食品化學(xué)碳水化合物2ppt課件

1、食品化學(xué)食品化學(xué)第二章第二章 碳水化合物碳水化合物 2淀粉的構(gòu)造和淀粉粒淀粉的構(gòu)造和淀粉粒淀粉的物理化學(xué)性質(zhì)淀粉的物理化學(xué)性質(zhì)淀粉的糊化和老化及其影響要素淀粉的糊化和老化及其影響要素淀粉和纖維素的改性淀粉和纖維素的改性2 低聚糖低聚糖p命名法命名法p -D-吡喃半乳糖基吡喃半乳糖基-(1-4)-D-吡喃葡糖苷吡喃葡糖苷p褐變性：較單糖小。褐變性：較單糖小。p粘度：比單糖高。粘度：比單糖高。p抗氧化性：減少溶氧而維護(hù)抗氧化性：減少溶氧而維護(hù)Vc。p發(fā)酵性：低于單糖。發(fā)酵性：低于單糖。p吸濕性：低于單糖。吸濕性：低于單糖。功能性低聚糖功能性低聚糖p棉子糖棉子糖p水蘇糖水蘇糖p低聚果糖：雙歧因子，整

2、腸，抗齲齒低聚果糖：雙歧因子，整腸，抗齲齒p低聚木糖：甜度約低聚木糖：甜度約0.5，雙歧因子，整腸，雙歧因子，整腸p帕拉金糖：甜度帕拉金糖：甜度0.42，抗齲齒，抗齲齒p環(huán)糊精：可維護(hù)芳香物質(zhì)和小分子物質(zhì)。環(huán)糊精：可維護(hù)芳香物質(zhì)和小分子物質(zhì)。P68圖圖表：功能性低聚糖的有效攝入量p大豆低聚糖能夠引起脹氣，最大用量男性為0.64g/kgBW，女性為0.96g/kgBW低聚糖低聚糖有效攝入有效攝入量量低聚糖低聚糖有效攝入有效攝入量量低聚半乳低聚半乳糖糖2.0-2.5低聚木糖低聚木糖0.7低聚果糖低聚果糖3.1大豆低聚大豆低聚糖糖2.0單位：克單位：克/日日環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精p環(huán)狀糊精是一種特殊的低聚

3、糖，它是由環(huán)狀糊精是一種特殊的低聚糖，它是由6，7或或8個葡萄糖以個葡萄糖以-1,4鍵首尾相連構(gòu)成的環(huán)狀低聚糖。鍵首尾相連構(gòu)成的環(huán)狀低聚糖。p環(huán)內(nèi)具有疏水環(huán)境，環(huán)外伸展親水基團(tuán)。環(huán)內(nèi)可環(huán)內(nèi)具有疏水環(huán)境，環(huán)外伸展親水基團(tuán)。環(huán)內(nèi)可以包容一些親脂性小分子，改善其在水中的分散以包容一些親脂性小分子，改善其在水中的分散性，并減少它們在水相體系中的損失。也可以產(chǎn)性，并減少它們在水相體系中的損失。也可以產(chǎn)生緩釋效應(yīng)。生緩釋效應(yīng)。淀粉淀粉Starchp淀粉是植物所貯藏的主要能量物質(zhì)，除纖維素之淀粉是植物所貯藏的主要能量物質(zhì)，除纖維素之外產(chǎn)量最大的高分子碳水化合物。外產(chǎn)量最大的高分子碳水化合物。p淀粉分為兩類：

4、淀粉分為兩類：p直鏈淀粉，以直鏈淀粉，以-1，4糖苷鍵相連的直線大分子；糖苷鍵相連的直線大分子；p支鏈淀粉，以支鏈淀粉，以-1，4糖苷鍵相連，以糖苷鍵相連，以-1，6糖糖苷鍵分支的高度分支大分子；苷鍵分支的高度分支大分子；p在谷粒當(dāng)中同時含有直鏈淀粉和支鏈淀粉，其中在谷粒當(dāng)中同時含有直鏈淀粉和支鏈淀粉，其中支鏈淀粉含量高于直鏈淀粉。支鏈淀粉含量高于直鏈淀粉?！跋炏灐芭磁础罢痴撤N類中幾乎種類中幾乎100%為支鏈淀粉。為支鏈淀粉。直鏈淀粉和支鏈淀粉的性質(zhì)區(qū)別直鏈淀粉和支鏈淀粉的性質(zhì)區(qū)別性質(zhì)性質(zhì)直鏈淀粉直鏈淀粉支鏈淀粉支鏈淀粉分子連接分子連接-1,4糖苷鍵糖苷鍵-1,4 和和-1,6鍵鍵分支狀況分支

5、狀況線狀多聚體線狀多聚體多分支的多聚體多分支的多聚體分子量分子量2.4萬萬165萬萬2000萬萬-5億億水中構(gòu)象水中構(gòu)象卷曲成螺旋狀卷曲成螺旋狀多分枝，側(cè)鏈卷曲多分枝，側(cè)鏈卷曲冷水溶解性冷水溶解性不溶不溶可溶可溶冷卻后老化冷卻后老化容易老化容易老化不易老化不易老化凝膠能力凝膠能力強凝膠能力強凝膠能力弱或不能凝膠弱或不能凝膠與碘反應(yīng)與碘反應(yīng)棕藍(lán)色棕藍(lán)色藍(lán)紫色藍(lán)紫色吸附脂肪吸附脂肪能力強能力強能力差能力差1 淀粉和淀粉粒淀粉和淀粉粒p植物的淀粉粒由質(zhì)體產(chǎn)生，呈大小、外形植物的淀粉粒由質(zhì)體產(chǎn)生，呈大小、外形不同的顆粒，具有片層構(gòu)造。其中充溢淀不同的顆粒，具有片層構(gòu)造。其中充溢淀粉分子。粉分子。p加熱

6、前，淀粉粒為生淀粉粒。其中部分區(qū)加熱前，淀粉粒為生淀粉粒。其中部分區(qū)域淀粉分子整齊陳列呈晶體形狀；部分區(qū)域淀粉分子整齊陳列呈晶體形狀；部分區(qū)域分子松散陳列為域分子松散陳列為“無定形區(qū)域。無定形區(qū)域。p加熱后，淀粉粒松散破裂，可放出淀粉分加熱后，淀粉粒松散破裂，可放出淀粉分子。子。淀粉粒的根本構(gòu)造方式淀粉粒的根本構(gòu)造方式p淀粉粒來源于質(zhì)粒，由臍點開場向外生長，淀粉分子向徑向分支延伸，呈現(xiàn)環(huán)狀構(gòu)造。淀粉粒構(gòu)造表示圖淀粉粒構(gòu)造表示圖圖：淀粉粒的層狀構(gòu)造圖：淀粉粒的層狀構(gòu)造p右圖為一個用酶侵蝕的小麥淀粉粒，留意其層狀構(gòu)造。p大多數(shù)淀粉顆粒在臍點周圍都有生長環(huán)或?qū)哟?。淀粉粒的偏振光性質(zhì)淀粉粒的偏振光性質(zhì)

7、p淀粉粒在偏振光照射下表現(xiàn)出雙折射性，淀粉粒在偏振光照射下表現(xiàn)出雙折射性，稱為稱為“偏光十字紋。這種光學(xué)景象闡明偏光十字紋。這種光學(xué)景象闡明淀粉具有晶體性質(zhì)。淀粉具有晶體性質(zhì)。p十字的亮度、位置和外形都可闡明淀粉的十字的亮度、位置和外形都可闡明淀粉的種屬特征。種屬特征。淀粉粒具有種屬特征性淀粉粒具有種屬特征性p不同來源淀粉的淀粉粒具有特征性，其大小、性狀、雙光十字等方面具有特征性，可以用來鑒別淀粉的種屬來源。p馬鈴薯淀粉粒最大，大米淀粉顆粒最小。p常用的商業(yè)淀粉制品主要是馬鈴薯淀粉、玉米淀粉和甘薯淀粉。表：不同來源淀粉的性質(zhì)差別表：不同來源淀粉的性質(zhì)差別 p資料來源：Chemical and

8、functional properties of food components. Edited by zdzislaw E. Sikorski, Technomic Publication, 2019 淀粉來源淀粉來源直鏈淀粉含量直鏈淀粉含量%顆粒大小顆粒大小m糊化溫度糊化溫度大麥大麥19-225-4051-59玉米玉米21-2410-3067-100燕麥燕麥23-305-1587-90馬鈴薯馬鈴薯18-231-10059-68大米大米8-372-1068-78黑麥黑麥24-308-6055-70黑小麥黑小麥23-242-4055-62蠟玉米蠟玉米1-210-3062-72小麥小麥24-29

9、2-3859-642 淀粉的化學(xué)性質(zhì)淀粉的化學(xué)性質(zhì)p淀粉的水解p淀粉與碘的呈色反響p淀粉與小分子有機(jī)化合物的作用p淀粉與脂類的作用淀粉的水解淀粉的水解p淀粉可以被酶水解生成多種淀粉糖產(chǎn)物，包括糊淀粉可以被酶水解生成多種淀粉糖產(chǎn)物，包括糊精、麥芽糖、葡萄糖、不同精、麥芽糖、葡萄糖、不同DE值的淀粉糖漿、葡值的淀粉糖漿、葡萄糖漿、氫化葡萄糖漿、果葡糖漿、環(huán)狀糊精、萄糖漿、氫化葡萄糖漿、果葡糖漿、環(huán)狀糊精、山梨糖醇等。山梨糖醇等。pDE值：值：dextrose equivalence，即葡萄糖當(dāng)，即葡萄糖當(dāng)量，表示淀粉水解的程度。量，表示淀粉水解的程度。DE值越高，那么淀粉值越高，那么淀粉水解程度越

10、高。水解程度越高。表：不同表：不同DE的玉米糖漿之性質(zhì)差別的玉米糖漿之性質(zhì)差別 糖漿的物理性質(zhì)糖漿的物理性質(zhì)淀粉轉(zhuǎn)化程度低淀粉轉(zhuǎn)化程度低高高及功能性質(zhì)及功能性質(zhì)麥芽糊精麥芽糊精(59 DE)增稠、填充能力增稠、填充能力高高低低粘度粘度高高低低防止結(jié)晶能力防止結(jié)晶能力高高低低改善冷凍食品質(zhì)地改善冷凍食品質(zhì)地高高低低泡沫穩(wěn)定能力泡沫穩(wěn)定能力高高低低風(fēng)味改善能力風(fēng)味改善能力低低高高發(fā)酵性能發(fā)酵性能低低高高甜味甜味低低高高吸濕性吸濕性低低高高降低水分活度降低水分活度低低高高褐變反應(yīng)褐變反應(yīng)低低高高淀粉與碘的作用淀粉與碘的作用p直鏈淀粉分子的一個單螺旋鏈將淀粉自包圍，構(gòu)直鏈淀粉分子的一個單螺旋鏈將淀粉自

11、包圍，構(gòu)成淀粉成淀粉-碘有色復(fù)合物。碘有色復(fù)合物。p淀粉和碘反響之后的顏色與淀粉螺旋長度有關(guān)：淀粉和碘反響之后的顏色與淀粉螺旋長度有關(guān)：p直鏈淀粉直鏈淀粉棕藍(lán)色棕藍(lán)色p支鏈淀粉支鏈淀粉藍(lán)紫色藍(lán)紫色p糊精糊精40個糖基以上個糖基以上藍(lán)色藍(lán)色p糊精糊精20-40個糖基個糖基紫紅紫紅p糊精糊精8-20個糖基個糖基橙紅橙紅淀粉與其他小分子物質(zhì)作用淀粉與其他小分子物質(zhì)作用p直鏈淀粉和支鏈淀粉的長分枝在水中呈現(xiàn)螺旋狀構(gòu)造。在螺旋的孔隙當(dāng)中具有非極性環(huán)境，可以結(jié)合小分子物質(zhì)，如低級醇等，構(gòu)成“包合物。淀粉與脂類構(gòu)成復(fù)合物淀粉與脂類構(gòu)成復(fù)合物p淀粉和脂肪酸、甘油單酯、甘油二酯和甘油三酯可以構(gòu)成穩(wěn)定的復(fù)合物，這

12、種復(fù)合物在100以上才干發(fā)生分解。p這種復(fù)合物可以防止淀粉螺旋在水中分散成為無規(guī)那么線團(tuán)狀。3 淀粉的糊化、老化和凝膠淀粉的糊化、老化和凝膠p淀粉的糊化p淀粉糊化的影響要素p淀粉的老化p淀粉老化的影響要素p淀粉的凝膠p淀粉凝膠的影響要素淀粉的糊化淀粉的糊化(gelatinazation)p淀粉在有充足水分的情況下受熱，在溫度上升到淀粉在有充足水分的情況下受熱，在溫度上升到某一溫度范圍以上之后，淀粉大量吸水膨脹，晶某一溫度范圍以上之后，淀粉大量吸水膨脹，晶體構(gòu)造解體，失去雙折光性，淀粉分子逸散，粘體構(gòu)造解體，失去雙折光性，淀粉分子逸散，粘度急劇添加。這個過程稱為淀粉的糊化。度急劇添加。這個過程稱

13、為淀粉的糊化。p淀粉糊化的測定方法：淀粉糊化的測定方法：p偏振光顯微鏡記錄偏振光顯微鏡記錄5%，50%和和95%淀粉粒失淀粉粒失去雙折光性的溫度。去雙折光性的溫度。p粘度計測定不同溫度下的粘度曲線。粘度計測定不同溫度下的粘度曲線。p差別掃描量熱計測定糊化的熱吸收。差別掃描量熱計測定糊化的熱吸收。糊化過程的微觀本質(zhì)糊化過程的微觀本質(zhì)p生淀粉分子之間由于氫鍵的結(jié)合，陳列成非常嚴(yán)生淀粉分子之間由于氫鍵的結(jié)合，陳列成非常嚴(yán)密的束狀，稱為密的束狀，稱為-淀粉，水分很難進(jìn)入其中。淀淀粉，水分很難進(jìn)入其中。淀粉粒中的束狀構(gòu)造松散，淀粉分子逸出，與水分粉粒中的束狀構(gòu)造松散，淀粉分子逸出，與水分子充分相互作用，

14、這種形狀的淀粉稱為子充分相互作用，這種形狀的淀粉稱為-淀粉。淀粉。p淀粉的糊化就是淀粉從淀粉的糊化就是淀粉從-淀粉向淀粉向-淀粉轉(zhuǎn)化的過淀粉轉(zhuǎn)化的過程。這個過程需求抑制氫鍵力，因此是一個吸熱程。這個過程需求抑制氫鍵力，因此是一個吸熱過程。過程。p每一種淀粉的糊化溫度不同。由于淀粉粒大小不每一種淀粉的糊化溫度不同。由于淀粉粒大小不同，糊化速度也不同，因此糊化溫度是一個溫度同，糊化速度也不同，因此糊化溫度是一個溫度范圍。范圍。不同植物來源的淀粉支鏈直鏈比不同植物來源的淀粉支鏈直鏈比淀粉來源淀粉來源直鏈直鏈%支鏈支鏈%始糊化始糊化T 終糊化終糊化T小麥小麥24766568粳米粳米17835961糯米

15、糯米01005863木薯木薯1783-甘薯甘薯18827076馬鈴薯馬鈴薯22785967香蕉香蕉20.579.5-玉米玉米23776472蠟玉米蠟玉米0100-數(shù)據(jù)來源：常用食品數(shù)據(jù)手冊，數(shù)據(jù)來源：常用食品數(shù)據(jù)手冊，1989以及食品化學(xué)，以及食品化學(xué)，1986淀粉糊化的微觀過程淀粉糊化的微觀過程生淀粉粒生淀粉粒嚴(yán)密的膠束構(gòu)造嚴(yán)密的膠束構(gòu)造吸水可逆膨脹吸水可逆膨脹水進(jìn)入無定形區(qū)域水進(jìn)入無定形區(qū)域不可逆快速膨脹不可逆快速膨脹膠束瓦解，大量吸水膠束瓦解，大量吸水加熱到糊化溫度加熱到糊化溫度常溫浸泡常溫浸泡淀粉粒極度膨脹淀粉粒極度膨脹淀粉分子開場逸淀粉分子開場逸出出淀粉粒解體淀粉粒解體淀粉分子大量逸

16、淀粉分子大量逸出出繼續(xù)加熱繼續(xù)加熱分子在氫鍵作用分子在氫鍵作用下重新陳列下重新陳列冷卻冷卻淀粉粒吸水膨脹過程淀粉粒吸水膨脹過程(1)p右圖為油炸餡餅中心部分淀粉的淀粉粒顯微照片?？梢姷矸哿Ｅ蛎浽龃螅⑽磁で怏w。淀粉粒吸水膨脹過程淀粉粒吸水膨脹過程(2)p右圖為因極度膨脹而扭曲的小麥淀粉粒，其中能夠還沒有大量淀粉逸出。淀粉粒吸水膨脹過程淀粉粒吸水膨脹過程(3)p右圖為安琪兒蛋糕中的小麥淀粉粒，淀粉粒高度膨脹扭曲，有的曾經(jīng)破碎，淀粉部分逸出。淀粉粒吸水膨脹過程淀粉粒吸水膨脹過程(4)p右圖為一個因長期加熱解體的小麥淀粉粒，淀粉曾經(jīng)逸出，只留下一個破碎的外殼。淀粉糊化與粘度變化淀粉糊化與粘度變化

17、p淀粉漿糊化之前粘度很低。溫度到達(dá)糊化溫度范圍之后，粘度急劇上升，到達(dá)峰值之后緩慢下降。各種淀粉的粘度曲線不同。p粘度峰值與淀粉粒極大膨脹而淀粉分子沒有大量逸出的時辰相當(dāng)；淀粉粒破碎之后，分子摩擦力減小，因此粘度下降。圖：淀粉的普通粘度曲線圖：淀粉的普通粘度曲線p淀粉的粘度到達(dá)最高值之后下降。其頂峰與淀粉粒膨脹的最大值相對應(yīng)。隨著淀粉粒破碎，粘度下降。淀粉糊化性質(zhì)的影響要素淀粉糊化性質(zhì)的影響要素p水分：水分減少那么糊化溫度升高。水分：水分減少那么糊化溫度升高。p糖：糖濃度添加那么糊化溫度提高，能夠是由于糖：糖濃度添加那么糊化溫度提高，能夠是由于影響了水分活度和淀粉分子的伸展空間。糖分子影響了水

18、分活度和淀粉分子的伸展空間。糖分子越大那么影響越大。蔗糖越大那么影響越大。蔗糖麥芽糖麥芽糖葡萄糖葡萄糖果果糖糖 p脂類和乳化劑：甘油酯和脂肪酸均可與直鏈淀粉脂類和乳化劑：甘油酯和脂肪酸均可與直鏈淀粉構(gòu)成復(fù)合物而推遲糊化過程，升高糊化溫度。乳構(gòu)成復(fù)合物而推遲糊化過程，升高糊化溫度。乳化劑可與淀粉螺旋構(gòu)成包合物，阻止水分子進(jìn)入化劑可與淀粉螺旋構(gòu)成包合物，阻止水分子進(jìn)入淀粉顆粒，因此干擾糊化。淀粉顆粒，因此干擾糊化。 ppH值：值：4-7之間影響小。低之間影響小。低pH值使淀粉水解而值使淀粉水解而降低糊化頂峰的粘度。降低糊化頂峰的粘度。圖：淀粉糊化溫度與含水量關(guān)系圖：淀粉糊化溫度與含水量關(guān)系p淀粉糊化溫度隨著含水量降低而升高。p橫坐標(biāo)為含水量，縱坐標(biāo)為絕對溫度K。淀粉的老化回生和凝膠淀粉的老化回生和凝膠p經(jīng)過糊化的淀粉冷卻至室溫之后，會失去原有的經(jīng)過糊化的淀粉冷卻至室溫之后，會失去原有的柔軟透明形狀，發(fā)生沉淀或變得干硬，或構(gòu)成膠柔軟透明形狀，發(fā)生沉淀或變得干硬，或