水與離子 和 離子基團的相互作用:在水中添加可解離的溶質(zhì),會破壞純水的正常結(jié)構,這種作用稱為離子水合作用。但在不同的稀鹽溶液中,離子對水結(jié)構的影響是有 差異的。某些離子如 K+、 另一類電場強度較強、離子半徑小的離子或多價離子 則 有助于水形成網(wǎng)狀結(jié)構,如 子的效應不僅僅改變水的結(jié)構,而且影響水的介電常數(shù)、水對其它非水溶質(zhì)和懸浮物質(zhì)的相容程度。 水與具有氫鍵鍵合能力的中性基團的相互作用:食品中蛋白質(zhì)、淀粉、果膠等成分含有大量的具有氫鍵鍵合能力的中性基團,它們可與水分子通過氫鍵鍵合。水與這些溶質(zhì)之間的氫鍵鍵合作用比水與離子之間的相互作用弱,與水分子之間的氫鍵相近,且各種有機成分上 的極性基團不同,與水形成氫鍵的鍵合作用強弱也有區(qū)別。 水與非極性物質(zhì)的相互作用:向水中加入疏水性物質(zhì),如烴、稀有氣體及引入脂肪酸、氨基酸、蛋白質(zhì)的非極性基團,由于它們與水分子產(chǎn)生斥力,從而使疏水基團附近的水分子之間的氫鍵鍵合作用增強,此過程稱為疏水水合作用;當水體系存在有多個分離的疏水基團,那么疏水基團之間相互聚集,此過程稱為疏水相互作用。 水與雙親分子的相互作用:水能作為雙親分子的分散介質(zhì),在食品體系中,水與脂肪酸鹽、蛋白脂質(zhì)、糖脂、極性脂類、核酸類 , 這些雙親分子親水部位羧基、羥基、磷酸基或含氮基團的 締合導致雙親分子的表觀 “ 增溶 ” 。 2 論述水分活度與溫度的關系。 當溫度處于冰點以上時,水分活度 與 溫度的關系可以用下式來表示: 1ln w T 式中 T 為絕對溫度; R 為氣體常數(shù); H 為樣品中水分的等量凈吸著熱 ; 的意義表示為 : 食品化學習題集 - 10 - 樣 品 的 絕 對 溫 度 純 水 的 蒸 汽 壓 為 時 的 絕 對 溫 度純 水 的 蒸 汽 壓 為 時 的 絕 對 溫 度 若以 1/T 作圖,可以發(fā)現(xiàn)其應該是一條直線,即水分含量一定時,在一定的溫度范圍內(nèi), W 隨著溫度提高而增加。 當溫度處于冰點以下時,水分活度 與 溫度的關系應用下式來表示: i c S C W ) 0 ( S C W )式中 示未完全冷凍的食品中水的蒸汽分壓; 示過冷的純水蒸汽壓; 在冰點溫度以下的 W 值都是相同的。 3 論述水分活度與食品穩(wěn)定性之間的聯(lián)系。 水分活度比水分含量能更好的反映食品的穩(wěn)定性,具體說來,主要表現(xiàn)在以下幾點: 食品中 W 與微生物生長的關系: W 對微生物生長有著密切的聯(lián)系,細菌生長需要的 W 較高,而霉菌需要的 W 較低,當 W 低于 ,所有的微生物幾乎不能生長。 食品中 W 與化學及酶促反應關系: W 與化 學及酶促反應之間的關系較為復雜,主要由于食品中水分通過多種途徑參與其反應: 水分不僅參與其反應,而且由于伴隨水分的移動促使各反應的進行; 通過與 極 性基團及離子基團的水合作用影響它們的反應; 通過與生物大分子的水合作用和溶脹作用,使其暴露出新的作用位點; 高含量的水由于稀釋作用可減慢反應。 食品中 W 與脂質(zhì)氧化反應的關系:食品水分對脂質(zhì)氧化既有促進作用,又有抑制作用。當食品中水分處在單分子層水( W 右)時,可抑制氧化作用。當食品中 W ,水分對脂質(zhì)氧化起促進作用。 食品中 W 與美拉德 褐變的關系:食品中 W 與美拉德褐變的關系表現(xiàn)出一種鐘形曲線形狀,當食品中 W ,多數(shù)食品會發(fā)生美拉德褐變反應,隨著 W 增大,有利于反應物和產(chǎn)物的移動,美拉德褐變增大至最高點,但 W 繼續(xù)增大,反應物被稀釋,美拉德褐變下降。 4 論述冰在食品穩(wěn)定性中的作用。 冷凍是保 藏 大多數(shù)食品最理想的方法,其作用主要在于低溫,而是因為形成冰。食品凍結(jié)后會伴隨濃縮效應,這將引起非結(jié)冰相的 滴定酸、離子強度、黏度、冰點等發(fā)生明顯的變化 。 此外,還將形成低共熔混合物,溶液中有氧和二氧化碳逸出,水的結(jié)構和水與溶 質(zhì)間的相互作用也劇烈改變,同時大分子更加緊密地聚集在一起,使之相互作用的可能性增大。冷凍對反應速率有兩個相反的影響,即降低溫度使反應變得緩慢,而冷凍所產(chǎn)生的濃縮效應有時候會導致反應速率的增大。隨著食品原料的凍結(jié)、細胞內(nèi)冰晶的形成,將破壞細胞的結(jié)構,細胞壁發(fā)生機械損傷,解凍時細胞內(nèi)的物質(zhì)會移至細胞外,致使食品汁液流失,結(jié)合水減少,使一些食物凍結(jié)后失去飽滿性、膨脹性和脆性,會對食品質(zhì)量造成不利影響。采取速凍、添加抗冷凍劑等方法可降低食品在凍結(jié)中的不利影響,更有利于凍結(jié)食品保持原有的色、香、味和品質(zhì)。 5 論述 分子流動性、狀態(tài)圖與食品穩(wěn)定性的關系。 溫度、分子流動性及食品穩(wěn)定性的關系:在溫度 10 100 范圍內(nèi),對于存在無定形區(qū)的食品,溫度與分子流動性和分子黏度之間顯示出較好的相關性。大多數(shù)分子在 g 溫度時呈 橡膠態(tài) 或 玻璃態(tài) ,它的流動性被抑制。也就是說,使無定形區(qū)的食食品化學習題集 - 11 - 品處在低于 提高食品的穩(wěn)定性。 食品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與穩(wěn)定性:凡是含有無定形區(qū)或在冷凍時形成無定形區(qū)的食品,都具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 g。 從而, 可以根據(jù) 常在 所有的限制性擴散反應(包括許多變質(zhì)反應)將受到嚴格的限制。因此,如食品的 儲 藏溫度低于 穩(wěn)定性就較好。 根據(jù)狀態(tài)圖判斷食品的穩(wěn)定性: 一般 說來,在估計由擴散限制的性質(zhì),如冷凍食品的理化性質(zhì),冷凍干燥的最佳條件和包括結(jié)晶作用、凝膠作用和淀粉老化 等物理變化 時,應用 方法較為有效,但在不含冰的食品中非擴散及微生物生長方面,應用 W 來判斷食品的穩(wěn)定性效果較好。 第 3章 碳水化合物 習題 一、填空題 1 碳水化合物根據(jù)其組成中單糖的數(shù)量可分為 _、 _、和 _。 2 單糖根據(jù)官能團的特點分為 _和 _,寡糖一般是由 _個單糖分子縮合而成,多糖聚合度大于 _,根據(jù) 組成 多糖的單糖種類,多糖分為 _或 _。 3 根據(jù)多糖的來源,多糖分為 _、 _和 _;根據(jù)多糖在生物體內(nèi)的功能,多糖分為 _、 _和 _,一般多糖衍生物稱為 _。 4 糖原是一種 _,主要存在于 _和 _中,淀粉對食品的甜味沒有貢獻,只有水解 成 _或 _才對食品的甜味起作用。 5 糖醇指由糖經(jīng)氫化還原后的 _,按其結(jié)構可分為 _和 _。 6 肌醇是環(huán)己六醇,結(jié)構上可以排出 _個立體異構體,肌醇異構體中具有生物活性的只有 _,肌醇通常以 _存在于動物組織中,同時多與磷酸結(jié)合形成 _,在高等植物中,肌醇的六個羥基都成磷酸酯,即 _。 7 糖苷是單糖的半縮醛上 _與 _縮合形成的化合物。糖苷的非糖部分稱為_或 _,連接糖基與配基的鍵稱 _。根據(jù)苷鍵的不同,糖苷可分為_、 _和 _等。 8 多糖的形狀有 _和 _兩種,多糖可由一種或幾種單糖單位組成,前者稱為_,后者稱為 _。 9 大分子多糖溶液都有一定的黏稠性,其溶液的黏度取決于分子的 _、 _、_和溶液中的 _。 10 蔗糖水解稱為 _,生成等 物質(zhì)的量 _和 _的混合物稱為轉(zhuǎn)化糖。 11 含有游離醛 基的醛糖或能產(chǎn)生醛基的酮糖都是 _,在堿性條件下,有弱的氧化劑存在時被氧化成 _,有強的氧化劑存在時被氧化成 _。 12 凝膠具有二重性,既有 _的某些特性,又有 _的某些屬性。凝膠不 像 連續(xù)液體那樣完全具有 _,也不 像 有序固體具有明顯的 _,而是一種能保持一定_,可顯著抵抗外界應力作用,具有黏性液體某些特性的黏彈性 _。 13 糖的熱分解產(chǎn)物有 _、 _、 _、 _、 _、酸和酯類等。 14 非酶褐變的類型包括: _、 _、 _、 _等四類。 15 通常將酯化度大于 _的果膠稱為高甲氧基果膠,酯化度低于 _的是低甲氧基果膠。果膠酯酸是甲酯化程度 _的果膠,水溶性果膠酯酸稱為 _果膠,果膠酯酸在果膠甲酯酶的持續(xù)作用下,甲酯基可全部除去,形成 _。 16 高甲氧基果膠必須在 _和 _糖濃度中可形成凝膠,一般要求果膠含量小于 _,蔗糖濃度 _ 75, _。 食品化學習題集 - 12 - 17 膳食纖維按在水中的溶解能力分 為 _和 _膳食纖維。按來源分 為 _、_和 _膳食纖維。 18 機體在代謝過程中產(chǎn)生的自由基有 _自由基 、 _自由基 、 _自由基,膳食纖維中的 _、 _類物質(zhì)具有清除這些自由基的能力 。 19 甲殼低聚糖在食品工業(yè)中的應用:作為人體腸道的 _、功能性 _、食品 _、果蔬食品的 _、 可以促進 _的吸收。 20 瓊 脂 除作為一種 _類膳食纖維,還可作果凍布丁等食品的 _、 _、_、固定化細胞的 _,也可涼拌直接食用,是優(yōu)質(zhì)的 _食品。 二、選擇題 1 根據(jù)化學結(jié)構和化學性質(zhì),碳水化合物是屬于一類 _的化合物。 ( A)多羥基酸 ( B)多羥基醛或酮 ( C)多羥基醚 ( D)多羧基醛或酮 2 糖苷的溶解性能與 _有很大關系。 ( A)苷鍵 ( B)配體 ( C)單糖 ( D)多糖 3 淀粉溶液凍結(jié)時形成兩相體系,一相為結(jié)晶水,另一相是 _。 ( A)結(jié)晶體 ( B)無定形體 ( C)玻璃態(tài) ( D)冰晶態(tài) 4 一次攝入大量苦杏仁易引起中毒,是由于苦杏仁苷在體內(nèi)徹底水解產(chǎn)生 _,導致中毒。 ( A) D葡萄糖 ( B)氫氰酸 ( C)苯甲醛 ( D)硫氰酸 5 多糖分子在溶液中的形狀是圍繞糖基連接鍵振動的結(jié)果,一般呈無序的 _狀。 ( A)無規(guī)線團 ( B)無規(guī)樹杈 ( C)縱橫交錯鐵軌 ( D)曲折河流 6 噴霧或冷凍干燥脫水食品中的碳水化合物隨著脫水的進行,使糖水的相互作用轉(zhuǎn)變成_的相互作用。 ( A)糖風味劑 ( B)糖呈色劑 ( C)糖膠凝劑 ( D)糖干燥劑 7 環(huán)糊精由于內(nèi)部呈非極性環(huán)境,能有效地截留非極性的 _和其他小分子化合物。 ( A)有色成分 ( B)無色成分 ( C)揮發(fā)性成分 ( D)風味成分 8 碳水化合物在非酶褐變過程中除了產(chǎn)生深顏色 _色素外,還產(chǎn)生了多種 揮發(fā)性物質(zhì)。 ( A)黑色 ( B)褐色 ( C)類黑精 ( D)類褐精 9 褐變產(chǎn)物除了能使食品產(chǎn)生風味外,它本身可能具有特殊的風味或者增強其他的風味,具有這種雙重作用的焦糖化產(chǎn)物是 _。 ( A)乙基麥芽酚 和 丁基麥芽酚 ( B)麥芽酚和乙基麥芽酚 ( C)愈創(chuàng)木酚和麥芽酚 ( D)麥芽糖和乙基麥芽酚 10 糖醇的甜度除了 _的甜度和蔗糖相近外,其他糖醇的甜度均比蔗糖低。 ( A)木糖醇 ( B)甘露醇 ( C)山梨醇 ( D)乳糖醇 11 甲殼低聚糖是一類由 N乙酰( D)氨基葡萄糖或 D氨基葡萄糖通過 _糖苷鍵連接起來的低聚合度的水溶性氨基葡聚糖。 ( A) 1, 4 ( B) 1, 4 ( C) 1, 6 ( D) 1, 6 12 卡拉膠形成的凝膠是 _,即加熱凝結(jié)融化成溶液,溶液放冷時,又形成凝膠。 ( A)熱可逆的 ( B)熱不可逆的 ( C)熱變性的 ( D)熱不變性的 13 硒化卡拉膠是由 _與卡拉膠反應制得。 ( A)亞硒酸鈣 ( B) 亞硒酸鉀 ( C)亞硒酸鐵 ( D)亞硒酸鈉 14 褐藻膠是由 _結(jié)合成的大分子線性聚合物,大多是以鈉鹽形式存在。 食品化學習題集 - 13 - ( A)醛糖 ( B)酮糖 ( C)糖醛酸 ( D)糖醇 15 兒茶素按其結(jié)構,至少包括有 A、 B、 C 三個核,其母核是 _衍生物。 ( A) 苯基苯并吡喃 ( B) 苯基苯并吡喃; ( C) 苯基苯并咪唑 ( D) 苯基苯并咪唑 16 食品中丙烯酰胺主要來源 于 _加工過程。 ( A)高壓 ( B)低壓 ( C)高溫 ( D)低溫 17 低聚木糖是由 2 7 個木糖以 _糖苷鍵結(jié)合而成。 ( A) ( 16 ) ( B) ( 16 ) ( C) ( 14 ) ( D) ( 14 ) 18 馬鈴薯淀粉在水中加熱可形成非常黏的 _溶液。 ( A)透明 ( B)不透明 ( C)半透明 ( D)白色 19 淀粉糊化的本質(zhì)就是淀粉微觀結(jié)構 _。 ( A)從結(jié)晶轉(zhuǎn)變成非結(jié)晶 ( B)從非結(jié)晶 轉(zhuǎn)變成結(jié)晶; ( C)從有序轉(zhuǎn)變成無序 ( D)從無序轉(zhuǎn)變成有序 20 過一系列復雜反應產(chǎn)生有色物質(zhì),這些反應是引起 _的主要原因 。 ( A) 美拉德褐變 ( B) 焦糖化褐變 ( C) 抗壞血酸褐變 ( D) 酚類成分褐變 三、名詞解釋 1 多糖復合物; 2 環(huán)狀糊精; 3 多糖結(jié)合水; 4 果葡糖漿; 5 黏度; 6 多糖膠凝作用; 7 非酶褐變; 8 美拉德反應; 9 焦糖化褐變; 10 淀粉的糊化; 11 淀粉的老化; 12 海藻硒多糖; 13 交聯(lián)淀粉; 14 低黏度變性淀粉; 15 預糊化淀粉; 16 氧化淀粉; 17 膳食纖維; 18 糖原; 19 纖維素; 20 微晶纖維素 四、簡答題 1 簡述碳水化合物與食品質(zhì)量的關系 。 2 碳水化合物吸濕性和保濕性在食品中的作用 。 3 膳食纖維的安全性 。 4 蔗糖形成焦糖素的反應歷程 。 5 抗壞血酸褐變的反應歷程 。 6 請簡述 淀粉糊化及其階段 。 7 淀粉老化及影響因素 。 8 影響淀粉糊化的因素有哪些 。 9 殼聚糖在食品工業(yè)中的應用 。 10 美拉德反應的歷程 。 五、論述題 1 膳食纖維 的理化特性。 2 試述非酶褐變對食品質(zhì)量的影響 。 3 非酶褐變反應的影響因素和控制方法 。 4 食品中主要的功能性低聚糖及其作用 。 食品化學習題集 - 14 - 5 膳食纖維的生理功能 。 第 3章 碳水化合物 習題答案 一、填空題 1 單糖;寡糖;多糖 2 醛糖;酮醣; 2 10; 10;均多糖;雜多糖 3 植物多糖;動物多糖 ;微生物多糖;結(jié)構性多糖;貯藏性多糖;功能性多糖;多糖復合物 4 葡聚糖;肌肉;肝臟;低聚糖;葡萄糖 5 多元醇;單糖醇;雙糖醇 6 九;肌肌醇;游離形式;磷酸肌醇;肌醇六磷酸 7 羥基;非糖物質(zhì);配基;非糖體;苷鍵;含氧糖苷;含氮糖苷;含硫糖苷 8 直鏈;支鏈;均多糖;雜多糖 9 大小;形狀;所帶凈電荷;構象 10 轉(zhuǎn)化;葡萄糖;果糖 11 還原糖;醛糖酸;醛糖二酸 12 固體;液體;流動性;剛性;形狀;半固體 13 吡喃酮;呋喃;呋喃酮;內(nèi)酯;羰基化合物 14 美拉德反應;焦糖化褐變;抗壞 血酸褐變;酚類物質(zhì)褐變 15 50; 50;不太高;低甲氧基;果膠酸 16 低;高; 1; 58; 7 水溶性;水不溶性;植物類;動物類;合成類 18 超氧離子 ; 羥 ; 氫過氧 ; 黃酮 ; 多糖 19 微生態(tài)調(diào)節(jié)劑;甜味劑;防腐劑;保鮮;鈣 20 海藻;凝固劑;穩(wěn)定劑;增稠劑;載體;低熱量 二、選擇題 1 B; 2B; 3C; 4B; 5A; 6A; 7D; 8C; 9B; 10A; 11B; 12A; 13D; 14C; 15B; 16C; 17D; 18A; 19C; 20A 三、名詞解釋 1 多糖復合物 多糖上有許多 羥基,這些羥基可與肽鏈結(jié)合,形成糖蛋白或蛋白多糖,與脂類結(jié)合可形成脂多糖,與硫酸結(jié)合而含有硫酸基,形成硫酸酯化多糖;多糖上的羥基還能與一些過渡金屬元素結(jié)合,形成金屬元素結(jié)合多糖,一般把上述這些多糖衍生物稱為多糖復合物。 2 環(huán)狀糊精 食品化學習題集 - 15 - 環(huán)狀糊精是由 6 8 個 D吡喃葡萄糖通過 1, 4 糖苷鍵連接而成的低聚物。由 6個糖單位組成的稱為 環(huán)狀糊精,由 7 個糖單位組成的稱為 環(huán)狀糊精,由 8 個糖單位組成的稱為 環(huán)狀糊精。 3 多糖結(jié)合水 與多糖的羥基通過氫鍵結(jié)合的水被稱為水合水或結(jié)合水,這部分水由于使多糖分子

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