食品化学教学中课程演示实验的设计

演示实验是工科理论课教学中重要的辅助教学手段和实验课教学的重要补充,它对于加强学生对理论课知识的理解、增加课程的吸引力,激励学生、培养他们的创造思维具有重要意义。作为专业基础课和核心课程,食品化学在食品科学与工程专业本科教学中举足轻重,本文结合作者多年的教学实践,设计了5个演示实验,供各位同行分享。

根皮素对5-羟甲基糠醛的消减机理以及在广式月饼中的应用

多酚化合物可有效降低5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,HMF)的含量,并产生新的物质。为探究多酚消减HMF的机理,研究其在月饼加工中的应用,该研究采用液相色谱法对比10种多酚对HMF的消减效果;分别在模拟体系、焦糖化反应体系和广式月饼中研究消减率最高的根皮素(phloretin,Phl)对HMF和3-脱氧奥苏糖(3-deoxyglucosone,3-DG)的消减作用,进而采用液相色谱/质谱联用法探究根皮素消减HMF的机理;评价了根皮素的添加量对月饼感官特性和色度的影响。结果表明,10 mmol/L根皮素在模拟体系中对HMF消减率达39.73%,其在葡萄糖反应体系中对HMF和3-DG的消减率分别为57.78%和37.33%;在月饼中添加0.6%的根皮素时,饼皮中HMF和3-DG消减率分别为57.84%和6.34%,且对月饼感官特性无显著影响。进一步结果表明,根皮素可与HMF形成分子质量为656 amu的加合物(HMF-Di-Phl)。可见,根皮素可通过直接捕获生成的HMF和抑制3-DG的形成而消减体系中的HMF。研究为提升焙烤食品安全提供了参考。

氨基酸复配同步抑制曲奇中多种有害物形成及其对感官品质的影响

氨基酸可有效抑制热加工食品中有害物质的形成,但食品中有多种有害物同时存在的情况,目前对于氨基酸对有害物的同步控制研究缺乏,并且氨基酸单独使用常对感官品质造成不良影响。以曲奇为研究对象,选取对活泼羰基化合物消除效果好的4种氨基酸进行复配,通过单因素和正交实验,以感官评价、色度、质构、有害物抑制效果为指标,在不影响产品感官品质的基础上,获得可同时抑制多种热加工有害物的氨基酸添加配方。最终确定曲奇中氨基酸的最佳添加配方为半胱氨酸0.15 g/kg、γ-氨基丁酸0.35 g/kg、丙氨酸0.5 g/kg、甘氨酸0.5 g/kg。采用该配方制作的曲奇与空白组相比,5-羟甲基糠醛、丙酮醛、3-脱氧奥苏糖、丙烯酰胺、羧甲基赖氨酸、羧乙基赖氨酸、荧光晚期糖基化终末产物分别降低了92%、28%、47%、38%、50%、71%、62%。同时,曲奇的酥脆性显著提高,感官品质有所改善。该研究结果为曲奇等热加工食品中有害物的控制与品质改良提供参考与指导。

多环芳烃的形成、危害及其减控技术研究进展

随着健康饮食观念的普及,人们对食品安全的关注度越来越高。热处理赋予食品美好的香气和独特的风味与口感,但也导致有害物质如多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的生成。PAHs稳定且广泛地存在于热加工食品基质中,是一类具有急性毒性、遗传毒性、致癌致畸性、光致毒性的物质。研究表明,饮食接触PAHs占人体日暴露量的88%~98%,因此对其进行控制具有重要的现实意义。为降低食品中PAHs的危害水平,本文从PAHs的主要生成途径、毒性危害及减控措施进行综述,以期为食品中PAHs的控制技术研究提供参考。

氨基酸同时消除甲醛和乙二醛的机理及消减产物的细胞毒性

探讨氨基酸同时消除甲醛和乙二醛的机理及消减产物的细胞毒性。将γ-氨基丁酸或L-丙氨酸与甲醛、乙二醛物质的量比5∶1∶1在95℃反应4 h,采用二硝基苯肼衍生法测定体系中残留的甲醛和乙二醛含量,发现甲醛促进γ-氨基丁酸消除乙二醛,乙二醛的消除率由不加甲醛的55.8%提高至70.6%;乙二醛促进L-丙氨酸消除甲醛,其消除率从不加乙二醛的2%提高至41.3%。经高分辨质谱及核磁共振表征,发现主要消减产物都为咪唑盐。其反应机理是一分子氨基酸先与一分子甲醛脱水形成Mannich碱,后者再与一分子氨基酸反应形成含两个亚氨基的中间产物,亚氨基通过亲核加成反应同时进攻乙二醛,脱水后形成咪唑盐。采用消减产物孵育人体正常胃上皮细胞,发现消减产物的形成明显降低了甲醛和乙二醛的毒性。在自制和市售的饼干和薯片中均发现了两种消减产物的存在,且当原料中氨基酸含量增加时,消减产物的含量也随之增加。结果表明,两种氨基酸在减控热加工食品中甲醛和乙二醛等有害醛类中具有一定应用潜力。

米团花色素的提取及其稳定性研究

米团花色素是云南省某些地区居民使用的一种传统黄色天然食用色素。本研究表明 ,米团花色素在4 33nm和 32 6nm处分别有一个较强吸收峰。稳定性实验表明 :该色素对酸、热、光、氧化剂过氧化氢 (不加热 )、常见金属离子、食盐及食糖等稳定 ,但在碱性条件或亚硫酸钠存在时不太稳定。此外 ,加入过氧化氢后加热也会引起其吸光值的显著改变。初步确定米团花色素主要为胺类物质。在正常加工条件下 ,是一种较理想的天然食用色素。

茯苓多糖的提取及其结构表征

比较水提、酶解水提等提取方法对水溶性多糖提取率的影响；以提取温度、碱浓度、酶活力作为影响因素进行正交试验设计，并用苯酚－硫酸法测定所提多糖的多糖含量，确定获菩碱溶性多糖的最佳提取方法。采用纸层析分析、红外光谱等方法表征所提多糖的结构。

加工工艺对豆腐中异黄酮保留率的影响

讨论了不同工艺条件对豆腐中异黄酮保留率的影响。研究表明,在20℃下浸豆12h,80℃下点脑能提高豆腐中异黄酮的保留量;添加海藻酸钠和大豆分离蛋白能提高豆腐的产率和大豆异黄酮的保留率,通过使用质构仪分析和感官评价可知,这些工艺过程对豆腐的品质均没有不良影响。采用HPLC的检测可知,在传统豆腐的加工过程中,会导致约22%的异黄酮的流失,且其中糖苷型的异黄酮较苷元型的异黄酮流失量大;而新型的GDL豆腐则有利于提高制品中的异黄酮保留量。

非油炸红薯脆片生产工艺研究

以红薯为主要原料,辅以面粉、淀粉、油等配料,制作出风味、品质俱佳的红薯脆片。探讨了红薯的含水量、不同的原料配比、脆片厚度、焙烤温度等工艺参数对产品品质的影响,为红薯休闲产品的开发和生产提供参考。

无机膜超滤法制备大豆异黄酮的研究

用80%乙醇水溶液提取大豆异黄酮,比较孔径为50 nm和10 nm的无机陶瓷膜在0.13MPa下超滤大豆乙醇提取液的效果,制备较高纯度的大豆异黄酮。超滤结果表明,超滤可以脱除69.4%胶质,66%蛋白质;滤过液色泽变浅,澄清度显著提高;浸提液中大豆异黄酮的组成及含量在超滤前后没有明显变化。冷冻干燥得到大豆异黄酮,纯度可达23.6%。

豆粕内酯豆腐生产工艺的研究

探讨了采用低温豆粕制备内酯豆腐的工艺参数,采用质 构仪(QTS25)测定制品的凝胶强度,运用感官剖面法评 价制品的风味,从而确定了采用1％的纯碱浸泡低温豆 粕,按1:6.8的料液比磨浆,并添加0.3％的葡萄糖酸-δ- 内酯、0.11％KH2PO4、0.013％CMC或0.3％的葡萄糖酸- δ-内酯、0.11％KH2PO4、0.105％的桃胶,在82℃蹲脑,可制 备出质感细腻而富有弹性,风味优良的豆粕内酯豆腐。

半胱氨酸消减丙烯酰胺的机理及消减工艺在薯条中的应用

L-半胱氨酸在模拟体系中可显著降低丙烯酰胺的含量,并形成新物质。本研究旨在制备出高纯度的半胱氨酸-丙烯酰胺加合物,阐明半胱氨酸消减丙烯酰胺的机理,并探索该消减工艺在薯片加工中的应用。首先通过优化反应条件,制备目标加合物,使用反相柱层析法分离纯化出高纯度加合物,综合运用质谱、核磁共振和紫外光谱等现代波谱分析技术解析加合物结构,阐析半胱氨酸消减丙烯酰胺的机理;以Caco-2细胞体外实验评估加合物的细胞毒性,通过UPLC-MS检测不同浓度半胱氨酸溶液预处对薯片中丙烯酰胺的消减作用。结果表明:半胱氨酸与丙烯酰胺的物料比为1:3,120℃反应3 h,可获得目标加合物最大生成量;色谱分离可得到纯度达95%的加合物,其紫外最大吸收波长为196 nm,相对分子量为192.0641,分子式为C_(6)H_(9)NO_(3)S,是由半胱氨酸的巯基与丙烯酰胺的烯基通过迈克尔加成反应形成;加合物培养Caco-2细胞24和48 h后,其细胞毒性明显低于丙烯酰胺;在油炸前浸泡薯片的半胱氨酸溶液浓度为3和5 g/L时,薯片中丙烯酰胺的消减率均高于83%,并检测出一定量的加合物。可见,半胱氨酸可通过与丙烯酰胺形成加合物显著降低油炸薯片中的丙烯酰胺含量。

茯苓多糖硫酸酯的制备及其抗肿瘤作用

采用正交设计实验，比较了反应的物料配比、反应温度、反应时间对茯苓多糖硫酸酯化结果的影响，确定了最优的反应条件。制得的茯苓多糖硫酸酯进行抗肿瘤的体外实验，并用MTT法观察其对细胞生长抑制率的影响，结果显示：其具有一定的抑制癌细胞生长的能力，并对顺铂具有一定的增敏作用。

茶多酚缓释微囊的制备研究

以乙基纤维素(EC)为囊材,采用乳液溶剂挥发技术制备茶多酚(TP)缓释微囊。考察不同的制备条件对微囊粒径与药物包囊效率的影响,此外还考察了此微囊对成分复杂的天然药物茶多酚的包囊效果。结果表明,采用适当配比的聚乙烯醇(PVA)和十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液为分散介质,可制得茶色的较规则的球状微囊,微囊表面有许多微孔;搅拌速度、内相聚合物浓度、投药量等因素对微囊的粒径及药物包囊效率有影响;本实验选用的囊材和制备工艺不会破坏TP,且所制得的微囊可起到提高TP稳定性和缓释的双重作用。

茶氨酸对小鼠学习记忆能力的影响

采用跳台法及复杂水迷宫法,观察茶氨酸对小鼠学习记忆能力的影响。结果表明,一定剂量的茶氨酸可缩短正常小鼠在复杂水迷宫内抵达终点的时间,减少错误次数;可延长记忆获得障碍小鼠在跳台中首次错误的出现时间,减少错误次数。结论:茶氨酸具有提高学习和记忆能力的功能。

近红外光谱结合主成分分析和BP神经网络的转基因大豆无损鉴别研究

为探究无损鉴别转基因大豆的可行性,利用近红外光谱分析仪对大豆扫描得到反射光谱,应用主成分分析结合BP神经网络方法进行分析鉴别。首先应用主成分分析法,得到包含大豆99.03%的光谱信息的6个主成分,再将其作为BP神经网络的输入,对应的大豆种类作为输出,建立一个三层BP神经网络模型。该模型对于转基因大豆的正确识别率为100%,说明近红外光谱结合主成分分析和BP神经网络的方法能无损快速准确地鉴别转基因大豆。

无机陶瓷膜超滤大豆混合油脱胶的研究

用截留分子量 1万的无机陶瓷膜在 4 5℃、0 15MPa下超滤大豆混合油 ,研究了膜通量与浓缩比的关系。超滤脱胶结果表明 ,超滤可以脱除 95 78%的大豆磷脂 ,同时超滤脱胶油的色泽和毛油色泽相比 ,明显变浅 ,但是酸值升高。超滤还可以截留大豆油中的Ca、Mg、Fe和Cu等金属元素。

几种添加剂对油炸薯片中丙烯酰胺产生的抑制作用

采用葡萄糖-天冬酰胺模拟反应体系研究了阿魏酸、儿茶素、CaCl2、NaHSO3、VC、L-半胱氨酸等物质对丙烯酰胺产生的抑制作用,筛选出了抑制效果良好的三种添加剂NaHSO3、CaCl2和半胱氨酸。分别用0.1%、0.3%和0.5%的NaHSO3、CaCl2和半胱氨酸在油炸前浸泡土豆片,发现它们都能显著减少油炸土豆片中丙烯酰胺的产生;当半胱氨酸和CaCl2浓度分别为0.3%和0.5%时,油炸薯片中检测不到丙烯酰胺。

油脂替代品—蔗糖多油酸酯的合成(I)——超临界状态下合成油酸甲酯

研究了以油酸与甲醇为原料 ,在超临界状态下合成油酸甲酯。对超临界合成油酸甲酯的反应条件进行了试验研究 ,并对合成产物进行了定性分析。超临界技术的应用 ,可以大大地缩短反应时间 ,降低了投料的甲醇 /油酸摩尔比 ,提高了酯化收率 ,简化了精制过程。

提取溶剂对青稞提取物总酚、黄酮含量及其抗氧化活性的影响

以3种不同的青稞为原料,采用不同的提取溶剂(水、60%乙醇、60%甲醇、60%丙酮、95%乙醇、100%甲醇、100%丙酮)对青稞进行提取。对各提取物的总酚、总黄酮进行测定,同时采用3种抗氧化方法:二苯代苦味酰自由基(DPPH)、2,2’-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐自由基(ABTS)和总抗氧化能力(FARP)评价青稞提取物的抗氧化活性。结果表明,95%乙醇和60%丙酮更有利于青稞多酚的提取。藏青2000的各溶剂提取物的总酚、总黄酮及抗氧化活性普遍高于相应溶剂的循化蓝青稞和香格里拉绿青稞。藏青2000的60%丙酮提取物含有最高的总酚含量,达到211.92mg GAE/100g DW;在60%乙醇提取时具有最高的总黄酮含量,达到60.11mg RT/100g DW;在60%乙醇提取时具有最强的DPPH清除能力,达到80.08%;而用60%丙酮提取时,具有最强的ABTS清除能力和总抗氧化能力,分别达到了1.85,9.28 mmol TEAC/100g DW。总酚含量与抗氧化活性均具有显著的相关性,FRAP法与DPPH、ABTS法具有极显著的相关性。综上表明,青稞富含总酚成分,是一种潜在的天然抗氧化剂资源。