食品化学习进修题集及答案~(完整版~).doc
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1、|食品化学复习资料整理第 2 章 水分 习题一、填空题1 从水分子结构来看,水分子中氧的_个价电子参与杂化,形成_个_杂化轨道,有_的结构。2 冰在转变成水时,净密度_,当继续升温至_时密度可达到_,继续升温密度逐渐_。3 液体纯水的结构并不是单纯的由_构成的_形状,通过_的作用,形成短暂存在的_结构。4 离子效应对水的影响主要表现在_、_、_等几个方面。5 在生物大分子的两个部位或两个大分子之间,由于存在可产生_作用的基团,生物大分子之间可形成由几个水分子所构成的_。6 当蛋白质的非极性基团暴露在水中时,会促使疏水基团_或发生_,引起_;若降低温度,会使疏水相互作用_,而氢键_。7 食品体系
2、中的双亲分子主要有_、_、_、_、_等,其特征是_。当水与双亲分子亲水部位_、_、_、_、_等基团缔合后,会导致双亲分子的表观_。8 一般来说,食品中的水分可分为_和_两大类。其中,前者可根据被结合的牢固程度细分为_、_、_,后者可根据其食品中的物理作用方式细分为_、_。9 食品中通常所说的水分含量,一般是指_。10 水在食品中的存在状态主要取决于_、_、_。水与不同类型溶质之间的相互作用主要表现在_、_、_等方面。 11 一般来说,大多数食品的等温线呈_形,而水果等食品的等温线为_形。12 吸着等温线的制作方法主要有_和_两种。对于同一样品而言,等温线的形状和位置主要与_、_、_、_、_等因
3、素有关。13 食品中水分对脂质氧化存在_和_作用。当食品中 W 值在_左右时,水分对脂质起_作用;当食品中 W 值_时,水分对脂质起_作用。14 食品中 W 与美拉德褐变的关系表现出_形状。当 W 值处于_区间时,大多数食品会发生美拉德反应;随着 W 值增大,美拉德褐变_;继续增大 W,美拉德褐变_。15 冷冻是食品贮藏的最理想的方式,其作用主要在于_。冷冻对反应速率的影响主要表现在_和_两个相反的方面。16 随着食品原料的冻结、细胞内冰晶的形成,会导致细胞_、食品汁液_、食品结合水_。一般可采取_、_等方法可降低冻结给食品带来的不利影响。17 大多数食品一般采用_法和_法来测定食品状态图,但
4、对于简单的高分子体系,通常采用_法来测定。18 玻璃态时,体系黏度_而自由体积_,受扩散控制的反应速率_;而在橡胶态时,其体系黏度_而自由体积_,受扩散控制的反应速率_。19 对于高含水量食品,其体系下的非催化慢反应属于_,但当温度降低到_和水分含量减少到_状态时,这些反应可能会因为黏度_而转变为_。20 当温度低于 Tg 时,食品的限制扩散性质的稳定性_,若添加小分子质量的溶剂或提高温度,食品的稳定性_。二、选择题|1 水分子通过_的作用可与另 4 个水分子配位结合形成正四面体结构。(A)范德华力 (B)氢键 (C)盐键 (D)二硫键2 关于冰的结构及性质描述有误的是_。(A)冰是由水分子有
5、序排列形成的结晶(B)冰结晶并非完整的晶体,通常是有方向性或离子型缺陷的。(C)食品中的冰是由纯水形成的,其冰结晶形式为六方形。(D)食品中的冰晶因溶质的数量和种类等不同,可呈现不同形式的结晶。3 稀盐溶液中的各种离子对水的结构都有着一定程度的影响。在下述阳离子中,会破坏水的网状结构效应的是_。 (A)Rb (B)Na + (C)Mg (D)Al 34 若稀盐溶液中含有阴离子_,会有助于水形成网状结构。(A)Cl - (B)IO 3 - (C)ClO 4 - (D)F -5 食品中有机成分上极性基团不同,与水形成氢键的键合作用也有所区别。在下面这些有机分子的基团中,_与水形成的氢键比较牢固。(
6、A)蛋白质中的酰胺基 (B)淀粉中的羟基 (C)果胶中的羟基 (D)果胶中未酯化的羧基6 食品中的水分分类很多,下面哪个选项不属于同一类_。(A)多层水 (B)化合水(C)结合水 (D)毛细管水7 下列食品中,哪类食品的吸着等温线呈 S 型?_(A)糖制品 (B)肉类 (C)咖啡提取物 (D)水果8 关于等温线划分区间内水的主要特性描述正确的是_。(A)等温线区间中的水,是食品中吸附最牢固和最不容易移动的水。(B)等温线区间中的水可靠氢键键合作用形成多分子结合水。(C)等温线区间中的水,是食品中吸附最不牢固和最容易流动的水。 (D)食品的稳定性主要与区间 中的水有着密切的关系。9 关于水分活度
7、描述有误的是_。(A) W 能反应水与各种非水成分缔合的强度。(B) W 比水分含量更能可靠的预示食品的稳定性、安全性等性质。(C)食品的 W 值总在 01 之间。 (D)不同温度下 W 均能用 P/P0 来表示。10 关于 BET(单分子层水)描述有误的是_。(A)BET 在区间的高水分末端位置。(B)BET 值可以准确的预测干燥产品最大稳定性时的含水量。 (C)该水分下除氧化反应外,其它反应仍可保持最小的速率。 (D)单分子层水概念由 Brunauer、Emett 及 Teller 提出的单分子层吸附理论。11 当食品中的 W 值为 0.40 时,下面哪种情形一般不会发生?_(A)脂质氧化
8、速率会增大。 (B)多数食品会发生美拉德反应。(C)微生物能有效繁殖 (D)酶促反应速率高于 W 值为 0.25 下的反应速率。12 对食品冻结过程中出现的浓缩效应描述有误的是_(A)会使非结冰相的 pH、离子强度等发生显著变化。 (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)降低了反应速率13 下面对体系自由体积与分子流动性二者叙述正确的是_。(A)当温度高于 Tg 时,体系自由体积小,分子流动性较好。 (B)通过添加小分子质量的溶剂来改变体系自由体积,可提高食品的稳定性。 (C)自由体积与 Mm 呈正相关,故可采用其作为预测食品稳定性的定量指标。 (D)当温度低于
9、Tg 时,食品的限制扩散性质的稳定性较好。14 对 Tg 描述有误的是_。(A)对于低水分食品而言,其玻璃化转变温度一般高于 0。(B)高水分食品或中等水分食品来说,更容易实现完全玻璃化。(C)在无其它因素影响下,水分含量是影响玻璃化转变温度的主要因素。|(D)食品中有些碳水化合物及可溶性蛋白质对 Tg 有着重要的影响。15 下面关于食品稳定性描述有误的是_(A)食品在低于 Tg 温度下贮藏,对于受扩散限制影响的食品有利。(B)食品在低于 Tg温度下贮藏,对于受扩散限制影响的食品有利。 (C)食品在高于 Tg 和 Tg温度下贮藏,可提高食品的货架期。(D) W 是判断食品的稳定性的有效指标。1
10、6 当向水中加入哪种物质,不会出现疏水水合作用?_(A)烃类 (B)脂肪酸 (C)无机盐类 (D)氨基酸类17 对笼形化合物的微结晶描述有误的是?_(A)与冰晶结构相似。(B)当形成较大的晶体时,原来的多面体结构会逐渐变成四面体结构。(C)在 0以上和适当压力下仍能保持稳定的晶体结构。(D)天然存在的该结构晶体,对蛋白质等生物大分子的构象、稳定有重要作用。18 邻近水是指_。(A)属自由水的一种。 (B)结合最牢固的、构成非水物质的水分。 (C)亲水基团周围结合的第一层水。 (D)没有被非水物质化学结合的水。19 关于食品冰点以下温度的 W 描述正确的是_。(A)样品中的成分组成是影响 W 的
11、主要因素。 ( B) W 与样品的成分和温度无关。(C) W 与样品的成分无关,只取决于温度。 (D)该温度下的 W 可用来预测冰点温度以上的同一种食品的W。20 关于分子流动性叙述有误的是?_(A)分子流动性与食品的稳定性密切相关。 (B)分子流动性主要受水合作用及温度高低的影响。 (C)相态的转变也会影响分子流动性。 (D)一般来说,温度越低,分子流动性越快。三、名词解释1 离子水合作用在水中添加可解离的溶质,会使纯水通过氢键键合形成的四面体排列的正常结构遭到破坏,对于不具有氢键受体和给体的简单无机离子,它们与水的相互作用仅仅是离子-偶极的极性结合。这种作用通常被称为离子水合作用。2 疏水
12、水合作用向水中加入疏水性物质,如烃、脂肪酸等,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增强,处于这种状态的水与纯水结构相似,甚至比纯水的结构更为有序,使得熵下降,此过程被称为疏水水合作用。3 疏水相互作用如果在水体系中存在多个分离的疏水性基团,那么疏水基团之间相互聚集,从而使它们与水的接触面积减小,此过程被称为疏水相互作用。4 笼形水合物指的是水通过氢键键合形成像笼一样的结构,通过物理作用方式将非极性物质截留在笼中。通常被截留的物质称为“客体”,而水称为“ 宿主 ”。5 结合水通常是指存在于溶质或其它非水成分附近的、与溶质分子之间通过化学键结合的那部分水。6 化合水是
13、指那些结合最牢固的、构成非水物质组成的那些水。7 状态图就是描述不同含水量的食品在不同温度下所处的物理状态,它包括了平衡状态和非平衡状态的信息。8 玻璃化转变温度对于低水分食品,其玻璃化转变温度一般大于 0,称为 Tg;对于高水分或中等水分食品,除了极小的食品,降温速率不可能达到很高,因此一般不能实现完全玻璃化,此时玻璃化转变温度指的是最大冻结浓缩溶液发|生玻璃化转变时的温度,定义为 Tg。9 自由水又称游离水或体相水,是指那些没有被非水物质化学结合的水,主要是通过一些物理作用而滞留的水。10 自由流动水指的是动物的血浆、植物的导管和细胞内液泡中的水,由于它可以自由流动,所以被称为自由流动水。
14、11 水分活度水分活度能反应水与各种非水成分缔合的强度,其定义可用下式表示: 01wpERHa其中,P 为某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸汽分压;P 0 表示在同一温度下纯水的饱和蒸汽压;ERH 是食品样品周围的空气平衡相对湿度。12 水分吸着等温线在恒温条件下,食品的含水量(用每单位干物质质量中水的质量表示)与 W 的关系曲线。13 解吸等温线对于高水分食品,通过测定脱水过程中水分含量与 W 的关系而得到的吸着等温线,称为解吸等温线。14 回吸等温线对于低水分食品,通过向干燥的样品中逐渐加水来测定加水过程中水分含量与 W 的关系而得到的吸着等温线,称为回吸等温线。15 滞化水 是指被
15、组织中的显微结构和亚显微结构及膜所阻留的水,由于这部分水不能自由流动,所以称为滞化水或不移动水。16 滞后现象MSI 的制作有两种方法,即采用回吸或解吸的方法绘制的 MSI,同一食品按这两种方法制作的 MSI 图形并不一致,不互相重叠,这种现象称为滞后现象。17 单分子层水在 MSI 区间的高水分末端(区间和区间的分界线, W=0.20.3)位置的这部分水,通常是在干物质可接近的强极性基团周围形成 1 个单分子层所需水的近似量,称为食品的“单分子层水(BET) ”。四、简答题1 简要概括食品中的水分存在状态。食品中的水分有着多种存在状态,一般可将食品中的水分分为自由水(或称游离水、体相水)和结
16、合水(或称束缚水、固定水) 。其中,结合水又可根据被结合的牢固程度,可细分为化合水、邻近水、多层水;自由水可根据这部分水在食品中的物理作用方式也可细分为滞化水、毛细管水、自由流动水。但强调的是上述对食品中的水分划分只是相对的。2 简述食品中结合水和自由水的性质区别?食品中结合水和自由水的性质区别主要在于以下几个方面:(1)食品中结合水与非水成分缔合强度大,其蒸汽压也比自由水低得很多,随着食品中非水成分的不同,结合水的量也不同,要想将结合水从食品中除去,需要的能量比自由水高得多,且如果强行将结合水从食品中除去,食品的风味、质构等性质也将发生不可逆的改变;(2)结合水的冰点比自由水低得多,这也是植
17、物的种子及微生物孢子由于几乎不含自由水,可在较低温度生存的原因之一;而多汁的果蔬,由于自由水较多,冰点相对较高,且易结冰破坏其组织;(3)结合水不能作为溶质的溶剂;(4)自由水能被微生物所利用,结合水则不能,所以自由水较多的食品容易腐败。3 比较冰点以上和冰点以下温度的 W 差异。在比较冰点以上和冰点以下温度的 W 时,应注意以下三点:|(1)在冰点温度以上, W 是样品成分和温度的函数,成分是影响 W 的主要因素。但在冰点温度以下时,W 与样品的成分无关,只取决于温度,也就是说在有冰相存在时, W 不受体系中所含溶质种类和比例的影响,因此不能根据 W 值来准确地预测在冰点以下温度时的体系中溶
18、质的种类及其含量对体系变化所产生的影响。所以,在低于冰点温度时用 W 值作为食品体系中可能发生的物理化学和生理变化的指标,远不如在高于冰点温度时更有应用价值;(2)食品冰点温度以上和冰点温度以下时的 W 值的大小对食品稳定性的影响是不同的;(3)低于食品冰点温度时的 W 不能用来预测冰点温度以上的同一种食品的 W。4 MSI 在食品工业上的意义MSI 即水分吸着等温线,其含义为在恒温条件下,食品的含水量(每单位干物质质量中水的质量表示)与W 的关系曲线。它在食品工业上的意义在于:(1)在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与 W 有关;(2)配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移;(3)测定包
19、装材料的阻湿性的必要性;(4)测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长;(5)预测食品的化学和物理稳定性与水分的含量关系。5 滞后现象产生的主要原因。MSI 的制作有两种方法,即采用回吸或解吸的方法绘制的 MSI,同一食品按这两种方法制作的 MSI 图形并不一致,不互相重叠,这种现象称为滞后现象。产生滞后现象的原因主要有:(1)解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用而无法放出水分;(2)不规则形状产生毛细管现象的部位,欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压;(3)解吸作用时,因组织改变,当再吸水时无法紧密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的W;(4)温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后
20、环的形状。6 简要说明 W 比水分含量能更好的反映食品的稳定性的原因。W 比用水分含量能更好地反映食品的稳定性,究其原因与下列因素有关:(1) W 对微生物生长有更为密切的关系;(2) W 与引起食品品质下降的诸多化学反应、酶促反应及质构变化有高度的相关性;(3)用 W 比用水分含量更清楚地表示水分在不同区域移动情况;(4)从 MSI 图中所示的单分子层水的 W(0.200.30)所对应的水分含量是干燥食品的最佳要求;(5) W 比水分含量易测,且又不破坏试样。7 简述食品中 W 与化学及酶促反应之间的关系。W 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
21、)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。8 简述食品中 W 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( W0.35 左右)时,可抑制氧化作用,其原因可能在于:(1)覆盖了可氧化的部位,阻止它与氧的接触;(2)与金属离子的水合作用,消除了由金属离子引发的氧化作用;(3)与氢过氧化合物的氢键结合,抑制了由此引发的氧化作用;(4)促进了游离基间相互结合,由此抑制了
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