《食品生物化学》课件第9章.ppt
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1、食品生物化学食品生物化学 第一节 食品的色素化学 第二节 味感和味感物质 第三节 嗅感和嗅感物质 第九章 食品的色香味化学食品生物化学食品生物化学 学习目标学习目标 1.了解色素的分类及其化学结构。2.掌握色素的性质及在实践中的应用。3.掌握食品加工贮藏中褐变的机理及应用。4.了解各种味感及产生的机制。5.掌握甜味物质、酸味物质及苦味物质的应用。6.掌握食物中主要香气成分,了解香气成分的产生过程。食品生物化学食品生物化学第一节食品的色素化学 食品中的色素,可分为天然色素和人工合成色素两种。一、食品中的天然色素一、食品中的天然色素 食品中的天然色素是指在新鲜原料中能被识别的有色物质或本来无色,但
2、经加工发生化学反应而呈现颜色的物质。食品中的天然色素按来源可分为动物色素、植物色素和微生物色素三大类,按其化学结构分为吡咯色素、多烯色素、多酚色素、醌酮色素,以及其它类别的色素。食品生物化学食品生物化学 1吡咯色素 这类化合物是由4个吡咯环的-碳原子通过次甲基(CH=)相连而成的共轭体系。生物组织中的天然吡咯色素有两大类,即动物组织中的血红素和植物组织中的叶绿素。它们都与蛋白质相结合,不同的是血红素的卟啉环与铁原子结合,叶绿素的卟啉环与镁原子结合,另外卟啉环的-位上连接的取代基不同。(1)血红素血红素是动物血液和肌肉中的色素,它是呼吸过程中氧气和二氧化碳的载体、血红蛋白的辅基。食品生物化学食品
3、生物化学 图图9-1 亚铁血红素分子结构亚铁血红素分子结构食品生物化学食品生物化学 肉的颜色是由于存在两种色素,即肌红蛋白和血红蛋白所致。它们都是珠蛋白,由蛋白质和血红素构成。血液中的血红蛋白由四分子亚铁血红素和一分子四条肽链组成的球蛋白结合而成。肌肉中的肌红蛋白由一分子亚铁血红素和一分子一条肽链组成的球蛋白结合而成,所以肌红蛋白的分子量是血红蛋白的四分之一。肌红蛋白和血红蛋白分子中的铁原子上有结合水,它跟分子状态氧相遇时,水分子被氧置换形成氧合肌红蛋白和氧合血红蛋白,反应是可逆的。氧合肌红蛋白和氧合血红蛋白为鲜红色,血红素铁原子仍为二价。食品生物化学食品生物化学 当氧合肌红蛋白或血红蛋白在有
4、氧的条件下加热时,因珠蛋白发生热变性,血红素中的Fe2+被氧化为Fe3+,生成黄褐色的变肌红蛋白(肌色质)。但在缺氧条件下贮存,变肌红蛋白中Fe3+又还原成Fe2+,因而又变成粉红色的血色质。煮肉或肉类贮存过程中均可见到这种现象。一定pH和温度条件下,向肌肉中加入还原剂抗坏血酸,可使变肌红蛋白重新生成肌红蛋白,这是保持肉制品色泽的重要手段,血红素与NO作用,生成鲜桃红色的亚硝基亚铁血红素,亚硝基肌红蛋白或亚硝基血红蛋白在受热后发生变性,生成亚硝基血色原,色泽仍保持鲜红。故肉类食品加工常添加一些发色剂和还原剂,如硝酸盐、亚硝酸盐、抗坏血酸等。但过量的亚硝酸盐能与食物中的胺类化合物反应,生成亚硝胺
5、类物质,具有致癌作用。所以肉制品的发色不得使用过多的硝酸盐和亚硝酸盐。食品生物化学食品生物化学 (2)叶绿素叶绿素是存在于植物体内的一种绿色色素,它使蔬菜和未成熟果实呈现绿色。叶绿素是由叶绿酸、叶绿醇及甲醇所形成的二醇酯,绿色来自叶绿酸残基部分。高等植物叶绿素有a、b两种,当碳-3处为甲基时为叶绿素a,为醛基时为叶绿b,通常a:b=3:1。叶绿素在植物细胞中与蛋白质结合成叶绿体。在室温下,叶绿素在弱碱中比较稳定。如果加热,叶绿素被水解为叶绿素盐,其分子上的卟啉环中的镁被铜、铁所替代,生成的盐更稳定。所以在一些果蔬的加工中采用铜叶绿酸钠(或称叶绿素铜钠盐)作护色剂。食品生物化学食品生物化学图图9
6、-2 叶绿素的分子结构叶绿素的分子结构食品生物化学食品生物化学 叶绿素在稀酸条件下,中心的镁离子可被氢原子取代,生成暗绿色或绿褐色的脱镁叶绿素,加热可使反应加速,食品加工中经常出现黄褐色就是这个原因,可以加入叶绿素铜钠盐护色,以保持蔬菜的绿色。任何加工或贮藏过程都会破坏叶绿素。例如,透明容器中的脱水食品会因光氧化而失色,脱水食品叶绿素的脱镁反应速率与脱水前的热烫程度有直接的关系。绿色蔬菜在冷冻或冷藏时颜色会改变,其变化也受冷冻前热烫温度与时间的影响。热加工对叶绿素的破坏最为严重,可在蔬菜加工前使用钙、镁的氢氧化物或氧化物以提高pH防止生成脱镁叶绿素,保持鲜绿色。但碱化剂处理会破坏食物的质地、风
7、味和维生素C。热加工中也可以使用叶绿素铜钠盐护色。食品生物化学食品生物化学 2多烯色素 多烯色素是由异戊二烯残基为单元组成的共轭双键长链为基础的一类色素,总称为类胡萝卜素。类胡萝卜素广泛分布于生物界,颜色从黄、橙、红以至紫色都有,不溶于水而溶于脂类溶剂。按类胡萝卜素的结构与溶解性质分为两大类:胡萝卜素类和叶黄素类。大多数天然类胡萝卜素都可看作是番茄红素的衍生物。图图9-3 番茄红素的结构式番茄红素的结构式食品生物化学食品生物化学 (1)胡萝卜素类结构特征为共轭多烯烃,溶于石油醚,但仅微溶于甲醇、乙醇。主要有-、-、-、-4种,其中以-胡萝卜素应用较广,它既是天然的食品色素,又是人体营养物质维生
8、物A的主要来源。(2)叶黄素类系胡萝卜素的衍生物,可以醇、醛、酮、酸形态存在。溶于甲醇、乙醇和石油醚。主要有叶黄素、玉米黄素、隐黄素、辣椒红素等。叶黄素主要有橙黄色和红色,性质与胡萝卜类色素相似,也是应用较广泛的天然色素。类胡萝卜素对pH的变化和热比较稳定,只有强氧化剂才使其破坏褪色。食品类胡萝卜素被破坏主要由于光敏氧化作用,双键发生裂解,使颜色失去,尤其在pH和水分含量比较低时更容易被氧化。提取后的类胡萝卜素对光、热、氧比较敏感,而在细胞中与蛋白质成结合态时却相当稳定。食品生物化学食品生物化学 3酚类色素 酚类色素是植物中水溶性色素的主要成分,可分为花青素、花黄素和鞣质三大类,它们是多元酚的
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