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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和结合水。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。2简述食品中结合水和自由水的性质区别？⑴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；⑵结合水的冰点比自由水低得多，这也是植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；⑶结合水不能作为溶质的溶剂；⑷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αW差异。⑴在冰点温度以上，αW是样品成分和温度的函数，成分是影响αW的主要因素。但在冰点温度以下时，αW与样品的成分无关，只取决于温度⑵食品冰点温度以上和冰点温度以下时的αW值的大小对食品稳定性的影响是不同的；⑶低于食品冰点温度时的αW不能用来预测冰点温度以上的同一种食品的αW。4MSI在食品工业上的意义在恒温条件下，食品的含水量（每单位干物质质量中水的质量表示）与αW的关系曲线。意义在于：⑴在浓缩和干燥过程中样品脱水的难易程度与αW有关；⑵配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移；⑶测定包装材料的阻湿性的必要性；⑷测定什么样的水分含量能够抑制微生物的生长；⑸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：⑴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；⑵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；⑶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αW；⑷温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形状。6简要说明αW比水分含量能更好的反映食品的稳定性的原因。（1）αW对微生物生长有更为密切的关系；（2）αW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αW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αW所对应的水分含量是干燥食品的最佳要求；（5）αW比水分含量易测，且又不破坏试样。7简述食品中αW与化学及酶促反应之间的关系。主要由于食品中水分通过多种途径参与其反应：⑴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；⑵通过与极性基团及离子基团的水合作用影响它们的反应；⑶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；⑷高含量的水由于稀释作用可减慢反应。8简述食品中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时，可抑制氧化作用，其原因可能在于：⑴覆盖了可氧化的部位，阻止它与氧的接触；⑵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；⑶与氢过氧化合物的氢键结合，抑制了由此引发的氧化作用；⑷促进了游离基间相互结合，由此抑制了游离基在脂质氧化中链式反应。9简述食品中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，造成食品中αW与美拉德褐变的钟形曲线形状的主要原因在于：虽然高于BHT单分子层αW以后美拉德褐变就可进行，但αW较低时，水多呈水-水和水-溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合作用不利于反应物和反应产物的移动，限制了美拉德褐变的进行。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。10分子流动性的影响因素。分子流动性指的是与食品储藏期间的稳定性和加工性能有关的分子运动形式，它涵盖了以下分子运动形式：由分子的液态移动或机械拉伸作用导致其分子的移动或变型；由化学电位势或电场的差异所造成的液剂或溶质的移动；由分子扩散所产生的布朗运动或原子基团的转动；在某一容器或管道中反应物之间相互移动性，还促进了分子的交联、化学的或酶促的反应的进行。分子流动性主要受水合作用大小及温度高低的影响，水分含量的多少和水与非水成分之间作用，决定了所有的处在液相状态成分的流动特性，温度越高分子流动越快；另外相态的转变也可提高分子流动性。五、论述题3论述水分活度与食品稳定性之间的联系。⑴食品中αW与微生物生长的关系：⑵食品中αW与化学及酶促反应关系：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。⑶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。⑷食品中αW与美拉德褐变的关系：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。5论述分子流动性、状态图与食品稳定性的关系。⑴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。⑵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。⑶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1简述碳水化合物与食品质量的关系。碳水化合物是食品中主要组成分子，碳水化合物对食品的营养、色泽、口感、质构及某些食品功能等都有密切关系。（1）碳水化合物是人类营养的基本物质之一。人体所需要的能量中有70%左右是由糖提供的。（2）具有游离醛基或酮基的还原糖在热作用下可与食品中其它成分，如氨基化合物反应而形成一定色泽；在水分较少情况下加热，糖类在无氨基化合物存在情况也可产生有色产物，从而对食品的色泽产生一定的影响。（3）游离糖本身有甜度，对食品口感有重要作用。（4）食品的黏弹性也是与碳水化合物有很大关系，如果胶、卡拉胶等。（5）食品中纤维素、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作用外，还有促进肠道蠕动，使粪便通过肠道的时间缩短，减少细菌及其毒素对肠壁的刺激，可降低某些疾病的发生。（6）某些多糖或寡糖具有特定的生理功能。6淀粉糊化及其阶段。给水中淀粉粒加热，则随着温度上升淀粉分子之间的氢键断裂，淀粉分子有更多的位点可以和水分子发生氢键缔合。水渗入淀粉粒，使更多和更长的淀粉分子链分离，导致结构的混乱度增大，同时结晶区的数目和大小均减小，继续加热，淀粉发生不可逆溶胀。此时支链淀粉由于水合作用而出现无规卷曲，淀粉分子的有序结构受到破坏，最后完全成为无序状态，双折射和结晶结构也完全消失.第一阶段：水温未达到糊化温度时，水分是由淀粉粒的孔隙进入粒内，与许多无定形部分的极性基相结合，或简单的吸附，此时若取出脱水，淀粉粒仍可以恢复。第二阶段：加热至糊化温度，这时大量的水渗入到淀粉粒内，黏度发生变化。此阶段水分子进入微晶束结构，淀粉原有的排列取向被破坏，并随着温度的升高，黏度增加。第三阶段：使膨胀的淀粉粒继续分离支解。当在95℃恒定一段时间后，则黏度急剧下降。淀粉糊冷却时，一些淀粉分子重新缔合形成不可逆凝胶。7淀粉老化及影响因素。热的淀粉糊冷却时，通常形成黏弹性的凝胶，凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶，并失去溶解性。通常将淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象。影响淀粉老化因素包括以下几点。（1）淀粉的种类。直链淀粉分子呈直链状结构，在溶液中空间障碍小，易于取向，所以容易老化（2）淀粉的浓度。溶液浓度大，分子碰撞机会多，易于老化（3）无机盐的种类。无机盐离子有阻碍淀粉分子定向取向的作用。（4）食品的pH值。而在偏酸或偏碱性时，因带有同种电荷，老化减缓。（5）温度的高低。（6）冷冻的速度。糊化的淀粉缓慢冷却时会加重老化，而速冻使分子间的水分迅速结晶，阻碍淀粉分子靠近，降低老化程度。（7）共存物的影响。脂类、乳化剂、多糖、蛋白质等亲水大分子可抗老化。8影响淀粉糊化的因素有哪些。（1）水分活度。食品中存在盐类、低分子量的碳水化合物和其他成分将会降低水活度，进而抑制淀粉的糊化(2)淀粉结构。当淀粉中直链淀粉比例较高时不易糊化。（3）盐。高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；（4）脂类。脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒（5）pH值。（6）淀粉酶。淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解，淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。10美拉德反应的历程。美拉德反应主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应。反应过程中形成的醛类、醇类可发生缩和作用产生醛醇类及脱氮聚合物类，最终形成含氮的棕色聚合物或共聚物类黑素，以及一些需宜和非需宜的风味物质。它的反应历程如下。开始阶段：还原糖如葡萄糖和氨基酸或蛋白质中的自由氨基失水缩合生成N－葡萄糖基胺，葡萄糖基胺经Amadori重排反应生成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。中间阶段：1-氨基-1-脱氧-2-酮糖根据pH值的不同发生降解，当pH值等于或小于7时，Amadori产物主要发生1，2-烯醇化而形成糠醛（当糖是戊糖时）或羟甲基糠醛（当糖为己糖时）。当pH值大于7、温度较低时，1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易发生2，3-烯醇化而形成还原酮类，还原酮较不稳定，既有较强的还原作用，也可异构成脱氢还原酮（二羰基化合物类）。当pH值大于7、温度较高时，1-氨基-1-脱氧-2-酮糖较易裂解，产生1-羟基-2-丙酮、丙酮醛、二乙酰基等很多高活性的中间体。这些中间体还可继续参与反应，如脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧、脱氨反应形成醛类和α-氨基酮类，这个反应又称为Strecker降解反应。终期阶段：反应过程中形成的醛类、酮类都不稳定，它们可发生缩合作用产生醛醇类脱氮聚合物类。2试述非酶褐变对食品质量的影响。（1）非酶褐变对食品色泽的影响非酶褐变反应中产生二大类对食品色泽有影