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食品化学习题集
稳定性要较天然酶强。②固定化酶的最适条件发生变化，一般要比固定以前提高。③固定化酶的米氏常数发生变化，大多数固定化酶要高于游离酶。
9 请简述淀粉酶的作用机制及在食品工业中的应用？
淀粉酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶三种主要类型。
（1）α-淀粉酶：水解淀粉、糖原和环状糊精分子内的α-1，4-糖苷键，水解物中异头碳的α-构型保持不变。它对食品的主要影响是降低黏度，也影响其稳定稳定性，如布丁和奶油沙司。
（2）β-淀粉酶：从淀粉的非还原末端水解α-1，4-糖苷键，生成β-麦芽糖。它能够完全水解直链淀粉为β-麦芽糖，有限水解支链淀粉，应用在酿造工业中。
（3）葡萄糖淀粉酶：从淀粉的非还原末端水解α-1，4-糖苷键生成葡萄糖。它在食品和酿造工业上应用广泛，如生产果葡糖浆。 10 举例说明酶的分类。
酶通常由几百个氨基酸组成，相对分子量一般在104~106。酶中的蛋白质有的是简单蛋白，有的是结合蛋白，后者为酶蛋白与辅助因子结合后形成的复合物。根据酶蛋白分子的特点可分为：单体酶，只有一条具有活性部位的多肽链，相对分子质量为13~35K，例如溶菌酶、胰蛋白酶等。寡聚酶，由几个甚至几十个亚基组成，这些亚基可以是相同的多肽链，也可以是不同的多肽链，相对分子量为35K至几百万，例如3-磷酸甘油醛脱氢酶等。多酶体系，是由几种酶彼此嵌合形成的复合体，相对分子量一般在几百万以上，例如脂肪酸合成酶复合体。
五、论述题
1 试述谷氨酰胺转氨酶的催化机制及在食品工业中的应用？
谷氨酰胺转氨酶可以催化蛋白质分子内的交联、分子间的交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺基团的水解。在谷氨酰胺转氨酶的作用过程中，以γ-羧酸酰氨基作为酰基供体，而其酰基受体有伯氨基、多肽链中赖氨酸残基的ε-氨基和水。
食品工业中的应用：
（1）改善蛋白质凝胶的特性：由于引入了新的共价键，蛋白质分子内或分子间的网络结构增强，会使通常条件下不能形成凝胶的乳蛋白形成凝胶，或使蛋白质凝胶性能发生改变。如，利用盐和谷氨酰胺转氨酶可改善鱼香肠的质构。
（2）提高蛋白质的乳化稳定性：β-酪蛋白经谷氨酰胺转氨酶作用后β-酪蛋白可形成二聚物、三聚物或多聚物，所形成的乳化体系的稳定性明显提高。
（3）提高蛋白质的热稳定性：在奶粉生产中，加入谷氨酰胺转氨酶。酪蛋白经谷氨酰胺转氨酶催化形成网络结构后，其玻璃化温度可明显提高。经谷氨酰胺转氨酶催化交联的乳球蛋白也表现出较高的热稳定性。
（4）提高蛋白质的营养价值：通过谷氨酰胺转氨酶作用所形成的富赖氨酸蛋白质比直接添加的游离赖氨酸，不仅可提高赖氨酸的稳定性，还可避免游离赖氨酸更易发生的美拉德反应。 2 酶在食品加工及保鲜中的作用，并以某种酶为例详细论述。
酶对于食品的质量有着非常重要的作用，目前已有几十种酶成功地在食品工业中应用，例如，酒的生产、果蔬加工、食品保鲜及改善食品品质和风味等方面的应用。应用的酶制剂主要有：糖化酶、蛋白酶、果胶酶、葡萄糖异构酶、脂肪酶、纤维素酶等，这些酶主要来自于可食的或无毒的植物、动物，以及非致病、非产毒的微生物。
以葡萄糖氧化酶为例进行说明：
该酶催化葡萄糖通过消耗空气中的氧而氧化，因此，该酶可用来除去葡萄糖或氧气。实际应用中，用葡萄糖氧化酶去除蛋奶粉生产过程中的葡萄糖可以避免美拉德反应的发生。同样，葡萄糖氧化酶用于肉和蛋白质有助于金黄色泽的产生。另外，该酶的氧化可以防止氧化反应过程导致的香气变差，从而延长桔橘类果汁、啤酒和葡萄酒的货架期。还有，此酶的最大作用是可除去食品保鲜及包装中的氧气，如在啤酒加工过程中加入此酶可以除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧，阻止啤酒氧化变质。
3 论述蛋白酶在食品工业中的应用现状，举例详加说明。
食品工业中使用的蛋白水解酶的混合物主要是肽链内切酶，这些酶的来源有动物器官、高等植物或微生物。在食品加工中应用的蛋白酶主要有中性和酸性蛋白酶，这些酶包括木瓜蛋白酶、波萝蛋白酶、无花果蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、凝乳酶、枯草杆菌蛋白酶等，蛋白酶催化蛋白质水解后生成小肽和氨基酸，有利于人体消化和吸收。例如凝乳酶可导致酪蛋白凝块的形成。凝乳酶不含其他不需宜蛋白酶，特别适合干酪的制造。又如，木瓜蛋白酶能分解肌肉结缔组织的胶原蛋白，可用于催熟及肉的嫩化；木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶或霉菌酸性蛋白酶
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水解蛋白，防止啤酒浑浊，延长啤酒的货价期。 4 论述酶与食品色泽的关系。
任何食品都具有代表自身特色和本质的色泽，多种原因乃至环境条件的改变，即可导致颜色的变化，其中酶是一个敏感的因素。食品颜色的改变往往与食品的内源酶有关：脂肪氧化酶、叶绿素酶、多酚氧化酶。
（1）脂肪氧化酶：对食品影响，有些是需宜的，有些是不需宜的。如用于小麦粉和大豆粉的漂白，制作面团时在面筋中形成二硫键等作用是需宜的。然而，脂肪氧化酶还可能破坏叶绿素和胡萝卜素，从而使色素降解而发生褪色。
（2）叶绿素酶：存在于植物和含有叶绿素的微生物中。它能催化叶绿素脱镁和叶绿素脱植醇，分别生成脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素。在蔬菜中的最适反应温度为60～82.2℃，因此，在加工处理过程中，极易使酶活增强，发生反应，影响食品的品质。
（3）多酚氧化酶：主要存在于植物、动物和一些微生物中，它可催化两类完全不同的反应。一类是羟基化反应，即形成不稳定的邻－苯醌类化合物，再进一步通过非酶催化的氧化反应，聚合成为黑色素，导致香蕉、苹果、桃、马铃薯等非需宜的褐变。另一类是氧化反应，同样可引起食品的褐变。据统计，热带水果50％以上的损失是由于食品的酶促褐变引起的。
因此，在食品加工、包装及运输的过程中，应注意此三类酶的作用，尽量采取措施，防止由于食品色泽的变化而造成的不必要的损失。
5 论述固定化酶与游离酶的优缺点，说明固定化酶在食品工业中的应用情况。
固定化酶是指一定空间内呈闭锁状态的酶，能连续进行反应，反应后的酶可以回收重复使用。
与游离酶相比，固定化酶具有优点：①酶的稳定性得到改进。②具有专一选择性③酶可以再生利用。④连续化操作可以实现。⑤反应所需空间小。⑥反应的最优化控制成为可能。⑦可得到高纯度、高质量的产品。⑧资源方便，减少污染。
缺点：①固定化时酶的活力有损失。②增加了生产成本，工厂初始投资大。③只能用于可溶性底物，而且较适用于小分子底物。④不适于多酶反应。
由上可见，固定化酶还是具有非常独特的特点的，因此愈加应用广泛。例如将葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶固定在柱状反应器上，对淀粉进行水解和异构化催化反应，是十分有利的，可以避免淀粉颗粒由于加热而破坏等。虽然固定化酶在食品、医药、化工和生物传感器制造都有成功的应用实例，但真正投入工业化应用的固定化酶并不多，原因是使用的试剂和载体成本高、固定化效率低、稳定性差、连续使用的设备比较复杂，因此真正用于食品加工中的固定化酶很少，而在食品分析中应用较多。
第7章 维生素与矿质元素 习题答案
一、填空题
1 81；生命必需元素；有益元素；污染元素；有毒元素
2 金属离子；有机分子；配位化合物；螯合物；配体；中心原子
3 化学平衡法；生物测定法；体外试验法；同位素示踪法；同位素示踪法
4 自身含量；微量元素之间的协同效应或拮抗作用；微量元素的价态；微量元素的化学形态
5 元素自身性质；食品的pH值；食品的构成；低 6 体积大小；正负电荷高低；极化状态；小 7 能量；各种组织；生理代谢 8 原料中含量；收获；储藏；加工；运输 9 酶；内源酶 10就会引起代谢紊乱
11 脂溶性维生素；水溶性维生素；维生素A；维生素D；维生素E；维生素K；维生素B；维生素C 12 烟酸 13 抗不育维生素；生育酚；α-生育酚；β-生育酚；γ-生育酚；δ-生育酚；α-生育酚
14 抗软骨病维生素；抗佝偻病维生素；维生素D2；维生素D3；维生素D4；维生素D5；维生素D6；维生素D7；维生素D2；维生素D3； 15 凝血维生素；K1；K2 16 硫胺素；酵母；瘦肉；维持正常糖代谢；促进年幼动物发育
17 维生素PP；抗癞皮病维生素；烟酸；烟酰胺 18 生物素；α-生物素；β-生物素；蛋黄；肝脏 19 抗干眼病维生素；维生素A1；维生素A2；动物组织；类胡萝卜素 20 水蒸气；较多的汤汁
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二、选择题
1B；2D； 3C； 4C； 5D； 6D； 7C； 8A； 9 C；10C；11B；12C；13D；14C；15A；16B；17C；18A；19C； 20D
三、名词解释
1 维生素
维持人体和动物正常生理功能所必需的一类天然有机化合物，一般不能在人体内合成，通常由食物来供给。
2 维生素A
维生素A又称抗干眼病维生素，包括维生素A1及维生素A2两种，存在于动物组织、植物体及真菌中，以具有维生素A活性的类胡萝卜素形式存在，经动物摄取吸收后，类胡萝卜素经过代谢转变为维生素A。 3 水溶性维生素
主要有维生素B和C类，这类维生素特点是溶于水和稀酒精。
4 脂溶性维生素
脂溶性维生素包括A、D、E、K四类，其特点是常与脂肪混存。
5 有益元素
是指那些不存在时不会引起再生性生理症状，但在极少量存在时有益于生命健康。
6 必需元素
存在于健康的生物组织中，并和一定的生物和化学功能有关，在各种一属生物中都有其恒定的浓度范围，缺乏时会引起再生性生理症状，症状早期获取后又可恢复的这类元素称为必需元素。 7 污染元素和有毒元素
是指那些在极少量存在时对生命体影响不大，它们在生命体中的浓度变化较大，如果其浓度达到可以觉察到的生理或形态症状时，就为有害元素或污染元素。 8 RDA
Recommended dietary allowance的英文缩写，指的是每日膳食中营养素供给量。 9 脚气病
人类食物中缺乏维生素B1时，最初神经系统失常，脑力体力容易疲乏，消化不良，食欲不振，继续发展则成多发性神经炎，即脚气病，这时身体衰弱，下肢浮肿，神经麻痹，肌肉失去收缩能力，严重者可引起死亡。 10 泛酸
广泛存在于生物界，又名遍多酸，它是水溶性维生素B族的一种，人体肠道细菌及植物都能合成泛酸。
11 矿质元素
食品科学中常将出氧、碳、氢、氮以外的元素称为矿质元素。
12 癞皮病
人体缺乏烟酸时会引起癞皮病，最先是皮肤发痒发炎，常常在两手、两颊、左右额及其他裸露部位出现对称性皮炎，同时还伴有胃肠功能失常、口舌发炎、消化不良和腹泻等，严重时则引起神经错乱，甚至死亡。 13 维生素H
即生物素，在自然界存在的有α-和β-生物素两种，分布于动植物组织中，一部分以游离状态存在，大部分同蛋白质结合。 14 叶酸
维生素B11即叶酸，分布较广，绿叶、肝、肾、菜花、酵母中含量都较多，其次为牛肉、麦粒等。
15 坏血病
由于人体内不能合成自身所需的VC，当人体缺乏VC时，可能会引起多种症状，其中最显著的是坏血病，表现最初是皮肤局部发炎、食欲不振、呼吸困难和全身疲倦，后来则是内脏、皮下组织、骨端或齿龈等处的微血管破裂出血，严重的可导致死亡。 16 Lewis酸和碱
酸碱的电子论定义为，酸是指任何分子、基团或离子，只要含有电子结构未饱和的质子，可以接受外来的电子对的物质；碱的定义则是凡含有可以给予电子对的分子、基团或离子。为了划清不同理论的酸碱，一般将电子论定义的酸和碱称为路易斯酸或路易斯碱。 17 螯合物
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如果一个配体以自己两个或两个以上的配位原子和同一中心原子配位而形成一种环状结构的配合物，又称为螯合物。 18 DRIs
Dietary Reference Intakes的英文缩写，表示膳食营养素参考摄入量，包括平均需要量、推荐摄入量、适当摄入量和可耐受最高摄入量。 19 同位素示踪法
同位素示踪法是指用标记的矿质元素饲喂受试动物，通过仪器测定来追踪标记矿质元素的吸收代谢等情况。
20 视黄醇当量
食物中的维生素A的含量多以视黄醇当量表示，1μg视黄醇等于6μg β-胡萝卜素，也可用国际单位（IU）表示，1 IU维生素A等于0.3μg视黄醇。
四、简答题
1 简要概括维生素及矿物质的主要功能
维生素主要有以下几种功能：⑴作为辅酶或辅酶前体，参与物质代谢和能量代谢；⑵抗氧化剂；⑶遗传调节因子；⑷具有某些特殊功能，如促进骨骼的生长发育，促进红细胞生成，参与血液凝固，参与激素的合成等；(5)对食品质量的影响。
矿物质的主要功能有：（1）是人体诸多组织的构成成分；（2）是机体内许多酶的组成成分或激活剂；（3）人体内某些成分只有矿质元素存在时才有其功能性；（4）维持细胞的渗透压、细胞膜的通透性、体内的酸碱平衡及神经传导等与矿质元素有密切关系。
2 从分子水平看，食品中有害金属元素对生物体的毒性主要表现在哪些方面？
主要表现在以下几个方面：
⑴有害金属元素取代了生物体中某些活性大分子中的必需元素；
⑵有害金属元素影响并改变生物大分子活性部位所具有的特定空间构象，使生物大分子失去原有的生物学活性；
⑶有害金属元素能影响生物大分子的重要功能基团的生物学功能。 3 简述VB1的性质。
VB1又称硫胺素，其盐酸盐为白色结晶体，具有潮解性，能溶于水、甘油及酒精中，不溶于乙醚、丙酮、氯仿或苯。硫胺素在pH＜3.5中比较稳定，，当溶液的pH＞3.7时不稳定。其主要功能是：参与糖代谢，促进年幼动物的发育，抗神经炎，预防脚气病。 4 VC的主要性质及其稳定性的影响因素。
又称抗坏血酸，主要来源于新鲜水果和蔬菜中，有D-型和L-型两种异构体，但只有L-型的才具有生理活性。具有高度的水溶性、酸性和强的抗氧化作用。
影响其稳定性的主要因素有：VC极易受温度、pH、氧、酶、盐和糖的浓度、金属催化剂特别是Cu2+、Fe3+、ɑw、VC的初始浓度以及VC与脱氢VC的比例等因素的影响而发生降解。 5 影响食品中维生素含量的因素有哪些？
（1）维生素的稳定性：原料中维生素在收获、储藏、运输和加工过程中损失多少与食品中维生素含量密切相关。
（2）原料成熟度：如西红柿中VC的含量在其未成熟的某一个时期最高。
（3）采后及储藏过程中维生素的变化：许多维生素易受酶，尤其是动物、植物死后释放出的内源酶所降解。 （4）谷类食物在研磨过程中维生素的损失：研磨产生的热作用，研磨后所得食物中各种维生素含量的保留比例不同。
（5）浸提和热烫过程中维生素的损失：在相同的条件下，蒸比煮会保留更多的水溶性维生素。 （6）化学药剂处理过程中维生素的损失：向食品中添加一些化学物质，有的能引起维生素损失。 6 影响维生素的生物利用率的因素有哪些？
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