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（1）水与离子和离子基团的相互作用：在水中添加可解离的溶质，会破坏纯水的正常结构，这种作用称为离子水合作用。但在不同的稀盐溶液中，离子对水结构的影响是有差异的。某些离子如K+、Rb+、Cs+、Cl-等具有破坏水的网状结构效应，而另一类电场强度较强、离子半径小的离子或多价离子则有助于水形成网状结构，如Li+、Na+、H3O+、F-等。离子的效应不仅仅改变水的结构，而且影响水的介电常数、水对其它非水溶质和悬浮物质的相容程度。
（2）水与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用：食品中蛋白质、淀粉、果胶等成分含有大量的具有氢键键合能力的中性基团，它们可与水分子通过氢键键合。水与这些溶质之间的氢键键合作用比水与离子之间的相互作用弱，与水分子之间的氢键相近，且各种有机成分上的极性基团不同，与水形成氢键的键合作用强弱也有区别。
（3）水与非极性物质的相互作用：向水中加入疏水性物质，如烃、稀有气体及引入脂肪酸、氨基酸、蛋白质的非极性基团，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合作用增强，此过程称为疏水水合作用；当水体系存在有多个分离的疏水基团，那么疏水基团之间相互聚集，此过程称为疏水相互作用。
（4）水与双亲分子的相互作用：水能作为双亲分子的分散介质，在食品体系中，水与脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂类、核酸类，这些双亲分子亲水部位羧基、羟基、磷酸基或含氮基团的缔合导致双亲分子的表观“增溶”。
2 论述水分活度与温度的关系。
（1）当温度处于冰点以上时，水分活度与温度的关系可以用下式来表示：
lnaw????H1 RT式中T为绝对温度；R为气体常数；△H为样品中水分的等量净吸着热；κ的意义表示为：
??样品的绝对温度?纯水的蒸汽压为p时的绝对温度
纯水的蒸汽压为p时的绝对温度若以lnαW对1/T作图，可以发现其应该是一条直线，即水分含量一定时，在一定的温度范围内，αW随着温度提高而增加。
（2）当温度处于冰点以下时，水分活度与温度的关系应用下式来表示：
aw?pffp0(SCW)?picep0(SCW)
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式中Pff表示未完全冷冻的食品中水的蒸汽分压；P0(SCW)表示过冷的纯水蒸汽压；Pice表示纯冰的蒸汽压。在冰点温度以下的αW值都是相同的。 3 论述水分活度与食品稳定性之间的联系。
水分活度比水分含量能更好的反映食品的稳定性，具体说来，主要表现在以下几点：
（1）食品中αW与微生物生长的关系：αW对微生物生长有着密切的联系，细菌生长需要的αW较高，而霉菌需要的αW较低，当αW低于0.5后，所有的微生物几乎不能生长。
（2）食品中αW与化学及酶促反应关系：αW与化学及酶促反应之间的关系较为复杂，主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应：①水分不仅参与其反应，而且由于伴随水分的移动促使各反应的进行；②通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应；③通过与生物大分子的水合作用和溶胀作用，使其暴露出新的作用位点；④高含量的水由于稀释作用可减慢反应。
（3）食品中αW与脂质氧化反应的关系：食品水分对脂质氧化既有促进作用，又有抑制作用。当食品中水分处在单分子层水（αW＝0.35左右）时，可抑制氧化作用。当食品中αW＞0.35时，水分对脂质氧化起促进作用。
（4）食品中αW与美拉德褐变的关系：食品中αW与美拉德褐变的关系表现出一种钟形曲线形状，当食品中αW
＝0.3~0.7时，多数食品会发生美拉德褐变反应，随着αW增大，有利于反应物和产物的移动，美拉德褐变增大至最高点，但αW继续增大，反应物被稀释，美拉德褐变下降。 4 论述冰在食品稳定性中的作用。
冷冻是保藏大多数食品最理想的方法，其作用主要在于低温，而是因为形成冰。食品冻结后会伴随浓缩效应，这将引起非结冰相的pH、可滴定酸、离子强度、黏度、冰点等发生明显的变化。此外，还将形成低共熔混合物，溶液中有氧和二氧化碳逸出，水的结构和水与溶质间的相互作用也剧烈改变，同时大分子更加紧密地聚集在一起，使之相互作用的可能性增大。冷冻对反应速率有两个相反的影响，即降低温度使反应变得缓慢，而冷冻所产生的浓缩效应有时候会导致反应速率的增大。随着食品原料的冻结、细胞内冰晶的形成，将破坏细胞的结构，细胞壁发生机械损伤，解冻时细胞内的物质会移至细胞外，致使食品汁液流失，结合水减少，使一些食物冻结后失去饱满性、膨胀性和脆性，会对食品质量造成不利影响。采取速冻、添加抗冷冻剂等方法可降低食品在冻结中的不利影响，更有利于冻结食品保持原有的色、香、味和品质。
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5 论述分子流动性、状态图与食品稳定性的关系。
（1）温度、分子流动性及食品稳定性的关系：在温度10～100℃范围内，对于存在无定形区的食品，温度与分子流动性和分子黏度之间显示出较好的相关性。大多数分子在Tg或低于Tg温度时呈‘橡胶态’或‘玻璃态’，它的流动性被抑制。也就是说，使无定形区的食品处在低于Tg温度，可提高食品的稳定性。
（2）食品的玻璃化转变温度与稳定性：凡是含有无定形区或在冷冻时形成无定形区的食品，都具有玻璃化转变温度Tg或某一范围的Tg。从而，可以根据Mm和Tg的关系估计这类物质的限制性扩散稳定性，通常在Tg以下，Mm和所有的限制性扩散反应（包括许多变质反应）将受到严格的限制。因此，如食品的储藏温度低于Tg时，其稳定性就较好。
（3）根据状态图判断食品的稳定性：一般说来，在估计由扩散限制的性质，如冷冻食品的理化性质，冷冻干燥的最佳条件和包括结晶作用、凝胶作用和淀粉老化等物理变化时，应用Mm的方法较为有效，但在不含冰的食品中非扩散及微生物生长方面，应用αW来判断食品的稳定性效果较好。
第3章 碳水化合物 习题
一、填空题
1 碳水化合物根据其组成中单糖的数量可分为_______、_______、和_______。
2 单糖根据官能团的特点分为_______和_______，寡糖一般是由_______个单糖分子缩合而成，多糖聚合度大于_______，根据组成多糖的单糖种类，多糖分为_______或_______。
3 根据多糖的来源，多糖分为_______、_______和_______；根据多糖在生物体内的功能，多糖分为_______、_______和_______，一般多糖衍生物称为_______。
4 糖原是一种_______，主要存在于_______和_______中，淀粉对食品的甜味没有贡献，只有水解成_______或_______才对食品的甜味起作用。
5 糖醇指由糖经氢化还原后的_______，按其结构可分为_______和_______。
6 肌醇是环己六醇，结构上可以排出_______个立体异构体，肌醇异构体中具有生物活性的只有_______，肌醇通常以_______存在于动物组织中，同时多与磷酸结合形成_______，在高等植物中，肌醇的六个羟基都成磷酸酯，即_______。 7 糖苷是单糖的半缩醛上_______与_______缩合形成的化合物。糖苷的非糖部分称为_______或_______，连接糖基与配
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基的键称_______。根据苷键的不同，糖苷可分为_______、_______和_______等。
8 多糖的形状有_______和_______两种，多糖可由一种或几种单糖单位组成，前者称为_______，后者称为_______。 9 大分子多糖溶液都有一定的黏稠性，其溶液的黏度取决于分子的_______、_______、_______和溶液中的_______。 10 蔗糖水解称为_______，生成等物质的量_______和_______的混合物称为转化糖。
11 含有游离醛基的醛糖或能产生醛基的酮糖都是_______，在碱性条件下，有弱的氧化剂存在时被氧化成_______，有强的氧化剂存在时被氧化成_______。
12 凝胶具有二重性，既有_______的某些特性，又有_______的某些属性。凝胶不像连续液体那样完全具有_______，也不像有序固体具有明显的_______，而是一种能保持一定_______，可显著抵抗外界应力作用，具有黏性液体某些特性的黏弹性_______。
13 糖的热分解产物有_______、_______、_______、_______、_______、酸和酯类等。 14 非酶褐变的类型包括：_______、_______、_______、_______等四类。
15 通常将酯化度大于_______的果胶称为高甲氧基果胶，酯化度低于_______的是低甲氧基果胶。果胶酯酸是甲酯化程度_______的果胶，水溶性果胶酯酸称为_______果胶，果胶酯酸在果胶甲酯酶的持续作用下，甲酯基可全部除去，形成_______。
16 高甲氧基果胶必须在_______pH值和_______糖浓度中可形成凝胶，一般要求果胶含量小于 _______％，蔗糖浓度_______％～75％，pH2.8～_______。
17 膳食纤维按在水中的溶解能力分为_______和_______膳食纤维。按来源分为_______、_______和_______膳食纤维。 18 机体在代谢过程中产生的自由基有_______自由基、_______自由基、_______自由基，膳食纤维中的_______、_______类物质具有清除这些自由基的能力。
19 甲壳低聚糖在食品工业中的应用：作为人体肠道的_______、功能性_______、食品_______、果蔬食品的_______、可以促进_______的吸收。
20 琼脂除作为一种_______类膳食纤维，还可作果冻布丁等食品的_______、_______、_______、固定化细胞的_______，也可凉拌直接食用，是优质的_______食品。
二、选择题
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1 根据化学结构和化学性质，碳水化合物是属于一类_______的化合物。 （A）多羟基酸 （B）多羟基醛或酮 （C）多羟基醚 （D）多羧基醛或酮 2 糖苷的溶解性能与_______有很大关系。
（A）苷键 （B）配体 （C）单糖 （D）多糖 3 淀粉溶液冻结时形成两相体系，一相为结晶水，另一相是_______。 （A）结晶体 （B）无定形体 （C）玻璃态 （D）冰晶态
4 一次摄入大量苦杏仁易引起中毒，是由于苦杏仁苷在体内彻底水解产生_______，导致中毒。 （A）D－葡萄糖 （B）氢氰酸 （C）苯甲醛 （D）硫氰酸
5 多糖分子在溶液中的形状是围绕糖基连接键振动的结果，一般呈无序的_______状。 （A）无规线团 （B）无规树杈 （C）纵横交错铁轨 （D）曲折河流
6 喷雾或冷冻干燥脱水食品中的碳水化合物随着脱水的进行，使糖－水的相互作用转变成_______的相互作用。 （A）糖－风味剂 （B）糖－呈色剂 （C）糖－胶凝剂 （D）糖－干燥剂 7 环糊精由于内部呈非极性环境，能有效地截留非极性的_______和其他小分子化合物。 （A）有色成分 （B）无色成分 （C）挥发性成分 （D）风味成分
8 碳水化合物在非酶褐变过程中除了产生深颜色_______色素外，还产生了多种挥发性物质。 （A）黑色 （B）褐色 （C）类黑精 （D）类褐精
9 褐变产物除了能使食品产生风味外，它本身可能具有特殊的风味或者增强其他的风味，具有这种双重作用的焦糖化产物是_______。
（A）乙基麦芽酚褐丁基麦芽酚 （B）麦芽酚和乙基麦芽酚（C）愈创木酚和麦芽酚（D）麦芽糖和乙基麦芽酚 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 甲壳低聚糖是一类由N－乙酰－（D）－氨基葡萄糖或D－氨基葡萄糖通过_______糖苷键连接起来的低聚合度的水溶性氨基葡聚糖。 （A）α－1，4 （B）β－1，4 （C）α－1，6 （D）β－1，6 12 卡拉胶形成的凝胶是_______，即加热凝结融化成溶液，溶液放冷时，又形成凝胶。
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