-1 油炸食品加工过程中，油脂会发生哪些物理和化学变化？如何阻止油脂的不良变化？在油炸食品过程中，常会引起食品营养成分的损失，并形成很多新化合物。主要反应类型包括热分解、热聚合、热氧化分解和热氧化聚合，还有缩合、水解反应等。油脂在高温下与水接触，可以发生非催化的水解反应，使三酰甘油分解成二酰甘油、一酰甘油和脂肪酸，同时降低油脂的烟点和稳定性。通常油炸食品的香气主要成分是羰基化合物，油炸食品加工过程中，会是油脂挥发，呈现出油炸食品特有的香气。油炸食品加工过程中，油脂长时间加热，会导致油的品质降低，如黏度增加、碘值降低、酸价升高、发烟点降低、泡沫量增多。且高度氧化的脂肪可产生显著的致癌活性。无氧条件下，高温可造成包括饱和脂肪酸和酯类在内的各种油脂发生分解和聚合。无氧和剧烈的热处理条件下，含不饱和脂肪酸的脂类产生更多热解产物。常温下饱和脂类加热至 150 度以上时，会发生氧化产生多种产物。 阻止油脂的不良变化的方法：（1）、隔断氧（密闭或真空）、控制表面-体积比小。（2）、控制温度和时间（不要间断）。（3）、提高油的周转率。（4）、加抗氧化剂，但是已被氧化的油加入抗氧化剂能够促进氧化。（5）、油的质量和油锅的选择，精制油（含金属离子浓度低），最好使用铝锅。4-2 阐述油脂改性技术的特点及发展趋势。油脂的改性技术主要包括分提、交换和酯交换三种技术。1.油脂分提技术油脂分提技术是一种可逆的物理改性方法，是基于热力学的原理，根据油脂中不同组分的熔点、溶解度、挥发性等方面的差异，将某种油脂分成两种或多种组分，使之具备不同的用途。油脂分提技术是应用于油脂工业的一种非常重要的改性方法，其主要过程分为在特定条件下的冷却结晶和从固体部分中分出残留液体两个步骤。研究表明，油脂在其冷却结晶过程中，天然油脂中的类脂组分及甘二酯均会影响油脂的结晶。油脂中的胶性杂质会增大各种甘三酯的互溶性和油脂的黏度，起到结晶抑制剂的作用。另外，在低温下有可能形成胶性共聚体，从而降低脂晶的过滤性。由于游离脂肪酸在液体油中的溶解度较大，且易与饱和甘三酯形成共溶体，使得部分饱和甘三酯随其进入液体油中，从而阻碍了结晶，降低了固体脂的得率。但也有人认为适量的游离脂肪酸能起到晶种的作用。在固体脂结晶过程中甘一酯起阻碍作用，含量超过 2%时即阻碍晶核的形成。过氧化物不仅会降低油脂的固体脂含量，而且会增大油脂的黏度，对结晶和分提均有不利影响。其次，甘二酯对油脂冷却结晶也有较大的影响。按照油脂冷却结晶和分离过程的特点，分提方法又可分为干法(常规法)、表面活性剂法、溶剂法等。1.1 干法分提干法分提是基于不同类型的甘三酯的熔点或在不同温度下互溶度的不同，通过油脂冷却结晶达到固液分离的目的，是最简单和最经济的分提工艺。干法分提具有如下优点:生产过程中不产生废水;操作灵活，可广泛应用于多种产品分提，如氢化鱼油、大豆油、牛脂、棕榈油、棕榈仁油、棉籽油、猪油、脂肪酸等;分提过程没有溶剂加入，产品质量好，成本低。干法分提工艺包括 3 个主要过程:液体或熔化的甘三酯冷却产生晶核;晶体成长;固液相分离、离析和提纯。目前最为典型的应用是对棕榈油和乳脂的改性，也已经应用于氢化大豆油中。分提后的产品中，棕榈液油可用作烹调油、调和油等使用，通过对棕榈油多级干法分提得到的高碘值液态油、高硬度硬脂及高质量的中间组分可用于类可可脂、代可可脂等。1.2 表面活性剂分提表面活性剂法又称乳化分提或湿法分提，第一步与干法分提相似，即冷却预先熔化的油脂使之结晶。之后添加表面活性剂(十二烷基磺酸钠、高级醇硫酸酯、蔗糖酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯或皂等)和电解质(硫酸镁、芒硝或食盐等)组成的水溶液来改善油与固体脂的界面张力，利用固体脂与表面活性剂间的亲和力，使固体脂在表面活性剂中呈悬浮液，然后借助密度差进行分离。表面活性剂法得率比干法分提高，因不使用溶剂，相对安全，设备费用低，操作方便。但由于产生废水排放，对环境保护不利。1.3 溶剂分提溶剂分提是将油脂按比例溶于某种有机溶剂(正己烷、丙酮、异丙醇等)中，在低温下结晶，溶解度低的甘三酯首先析出，分离该部分结晶后再降温，溶解度稍低的甘三酯又再结晶析出，如此反复可得到不同熔点的甘三酯。溶剂分提得到的产品纯净，分提速度快，但是作为溶剂的正己烷、异丙醇等具有易燃性，对安全要求高，且该方法溶剂消耗高，造成成本增加。除以上 3 种分提方法外，还有基于油脂中不同的甘三酯组分对某一溶剂具有选择性溶解的特性，利用两种不混溶的溶剂分离不同组分的液液萃取法，如超临界萃取、吸附法等。2.氢化技术油脂氢化是指液态油脂或软脂在一定的条件下（催化剂、温度、压力、搅拌）下，与氢气发生加成反应，使油脂中的双键得到饱和的过程。油脂氢化降低了油脂的不饱和度，提高了油脂的熔点、固体脂肪含量、抗氧化稳定性及热稳定性，改善油脂色泽、气味和滋味，使油脂获得适宜的物理性能，扩大了用途，具有很高的经济价值。3.酯交换技术油脂酯交换反应是一种酯与脂肪酸、醇或其他酯类作用，引起酰基交换或分子重排生成新酯的反应。其反应包括酯与醇作用的醇解、酯与酸作用的酸解，以及酯与酯作用的交换。醇解反应是可逆反应，可用酸或碱性催化。酸解反应常要在较高温度下进行，反应复杂，效率不高，且只能以低分子脂肪酸交换高分子脂肪，反之则很难进行。酯-酯互换反应为全随机反应，可改变油脂所含的甘三酯组分中酰基的分布状况，从而使其物理性质如油脂的塑性范围和熔点发生变化。因此，酯-酯交换是当今油脂改性的重要手段之一。采用一定的手段，使酯-酯随机互换反应的某些产物不断从反应体系中分离出来，饼保证剩余的脂肪继续进行酯-酯随机互换反应，就能得到相对定向的纸交换产物。目前，酯交换反应分为化学法和酶法两大类。化学法通常采用金属醇化物作为催化剂，是指 TAG 分子内部(分子内酯交换)以及分子之间(分子间酯交换)的脂肪酸部分相互移动，直至达到热动力平衡的一种技术，化学酯交换又分为随机型和导向型。酶法酯交换是以特异性的固定化脂肪酶为催化剂进行的酯交换反应，它可使脂肪酸羰基仅在1-3 位予以重排。酯交换是油脂改性的重要手段之一。酯交换可以有效提高油脂的可塑性，既改变油脂物理性状，又不产生反式脂肪酸，保持了油脂的营养特性，因此成为目前的研究热点。采用酯交换技术可生产一些价格便宜的油脂，来替代价格昂贵的油脂。包括动物油以及植物油的改性，制备功能性油脂，如富含 DHA 以及 EPA 的鱼油，或Sn2 位结合有该类功能性脂肪酸的甘油酯等。目前具体的应用是对猪油、乳脂的改性，人造奶油基料、类可可脂的制备，富集多不饱和脂肪酸产品，零反式脂肪酸产品、结构脂质制备等方面。油脂改性技术经过了漫长的发展过程，从最初的仅仅用于液固两相分离，发展到目前对多品种、高质量、功能化和专业化产品的加工上。但是油脂改性技术目前还存在一些问题，如油脂氢化过程的反式脂肪酸问题已经引起人们的广泛关注。( 1) 由于干法分提为物理改性过程，生产中无反式脂肪酸生成、无催化剂污染。因而，干法分提工艺的应用前景广阔。目前在干法分提工艺中还存在一些不足之处，如非连续生产、膜的污染与寿命等，预计在不久的将来这些问题将得到改进，干法分提工艺将会得到更进一步的完善。( 2) 针对油脂氢化过程的反式脂肪酸问题，今后将会开发出具有高活性、低反式脂肪酸、低消耗的催化剂体系，如非晶态催化剂、离子液体及超临界催化技术等，目前的关键是解决非晶态催化剂的储存问题，一旦这个问题解决，未来油脂加氢催化剂就是非晶态催化剂，这是油脂加氢催化剂发展的主流趋势。 随着酶的开发和酶工程、固定化酶的发展，酯交换反应将是今后油脂工业中改变与优化食用油脂结构与性能的有利工具和重要方法。脂肪酶促酯交换将会逐渐取代化学酯交换。另外，随着人们生活水平的提高，对食品的要求也越来越高，这将导致更新酯交换技术研究与发展。我国酯交换在实际应用中尚处于起步阶段，所以酯交换研究具有广阔的发展前景。8-1 分析肉制品的变色（变暗、变绿）原因。肉制品中的红色主要来自于肌红蛋白和血红蛋白，肉制品中的颜色反应是动态的，其颜色取决于肌红蛋白的化学性质、氧化状态、与血红素键合的配基种类、球蛋白蛋白质的状态，贮存肉时，肌红蛋白变绿的原因是：（1）、过氧化氢可与血红素中的亚铁离子和铁离子反应生成绿色的胆绿蛋白。（2）、细菌繁殖产生的硫化氢在有氧气存在时能与肌红蛋白反应形成绿色的硫代肌红蛋白。（3）、在腌制开始时，如果含有较多的亚硝酸盐，肌红蛋白立刻被氧化为硝酸肌红蛋白，在还原剂存在的条件下，受热时硝酸肌红蛋白会转化为绿色的硝化氯化血红素。肉制品变色的原因有很多，主要有以下几点：1 PH 值 PH 值是影响肉色稳定的重要因素，氧化肌红蛋白的还原对于肉制品的颜色保持至关重要。肉制品被微生物污染，使其的色泽发生改变，PH 低时，酸度高，可以抑制微生物的生长，从而控制肉制品色泽的改变。 2 温度 环境温度高不仅有利于微生物的生长繁殖和酶的活动，而且还会促进氧化，因此高的温度会加快鲜肉发生色变及腐败，低温可增加颜色的稳定性，使最初的暗红色变亮和减少褪色率。高温使保护亚铁血红素的半肌球蛋白(Globin moiety)的作用降低，从而使红色的氧合肌红蛋白脱氧形成肌红蛋白，这样就导致了肌红蛋白自动氧化的趋势增加， 3 氧分压 肉中的肌红蛋白会受到的空气中氧的影响，发生热氧化作用。在高氧分压时，呈现鲜红色，而在氧分压低时，正铁血红素处于还原状态而呈现稍暗的紫红色，4 光照除了上面的因素外，肉制品颜色的变化还会受到光线、肉的种类、肉的外包装等因素的影响。5 添加剂 肉制品中的添加剂主要是一些发色剂、发色助剂以及天然色素。这些物质都可以改变肉制品的原有颜色，但这些物质有的很不稳定，会受到诸多因素的影响而改变其颜色，以致改变肉制品的颜色。6 肉中的微生物及金属离子 肉中的微生物主要是使肉生生腐败，导致色泽改变，另外，微生物会使肉产生 H2O2、H2S 及使肉的 PH 值升高，间接影响肉的色泽。影响肉色泽的金属离子都有着显著的低氧化性，会催化脂肪氧化引起色泽变化，同时这些金属离子又易与肉中产生的 H2S 作用生成黑褐色硫化物，也会使肉制品色泽变坏，这些金属离子大多是加工设备所带来的。7 其他 脂质的氧化、高压、辐射也影响肉制品色泽。8-2 设计一种提取食品色素的方案采用溶剂提取的方法提取食品中的花青素1、溶剂选择甲醇、乙醇、丙酮、水或者混合溶剂等。2、在提取溶剂中加入一定浓度的盐酸或者甲酸, 防止提取过程中非酰基化的花青素降解,但在蒸发浓缩时这些酸又会导致酰基化的花青素部分或全部的水解。3、对于提取物中可能含有脂溶性成分的样品,需采用有机溶剂如正己烷、石油醚、乙醚等进行萃取。4、提取花青素方法是采用低温(48)或者常温(25)避光条件下1%HCl 甲醇溶液浸提 1620h,或者采用 015%、1%的三氟乙酸的甲醇溶液,4条件下浸提 24h。考虑到食品中残留甲醇的毒性,也可用 1%的 HCl 乙醇溶液代替甲醇溶液。另外为了避免酰基化的花青素的水解,也可选择弱酸如酒石酸、柠檬酸代替盐酸。也可采用热溶剂(5070)浸提 12h 的方式7,8,溶剂可选择不同浓度的醇溶液或酸化的水溶液。9-1 面包风味物形成的途径有哪些？面包的风味，主要是在食品烘烤中产生，生成它们的主要反应是非酶褐变反应，它们前提物质非常广泛，比如蛋白质、氨基酸、糖、酯类等，通过非酶褐变反应生成的产物中对这种风味具有贡献的的主要是一些呋喃类、羰化物等。面包风味产生的原因主要包括以下三种：1、美拉德反应：不同种类的糖和氨基酸作用时，将产生不同的味感，反应物中的羰基化合物包括醛、酮、还原糖,氨基化合物包括氨基酸、蛋白质、胺、肽。在面包烘烤中，面包中的还原糖和氨基酸发生美拉德反应，产生风味物质。2、焦糖化反应：糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是 140-170以上）时，因糖发生脱水与降解，也会发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应，反应产生的糖的裂解产物-挥发性醛、酮类 ，形成特殊风味，用于