Ch3碳水化合物

1、2021-12-25第三章第三章 碳水化合物碳水化合物江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程第一節(jié)第一節(jié) 食品中的碳水化合物食品中的碳水化合物碳水化合物的重要性碳水化合物的重要性涉及多個方面，包含具有多種特性的化合物涉及多個方面，包含具有多種特性的化合物l 具有高粘度、凝膠能力、穩(wěn)定作用的多糖具有高粘度、凝膠能力、穩(wěn)定作用的多糖l 作為甜味料、保藏劑的單糖和雙糖作為甜味料、保藏劑的單糖和雙糖l 具有能與其他食品組分發(fā)生反應(yīng)的單糖等具有能與其他食品組分發(fā)生反應(yīng)的單糖等 占所有陸生植物和海藻干重的占所有陸生植物和海藻干重的3/4， 占人類攝入量的占人類攝入量的80%。江南大學(xué)江南大學(xué)食品

2、化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程 Definition Polyhydroxy aldehyde, ketones and their derivatives C6 (H2O)6, C12 (H2O)11, C18 (H2O)16, Cx (H2O)yFunctionsStorage material for carbon and energy能量的主要來源能量的主要來源提供期望的質(zhì)構(gòu)、口感、甜味提供期望的質(zhì)構(gòu)、口感、甜味江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程The most abundant organic moleculesInitial source of ALL FOODProv

3、ideEnergy (4.5 Cal/g)CarbonFiberSignificant contribution to the properties of foods 江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程SweetnessPrecursors of aroma compoundsPrecursors of colored compoundsProvide textureCelluloseStarchPectinBuild viscosity at low concentrationStarchGumsCellulose fragments江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品

4、課程碳水化合物：單糖、低聚糖、多糖（纖維素）碳水化合物：單糖、低聚糖、多糖（纖維素）食品中的碳水化合物：食品中的碳水化合物： 淀粉、糖（淀粉、糖（D-D-葡萄糖、葡萄糖、D-D-果糖、乳糖、蔗糖等）果糖、乳糖、蔗糖等） 水果、蜂蜜單糖含量較高水果、蜂蜜單糖含量較高 蔬菜中單糖含量很少蔬菜中單糖含量很少 谷類中以淀粉為主谷類中以淀粉為主江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程水水 果果D-葡萄糖葡萄糖D-果糖果糖蔗蔗 糖糖水水 果果D-葡萄糖葡萄糖D-果糖果糖蔗蔗 糖糖蘋蘋 果果葡葡 萄萄桃桃 子子1.176.860.916.047.841.183.782.266.92生生 梨梨櫻櫻 桃

5、桃草草 莓莓0.956.492.096.777.382.401.610.221.03蔬蔬 菜菜D-葡萄糖葡萄糖D-果糖果糖蔗蔗 糖糖蔬蔬 菜菜D-葡萄糖葡萄糖D-果糖果糖蔗蔗 糖糖甜甜 菜菜花椰菜花椰菜胡蘿卜胡蘿卜黃黃 瓜瓜萵萵 苣苣0.180.730.850.870.070.160.670.850.860.166.110.424.240.060.07洋洋 蔥蔥菠菠 菜菜甜玉米甜玉米甘甘 薯薯番番 茄茄2.070.090.340.331.121.090.040.310.301.340.890.063.033.370.01水果中的游離糖水果中的游離糖單位：單位：% %，以新鮮蔬菜計，水分，以新鮮

6、蔬菜計，水分85-90%85-90%蔬菜中的游離糖蔬菜中的游離糖單位：單位：% %，以新鮮水果計，水分，以新鮮水果計，水分85-90%85-90%江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程天然食品糖和淀粉的轉(zhuǎn)化天然食品糖和淀粉的轉(zhuǎn)化 甜玉米甜玉米的甜度，和采摘時間和保存時間有關(guān)，的甜度，和采摘時間和保存時間有關(guān)， 成熟前采摘，蔗糖含量高；成熟前采摘，蔗糖含量高； 成熟時或存放后，蔗糖轉(zhuǎn)化為淀粉，失去甜味，成熟時或存放后，蔗糖轉(zhuǎn)化為淀粉，失去甜味，質(zhì)構(gòu)變硬變老。質(zhì)構(gòu)變硬變老。 水果水果，成熟前采摘，成熟前采摘， 貯藏期間，酶促反應(yīng)使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵兪?、變貯藏期間，酶促反應(yīng)使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，?/p>

7、熟、變甜。甜。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程第二節(jié)第二節(jié) 單單 糖糖單糖單糖（monosaccharidesmonosaccharides):):不能水解為更小單位不能水解為更小單位的醛糖或酮糖，如葡萄糖，果糖的醛糖或酮糖，如葡萄糖，果糖單糖的物理性質(zhì)單糖的物理性質(zhì)1 1、旋光性、旋光性一切糖類都有不對稱碳原子，都有旋光性。許多單糖在水一切糖類都有不對稱碳原子，都有旋光性。許多單糖在水溶液中存在變旋現(xiàn)象溶液中存在變旋現(xiàn)象2 2、甜度、甜度以蔗糖的甜度為標(biāo)準(zhǔn)以蔗糖的甜度為標(biāo)準(zhǔn)3 3、溶解度、溶解度糖含有多個羥基，水溶性好，不溶于有機溶劑糖含有多個羥基，水溶性好，不溶于有機溶劑江

8、南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程一、結(jié)一、結(jié) 構(gòu)構(gòu)手性碳原子手性碳原子：連接：連接4 4個不同的原子或功能基團的不對個不同的原子或功能基團的不對稱碳原子。在空間存在兩種不同構(gòu)型，呈稱碳原子。在空間存在兩種不同構(gòu)型，呈鏡面對稱鏡面對稱。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程Mirror Image of GlucoseCOHCOHHCHOHCOHHCOHHCH2OHCOHCHOHCOHHCHOHCHOHCH2OHD-glucoseL-glucose江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體n除除C1外，任何一個手性碳具有不同的構(gòu)型外，任何一個手性

9、碳具有不同的構(gòu)型n每個手性碳原子具有鏡面像，因此這些原每個手性碳原子具有鏡面像，因此這些原子具有子具有2n排列排列n六碳糖能形成六碳糖能形成16種不同的含有醛基端的差種不同的含有醛基端的差向異構(gòu)體，向異構(gòu)體，8種屬于種屬于 D-系列，系列，8種屬于種屬于L-系系列列江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：丙醛糖，：丙醛糖，1 1個；丁醛糖，個；丁醛糖，2 2個；戊醛糖，個；戊醛糖，3 3個；個；己醛糖，己醛糖，4 4個。相應(yīng)的對映異構(gòu)體分別有個。相應(yīng)的對映異構(gòu)體分別有2 2，4 4，8 8，1616個。個。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程D-gly

10、ceraldehyde (Hydroxy group at the highest numbered asymmetric carbon atom is written to the right): D-D-甘油醛甘油醛 CH2OHCHOCHHOL-glyceraldehyde (Hydroxy group at the highest numbered asymmetric carbon atom is written to the left): L-L-甘油醛甘油醛 CH2OHOHCHOCHD-D-與與L-L-構(gòu)型：構(gòu)型：以醛基的以醛基的C C為為C1C1，最高編號（葡萄糖，最高編號（葡萄

11、糖，C5C5位）的手性位）的手性C C上的羥基在左邊位置的為上的羥基在左邊位置的為L-L-構(gòu)型構(gòu)型江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程環(huán)氧式結(jié)構(gòu)環(huán)氧式結(jié)構(gòu) 葡萄糖葡萄糖5 5位上的羥基與位上的羥基與1 1位的醛基作用形成一個半位的醛基作用形成一個半縮醛結(jié)構(gòu)，原來醛基的縮醛結(jié)構(gòu)，原來醛基的C1C1也變成一個也變成一個新的手性中心新的手性中心 因此產(chǎn)生兩個異構(gòu)體：因此產(chǎn)生兩個異構(gòu)體： 、 ，彼此的關(guān)系是非對，彼此的關(guān)系是非對映異構(gòu)體映異構(gòu)體D-D-葡萄糖環(huán)狀形成葡萄糖環(huán)狀形成江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程端基差向異構(gòu)體：端基差向異構(gòu)體：只有只有C1C1的構(gòu)型彼此成為對

12、映關(guān)系，的構(gòu)型彼此成為對映關(guān)系，分子中其它原子的構(gòu)型都相同。分子中其它原子的構(gòu)型都相同。 、 互為互為“異頭物異頭物” - -構(gòu)型：構(gòu)型： C-1C-1的的OHOH與與C-5C-5的的CHCH2 2OHOH不在環(huán)的同一邊不在環(huán)的同一邊 - -構(gòu)型：構(gòu)型： C-1C-1的的OHOH與與C-5C-5的的CHCH2 2OHOH在環(huán)的同一邊在環(huán)的同一邊江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程OOHOHOHOHCH2OHHHHHHOHHHHHOHOHOHOHCH2OHCHCOHHCHOHCOHHCHCH2OHOOHCHCHOHCOHHCHOHCHCH2OHOHO -D-glucose -L-gl

13、ucose環(huán)式結(jié)構(gòu)環(huán)式結(jié)構(gòu)：D-D-型，型，C5C5的的CHCH2 2OHOH寫在上面；寫在上面；L-L-型，寫在下面型，寫在下面江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程天然存在的糖并非平面結(jié)構(gòu)，天然存在的糖并非平面結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定的六員環(huán)是椅式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的六員環(huán)是椅式結(jié)構(gòu)天然存在的天然存在的L-L-糖很少糖很少食品中只有食品中只有L-L-阿拉伯糖和阿拉伯糖和L-L-半乳糖半乳糖椅式吡喃環(huán)椅式吡喃環(huán)江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程吡喃糖吡喃糖：具有六元雜環(huán)的糖：具有六元雜環(huán)的糖呋喃糖呋喃糖：具有五元雜環(huán)的糖：具有五元雜環(huán)的糖 -D-D-呋喃果糖呋喃果糖江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食

14、品化學(xué)精品課程精品課程變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象 當(dāng)當(dāng) -D-D-葡萄糖溶于水時，新制的溶液比旋光度葡萄糖溶于水時，新制的溶液比旋光度 D D為為+112+1120 0，放置后，放置后 D D一直下降到一直下降到+52.7+52.70 0時不再改變。時不再改變。 當(dāng)當(dāng) -D-D-葡萄糖葡萄糖 溶于水時，新制的溶液比旋光度溶于水時，新制的溶液比旋光度 D D為為+18.7+18.70 0，放置后，放置后 D D上升到上升到+52.7+52.70 0時不再改變。時不再改變。原因原因： 環(huán)式單糖在水溶液中發(fā)生異頭物之間的相互轉(zhuǎn)化，形環(huán)式單糖在水溶液中發(fā)生異頭物之間的相互轉(zhuǎn)化，形成了具有開環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)及七

15、元環(huán)等不同異構(gòu)體的成了具有開環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)及七元環(huán)等不同異構(gòu)體的混合物，達(dá)到動態(tài)平衡，平衡液的比旋光度為混合物，達(dá)到動態(tài)平衡，平衡液的比旋光度為+52.7+52.70 0 。 端基異構(gòu)之間的互變是通過開環(huán)中間體實現(xiàn)的端基異構(gòu)之間的互變是通過開環(huán)中間體實現(xiàn)的。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程晶體中晶體中 環(huán)狀結(jié)構(gòu)為主環(huán)狀結(jié)構(gòu)為主中性水溶液中中性水溶液中 環(huán)式環(huán)式開環(huán)式互變開環(huán)式互變 吡喃型為主吡喃型為主 -D-D-葡萄糖葡萄糖 65%65% -D-D-葡萄糖葡萄糖 35%35%(0.5%)(35%)(65%)(0.5%)葡萄糖環(huán)式與開環(huán)式結(jié)構(gòu)的互變葡萄糖環(huán)式與開環(huán)式結(jié)構(gòu)的互變

16、江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程Review？CH2OHOHOHOHOHCHOCH2OHOHOHOHOHHOGlu in chain structureGlu in ring structureGlu in ring structureOOHOHOHOHCH2OH江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程D-果糖果糖n商業(yè)上最重要的酮糖商業(yè)上最重要的酮糖江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程 - D - Fructofuranose - D - Fructofuranose OHOOHCH2OHHOCH2OH OHOOHHOCH2CH2OHOH OOHCH2OH

17、HOHOHOHCH2OHCHOHCOHCHH COHOOHCH2OHCHH C OHC HHHOHCOHCH2OHOCC C6 6的的OHOH和和C C2 2的羰基形成半縮醛的羰基形成半縮醛, ,形成吡喃果糖形成吡喃果糖果糖形成糖苷時一般是五環(huán)的呋喃式果糖形成糖苷時一般是五環(huán)的呋喃式Fructose Naturally-occurring free form江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程果糖也發(fā)生變旋現(xiàn)象果糖也發(fā)生變旋現(xiàn)象江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程定義定義 糖在酸性條件下與醇發(fā)生反應(yīng)，失去水后形成的產(chǎn)品糖在酸性條件下與醇發(fā)生反應(yīng)，失去水后形成的產(chǎn)品被稱為

18、被稱為糖苷（糖苷（O-糖苷）糖苷），糖苷一般含有呋喃或吡喃糖環(huán)。，糖苷一般含有呋喃或吡喃糖環(huán)。糖苷配基（糖苷配基（R）：）：糖苷的母體醇基糖苷的母體醇基為了提高糖苷的產(chǎn)量，必須除去反應(yīng)中的水分為了提高糖苷的產(chǎn)量，必須除去反應(yīng)中的水分（減小產(chǎn)物抑制、防止水解）（減小產(chǎn)物抑制、防止水解）半半縮醛縮醛二、糖二、糖 苷苷江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程O-糖苷的水解糖苷的水解糖苷廣泛存在于動、植物體，性質(zhì)比較穩(wěn)定，糖苷廣泛存在于動、植物體，性質(zhì)比較穩(wěn)定，沒沒有變旋現(xiàn)象有變旋現(xiàn)象。O-糖苷在中性和堿性條件下穩(wěn)定。糖苷在中性和堿性條件下穩(wěn)定。與稀酸共熱，或糖苷酶（與稀酸共熱，或糖苷酶（Gl

19、ycosidase，如果膠酶、，如果膠酶、淀粉酶）可以水解糖苷。淀粉酶）可以水解糖苷。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程糖苷的作用糖苷的作用n糖苷的形成能糖苷的形成能提高不溶性配糖基提高不溶性配糖基的的水溶性程度水溶性程度n天然糖苷天然糖苷生理功能生理功能q類黃酮糖苷類黃酮糖苷苦味、其他風(fēng)味、顏色苦味、其他風(fēng)味、顏色 R大于甲基，一般顯示澀味和苦味大于甲基，一般顯示澀味和苦味q毛地黃苷毛地黃苷強心劑強心劑q甜菊苷甜菊苷甜味劑甜味劑q皂角苷皂角苷起泡劑、穩(wěn)定劑起泡劑、穩(wěn)定劑江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程N-糖苷糖苷糖的半縮醛與氨基反應(yīng)，失水形成的產(chǎn)物糖的半縮醛與氨

20、基反應(yīng)，失水形成的產(chǎn)物一般不如一般不如O-糖苷穩(wěn)定糖苷穩(wěn)定（1）水溶液中容易水解）水溶液中容易水解（2）通過一系列復(fù)雜的反應(yīng)而分解，導(dǎo)致）通過一系列復(fù)雜的反應(yīng)而分解，導(dǎo)致Maillared褐變褐變相當(dāng)穩(wěn)定的相當(dāng)穩(wěn)定的N-糖苷：糖苷：N-葡基酰胺、部分葡基酰胺、部分N-葡基嘌呤、葡基嘌呤、N-葡基嘧啶葡基嘧啶如肌苷、黃苷和烏苷的如肌苷、黃苷和烏苷的5-單磷酸鹽，風(fēng)味增效劑單磷酸鹽，風(fēng)味增效劑江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程R R：肌苷（肌苷（H H）、）、黃苷（黃苷（OHOH）和鳥苷（和鳥苷（NHNH2 2）5-5-單磷酸鹽單磷酸鹽江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程

21、S-糖苷糖苷：硫葡萄糖苷：硫葡萄糖苷 糖的半縮醛與糖的半縮醛與硫醇硫醇RSH反應(yīng)，失水形成的產(chǎn)物反應(yīng)，失水形成的產(chǎn)物 這類化合物具有某些特殊風(fēng)味這類化合物具有某些特殊風(fēng)味l 芥末的強烈刺激芥末的強烈刺激 硫葡萄糖苷被芥末中天然存在的硫葡萄糖苷酶分解為硫葡萄糖苷被芥末中天然存在的硫葡萄糖苷酶分解為異硫異硫氰酸丙酯（芥子油）氰酸丙酯（芥子油），刺激鼻腔和嗅細(xì)胞。，刺激鼻腔和嗅細(xì)胞。CH3-（CH2）2-N=C=S 蘿卜的主要辣味成分也主要是異硫氰酸丙酯蘿卜的主要辣味成分也主要是異硫氰酸丙酯l 雪菜（雪里蕻）：麻辣味與刺鼻感雪菜（雪里蕻）：麻辣味與刺鼻感 黑芥子硫苷酸鉀被芥子酶水解為揮發(fā)性的黑芥子硫

22、苷酸鉀被芥子酶水解為揮發(fā)性的異硫酸烯丙酯異硫酸烯丙酯CH2=CH-CH2-N=C=S）江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程硫葡萄糖苷的酶分解硫葡萄糖苷的酶分解江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程分子內(nèi)糖苷分子內(nèi)糖苷 O-供體基團是同一分子中的羥基供體基團是同一分子中的羥基1，6-脫水脫水- -D-葡萄糖葡萄糖具有苦味，生產(chǎn)中盡量控制具有苦味，生產(chǎn)中盡量控制江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程苦杏仁中毒苦杏仁中毒苦杏仁苷由苦杏仁苷由 -葡萄糖與苦杏仁腈縮合而成，在消化道中葡萄糖與苦杏仁腈縮合而成，在消化道中可被水解而放出可被水解而放出HCN酸。酸。生氰糖苷生氰

23、糖苷杏仁、杏仁、木薯木薯 、高粱、竹、菜豆、高粱、竹、菜豆降解時產(chǎn)生降解時產(chǎn)生HCN酸的糖苷，必須蒸煮后充分洗滌除去氰酸的糖苷，必須蒸煮后充分洗滌除去氰化物后才能食用?；锖蟛拍苁秤谩＝洗髮W(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程三、單糖反應(yīng)（羥基和羰基參與的反應(yīng)）三、單糖反應(yīng)（羥基和羰基參與的反應(yīng)）（一）（一） 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下可被葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下可被氧化氧化成成內(nèi)酯內(nèi)酯，葡萄糖酸葡萄糖酸內(nèi)酯內(nèi)酯進(jìn)一步進(jìn)一步水解水解生成生成D-葡萄糖酸葡萄糖酸江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程D-葡萄糖葡萄糖-內(nèi)酯（內(nèi)酯（GDL）nD-葡萄糖葡萄糖

24、-1,5內(nèi)酯內(nèi)酯n在室溫下的水中完全水解需要在室溫下的水中完全水解需要3小時，小時，pH隨之下降隨之下降n溫和的酸化劑，適用于肉制品與乳制品，特別在焙烤食品中溫和的酸化劑，適用于肉制品與乳制品，特別在焙烤食品中可以作為預(yù)膨松產(chǎn)品膨松劑的一個組分可以作為預(yù)膨松產(chǎn)品膨松劑的一個組分江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程葡萄糖的測定葡萄糖的測定n葡萄糖氧化酶法葡萄糖氧化酶法q測定消耗的氧氣（量壓法）或生成的測定消耗的氧氣（量壓法）或生成的H2O2（過氧化酶處（過氧化酶處理），換算成葡萄糖含量理），換算成葡萄糖含量n費林法費林法q費林試劑費林試劑Cu()的堿性溶液，將的堿性溶液，將醛糖醛糖氧

25、化成氧化成醛糖酸醛糖酸，而，而Cu在此過程中還原成一價，生成磚紅色在此過程中還原成一價，生成磚紅色Cu2O沉淀沉淀RHOROHOOCu(II) Cu(I) 江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程雙鍵加氫稱為氫化雙鍵加氫稱為氫化D-D-葡萄糖的葡萄糖的羰基羰基在一定壓力下與催化劑鎳存在下加氫在一定壓力下與催化劑鎳存在下加氫還原成羥基，得到還原成羥基，得到D-D-葡萄糖醇，又稱為山梨醇葡萄糖醇，又稱為山梨醇山梨醇山梨醇保濕劑保濕劑甜度是蔗糖的甜度是蔗糖的50%50%（二）還原反應(yīng)（二）還原反應(yīng)江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程D-D-甘露糖或甘露糖或D-D-果糖經(jīng)氫化可得到

26、甘露糖醇果糖經(jīng)氫化可得到甘露糖醇江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程氫化產(chǎn)品氫化產(chǎn)品糖醇糖醇n山梨醇山梨醇 廣泛分布于植物界，但存在的量一般很少。甜度為蔗糖的廣泛分布于植物界，但存在的量一般很少。甜度為蔗糖的50，一般用作保濕劑。一般用作保濕劑。nD-甘露糖醇甘露糖醇 不是保濕劑，非常容易結(jié)晶，微溶，可以作為糖果的包衣。不是保濕劑，非常容易結(jié)晶，微溶，可以作為糖果的包衣。甜度為蔗糖的甜度為蔗糖的65，被用于不含糖的巧克力、咬嚼的薄荷糖、止咳糖，被用于不含糖的巧克力、咬嚼的薄荷糖、止咳糖以及硬糖和軟糖等。以及硬糖和軟糖等。n木糖醇木糖醇 由由D-木糖氫化得到，其結(jié)晶溶解時具有吸熱效應(yīng)

27、，因此有清涼木糖氫化得到，其結(jié)晶溶解時具有吸熱效應(yīng)，因此有清涼感。甜度為蔗糖的感。甜度為蔗糖的70，木糖醇代替蔗糖使用時，可以減少齲齒的發(fā)，木糖醇代替蔗糖使用時，可以減少齲齒的發(fā)生，它不能被口腔中的微生物代謝生成牙斑。生，它不能被口腔中的微生物代謝生成牙斑。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程（三）酯化與醚化（三）酯化與醚化n糖中糖中羥基羥基與有機酸和無機酸相互作用生成酯與有機酸和無機酸相互作用生成酯q天然多糖中的酯天然多糖中的酯：醋酸酯等羧酸酯，如：醋酸酯等羧酸酯，如：磷酸酯基磷酸酯基（馬鈴薯淀粉），（馬鈴薯淀粉），硫酸酯基硫酸酯基（卡拉膠）（卡拉膠）q蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯是

28、一種很好的乳化劑是一種很好的乳化劑n糖中的糖中的羥基羥基還可形成醚還可形成醚q多糖醚化后可以改善其功能性質(zhì)，如多糖醚化后可以改善其功能性質(zhì)，如纖維素羥丙基纖維素羥丙基醚、淀粉羥丙基醚醚、淀粉羥丙基醚，在食品中有多種用途，在食品中有多種用途江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程特殊類型的醚特殊類型的醚紅藻多糖（瓊脂膠、紅藻多糖（瓊脂膠、k k- -卡拉膠、卡拉膠、l l - -卡拉膠中卡拉膠中D-D-半乳糖基的半乳糖基的C3C3與與C6C6間形成內(nèi)醚。間形成內(nèi)醚。3 3，6-6-脫水環(huán)形成分子內(nèi)醚脫水環(huán)形成分子內(nèi)醚江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n食品的褐變食品的褐變q

29、氧化反應(yīng)（酶促褐變）氧化反應(yīng)（酶促褐變） q非氧化反應(yīng)（非酶促褐變）非氧化反應(yīng)（非酶促褐變）n酶促褐變酶促褐變q氧與酚類物質(zhì)在多酚氧化酶催化作用下發(fā)生的反應(yīng)氧與酚類物質(zhì)在多酚氧化酶催化作用下發(fā)生的反應(yīng)q蘋果、梨、馬鈴薯或甜薯切片時的褐變蘋果、梨、馬鈴薯或甜薯切片時的褐變n非酶褐變非酶褐變q焦糖化反應(yīng)焦糖化反應(yīng)q Maillard反應(yīng)反應(yīng)（四）非酶褐變（四）非酶褐變(Non -enzymatic Browning Reactions) 江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程nMaillard反應(yīng)還沒有確切的定義反應(yīng)還沒有確切的定義n 一般指食品在油炸、焙烤、烘焙等加工或貯藏一般指食品在

30、油炸、焙烤、烘焙等加工或貯藏過程中，過程中，還原糖還原糖（主要是葡萄糖）與（主要是葡萄糖）與游離氨基游離氨基酸酸或蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的或蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的游離氨基游離氨基發(fā)生發(fā)生的的羰氨反應(yīng)羰氨反應(yīng)。nMaillard褐變所需的反應(yīng)物至少包括含有褐變所需的反應(yīng)物至少包括含有氨基氨基化合物化合物（一般是蛋白質(zhì)和氨基酸），（一般是蛋白質(zhì)和氨基酸），還原糖還原糖和和一些水一些水。1. 美拉德反應(yīng)美拉德反應(yīng) (Maillard reaction)n反應(yīng)過程反應(yīng)過程（1）當(dāng)還原糖（主要是葡萄糖）與氨基酸、蛋白質(zhì)或其）當(dāng)還原糖（主要是葡萄糖）與氨基酸、蛋白質(zhì)或其他含氮化合物一起共熱時，還原糖與胺

31、反應(yīng)形成葡基他含氮化合物一起共熱時，還原糖與胺反應(yīng)形成葡基胺（溶液無色），葡基胺經(jīng)胺（溶液無色），葡基胺經(jīng)Amadori重排，得到重排，得到1-氨基氨基-1-脫氧脫氧-D-果糖衍生物。果糖衍生物。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程(2)Amadori(2)Amadori重排產(chǎn)物經(jīng)過重排產(chǎn)物經(jīng)過中間物中間物3-3-脫氧脫氧- -醛糖醛糖轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?-5-羥甲基羥甲基-2-2-呋喃甲醛呋喃甲醛(HMF)(HMF)，最終生成深色物質(zhì)。最終生成深色物質(zhì)。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程Maillard 反應(yīng)最適條件反應(yīng)最適條件Maillard本人對糖結(jié)構(gòu)的影響作了研究，

32、褐變程度為本人對糖結(jié)構(gòu)的影響作了研究，褐變程度為nD-木糖木糖 L-阿拉伯糖阿拉伯糖 己糖己糖 二糖二糖nD-果糖醛糖（酮糖在褐變中遵循不同的機制）果糖醛糖（酮糖在褐變中遵循不同的機制）npH 7.89.2， pH 6褐變程度很低。褐變程度很低。n中等水分含量中等水分含量n金屬離子，金屬離子，Cu與與Fe, Fe(III) Fe(II)江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程抑制抑制Maillard反應(yīng)：反應(yīng)：n降低水分含量（降低水分含量（Aw=0.20.3）n流體食品：稀釋、降低流體食品：稀釋、降低pH、降低溫度或除去一、降低溫度或除去一些作用物（一般除去糖）些作用物（一般除去糖）n

33、如：加工干蛋制品，干燥前加入如：加工干蛋制品，干燥前加入D-葡萄糖氧化葡萄糖氧化酶，氧化葡萄糖，減少褐變酶，氧化葡萄糖，減少褐變江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程 食品加工過程中，在早期色素未形成前食品加工過程中，在早期色素未形成前加入還原加入還原劑二氧化硫或亞硫酸鹽有脫色效果劑二氧化硫或亞硫酸鹽有脫色效果；在；在MaillardMaillard反應(yīng)反應(yīng)最后階段加入亞硫酸鹽則沒有作用。最后階段加入亞硫酸鹽則沒有作用。 亞硫酸鹽與醛或脂肪族甲基酮的羰基加成反應(yīng)生亞硫酸鹽與醛或脂肪族甲基酮的羰基加成反應(yīng)生成成 - -羥基磺酸鈉。羥基磺酸鈉。亞硫酸鹽作用后可以通過酸化轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸蛭龀?/p>

34、亞硫酸鹽作用后可以通過酸化轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸蛭龀鼋洗髮W(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程Maillard 反應(yīng)的有利和不利面反應(yīng)的有利和不利面有利有利 Maillard褐變產(chǎn)品，如醬油、面包皮褐變產(chǎn)品，如醬油、面包皮 產(chǎn)生風(fēng)味，如牛奶巧克力風(fēng)味產(chǎn)生風(fēng)味，如牛奶巧克力風(fēng)味、乳脂糖、太妃糖、奶乳脂糖、太妃糖、奶糖風(fēng)味等糖風(fēng)味等不利不利 從營養(yǎng)角度看，損失了氨基酸，特別是從營養(yǎng)角度看，損失了氨基酸，特別是L-賴氨酸。賴賴氨酸。賴氨酸的氨酸的 -NH2，精氨酸的胍基（精氨酸的胍基（=NH），），組氨酸的咪唑組氨酸的咪唑基即使存在于蛋白質(zhì)分子中也能參與基即使存在于蛋白質(zhì)分子中也能參與Maillard

35、反應(yīng)反應(yīng)江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程2、焦糖化反應(yīng)（、焦糖化反應(yīng)（Caramelization ） 直接加熱碳水化合物，特別是糖和糖漿，會直接加熱碳水化合物，特別是糖和糖漿，會產(chǎn)生一組被稱為產(chǎn)生一組被稱為“焦糖化焦糖化”的復(fù)雜的反應(yīng)：的復(fù)雜的反應(yīng)： （1）熱解反應(yīng)引起糖分子脫水，雙鍵引入糖環(huán)，）熱解反應(yīng)引起糖分子脫水，雙鍵引入糖環(huán)，產(chǎn)生不飽和環(huán)中間產(chǎn)物，如呋喃；產(chǎn)生不飽和環(huán)中間產(chǎn)物，如呋喃； （2）共軛雙鍵吸收光，產(chǎn)生顏色。不飽和環(huán)發(fā)生）共軛雙鍵吸收光，產(chǎn)生顏色。不飽和環(huán)發(fā)生聚合，生成具有顏色的聚合物。聚合，生成具有顏色的聚合物。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品

36、課程 蔗糖通常被用來制造焦糖色素和風(fēng)味物，用于食蔗糖通常被用來制造焦糖色素和風(fēng)味物，用于食品、糖果和飲料。焦糖化溫度品、糖果和飲料。焦糖化溫度200三種類型：三種類型： 1. 耐酸焦糖色素耐酸焦糖色素，它是由亞硫酸氫銨催化產(chǎn)生。，它是由亞硫酸氫銨催化產(chǎn)生。用于可樂飲料、酸性飲料、調(diào)味料等，生產(chǎn)量最大，用于可樂飲料、酸性飲料、調(diào)味料等，生產(chǎn)量最大，pH 24.5； 2.焙烤食品用色素焙烤食品用色素，生產(chǎn)方法是加熱含銨離子的蔗，生產(chǎn)方法是加熱含銨離子的蔗糖溶液，糖溶液，pH 4.24.8 ； 3. 啤酒、含醇飲料用焦糖色素啤酒、含醇飲料用焦糖色素，蔗糖經(jīng)直接熱解，蔗糖經(jīng)直接熱解而產(chǎn)生的焦糖色素，而

37、產(chǎn)生的焦糖色素， pH 34。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程蔗糖加熱產(chǎn)生的香氣為環(huán)戊烯類蔗糖加熱產(chǎn)生的香氣為環(huán)戊烯類是各種風(fēng)味與甜味的增強劑是各種風(fēng)味與甜味的增強劑如：如：1-1-甲基甲基-2-2-羥基羥基-3-3-酮基酮基- -環(huán)戊烯環(huán)戊烯麥芽糖、乳糖形成麥芽糖、乳糖形成麥芽酚和異麥芽酚麥芽酚和異麥芽酚面包風(fēng)味面包風(fēng)味焦糖化產(chǎn)物的風(fēng)味焦糖化產(chǎn)物的風(fēng)味江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程第三節(jié)第三節(jié) 低聚糖（低聚糖（Oligosaccharides）n由由220個糖單位通過糖苷鍵個糖單位通過糖苷鍵(glycosidic bonds)連接連接的碳水化合物稱為低聚糖，

38、超過的碳水化合物稱為低聚糖，超過20個糖單位則稱為個糖單位則稱為多糖。多糖。n天然存在的低聚糖很少，大多數(shù)低聚糖是由多糖水天然存在的低聚糖很少，大多數(shù)低聚糖是由多糖水解而成的。解而成的。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程一、食品中重要的低聚糖一、食品中重要的低聚糖（Main Oligosaccharides in Foods)n淀粉水解得到的二糖，淀粉水解得到的二糖，還原糖還原糖n溫和的甜味劑溫和的甜味劑n商品麥芽糖生產(chǎn)商品麥芽糖生產(chǎn)：Bacillus細(xì)菌細(xì)菌 -淀粉酶水解淀粉淀粉酶水解淀粉1. 麥芽糖麥芽糖(maltose) -D-D-葡萄糖葡萄糖 （1 14 4） -D-D-

39、葡萄糖葡萄糖 江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程2. 乳糖乳糖（lactose)n牛奶中的牛奶中的還原二糖還原二糖n發(fā)酵制品中乳糖很少，乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗岚l(fā)酵制品中乳糖很少，乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗醤乳糖具有刺激小腸吸附和持留鈣的能力乳糖具有刺激小腸吸附和持留鈣的能力n乳糖可以促進(jìn)嬰兒腸道雙歧桿菌的生長乳糖可以促進(jìn)嬰兒腸道雙歧桿菌的生長 -D-D-葡萄糖葡萄糖 （1 14 4） -D-D-半乳糖半乳糖江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程乳糖不耐癥：腹瀉乳糖不耐癥：腹瀉n腸腔的液體和血漿保持等滲透壓腸腔的液體和血漿保持等滲透壓n低聚糖小分子具有滲透性，攝入后，必須增加腸液低聚糖小分子

40、具有滲透性，攝入后，必須增加腸液含量以保持等滲性含量以保持等滲性n如果攝入的乳糖不能消化可以很快引起泡沫性水瀉如果攝入的乳糖不能消化可以很快引起泡沫性水瀉n克服乳糖酶缺乏癥的方法克服乳糖酶缺乏癥的方法 - 發(fā)酵法除去乳糖，如制成酸奶發(fā)酵法除去乳糖，如制成酸奶 - 外加乳糖酶，減少牛奶中的乳糖外加乳糖酶，減少牛奶中的乳糖江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程3. 蔗糖（蔗糖（sucrose)n -D-吡喃葡萄糖與吡喃葡萄糖與 -D-呋喃果糖呋喃果糖通過通過 ， （12）糖苷鍵頭頭）糖苷鍵頭頭連接連接n非還原糖非還原糖n高濃度糖溶液對微生物有抑制高濃度糖溶液對微生物有抑制效應(yīng)，蔗糖大規(guī)模

41、用于果脯、效應(yīng)，蔗糖大規(guī)模用于果脯、果醬的生產(chǎn)果醬的生產(chǎn)江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n 單糖、二糖及其他低分子量的低聚糖具有大單糖、二糖及其他低分子量的低聚糖具有大的吸濕性，能形成高度濃縮的高滲透壓溶液的吸濕性，能形成高度濃縮的高滲透壓溶液n 碳水化合物具有碳水化合物具有冷凍保護劑冷凍保護劑的功能，溶液中的功能，溶液中部分水不能結(jié)冰，液相固化為玻璃態(tài)，可防部分水不能結(jié)冰，液相固化為玻璃態(tài)，可防止脫水與冷凍造成的結(jié)構(gòu)與質(zhì)構(gòu)的破壞止脫水與冷凍造成的結(jié)構(gòu)與質(zhì)構(gòu)的破壞三糖三糖：麥芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖（低聚果糖）：麥芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖（低聚果糖）聚合度聚合度4 4101

42、0的低聚糖的低聚糖：麥芽低聚糖、甘露低聚糖、：麥芽低聚糖、甘露低聚糖、 低聚木糖低聚木糖江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n功能性食品（功能性食品（Functional Foods)q西方國家西方國家 低脂、低熱、低膽固醇、低鹽、低糖及高纖維食品低脂、低熱、低膽固醇、低鹽、低糖及高纖維食品q日本日本 功能食品因子功能食品因子 低聚糖和短肽低聚糖和短肽 n功能性低聚糖功能性低聚糖q低聚果糖、乳果聚糖、低聚異麥芽糖、低聚木糖、低聚氨基葡低聚果糖、乳果聚糖、低聚異麥芽糖、低聚木糖、低聚氨基葡萄糖等萄糖等n功能性低聚糖的主要功能功能性低聚糖的主要功能q增殖雙歧桿菌增殖雙歧桿菌q維護腸道健

43、康維護腸道健康二、具有特殊功能的低聚糖二、具有特殊功能的低聚糖（ Functional Oligosaccharides )江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程低聚果糖低聚果糖（Fructo-oligosaccharides）n 蔗果三糖、四糖、蔗果三糖、四糖、 五糖的混合物五糖的混合物n 分子式：分子式： G-F-Fn, n=13n 利用微生物或植物利用微生物或植物中的中的果糖轉(zhuǎn)移酶果糖轉(zhuǎn)移酶作用，作用，果糖與蔗糖通過果糖與蔗糖通過 -2,1 糖苷鍵結(jié)合糖苷鍵結(jié)合江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程低聚木糖低聚木糖 （Xylo-oligosaccharides）n木糖

44、、木二糖、木三糖及少量更大的木聚糖木糖、木二糖、木三糖及少量更大的木聚糖n主要有效成分：主要有效成分：木二糖木二糖n兩個木糖以兩個木糖以 -1,4糖苷鍵相連糖苷鍵相連江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n低聚木糖的性質(zhì)和功能低聚木糖的性質(zhì)和功能q較高的耐熱和耐酸性能，在較高的耐熱和耐酸性能，在pH2.28.0的范圍內(nèi)穩(wěn)定，的范圍內(nèi)穩(wěn)定，1000加熱加熱1小時，幾乎不分解小時，幾乎不分解q不消化但可發(fā)酵的糖，雙歧桿菌有效的增殖因子，增不消化但可發(fā)酵的糖，雙歧桿菌有效的增殖因子，增殖所需用量最小的低聚糖殖所需用量最小的低聚糖q粘度低粘度低q代謝不依賴胰島素，糖尿病患者的甜食劑代謝不依賴

45、胰島素，糖尿病患者的甜食劑q抗齲齒抗齲齒n生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法q 玉米芯、棉子殼、蔗糖渣等植物原料中提取木聚糖玉米芯、棉子殼、蔗糖渣等植物原料中提取木聚糖 q 木聚糖的酶法水解，木聚糖的酶法水解，內(nèi)切木聚糖酶（絲狀真菌）內(nèi)切木聚糖酶（絲狀真菌） 防防止止 -1,4木糖苷酶水解木二糖為木糖木糖苷酶水解木二糖為木糖江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程甲殼低聚糖甲殼低聚糖 n由由N-乙酰乙酰-D-氨基葡萄糖或氨基葡萄糖或D-氨基葡萄糖通過氨基葡萄糖通過-1,4糖苷糖苷鍵連接起來的低聚合度鍵連接起來的低聚合度水溶性氨基葡萄糖水溶性氨基葡萄糖n獨特性質(zhì)獨特性質(zhì)：分子中有游離氨基分子中有游離氨基，

46、隨著含量增加，氨基特，隨著含量增加，氨基特性更顯著，在酸性溶液中易成鹽，性更顯著，在酸性溶液中易成鹽，陽離子陽離子獨特的功獨特的功能性質(zhì)、生物學(xué)特性能性質(zhì)、生物學(xué)特性江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n甲殼低聚糖的生理活性甲殼低聚糖的生理活性q降低肝臟和血清中的膽固醇降低肝臟和血清中的膽固醇q提高機體的免疫功能，增強抗病和抗感染能力提高機體的免疫功能，增強抗病和抗感染能力q具有強的抗腫瘤作用，聚合度具有強的抗腫瘤作用，聚合度57的甲殼低聚糖直接攻擊腫瘤的甲殼低聚糖直接攻擊腫瘤細(xì)胞，抑制其生長和轉(zhuǎn)移細(xì)胞，抑制其生長和轉(zhuǎn)移q雙歧桿菌的增殖因子雙歧桿菌的增殖因子q升高乳糖酶活性，防止胃

47、潰瘍、消化性潰瘍和胃酸過多癥升高乳糖酶活性，防止胃潰瘍、消化性潰瘍和胃酸過多癥n生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法q殼聚糖鹽酸水解，中和、脫鹽、脫色，得到殼聚糖鹽酸水解，中和、脫鹽、脫色，得到17聚合度的糖聚合度的糖q殼聚糖酶水解殼聚糖，分離純化殼聚糖酶水解殼聚糖，分離純化江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程三、環(huán)狀低聚糖三、環(huán)狀低聚糖(Cyclodextrins)環(huán)糊精環(huán)糊精 -， -， -環(huán)狀糊精，分別由環(huán)狀糊精，分別由6，7，8個個D-1,4葡萄糖葡萄糖吡喃單位以吡喃單位以 -1,4糖苷鍵糖苷鍵連接而成連接而成江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n上端是上端是D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄

48、糖C2和和C3上的兩個羥基，不能上的兩個羥基，不能自由旋轉(zhuǎn)自由旋轉(zhuǎn)n下端是下端是C5上的羥甲基，能自由旋轉(zhuǎn)上的羥甲基，能自由旋轉(zhuǎn)nC3和和C5上的上的H和糖苷鍵的和糖苷鍵的O伸向內(nèi)側(cè)伸向內(nèi)側(cè)上端大，下端小上端大，下端小江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程環(huán)形、中間有孔穴的圓柱結(jié)構(gòu)環(huán)形、中間有孔穴的圓柱結(jié)構(gòu)外親水（葡萄糖外親水（葡萄糖C6C6的伯醇羥基）的伯醇羥基）內(nèi)疏水（內(nèi)疏水（C CH H鍵和環(huán)氧）鍵和環(huán)氧）作為作為微膠囊壁材微膠囊壁材，包理脂溶性物質(zhì)，包理脂溶性物質(zhì)風(fēng)味物、香精油、風(fēng)味物、香精油、膽固醇膽固醇等。等。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程第四節(jié)第四節(jié)

49、多糖多糖(polysaccharides)n多糖：超過多糖：超過20個單糖個單糖(monosaccharide)的聚合物的聚合物n聚合度聚合度DP (degree of polymerization)：單糖的個數(shù)：單糖的個數(shù)n大多數(shù)多糖的大多數(shù)多糖的DP 為為2003000n纖維素的纖維素的DP最大，達(dá)最大，達(dá)7000-15000n均一多糖均一多糖(homoglycans) ：由相同的單糖組成，如由相同的單糖組成，如淀粉、淀粉、纖維素，纖維素， 均由均由D-吡喃葡萄糖組成吡喃葡萄糖組成n非均一多糖（非均一多糖（heteroglycan）或雜多糖）或雜多糖 ：由兩種（二由兩種（二雜多糖）或多種（

50、三雜多糖、四雜多糖等）不同的單糖雜多糖）或多種（三雜多糖、四雜多糖等）不同的單糖組成，如組成，如海藻酸鈉、木聚糖、瓜爾豆膠和刺槐豆膠海藻酸鈉、木聚糖、瓜爾豆膠和刺槐豆膠江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程一、多糖的溶解性（一、多糖的溶解性（Solubility)n親水性強親水性強多羥基，環(huán)氧原子、糖苷氧原子都可以多羥基，環(huán)氧原子、糖苷氧原子都可以形成氫鍵形成氫鍵n結(jié)合水結(jié)合水（塑化水）：與多糖的羥基通過氫鍵結(jié)合的水，（塑化水）：與多糖的羥基通過氫鍵結(jié)合的水，不結(jié)冰，多糖溶劑化，運動受阻但可以快速交換，凝不結(jié)冰，多糖溶劑化，運動受阻但可以快速交換，凝膠中比例很小膠中比例很小n不會顯著

51、降低冰點，提供不會顯著降低冰點，提供冷凍穩(wěn)定性冷凍穩(wěn)定性n凍藏溫度下不破壞食品的結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)，提高凍藏溫度下不破壞食品的結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)，提高貯藏穩(wěn)定貯藏穩(wěn)定性性，大部分多糖不結(jié)晶，易于水合和溶解，大部分多糖不結(jié)晶，易于水合和溶解n親水膠體親水膠體：食品使用的水溶性多糖或改性多糖：食品使用的水溶性多糖或改性多糖江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程SolubilitynStrong interaction with water = solubilitynStrong, extended interaction with polymer = insolubilitynLocal, limite

52、d interaction with polymer = gelation江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程二、多糖溶液的粘度與穩(wěn)定性二、多糖溶液的粘度與穩(wěn)定性（Viscosity and Stability）n多糖（親水膠體或膠）主要具有多糖（親水膠體或膠）主要具有增稠增稠和和膠凝膠凝功能功能n此外，還控制流體食品與飲料的此外，還控制流體食品與飲料的流動性質(zhì)流動性質(zhì)與與質(zhì)構(gòu)質(zhì)構(gòu)以及改變半固體食品的以及改變半固體食品的變形性變形性等等n在食品產(chǎn)品中，一般使用在食品產(chǎn)品中，一般使用0.25%0.5濃度的膠，濃度的膠，即能產(chǎn)生極大粘度，甚至形成凝膠即能產(chǎn)生極大粘度，甚至形成凝膠江南大

53、學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程 高聚物溶液的粘度和分子的高聚物溶液的粘度和分子的大小大小、形狀形狀及其在及其在溶劑中的溶劑中的構(gòu)象構(gòu)象（conformation)有關(guān)有關(guān) 一般多糖分子在溶液中呈無序的無規(guī)則線團一般多糖分子在溶液中呈無序的無規(guī)則線團江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n線性線性分子，旋轉(zhuǎn)時占有空間大，高粘度分子，旋轉(zhuǎn)時占有空間大，高粘度n支鏈支鏈分子，占有體積小，低粘度分子，占有體積小，低粘度n帶電帶電多糖，同種電荷，靜電斥力使鏈伸展，體積增大，多糖，同種電荷，靜電斥力使鏈伸展，體積增大，粘度增高粘度增高江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程不

54、帶電直鏈均勻多糖不帶電直鏈均勻多糖締合和部分結(jié)晶締合和部分結(jié)晶 機理：機理：多糖分子鏈段相互碰撞形成分子間多糖分子鏈段相互碰撞形成分子間鍵，產(chǎn)生締合，在重力作用下沉淀或形成鍵，產(chǎn)生締合，在重力作用下沉淀或形成部分結(jié)晶。部分結(jié)晶。例如：例如：淀粉的老化，面包等烘焙食品冷卻淀粉的老化，面包等烘焙食品冷卻時的變硬。時的變硬。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程帶電的直鏈多糖帶電的直鏈多糖形成穩(wěn)定的溶液形成穩(wěn)定的溶液 機理：機理：靜電斥力使粘度升高。靜電斥力使粘度升高。 例如：例如：海澡酸鈉、黃原膠、卡拉膠等具有海澡酸鈉、黃原膠、卡拉膠等具有帶電基團，形成穩(wěn)定的高粘度溶液。帶電基團，形成穩(wěn)

55、定的高粘度溶液。 任何使溶解的直鏈分子更為伸展的因素都任何使溶解的直鏈分子更為伸展的因素都能引起粘度的增加。能引起粘度的增加。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程 卡拉膠分子中帶負(fù)電的硫酸半酯基在所有的實用卡拉膠分子中帶負(fù)電的硫酸半酯基在所有的實用pHpH范圍內(nèi)保持電離，因此在很低的范圍內(nèi)保持電離，因此在很低的pHpH也不會沉淀。也不會沉淀。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程多糖溶液的兩種常見流動性質(zhì)多糖溶液的兩種常見流動性質(zhì) 親水膠體溶液的流動性質(zhì)同水合分子的大小、形親水膠體溶液的流動性質(zhì)同水合分子的大小、形狀、柔順性（構(gòu)象可調(diào)性）、所帶電荷的多少有關(guān)。狀、柔順性（

56、構(gòu)象可調(diào)性）、所帶電荷的多少有關(guān)。1. 1. 假塑性：剪切變稀，粘度變化與時間無關(guān)假塑性：剪切變稀，粘度變化與時間無關(guān) 剪切速率增加，粘度快速下降。外力越大，流動剪切速率增加，粘度快速下降。外力越大，流動越快，粘度越小。越快，粘度越小。 線性高聚物分子，具有假塑性。一般來說，線性高聚物分子，具有假塑性。一般來說，分子分子量越大，假塑性越大。量越大，假塑性越大。 “ “短流短流” ” 假塑性大，口感不粘假塑性大，口感不粘 “ “長流長流”假塑性小，口感粘稠假塑性小，口感粘稠江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程多糖溶液的兩種常見流動性質(zhì)多糖溶液的兩種常見流動性質(zhì) 親水膠體溶液的流動性質(zhì)

57、同水合分子的大小、形狀、親水膠體溶液的流動性質(zhì)同水合分子的大小、形狀、柔順性（構(gòu)象可調(diào)性）、所帶電荷的多少有關(guān)柔順性（構(gòu)象可調(diào)性）、所帶電荷的多少有關(guān) 1. 假塑性：剪切變稀，假塑性：剪切變稀，粘度變化與時間無關(guān)粘度變化與時間無關(guān)q剪切速率增加，粘度快速下降剪切速率增加，粘度快速下降q外力越大，流動越快，粘度越小外力越大，流動越快，粘度越小q線性高聚物分子，具有假塑性線性高聚物分子，具有假塑性q一般來說，分子量越大，假塑性越大一般來說，分子量越大，假塑性越大q“短流短流” 假塑性大，口感不粘假塑性大，口感不粘q“長流長流”假塑性小，口感粘稠假塑性小，口感粘稠江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品

58、課程精品課程2. 觸變性：剪切變稀，觸變性：剪切變稀，與時間有關(guān)與時間有關(guān)q流動速度增加，粘度降低不是瞬時發(fā)生，與時間有流動速度增加，粘度降低不是瞬時發(fā)生，與時間有關(guān)關(guān)q剪切停止后，需要一定時間才可恢復(fù)粘度剪切停止后，需要一定時間才可恢復(fù)粘度q觸變性溶液在靜止時顯示弱凝膠性質(zhì)觸變性溶液在靜止時顯示弱凝膠性質(zhì)n大多數(shù)親水膠體溶液，溫度升高，粘度下降大多數(shù)親水膠體溶液，溫度升高，粘度下降n應(yīng)用應(yīng)用：高溫下溶解較高含量的膠，冷卻后變稠高溫下溶解較高含量的膠，冷卻后變稠n黃原膠，例外，黃原膠，例外，0 100，粘度基本不變，粘度基本不變江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程三、凝膠（三、凝膠

59、（Gel） 食品中一些高聚物分子食品中一些高聚物分子（多糖或蛋白質(zhì)）能形成海綿（多糖或蛋白質(zhì)）能形成海綿狀的狀的三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu) 通過通過氫鍵氫鍵、疏水相互作用疏水相互作用、范德華力范德華力、離子橋聯(lián)離子橋聯(lián)、纏結(jié)纏結(jié)、共價鍵共價鍵等作用力形成等作用力形成 網(wǎng)孔中充滿液相：低分子網(wǎng)孔中充滿液相：低分子量溶質(zhì)和部分高聚物的水溶液量溶質(zhì)和部分高聚物的水溶液江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程GelationnCross links covalent, ion pairing, co-crystallization江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程凝膠具有兩

60、重性凝膠具有兩重性n既具有固體性質(zhì)，也具有液體性質(zhì)既具有固體性質(zhì)，也具有液體性質(zhì)n海綿狀三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對外界應(yīng)力具有顯著的抵抗作用，海綿狀三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對外界應(yīng)力具有顯著的抵抗作用，是是具有粘彈性的半固體具有粘彈性的半固體，顯示部分，顯示部分彈性和粘性彈性和粘性n多糖凝膠一般僅含有多糖凝膠一般僅含有1高聚物，水分可以高達(dá)高聚物，水分可以高達(dá)99，但能形成很強的凝膠。例如但能形成很強的凝膠。例如甜食凝膠、肉凍、水果塊、甜食凝膠、肉凍、水果塊、仿洋蔥圈、類肉寵物食品仿洋蔥圈、類肉寵物食品以及糖霜等。以及糖霜等。江南大學(xué)江南大學(xué)食品化學(xué)食品化學(xué)精品課程精品課程n不同類型的多糖協(xié)同作用，使粘度增加，刺槐不