食物与化学课程简介
食品化学起源于18世纪后期。研究食品的种类、组成、营养、变质、分析技术及食品成分在加工和贮藏过程中所发生的化学反应的一门学科。它与无机化学、有机化学、分析化学、生理学、动植物学、微生物学和分子生物学有密切关乳酸系。 具体内容包括:食品成分(水分、蛋白质、脂类、糖类、无机质、维生素等) 的化学；食品的色、香、味; 食品和酶的作用；食品保藏；食品物化性质和质地；植物性食品（谷类、薯类、豆科植物、蔬菜和水果）的化学；动物性食品（乳和乳制品、肉禽蛋、鱼贝类）的化学；发酵性食品（乳酪、酸乳、酒类、味精等）的化学；食品添加剂的化学；食品包装材料的化学及其与食品的关系等。它的任务和作用可概括为：①通过食品分析，研究天然食品、配方食品和加工食品的组成和特性以及是否掺杂和污染，以确定食品产品是否符合食品卫生要求和是否达到营养和感官标准。②结合食品加工中食品成分的化学变化的研究，开发食品保藏方法，减少食物损失浪费, 延长贮存期, 保持其营养成分如维生素含量及色、香、味等感官品质，防止或延缓食品变质和哈败。③为改进食品质量和开发新型食品提供依据，如建立合理营养配方食品, 添加某些成分制取强化食品, 开发植物蛋白以及高温瞬时杀菌技术，采用无菌包装和挤压膨化等可以保留较多营养成分和保证优良感官质量的新工艺。④对食品质量进行监督和管理，提供质量信息，为消费者提供食品化学知识，指导消费。
现代食品正向着加强营养、保健、安全和享受性方向发展，食品化学的基础理论和应用研究成果，正在并继续指导人们依靠科技进步，健康而持续地发展食品工业。
本课程在系统地介绍了组成食品的各个成分及其性质的同时，更注重这些成分在食品储藏加工中表现出来的性质和变化，以及食品化学理论在食品专业中的应用，以引领学生轻松进入食品科学的领域。
食物与化学教案
第一次课：食品化学
教学目标
使学生了解食品化学的发展历史及最新研究进展和动态以及该课程在食品科学中的地位和意义。掌握食品化学的概念、研究内容、研究方法、食品加工贮藏过程中主要的化学变化及其对食品品质和安全性的影响。
教学重难点
重点：
食品化学的概念、研究内容、研究方法、食品加工贮藏过程中主要的化学变化。
难点：
食品中主要的化学变化及其对食品品质和安全性的影响。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
1 相关概念
食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。
食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。
营养素：指那些能维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质。目前已知的有40～50种人体必需的营养素，从化学性质分为6大类，即蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水，目前也有人提出将膳食纤维列为第七类营养素。
化学：研究物质组成、性质及其功能和变化的科学，包括分析化学、有机化学、物理与胶体化学、分离化学、普通化学和生物化学等。
2 食品化学
用化学的理论和方法研究食品本质的科学，它通过食品营养价值、安全性和风味特征的研究，阐明食品的组成、性质、结构和功能和食物在贮藏、加工和包装过程中可能发生的化学、物理变化和生物化学变化的科学。
食品化学、微生物学、生物学和工程学是是食品科学的四大支柱学科。 食品化学、食品微生物学和食品生物化学是食品科学与工程专业的三大专业基础课。
3 食品化学的分支
食品成分化学：研究食品中各种化学成分的含量和理化性质等。
食品分析化学：研究食品成分分析和食品分析方法的建立。
食品生物化学：研究食品的生理变化。与普通生物化学不同食品生物化学关注的对象是死的或将要死的生物材料。
食品工艺化学：研究食品在加工贮藏过程中的化学变化。
食品功能化学：研究食物成分对人体的作用。
食品风味化学：研究食品风味的形成、消失及食品风味成分的化学。
4食品化学的历史
食品化学的起源还不太清楚，它完整的历史尚未有恰当的分析和记载，这是不足为奇的。因为食品化学直到20世纪才成为一门独立的学科，它的历史一直是
与没有详尽的文献记载的农业化学的历史紧密联系在一起的。尽管如此，从目前掌握的资料已足以正确地了解与食品相关的某些值得注意的事件所发生的时间、地点和原因以及l 9世纪早期以来在食品供应的质量方面所发生的变化。
尽管食品化学的起源从某种意义上讲可以追溯到远古时代，但是根据我们目前的判断，那些最主要的发现始于18世纪末期。
第一阶段 早期食品化学（20世纪50年代以前）天然动植物特征成分分离和分析阶段
在1780～1850年期间，一些著名的化学家获得了重大发现，其中不少是与食品化学有着直接或间接的关系。在舍勒（Scheele ）、拉瓦锡（Lavoisier ）、德－索绪尔（de Saussure）、盖-吕萨克（Gay-Lussac ）、泰纳尔（Thenard ）、戴维（Davy ）、琼斯·雅可比·贝采里乌斯（Jons Jakob Berzelius ）、汤姆逊（Thomson ）、李比希、博蒙特（Beaumont ）、（Justus Liebig）的著作中可以找到现代食品化学的起源。或许有人会问，这些科学家最著名的发现与食品化学的联系很少，他们是否真的在很大程度上与现代食品化学的起源有关系。虽然普遍认为将早期的科学家们分为化学家、细菌学家或食品化学家是很困难的，但是确定某个科学家是否在某个科学领域内作出了重要的贡献却是比较容易的。下述的一些简单例子充分地证实了这些科学家中的大多数人实际上曾对食品进行了深入的研究，并确实在食品化学方面取得了一些根本性的重要发现，他们在食品化学的历史记载中的地位是不容怀疑的。
瑞典药剂师舍勒（Carl Wilhelm Scheee，1742~1786）是有史以来最伟大的化学家之一。他曾发现了氯、丙三醇和氧(比普利斯特里Priestly 早3年，但是未发表) ，这一点已广为人知，除此之外，他还分离和研究了乳酸的性质(1780年) ，利用乳酸的氧化作用制得了粘酸(1780年) ，设计了一个利用加热保存醋的方法(1782年，这在艾佩尔Appert 的“发现”之前) ，从柠檬汁(1784年) 和酷粟(1785年) 中分离出拧檬酸，从苹果中分离出苹果酸(1785年) 。并且检验了20种普通水果中的柠檬酸，苹果酸和酒石酿。他从植物和动物材料中分离各种新的化合物助工作被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。
法国化学家拉瓦锡（Antoine Larent Lavoisier ，1743~1794）第一个测定了乙醇的元素组成(1784年) ，并发表了第以篇关于水果中含有机酸的论文。
英国化学家戴维（Humphey Davy，1778～1829）在1807与1808年分离出元素钾、钠、钡、铝、钙和镁。他对农业和食品化学方面的贡献大都是通过他在农业化学方面的著作提供的，其中的第一个版本（1813年）是《农业化学原理》，他曾作为农业部的一门课程。他的著作将当时已有的知识加以组织和阐述。他在第一版中指出：“植物的各个不同部分都能分解成一些元素，它们是被用作食品还是被用来制作艺术品就取决于这些元素的组合排列，这些元素可以从植物的机体部分或者从它们所含的汁液中产生，而研究这些物质的特性则是农业化学的一个基本部分。他在第五版中指出，植物通常仅由7或8种元素组成，最基本的植物物质是由氢、碳和氧按不同的比例所组成。在一般悄况下，这些元素是单独存在的，而在少数情况它们还与氮相结合。
法国化学家谢福瑞（Michel Eugene Cheveraul，1786～1889）在名为《关于有机分析及其应用的一般论述》一书中列举了当时已知的存在于有机物质中的元素(氧、氯、碘、氮、硫、磷、碳、硅、氢、铝、镁、钙、钠、钾、锰和铁) 。并汇
集了当时可采用的有机分析方法。（1）用中性溶剂萃取，例如水、酒精或含水乙醚；（2）缓慢蒸馏或分馏；（3）蒸汽蒸馏；（4）将物质通过被加热到白炽状态的管子；(5)用氧来分析。
李比希（Justus Von Liebig，1803-1873）提出将食品分为含氮的（植物纤维，酪蛋白等）和不含氮的（脂肪、碳水化合物等），并与1847年出版了《食品化学的研究》，这是第一本有关食品化学方面的书，但此时认为建立食品化学的学科。
在18世纪，食品掺假事件在欧洲时有发生，迫切要求有关部门建立可靠的食品检验方法，这无疑对普通分折化学和食品检验方法的发展起了很大的促进作用。因此，在1820~1850年期间，化学和食品化学开始在欧洲占据重要地位。在许多大学中建立了化学研究实验室和创立了新的化学研究杂志，推动厂化学和食品化学的发展。从此，食品化学发展的步伐更快。
到二十世纪二十年代，世界各国相继颁布了关于禁止食品掺假的法规，并建立了相庇的检验机构和制定出严格的检验方法，从而使食品掺假逐渐得到控制。
到50年代末，食品工业有了较快的发展，特别是在欧美等工业发达国家。为了改善食品的感官质员和品质，或有利于改进食品加工处理以及延长货架期，在食品贮藏加上过程中，逐渐使用天然的或人工合成的化学物质，作为食品添加剂，并得到政府法律的认可。另一方而，由于农业生产中广泛应用农药，给食物带来不同程度的污染。因此，食品安全性问题，自60年代以来已成为食品化学、临床医学、毒理学、预防医学等学科普边关心的重要问题。
色谱和色质联用等现代分析技术的出现，以及结构化学理论的发展，使食品化学在理论和应用研究方面部获得显著的进展。如研究食品在贮藏加工过程中各种化学或生物化学的反应历程和机理，食品各组分的性质、结构和功能，以及食品贮藏加工新技术、新产品的开发，食品资源的利用。这些都为食品科学技术和食品工业的发展创造了有利条件。
为了适向人类宇航事业的需要，科学家们开始研究如何在太空飞船的有限空间实现食品元素和食品物质的小规模循环，做到主要食物的自给供应。随着仿生学和分子工程学的发展，人们将可以简化这些复杂物质分子，或模拟代谢中间产物的结构，通过人工合成食品的方法，开辟出一条新的途径。
5食品化学在食品工业技术发展中的作用
食品化学是根据现代食品工业发展的需耍，在多种相关学科理论与技术发展的基础上形成和发展起来的，它具有显著的多源性、综合性及应用性。在理论、方法和技术语方面通过广泛的吸收、消化和创造过程，食品化学成为了食品科学理论和食品工业技术发展与进步的支柱学科之一。
现代食品正向着强调营养、卫生与感官品质，注重保健作用，包装精良和食用方便的方向发展。现代食品工业正朝着科学开发新型天然原辅料；利用现代化农业，发展农产品深加工；利用生物工程和化工技术提高原辅料品质和改造原料性能；发展添加剂，优化食品工艺，加强质量控制；革新设备与加强自动化水平等方向发展。这种发展主要依靠材料科学、生物科学和信息科学，当然也滋润和鞭策着食品化学，使它成长为保证食品工业健康而持续发展的指导性学科之一，
直接受食品化学指导的方面见表1-5。
由于食品化学的发展，有了对美拉德反应、焦糖化反应、自动氧化反应、酶促褐变、淀粉的糊化与老化、多糖水解反应、蛋白质水解反应、蛋白质变性反应、色素变色与褪色反应、维生素降解反应、金属催化反应、菌的催化反应、脂肪水解、氧化与酯交换反应、脂肪热解、热聚、热氧化分解和热氧化聚合反应、风味物的产生途径和分解变化、生物性食品原料的产后生理生化反应、原料改性反应等等变化的越来越清楚的认识。也有了对食品成分迁移特性、结晶特性、水化特性、质构特性、风味特性、食品体系的稳定性和流变性、食品分散系的特性、食品原料的组织特性等物理、物理化学、生物化学和功能性质的越来越深刻的认识。这些认识极大地武装了食品战线上的工作者，因而对现代食品加工和储藏技术的发展产生了广泛而深刻的影响。 表1-5 食品化学指导下现代食品工业的发展
方 面
食品配方 过 去 依靠经验 发 展 依据原料组成、性质分析和理性设
计
工 艺 依据传统，经验和粗放依据原料及同类产品组成、特性的
小试 分析，根据优化理论设计
依据传统和感觉盲目
的开发 依据科学研究资料，目的明确的开发，并增大了功能性食品的开发
依据变化机理，科学控制 开发食品 控制加工和储藏变化 依据经验，尝试性简单
控制
开发食品资源 盲目甚至破坏性的开
发 科学地、综合地开发现有和新资源
深加工 规模小、浪费大、效益规模增大、范围加宽、浪费少、效
低 益高
表1-6举例介绍了食品化学在食品工业各行业中正在发挥直接影响的方面。从中可看出食品化学是怎样向食品工业直接注入活力的。
表1-6 食品化学对各食品行业技术进步的影响
食品工业
果蔬加工储
藏 影响方面 化学去皮，护色，质构控制，维生素保留，打蜡涂膜，化学保鲜，气调储藏，活性包装，酶促榨汁，过滤和澄清及化学防腐等
宰后处理，保汁和嫩化，提高肉糜乳化力、凝胶性和粘弹性，超市
鲜肉包装，熏肉剂的生产和应用，人造肉的生产，内脏的综合利用
（制药）等 肉品加工
饮料工业 速溶，克服上浮下沉，稳定蛋白饮料，水质处理，稳定带肉果汁，果汁护色，控制澄清度，提高风味，白酒降度，啤酒澄清，啤酒泡
沫和苦味改善，防止啤酒馊味，果汁脱涩，大豆饮料脱腥等。
稳定酸乳和果汁乳，开发凝乳酶代用品及再制乳酪，乳清的利用，
乳品的营养强化等
生产高效膨松剂，增加酥脆性，改善面包皮色和质构，防止产品老
化和酶变等
精练，冬化，调温，脂肪改性，DHA 、EPA 及MCT 的开发利用，
食用乳化剂生产，抗氧化剂，减少油炸食品吸油量等 乳品工业 焙烤工业 食用油脂工业
调味品工业 生产肉味汤料、核苷酸鲜味剂，碘盐和有机硒盐等
发酵食品工
业 发酵产品的后处理，后发酵期间的风味变化，菌体和残渣的综合利用等
面粉改良，精谷制品营养强化，水解纤维素与半纤维素，生产高果
糖浆，改性淀粉，氢化植物油，生产新型甜味料，生产新型低聚糖，
改性油脂，分离植物蛋白质，生产功能性肽，开发微生物多糖和单
细胞蛋白质，食品添加剂生产和应用，野生、海洋和药食两用可食
资源的开发利用等
检验标准的制定，快速分析，生物传感器的研制等 基础食品工业 食品检验
农业和食品工业是生物工程最广阔的应用领域之一，生物工程的发展为食用农产品的品质改造、新食品的开发及食品添加剂和食用酶的开发拓宽了道路，但是生物技术在食品中应用的成功与否紧紧依赖着食品化学。首先必须通过食品化学的研究来指明原有生物原料的物性有哪些需要改造和改造的关键在哪里，指明何种食品添加剂和何种食用酶是急需的以及它们的化学结构和性质如何。例如，食品化学揭示了多聚半乳糖醛酸酶在植物组织软化中的作用，生物工程技术就创造出采后不表达该酶的番茄，从而使番茄在后熟中可以保持良好的硬度。又如，食品化学指示了果糖的营养特性、风味、结晶性等不同于并且在许多方面优越于葡萄糖，生物工程就发展了固定化葡萄糖异构酶技术，从而生产出更多高果糖浆。其次，生物工程产品的结构和性质有时并不和食品中的应用要求完全相同，需要进一步分离、纯化、复配、改性和修饰。在这些工作中，食品化学具有最直接的指导意义。例如，在食用酶中添加稳定剂和分散剂，将添加剂配成复合添加剂，对新产品进行品质分析以决定其优劣并找出其利用价值等等。最后，生物工程可能生产出传统食品中没有用过的材料，需由食品化学研究其在食品中利用的可能性、安全性和有效性。
近20年来，食品科学与工程领域发展了许多新技术，并正在逐步把它们推向食品工业的应用。例如，利用光化学理论和技术发展可降解食品包装材料，利用生物工程理论与技术发展会用生化反应器改造食品发酵技术和改良原料品种。利用电磁理论和技术发展微波加工食品技术，利用低温技术发展速冻食品技术和食
品冷冻干燥技术，利用放射化学理论与技术发展食品辐照保鲜技术，利用应用化学理论和技术发展食品的防伪包装、超临界提取和分子蒸馏技术，利用产后生理生化理论和技术发展食品气控、气调、“真空”储藏和活性包装(包装内气调) 技术，利用传质理论和膜技术发展、可食膜包装和微胶囊技术，利用结构与韧性关系理论发展原料改性及食品挤压、膨化和超微粉末化技术。由于这些新技术实际应用是否成功的关键依然是对物质结构、韧性和变化的把握，所以它们发展的速度紧紧依赖于食品化学在这一新领域内的发展速度。的确，各国的食品化学家已为此投入了巨大热情和精力，这些新技术在食品工业的发展中将起到越来越大的作用。
总之，食品化学理论和技术的发展强烈依赖其他学科理论和技术的发展，即使当独立的食品化学技术体系建立起来后也是如此。
思考题
1. 什么是食品化学？它的研究内容和范畴是什么？
2. 试述食品中主要的化学变化及对食品品质和安全性的影响。
3. 食品化学的研究方法有何特色？
第二次课 水与食物
教学目标
1、了解水在食品中的重要作用、水和冰的结构及其性质。
2、掌握水在食品中的存在状态及各种状态水的特性。
3、掌握水与溶质之间的相互作用及其机理。。
教学重难点
重点：水和冰的结构及其性质；水在食品中的存在状态；水与溶质之间的相互作用。
难点：水与溶质之间的相互作用及其机理。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
1概述
在人体内，水不仅是构成机体的主要成分，而且是维持生命活动、调节代谢过程不可缺少的重要物质。例如，水使人体体温保持稳定，因为水的热容量大，一旦人体内热量增多或减少也不致引起体温出现大的波动。水的蒸发潜热大，蒸发少量汗水即可散发大量热能，通过血液流动使全身体温平衡。水是一种溶剂，能够作为体内营养素运输、吸收和废弃物排泄的载体，可作为化学和生物化学反应物或反应介质，也可作为一种天然的润滑剂和增塑剂，同时又是生物大分子化合物构象的稳定剂，以及包括酶催化在内的大分子动力学行为的促进剂。此外，水也是植物进行光合作用过程中合成碳水化合物所必需的物质。可以清楚地看到，生物体的生存是如此显著的依赖于水这个无机小分子。
水是食品中非常重要的一种成分，也是构成大多数食品的主要组分，各种食品都有能显示其品质特性的含水量(表2-1) 。水的含量、分布和取向不仅对食品的结构、外观、质地、风味、新鲜程度和腐败变质的敏感性产生极大的影响，而且对生物组织的生命过程也起着至关重要的作用。水在食品贮藏加工过程中作为化学和生物化学反应的介质，又是水解过程的反应物。通过干燥或增加食盐、糖的浓度，可使食品中的水分除去或被结合，从而有效地抑制很多反应的发生和微生物的生长，以延长食品的货架期。水与蛋白质、多糖和脂类通过物理相互作用影响食品的质构，在大多数新鲜食品中，水是最主要的成分，若希望长期贮藏这类食品，只要采取有效的贮藏方法 控制水分就能够延长保藏期，无论采用普通方法脱水或是低温冷冻干燥脱水，食品和生物材料的固有特性都会发生很大的变化，然而任何企图使脱水食品恢复到它原来的状态(复水和解冻) 的尝试都未获得成功。
水是唯一的以三种物理状态广泛存在的物质。
战争之源：“下一场世界大战将是对水资源的争夺”。
2 食物中的水分
表2-1 食品中的水分含量
食 品
肉类
猪肉
牛肉（碎块）
鸡（无皮肉）
鱼（肌肉蛋白）
水果
香蕉
浆果、樱桃、梨、葡萄、猕猴桃、柿子、菠萝
苹果、桃、甜橙、李子、无花果
蔬菜
青豌豆、甜玉米
甜菜、硬花甘蓝、胡萝卜、马铃薯
芦笋、青大豆、大白菜、红辣椒、花菜、莴苣、西
红柿、西瓜
谷物
全粒谷物
面粉、粗燕麦粉、粗面粉
乳制品
奶油
山羊奶
奶酪（含水量与品种有关）
奶粉
冰淇淋
人造奶油
焙烤食品
面包
饼干
馅饼
糖及其制品
蜂蜜
果冻、果酱
蔗糖、硬糖、纯巧克力 含水量（%） 53~60 50~70 74 65~81 75 80~85 85~90 74~80 80~90 90~95 10~12 10~13 15 87 40~75 4 65 15 35~45 5~8 43~59 20
3 食品中水的存在形式
食品中的水不是单独存在的，它会与食品中的其他成分发生化学或物理作用，因而改变了水的性质。按照食品中的水与其他成分之间相互作用强弱可将食品中的水分成结合水、毛细管水和自由水。
结合水：又称为束缚水，是指存在于食品中的与非水成分通过氢键结合的水，是食品中与非水成分结合的最牢固的水。不能被微生物利用，在-40℃下不结冰，无溶解溶质的能力，与纯水比较分子平均运动为0。
自由水：是指食品中与非水成分有较弱作用或基本没有作用的水。
毛细管水：指食品中由于天然形成的毛细管而保留的水分，是存在于生物体细胞间隙的水。毛细管的直径越小，持水能力越强，当毛细管直径小于0.1μm 时，毛细管水实际上已经成为结合水，而当毛细管直径大于0.1μm 则为自由水，大部分毛细管水为自由水。能结冰，但冰点有所下降，溶解溶质的能力强，干燥时易被除去，与纯水分子平均运动接近。很适于微生物生长和大多数化学反应，易引
起食物的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。
结合水与自由水的区别：结合水在食品中不能作为溶剂，在-40℃时不结冰，而自由水可以作为溶剂，在-40℃会结冰。
食品中的结合水的产生除毛细管作用外，大多数结合水是由于食品中的水分与食品中的
蛋白质、淀粉、果胶等物质的羧基、羰基、氨基、亚氨基、羟基、巯基等亲水性基团或水中
的无机离子的键合或偶极作用产生的。根据与食品中非水组分之间的作用力的强弱可将结合
水分成单分子层水和多分子层水。
单分子层水：指与食品中非水成分的强极性基团如：羧基-、氨基+、羟基等直接以氢键
结合的第一个水分子层。在食品中的水分中它与非水成分之间的结合能力最强，很难蒸发，
与纯水相比其蒸发焓大为增加，它不能被微生物所利用。一般说来，食品干燥后安全贮藏的
水分含量要求即为该食品的单分子层水。
第三次课 食物中的碳水化合物
教学目标
使学生了解的碳水化合物概念，碳水化合物的分类，食品中的糖类化合物，食品中碳水化合物的作用，糖类化合物的结构，单糖的作用及功能，碳水化合物在食品加工及贮藏过程中的变化。掌握碳水化合物的结构和分类。
教学重难点
重点：碳水化合物的概念和分类，食品中主要的碳水化合物。单糖的性质。 教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
碳水化合物是自然界分布广泛、数量最多的有机化合物，是食品的主要组成成分之一，也是绿色植物光合作用的直接产物。自然界的生物物质中， 碳水化合物约占3/4，从细菌到高等动物都含有碳水化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的85%～90%，其中又以纤维素最为丰富。其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。
碳水化合物的分子组成可用C n (H2O) m 通式表示，统称为碳水化合物。但后来发现有些糖如鼠李糖（C 6H 12O 5）和脱氧核糖（C 5H 10O 4）并不符合上述通式，而且有些糖还含有氮、硫、磷等成分，显然碳水化合物的名称已经不适当，但由于沿用已久，至今还在使用这个名词。根据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。
碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其他化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。人类摄取食物的总能量中大约80%由糖类提供，因此，它是人类及动物的生命源泉。我国传统膳食习惯是以富含 碳水化合物的食物为主食，但近十几年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。
根据其水解程度分类
单糖：指凡不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等；
低聚糖（寡糖）：凡能被水解成为少数（2-6 个）单糖分子的糖类物质，如蔗糖、乳糖、麦芽糖等；
多糖：凡能水解为多个单糖分子的糖类物质，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等。
（1） 根据多糖的组成分类
均多糖：指只有一种单糖组成的多糖，如淀粉，纤维素等
杂多糖：指由两种或两种以上的单糖组成的多糖，如香菇多糖等。
（2） 根据是否含有非糖基团
纯粹多糖：不含有非糖基团的多糖，也就是一般意义上的多糖；
复合多糖：含有非糖基团的多糖，如糖蛋白、糖脂等
（3） 根据多糖的生物学功能来分类
结构多糖：组成生物体的多糖。纤维素、糖蛋白、糖脂等 。
贮存多糖：淀粉、糖原
抗原多糖：指具有抗原性的多糖类。在多数情况下，多糖类属不完全抗原；但在免疫及试管内反应方面有作为完全抗原而起作用的事实。
2. 食品中的糖类化合物（见表2-1）
陆地植物和海藻干重的四分之三由糖类化合物构成。谷物、蔬菜、果实和可供食用的其他植物都含有糖类化合物。
大多数植物只含少量蔗糖，大量膳食蔗糖来自经过加工的食品。
淀粉是植物中最普通的糖类化合物，甚至树木的木质部分中也存在淀粉，而以种籽、根和块茎中含量最丰富。天然淀粉的结构紧密，在低相对湿度的环境中容易干燥，同水接触又很快变软，并且能够水解成葡萄糖。
市场上销售的水果一般是完全成熟之前采收的，果实有一定硬度利于运输和贮藏。在贮藏和销售过程中，淀粉在酶的作用下生成蔗糖或其他甜味糖，水果经过这种后熟作用而变甜变软。这种后熟现象和谷粒、块茎及根中的糖转变为淀粉的过程正好相反。
糖，结构与支链淀粉相似，以与淀粉代谢相同的方式进行代谢。乳糖存在于乳汁中，牛奶中含4.8%，人乳中含6.7%，市售液体乳清中为5%。工业上采取从乳清中结晶的方法制备乳糖。
3. 食品中碳水化合物的作用
提供人类能量的绝大部分
提供适宜的质地、口感和甜味（如麦芽糊精作增稠剂、稳定剂）
有利于肠道蠕动，促进消化（如纤维素被称为膳食纤维，低聚糖可促小孩肠道双歧杆菌生长，促消化）
4、单糖的作用及功能
（1）甜味剂
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖（sucrose ） 、D-果糖D （-fructose ）、葡萄糖（glucose ）的含量。
①甜度定义
甜度是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1。
②甜度
果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖
③糖的相对甜度
糖 溶液的相对甜度 结晶的相对甜度
β-D-果糖 100-150 180 蔗糖 100 100
α-D-葡萄糖 40-79 74 β-D-葡萄糖 小于α异构体 82
α-D-半乳糖 27 32 β-D-半乳糖 21
棉子糖 23
水赤木糖 10
④糖醇的相对甜度
糖醇 相对甜度
木糖醇 90
山梨糖醇 63
半乳糖醇 58
麦芽糖醇 68
乳糖醇 35
（2）亲水功能(吸湿性或保湿性）
糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力具有一定的吸湿性或保湿性。 吸湿性顺序 果糖>葡萄糖
保湿性顺序 葡萄糖>果糖
例如：
面包、糕点、软糖应选吸湿性大的果糖或果葡糖浆。
硬糖、酥糖及酥性饼干应选吸湿性小的葡萄糖。
第四次课 淀粉
教学目标
使学生了解多淀粉粒的特性，淀粉的物理性质，变性淀粉及其应用。
掌握淀粉化学性质，淀粉的糊化，淀粉的老化。
教学重难点
重点：淀粉的特性在食品中的应用：糊化作用、老化作用；改性淀粉及其应用。 难点：淀粉的糊化，淀粉的老化。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
淀粉是大多数植物的主要储备物，在种子、根和茎中最丰富。是许多食品的组分之一，也是人类营养最重要的碳水化合物来源。淀粉生产的原料来源为玉米、小麦、马铃薯、甘薯等农作物，此外栗、稻和藕也用作淀粉生产的原料。
淀粉一般由二种葡聚糖即直链淀粉和支链淀粉构成。普通淀粉含约20%～39%的直链淀粉，有的新玉米品种可达50%～85%，称为高直链淀粉玉米，这类玉米淀粉不易糊化，甚至有的在温度100℃以上才能糊化。有些淀粉仅由支链淀粉组成，例如糯玉米、糯大麦、梗稻和糯米等。它们在水中加热可形成糊状，与根和块茎淀粉（如藕粉）的糊化相似。直链淀粉容易发生“老化”，糊化形成的糊化物不稳定，而由支链淀粉制成的糊是非常稳定的。
从淀粉浆中分离直链淀粉可采用在有MgSO4存在下结晶，或用极性溶剂（正丁醇、辛酸或癸酸等低级脂肪酸使之沉淀），后一种方法是利用极性溶剂与直链淀粉生成包含物促使其沉淀。
淀粉具有独特的化学和物理性质及营养功能，主要存在于谷物、面粉、水果和蔬菜中，淀粉消耗量远远超过所有其他的食品亲水胶体。在食品工业中，淀粉是重要的增稠剂、粘合剂，在水果、蔬菜加工中常用于外层涂布和防止发粘及稳定剂。大量用于布丁、汤汁、沙司、色拉调味汁、婴儿食品、饼馅、蛋黄酱等。 1 淀粉粒的特性
淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。
（1）形状：圆形、椭圆形、多角形等。
（2）大小： 0.001~0.15毫米之间，马铃薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。
（3）晶体结构：用偏振光显微镜观察及X-射线研究，能产生双折射及X 衍射现象。
2淀粉的物理性质
白色粉末，在热水中溶胀；纯支链淀粉能溶于冷水中，而直链淀粉不能，直链淀粉能溶于热水。
3 化学性质
无还原性；遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色；酶水解和酸水解。 4淀粉的糊化（Gelatinization ）
（1） 糊化
淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。其本质是微观结构从有序转变成无序。
（2）糊化温度
指双折射消失时的温度。糊化温度不是一个点，而是一段温度范围。
（3）影响糊化的因素
结构：直链淀粉小于支链淀粉。
Aw ： Aw 提高，糊化程度提高。
糖：高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。
盐：高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。但对马铃薯淀粉例外，因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。
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。
酸度：
pH
pH =10时，糊化速度迅速加快，但在食品中意义不大。
淀粉酶：在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解（稀化），淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。故新米（淀粉酶酶活高) 比陈米更易煮烂。
（4）淀粉糊化性质的应用
“即食”型方便食品；
“方便面”、“方便米饭”：应糊化后瞬时干燥。
5淀粉的老化(Retrogradation)
①老化
淀粉溶液经缓慢冷却或淀粉凝胶经长期放置，会变为不透明甚至产生沉淀的现
象，被称为淀粉的老化。实质是糊化的后的分子又自动排列成序，形成高度致密的、
结晶化的、不溶解性分子微束。
②影响淀粉老化的因素
温度
2-4℃ ，淀粉易老化。
>60 ℃或
含水量
含水量30-60%，易老化。
含水量过低（10%）或过高均不易老化。
结构
直链淀粉比支链淀粉易老化（粉丝）。
聚合度n 中等的淀粉易老化。
淀粉改性后，不均匀性提高，不易老化。
共存物的影响
脂类和乳化剂可抗老化，
多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。
6变性淀粉及其应用
（1）变性淀粉
天然淀粉经适当的化学处理、物理处理或酶处理，使某些加工性能得到改善，以适应特定的需要，这种淀粉被称为变性淀粉。
（2）变性淀粉种类：
物理变性
只使淀粉的物理性质发生改变。如α-淀粉，将糊化后淀粉迅速干即得。
α-淀粉应用：家用洗涤剂，鳗鱼饲料。
化学变性：利用化学方法进行变性。
氧化淀粉：淀粉分子中的羟基能够被次氯酸钠、双氧水、臭氧等氧化物氧化为羧基。
优点：粘度低，不易凝冻。
用途：做增稠剂和糖果成型剂。
酸降解淀粉：用H2SO4、HCL ，使淀粉降解。
优点：粘度低、老化性大、易皂化。
用途： 用于软糖、果冻、糕点生产。
淀粉衍生物（淀粉脂、淀粉醚、交联淀粉）
淀粉脂：如淀粉磷酸酯（磷酸淀粉）；
淀粉醚：如羟甲基淀粉（CMS ）；
交联淀粉：淀粉在交联剂（甲醛）作用下结合成更大分子。
淀粉的接枝共聚物：淀粉可以与聚乙烯，聚苯乙烯，聚乙烯醇共混制成淀粉塑料。 淀粉塑料有一定的生物降解性，对解决塑料制品造成的“白色污染”有很大的意义。
第五次课 果胶
教学目标
使学生了解果胶，其它多糖，糖类衍生物。
掌握果胶的分类果胶的物理，化学性质。
教学重难点
重点：果胶物质的特性及其在食品中的应用。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
果胶在食品工业中的应用
果胶在食品工业中的重要性在于其溶液在一定条件下具有生成凝胶的能力，在食品加工中，果胶一般作为胶凝剂获得较多的应用，所以广泛用于果酱、果冻、软糖和饮料等制品中。其次还可作为增稠剂和稳定剂添加在果汁和乳制品中。果胶绝大部分用于食品工业，少量用于药品和化妆品。目前在欧美国家，果胶的主要用途在水果加工品的胶凝和增稠，而日本及其它国家则作为酸性乳饮料的蛋白质稳定剂，尤其近年来，美国市场大豆蛋白饮料的风行，日本饮料市场的多样化，机能性饮料流行，果胶的应用愈来愈广，在作为饮料制品的稳定剂方面日显重要。
1. 果胶在食品中结构功能
（1）胶凝剂
果胶作为凝胶剂所形成的凝胶在结构，外观、色、香、昧等影响感官的方面均优于其他食品胶形成的凝胶。在低pH 下，多数食品胶的凝胶性能较差，而果胶则具有最大的稳定性，例如在高酸度蜜饯中添加果胶的稳定性明显优于其他胶。 LM果胶是乳制品的理想胶凝剂，因为牛乳提供较高且稳定的钙。但是LM 果胶在价格上无法与卡拉胶和海藻胶竞争。此种胶在非常低的浓度下胶凝效果也很好。LM 果胶用于加工水果甜食罐头是无比优越的，此种水果甜食罐头与同量牛乳混合可制成果味清淡的布丁。这种布丁与二至三份牛奶混合所制成的巧克力布丁具有熟布丁的一切优点，这些优点包括稠度、浓厚巧克力风味和基料的稳定性。
（2）增稠剂
由于果胶液的粘度比其他水溶胶为低，故在以往的实际应用中，往往是利用果胶
的凝胶能力、而不是增稠．但近年来由于果胶在酸性条件下的高度稳定性而大量用于含乳的各种酸性饮料，因此果胶也就起到了增稠剂的作用。水或其它配料中所存在的钙或其他多价离子可提高果胶液特别是低酯果胶液的粘度。如所含的钙量超过某个限度就会发生凝胶作用。pH 也会影响果胶液的粘度。在无钙溶液中，当pH 从低提高到果胶的pK 值以上时，粘度会下降。
（3）稳定剂
在pH 中性时、果胶带阴电荷，其pK 值平均为3.5，因此果胶可与带阳电荷的大分子起反应，即可与pH 值低于其等电点的蛋白质起反应。果胶在低pH 值下可与明胶产生沉淀，但这—反应可通过加热来避免。将果胶加入中性的牛乳(pH6.6)中，会因乳蛋白质与果胶起反应而产生沉淀。如随后使PH 值下降，则沉淀重新溶解，并成为稳定的酸化乳，如再经过加热处理，就会延长产品的货架期。
如果加工过程的某一阶段可以达到凝胶状态，HM 果胶的胶凝作用可以被应用作稳定多相体系的手段。胶凝提供的塑变值是获得乳液、悬浮液和泡沫永久稳定性所必不可少的。HM 果胶在浓缩果汁饮料和多孔糖食产品中作为稳定剂。LM 果胶可用于制备可溶性固体约70％的轻质(相对密度约为0.2) 棉花糖。
HM 果胶可应用于稳定直接酸化或发酵制成的酸奶制品。当pH 降低到低于酪蛋白等电点的pH(约4.6) 时，HM 果胶同酪蛋白反应防止凝聚。HM 果胶体的保护作用可使消毒过的酸奶制品延长贮存期。
2. 高酯和低酯果胶的不同应用
（1）高酯果胶的应用
高酯果胶的一般使用条件是体系pH ＝2.0～3.8，固形物含量高于55％. 最主要用途是传统果酱、果冻、凝胶软糖、糕点及糖果夹心等食品。在果胶浓度低于凝胶浓度时，果胶可用作增稠剂，如用于改善低糖含量果汁饮料的口感，则有良好的果味增进作用；在果酱、果冻及其它高糖耐储食品中作胶凝剂；在糖果、饼干、糕点中作夹心；在酸奶制品、果味甜食中作稳定剂。
高甲氧基果胶可以有效地稳定酸牛奶制品并改善它的风味，特别是对人工发酵的酸乳和使用化学方法酸化的牛奶饮料效果更好。在果汁奶生产中的PH 值范围内，牛奶中酪蛋白沉淀出来，产品分离成两相，加热杀菌时分层现象会更加严重。作为一种稳定剂，高甲氧基果胶可使牛奶和果汁结合成一种含牛奶蛋白、矿物质及果汁的重要饮料。PH 低于酪蛋白的等电点时(pH=4.6)加入果胶，酪蛋白胶体微粒带正电荷，而果胶带负电荷，从而产生稳定的酪蛋白－果胶溶和物，于是果胶起着抑制酪蛋白沉淀的作用，这样可以使产品保持良好的稳定性。
高酯果胶还可用来制造果香棉花糖、水晶软糖、拌砂软糖以及无糖糖果等。 色拉酱以前多用黄原胶作粘胶剂和乳浊稳定剂。由于果胶具有良好的酸稳定性和清爽利口的味道，它对改进色拉酱的特性所起的作用超过了黄原胶。
（2）低酯果胶的应用
低酯果胶的使用条件是体系pH ＝2.6～6.8，固形物含量高于10％，要求有钙离子存在(至少15mg ／g 果胶) ，主要用于低糖果酱、酸奶果肉底料、软糖、甜食、焙烤制品上光等等。在具体应用时，选择何种果胶，完全取决于体系的条件、生产成本及产品要求。酰胺果胶要比普通低酯果胶有更大的通用性。一般应先将果胶溶解于纯水后，再与其它辅料混合。纯果胶溶液的粘度很低，呈牛顿流体。果胶在果酱或果冻中的一般应用浓度为0.3％(高酯果胶，可溶性固形物大约65%)到0.7%(酰胺及低酯果胶，可溶性固形物大约35％) 。一般而言，在pH3.5以上高酯果胶不能形成凝胶；低酯果胶当pH>6.5后也不能形成凝胶。从果胶的性质与功能可知，体系中任何条件的改变都会影响使用效果，如果形成预凝胶，不但使
生产成本上升, 还使产品质量下降，改变其它因素也可能又使预凝胶现象消失。
3. 果胶在酸性乳饮料中的应用
果胶在酸性乳饮料的利用上，由于乳饮料中的蛋白质以酪蛋白占多数，在等电点（PH4.6）以下会产生凝集，在加热时凝集特别严重，而乳饮料制造过程中，杀菌是无可避免的，为了防止凝集、沉淀，就非添加稳定剂不可，而果胶是相当良好的稳定剂，通常使用酯化度在70％的HM 果胶。蛋白质属于两性电解质，具有正、负电荷，在等电点以下正电荷较多，而果胶为酸性多糖，常带负电荷。属于酸性（PH4.0）的乳品饮料如果添加果胶，其所带的负电荷与酪蛋白的正电荷结合，酪蛋白粒子被果胶覆盖而受到保护，就可防止凝集、沉淀。
一般而言，果胶在PH3.5～4.2之间是稳定的，如果PH 值高，则酪蛋白上的正电荷减少，PH 值低，果胶的解离度降低，使果胶分子上的负电荷减少，使果胶与酪蛋白粒子间的结合力变弱，稳定性降低。基本上溶解后的果胶与酸性乳品混合后，可得到稳定性的粒子，主要因为（1）酸性化的酪蛋白粒子聚集成较大的粒子，可被果胶分散；（2）果胶与牛奶中的钙质反应后变成较柔软的胶质（增粘），分散均匀，因此在酸性乳饮料中虽然经过均质、杀菌、输送等过程，依然十分稳定。以奶粉、牛奶等中性乳原料，在酸化前先与果胶混合，强力搅拌使果胶与酪蛋白充分接触及酸性化。而不管用稳定力多高的稳定剂，都无法完全防止沉淀，在产品的底部多少会有一些酪蛋白的白色沉淀，这些沉淀中有果胶及其它来自原料的有色粒子，有损产品外观，尤其对于玻璃容器等透明包装会成为很大的问题。
4. 果胶在食品工业中的具体应用
（1）棒冰, 冰淇淋 起乳化稳定作用, 可增加浆料粘度, 促进脂肪乳化, 保持乳状液的均匀稳定, 使冰淇淋口感细腻, 滑爽。用量为0.05%～0.2%。
（2）果酱, 果子冻 可有效地改善果酱细腻度, 使其具有良好的流动性, 易灌注, 适合各种风味果酱的生产. 用量为0.2%～0.3%。
（3）果冻 果胶的胶凝给果冻增加弹性和韧性的组织, 并可补充天然果胶不足, 减少胶体的脱水收缩, 增添香味, 使口感润滑爽口。用量为0.3%～0.8%。
（4）乳酸饮料 果胶作为一种耐酸性食品胶, 对酸牛奶和酸乳酪饮料起稳定作用, 也就能延长这类制品的保存期。用量为0.1%～0.4%。
（5）果汁 果胶在果汁中有明显的增稠作用, 其粘度特性使果汁具有新鲜果汁的风味, 能达到天然饮料的逼真效果。用量为0.05%～0.2%。
（6）粒粒橙及带果肉型饮料 可解决粒粒橙及含果肉悬浮饮料的分层, 粘壁问题, 可增强果肉的悬浮作用, 给予制品纯正的口感。用量为0.1%～0.2%。
（7）软糖 果胶用于软糖可使软糖晶莹透明, 富有弹性, 不粘牙, 酸甜可口, 提高产品品质, 是高级糖果的理想添加剂。用量为0.8%～2%。
（8）焙烤食品 果胶通过与面筋中的麦醇溶蛋白相互作用, 有助于提高冷冻面团的持气性, 增加成品体积, 同时增强口感, 延长面包的货架寿命, 还可用于三明治, 馒头, 月饼等焙烤制品中。用量为面粉的1.5%左右。
另外，果胶的一般使用方法为: 高脂果胶加4～5倍果胶量的细白糖拌匀, 在搅拌下慢慢加入热水中溶解, 溶解浓度低于2.5%. 低脂果胶可直接加入热水中溶解，浓度高时, 可加热至沸, 使其完全溶解。凝结剂Ca2+浓度约为40mgCa2+/每克果胶，加入葡萄糖酸钙、乳酸钙、氯化钙均可。
四、果胶在食品中的应用实例
（一）果胶在酸性奶(发酵酸奶或人工酸化酸奶、果汁奶) 饮品中的应用。
对于发酵型、果汁型酸奶或人工添加酸化剂的各类乳制品饮料，加热杀菌过程中会导致在酸性条件下本身已不太稳定的奶中酪蛋白分子之间相互作用，而发生蛋
白凝聚沉淀现象。如果不添加合适的果胶，会造成酸性乳饮料口感粗糙，情况严重的还会发生蛋白质结絮沉淀，而使上层乳饮料淡而无味，严重影响酸性乳饮料的外观及口感。果胶的正确使用、调节pH 值的方式及加热方法对于酸性乳饮料达到良好的口感及预期的货架寿命十分重要。
天然牛奶(pH＝6.6) 中的蛋白质主要是酪蛋白微粒(粒度大约0.1μm)及可溶性乳清蛋白；前者本身带负电荷，微粒间相互排斥故不会发生蛋白质凝聚沉淀现象。牛奶在酸化过程中，酪蛋白微粒所带的负电荷逐渐减少，微粒的相互排斥作用也跟着下降；当pH 值降低到酪蛋白的等电点左右，微粒团之间开始相互粘附，牛奶便开始凝结(如发酵酸奶) 。酪蛋白微粒团具有畏水的表面，使得微粒团趋向于彼此附合成串形成凝胶，该凝胶在均质处理时又被转化成悬浮的微粒，加热处理使得微粒粘聚成团，并使得微粒失去水分变硬，导致饮品口感粗糙或发生沉淀。 加入果胶的目的就是为了避免酪蛋白微粒之间的相互作用，一般在牛奶的酸化前加入。酸化过程中，由于酸度下降，酪蛋白微上的正电荷逐渐增多并与果胶上的负电荷相互吸引，使酪蛋白微粒被果胶分子所包围。当加入的果胶量少于实际需要时(只有少量的酪蛋白微粒被胶所包裹) ，产品的实际粘度有所上升；当加入的果胶量开始足够阻碍蛋白质微粒之间相互作用时，产品的实际粘度开始下降。当加入的果胶量使产品的粘度达最低点时说明蛋白质微粒之间的相互作用已完全被果胶所阻断。如果再增加果胶的用量，导致果胶分子之间相互作用而使产品的粘度又开始上升。所以调节果胶的添加量可以使各种不同的酸奶饮品得以改进质量。以Citrus Colloids公司果胶Type140而言，一般用量是0.15～0.20g ／每克蛋白质，但实际添加量受蛋白质粒子大小的影响，粒子越小其表面积越大，要求的果胶量也越多。此外，酸化速度、终产品酸度的精确性(pH3.8～4.3) 、奶中的脂肪含量、固形物含量、离子浓度、热处理条件及货架要求时间等都影响产品对果胶的实际需要量。被稳定后的酪蛋白微粒经过均质后即可经受适合的加热杀菌处理而不发生质量问题。
1．发酵型酸乳
（1）货架期为2～3周的搅拌型活体酸奶
发酵酸奶(如果是用全脂牛奶，必须在发酵前经过均质，可使一层蛋白质覆盖在脂肪球上导致成品品质稳定) 在发酵结束后(大约pH ＝4.0) 与制备好的辅料(糖、果胶、果汁等) 搅拌均匀后再经过均质处理，装罐。(注意事项①辅料制备：将糖与果胶混合，缓慢加入高速搅拌下的水或果汁中，持续搅拌半小时直至果胶充分水化；再经加热杀菌处理；②与发酵酸奶混合时应确保稳定剂均匀分布, 局部缺乏果胶会造成品质不稳定状态；③含果肉的果汁经杀菌处理后可在均质后加入。
(2)货架期可达6个月的发酵酸奶
a. 工艺与上相同，但在均质处理后再经加热杀菌处理(70～90℃，30秒；或130～140℃下UHT 超高温处理数秒) ，并使产品快速冷却(减少加热时间) ；
b. 辅料不必预先经加热杀菌处理。
2. 乳品直接酸化处理
通常可将奶粉／牛奶、食用酸或果汁／果肉等混合配制成酸性奶。成分一般有；奶粉(3％～15％),Typel40果胶(0.25％～0.9％) ，柠檬酸钠(0.5％) 及柠檬酸(调pH ＝3.8～4.0) ，2%～10％的果汁(含或不含果肉) 及糖／香精／色素／水等。
(1)将糖与果胶等辅料混合后，缓缓加入高速搅拌下的牛奶中（脱脂奶粉则先溶于约一半的用水量中，水温必须调低到15～20℃) ，持续搅拌半小时直至果胶充分水化。
(2)酸化处理是整个制造过程中的关键；快速加酸会使酪蛋白微粒变得粗大，易出
现沉淀现象。为了确保均匀的酸化作用，酸化剂必需非常缓慢地加入乳液的搅拌中心地带以确保酸化剂立即被分散均匀(更有效的做法是把酸化剂溶液喷雾在湍流的乳液表面以达到和缓酸化的效果) 。一般来说，乳液的pH 值从5.5下降到4.6是酸化过程的决定性阶段，不应少于10min ；再继续酸化至pH3.8～4.O ；整个过程约需20～30min.
(3)在30～40℃条件下均质处理后应快速冷却到15～20℃，装罐。
(4)配制酸化剂溶液时，加入柠檬酸钠制成缓冲液能更有效地对酸化过程进行控制。
另一种酸化方法是利用已酸化过的乳液(pH＝4.0～3.8) 与中性奶液(pH＝6．6) 混合，使pH 值降低至4.6，加入果胶与糖等混合溶液后再继续酸化至pH 值3.8～4.0；并将一部分酸化乳送至做下一次酸化之用。
3.糕点
糕点表面带水果肉的凝胶层可由低酯果胶来生产(许多水果中都含有钙离子) ，配料如下：
(1)190g+10g低酯果胶(在高速搅拌下将果胶加入80～85℃的水中) 。
(2)杏子lOOg(打成浆)+水100g+柠檬酸1g+蔗糖500g+42DE葡萄糖浆200g 。
(3)色素+香精。
方法：将(2)相煮沸至固形物约75%，将(1)加入(2)中继续煮沸，然后加入(3)，缓慢搅拌冷却，在60℃以上将该混合液喷雾或涂布于糕点表面，在常温下具有良好的外观及稳定性，也有良好的抗冷冻收缩功能。
4. 果胶软糖
(1)配方
原料配方1：砂糖46kg ，柠檬酸钠0.40kg ，葡萄糖浆(DE 40％)30kg 水30L ，果胶1.50kg ，柠檬酸0.72kg ，香精、色素适量。
原料配方2:砂糖46.0kg ，柠檬酸钠0.35kg ，葡萄糖浆30kg ，水30L ，果胶1.5kg ，柠檬酸(50％溶液)1.65L ，香精、色素适量。
(2)注意事项
a. 配方内所述果胶均采用不同种型号，选用时须注意。配方1中，果胶与5kg 砂糖先混合。配方2中，果胶与5.5kg 砂糖先混合.
b. 原材料要求果胶软糖的基本原料是砂糖、葡萄糖浆、水果香精、色素和酸性添加物，并采用果胶作为凝固剂。用于果胶软糖的是高甲氧基缓凝果胶，它允许有相当长的浇模时间，而在可溶性固形物高的情况下不会发生早期凝固。
要加工出品质优良的果胶软糖，首先要选择好各种材料的配比．如果配比选择不当，糖体易发佯或结晶，原因一般有：葡萄糖浆过量，水和转化糖太多；砂糖配比不对，固形物含量太高；果胶量太少。造成果胶量太少的原因其一是果胶在加入前没有充分溶解，其二是熬煮过程pH 太高，果胶降解。一般较为常见的缺点是软糖放置几天后发烊。
(3)制备工艺 加工果胶软糖的先决条件是果胶在加入之前必须充分溶解，形成果胶溶液。溶解果胶的最简单的方法是采用高速混合机，经混合机的剪切效应，果胶成为4％～8％的溶液。另一种溶解方法是先把果胶，砂糖混合体与水混合分散。为确保充分溶解，混合物可煮沸1min ，得到4％的果胶溶液。溶解的果胶可以在加工过程中的任何阶段加入。
选择好正确的配方之后，掌握加工过程可以从下述要求考虑：①时间；②pH ；③可溶性固形物。这三者互为相关，加工时必须加以有效的平衡和控制．
时间包括两个方面：熬糖时间和浇模时间。由于果胶已形成完全溶液，如果熬煮
以最短时间进行的话，那么熬糖的效果为最佳，同时对转化糖的控制也有利。浇模时间也要掌握得好，这是因为已加入酸，如时间过长，再加上温度高，易引起糖的转化。一般浇模应在酸加入后20～30min 内完成。浇模温度不低于85℃，温度太低易发生早期凝固。
pH是个相当重要的因素。熬煮时，pH 一定要低于5.0，防止糖焦化和果胶降解，但又必须高于3.2，防止砂糖的过度转化。要达到这一目的，最安全的办法就是采用缓冲剂，即在100kg 成品量内加入0.4kg 的柠檬酸钠和0.37kg 的柠檬酸。加入酸后pH 降至3.2～3.6，浇摸成型时，正好是糖凝固范围。但须注意，酸类物质必须以溶液状加入。可溶性固形物与pH 关系密切，这两者是糖体凝结好坏的决定性因素。浇模时固形物在78％左右，pH3.2～3.6为最理想的浇模条件
食物与化学课程简介
食品化学起源于18世纪后期。研究食品的种类、组成、营养、变质、分析技术及食品成分在加工和贮藏过程中所发生的化学反应的一门学科。它与无机化学、有机化学、分析化学、生理学、动植物学、微生物学和分子生物学有密切关乳酸系。 具体内容包括:食品成分(水分、蛋白质、脂类、糖类、无机质、维生素等) 的化学；食品的色、香、味; 食品和酶的作用；食品保藏；食品物化性质和质地；植物性食品（谷类、薯类、豆科植物、蔬菜和水果）的化学；动物性食品（乳和乳制品、肉禽蛋、鱼贝类）的化学；发酵性食品（乳酪、酸乳、酒类、味精等）的化学；食品添加剂的化学；食品包装材料的化学及其与食品的关系等。它的任务和作用可概括为：①通过食品分析，研究天然食品、配方食品和加工食品的组成和特性以及是否掺杂和污染，以确定食品产品是否符合食品卫生要求和是否达到营养和感官标准。②结合食品加工中食品成分的化学变化的研究，开发食品保藏方法，减少食物损失浪费, 延长贮存期, 保持其营养成分如维生素含量及色、香、味等感官品质，防止或延缓食品变质和哈败。③为改进食品质量和开发新型食品提供依据，如建立合理营养配方食品, 添加某些成分制取强化食品, 开发植物蛋白以及高温瞬时杀菌技术，采用无菌包装和挤压膨化等可以保留较多营养成分和保证优良感官质量的新工艺。④对食品质量进行监督和管理，提供质量信息，为消费者提供食品化学知识，指导消费。
现代食品正向着加强营养、保健、安全和享受性方向发展，食品化学的基础理论和应用研究成果，正在并继续指导人们依靠科技进步，健康而持续地发展食品工业。
本课程在系统地介绍了组成食品的各个成分及其性质的同时，更注重这些成分在食品储藏加工中表现出来的性质和变化，以及食品化学理论在食品专业中的应用，以引领学生轻松进入食品科学的领域。
食物与化学教案
第一次课：食品化学
教学目标
使学生了解食品化学的发展历史及最新研究进展和动态以及该课程在食品科学中的地位和意义。掌握食品化学的概念、研究内容、研究方法、食品加工贮藏过程中主要的化学变化及其对食品品质和安全性的影响。
教学重难点
重点：
食品化学的概念、研究内容、研究方法、食品加工贮藏过程中主要的化学变化。
难点：
食品中主要的化学变化及其对食品品质和安全性的影响。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
1 相关概念
食品：经特定方式加工后供人类食用的食物。
食物：可供人类食用的物质原料统称为食物。
营养素：指那些能维持人体正常生长发育和新陈代谢所必需的物质。目前已知的有40～50种人体必需的营养素，从化学性质分为6大类，即蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水，目前也有人提出将膳食纤维列为第七类营养素。
化学：研究物质组成、性质及其功能和变化的科学，包括分析化学、有机化学、物理与胶体化学、分离化学、普通化学和生物化学等。
2 食品化学
用化学的理论和方法研究食品本质的科学，它通过食品营养价值、安全性和风味特征的研究，阐明食品的组成、性质、结构和功能和食物在贮藏、加工和包装过程中可能发生的化学、物理变化和生物化学变化的科学。
食品化学、微生物学、生物学和工程学是是食品科学的四大支柱学科。 食品化学、食品微生物学和食品生物化学是食品科学与工程专业的三大专业基础课。
3 食品化学的分支
食品成分化学：研究食品中各种化学成分的含量和理化性质等。
食品分析化学：研究食品成分分析和食品分析方法的建立。
食品生物化学：研究食品的生理变化。与普通生物化学不同食品生物化学关注的对象是死的或将要死的生物材料。
食品工艺化学：研究食品在加工贮藏过程中的化学变化。
食品功能化学：研究食物成分对人体的作用。
食品风味化学：研究食品风味的形成、消失及食品风味成分的化学。
4食品化学的历史
食品化学的起源还不太清楚，它完整的历史尚未有恰当的分析和记载，这是不足为奇的。因为食品化学直到20世纪才成为一门独立的学科，它的历史一直是
与没有详尽的文献记载的农业化学的历史紧密联系在一起的。尽管如此，从目前掌握的资料已足以正确地了解与食品相关的某些值得注意的事件所发生的时间、地点和原因以及l 9世纪早期以来在食品供应的质量方面所发生的变化。
尽管食品化学的起源从某种意义上讲可以追溯到远古时代，但是根据我们目前的判断，那些最主要的发现始于18世纪末期。
第一阶段 早期食品化学（20世纪50年代以前）天然动植物特征成分分离和分析阶段
在1780～1850年期间，一些著名的化学家获得了重大发现，其中不少是与食品化学有着直接或间接的关系。在舍勒（Scheele ）、拉瓦锡（Lavoisier ）、德－索绪尔（de Saussure）、盖-吕萨克（Gay-Lussac ）、泰纳尔（Thenard ）、戴维（Davy ）、琼斯·雅可比·贝采里乌斯（Jons Jakob Berzelius ）、汤姆逊（Thomson ）、李比希、博蒙特（Beaumont ）、（Justus Liebig）的著作中可以找到现代食品化学的起源。或许有人会问，这些科学家最著名的发现与食品化学的联系很少，他们是否真的在很大程度上与现代食品化学的起源有关系。虽然普遍认为将早期的科学家们分为化学家、细菌学家或食品化学家是很困难的，但是确定某个科学家是否在某个科学领域内作出了重要的贡献却是比较容易的。下述的一些简单例子充分地证实了这些科学家中的大多数人实际上曾对食品进行了深入的研究，并确实在食品化学方面取得了一些根本性的重要发现，他们在食品化学的历史记载中的地位是不容怀疑的。
瑞典药剂师舍勒（Carl Wilhelm Scheee，1742~1786）是有史以来最伟大的化学家之一。他曾发现了氯、丙三醇和氧(比普利斯特里Priestly 早3年，但是未发表) ，这一点已广为人知，除此之外，他还分离和研究了乳酸的性质(1780年) ，利用乳酸的氧化作用制得了粘酸(1780年) ，设计了一个利用加热保存醋的方法(1782年，这在艾佩尔Appert 的“发现”之前) ，从柠檬汁(1784年) 和酷粟(1785年) 中分离出拧檬酸，从苹果中分离出苹果酸(1785年) 。并且检验了20种普通水果中的柠檬酸，苹果酸和酒石酿。他从植物和动物材料中分离各种新的化合物助工作被认为是在农业和食品化学方面精密分析研究的开端。
法国化学家拉瓦锡（Antoine Larent Lavoisier ，1743~1794）第一个测定了乙醇的元素组成(1784年) ，并发表了第以篇关于水果中含有机酸的论文。
英国化学家戴维（Humphey Davy，1778～1829）在1807与1808年分离出元素钾、钠、钡、铝、钙和镁。他对农业和食品化学方面的贡献大都是通过他在农业化学方面的著作提供的，其中的第一个版本（1813年）是《农业化学原理》，他曾作为农业部的一门课程。他的著作将当时已有的知识加以组织和阐述。他在第一版中指出：“植物的各个不同部分都能分解成一些元素，它们是被用作食品还是被用来制作艺术品就取决于这些元素的组合排列，这些元素可以从植物的机体部分或者从它们所含的汁液中产生，而研究这些物质的特性则是农业化学的一个基本部分。他在第五版中指出，植物通常仅由7或8种元素组成，最基本的植物物质是由氢、碳和氧按不同的比例所组成。在一般悄况下，这些元素是单独存在的，而在少数情况它们还与氮相结合。
法国化学家谢福瑞（Michel Eugene Cheveraul，1786～1889）在名为《关于有机分析及其应用的一般论述》一书中列举了当时已知的存在于有机物质中的元素(氧、氯、碘、氮、硫、磷、碳、硅、氢、铝、镁、钙、钠、钾、锰和铁) 。并汇
集了当时可采用的有机分析方法。（1）用中性溶剂萃取，例如水、酒精或含水乙醚；（2）缓慢蒸馏或分馏；（3）蒸汽蒸馏；（4）将物质通过被加热到白炽状态的管子；(5)用氧来分析。
李比希（Justus Von Liebig，1803-1873）提出将食品分为含氮的（植物纤维，酪蛋白等）和不含氮的（脂肪、碳水化合物等），并与1847年出版了《食品化学的研究》，这是第一本有关食品化学方面的书，但此时认为建立食品化学的学科。
在18世纪，食品掺假事件在欧洲时有发生，迫切要求有关部门建立可靠的食品检验方法，这无疑对普通分折化学和食品检验方法的发展起了很大的促进作用。因此，在1820~1850年期间，化学和食品化学开始在欧洲占据重要地位。在许多大学中建立了化学研究实验室和创立了新的化学研究杂志，推动厂化学和食品化学的发展。从此，食品化学发展的步伐更快。
到二十世纪二十年代，世界各国相继颁布了关于禁止食品掺假的法规，并建立了相庇的检验机构和制定出严格的检验方法，从而使食品掺假逐渐得到控制。
到50年代末，食品工业有了较快的发展，特别是在欧美等工业发达国家。为了改善食品的感官质员和品质，或有利于改进食品加工处理以及延长货架期，在食品贮藏加上过程中，逐渐使用天然的或人工合成的化学物质，作为食品添加剂，并得到政府法律的认可。另一方而，由于农业生产中广泛应用农药，给食物带来不同程度的污染。因此，食品安全性问题，自60年代以来已成为食品化学、临床医学、毒理学、预防医学等学科普边关心的重要问题。
色谱和色质联用等现代分析技术的出现，以及结构化学理论的发展，使食品化学在理论和应用研究方面部获得显著的进展。如研究食品在贮藏加工过程中各种化学或生物化学的反应历程和机理，食品各组分的性质、结构和功能，以及食品贮藏加工新技术、新产品的开发，食品资源的利用。这些都为食品科学技术和食品工业的发展创造了有利条件。
为了适向人类宇航事业的需要，科学家们开始研究如何在太空飞船的有限空间实现食品元素和食品物质的小规模循环，做到主要食物的自给供应。随着仿生学和分子工程学的发展，人们将可以简化这些复杂物质分子，或模拟代谢中间产物的结构，通过人工合成食品的方法，开辟出一条新的途径。
5食品化学在食品工业技术发展中的作用
食品化学是根据现代食品工业发展的需耍，在多种相关学科理论与技术发展的基础上形成和发展起来的，它具有显著的多源性、综合性及应用性。在理论、方法和技术语方面通过广泛的吸收、消化和创造过程，食品化学成为了食品科学理论和食品工业技术发展与进步的支柱学科之一。
现代食品正向着强调营养、卫生与感官品质，注重保健作用，包装精良和食用方便的方向发展。现代食品工业正朝着科学开发新型天然原辅料；利用现代化农业，发展农产品深加工；利用生物工程和化工技术提高原辅料品质和改造原料性能；发展添加剂，优化食品工艺，加强质量控制；革新设备与加强自动化水平等方向发展。这种发展主要依靠材料科学、生物科学和信息科学，当然也滋润和鞭策着食品化学，使它成长为保证食品工业健康而持续发展的指导性学科之一，
直接受食品化学指导的方面见表1-5。
由于食品化学的发展，有了对美拉德反应、焦糖化反应、自动氧化反应、酶促褐变、淀粉的糊化与老化、多糖水解反应、蛋白质水解反应、蛋白质变性反应、色素变色与褪色反应、维生素降解反应、金属催化反应、菌的催化反应、脂肪水解、氧化与酯交换反应、脂肪热解、热聚、热氧化分解和热氧化聚合反应、风味物的产生途径和分解变化、生物性食品原料的产后生理生化反应、原料改性反应等等变化的越来越清楚的认识。也有了对食品成分迁移特性、结晶特性、水化特性、质构特性、风味特性、食品体系的稳定性和流变性、食品分散系的特性、食品原料的组织特性等物理、物理化学、生物化学和功能性质的越来越深刻的认识。这些认识极大地武装了食品战线上的工作者，因而对现代食品加工和储藏技术的发展产生了广泛而深刻的影响。 表1-5 食品化学指导下现代食品工业的发展
方 面
食品配方 过 去 依靠经验 发 展 依据原料组成、性质分析和理性设
计
工 艺 依据传统，经验和粗放依据原料及同类产品组成、特性的
小试 分析，根据优化理论设计
依据传统和感觉盲目
的开发 依据科学研究资料，目的明确的开发，并增大了功能性食品的开发
依据变化机理，科学控制 开发食品 控制加工和储藏变化 依据经验，尝试性简单
控制
开发食品资源 盲目甚至破坏性的开
发 科学地、综合地开发现有和新资源
深加工 规模小、浪费大、效益规模增大、范围加宽、浪费少、效
低 益高
表1-6举例介绍了食品化学在食品工业各行业中正在发挥直接影响的方面。从中可看出食品化学是怎样向食品工业直接注入活力的。
表1-6 食品化学对各食品行业技术进步的影响
食品工业
果蔬加工储
藏 影响方面 化学去皮，护色，质构控制，维生素保留，打蜡涂膜，化学保鲜，气调储藏，活性包装，酶促榨汁，过滤和澄清及化学防腐等
宰后处理，保汁和嫩化，提高肉糜乳化力、凝胶性和粘弹性，超市
鲜肉包装，熏肉剂的生产和应用，人造肉的生产，内脏的综合利用
（制药）等 肉品加工
饮料工业 速溶，克服上浮下沉，稳定蛋白饮料，水质处理，稳定带肉果汁，果汁护色，控制澄清度，提高风味，白酒降度，啤酒澄清，啤酒泡
沫和苦味改善，防止啤酒馊味，果汁脱涩，大豆饮料脱腥等。
稳定酸乳和果汁乳，开发凝乳酶代用品及再制乳酪，乳清的利用，
乳品的营养强化等
生产高效膨松剂，增加酥脆性，改善面包皮色和质构，防止产品老
化和酶变等
精练，冬化，调温，脂肪改性，DHA 、EPA 及MCT 的开发利用，
食用乳化剂生产，抗氧化剂，减少油炸食品吸油量等 乳品工业 焙烤工业 食用油脂工业
调味品工业 生产肉味汤料、核苷酸鲜味剂，碘盐和有机硒盐等
发酵食品工
业 发酵产品的后处理，后发酵期间的风味变化，菌体和残渣的综合利用等
面粉改良，精谷制品营养强化，水解纤维素与半纤维素，生产高果
糖浆，改性淀粉，氢化植物油，生产新型甜味料，生产新型低聚糖，
改性油脂，分离植物蛋白质，生产功能性肽，开发微生物多糖和单
细胞蛋白质，食品添加剂生产和应用，野生、海洋和药食两用可食
资源的开发利用等
检验标准的制定，快速分析，生物传感器的研制等 基础食品工业 食品检验
农业和食品工业是生物工程最广阔的应用领域之一，生物工程的发展为食用农产品的品质改造、新食品的开发及食品添加剂和食用酶的开发拓宽了道路，但是生物技术在食品中应用的成功与否紧紧依赖着食品化学。首先必须通过食品化学的研究来指明原有生物原料的物性有哪些需要改造和改造的关键在哪里，指明何种食品添加剂和何种食用酶是急需的以及它们的化学结构和性质如何。例如，食品化学揭示了多聚半乳糖醛酸酶在植物组织软化中的作用，生物工程技术就创造出采后不表达该酶的番茄，从而使番茄在后熟中可以保持良好的硬度。又如，食品化学指示了果糖的营养特性、风味、结晶性等不同于并且在许多方面优越于葡萄糖，生物工程就发展了固定化葡萄糖异构酶技术，从而生产出更多高果糖浆。其次，生物工程产品的结构和性质有时并不和食品中的应用要求完全相同，需要进一步分离、纯化、复配、改性和修饰。在这些工作中，食品化学具有最直接的指导意义。例如，在食用酶中添加稳定剂和分散剂，将添加剂配成复合添加剂，对新产品进行品质分析以决定其优劣并找出其利用价值等等。最后，生物工程可能生产出传统食品中没有用过的材料，需由食品化学研究其在食品中利用的可能性、安全性和有效性。
近20年来，食品科学与工程领域发展了许多新技术，并正在逐步把它们推向食品工业的应用。例如，利用光化学理论和技术发展可降解食品包装材料，利用生物工程理论与技术发展会用生化反应器改造食品发酵技术和改良原料品种。利用电磁理论和技术发展微波加工食品技术，利用低温技术发展速冻食品技术和食
品冷冻干燥技术，利用放射化学理论与技术发展食品辐照保鲜技术，利用应用化学理论和技术发展食品的防伪包装、超临界提取和分子蒸馏技术，利用产后生理生化理论和技术发展食品气控、气调、“真空”储藏和活性包装(包装内气调) 技术，利用传质理论和膜技术发展、可食膜包装和微胶囊技术，利用结构与韧性关系理论发展原料改性及食品挤压、膨化和超微粉末化技术。由于这些新技术实际应用是否成功的关键依然是对物质结构、韧性和变化的把握，所以它们发展的速度紧紧依赖于食品化学在这一新领域内的发展速度。的确，各国的食品化学家已为此投入了巨大热情和精力，这些新技术在食品工业的发展中将起到越来越大的作用。
总之，食品化学理论和技术的发展强烈依赖其他学科理论和技术的发展，即使当独立的食品化学技术体系建立起来后也是如此。
思考题
1. 什么是食品化学？它的研究内容和范畴是什么？
2. 试述食品中主要的化学变化及对食品品质和安全性的影响。
3. 食品化学的研究方法有何特色？
第二次课 水与食物
教学目标
1、了解水在食品中的重要作用、水和冰的结构及其性质。
2、掌握水在食品中的存在状态及各种状态水的特性。
3、掌握水与溶质之间的相互作用及其机理。。
教学重难点
重点：水和冰的结构及其性质；水在食品中的存在状态；水与溶质之间的相互作用。
难点：水与溶质之间的相互作用及其机理。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
1概述
在人体内，水不仅是构成机体的主要成分，而且是维持生命活动、调节代谢过程不可缺少的重要物质。例如，水使人体体温保持稳定，因为水的热容量大，一旦人体内热量增多或减少也不致引起体温出现大的波动。水的蒸发潜热大，蒸发少量汗水即可散发大量热能，通过血液流动使全身体温平衡。水是一种溶剂，能够作为体内营养素运输、吸收和废弃物排泄的载体，可作为化学和生物化学反应物或反应介质，也可作为一种天然的润滑剂和增塑剂，同时又是生物大分子化合物构象的稳定剂，以及包括酶催化在内的大分子动力学行为的促进剂。此外，水也是植物进行光合作用过程中合成碳水化合物所必需的物质。可以清楚地看到，生物体的生存是如此显著的依赖于水这个无机小分子。
水是食品中非常重要的一种成分，也是构成大多数食品的主要组分，各种食品都有能显示其品质特性的含水量(表2-1) 。水的含量、分布和取向不仅对食品的结构、外观、质地、风味、新鲜程度和腐败变质的敏感性产生极大的影响，而且对生物组织的生命过程也起着至关重要的作用。水在食品贮藏加工过程中作为化学和生物化学反应的介质，又是水解过程的反应物。通过干燥或增加食盐、糖的浓度，可使食品中的水分除去或被结合，从而有效地抑制很多反应的发生和微生物的生长，以延长食品的货架期。水与蛋白质、多糖和脂类通过物理相互作用影响食品的质构，在大多数新鲜食品中，水是最主要的成分，若希望长期贮藏这类食品，只要采取有效的贮藏方法 控制水分就能够延长保藏期，无论采用普通方法脱水或是低温冷冻干燥脱水，食品和生物材料的固有特性都会发生很大的变化，然而任何企图使脱水食品恢复到它原来的状态(复水和解冻) 的尝试都未获得成功。
水是唯一的以三种物理状态广泛存在的物质。
战争之源：“下一场世界大战将是对水资源的争夺”。
2 食物中的水分
表2-1 食品中的水分含量
食 品
肉类
猪肉
牛肉（碎块）
鸡（无皮肉）
鱼（肌肉蛋白）
水果
香蕉
浆果、樱桃、梨、葡萄、猕猴桃、柿子、菠萝
苹果、桃、甜橙、李子、无花果
蔬菜
青豌豆、甜玉米
甜菜、硬花甘蓝、胡萝卜、马铃薯
芦笋、青大豆、大白菜、红辣椒、花菜、莴苣、西
红柿、西瓜
谷物
全粒谷物
面粉、粗燕麦粉、粗面粉
乳制品
奶油
山羊奶
奶酪（含水量与品种有关）
奶粉
冰淇淋
人造奶油
焙烤食品
面包
饼干
馅饼
糖及其制品
蜂蜜
果冻、果酱
蔗糖、硬糖、纯巧克力 含水量（%） 53~60 50~70 74 65~81 75 80~85 85~90 74~80 80~90 90~95 10~12 10~13 15 87 40~75 4 65 15 35~45 5~8 43~59 20
3 食品中水的存在形式
食品中的水不是单独存在的，它会与食品中的其他成分发生化学或物理作用，因而改变了水的性质。按照食品中的水与其他成分之间相互作用强弱可将食品中的水分成结合水、毛细管水和自由水。
结合水：又称为束缚水，是指存在于食品中的与非水成分通过氢键结合的水，是食品中与非水成分结合的最牢固的水。不能被微生物利用，在-40℃下不结冰，无溶解溶质的能力，与纯水比较分子平均运动为0。
自由水：是指食品中与非水成分有较弱作用或基本没有作用的水。
毛细管水：指食品中由于天然形成的毛细管而保留的水分，是存在于生物体细胞间隙的水。毛细管的直径越小，持水能力越强，当毛细管直径小于0.1μm 时，毛细管水实际上已经成为结合水，而当毛细管直径大于0.1μm 则为自由水，大部分毛细管水为自由水。能结冰，但冰点有所下降，溶解溶质的能力强，干燥时易被除去，与纯水分子平均运动接近。很适于微生物生长和大多数化学反应，易引
起食物的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧密相关。
结合水与自由水的区别：结合水在食品中不能作为溶剂，在-40℃时不结冰，而自由水可以作为溶剂，在-40℃会结冰。
食品中的结合水的产生除毛细管作用外，大多数结合水是由于食品中的水分与食品中的
蛋白质、淀粉、果胶等物质的羧基、羰基、氨基、亚氨基、羟基、巯基等亲水性基团或水中
的无机离子的键合或偶极作用产生的。根据与食品中非水组分之间的作用力的强弱可将结合
水分成单分子层水和多分子层水。
单分子层水：指与食品中非水成分的强极性基团如：羧基-、氨基+、羟基等直接以氢键
结合的第一个水分子层。在食品中的水分中它与非水成分之间的结合能力最强，很难蒸发，
与纯水相比其蒸发焓大为增加，它不能被微生物所利用。一般说来，食品干燥后安全贮藏的
水分含量要求即为该食品的单分子层水。
第三次课 食物中的碳水化合物
教学目标
使学生了解的碳水化合物概念，碳水化合物的分类，食品中的糖类化合物，食品中碳水化合物的作用，糖类化合物的结构，单糖的作用及功能，碳水化合物在食品加工及贮藏过程中的变化。掌握碳水化合物的结构和分类。
教学重难点
重点：碳水化合物的概念和分类，食品中主要的碳水化合物。单糖的性质。 教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
碳水化合物是自然界分布广泛、数量最多的有机化合物，是食品的主要组成成分之一，也是绿色植物光合作用的直接产物。自然界的生物物质中， 碳水化合物约占3/4，从细菌到高等动物都含有碳水化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的85%～90%，其中又以纤维素最为丰富。其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。
碳水化合物的分子组成可用C n (H2O) m 通式表示，统称为碳水化合物。但后来发现有些糖如鼠李糖（C 6H 12O 5）和脱氧核糖（C 5H 10O 4）并不符合上述通式，而且有些糖还含有氮、硫、磷等成分，显然碳水化合物的名称已经不适当，但由于沿用已久，至今还在使用这个名词。根据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。
碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其他化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。人类摄取食物的总能量中大约80%由糖类提供，因此，它是人类及动物的生命源泉。我国传统膳食习惯是以富含 碳水化合物的食物为主食，但近十几年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。
根据其水解程度分类
单糖：指凡不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等；
低聚糖（寡糖）：凡能被水解成为少数（2-6 个）单糖分子的糖类物质，如蔗糖、乳糖、麦芽糖等；
多糖：凡能水解为多个单糖分子的糖类物质，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等。
（1） 根据多糖的组成分类
均多糖：指只有一种单糖组成的多糖，如淀粉，纤维素等
杂多糖：指由两种或两种以上的单糖组成的多糖，如香菇多糖等。
（2） 根据是否含有非糖基团
纯粹多糖：不含有非糖基团的多糖，也就是一般意义上的多糖；
复合多糖：含有非糖基团的多糖，如糖蛋白、糖脂等
（3） 根据多糖的生物学功能来分类
结构多糖：组成生物体的多糖。纤维素、糖蛋白、糖脂等 。
贮存多糖：淀粉、糖原
抗原多糖：指具有抗原性的多糖类。在多数情况下，多糖类属不完全抗原；但在免疫及试管内反应方面有作为完全抗原而起作用的事实。
2. 食品中的糖类化合物（见表2-1）
陆地植物和海藻干重的四分之三由糖类化合物构成。谷物、蔬菜、果实和可供食用的其他植物都含有糖类化合物。
大多数植物只含少量蔗糖，大量膳食蔗糖来自经过加工的食品。
淀粉是植物中最普通的糖类化合物，甚至树木的木质部分中也存在淀粉，而以种籽、根和块茎中含量最丰富。天然淀粉的结构紧密，在低相对湿度的环境中容易干燥，同水接触又很快变软，并且能够水解成葡萄糖。
市场上销售的水果一般是完全成熟之前采收的，果实有一定硬度利于运输和贮藏。在贮藏和销售过程中，淀粉在酶的作用下生成蔗糖或其他甜味糖，水果经过这种后熟作用而变甜变软。这种后熟现象和谷粒、块茎及根中的糖转变为淀粉的过程正好相反。
糖，结构与支链淀粉相似，以与淀粉代谢相同的方式进行代谢。乳糖存在于乳汁中，牛奶中含4.8%，人乳中含6.7%，市售液体乳清中为5%。工业上采取从乳清中结晶的方法制备乳糖。
3. 食品中碳水化合物的作用
提供人类能量的绝大部分
提供适宜的质地、口感和甜味（如麦芽糊精作增稠剂、稳定剂）
有利于肠道蠕动，促进消化（如纤维素被称为膳食纤维，低聚糖可促小孩肠道双歧杆菌生长，促消化）
4、单糖的作用及功能
（1）甜味剂
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖（sucrose ） 、D-果糖D （-fructose ）、葡萄糖（glucose ）的含量。
①甜度定义
甜度是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1。
②甜度
果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖
③糖的相对甜度
糖 溶液的相对甜度 结晶的相对甜度
β-D-果糖 100-150 180 蔗糖 100 100
α-D-葡萄糖 40-79 74 β-D-葡萄糖 小于α异构体 82
α-D-半乳糖 27 32 β-D-半乳糖 21
棉子糖 23
水赤木糖 10
④糖醇的相对甜度
糖醇 相对甜度
木糖醇 90
山梨糖醇 63
半乳糖醇 58
麦芽糖醇 68
乳糖醇 35
（2）亲水功能(吸湿性或保湿性）
糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力具有一定的吸湿性或保湿性。 吸湿性顺序 果糖>葡萄糖
保湿性顺序 葡萄糖>果糖
例如：
面包、糕点、软糖应选吸湿性大的果糖或果葡糖浆。
硬糖、酥糖及酥性饼干应选吸湿性小的葡萄糖。
第四次课 淀粉
教学目标
使学生了解多淀粉粒的特性，淀粉的物理性质，变性淀粉及其应用。
掌握淀粉化学性质，淀粉的糊化，淀粉的老化。
教学重难点
重点：淀粉的特性在食品中的应用：糊化作用、老化作用；改性淀粉及其应用。 难点：淀粉的糊化，淀粉的老化。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
淀粉是大多数植物的主要储备物，在种子、根和茎中最丰富。是许多食品的组分之一，也是人类营养最重要的碳水化合物来源。淀粉生产的原料来源为玉米、小麦、马铃薯、甘薯等农作物，此外栗、稻和藕也用作淀粉生产的原料。
淀粉一般由二种葡聚糖即直链淀粉和支链淀粉构成。普通淀粉含约20%～39%的直链淀粉，有的新玉米品种可达50%～85%，称为高直链淀粉玉米，这类玉米淀粉不易糊化，甚至有的在温度100℃以上才能糊化。有些淀粉仅由支链淀粉组成，例如糯玉米、糯大麦、梗稻和糯米等。它们在水中加热可形成糊状，与根和块茎淀粉（如藕粉）的糊化相似。直链淀粉容易发生“老化”，糊化形成的糊化物不稳定，而由支链淀粉制成的糊是非常稳定的。
从淀粉浆中分离直链淀粉可采用在有MgSO4存在下结晶，或用极性溶剂（正丁醇、辛酸或癸酸等低级脂肪酸使之沉淀），后一种方法是利用极性溶剂与直链淀粉生成包含物促使其沉淀。
淀粉具有独特的化学和物理性质及营养功能，主要存在于谷物、面粉、水果和蔬菜中，淀粉消耗量远远超过所有其他的食品亲水胶体。在食品工业中，淀粉是重要的增稠剂、粘合剂，在水果、蔬菜加工中常用于外层涂布和防止发粘及稳定剂。大量用于布丁、汤汁、沙司、色拉调味汁、婴儿食品、饼馅、蛋黄酱等。 1 淀粉粒的特性
淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。
（1）形状：圆形、椭圆形、多角形等。
（2）大小： 0.001~0.15毫米之间，马铃薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。
（3）晶体结构：用偏振光显微镜观察及X-射线研究，能产生双折射及X 衍射现象。
2淀粉的物理性质
白色粉末，在热水中溶胀；纯支链淀粉能溶于冷水中，而直链淀粉不能，直链淀粉能溶于热水。
3 化学性质
无还原性；遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色；酶水解和酸水解。 4淀粉的糊化（Gelatinization ）
（1） 糊化
淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。其本质是微观结构从有序转变成无序。
（2）糊化温度
指双折射消失时的温度。糊化温度不是一个点，而是一段温度范围。
（3）影响糊化的因素
结构：直链淀粉小于支链淀粉。
Aw ： Aw 提高，糊化程度提高。
糖：高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。
盐：高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。但对马铃薯淀粉例外，因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。
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。
酸度：
pH
pH =10时，糊化速度迅速加快，但在食品中意义不大。
淀粉酶：在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解（稀化），淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。故新米（淀粉酶酶活高) 比陈米更易煮烂。
（4）淀粉糊化性质的应用
“即食”型方便食品；
“方便面”、“方便米饭”：应糊化后瞬时干燥。
5淀粉的老化(Retrogradation)
①老化
淀粉溶液经缓慢冷却或淀粉凝胶经长期放置，会变为不透明甚至产生沉淀的现
象，被称为淀粉的老化。实质是糊化的后的分子又自动排列成序，形成高度致密的、
结晶化的、不溶解性分子微束。
②影响淀粉老化的因素
温度
2-4℃ ，淀粉易老化。
>60 ℃或
含水量
含水量30-60%，易老化。
含水量过低（10%）或过高均不易老化。
结构
直链淀粉比支链淀粉易老化（粉丝）。
聚合度n 中等的淀粉易老化。
淀粉改性后，不均匀性提高，不易老化。
共存物的影响
脂类和乳化剂可抗老化，
多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。
6变性淀粉及其应用
（1）变性淀粉
天然淀粉经适当的化学处理、物理处理或酶处理，使某些加工性能得到改善，以适应特定的需要，这种淀粉被称为变性淀粉。
（2）变性淀粉种类：
物理变性
只使淀粉的物理性质发生改变。如α-淀粉，将糊化后淀粉迅速干即得。
α-淀粉应用：家用洗涤剂，鳗鱼饲料。
化学变性：利用化学方法进行变性。
氧化淀粉：淀粉分子中的羟基能够被次氯酸钠、双氧水、臭氧等氧化物氧化为羧基。
优点：粘度低，不易凝冻。
用途：做增稠剂和糖果成型剂。
酸降解淀粉：用H2SO4、HCL ，使淀粉降解。
优点：粘度低、老化性大、易皂化。
用途： 用于软糖、果冻、糕点生产。
淀粉衍生物（淀粉脂、淀粉醚、交联淀粉）
淀粉脂：如淀粉磷酸酯（磷酸淀粉）；
淀粉醚：如羟甲基淀粉（CMS ）；
交联淀粉：淀粉在交联剂（甲醛）作用下结合成更大分子。
淀粉的接枝共聚物：淀粉可以与聚乙烯，聚苯乙烯，聚乙烯醇共混制成淀粉塑料。 淀粉塑料有一定的生物降解性，对解决塑料制品造成的“白色污染”有很大的意义。
第五次课 果胶
教学目标
使学生了解果胶，其它多糖，糖类衍生物。
掌握果胶的分类果胶的物理，化学性质。
教学重难点
重点：果胶物质的特性及其在食品中的应用。
教学方法和教学手段：
教师讲授 多媒体教学
教学内容
果胶在食品工业中的应用
果胶在食品工业中的重要性在于其溶液在一定条件下具有生成凝胶的能力，在食品加工中，果胶一般作为胶凝剂获得较多的应用，所以广泛用于果酱、果冻、软糖和饮料等制品中。其次还可作为增稠剂和稳定剂添加在果汁和乳制品中。果胶绝大部分用于食品工业，少量用于药品和化妆品。目前在欧美国家，果胶的主要用途在水果加工品的胶凝和增稠，而日本及其它国家则作为酸性乳饮料的蛋白质稳定剂，尤其近年来，美国市场大豆蛋白饮料的风行，日本饮料市场的多样化，机能性饮料流行，果胶的应用愈来愈广，在作为饮料制品的稳定剂方面日显重要。
1. 果胶在食品中结构功能
（1）胶凝剂
果胶作为凝胶剂所形成的凝胶在结构，外观、色、香、昧等影响感官的方面均优于其他食品胶形成的凝胶。在低pH 下，多数食品胶的凝胶性能较差，而果胶则具有最大的稳定性，例如在高酸度蜜饯中添加果胶的稳定性明显优于其他胶。 LM果胶是乳制品的理想胶凝剂，因为牛乳提供较高且稳定的钙。但是LM 果胶在价格上无法与卡拉胶和海藻胶竞争。此种胶在非常低的浓度下胶凝效果也很好。LM 果胶用于加工水果甜食罐头是无比优越的，此种水果甜食罐头与同量牛乳混合可制成果味清淡的布丁。这种布丁与二至三份牛奶混合所制成的巧克力布丁具有熟布丁的一切优点，这些优点包括稠度、浓厚巧克力风味和基料的稳定性。
（2）增稠剂
由于果胶液的粘度比其他水溶胶为低，故在以往的实际应用中，往往是利用果胶
的凝胶能力、而不是增稠．但近年来由于果胶在酸性条件下的高度稳定性而大量用于含乳的各种酸性饮料，因此果胶也就起到了增稠剂的作用。水或其它配料中所存在的钙或其他多价离子可提高果胶液特别是低酯果胶液的粘度。如所含的钙量超过某个限度就会发生凝胶作用。pH 也会影响果胶液的粘度。在无钙溶液中，当pH 从低提高到果胶的pK 值以上时，粘度会下降。
（3）稳定剂
在pH 中性时、果胶带阴电荷，其pK 值平均为3.5，因此果胶可与带阳电荷的大分子起反应，即可与pH 值低于其等电点的蛋白质起反应。果胶在低pH 值下可与明胶产生沉淀，但这—反应可通过加热来避免。将果胶加入中性的牛乳(pH6.6)中，会因乳蛋白质与果胶起反应而产生沉淀。如随后使PH 值下降，则沉淀重新溶解，并成为稳定的酸化乳，如再经过加热处理，就会延长产品的货架期。
如果加工过程的某一阶段可以达到凝胶状态，HM 果胶的胶凝作用可以被应用作稳定多相体系的手段。胶凝提供的塑变值是获得乳液、悬浮液和泡沫永久稳定性所必不可少的。HM 果胶在浓缩果汁饮料和多孔糖食产品中作为稳定剂。LM 果胶可用于制备可溶性固体约70％的轻质(相对密度约为0.2) 棉花糖。
HM 果胶可应用于稳定直接酸化或发酵制成的酸奶制品。当pH 降低到低于酪蛋白等电点的pH(约4.6) 时，HM 果胶同酪蛋白反应防止凝聚。HM 果胶体的保护作用可使消毒过的酸奶制品延长贮存期。
2. 高酯和低酯果胶的不同应用
（1）高酯果胶的应用
高酯果胶的一般使用条件是体系pH ＝2.0～3.8，固形物含量高于55％. 最主要用途是传统果酱、果冻、凝胶软糖、糕点及糖果夹心等食品。在果胶浓度低于凝胶浓度时，果胶可用作增稠剂，如用于改善低糖含量果汁饮料的口感，则有良好的果味增进作用；在果酱、果冻及其它高糖耐储食品中作胶凝剂；在糖果、饼干、糕点中作夹心；在酸奶制品、果味甜食中作稳定剂。
高甲氧基果胶可以有效地稳定酸牛奶制品并改善它的风味，特别是对人工发酵的酸乳和使用化学方法酸化的牛奶饮料效果更好。在果汁奶生产中的PH 值范围内，牛奶中酪蛋白沉淀出来，产品分离成两相，加热杀菌时分层现象会更加严重。作为一种稳定剂，高甲氧基果胶可使牛奶和果汁结合成一种含牛奶蛋白、矿物质及果汁的重要饮料。PH 低于酪蛋白的等电点时(pH=4.6)加入果胶，酪蛋白胶体微粒带正电荷，而果胶带负电荷，从而产生稳定的酪蛋白－果胶溶和物，于是果胶起着抑制酪蛋白沉淀的作用，这样可以使产品保持良好的稳定性。
高酯果胶还可用来制造果香棉花糖、水晶软糖、拌砂软糖以及无糖糖果等。 色拉酱以前多用黄原胶作粘胶剂和乳浊稳定剂。由于果胶具有良好的酸稳定性和清爽利口的味道，它对改进色拉酱的特性所起的作用超过了黄原胶。
（2）低酯果胶的应用
低酯果胶的使用条件是体系pH ＝2.6～6.8，固形物含量高于10％，要求有钙离子存在(至少15mg ／g 果胶) ，主要用于低糖果酱、酸奶果肉底料、软糖、甜食、焙烤制品上光等等。在具体应用时，选择何种果胶，完全取决于体系的条件、生产成本及产品要求。酰胺果胶要比普通低酯果胶有更大的通用性。一般应先将果胶溶解于纯水后，再与其它辅料混合。纯果胶溶液的粘度很低，呈牛顿流体。果胶在果酱或果冻中的一般应用浓度为0.3％(高酯果胶，可溶性固形物大约65%)到0.7%(酰胺及低酯果胶，可溶性固形物大约35％) 。一般而言，在pH3.5以上高酯果胶不能形成凝胶；低酯果胶当pH>6.5后也不能形成凝胶。从果胶的性质与功能可知，体系中任何条件的改变都会影响使用效果，如果形成预凝胶，不但使
生产成本上升, 还使产品质量下降，改变其它因素也可能又使预凝胶现象消失。
3. 果胶在酸性乳饮料中的应用
果胶在酸性乳饮料的利用上，由于乳饮料中的蛋白质以酪蛋白占多数，在等电点（PH4.6）以下会产生凝集，在加热时凝集特别严重，而乳饮料制造过程中，杀菌是无可避免的，为了防止凝集、沉淀，就非添加稳定剂不可，而果胶是相当良好的稳定剂，通常使用酯化度在70％的HM 果胶。蛋白质属于两性电解质，具有正、负电荷，在等电点以下正电荷较多，而果胶为酸性多糖，常带负电荷。属于酸性（PH4.0）的乳品饮料如果添加果胶，其所带的负电荷与酪蛋白的正电荷结合，酪蛋白粒子被果胶覆盖而受到保护，就可防止凝集、沉淀。
一般而言，果胶在PH3.5～4.2之间是稳定的，如果PH 值高，则酪蛋白上的正电荷减少，PH 值低，果胶的解离度降低，使果胶分子上的负电荷减少，使果胶与酪蛋白粒子间的结合力变弱，稳定性降低。基本上溶解后的果胶与酸性乳品混合后，可得到稳定性的粒子，主要因为（1）酸性化的酪蛋白粒子聚集成较大的粒子，可被果胶分散；（2）果胶与牛奶中的钙质反应后变成较柔软的胶质（增粘），分散均匀，因此在酸性乳饮料中虽然经过均质、杀菌、输送等过程，依然十分稳定。以奶粉、牛奶等中性乳原料，在酸化前先与果胶混合，强力搅拌使果胶与酪蛋白充分接触及酸性化。而不管用稳定力多高的稳定剂，都无法完全防止沉淀，在产品的底部多少会有一些酪蛋白的白色沉淀，这些沉淀中有果胶及其它来自原料的有色粒子，有损产品外观，尤其对于玻璃容器等透明包装会成为很大的问题。
4. 果胶在食品工业中的具体应用
（1）棒冰, 冰淇淋 起乳化稳定作用, 可增加浆料粘度, 促进脂肪乳化, 保持乳状液的均匀稳定, 使冰淇淋口感细腻, 滑爽。用量为0.05%～0.2%。
（2）果酱, 果子冻 可有效地改善果酱细腻度, 使其具有良好的流动性, 易灌注, 适合各种风味果酱的生产. 用量为0.2%～0.3%。
（3）果冻 果胶的胶凝给果冻增加弹性和韧性的组织, 并可补充天然果胶不足, 减少胶体的脱水收缩, 增添香味, 使口感润滑爽口。用量为0.3%～0.8%。
（4）乳酸饮料 果胶作为一种耐酸性食品胶, 对酸牛奶和酸乳酪饮料起稳定作用, 也就能延长这类制品的保存期。用量为0.1%～0.4%。
（5）果汁 果胶在果汁中有明显的增稠作用, 其粘度特性使果汁具有新鲜果汁的风味, 能达到天然饮料的逼真效果。用量为0.05%～0.2%。
（6）粒粒橙及带果肉型饮料 可解决粒粒橙及含果肉悬浮饮料的分层, 粘壁问题, 可增强果肉的悬浮作用, 给予制品纯正的口感。用量为0.1%～0.2%。
（7）软糖 果胶用于软糖可使软糖晶莹透明, 富有弹性, 不粘牙, 酸甜可口, 提高产品品质, 是高级糖果的理想添加剂。用量为0.8%～2%。
（8）焙烤食品 果胶通过与面筋中的麦醇溶蛋白相互作用, 有助于提高冷冻面团的持气性, 增加成品体积, 同时增强口感, 延长面包的货架寿命, 还可用于三明治, 馒头, 月饼等焙烤制品中。用量为面粉的1.5%左右。
另外，果胶的一般使用方法为: 高脂果胶加4～5倍果胶量的细白糖拌匀, 在搅拌下慢慢加入热水中溶解, 溶解浓度低于2.5%. 低脂果胶可直接加入热水中溶解，浓度高时, 可加热至沸, 使其完全溶解。凝结剂Ca2+浓度约为40mgCa2+/每克果胶，加入葡萄糖酸钙、乳酸钙、氯化钙均可。
四、果胶在食品中的应用实例
（一）果胶在酸性奶(发酵酸奶或人工酸化酸奶、果汁奶) 饮品中的应用。
对于发酵型、果汁型酸奶或人工添加酸化剂的各类乳制品饮料，加热杀菌过程中会导致在酸性条件下本身已不太稳定的奶中酪蛋白分子之间相互作用，而发生蛋
白凝聚沉淀现象。如果不添加合适的果胶，会造成酸性乳饮料口感粗糙，情况严重的还会发生蛋白质结絮沉淀，而使上层乳饮料淡而无味，严重影响酸性乳饮料的外观及口感。果胶的正确使用、调节pH 值的方式及加热方法对于酸性乳饮料达到良好的口感及预期的货架寿命十分重要。
天然牛奶(pH＝6.6) 中的蛋白质主要是酪蛋白微粒(粒度大约0.1μm)及可溶性乳清蛋白；前者本身带负电荷，微粒间相互排斥故不会发生蛋白质凝聚沉淀现象。牛奶在酸化过程中，酪蛋白微粒所带的负电荷逐渐减少，微粒的相互排斥作用也跟着下降；当pH 值降低到酪蛋白的等电点左右，微粒团之间开始相互粘附，牛奶便开始凝结(如发酵酸奶) 。酪蛋白微粒团具有畏水的表面，使得微粒团趋向于彼此附合成串形成凝胶，该凝胶在均质处理时又被转化成悬浮的微粒，加热处理使得微粒粘聚成团，并使得微粒失去水分变硬，导致饮品口感粗糙或发生沉淀。 加入果胶的目的就是为了避免酪蛋白微粒之间的相互作用，一般在牛奶的酸化前加入。酸化过程中，由于酸度下降，酪蛋白微上的正电荷逐渐增多并与果胶上的负电荷相互吸引，使酪蛋白微粒被果胶分子所包围。当加入的果胶量少于实际需要时(只有少量的酪蛋白微粒被胶所包裹) ，产品的实际粘度有所上升；当加入的果胶量开始足够阻碍蛋白质微粒之间相互作用时，产品的实际粘度开始下降。当加入的果胶量使产品的粘度达最低点时说明蛋白质微粒之间的相互作用已完全被果胶所阻断。如果再增加果胶的用量，导致果胶分子之间相互作用而使产品的粘度又开始上升。所以调节果胶的添加量可以使各种不同的酸奶饮品得以改进质量。以Citrus Colloids公司果胶Type140而言，一般用量是0.15～0.20g ／每克蛋白质，但实际添加量受蛋白质粒子大小的影响，粒子越小其表面积越大，要求的果胶量也越多。此外，酸化速度、终产品酸度的精确性(pH3.8～4.3) 、奶中的脂肪含量、固形物含量、离子浓度、热处理条件及货架要求时间等都影响产品对果胶的实际需要量。被稳定后的酪蛋白微粒经过均质后即可经受适合的加热杀菌处理而不发生质量问题。
1．发酵型酸乳
（1）货架期为2～3周的搅拌型活体酸奶
发酵酸奶(如果是用全脂牛奶，必须在发酵前经过均质，可使一层蛋白质覆盖在脂肪球上导致成品品质稳定) 在发酵结束后(大约pH ＝4.0) 与制备好的辅料(糖、果胶、果汁等) 搅拌均匀后再经过均质处理，装罐。(注意事项①辅料制备：将糖与果胶混合，缓慢加入高速搅拌下的水或果汁中，持续搅拌半小时直至果胶充分水化；再经加热杀菌处理；②与发酵酸奶混合时应确保稳定剂均匀分布, 局部缺乏果胶会造成品质不稳定状态；③含果肉的果汁经杀菌处理后可在均质后加入。
(2)货架期可达6个月的发酵酸奶
a. 工艺与上相同，但在均质处理后再经加热杀菌处理(70～90℃，30秒；或130～140℃下UHT 超高温处理数秒) ，并使产品快速冷却(减少加热时间) ；
b. 辅料不必预先经加热杀菌处理。
2. 乳品直接酸化处理
通常可将奶粉／牛奶、食用酸或果汁／果肉等混合配制成酸性奶。成分一般有；奶粉(3％～15％),Typel40果胶(0.25％～0.9％) ，柠檬酸钠(0.5％) 及柠檬酸(调pH ＝3.8～4.0) ，2%～10％的果汁(含或不含果肉) 及糖／香精／色素／水等。
(1)将糖与果胶等辅料混合后，缓缓加入高速搅拌下的牛奶中（脱脂奶粉则先溶于约一半的用水量中，水温必须调低到15～20℃) ，持续搅拌半小时直至果胶充分水化。
(2)酸化处理是整个制造过程中的关键；快速加酸会使酪蛋白微粒变得粗大，易出
现沉淀现象。为了确保均匀的酸化作用，酸化剂必需非常缓慢地加入乳液的搅拌中心地带以确保酸化剂立即被分散均匀(更有效的做法是把酸化剂溶液喷雾在湍流的乳液表面以达到和缓酸化的效果) 。一般来说，乳液的pH 值从5.5下降到4.6是酸化过程的决定性阶段，不应少于10min ；再继续酸化至pH3.8～4.O ；整个过程约需20～30min.
(3)在30～40℃条件下均质处理后应快速冷却到15～20℃，装罐。
(4)配制酸化剂溶液时，加入柠檬酸钠制成缓冲液能更有效地对酸化过程进行控制。
另一种酸化方法是利用已酸化过的乳液(pH＝4.0～3.8) 与中性奶液(pH＝6．6) 混合，使pH 值降低至4.6，加入果胶与糖等混合溶液后再继续酸化至pH 值3.8～4.0；并将一部分酸化乳送至做下一次酸化之用。
3.糕点
糕点表面带水果肉的凝胶层可由低酯果胶来生产(许多水果中都含有钙离子) ，配料如下：
(1)190g+10g低酯果胶(在高速搅拌下将果胶加入80～85℃的水中) 。
(2)杏子lOOg(打成浆)+水100g+柠檬酸1g+蔗糖500g+42DE葡萄糖浆200g 。
(3)色素+香精。
方法：将(2)相煮沸至固形物约75%，将(1)加入(2)中继续煮沸，然后加入(3)，缓慢搅拌冷却，在60℃以上将该混合液喷雾或涂布于糕点表面，在常温下具有良好的外观及稳定性，也有良好的抗冷冻收缩功能。
4. 果胶软糖
(1)配方
原料配方1：砂糖46kg ，柠檬酸钠0.40kg ，葡萄糖浆(DE 40％)30kg 水30L ，果胶1.50kg ，柠檬酸0.72kg ，香精、色素适量。
原料配方2:砂糖46.0kg ，柠檬酸钠0.35kg ，葡萄糖浆30kg ，水30L ，果胶1.5kg ，柠檬酸(50％溶液)1.65L ，香精、色素适量。
(2)注意事项
a. 配方内所述果胶均采用不同种型号，选用时须注意。配方1中，果胶与5kg 砂糖先混合。配方2中，果胶与5.5kg 砂糖先混合.
b. 原材料要求果胶软糖的基本原料是砂糖、葡萄糖浆、水果香精、色素和酸性添加物，并采用果胶作为凝固剂。用于果胶软糖的是高甲氧基缓凝果胶，它允许有相当长的浇模时间，而在可溶性固形物高的情况下不会发生早期凝固。
要加工出品质优良的果胶软糖，首先要选择好各种材料的配比．如果配比选择不当，糖体易发佯或结晶，原因一般有：葡萄糖浆过量，水和转化糖太多；砂糖配比不对，固形物含量太高；果胶量太少。造成果胶量太少的原因其一是果胶在加入前没有充分溶解，其二是熬煮过程pH 太高，果胶降解。一般较为常见的缺点是软糖放置几天后发烊。
(3)制备工艺 加工果胶软糖的先决条件是果胶在加入之前必须充分溶解，形成果胶溶液。溶解果胶的最简单的方法是采用高速混合机，经混合机的剪切效应，果胶成为4％～8％的溶液。另一种溶解方法是先把果胶，砂糖混合体与水混合分散。为确保充分溶解，混合物可煮沸1min ，得到4％的果胶溶液。溶解的果胶可以在加工过程中的任何阶段加入。
选择好正确的配方之后，掌握加工过程可以从下述要求考虑：①时间；②pH ；③可溶性固形物。这三者互为相关，加工时必须加以有效的平衡和控制．
时间包括两个方面：熬糖时间和浇模时间。由于果胶已形成完全溶液，如果熬煮
以最短时间进行的话，那么熬糖的效果为最佳，同时对转化糖的控制也有利。浇模时间也要掌握得好，这是因为已加入酸，如时间过长，再加上温度高，易引起糖的转化。一般浇模应在酸加入后20～30min 内完成。浇模温度不低于85℃，温度太低易发生早期凝固。
pH是个相当重要的因素。熬煮时，pH 一定要低于5.0，防止糖焦化和果胶降解，但又必须高于3.2，防止砂糖的过度转化。要达到这一目的，最安全的办法就是采用缓冲剂，即在100kg 成品量内加入0.4kg 的柠檬酸钠和0.37kg 的柠檬酸。加入酸后pH 降至3.2～3.6，浇摸成型时，正好是糖凝固范围。但须注意，酸类物质必须以溶液状加入。可溶性固形物与pH 关系密切，这两者是糖体凝结好坏的决定性因素。浇模时固形物在78％左右，pH3.2～3.6为最理想的浇模条件