食品化学(普通高等教育十三五规划教材)

食品化学是食品科学学科重要的专业基础课。本书系统论述了食品化学的基础理论与方法，主要内容包括绪论、水、糖类、脂质、蛋白质、维生素和矿物质、食品色素和着色剂、酶、风味化合物、食品添加剂以及食品中的有害成分。本书在论述食品成分的化学和生物化学特征的基础上，重点阐述了食品成分在加工贮藏过程中发生的各种变化对食品品质、营养和安全性的影响。编写过程中在吸收国内外经典食品化学理论的基础上，收集了大量国内外新的技术成果，深入浅出地介绍了食品化学的原理及其在食品工业中的应用，并在每章章前设置图文简介、问题导入，最后引入前沿导读，力求系统、经典、简洁、有趣、新颖，体现了当今食品化学的学科特点和发展方向。同时通过章后总结帮助学生梳理各章知识点并与学习目标呼应，帮助学生学习；文中的概念检查及章后的课后练习和设计问题可强化学生对基本理论的理解与应用，并为教师教学提供便利。 本书可以作为高等院校食品科学与工程以及食品质量与安全等专业的教学用书，也可供研究生和从事食品科学研究以及食品研发和加工的科技人员参考。

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第1章　绪论 001 1.1　食品化学的概念 001 1.2　食品化学的研究内容和范畴 001 1.2.1　研究食品的组成 001 1.2.2　研究食品的性质 002 1.2.3　 研究食品在加工和贮藏过程中发生的化学以及生物化学变化 002 1.2.4　研究食品的风味 003 1.2.5　 研究食品在加工过程中营养和安全性的变化 003 1.3　 食品化学对推动食品工业发展的作用 004 1.4　食品化学的研究方法 004 1.5　 食品化学的历史、现状及发展前景 005 1.5.1　食品化学的历史 005 1.5.2　食品化学的现状及展望 006 第2章　水 009 2.1　概述 010 2.1.1　水在生物体中的作用 010 2.1.2　水在食品中的作用 010 2.2　水分子的结构与性质 011 2.2.1　单个水分子的结构 011 2.2.2　水分子间的强缔合与物理性质异常 011 2.2.3　水分子的结构与低密度 013 2.2.4　水分子簇结构与低黏度 013 2.3　冰的结构与性质 014 2.3.1　影响冰晶形成的因素 015 2.3.2　冰晶中缺陷与冻藏稳定性 015 2.3.3　冰的非紧密结构与异常的膨胀特性 016 2.4　水与溶质之间的相互作用 016 2.4.1　水与离子和离子基团的相互作用 016 2.4.2　 水与具有氢键形成能力的中性基团的相互作用 017 2.4.3　水与非极性基团的相互作用 017 2.4.4　水与两亲性物质的相互作用 018 2.5　食品中水的存在状态 019 2.5.1　结合水 020 2.5.2　体相水 020 2.5.3　结合水与体相水的比较 020 2.6　 水分活度与水分吸附/ 解吸等温线 021 2.6.1　水分活度的定义 021 2.6.2　水分活度的测定 022 2.6.3　水分活度与温度的关系 023 2.6.4　水分吸附等温线与解吸等温线 025 2.7　水分活度与食品稳定性 027 2.7.1　水分活度与微生物的生长繁殖 027 2.7.2　水分活度与酶活性 029 2.7.3　水分活度与化学反应 029 2.7.4　水分活度与食品质构 031 2.8　冷冻与食品稳定性 032 2.8.1　冰与食品稳定性 032 2.8.2　玻璃化转变温度与食品稳定性 033 2.9　水分转移与食品稳定性 036 2.9.1　食品中水分的位转移 036 2.9.2　食品中水分的相转移 037 2.10　分子移动性与食品稳定性 038 2.10.1　分子移动性 038 2.10.2　分子移动性与食品品质 038 2.10.3　 水分活度、分子移动性和玻璃化转变温度预测食品稳定性 039 2.11　 前沿导读——高密度铁电新冰相 040 总结 041 课后练习 042 设计问题 043 第3章　糖类 045 3.1　概述 046 3.1.1　糖类的定义 046 3.1.2　糖类的分类 047 3.1.3　食品中的糖类及其作用 047 3.2　单糖、低聚糖及糖苷 048 3.2.1　单糖、低聚糖及糖苷的结构 048 3.2.2　单糖和低聚糖的物理及功能性质 051 3.2.3　新型（功能性）低聚糖 055 3.2.4　糖苷的一般性质 056 3.2.5　单糖和低聚糖的化学反应 056 3.3　多糖 067 3.3.1　多糖的结构 067 3.3.2　多糖的一般性质 068 3.3.3　几种重要食品多糖的结构和特性 071 3.4　前沿导读——淀粉的多层次结构 086 总结 087 课后练习 090 设计问题 091 第4章　脂质 093 4.1　概述 094 4.1.1　脂质的定义及功能 094 4.1.2　油脂的分类 095 4.2　脂肪的结构和命名 095 4.2.1　脂肪酸的结构 095 4.2.2　脂肪酸的命名 096 4.2.3　脂肪的结构 096 4.2.4　三酰基甘油的命名 097 4.3　天然油脂中脂肪酸的分布 097 4.3.1　动物脂中脂肪酸的分布 097 4.3.2　植物油中脂肪酸的分布 097 4.4　油脂的物理性质 098 4.4.1　色泽和气味 098 4.4.2　熔点、沸点及烟点、闪点和着火点 099 4.4.3　结晶特性 099 4.4.4　熔融特性 102 4.4.5　油脂的塑性 104 4.4.6　液晶态 104 4.4.7　油脂的乳化及乳化剂 105 4.5　油脂的化学性质 109 4.5.1　油脂的脂解反应 109 4.5.2　油脂的氧化反应 109 4.5.3　油脂的热分解 122 4.5.4　油脂的热聚合 123 4.5.5　油脂的热缩合 124 4.5.6　油脂的辐解反应 125 4.6　油脂的特征值及质量评价方法 125 4.6.1　油脂的特征值 126 4.6.2　油脂质量评价方法 126 4.7　油脂的加工化学 128 4.7.1　油脂的提取 128 4.7.2　油脂的精炼 128 4.7.3　油脂的改性 129 4.8　复合脂质和衍生脂质 134 4.8.1　磷脂的结构和功能 134 4.8.2　甾醇的结构和功能 135 4.9　脂肪代用品 136 4.9.1　脂肪替代品（fat substitute） 136 4.9.2　脂肪模拟品（fat mimetic） 137 4.10　食用脂肪与人体健康 137 4.10.1　饱和脂肪酸与健康 137 4.10.2　不饱和脂肪酸与健康 138 4.10.3　反式脂肪酸与健康 138 4.10.4　健康膳食中不同脂肪合理的摄入比例 138 4.11　 前沿导读——多不饱和脂肪酸与肠道菌群和肥胖 139 总结 140 课后练习 142 设计问题 143 第5章　蛋白质 145 5.1　概述 146 5.1.1　蛋白质在食品中的作用 146 5.1.2　蛋白质的分类 146 5.2　氨基酸的结构与性质 147 5.2.1　氨基酸的结构与分类 148 5.2.2　氨基酸的性质 149 5.3　蛋白质的结构与性质 152 5.3.1　蛋白质的一级结构 152 5.3.2　蛋白质的二级结构 153 5.3.3　蛋白质的三级结构 155 5.3.4　蛋白质的四级结构 155 5.3.5　蛋白质的酸碱性质 156 5.3.6　蛋白质的黏度与渗透压 156 5.4　蛋白质的变性 156 5.4.1　蛋白质的物理变性 157 5.4.2　蛋白质的化学变性 158 5.5　蛋白质的功能性质 159 5.5.1　水合性质 159 5.5.2　乳化性质 161 5.5.3　起泡性质 163 5.5.4　胶凝作用 164 5.5.5　面团的形成 165 5.5.6　织构化 166 5.5.7　与风味物质结合 168 5.6　 食品蛋白质在加工和贮藏中的变化 170 5.6.1　热处理 170 5.6.2　碱处理 171 5.6.3　低温处理 172 5.6.4　氧化处理 173 5.6.5　脱水处理 174 5.6.6　辐照处理 174 5.6.7　蛋白质与亚硝酸盐作用 174 5.6.8　蛋白质的水解处理（生物活性肽） 175 5.7　食品中常见的蛋白质 177 5.7.1　动物蛋白质 177 5.7.2　植物蛋白质 181 5.8　前沿导读——食物源降血压肽的研究进展 183 总结 186 课后练习 188 设计问题 189 第6章　维生素和矿物质 191 6.1　维生素概述 192 6.1.1　维生素的定义及作用 192 6.1.2　维生素的命名和分类 193 6.2　脂溶性维生素（fat-soluble vitamins） 194 6.2.1　维生素A 194 6.2.2　维生素D 197 6.2.3　维生素E 198 6.2.4　维生素K 201 6.3　 水溶性维生素（water-soluble vitamins） 202 6.3.1　维生素C 202 6.3.2　维生素B1 205 6.3.3　维生素B2 207 6.4　 维生素在食品加工和贮藏中的变化 209 6.4.1　食品原料对维生素的影响 209 6.4.2　采后及贮藏中维生素含量的变化 209 6.4.3　 加工前预处理对食品中维生素含量的影响 210 6.4.4　食品加工过程中维生素含量的变化 210 6.4.5　贮藏过程对维生素的影响 211 6.5　矿物质 211 6.5.1　矿物质的生理功能与有害性 212 6.5.2　矿物质的物理化学性质 213 6.5.3　矿物质在人体中的主要作用及来源 215 6.5.4　食品中矿物质的生物利用率 219 6.5.5　矿物质在食品加工过程中的变化 220 6.6　 前沿导读——维生素功能的新 探索与新发现 221 总结 223 课后练习 225 设计问题 225 第7章 食品色素和着色剂 227 7.1 概述 228 7.1.1 食品色素的定义 228 7.1.2 食品色素的分类和应用 229 7.2 天然色素 229 7.2.1 卟啉类色素 229 7.2.2 类胡萝卜素 236 7.2.3 多酚类色素 240 7.2.4 其他天然色素 250 7.3 酶促褐变 251 7.3.1 酶促褐变机制 252 7.3.2 酶促褐变控制技术和方法 253 7.4 人工合成色素 254 7.5 前沿导读——花色苷的健康功效及护色 256 总结 257 课后练习 259 设计问题 259 第8章 风味化合物 261 8.1 概述 262 8.1.1 食品风味的定义 262 8.1.2 风味物质的感知原理 262 8.1.3 风味物质的感官分析方法 264 8.1.4 风味物质的仪器分析方法 265 8.2 滋味化合物 266 8.2.1 甜味物质 266 8.2.2 苦味物质 267 8.2.3 咸味物质 271 8.2.4 酸味物质 272 8.2.5 鲜味物质 272 8.2.6 其他呈味化合物 273 8.3 气味化合物 276 8.3.1 果蔬主要香气成分 276 8.3.2 发酵食品中主要香气成分 284 8.3.3 肉制品香气物质 285 8.3.4 食品异味及其产生途径 288 8.4 前沿导读——发现人脑中的味觉中心 290 总结 290 课后练习 291 设计问题 291 第9章 酶 293 9.1 概述 294 9.1.1 酶的定义及化学本质 294 9.1.2 酶在食品科学中的重要性 295 9.2 酶的结构和分类 295 9.2.1 酶的结构 295 9.2.2 酶的分类 296 9.3 酶催化的原理与机制 297 9.3.1 碰撞理论和过渡态理论 297 9.3.2 酶的催化机制 299 9.4 酶促反应动力学 304 9.4.1 酶促反应的简单模型 304 9.4.2 酶促反应的速率 305 9.4.3 估算Km和vmax 306 9.4.4 影响酶促反应的因素 308 9.5 酶在食品工业中的应用 308 9.5.1 酶在蛋白质类食品加工中的应用 308 9.5.2 酶在淀粉类食品加工中的应用 312 9.5.3 酶在糖加工中的应用 314 9.5.4 酶在果胶降解中的应用 316 9.5.5 酶在脂类食品加工中的应用 316 9.6 前沿导读——酶在新生代食用脂肪研发中的应用 318 总结 319 课后练习 320 设计问题 321 第10章 食品添加剂 323 10.1 概述 324 10.1.1 基本定义 324 10.1.2 食品添加剂的作用 324 10.1.3 食品添加剂的使用原则 325 10.1.4 食品添加剂的分类 325 10.1.5 食品添加剂的安全性评价及使用标准 326 10.1.6 常见食品添加剂 327 10.2 防腐剂（preservatives） 327 10.2.1 苯甲酸与苯甲酸钠 328 10.2.2 山梨酸与山梨酸钾 328 10.2.3 丙酸及丙酸盐 329 10.2.4 对羟基苯甲酸酯类 330 10.2.5 乳酸链球菌素 330 10.3 增稠剂/ 稳定剂（thickeners/stabilizers） 330 10.4 甜味剂（sweeteners） 331 10.4.1 淀粉糖 331 10.4.2 糖醇 332 10.4.3 非糖天然甜味剂 332 10.5 食品用香料（flavorings） 332 10.5.1 玫瑰油和玫瑰净油 333 10.5.2 小花茉莉浸膏 333 10.5.3 中国肉桂油 334 10.5.4 天然薄荷脑 334 10.5.5 麦芽酚和乙基麦芽酚 334 10.6 增味剂（flavor enhancers） 334 10.7 前沿导读——离不开的食品添加剂 335 总结 335 课后练习 337 设计问题 337 第11章 食品中的有害成分 339 11.1 概述 340 11.2 食品内源性有害成分 340 11.2.1 植物源性天然有害物质 340 11.2.2 动物源性天然有毒物质 343 11.3 食品外源性有害成分 344 11.4 食品加工过程中产生的有毒有害成分 345 11.4.1 杂环胺类物质 345 11.4.2 丙烯酰胺 347 11.4.3 多环芳烃 349 总结 351 课后练习 351 设计问题 352 参考文献 353