第三章+碳水化合物ppt課件

1、3.1 概述碳水化合物多羥基醛或酮及其衍生物和縮合物1分類1按組成分單糖不能再被水解的多羥基醛或酮，是碳水化合物的根本單位 低聚糖寡糖 由210個單糖分子縮合而成，水解后生成單糖 多糖 由多個單糖分子縮合而成 2按功能分 構造多糖 儲存多糖 抗原多糖 食品中的糖類化合物 碳水化合物占植物干物質的75，如谷物，蔬菜，水果等 單糖和低聚糖通常存在于蔬菜和水果中 多糖存在于谷物，植物根、莖、種子。3 食品中碳水化合物的作用提供人類能量的絕大部分提供適宜的質地、口感和甜味如麥芽糊精作增稠劑、穩(wěn)定劑有利于腸道蠕動，促進消化如纖維素被稱為膳食纖維，低聚糖促進雙歧桿菌生長，促消化3.2 糖類化合物的構造1單

2、糖1鏈式構造醛糖C4差向異構 C2差向異構 酮糖 C5差向異構 醛 糖酮 糖2 環(huán)狀構造3己糖構象構象是由原子基團圍繞單糖旋轉一定位置而構成的，己糖可構成吡喃型和呋喃型己糖普通有船式和椅式兩種構象椅式船式2 單糖的作用及功能1甜味劑蜂蜜和大多數果實的甜味取決于蔗糖、D果糖、葡萄糖的含量。a 甜度定義是一個相對值，以蔗糖作為基準物，普通以10或15的蔗糖水溶液在20時的甜度為1。b 甜度果糖蔗糖葡萄糖麥芽糖半乳糖2親水功能吸濕性或保濕性糖分子中含有羥基，具有一定的親水才干吸濕性或保濕性。吸濕性順序 果糖葡萄糖保濕性順序 葡萄糖果糖例如：面包、糕點、軟糖應選吸濕性大的果糖或果葡糖漿硬糖、酥糖及酥性

3、餅干應選吸濕性小的葡萄糖3 糖苷是由單糖或低聚糖的半縮醛羥基和另一個分子中的OH、NH2、SH等發(fā)生縮合反響而得的化合物。1組成糖和配基非糖部分2性質a 無變旋景象b 無復原性c 酸中水解，堿中可穩(wěn)定存在d 吡喃糖苷環(huán)比呋喃糖苷穩(wěn)定3生物活性許多糖苷僅存在于植物中，表現(xiàn)出一定的生物活性。黃豆苷大豆中可促進血液循環(huán)，提高腦血流量，對心血管疾病療效顯著，治冠心病、腦血栓。銀杏中的有效成分銀杏黃酮醇苷，擴張冠狀血管，改善血液循環(huán)。4糖苷的毒性某些生氰糖苷在體內轉化為氫氰酸，使人體中毒?？嘈尤受?，在酶作用下生成HCN。杏、木薯、馬利豆等。3.3 低聚糖普通由210個糖基構成。較重要的低聚糖有：蔗糖、麥

4、芽糖、乳糖、飴糖、麥芽糊精和環(huán)狀糊精。1 麥芽糖、乳糖和蔗糖構造2 環(huán)狀糊精又名沙丁格糊精，由環(huán)狀D吡喃葡萄糖苷構成。聚合度為6、7、8，分別成為、環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精2運用環(huán)狀糊精為中空圓柱形構造，可包埋與其大小相適的客體分子，起到穩(wěn)定緩釋，提高溶解度，掩蓋異味的作用。a 醫(yī)學用環(huán)狀糊精包接前列腺素的試劑。b 農業(yè) 用于農藥c 食品行業(yè)作增稠劑，穩(wěn)定劑，提高溶解度，掩蓋異味。i 食品保鮮將CD與其它生物多糖制成保鮮劑，涂于面包、糕點外表起保水保形的作用。ii 除去食品異味魚品、大豆的腥味，羊肉的膻味，用CD包接可除去。iii 作為固體果汁和固體飲料酒的載體。d 化裝品作乳化劑，提高穩(wěn)定性，減輕對

5、皮膚的刺激作用e 其它方面香精包含在CD制成的粉末，而混合到熱塑性塑料中，可制成各種加香塑料玩具或工藝品如洗衣粉留香，可經CD包接香精后添加到洗衣粉中。3 低聚糖的功能賦予風味褐變產物賦予食品特殊風味，如異麥芽酚，乙基麥芽酚特殊功能添加溶解性：環(huán)狀糊精穩(wěn)定劑：糊精作固體飲料的增稠劑保健功能促進腸道雙歧桿菌生長，促消化4 單糖在食品貯藏和加工中的化學反響 脫水反響 復合反響 變旋景象 烯醇化 褐變反響1脫水反響酸、熱條件下的反響室溫下，稀酸對單糖的穩(wěn)定性無影響當酸濃度大于12濃鹽酸以及熱的作用下，單糖易脫水，生成糠醛及其衍生物2復合反響單糖受酸和熱的作用，縮合失水生成低聚糖的反響稱復合反響，是水

6、解反響的逆反響。如：C12H22O11+H2O 2C6H12O6(3)變旋景象葡萄糖溶液經放置一段時間后的旋光值與最初的旋光值不同的景象。稀堿可催化變旋。4烯醇化在濃堿條件下，開環(huán)，生成差向異構體。5褐變反響氧化褐變酶褐變非氧化褐變非酶褐變以多酚氧化酶催化，使酚類物質氧化為醌焦糖化反響美拉德反響a 焦糖化景象在無水或濃硫酸條件下加熱糖或糖漿，用酸或銨作催化劑，生成焦糖的過程，稱為焦糖化。i 焦糖化反響產生色素的過程糖經強熱處置可發(fā)生兩種反響分子內脫水向分子內引入雙鍵，然后裂解產生一些揮發(fā)性醛、酮，經縮合、聚合生成深色物質，生成焦糖色或醬色。 環(huán)內縮合或聚合 裂解產生的揮發(fā)性醛、酮經縮合或聚合生

7、成深色物質。 B 反響條件 催化劑：銨鹽、磷酸鹽、蘋果酸、檸檬酸 無水或濃溶液，溫度150200 C 三種色素及用途 NH4HSO4催化 耐酸焦糖色素可口可樂飲料 NH42SO4 催化 啤酒美色劑 加熱固態(tài) 焙烤用焦糖色素b 美拉德反響食品在加熱或貯藏期間，由復原糖D葡萄糖與游離氨基酸或蛋白質鏈的氨基酸的化學反響引起的褐變。i 反響機理：分三個階段開場和引發(fā)階段 a 氨基和羰基縮合 b Amadori分子排疊中間階段 c 糖脫水 d 糖裂解 e 氨基酸降解后期 f 醇、醛縮合 g 胺醛縮合褐色色素ii 條件：氨基酸和復原糖及少量水的參與iii 產物：色素類黑精 風味化合物：乙基麥芽酚、異麥芽酚

8、iv 特點隨反響的進展，pH值下降封鎖了游離的氨基復原才干上升復原酮產生420490nm處有吸收褐變初期，紫外吸收加強，伴有熒光物質產生添加亞硫酸鹽，可阻止褐變，但在褐變后期參與不能使之褪色v 影響Maillard反響的要素糖的種類和數量五碳糖六碳糖；單糖雙糖；復原糖含量與褐變成正比氨基酸及其它含氨物種類含S-H、S-S不易褐變；有吲哚、苯環(huán)易褐變；堿性氨基酸易褐變；氨基在位或在末端者，比位易褐變溫度：升溫易褐變水分：褐變需一定水分 pH值 pH49范圍內，隨pH上升，褐變上升； pH4，褐變反響程度較細微； pH7.89.2范圍內，褐變較嚴重；金屬離子和亞硫酸鹽 氧間接要素 Ca處置，抑制M

9、aillard反響vi Maillard反響對食品質量的影響不利方面營養(yǎng)損失，特別是必需氨基酸損失嚴重產生某些致癌物質有利方面褐變產生深顏色及劇烈的香氣和風味，賦予食品特殊氣味和風味vii Maillard反響在食品加工中的運用抑制Maillard反響留意選擇原料如土豆片，選氨基酸、復原糖含量少的種類，普通選用蔗糖堅持低水分蔬菜干制品密封，袋里放高效枯燥劑，如SiO2運用SO2硫處置對酶褐變和非酶褐變都很有效 堅持低pH值 常加酸，如蘋果酸，檸檬酸 其它處置 熱水燙漂 除去部分可溶性固形物，降低復原糖含量 冷藏庫中馬鈴薯加工時回復處置 Ca處置 如馬鈴薯淀粉加工中，加Ca(OH)2可防止褐變，

10、產品白度大大提高利用Maillard反響在面包、咖啡、紅茶、啤酒、糕點、醬油消費中產生特殊風味、香味經過控制原資料、溫度及加工方法，可制備各種不同風味、香味的物質控制原資料核糖半胱氨酸：烤豬肉香味核糖谷胱苷肽：烤牛肉香味 控制溫度 葡萄糖ji氨酸 100150 烤面包香味 180 巧克力香味 木糖酵母水解蛋白 90 餅干香型 160 醬肉香型 不同加工方法 土豆 大麥 水煮 125種香氣 75種香氣 烘烤 250種香氣 150種香氣3.4 多糖1 多糖的來源、組成、構造、性質及在食品中的運用是大分子聚合物，聚合度由10到幾千。常見多糖有淀粉、纖維素、半纖維素、果膠、瓜爾豆膠等。2 多糖的化學性

11、質水解反響低聚糖、糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解生成單糖或低聚糖。影響水解反響的要素i 構造異頭物水解速度異頭物呋喃糖苷水解速度吡喃糖苷D糖苷水解速度 D糖苷糖苷鍵的銜接方式D：1612 14 13D：1614 13 12 聚合度DP大小 水解速度隨DP增大而明顯減小 ii 環(huán)境 溫度：溫度提高，水解速度急劇加快 酸度 糖苷在堿性介質中相當穩(wěn)定，在酸性介質中易降解。3.5 淀粉1 淀粉粒的特性淀粉在植物細胞內以顆粒形狀存在，故稱淀粉粒。外形圓形，橢圓形，多角形大小0.0010.15毫米之間，馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。 晶體構造 用偏振光顯微鏡察看及X射線研討，能產生雙折射及X射線景

12、象。 2 淀粉的構造 直鏈淀粉Amylose 支鏈淀粉Amylopectin3 淀粉的物理性質白色粉末，在熱水中溶脹。純支鏈淀粉能溶于冷水，而直鏈淀粉不能。直鏈淀粉溶于熱水。4 化學性質無復原性遇碘呈藍色，加熱那么藍色消逝，冷后呈藍色水解：酶解 酸解 5 淀粉的糊化 糊化 淀粉粒在適當溫度下，在水中溶脹，分裂，構成均勻的糊狀溶液的過程。本質是微觀構造從有序轉變成無序。 糊化溫度 指雙折射消逝的溫度，不是一個點，而是一段溫度范圍。影響糊化的要素構造 直鏈淀粉小于支鏈淀粉Aw Aw提高，糊化程度提高糖 高濃度的糖溶液，抑制淀粉糊化鹽 高濃度的鹽抑制淀粉糊化；低濃度的鹽對糊化幾乎無影響。但對馬鈴薯淀

13、粉例外，由于它含有磷酸基團，低濃度的鹽影響電荷效應。 脂類 脂類可與淀粉構成包合物，即脂類被包含在淀粉螺旋環(huán)內，不易從螺旋環(huán)內浸出，并阻止水浸透入淀粉粒。 酸度 pH4，淀粉水解為糊精，粘度降低故高酸食品的增稠需用交聯(lián)淀粉 pH47，幾乎無影響 pH10，糊化速度迅速加快，但在食品中意義不大 淀粉酶 在糊化初期，淀粉粒吸水膨脹曾經開場而淀粉酶尚未被鈍化前，可使淀粉降解，使淀粉糊化加速。故新米淀粉酶酶活高比陳米更易煮爛。 淀粉糊化性質的運用 即食性方便食品：方便面；方便米飯應糊化后瞬時枯燥6 淀粉的老化老化淀粉溶液經緩慢冷卻或淀粉凝膠經長期放置，會變?yōu)椴煌该魃踔廉a生沉淀的景象。本質是糊化后的分子

14、又自動陳列成序，構成高度致密的、結晶化的、不溶解性分子微束。影響淀粉老化的要素溫度 24，淀粉易老化；60或20，不易發(fā)生老化含水量 含水量3060易老化；含水量過低10或過高，均不易老化構造 直鏈淀粉比支鏈淀粉易老化粉絲；聚合度n中等的淀粉易老化；淀粉改性后，不均勻性提高，不易老化 共存物的影響 脂類和乳化劑可抗老化，多糖果膠除外、蛋白質等親水大分子，可與淀粉競爭水分子及干擾淀粉分子平行靠攏，從而起到抗老化作用。3.6 淀粉以外的多聚糖1 纖維素纖維素是植物細胞壁的主要構呵斥分，對植物性食品的質地影響較大構造由-1，4-D-吡喃葡萄糖單位構成，為線性構造，由無定型區(qū)和結晶區(qū)構成性質不溶于水無

15、復原性水解比淀粉困難得多，需用濃酸或稀酸在一定壓力下長時間加熱水解人體不能產生分解纖維素的酶，一些食草動物可以消化纖維素 改性纖維素 羧甲基纖維素CMC 可與蛋白質構成復合物，有助于蛋白質的增溶，在餡餅，牛奶，蛋糊及布丁中作增稠劑和粘接劑。由于羧甲基纖維素對水的結合容量大，在冰淇淋和其它冷凍食品中，可阻止冰晶的構成。防止糖果，糖漿中產生糖結晶。添加蛋糕等烘烤食品的體積，延伸食品的貨架期。 甲基纖維素 優(yōu)點：熱膠凝性，保濕性好 用途：保濕劑，增稠劑，穩(wěn)定劑 微晶纖維素 用稀酸處置纖維素，可以得到極細的纖維素粉末，稱為微晶纖維素 在療效食品中作為無熱量填充劑2半纖維素一些與纖維素一同存在于植物細胞

16、壁中的多糖物質總稱。構成半纖維素單體的有：葡萄糖，果糖，甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李糖及糖醛酸 3果膠物質 構造 D-吡喃半乳糖醛酸以-1，4苷鍵相連，通常以部分甲酯化存在，即果膠。 分類 以酯化度分類 原果膠 果膠 果膠酸 酯化度：D-半乳糖醛酸殘基的酯化數占D-半乳糖醛酸殘基總數的百分數 原果膠 高度甲酯化的果膠物質，只存在于植物細胞壁中，不溶于水。未成熟的果實和蔬菜中，它使果實，蔬菜堅持較硬的質地。 果膠 部分甲酯化的果膠物質，存在于植物汁液中 果膠酸 不含甲酯基，即羥基游離的果膠物質原果膠果膠果膠酸甲酯化程度下降 果膠的物理、化學性質 水解 果膠在酸、堿條件下發(fā)生水解，生成去甲

17、酯及苷鍵裂解產物，原果膠在果膠酶和果膠甲酯酶作用下，生成果膠酸。 溶解度 果膠與果膠酸在水中溶解度隨鏈長添加而減少 粘度 粘度與鏈長成正比 果膠凝膠的構成 條件 脫水劑蔗糖，甘油，乙醇含量60-65%，pH2-3.5，果膠含量0.3-0.7%，可構成凝膠 機制 脫水劑使高度含水的果膠脫水以及電荷中和而構成凝集體影響凝膠強度的要素凝膠強度與分子量成正比凝膠強度與酯化程度成正比完全酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量為16.32%，以此作為100%酯化度甲氧基含量7，稱高甲氧基果膠甲氧基含量7，稱低甲氧基果膠4植物膠質按來源分類植物樹膠：阿拉伯膠，刺梧桐膠種子膠：魔芋膠，瓜爾豆膠海藻膠：瓊脂，褐藻膠5魔芋膠魔芋葡甘露聚糖的組成：由D-甘露糖和D-葡萄糖經過-1，4糖苷鍵銜接而成性質：能溶于水，構成高粘度的假塑性溶液，經堿處置脫乙酰后構成彈性凝膠，是熱不可逆凝膠6阿拉伯膠組成：70%是由不含N或少量含N的多糖組成，另一成分是具有高相對分子量的蛋白質構造，多糖是以共價鍵與蛋白質肽鏈中的羥脯氨酸相結合性質：易溶于水，溶解度高，溶液粘度低，是一種好的乳化劑，又是一種好的乳狀液穩(wěn)定劑，且與高聚糖具有相容性7瓜爾豆膠與刺槐豆膠都是半乳甘露聚糖主要組分：半乳