《食品化學》教案

1、食品化學教案第 59次課 10學時一、授課題目第三章 糖類二、教學目的和要求了解單糖、低聚糖的種類和結構掌握多糖的性質(zhì)和功用了解多糖改性技術掌握美拉德反應原理及其在食品加工中的應用。三、教學重點和難點重點：多糖的性質(zhì)和功用多糖改性技術美拉德反應原理難點：多糖改性技術美拉德反應原理四、主要參考資料食品化學，王璋、許時嬰、湯堅 編，中國輕工業(yè)出版社，2007，4；食品化學，劉鄰渭 主編，中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2003，3；食品化學，謝筆鈞 主編，科學出版社，2006，6；五、教學過程教學方法：講授法輔導手段：PPT板書：板書+多媒體教學內(nèi)容：糖的結構糖的性質(zhì)食品中單糖和低聚糖美拉德反應 食品化學教案

2、第 5次課 2學時一、授課題目第一節(jié)、概述第二節(jié)、糖類的結構第三節(jié)、糖類的性質(zhì)二、教學目的和要求了解糖的概念及分類了解食品中常見的糖類理解單糖的不對稱性掌握單糖的結構，糖苷的種類，結構及作用三、教學重點和難點重點：單糖的結構難點：單糖的結構四、主要參考資料食品化學，王璋、許時嬰、湯堅 編，中國輕工業(yè)出版社，2007，4；食品化學，劉鄰渭 主編，中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2003，3；食品化學，謝筆鈞 主編，科學出版社，2006，6；五、教學進程第一節(jié)、概述糖類是自然界分布廣泛，數(shù)量最多的有機化合物，是食品的主要組成成分之一。根據(jù)糖類的化學結構特征，其定義為多羥基醛或酮及其衍生物和縮合物。其主要功能為

3、：供能、提供人們期望的質(zhì)構、好的品質(zhì)、結構及大家喜愛的甜味。一、糖的種類（按組成分類）1、分類單糖：不能被水解的糖，可根據(jù)官能團不同醛糖酮糖寡糖：2-20個單糖縮合而成多糖：大于20個單糖縮合而成的。根據(jù)糖基各類不同分為：同聚多糖、雜聚多糖根據(jù)結構有無支鏈分：直鏈多糖、支鏈多糖根據(jù)功能分為：結構多糖、儲存多糖、抗原多糖2、食品中常見的糖有五碳糖：L阿拉伯糖、D木糖、D核糖、D2脫氧核糖六碳糖：醛糖：D，L半乳糖，D葡萄糖，D甘露糖糖衍生物第二節(jié)、糖的結構一、單糖糖類分子中含有手性碳原子，即不對稱碳原子，它連接4個不同的原子或基團，在空間形成兩種不同的差向異構體，立體構型呈鏡面對稱。單糖的相對分

4、子質(zhì)量較小，一般含56個碳原子，均為D一甘油醛衍生物，單糖可以形成縮酮和縮醛：糖分子的的羰基與糖分子本身的一個醇基反應，形成半縮醛/半縮酮，（分子內(nèi)），進一步形成五元環(huán)（呋喃環(huán)）或六元環(huán)（吡喃環(huán)）。天然存在的糖環(huán)實際并非平面結構，吡喃G具有兩種不同構象，椅式/船式，但大多已糖以椅式存在。糖分子中除G外，任何一個手性碳原子具有不同的構型稱為差向異構，如果在最高編號的手性碳原子上的羰基位于左邊位置，則稱L，天然存在的L不多，食品中有兩種L半乳糖、L拉伯糖，L糖往往具有重要的生化作用。二、糖苷糖在酸性條件下與醇發(fā)生反應，脫水后產(chǎn)品稱糖苷，糖苷中糖部分稱糖基，非糖部分稱為配基。1、可以形成糖苷的配基有

5、：醇基、硫醇、胺等。2、糖苷種類（天然）：糖基主要來源于核苷酸生物。3、作用：生理功能，使食品具有苦味和其它甜味和顏色，（類黃酮苷）注。使配基由不溶溶于水，便于運輸。強泡沫形成劑及穩(wěn)定劑（皂角苷）強心劑：毛地黃苷。注：當配基甲基時，會產(chǎn)生微弱及極強的苦味，澀味。4、舉例：氧糖苷：O糖苷：中性，堿性穩(wěn)定。H易水解，糖苷酶也可水解。氮糖苷：N糖苷：穩(wěn)定性差，易水解（導致Mailard反應），也有特例，egN葡基酰胺，N嘾呤/嘧碇，風味增效劑。硫糖苷：S糖苷：芥子和辣根中存在。硫葡糖苷。分子內(nèi)氧糖苷：形成氧糖苷時，如果D供體基團是同一分子中的羰基，即形成分子內(nèi)糖苷。熱D葡糖1.6脫水BD吡喃G（苦味

6、）。H20在焙烤/加熱糖或糖漿至高沒溫即會發(fā)生：生氰糖苷（O糖苷）：在自然界分布廣泛，尤其在杏，木薯，高果，竹中。如苦杏仁苷，體內(nèi)HSO4蜀黍苷HGN硫氰酸鹽，解毒。E版書設計第二章 糖類第一節(jié)、概述1、 糖類概念(5min)2、 糖的分類(5min) 單糖 寡糖 2-20 多糖 20自然界常見單糖(15min) 第二節(jié)、糖類的結構1、 單糖結構(15min) 開鏈結構 D-，L-縮醛/縮酮結構-，-2、糖苷(10min) 定義 種類作用 疑難字詞 六、作業(yè)1、糖的分類？2、可以形成糖苷的配基有哪些？七、課后記食品化學教案第 6次課 2學時一、授課題目第二節(jié)、糖類的結構第三節(jié)、糖類的性質(zhì)二、教

7、學目的和要求了解低聚糖的結構，掌握其構象了解低聚糖的結構，掌握其構象及特性掌握多糖的結構特征三、教學重點和難點重點：低聚糖及多糖的結構及構象多糖的空間結構難點：低聚糖及多糖的構象四、主要參考資料食品化學，王璋、許時嬰、湯堅 編，中國輕工業(yè)出版社，2007，4；食品化學，劉鄰渭 主編，中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2003，3；食品化學，謝筆鈞 主編，科學出版社，2006，6；五、教學進程三、低聚糖（2-20個糖單位以糖苷鍵結合構成糖類）。核苷酸的糖基衍生物縮合而成。1、天然低聚糖來源多糖水解（E作用下）同聚糖，雜聚糖。2、自然界中常見的糖：雙糖和三糖還原糖，非還原糖習慣命名3、命名系統(tǒng)命名4、空間構象維

8、系：氫鍵，水溶液中的構象結晶時構象非水溶液中構象纖維二糖1C3OH糖殘基環(huán)上O同前乳糖：1 C3OH糖殘基環(huán)上O同前麥芽糖：1G殘基CH2OHC2C3羥基，形成氫鍵。C3OHFC1OHG C2OH蔗糖：2個FC6OHGO環(huán)狀糊精（7個G）5、常見種類低聚糖存在于多種天然食物中，尤其以植物類食物較多。此多，在牛奶，蜂蜜和昆蟲類中也含有。食品加式中最常用的低聚糖有：蔗糖、麥芽糖、乳糖和環(huán)狀糊精。具有特殊功能的低聚糖：低聚果糖，低聚木糖、甲殼低聚糖、低聚魔芋葡苷露糖特性：對堿較穩(wěn)定，易被酸水解，水解后旋光度發(fā)生改變，-糖苷裂解，旋光度降低，-糖苷裂解，旋光度增大。四、多糖超過20個單糖的聚合稱為多糖

9、，單糖的個數(shù)稱為聚合度（DP）。DP支），所帶（同一種）帶電不帶電，假塑性流體凈電荷和溶液的構象觸變流體線性多糖黏度取決于多糖聚合度，伸展程度和剛性，溶劑后形狀和柔順性有半。支鏈多糖：分子之間碰撞頻率低，黏度遠低于同DP線性多糖。僅帶一種電荷的線性多糖，靜電排斥，使分子伸展，阻止分子間締合。高黏度。多糖相對分子質(zhì)量越大表現(xiàn)出現(xiàn)出假塑性越大假塑性小，有黏性。假塑性大，口感不黏。3、 膠凝（作用力）氫鍵，疏水相互作用，范德華引力，離子橋接，纏結/其價健，與水分子締合。凝膠兼有固體和液體特征，無完全流動性，也無明顯剛性。是一種能保持一定形狀，可顯著抵抗外界應力作用，肯有黏性液體某些特性的黏彈性半固體

10、。其強度取決于聯(lián)結區(qū)結構強度，適當控制聯(lián)結區(qū)長度可形成多種不同硬度和穩(wěn)定性的凝膠，交鏈分子和雜聚糖不能形成凝膠，有增稠，穩(wěn)定作用，帶電荷基因分子，也形不成凝膠。4、 水解在E或酸催化下，低聚糖和多糖糖苷鍵易水解，且黏度降低。水解與多糖結構，PH、時間、T、E活力影響。應用：生產(chǎn)中漿：方法，酸轉化法、H、1401600C、1520min 、調(diào)PH4SS酸酶轉化法、酸處理、E處理酶酶轉化法 第三節(jié)、糖的性質(zhì)一、鏈狀糖類反應 還原性糖在溶液中以多種形式存在，且有變旋現(xiàn)象（酸/堿作用下） 大多數(shù)糖苷對堿穩(wěn)定，酚類/酮糖苷，烯醇與羰基共糖苷及配基能發(fā)生-消去反應的糖苷在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定，發(fā)生明顯降解。 酸

11、/OH濃度過高，糖發(fā)生烯醇化。原因：OH作用，糖，環(huán)鏈。PH34，大多數(shù)還原糖穩(wěn)定。Ca(OH)2吡啶，鋁酸鈉，硼酸，三乙胺。二、氧化反應Br2醛糖醛糖酸（PH3，產(chǎn)率最高），吡喃G易發(fā)生。 中性，堿性，緩沖液DG1.5（支）內(nèi)酯：溫和酸化劑，作焙烤食品發(fā)酵劑。三、還原反應EH化山梨糖醇，甘露糖醇，代替蔗糖單糖糖醇作軟化劑，保濕劑，結晶抑制劑，改善復水性。硼氫化鈉電解四、酯化/醚化反應糖分子中OH有機/無機酸酯。蔗糖脂肪酸脂：乳化劑。OH堿OH醚。羰甲基纖維素鈉/羰丙基淀粉。五、脫水和熱降解（OH/H催化）H2O（HMF）戊糖脫水2呋喃醛。已糖5-羰甲基2呋喃醛其他H2O2-羰2酸呋喃酮糖異麥

12、芽相酚H2O戊糖2-呋喃醛醛糖已糖5-羰甲基-2-酸呋喃醛熱降解：碳碳不斷裂發(fā)生正異構化2/DG2/平衡醛酮糖異構化分子內(nèi)/分子間脫水（形成糖苷鍵）碳碳斷裂：揮發(fā)性轉糖苷性酸：醛、酮、二酮、醇、芳香族化合物、CO、CO2版書設計第二節(jié)、糖類的結構3、多糖特性 溶解性(5min) 黏度與穩(wěn)定性(5min) 膠凝作用(5min) 水解后多糖變化(5min) 第三節(jié) 糖類的性質(zhì)一、鏈狀糖的性質(zhì)(10min)二、氧化反應(5min)三、還原反應(5min)四、酯化/醚化反應(5min)五、脫水和熱降解(5min) 疑難字詞 六、作業(yè)1、多糖的特性及其應用？七、課后記食品化學教案第 8次課 2學時一、授

13、課題目第三節(jié)、糖類的性質(zhì)第四節(jié)、單糖和低聚糖的功能二、教學目的和要求掌握美拉德反應機理，影響因素，控制方法理解單糖和低聚糖的功能了解單糖和低聚糖在食品工業(yè)中的應用三、教學重點和難點重點：美拉德反應機理影響美拉德反應速率因素，防止美拉德反應發(fā)生措施難點：美拉德反應機理四、主要參考資料食品化學，王璋、許時嬰、湯堅 編，中國輕工業(yè)出版社，2007，4；食品化學，劉鄰渭 主編，中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2003，3；食品化學，謝筆鈞 主編，科學出版社，2006，6；五、教學進程六、非酶褐變1、焦糖化作用H、鹽（少量）異頭移位（左旋） 風味糖/糖漿環(huán)大小改變（雙鍵形成）聚合、吸光色澤加熱糖苷鍵形成/斷裂 鹽的

14、種類：銨鹽NH4HSO3耐酸焦糖色素，pH 0.2-4.5，可樂飲料 銨離子NH4+帶正電荷膠體粒子，pH 4.2-4.8，焙烤食品不加焙烤略帶負電荷粒子，pH 3- 4，啤酒、酒精飲料2、美拉德反應1) 反應物：氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、還原糖、少量水2) 生成物：可溶或不可溶的高聚物3) 反應歷程反應初期：還原糖+胺葡基胺（無色溶液，還原力強）HMF（五羥甲基二呋喃醛）黃色 -二羰基化合物色素4) 后果：必需AA損失5) 影響因素糖的種類和含量 D-木糖L-阿拉伯糖己糖二糖 D-FruD-Glc-NH2含量和種類 -NH2在-位或在末端，比-位易褐變T升高，易褐變pH pH 6 褐變程度微弱（氨

15、基質(zhì)子化，阻止葡基胺的形成） pH = 7.89.2 （偏堿性），褐變速率最快中等水分含量 褐變?yōu)檠趸€原反應，中等水分含量褐變最快（30%） 保持低水分，Aw 0.2，褐變最慢金屬離子Cu2+與Fe3+促進褐變Ca2+抑制，Na+無影響糖的結構 鏈式糖（游離羰基）發(fā)生褐變6) 防止褐變措施原料選擇：選AA、還原糖含量少的品種，用蔗糖。保持低水分含量：干制品密封、用干燥劑降低pH：加酸降低溫度除去一種作用物：熱水燙漂，去除可溶性固形物，減少還原糖含量。加入葡萄糖轉化酶，除去糖。色素形成早期加入還原劑（亞硫酸鹽），鈣處理第四節(jié)、單糖和低聚糖的功能一、親水功能1、原因：大量OH靠H鍵與水分子相互作

16、用，使糖及其聚合物發(fā)生溶劑化或增溶作用。2、特點:糖的結構影響結合水的速度和數(shù)量。 例：D-果糖 D-葡萄糖 蔗糖 = 麥芽糖 乳糖不純的糖或糖漿比純糖吸濕快，低聚糖吸濕更明顯。 例：結晶糖不吸濕，不易潮解。飴糖、玉米糖漿中的麥芽低聚糖。保濕性作用：糖結合水的能力（稱為保濕性）和控制食品的水分活度是碳水化合物最重要的功能性質(zhì)之一。在食品中的應用：限制水進入食品例：糖霜，防止結塊，需采用吸水能力弱的糖，如：乳糖或麥芽糖控制食品水分損失 例：糖果蜜餞、焙烤食品為防止水分損失，則添加吸濕性較強的糖，如：玉米糖漿、高果糖玉米糖漿、轉化糖、糖醇。二、風味結合功能1、在食品脫水過程中，對于保持食品的色澤和

17、揮發(fā)性風味成分起重要作用 糖-水風味劑 糖-風味劑水 2、雙糖、低聚糖是有效的風味結合劑。例如：環(huán)狀糊精 3、多糖是很好的風味固定劑。 阿拉伯樹膠可在風味物周圍形成一層厚膜，阻止其吸潮、蒸發(fā)、氧化。 阿拉伯樹膠明膠混合物用于微膠囊技術。三、褐變產(chǎn)物及風味褐變風味產(chǎn)物：麥芽酚、乙基麥芽酚、異麥芽酚。具有特征的焦糖氣味，作為甜味增強劑。產(chǎn)生揮發(fā)性香味成分：吡啶、吡嗪、咪唑等。參加反應的 不同AA產(chǎn)生不同香味 例： Val + 葡萄糖奶油香氣四、甜味食品果實的甜味主要取決于蔗糖、果糖、葡萄糖含量。甜度是一個相對值，以蔗糖甜度為1或100比較 Fru Suc Glc Mal Gal 結晶更甜糖醇可作甜

18、味劑版書設計第三節(jié) 糖類的性質(zhì)六、非酶促褐變1、焦糖化作用(10min)2、美拉德反應(5min)反應物 生成物 反應歷程 后果影響因素 第四節(jié)、單糖和低聚糖的功能一、親水功能(10min)二、風味結合功能(10min)三、改變色澤及風味(10min)四、甜味(5min)疑難字詞 六、作業(yè)1、影響Maillard反應的主要因素？對食品品質(zhì)的影響？如何抑制不期望的Maillard反應？2、單糖和低聚糖在食品中有哪些功能？七、課后記食品化學教案第 9次課 2學時一、授課題目第五節(jié)、食品中的多糖二、教學目的和要求了解食品中常見的多糖及其應用掌握淀粉糊化，老化原理及其影響因素掌握果膠形成的凝膠類型及形

19、成原理和條件了解多糖改性技術三、教學重點和難點重點：多糖的性質(zhì)和功用淀粉糊化和老化果膠形成的凝膠類型及形成原理和條件難點：淀粉糊化和老化多糖改性技術四、主要參考資料食品化學，王璋、許時嬰、湯堅 編，中國輕工業(yè)出版社，2007，4；食品化學，劉鄰渭 主編，中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2003，3；食品化學，謝筆鈞 主編，科學出版社，2006，6；五、教學進程一、淀粉1. 淀粉粒特性以顆粒狀態(tài)存在：圓形、橢圓、多角形偏光十字，雙折射現(xiàn)象半結晶結構，結晶區(qū)、無定形區(qū)交替成層狀支鏈和支鏈形成螺旋結構，再締合成束狀。直鏈淀粉在溶液中以雙螺旋形式存在，能截留脂肪酸、烴類物質(zhì)，成為包含復合物。直鏈淀粉結構 a-D-

20、Glc以a-1,4糖苷鍵連接成線性聚合物。存在少量a -1,6糖苷鍵分支，占0.3-0.5%。相對分子質(zhì)量約為106，甚至更大 分子內(nèi)的氫鍵作用成右手螺旋構象，每個螺旋含有6個Glc殘基，內(nèi)H 外-OH。 25%直鏈淀粉支鏈淀粉結構 C鏈為主鏈，由 a -1,4連接 具有平行排列的雙螺旋分支而成簇狀，是淀粉粒的主要結晶部分。 大多數(shù)淀粉中含約75%的支鏈淀粉。 馬鈴薯淀粉在O-6和O-3位有-P，略帶負電，水中加熱形成非常粘的透明溶液，不易老化2. 糊化完整的淀粉粒不溶于水，但能可逆的吸水、略微溶脹。T升高，分子運動加劇，分子間氫鍵斷裂，所以有更多位點與水分子氫鍵締合。水的滲入使淀粉分子結構混

21、亂，結晶區(qū)的數(shù)目減少，淀粉發(fā)生不可逆溶脹。1) 糊化：支鏈淀粉由于水合作用出現(xiàn)無規(guī)卷曲，淀粉分子的有序結構受到破壞，成為無序狀態(tài)，雙折射和結晶結構完全消失，此過程稱為糊化。糊化點（糊化初始溫度）雙折射開始消失的溫度糊化末端溫度雙折射完全消失的溫度糊化應用：即食型方便食品2) 影響淀粉的糊化的因素結構與含量：支鏈淀粉易糊化；直鏈淀粉含量越高，淀粉越難以糊化。溫度/Aw ：T /Aw越高，糊化程度越大。糖：高濃度糖降低糊化速率、黏度和凝膠強度。雙糖單糖水分結合力強，降低Aw，與淀粉爭奪結合水，阻止淀粉糊化。鹽：高濃度鹽降低糊化速率，低濃度無影響（土豆除外）。 脂類：降低糊化速率。與直鏈淀粉形成配合

22、物，包合在淀粉螺旋環(huán)中，不易從環(huán)中滲出，并阻止水滲入淀粉粒。酸：pH4-7，對糊化影響??；pH10，溶脹速率增大；在低PH值時，淀粉水解為糊精，黏度下降，故糊化使用交聯(lián)淀粉。3. 老化定義：淀粉糊冷卻或儲藏時，淀粉分子通過氫鍵相互作用再締合產(chǎn)生沉淀或不溶解的現(xiàn)象。 實質(zhì)：分子再結晶過程。舉例：面包陳化、米湯黏度下降，產(chǎn)生白色沉淀 。一般直鏈淀粉易老化，直鏈淀粉愈多，老化愈快。支鏈淀粉老化需要很長時間。影響淀粉老化的因素：溫度：2-4易老化；60或-20不老化。含水量：30-60%易老化結構：直鏈淀粉易老化。均勻性，老化。共存物：低聚糖、糖醇、大分子親水性多糖、Pro等阻止淀粉分子締合，奪取凝膠

23、中的水，防止老化。表面活性劑、極性脂類抑制老化。改性淀粉抑制老化（引入親水性強基團提高淀粉親和力，降低糊化溫度）。淀粉的來源，淀粉老化趨勢: 馬鈴薯玉米50%LM 低甲氧基果膠：DE50%原果膠：高度甲酯化的果膠物質(zhì)果膠酸：不含甲酯基3、HM果膠膠凝機理條件：高糖濃度 58% 75%，低pH 2.8 3.5，果膠1%機理：a. pH足夠低時，羧酸鹽轉化為-COOH，不能離解，因此分子不再帶電，分子間斥力，水合程度，有利于分子間締合形成三維網(wǎng)絡結構。 b.糖與分子鏈競爭水，溶劑化程度大大下降，有助于鏈間形成氫鍵和凝膠。4、LM果膠膠凝機理條件：在二價陽離子（Ca2+） 存在條件下形成凝膠。機理：COO與Ca2作用形成蛋盒模型。影響因素: 與T、pH、離子強度、 Ca2+濃度有關。五、瓜爾豆膠和角豆膠來源：豆的胚乳結構：半乳甘露聚糖 主鏈-1,4-D-吡喃甘露糖(Mannose) 支鏈-1,6-D-吡喃半乳糖(Galactose)瓜爾豆膠：M : G = 1.6，粘度最高，主要作為增稠劑，可與明膠，CMC，卡拉膠，黃原膠復配。刺槐豆膠： M : G = 3.5，支鏈少，粘度低于瓜爾膠。具有