第三章碳水化合物

《第三章碳水化合物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章碳水化合物（123页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章第三章 碳水化合物碳水化合物（Carbohydrates） 前前 言言自然界最丰富的一类天然有机化合物自然界最丰富的一类天然有机化合物占生物界的占生物界的3/4占人类食物摄入量的占人类食物摄入量的40%-80%是绿色植物经过光合作用的产物是绿色植物经过光合作用的产物,占植物体占植物体干重的干重的5080% 是最廉价和最重要的能量资源是最廉价和最重要的能量资源1、概念、概念 糖类是多羟基的醛、酮及其衍生物和缩合糖类是多羟基的醛、酮及其衍生物和缩合物，又称为碳水化合物物，又称为碳水化合物 2、分类、分类 单糖单糖低聚糖（寡糖）（单糖数小等于低聚糖（寡糖）（单糖数小等于10）多聚糖多聚糖 3、

2、生理功能、生理功能 供能供能 糖脂、糖蛋白：构成神经组织和细胞糖脂、糖蛋白：构成神经组织和细胞膜的成分膜的成分 粘蛋白：生物体软组织、粘液的组成粘蛋白：生物体软组织、粘液的组成成分成分生物体合成其他化合物的基本原料生物体合成其他化合物的基本原料充当贮存性和结构性物质充当贮存性和结构性物质4、食品中的糖类物质、食品中的糖类物质 （1）存在的概况）存在的概况 植物干重植物干重50%-80%由糖类构成由糖类构成 主要是淀粉和纤维素主要是淀粉和纤维素 谷物中的糖类物质含量谷物中的糖类物质含量 名称名称 可溶糖可溶糖 淀粉淀粉 纤维素纤维素 半纤维素半纤维素 小麦小麦 2-5 58-76 2.3-3.7

3、 4.9-7.5 稻谷稻谷 0.46 75-80 10.5 3.4-4.6 玉米玉米 1.5-3.7 60-70 2.4 （2）植物中游离糖分变化）植物中游离糖分变化 谷、茎、根类植物谷、茎、根类植物 未成熟未成熟 陈化、后熟陈化、后熟 - 淀粉淀粉 游离可溶糖游离可溶糖 贮贮 存存 水果：水果： 未成熟未成熟 贮存后熟贮存后熟 - 成熟、可溶糖成熟、可溶糖 淀粉淀粉 淀粉酶淀粉酶 味酸味酸 甜甜 动物产品中的糖类物质含量少动物产品中的糖类物质含量少 肌肉、肝脏含一定糖元、葡聚糖肌肉、肝脏含一定糖元、葡聚糖 乳汁乳汁 含乳糖含乳糖 鲜牛奶鲜牛奶 乳糖乳糖4.8% 鲜母乳鲜母乳 乳糖乳糖 6.7

4、%5、食品功能食品功能1)风味结合功能风味结合功能色、香色、香 （美拉德反应、焦糖化反（美拉德反应、焦糖化反应）、味应）、味(甜味甜味)2）防腐保质剂）防腐保质剂 3）具有高黏度和凝胶能力，保持食品粘、弹性）具有高黏度和凝胶能力，保持食品粘、弹性（质构）起稳定性作用如淀粉、果胶等（质构）起稳定性作用如淀粉、果胶等4）嫩化肌肉、促进发色）嫩化肌肉、促进发色 目的要求目的要求 了解单糖及其相关化合物、常见低聚了解单糖及其相关化合物、常见低聚 糖及多糖的组成的组成特点；掌握糖及多糖的组成的组成特点；掌握 碳水化合物的性质以及在食品加工和碳水化合物的性质以及在食品加工和 贮藏中的化学变化。贮藏中的化学

5、变化。 重点难点重点难点 淀粉性质，碳水化合物的功能特性及淀粉性质，碳水化合物的功能特性及 在食品加工和贮藏中的化学反应。在食品加工和贮藏中的化学反应。 主要内容主要内容 1、单糖及其相关化合物、单糖及其相关化合物 2、低聚糖及其特点、低聚糖及其特点 3、单糖、低聚糖的理化特性、单糖、低聚糖的理化特性 4、多糖及其在食品中的应用、多糖及其在食品中的应用 5、碳水化合物的功能性质、碳水化合物的功能性质第一节第一节 单糖及其相关化合物单糖及其相关化合物一、单糖（一、单糖（Monosaccharides） 包括醛糖和酮糖。包括醛糖和酮糖。 二、单糖衍生物二、单糖衍生物 氨基糖（氨基糖（Amino-s

6、ugars）糖醇（糖醇（Sugar alcohols） 糖苷（糖苷（Glycosides） 脱氧糖（脱氧糖（Deoxysugars）风味物质的前体，风味物质的前体，一般具涩味和苦一般具涩味和苦味。味。 一、单糖一、单糖 1.1 单糖的定义单糖的定义糖类中最简单，最小组成单位，它们不糖类中最简单，最小组成单位，它们不能再进一步水解，是能再进一步水解，是带有醛基或酮基的带有醛基或酮基的多元醇。多元醇。 1.2 1.2 单糖的种类和结构单糖的种类和结构1.2.1 种类种类 1、根据、根据碳原子数碳原子数: 丙糖、丁糖、戊糖、己糖等丙糖、丁糖、戊糖、己糖等 2、 根据含有的根据含有的羰基的特性羰基的特

7、性: 醛糖（葡萄糖）、酮糖（果糖）醛糖（葡萄糖）、酮糖（果糖）1.2.2 结构结构链状结构式链状结构式费歇尔式（费歇尔式（L-L-、D-D-）环状结构式环状结构式哈武斯式哈武斯式( (戊糖以上的糖戊糖以上的糖) ) 两种环状构型：两种环状构型：吡喃型、呋喃型吡喃型、呋喃型两种立体异构体：两种立体异构体：型和型和型型天然糖中，无论是在晶体或溶液中，天然糖中，无论是在晶体或溶液中，几乎以环几乎以环状结构即半缩醛或酮存在状结构即半缩醛或酮存在1.3 1.3 几种重要的单糖几种重要的单糖葡萄糖葡萄糖 是自然界分布最广的己醛糖，右旋糖是自然界分布最广的己醛糖，右旋糖构成淀粉、纤维素和糖元的基本单位构成淀

8、粉、纤维素和糖元的基本单位易结晶，甜味清爽，有清凉感觉易结晶，甜味清爽，有清凉感觉可直接被生物体所吸收，易为酵母、乳酸菌利用可直接被生物体所吸收，易为酵母、乳酸菌利用果糖果糖 是单糖中是单糖中最甜最甜的，的，己酮糖，左旋糖己酮糖，左旋糖不易结晶不易结晶果糖可以代替葡萄糖为人体直接吸收果糖可以代替葡萄糖为人体直接吸收有解毒功能有解毒功能抑制人体蛋白质的消耗的功能抑制人体蛋白质的消耗的功能在人体内的代谢不需要胰岛素的参与在人体内的代谢不需要胰岛素的参与具有具有冷甜特性冷甜特性二、单糖衍生物二、单糖衍生物（一）氨基糖（一）氨基糖单糖分子中的单糖分子中的 C C2 2的羟基被氨基取代的羟基被氨基取代2

9、-2-氨基氨基-D-D-葡萄糖和葡萄糖和2-2-氨基氨基-D-D-半乳糖半乳糖是氨基多糖的单体是氨基多糖的单体是存在于动物软组织或粘液中的多糖是存在于动物软组织或粘液中的多糖母乳中也有少量存在母乳中也有少量存在 （二）糖醇（二）糖醇单糖被还原的产物单糖被还原的产物重要的功能性甜味剂和润湿剂重要的功能性甜味剂和润湿剂有甜味，具有保健功能性，例如木糖醇、山梨糖醇、有甜味，具有保健功能性，例如木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇等麦芽糖醇等在体内的吸收和代谢不受胰岛素的影响在体内的吸收和代谢不受胰岛素的影响具有预防龋齿的功能具有预防龋齿的功能糖醇摄食过量会引起腹泻糖醇摄食过量会引起腹泻欧共体国家规定的安全欧共

10、体国家规定的安全 食用量位食用量位20g/20g/人、天人、天（三）糖苷（三）糖苷单糖分子的单糖分子的半缩醛羟基半缩醛羟基与其它羟基化合物缩合而与其它羟基化合物缩合而成的化合物称为甙或苷成的化合物称为甙或苷 多味苦，溶解度大多味苦，溶解度大微量时具有药效，多量时则多有毒性微量时具有药效，多量时则多有毒性广泛分布在自然界，主要存在于植物的种子、叶广泛分布在自然界，主要存在于植物的种子、叶子及皮肉中子及皮肉中 比较重要的糖苷：比较重要的糖苷：苦杏仁苷：止咳苦杏仁苷：止咳皂角苷：溶血作用，可作稳定剂和起泡剂皂角苷：溶血作用，可作稳定剂和起泡剂黑芥子苷，有消炎止痛作用黑芥子苷，有消炎止痛作用毛地黄苷，

11、有强心剂作用毛地黄苷，有强心剂作用橙皮苷，有理气化瘀作用橙皮苷，有理气化瘀作用甜菊苷则是一种甜味剂甜菊苷则是一种甜味剂 第二节第二节 低聚糖低聚糖（Oligosaccharides）及其特点）及其特点一、一、 低聚糖的定义低聚糖的定义由由1010个以下的单糖分子通过糖苷键形成的化合物。个以下的单糖分子通过糖苷键形成的化合物。即醛糖即醛糖C1C1上半缩醛羟基（酮糖则在上半缩醛羟基（酮糖则在C2C2上）和其上）和其它单糖的羟基经脱水缩合而成。它单糖的羟基经脱水缩合而成。 二、二、 食品中常见的低聚糖（普通低聚糖）食品中常见的低聚糖（普通低聚糖）根据其分子上是否保留自由的半缩醛羟基，可将低聚根据其分

12、子上是否保留自由的半缩醛羟基，可将低聚糖分为两大类：糖分为两大类：非还原型低聚糖非还原型低聚糖 : :两分子单糖通过各自的半缩醛羟基两分子单糖通过各自的半缩醛羟基结合而成的化合物结合而成的化合物如海藻糖、蔗糖如海藻糖、蔗糖性质：不具还原性，不能还原费林试剂，不发生变旋性质：不具还原性，不能还原费林试剂，不发生变旋现象，现象，和和型不互相转变。型不互相转变。 还原型低聚糖还原型低聚糖 ：分子中存在一个自由的半缩醛羟：分子中存在一个自由的半缩醛羟基基 如麦芽糖、异麦芽糖、纤维二糖，龙胆二糖等如麦芽糖、异麦芽糖、纤维二糖，龙胆二糖等性质：性质：有还原性有还原性 ，有变旋现象，可还原费林试剂，易发，有

13、变旋现象，可还原费林试剂，易发生美拉德反应，生美拉德反应，和和型可互相转变，并能达型可互相转变，并能达到平衡。到平衡。（一）蔗糖（一）蔗糖（Sucrose） 高浓度时对微生物有抑制作用高浓度时对微生物有抑制作用(为什么为什么?)。1 1分子葡萄糖与分子葡萄糖与1 1分子果糖以分子果糖以 -1 -1，2 2糖苷键结糖苷键结合合甘蔗、甜菜中含量最多，菠箩中也含有大量蔗甘蔗、甜菜中含量最多，菠箩中也含有大量蔗糖糖最常用、资源最广的甜味剂最常用、资源最广的甜味剂能被稀酸或酶水解，得到葡萄糖和果糖的混合能被稀酸或酶水解，得到葡萄糖和果糖的混合物，由于蔗糖是右旋，而水解后的产物为左旋，物，由于蔗糖是右旋，

14、而水解后的产物为左旋，故称其为转化糖浆。故称其为转化糖浆。（二）（二） 麦芽糖麦芽糖 两分子葡萄糖通过两分子葡萄糖通过-1.4-1.4糖苷键结合而成糖苷键结合而成由淀粉在由淀粉在-麦芽糖酶作用下水解制得麦芽糖酶作用下水解制得存在于发芽的粮粒、麦芽中，面团发酵和甘薯蒸存在于发芽的粮粒、麦芽中，面团发酵和甘薯蒸烤时也有麦芽糖生成烤时也有麦芽糖生成麦芽糖营养丰富，甜味温和麦芽糖营养丰富，甜味温和 （三）（三） 乳糖乳糖只存在于哺乳动物的乳汁中只存在于哺乳动物的乳汁中，由由1 1分子分子半乳糖半乳糖和和1 1分子葡萄糖通过分子葡萄糖通过-1.4-1.4糖苷糖苷键缩合而成键缩合而成还原糖还原糖乳糖味微甜

15、乳糖味微甜, ,是所有是所有糖中溶解度最小糖中溶解度最小的的可促进人体对钙的吸收可促进人体对钙的吸收某些人体内缺少乳糖酶，易患乳糖不适症某些人体内缺少乳糖酶，易患乳糖不适症是一种色泽和风味的保护剂是一种色泽和风味的保护剂（四）环状糊精（四）环状糊精（Cyclodextrin） 又称沙丁糊精（又称沙丁糊精（Schardinger-dextrin）或环状淀粉，）或环状淀粉，是由是由D-G以以-1,4键连接而成的环状结构，键连接而成的环状结构，含有双亲基团含有双亲基团（P41图图2-7）。）。羟基分布在圆周外侧，亲水性强，内羟基分布在圆周外侧，亲水性强，内穴呈疏水性，是微胶囊化的良好壁材，以穴呈疏水

16、性，是微胶囊化的良好壁材，以-环糊精效环糊精效果最好果最好，用途最广。，用途最广。 由软化芽孢杆菌作用于淀粉而得。由软化芽孢杆菌作用于淀粉而得。 -环糊精的结构环糊精的结构白色结晶性粉末，熔点白色结晶性粉末，熔点360360（稳定）（稳定） 2626，溶解度，溶解度，18.5g/100ml18.5g/100ml 对油脂起乳化作用；防止挥发性对油脂起乳化作用；防止挥发性芳香物质的挥发；保护易氧化和易光解芳香物质的挥发；保护易氧化和易光解物质；保护食品的色、香、味并可除去物质；保护食品的色、香、味并可除去某些苦味和异味某些苦味和异味 。性状及应用性状及应用以以淀淀粉粉为为原原料料生生产产的的低低聚

17、聚糖糖三、三、 功能性低聚糖功能性低聚糖 * * 2121世纪功能性甜味剂世纪功能性甜味剂 棉籽糖、水苏糖、低聚麦芽糖、低聚半乳糖，低棉籽糖、水苏糖、低聚麦芽糖、低聚半乳糖，低聚木糖、低聚乳果糖、甲壳低聚糖等聚木糖、低聚乳果糖、甲壳低聚糖等1 1 保健功能：保健功能： 能促进人体胃肠道的双歧杆菌的繁殖生长；能促进人体胃肠道的双歧杆菌的繁殖生长； 防止龋齿，抑制有害菌的生长；防止龋齿，抑制有害菌的生长；不被人体消化酶水解，是低热量的甜味剂不被人体消化酶水解，是低热量的甜味剂2 2存在：存在：广泛存在于天然植物中，如香蕉、蜂蜜、西红柿、广泛存在于天然植物中，如香蕉、蜂蜜、西红柿、芦笋、大蒜、菊芋、

18、洋葱和麦类中。芦笋、大蒜、菊芋、洋葱和麦类中。 水苏糖水苏糖广泛广泛存在于豆科植物存在于豆科植物中的四糖，中的四糖，属棉子糖属半乳糖苷类的非还原糖。属棉子糖属半乳糖苷类的非还原糖。良好的热稳定性和着色性，可用于耐热食品和良好的热稳定性和着色性，可用于耐热食品和焙烤食品中焙烤食品中低热量、低甜度（仅为蔗糖的低热量、低甜度（仅为蔗糖的22%22%）在体内不消化、不吸收的特点在体内不消化、不吸收的特点可替代蔗糖应用于各种甜品中可替代蔗糖应用于各种甜品中作为一种作为一种-半乳糖苷类物质半乳糖苷类物质对多种慢性炎症对多种慢性炎症有缓解作用有缓解作用 菊糖菊糖从菊芋（洋姜）中提取从菊芋（洋姜）中提取兼有可

19、溶性膳食纤维和低聚糖的双重功能特性兼有可溶性膳食纤维和低聚糖的双重功能特性是良好的双歧杆菌的增殖因子，是良好的双歧杆菌的增殖因子，理想的低热量可溶性膳食纤维；理想的低热量可溶性膳食纤维；具有具有模拟脂肪口感模拟脂肪口感的独特性，是良好的脂肪替代物的独特性，是良好的脂肪替代物成分中聚果糖含量高成分中聚果糖含量高已有已有4040多个国家将其批准列为食品的营养强化剂。多个国家将其批准列为食品的营养强化剂。 甲壳低聚糖甲壳低聚糖是是水溶性氨基葡聚糖水溶性氨基葡聚糖随氨基含量的增加，其氨基特性愈显著随氨基含量的增加，其氨基特性愈显著是用盐酸水解壳聚糖至是用盐酸水解壳聚糖至聚合度聚合度1-71-7的低聚糖

20、类的低聚糖类可降低肝脏和血清中的胆固醇，提高免疫力，增强可降低肝脏和血清中的胆固醇，提高免疫力，增强抗病、抗感染能力；可抗肿瘤抗病、抗感染能力；可抗肿瘤第三节 单糖、低聚糖的理化特性单糖、低聚糖的理化特性( (一一) )、比甜度、比甜度基准物基准物蔗糖蔗糖 在在2020时，时，1010或或1515的蔗糖水溶液的甜度为的蔗糖水溶液的甜度为1.01.0，则，则: :果糖的甜度为果糖的甜度为1.51.5葡萄糖的甜度为葡萄糖的甜度为0.70.7表表1 1 单糖的比甜度单糖的比甜度糖糖 类类 名名 称称 比比 甜甜 度度蔗糖蔗糖 1.001.00D D葡萄糖葡萄糖 0.700.70D D呋喃果糖呋喃果糖

21、 1.501.50D D半乳糖半乳糖 0.270.27D D甘露糖甘露糖 0.590.59D D木糖木糖 0.500.50影响甜味的因素影响甜味的因素分子量分子量分子结构：（分子结构：（吡喃型、呋喃型吡喃型、呋喃型) )分子存在状态：分子存在状态：( (、) )外界因素（外界因素（T T、PHPH、粘度、粘度等）等） 甜味纯正甜味纯正甜感反应快，消失得也迅速甜感反应快，消失得也迅速 与蔗糖相比，果糖的甜味感觉反应快，达到最高甜与蔗糖相比，果糖的甜味感觉反应快，达到最高甜味的速度快，持续时间短味的速度快，持续时间短葡萄糖的甜味感觉反应慢，达到最高甜度的速度也葡萄糖的甜味感觉反应慢，达到最高甜度的

22、速度也慢。慢。 优质甜味剂的条件优质甜味剂的条件（二）、溶解度（二）、溶解度均易溶于水，但溶解度不同均易溶于水，但溶解度不同 果糖果糖 蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 乳糖乳糖20 78.9% 66.6% 46.7% 16.1%20 78.9% 66.6% 46.7% 16.1%50 86.9% 72.0% 70.9% 61.2%50 86.9% 72.0% 70.9% 61.2% 因为葡萄糖溶解度低，浓度高，则析出晶体。所以在淀粉因为葡萄糖溶解度低，浓度高，则析出晶体。所以在淀粉糖浆中，为了防止结晶析出，一般控制葡萄糖含量糖浆中，为了防止结晶析出，一般控制葡萄糖含量果汁、蜜饯、果脯类食品利用糖作保存

23、剂，需要糖具有高溶解果汁、蜜饯、果脯类食品利用糖作保存剂，需要糖具有高溶解度。度。 果糖含量溶解度果糖含量溶解度 所以，果糖含量高的（溶解度大），果葡糖浆其食品保存性好所以，果糖含量高的（溶解度大），果葡糖浆其食品保存性好 （三）渗透压（三）渗透压渗透压随渗透压随，渗，渗，% %同，小，分子数目越同，小，分子数目越多，渗则大。多，渗则大。渗渗nRTnRT/V/V= =wRTwRT/MV/MV单糖的渗透压对于抑制不同的微生物生长是有差别单糖的渗透压对于抑制不同的微生物生长是有差别的。的。蔗糖液可以抑制一般酵母生长。蔗糖液可以抑制一般酵母生长。蔗糖液才能抑制一般细菌生长。蔗糖液才能抑制一般细菌生长

24、。蔗糖液才能抑制一般霉菌生长。蔗糖液才能抑制一般霉菌生长。密饯、果脯是靠糖的渗透压高才具有较好的保存性。密饯、果脯是靠糖的渗透压高才具有较好的保存性。 ( (四四) )结晶性结晶性单糖都具有结晶性，但结晶的难易程度差别很单糖都具有结晶性，但结晶的难易程度差别很大大 蔗糖极易结晶，晶体大蔗糖极易结晶，晶体大葡萄糖易结晶，晶体小葡萄糖易结晶，晶体小果糖、果糖、转化糖、转化糖、转化糖、转化糖、果葡糖浆难结晶果葡糖浆难结晶淀粉糖浆、低聚糖和糊精的混合物不能结晶，淀粉糖浆、低聚糖和糊精的混合物不能结晶，并可防止蔗糖结晶并可防止蔗糖结晶结晶性质的应用结晶性质的应用1 1、冰糖和酒心糖等的生产，就是利用过饱

25、和的蔗、冰糖和酒心糖等的生产，就是利用过饱和的蔗糖溶液在机械振动（搅拌）、温度骤变、晶种存糖溶液在机械振动（搅拌）、温度骤变、晶种存在的情况下蔗糖分子可整齐地排列在一起重新结在的情况下蔗糖分子可整齐地排列在一起重新结晶而成的性质；晶而成的性质；2 2、砂质软糖的生产、砂质软糖的生产3 3、冷饮产品或蜜饯的生产、冷饮产品或蜜饯的生产4 4、硬糖的生产（不能单独只用蔗糖）、硬糖的生产（不能单独只用蔗糖）旧式制造硬糖方法：旧式制造硬糖方法：旧式制造硬糖方法：旧式制造硬糖方法： 加入有机酸，蔗糖加入有机酸，蔗糖加入有机酸，蔗糖加入有机酸，蔗糖转化糖（）以转化糖（）以转化糖（）以转化糖（）以防止蔗糖结晶

26、防止蔗糖结晶防止蔗糖结晶防止蔗糖结晶 新式制造硬糖方法新式制造硬糖方法新式制造硬糖方法新式制造硬糖方法 添加添加添加添加- - - -淀粉糖浆淀粉糖浆淀粉糖浆淀粉糖浆( ( ( (= = = =) ) ) )具有以下优点：具有以下优点：具有以下优点：具有以下优点： . . . .工艺简单工艺简单工艺简单工艺简单, , , ,不含果糖不含果糖不含果糖不含果糖, , , ,保存性好保存性好保存性好保存性好 . . . .含糊精，增强糖果韧性，强度，粘性，不易破含糊精，增强糖果韧性，强度，粘性，不易破含糊精，增强糖果韧性，强度，粘性，不易破含糊精，增强糖果韧性，强度，粘性，不易破裂裂裂裂 3 .3

27、.3 .3 .口感甜爽（淀粉糖浆甜度低口感甜爽（淀粉糖浆甜度低口感甜爽（淀粉糖浆甜度低口感甜爽（淀粉糖浆甜度低) ) ) )（五）冰点降低（五）冰点降低冰点降低与质量摩尔浓度的关系为冰点降低与质量摩尔浓度的关系为tt凝凝=K=K凝凝* *m m tt凝凝( (葡萄糖）葡萄糖） tt凝凝( (蔗糖蔗糖) (M) (M萄萄MM蔗蔗) )淀粉糖浆淀粉糖浆, ,转化程度越大转化程度越大(DE(DE大大),),冰点降低越多。冰点降低越多。冰点相对降低值比较：冰点相对降低值比较：糖糖 M M tt凝凝蔗糖蔗糖 342 1.00342 1.00葡萄糖葡萄糖 180 1.90180 1.90淀粉糖浆淀粉糖浆D

28、E=30 647 0.53DE=30 647 0.53淀粉糖浆淀粉糖浆DE=36 543 0.63DE=36 543 0.63淀粉糖浆淀粉糖浆DE=42 430 0.80DE=42 430 0.80生产雪糕类冰冻食品生产雪糕类冰冻食品, ,使用冰点降低较小的糖使用冰点降低较小的糖液为好液为好( (等浓度等浓度) )tt凝凝( (淀粉糖浆淀粉糖浆+ +蔗糖混合液）蔗糖混合液） tt凝凝( (蔗糖蔗糖) )使用使用DEDE值小的淀粉糖浆效果更好值小的淀粉糖浆效果更好作用：节约电能作用：节约电能; ;促进冰粒细腻、粘稠度高促进冰粒细腻、粘稠度高（糊精多）（糊精多）; ; 甜味低而温和甜味低而温和;

29、;可口性好。可口性好。 ( (六六) )粘度粘度 糖的粘度与糖的种类及温度有关：糖的粘度与糖的种类及温度有关： 粘度：萄、果粘度：萄、果 蔗蔗 单糖单糖 结合能力结合能力结合功能的作用结合功能的作用: :保持颜色；保留风味发挥物保持颜色；保留风味发挥物对喷雾干燥、冷冻干燥等脱水食品，其风味功对喷雾干燥、冷冻干燥等脱水食品，其风味功能结合功能起着重要作用能结合功能起着重要作用（九）其它（九）其它单糖的粘度很低，随温度升高而下降单糖的粘度很低，随温度升高而下降葡萄糖的粘度随温度的升高而增大葡萄糖的粘度随温度的升高而增大调节糖的粘度可改善食品稠度和适口性调节糖的粘度可改善食品稠度和适口性 应用：应用

30、：搅打蛋糕蛋清时，加入熬好的糖浆，就是搅打蛋糕蛋清时，加入熬好的糖浆，就是利用糖浆的粘度来稳定蛋清中的气泡利用糖浆的粘度来稳定蛋清中的气泡单糖溶液具有抗氧化性，可保持食品的风味，颜单糖溶液具有抗氧化性，可保持食品的风味，颜色和维生素色和维生素C C第三节第三节 多糖及其在食品中的应用多糖及其在食品中的应用 多糖（多糖（PolyssacharidesPolyssacharides） 均一多糖（均一多糖（HomopolyssachridesHomopolyssachrides) ) 不均一多糖（不均一多糖（HeteropolyssachridesHeteropolyssachrides）一、淀粉（

31、一、淀粉（Starch）（一）种类与结构（一）种类与结构（P46图图2-12、2-13）直链淀粉（直链淀粉（Amylose）：）：-1.4糖苷键连糖苷键连接。溶于水，难糊化，遇碘呈紫兰色接。溶于水，难糊化，遇碘呈紫兰色支链淀粉（支链淀粉（Amylopetin）：）：主链为主链为-1.4糖苷键，支链为糖苷键，支链为-1.6糖苷键。糖苷键。在热水中膨胀成胶体，遇碘呈紫红色在热水中膨胀成胶体，遇碘呈紫红色 （二）糊化和老化（二）糊化和老化 1、糊化（、糊化（Gelatinization） 生淀粉分子排列紧密（靠氢键），形生淀粉分子排列紧密（靠氢键），形成胶束，彼此间的间隙小，水分子难以渗透成胶束，彼

32、此间的间隙小，水分子难以渗透进去。具有胶束作用的生淀粉称进去。具有胶束作用的生淀粉称-淀粉。淀粉。 淀粉在冷水中搅拌形成悬浮液，加淀粉在冷水中搅拌形成悬浮液，加热到一定温度时，淀粉颗粒吸水膨胀，晶热到一定温度时，淀粉颗粒吸水膨胀，晶体结构消失，悬浮液变成粘稠的糊状液体体结构消失，悬浮液变成粘稠的糊状液体称称淀粉糊淀粉糊。此现象称。此现象称淀粉的糊化淀粉的糊化。处于糊。处于糊化状态下的淀粉称化状态下的淀粉称-淀粉淀粉。 糊化的过程糊化的过程可逆吸水阶段：可逆吸水阶段：水分进入淀粉颗粒的非晶水分进入淀粉颗粒的非晶质部分，体积略有膨胀质部分，体积略有膨胀不可逆吸水阶段：不可逆吸水阶段：随温度升高，水

33、分进入随温度升高，水分进入淀粉颗粒的微晶间隙，不可逆大量吸水，淀粉颗粒的微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶结晶“溶解溶解”完全溶解阶段：完全溶解阶段：淀粉分子全部进入溶液中淀粉分子全部进入溶液中 糊化的机理（本质）糊化的机理（本质） 淀粉颗粒中有序和无序态淀粉分子间的淀粉颗粒中有序和无序态淀粉分子间的氢键断裂氢键断裂，分散在水中成为亲水性胶体。，分散在水中成为亲水性胶体。影响因素影响因素 高浓度糖高浓度糖 脂类脂类 pH 淀粉和蛋白质间相互作用淀粉和蛋白质间相互作用 2、老化或回生、老化或回生（Retrogradation） -淀粉溶液或淀粉糊低温静止下变淀粉溶液或淀粉糊低温静止下变得不透明，最后

34、形成硬性的凝胶块。得不透明，最后形成硬性的凝胶块。老化的机理（本质）老化的机理（本质） 糊化的淀粉分子又自动排列成序，糊化的淀粉分子又自动排列成序，通过氢键结合成束状结构。通过氢键结合成束状结构。影响因素影响因素水量：水量：30%-60%容易老化；容易老化；600C 或或-200C不容易老化不容易老化pH：pH4或偏碱不容易老化或偏碱不容易老化 淀粉种类淀粉种类:直链淀粉多，老化快直链淀粉多，老化快老化的防止老化的防止 糊化的糊化的-淀粉在淀粉在高于高于800C下下迅速除去水分（迅速除去水分（10%）或冷却）或冷却到到00C迅速脱水迅速脱水, 成为固定的成为固定的-淀淀粉。加入水后，因无胶束结

35、构，粉。加入水后，因无胶束结构，水易进入将淀粉分子包围，不需水易进入将淀粉分子包围，不需加热也易糊化。加热也易糊化。 制制备备方方便便食食品品的的原原理理（三）改性（三）改性（Modified） 利用物理的、化学的和生物学方法改变淀利用物理的、化学的和生物学方法改变淀粉的天然性质，增强某些或引进新的特性粉的天然性质，增强某些或引进新的特性 主要有：可溶性淀粉主要有：可溶性淀粉(soluble starch)、酯化淀粉酯化淀粉(esterized starch)、醚化淀粉、醚化淀粉(etherized starch)、氧化淀粉、氧化淀粉(oxidized starch)、交联淀粉、交联淀粉(cr

36、osslinked starch)等等 二、纤维素（二、纤维素（Cellulose）甲基纤维素甲基纤维素（Methyl cellulose, MC）与与羟羟丙基甲基纤维素丙基甲基纤维素（HPMC）：增稠、表面活性、成膜性和增稠、表面活性、成膜性和热凝胶热凝胶（冷却时（冷却时熔化，熔化，5070胶凝）胶凝）。用于油炸食品（阻油，降低脂肪用量）用于油炸食品（阻油，降低脂肪用量） 羧甲基纤维素羧甲基纤维素（Carboxyl methyl cellulose, CMC）：具有良好的持水性和增）：具有良好的持水性和增稠性，有助于保持稠性，有助于保持CO2等等 。三、果胶（三、果胶（Pectin） （一）

37、概述（一）概述 主链是主链是-D-半乳糖醛酸基通过半乳糖醛酸基通过1,4糖苷糖苷键连接而成，由均匀区和毛发区组成键连接而成，由均匀区和毛发区组成（P50图图2-16、2-17）。）。各种果胶之间的各种果胶之间的重要差异在于甲酯含量和酯化程度不同。重要差异在于甲酯含量和酯化程度不同。 (-D-半乳糖醛酸基半乳糖醛酸基)(-L-鼠李半乳糖醛鼠李半乳糖醛酸酸)（二）类型（二）类型高甲氧基果胶高甲氧基果胶（High methoxylpectin，HM）：分子中有）：分子中有50%以上的以上的-COOH被甲被甲酯化，又称糖酯化，又称糖-酸酸-果胶凝胶。果胶凝胶。低甲氧基果胶低甲氧基果胶（Low meth

38、oxylpectin, LM）：）：分子中有分子中有50%以下的以下的-COOH被甲酯化。须被甲酯化。须在在Ca2+存在下才能凝胶。存在下才能凝胶。 HM和和LM果胶也能用于蛋黄果胶也能用于蛋黄酱、番茄、番茄酱、混、混浊型果汁型果汁饮料以料以及冰及冰淇淋等。添加量一般淇淋等。添加量一般1%。 在在pH3.5-4.2能阻止加热时酪蛋白能阻止加热时酪蛋白聚集，适合于巴氏杀菌或高温杀菌的酸奶、酸豆奶以及牛奶聚集，适合于巴氏杀菌或高温杀菌的酸奶、酸豆奶以及牛奶与果汁的混合物。与果汁的混合物。 （三）成熟果实中果胶的变化（三）成熟果实中果胶的变化 原果胶原果胶（未成熟果实，坚硬）在（未成熟果实，坚硬）在

39、PG作用作用下半乳糖醛酸链断裂，形成下半乳糖醛酸链断裂，形成果胶果胶（成熟果实，（成熟果实，软而有弹性），软而有弹性）， 在在PE作用下生成作用下生成果胶酸果胶酸（果（果实过熟、过软、甚至腐烂）。实过熟、过软、甚至腐烂）。 如何保鲜和贮藏水果？如何保鲜和贮藏水果？补充补充：水果贮藏保鲜新法水果贮藏保鲜新法 保鲜纸：保鲜纸：日本日本 微波保鲜：微波保鲜：荷兰荷兰 可食用的水果保鲜剂：可食用的水果保鲜剂：英国英国 新型薄膜保鲜：新型薄膜保鲜：日本日本 加压保鲜：加压保鲜：日本日本补充：水果贮藏保鲜新法补充：水果贮藏保鲜新法 陶瓷保鲜袋：陶瓷保鲜袋：日本日本 微生物保鲜微生物保鲜 减压保鲜：减压保鲜

40、：英、美、德、法英、美、德、法 烃类混合物保鲜：烃类混合物保鲜：英国英国 电子技术保鲜：电子技术保鲜：臭氧或负氧离子臭氧或负氧离子 果胶应用果胶应用 胶凝剂胶凝剂 增稠剂增稠剂 稳定剂稳定剂 乳化剂乳化剂四、黄杆菌胶四、黄杆菌胶 （Xanthan gum） 主链为主链为D-G通过通过-1, 4键连接；侧链为键连接；侧链为三糖即三糖即2个个D-甘露糖以甘露糖以-1, 3糖苷键与主链糖苷键与主链相连；在相连；在C6位上有一个乙酰基，在侧链的位上有一个乙酰基，在侧链的末端约有末端约有1/2的甘露糖基带有丙酮酸缩醛基的甘露糖基带有丙酮酸缩醛基 （P58图图2-29）在食品工业中的应用在食品工业中的应用

41、稳定剂：稳定剂：乳浊液和悬浊液乳浊液和悬浊液增稠剂：增稠剂：具有良好的增粘性能具有良好的增粘性能释放风味：释放风味：典型假塑性流体，不粘口，典型假塑性流体，不粘口，口感细腻，充分释放食品中的风味口感细腻，充分释放食品中的风味粘度受温度影响不大粘度受温度影响不大 第四节第四节 碳水化合物的功能性质碳水化合物的功能性质 亲水功能亲水功能 风味物质前体风味物质前体 风味结合功能风味结合功能 增稠和稳定作用增稠和稳定作用 胶凝作用胶凝作用碳水化合物碳水化合物在食品加工和贮藏中的化学反应在食品加工和贮藏中的化学反应 美拉德反应（美拉德反应（Maillard reaction） 焦糖化反应焦糖化反应 （C

42、aramelization） 水解（水解（hydrolyzation ） 脱水和热降解（脱水和热降解（Dehydration and heat- degradation ）一、美拉德反应（一、美拉德反应（Maillard reaction）1、概念：、概念：食品在加工或贮藏过程中，还原糖食品在加工或贮藏过程中，还原糖和游离氨基酸或蛋白质分子中的氨基酸残和游离氨基酸或蛋白质分子中的氨基酸残基的游离氨基发生的基的游离氨基发生的羰氨反应。羰氨反应。2、条件：、条件：温度（温度（1300C）、水（）、水（12%-18%）Maillard反应过程反应过程 还原糖还原糖+胺胺 葡基胺（无色）葡基胺（无色）

43、 Amadori重排重排 1-氨基氨基-1-脱氧脱氧-D果糖衍生物果糖衍生物 pH55-羟甲基羟甲基-2-呋喃甲醛呋喃甲醛 （HMF） pH5快速聚合，生成深色物质快速聚合，生成深色物质3、反应过程反应过程 初期：初期：F 羰胺缩合羰胺缩合Schiffs baseN-葡萄糖基胺葡萄糖基胺F 分子重排：分子重排：1-氨基氨基-1-脱氧脱氧-2-酮糖酮糖 中期：中期：F HMF形成、形成、还原酮还原酮生成生成、Strecker降解反降解反应应(脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧、脱氨脱氢还原酮易使氨基酸发生脱羧、脱氨反应形成醛类和反应形成醛类和a-氨基酮类）氨基酮类） 末期：末期：F 醇醛缩合醇醛缩合F

44、 聚合反应聚合反应生成生成类黑精类黑精抗氧化和抗诱变抗氧化和抗诱变促进胰岛素分泌促进胰岛素分泌4、对食品品质属性的影响、对食品品质属性的影响有益方面：有益方面：产生许多期望的风味和颜色产生许多期望的风味和颜色 太妃糖、奶糖、面包皮、酱油等太妃糖、奶糖、面包皮、酱油等;产生产生抗氧化性抗氧化性不不 利利 方方 面面 ： 导导致致营营养养损损失失（主主要要是是AA），甚甚至至产产生生有有毒毒和和致致突突变变化化合合物物美拉德反应的抑制美拉德反应的抑制 使用不易褐变的原料使用不易褐变的原料 调节反应中的因素：降低温度、调节反应中的因素：降低温度、pH、 调节调节Aw、氧气、金属离子、氧气、金属离子

45、使用褐变抑制剂：还原剂、氧化剂、使用褐变抑制剂：还原剂、氧化剂、 酶制剂酶制剂 其他方法：吸附剂其他方法：吸附剂补充：补充：美拉德反应研究进展美拉德反应研究进展 新的特征中间体及终产物的分离与鉴新的特征中间体及终产物的分离与鉴 定，定，进一步揭示美拉德反应的机理进一步揭示美拉德反应的机理 如何控制反应条件，使反应香味料生产如何控制反应条件，使反应香味料生产中生成更多特征香味成分及反应香味料稳中生成更多特征香味成分及反应香味料稳定性的影响因素定性的影响因素 补充：补充：美拉德反应研究进展美拉德反应研究进展 反应中褐色色素、致癌杂环含氮化合反应中褐色色素、致癌杂环含氮化合物物 形成的动力学过程研究

46、形成的动力学过程研究 反应产物对慢性糖尿病、心血管疾病反应产物对慢性糖尿病、心血管疾病及癌症等的病理学研究以及其对食品安及癌症等的病理学研究以及其对食品安全性的影响全性的影响 二、焦糖化反应二、焦糖化反应 （Caramelization） 糖和糖浆直接加热，当高于糖和糖浆直接加热，当高于1500C时候，随着糖的分解或脱水形时候，随着糖的分解或脱水形成褐色，即发生焦糖化反应。含两类成褐色，即发生焦糖化反应。含两类深色物质（脱水产物和裂解产物）深色物质（脱水产物和裂解产物）。焦糖和酱色焦糖和酱色醛、酮缩合及聚合物醛、酮缩合及聚合物 产生诱人的色泽产生诱人的色泽 具有独特的风味，可作为食品加工中具有

47、独特的风味，可作为食品加工中各种风味和甜味的增强剂各种风味和甜味的增强剂焦糖化反应的作用焦糖化反应的作用加热温度过高或时间过长，便会加热温度过高或时间过长，便会产生令人厌恶的焦糊气味和苦味产生令人厌恶的焦糊气味和苦味分组讨论并总结：分组讨论并总结：美拉德反应和焦糖化反应有何异同？美拉德反应和焦糖化反应有何异同？三、水解（三、水解（hydrolyzation ） 酶促水解酶促水解 酸碱水解酸碱水解 四、脱水和热降解四、脱水和热降解（Dehydration and heat-degradation ） 脱水：脱水：3-脱氧松脱氧松 HMF 热降解：热降解： -消去反应消去反应转糖苷反应转糖苷反应碳

48、键断裂碳键断裂本章应重点掌握的内容：1.单糖类化合物基本的食品学特性。2.Mailard反应的定义、基本过程、主要反应及本质、影响因素。3.Mailard反应对食品品质及外观属性的影响、目前的研究概括及在食品加工中应该考虑的问题。4.焦糖化反应中反应物的种类、反应条件、主要反应过程及特点。5.低聚糖的苷键类型、主要种类及基本性质。6.多糖类物质的基本性质。7.淀粉分子的基本结构特点。8.淀粉糊化、老化的本质、基本过程及主要的影响因素。思考题思考题1、名词解释、名词解释: 多糖、直链淀粉、支链淀粉、淀粉糊化多糖、直链淀粉、支链淀粉、淀粉糊化与老化、淀粉的改性、均一多糖、非均一多糖。与老化、淀粉的

49、改性、均一多糖、非均一多糖。2、直链淀粉和支链淀粉结构和性质上的差异。、直链淀粉和支链淀粉结构和性质上的差异。3、纤维素衍生物的性质。、纤维素衍生物的性质。4、黄杆菌胶、环状糊精的结构及应用。、黄杆菌胶、环状糊精的结构及应用。5、果胶类型及果实成熟时硬度变化的原因。、果胶类型及果实成熟时硬度变化的原因。6、美拉德反应与焦糖化反应异同及对食品属性影响。、美拉德反应与焦糖化反应异同及对食品属性影响。7、碳水化合物的功能性质、碳水化合物的功能性质 有哪些？有哪些？ 8、碳水化合物在食品加工和贮藏中会发生哪些变化？、碳水化合物在食品加工和贮藏中会发生哪些变化？9、简述、简述HM和和LM果胶的凝胶形成条

50、件和机理。果胶的凝胶形成条件和机理。 测试题测试题一、填空题1.根据组成，可将多糖分为( )和( )。2.根据否含有非糖基团，可将多糖分为( )和( )。3.请写出五种常见的单糖（）、（）、（）、（）、（）。4.请写出五种常见的多糖（）、（）、（）、（）、（）。5.蔗糖、果糖、葡萄糖、乳糖按甜度由高到低的排列顺序是（）、（）、（）、（）。6.小分子糖类具有抗氧化性的本质是（）、（）、（）。8.单糖在碱性条件下易发生（）和（）。9.常见的食品单糖中吸湿性最强的是（）。 10.在蔗糖的转化反应中，溶液的旋光方向是从（）转化到（）。11.直链淀粉由( )通过（）连接而成，它的比较规则的分子形状为（）

51、。 12.直链淀粉与碘反应呈( )色，这是由于（）而引起的。13.淀粉与碘的反应是一个（）过程，它们之间的作用力为（）。14.Mailard反应主要是（）和（）之间的反应。15.由于Mailard反应不需要（），所以将其也称为（）褐变。16.Mailard反应的初期阶段包括两个步骤，即（）和（）。17.Mailard反应的中期阶段形成了一种含氧五员芳香杂环衍生物，其名称是（），结构为（）。18.糖类化合物发生Mailard反应时，五碳糖的反应速度（）六碳糖，在六碳糖中，反应活性最高的是（）。19.胺类化合物发生Mailard反应的活性（）氨基酸，而碱性氨基酸的反应活性（）其它氨基酸。20.淀粉糊化的结果是将（）淀粉变成了（）淀粉。21.淀粉糊化可分作三个阶段，即（）、（）、（）。二、名词解释1、吸湿性2、保湿性3、转化糖4、糊化 5、-淀粉6、-淀粉 7、膨润现象 8、果胶酯化度 9、低甲氧基果胶10、胶束 11、糊化温度三、回答题1.什么是糊化？影响淀粉糊化的因素有那些？2.什么是老化？影响淀粉老化的因素有那些？如何在食品加工中防止淀粉老化？3.简述食品中糖类化合物的类型及主要的生物学作用。4.低聚糖是食品中的重要成分，也是现代食品功能成分研究的重点。试由低聚糖的结构类型，推测其在食品中发挥的作用。