食品化學(xué)課件 (2)

1、第三章 碳水化合物1第三章第三章 碳水化合物碳水化合物汪東三章 碳水化合物2第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、碳水化合物的一般概念一、碳水化合物的一般概念碳水化合物術(shù)語(yǔ)碳水化合物術(shù)語(yǔ) 單糖的數(shù)量單糖的數(shù)量單糖、寡糖和多糖單糖、寡糖和多糖單糖的種類(lèi)單糖的種類(lèi) 均多糖或雜多糖均多糖或雜多糖 多糖的來(lái)源多糖的來(lái)源 植物多糖、動(dòng)物多植物多糖、動(dòng)物多糖和微生物多糖糖和微生物多糖 體內(nèi)的功能體內(nèi)的功能 結(jié)構(gòu)多糖、貯藏多結(jié)構(gòu)多糖、貯藏多糖和功能多糖糖和功能多糖 多糖復(fù)合物多糖復(fù)合物 第三章 碳水化合物3二、食品原料中的碳水化合物二、食品原料中的碳水化合物 水果及水果及蔬菜蔬菜中游離糖含

2、量中游離糖含量(%(%鮮重計(jì)鮮重計(jì)) )D-D-葡萄糖葡萄糖D-D-果糖果糖蔗蔗 糖糖水果水果葡萄葡萄6.866.867.847.842.252.25桃子桃子0.910.911.181.186.926.92生梨生梨0.950.956.776.771.611.61櫻桃櫻桃6.496.497.387.380.220.22櫻桃櫻桃2.092.092.402.401.031.03蔬蔬 菜菜甜菜甜菜0.180.180.160.166.116.11硬花甘藍(lán)硬花甘藍(lán)0.730.730.670.670.420.42胡蘿卜胡蘿卜0.850.850.850.854.244.24黃瓜黃瓜0.860.860.860.

3、860.060.06第三章 碳水化合物4常見(jiàn)部分谷物食品原料中碳水化合物含量常見(jiàn)部分谷物食品原料中碳水化合物含量( (按每按每100g100g可食部分計(jì)可食部分計(jì)) )谷物名稱(chēng)谷物名稱(chēng)碳水化合物（碳水化合物（g g）纖維素纖維素(g)(g)谷物名稱(chēng)谷物名稱(chēng)碳水化合物碳水化合物(g)(g)纖維素纖維素(g)(g)全粒小麥69.32.1全粒稻谷71.81.0強(qiáng)力粉70.20.3糙米73.90.6中力粉73.40.3精白米75.50.3薄力粉74.30.3全粒玉米68.62.0黑麥全粉68.51.9玉米碴75.90.5黑麥粉75.00.7玉米粗粉71.11.4全粒大麥69.41.4玉米細(xì)粉75.30

4、.7大麥片73.50.7精小米72.40.5全粒燕麥54.710.6精黃米71.70.8燕麥片66.51.1高粱米69.51.7第三章 碳水化合物5普通食品中的糖含量普通食品中的糖含量食食 品品糖的百分含量（糖的百分含量（%）食食 品品糖的百分含量（糖的百分含量（%）可口可樂(lè)9 蛋糕（干）36脆點(diǎn)心 12番茄醬29冰淇淋 18果凍（干）83上表說(shuō)明，目前加工的食品中水溶性糖含量比其相應(yīng)上表說(shuō)明，目前加工的食品中水溶性糖含量比其相應(yīng)的原料來(lái)說(shuō)，要多得多。這是為滿足食品的風(fēng)味和色的原料來(lái)說(shuō)，要多得多。這是為滿足食品的風(fēng)味和色澤需要而人為加入的。澤需要而人為加入的。第三章 碳水化合物6三、碳水化合物

5、與食品質(zhì)量三、碳水化合物與食品質(zhì)量 碳水化合物是營(yíng)養(yǎng)的基本物質(zhì)之一。 形成一定色澤和風(fēng)味。形成一定色澤和風(fēng)味。 游離糖本身有甜度，對(duì)食品口感有重要作用。 食品的粘彈性也是與碳水化合物有很大關(guān)系，食品的粘彈性也是與碳水化合物有很大關(guān)系，如果膠、卡拉膠等。如果膠、卡拉膠等。 食品中纖維素、果膠等不易被人體吸收，除對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)有重要作用外，還是膳食纖維的構(gòu)成成分。 某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，是保健某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，是保健食品的主要活性成分。食品的主要活性成分。第三章 碳水化合物7第二節(jié)第二節(jié) 碳水化合物的理化性質(zhì)及食品功能性碳水化合物的理化性質(zhì)及食品功能性一、碳水化合物的結(jié)構(gòu)

6、一、碳水化合物的結(jié)構(gòu)（一）（一） 單糖單糖 食品中的單糖多以食品中的單糖多以D-構(gòu)型。單糖中部分基團(tuán)發(fā)生變化，即單糖衍生物。構(gòu)型。單糖中部分基團(tuán)發(fā)生變化，即單糖衍生物。食品中主要的單糖衍生物有：?jiǎn)翁堑牧姿狨?、脫氧單糖、氨基糖、糖酸、糖食品中主要的單糖衍生物有：?jiǎn)翁堑牧姿狨ァ⒚撗鯁翁?、氨基糖、糖酸、糖醛酸、糖二酸、抗壞血酸、糖醇、肌醇、糖苷等。醛酸、糖二酸、抗壞血酸、糖醇、肌醇、糖苷等。（二）糖醇與糖苷（二）糖醇與糖苷1.糖醇糖醇 糖醇指由糖經(jīng)氫化還原后的多元醇糖醇指由糖經(jīng)氫化還原后的多元醇(Polyols)，按其結(jié)構(gòu)可分為單糖醇，按其結(jié)構(gòu)可分為單糖醇和雙糖醇。目前所知，除海藻中有豐富的甘露糖醇

7、外，在自然界糖醇存在較和雙糖醇。目前所知，除海藻中有豐富的甘露糖醇外，在自然界糖醇存在較少。少。 糖醇的商品名稱(chēng)均以相應(yīng)糖加上糖醇的商品名稱(chēng)均以相應(yīng)糖加上“醇醇”來(lái)稱(chēng)呼。糖醇大都是白色結(jié)晶，來(lái)稱(chēng)呼。糖醇大都是白色結(jié)晶，具有甜味，易溶于水，是低甜度、低熱值物質(zhì)。作為糖類(lèi)重要的氫化產(chǎn)物，具有甜味，易溶于水，是低甜度、低熱值物質(zhì)。作為糖類(lèi)重要的氫化產(chǎn)物，不具備糖類(lèi)典型的鑒定性反應(yīng)，具有對(duì)酸堿熱穩(wěn)定，具備醇類(lèi)的通性，不發(fā)不具備糖類(lèi)典型的鑒定性反應(yīng)，具有對(duì)酸堿熱穩(wěn)定，具備醇類(lèi)的通性，不發(fā)生美拉德色變反應(yīng)。生美拉德色變反應(yīng)。第三章 碳水化合物82.肌醇肌醇 肌醇是環(huán)已六醇，結(jié)構(gòu)上可以排出九個(gè)立體異構(gòu)體，其

8、肌醇是環(huán)已六醇，結(jié)構(gòu)上可以排出九個(gè)立體異構(gòu)體，其中七個(gè)是內(nèi)消旋化合物，二個(gè)是旋光對(duì)映體。肌醇異構(gòu)體中中七個(gè)是內(nèi)消旋化合物，二個(gè)是旋光對(duì)映體。肌醇異構(gòu)體中具有生物活性的只有肌具有生物活性的只有肌-肌醇，一般就稱(chēng)它為肌醇。肌醇通肌醇，一般就稱(chēng)它為肌醇。肌醇通常以游離形式存在于動(dòng)物的肌肉、心臟、肝、肺等組織中，常以游離形式存在于動(dòng)物的肌肉、心臟、肝、肺等組織中，同時(shí)多與磷酸結(jié)合形成磷酸肌醇，在高等植物中，肌醇的六同時(shí)多與磷酸結(jié)合形成磷酸肌醇，在高等植物中，肌醇的六個(gè)羥基都成磷酸酯，即肌醇六磷酸；磷酸肌醇還易與體內(nèi)的個(gè)羥基都成磷酸酯，即肌醇六磷酸；磷酸肌醇還易與體內(nèi)的鈣、鎂結(jié)合，形成糖醇六磷酸的鈣鎂鹽

9、。鈣、鎂結(jié)合，形成糖醇六磷酸的鈣鎂鹽。 肌肌-肌醇結(jié)構(gòu)肌醇結(jié)構(gòu)第三章 碳水化合物93.糖苷糖苷 糖苷是單糖的半縮醛上羥基與非糖物質(zhì)縮合形成的化合糖苷是單糖的半縮醛上羥基與非糖物質(zhì)縮合形成的化合物。糖苷的非糖部分稱(chēng)為配基或非糖體，連接糖基與配基的物。糖苷的非糖部分稱(chēng)為配基或非糖體，連接糖基與配基的鍵稱(chēng)苷鍵。根據(jù)苷鍵的不同，糖苷可分為含氧糖苷、含氮糖鍵稱(chēng)苷鍵。根據(jù)苷鍵的不同，糖苷可分為含氧糖苷、含氮糖苷和含硫糖苷等。苷和含硫糖苷等。 糖苷通常包含一個(gè)呋喃糖環(huán)或一個(gè)吡喃糖環(huán)，新形成糖苷通常包含一個(gè)呋喃糖環(huán)或一個(gè)吡喃糖環(huán)，新形成的手性中心有的手性中心有或或型兩種。因此，型兩種。因此，D-吡喃葡萄糖應(yīng)看

10、成吡喃葡萄糖應(yīng)看成是是-D-和和-D-異頭體的混合物，形成的糖苷也是異頭體的混合物，形成的糖苷也是-D-和和-D-吡喃葡萄糖苷的混合物。一般在自然界中存在的糖苷吡喃葡萄糖苷的混合物。一般在自然界中存在的糖苷多為多為-糖苷。糖苷。第三章 碳水化合物10（三）低聚糖（三）低聚糖 低聚糖又稱(chēng)為寡糖，它是由低聚糖又稱(chēng)為寡糖，它是由210個(gè)糖單位以糖苷鍵結(jié)合而構(gòu)成的碳水個(gè)糖單位以糖苷鍵結(jié)合而構(gòu)成的碳水化合物，可溶于水。自然界中以游離狀態(tài)存在的低聚糖的聚合度一般不超過(guò)化合物，可溶于水。自然界中以游離狀態(tài)存在的低聚糖的聚合度一般不超過(guò)6個(gè)糖單位，其中主要是二糖和三糖。如果組成低聚糖的糖基是相同種的為個(gè)糖單位

11、，其中主要是二糖和三糖。如果組成低聚糖的糖基是相同種的為均低聚糖，不同為雜低聚糖。均低聚糖，不同為雜低聚糖。1.概述概述2.環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精 環(huán)狀糊精是由環(huán)狀糊精是由68個(gè)個(gè)D-吡喃葡萄糖通過(guò)吡喃葡萄糖通過(guò)-1，4糖苷鍵連接糖苷鍵連接而成的而成的D-吡喃葡萄糖基低聚物。由吡喃葡萄糖基低聚物。由6個(gè)糖單位組成的稱(chēng)為個(gè)糖單位組成的稱(chēng)為-環(huán)環(huán)狀糊精狀糊精，由，由7個(gè)糖單位組成的稱(chēng)為個(gè)糖單位組成的稱(chēng)為-環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精，由，由8個(gè)糖單位組個(gè)糖單位組成的稱(chēng)為成的稱(chēng)為-環(huán)狀糊精。環(huán)狀糊精。第三章 碳水化合物11 、及及-環(huán)狀糊精除分子量不同外，水中溶解度、空環(huán)狀糊精除分子量不同外，水中溶解度、空穴內(nèi)徑等也

12、有不同。環(huán)狀糊精的結(jié)構(gòu)具有高度的對(duì)稱(chēng)性，穴內(nèi)徑等也有不同。環(huán)狀糊精的結(jié)構(gòu)具有高度的對(duì)稱(chēng)性，是一個(gè)中間為空穴的圓柱體，內(nèi)壁被是一個(gè)中間為空穴的圓柱體，內(nèi)壁被C-H所覆蓋，與外側(cè)所覆蓋，與外側(cè)相比有較強(qiáng)的疏水性。因此，環(huán)狀糊精能穩(wěn)定的將一些非相比有較強(qiáng)的疏水性。因此，環(huán)狀糊精能穩(wěn)定的將一些非極性的化合物截留在環(huán)狀空穴內(nèi)，從而起到穩(wěn)定食品香味極性的化合物截留在環(huán)狀空穴內(nèi)，從而起到穩(wěn)定食品香味的作用。的作用。 第三章 碳水化合物12（四）多糖（四）多糖1.多糖的結(jié)構(gòu)多糖的結(jié)構(gòu) 多糖的分子量較大，多糖的分子量較大，DP（Degree of polymerization）值由值由11到幾千到幾千,一般大于

13、一般大于10（也有一些教材將（也有一些教材將DP值大于值大于20時(shí)定義為多糖）；多糖的形狀時(shí)定義為多糖）；多糖的形狀有直鏈和支鏈兩種。多糖可由一種或由幾種單糖單位組成，前者稱(chēng)為均多有直鏈和支鏈兩種。多糖可由一種或由幾種單糖單位組成，前者稱(chēng)為均多糖（糖（homoglycans），后者稱(chēng)雜多糖（），后者稱(chēng)雜多糖（heteroglycans）。單糖殘基序列可）。單糖殘基序列可以是周期性交替重復(fù)的，一個(gè)周期包含一個(gè)或幾個(gè)交替的結(jié)構(gòu)單元；結(jié)構(gòu)以是周期性交替重復(fù)的，一個(gè)周期包含一個(gè)或幾個(gè)交替的結(jié)構(gòu)單元；結(jié)構(gòu)單元序列也可能包含非周期性鏈段分隔的較短或較長(zhǎng)的周期性排列殘基鏈單元序列也可能包含非周期性鏈段分隔的

14、較短或較長(zhǎng)的周期性排列殘基鏈段；也有一些多糖鏈的糖基序列全是非周期性的。段；也有一些多糖鏈的糖基序列全是非周期性的。 多糖的聚合度實(shí)際上是不均一的，也就是說(shuō)多糖的分子量沒(méi)有固定值，多糖的聚合度實(shí)際上是不均一的，也就是說(shuō)多糖的分子量沒(méi)有固定值，多呈高斯分布。多糖分子的不均一性主要受體內(nèi)代謝狀態(tài)有較大關(guān)系。多呈高斯分布。多糖分子的不均一性主要受體內(nèi)代謝狀態(tài)有較大關(guān)系。此外，某些多糖以糖復(fù)合物或混合物形式存在，例如糖蛋白、糖肽、糖此外，某些多糖以糖復(fù)合物或混合物形式存在，例如糖蛋白、糖肽、糖脂、糖綴合物等糖復(fù)合物，它們的分子量大小受影響因素更多。脂、糖綴合物等糖復(fù)合物，它們的分子量大小受影響因素更多

15、。第三章 碳水化合物13二、碳水化合物的理化性質(zhì)二、碳水化合物的理化性質(zhì)1.溶解性溶解性 單糖、糖醇、糖苷、低聚糖等一般是可溶于水的。單糖、糖醇、糖苷、低聚糖等一般是可溶于水的。糖醇在水中溶解時(shí)吸收的糖醇在水中溶解時(shí)吸收的熱量要比蔗糖高得多，適宜制備具有清涼感的食品。熱量要比蔗糖高得多，適宜制備具有清涼感的食品。 糖苷的溶解性能與配體有很大關(guān)系。糖苷的溶解性能與配體有很大關(guān)系。 多糖分子鏈中的每個(gè)糖基單位大多數(shù)平均含有多糖分子鏈中的每個(gè)糖基單位大多數(shù)平均含有3個(gè)羥基，有幾個(gè)氫鍵個(gè)羥基，有幾個(gè)氫鍵結(jié)合位點(diǎn)可和一個(gè)或多個(gè)水分子形成氫鍵。此外，環(huán)上的氧原子以及糖苷結(jié)合位點(diǎn)可和一個(gè)或多個(gè)水分子形成氫鍵

16、。此外，環(huán)上的氧原子以及糖苷鍵上的氧原子也可與水形成氫鍵，因此，多糖分子鏈中每個(gè)單糖單位能夠鍵上的氧原子也可與水形成氫鍵，因此，多糖分子鏈中每個(gè)單糖單位能夠完全被溶劑化，使之具有較強(qiáng)的持水能力和親水性，易于水化和溶解。與完全被溶劑化，使之具有較強(qiáng)的持水能力和親水性，易于水化和溶解。與多糖的羥基通過(guò)氫鍵結(jié)合的水被稱(chēng)為多糖的羥基通過(guò)氫鍵結(jié)合的水被稱(chēng)為水合水或結(jié)合水水合水或結(jié)合水，這部分水由于使多，這部分水由于使多糖分子溶劑化而自身運(yùn)動(dòng)受到限制，通常這種水不會(huì)結(jié)冰，也稱(chēng)為糖分子溶劑化而自身運(yùn)動(dòng)受到限制，通常這種水不會(huì)結(jié)冰，也稱(chēng)為塑化水塑化水，它使多糖分子溶劑化。在凝膠和新鮮組織食品的總含水分中，這種

17、水合水它使多糖分子溶劑化。在凝膠和新鮮組織食品的總含水分中，這種水合水所占的比例較小。所占的比例較小。第三章 碳水化合物14 由于多糖的屬性而不會(huì)增加水的滲透性和顯著降低水的冰點(diǎn)，因由于多糖的屬性而不會(huì)增加水的滲透性和顯著降低水的冰點(diǎn)，因此，多糖是一種冷凍穩(wěn)定劑，在凍藏溫度（此，多糖是一種冷凍穩(wěn)定劑，在凍藏溫度（-18）以下，無(wú)論是高分）以下，無(wú)論是高分子質(zhì)量或低分子質(zhì)量的多糖，均能有效阻止食品的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)受到破子質(zhì)量或低分子質(zhì)量的多糖，均能有效阻止食品的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)受到破壞，從而有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和貯藏穩(wěn)定性。壞，從而有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和貯藏穩(wěn)定性。 在大分子碳水化合物中還有一部分高度有序

18、的多糖，其分子鏈因在大分子碳水化合物中還有一部分高度有序的多糖，其分子鏈因相互緊密結(jié)合而形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，與水接觸的羥基極大地減少，因此不相互緊密結(jié)合而形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，與水接觸的羥基極大地減少，因此不溶于水，只有使分子鏈間氫鍵斷裂才能增溶。溶于水，只有使分子鏈間氫鍵斷裂才能增溶。 大部分多糖不具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因此易在水中溶解或溶脹。在食品大部分多糖不具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因此易在水中溶解或溶脹。在食品工業(yè)和其他工業(yè)中使用的水溶性多糖和改性多糖，通常被稱(chēng)為膠或親工業(yè)和其他工業(yè)中使用的水溶性多糖和改性多糖，通常被稱(chēng)為膠或親水膠體。水膠體。 大分子多糖溶液都有一定的粘稠性，其溶液的粘度取決于分子的大分子多糖溶液都有

19、一定的粘稠性，其溶液的粘度取決于分子的大小、形狀、所帶凈電荷和溶液中的構(gòu)象。多糖大小、形狀、所帶凈電荷和溶液中的構(gòu)象。多糖(膠或親水膠體膠或親水膠體)的增稠的增稠性和膠凝性對(duì)食品有重要的影響。性和膠凝性對(duì)食品有重要的影響。第三章 碳水化合物152.水解反應(yīng)水解反應(yīng)（1）糖苷的水解）糖苷的水解 在食品中糖苷的含量雖然不高，但具有重要的在食品中糖苷的含量雖然不高，但具有重要的生理效應(yīng)和食品功能性生理效應(yīng)和食品功能性（鏈接相關(guān)文獻(xiàn)鏈接相關(guān)文獻(xiàn)）。如，天然存在的皂角苷是強(qiáng)泡沫形成劑和穩(wěn)定劑，黃）。如，天然存在的皂角苷是強(qiáng)泡沫形成劑和穩(wěn)定劑，黃酮糖苷使食品產(chǎn)生苦味和顏色。一旦糖苷發(fā)生水解不僅其苷元的溶解

20、度相酮糖苷使食品產(chǎn)生苦味和顏色。一旦糖苷發(fā)生水解不僅其苷元的溶解度相應(yīng)降低，而且其苦澀味減輕，對(duì)食品的色澤及口感都產(chǎn)生了重要影響。與應(yīng)降低，而且其苦澀味減輕，對(duì)食品的色澤及口感都產(chǎn)生了重要影響。與此同時(shí)，糖苷的某些功能消失，有害性的產(chǎn)生或消除。此同時(shí)，糖苷的某些功能消失，有害性的產(chǎn)生或消除。A、糖苷水解的意義、糖苷水解的意義 氧糖苷連接的氧糖苷連接的O-苷鍵在中性和弱堿性苷鍵在中性和弱堿性pH環(huán)境中是穩(wěn)定的，而在酸環(huán)境中是穩(wěn)定的，而在酸性條件下易水解。食品中（除酸性較強(qiáng)的食品外）大多數(shù)糖苷都是穩(wěn)性條件下易水解。食品中（除酸性較強(qiáng)的食品外）大多數(shù)糖苷都是穩(wěn)定的。定的。B、糖苷的水解、糖苷的水解第

21、三章 碳水化合物16 糖苷在酸性條糖苷在酸性條件下水解過(guò)程以甲件下水解過(guò)程以甲基吡喃糖苷基吡喃糖苷為例為例加以說(shuō)明，其酸水加以說(shuō)明，其酸水解過(guò)程是：其一通解過(guò)程是：其一通過(guò)佯鹽（過(guò)佯鹽（Oxoniun salt）和離子和離子 ；其二經(jīng)過(guò)其二經(jīng)過(guò)和環(huán)離和環(huán)離子子。最終都生成。最終都生成吡喃糖吡喃糖 。但以。但以 途徑為主（左途徑為主（左圖）。圖）。第三章 碳水化合物17 糖苷的酶水解時(shí)，糖基部分變?yōu)榉磻?yīng)活性高的半椅式構(gòu)象，使糖苷糖苷的酶水解時(shí)，糖基部分變?yōu)榉磻?yīng)活性高的半椅式構(gòu)象，使糖苷鍵變?nèi)?，糖苷從酶分子上得到質(zhì)子給糖苷氧原子，當(dāng)氧從這個(gè)碳原子上鍵變?nèi)?，糖苷從酶分子上得到質(zhì)子給糖苷氧原子，當(dāng)氧從

22、這個(gè)碳原子上分離出來(lái)時(shí)，即產(chǎn)生一個(gè)正碳離子，此正碳離子與酶分上的陰離子基團(tuán)分離出來(lái)時(shí)，即產(chǎn)生一個(gè)正碳離子，此正碳離子與酶分上的陰離子基團(tuán)-COO-作用而暫時(shí)穩(wěn)定，直到與溶劑中的作用而暫時(shí)穩(wěn)定，直到與溶劑中的-OH-作用，完成水解作用。酶作用，完成水解作用。酶水解的對(duì)糖苷和配基均有一定的專(zhuān)一性。水解的對(duì)糖苷和配基均有一定的專(zhuān)一性。硫代葡萄糖苷在硫代葡萄糖苷酶作用下的水解示意圖硫代葡萄糖苷在硫代葡萄糖苷酶作用下的水解示意圖 第三章 碳水化合物18+OH+OHCH OHHOHOHHOHHOCH22HOHHOHHHOHOHCNCHOOHC NCHH OCNCHOOHHOHOHHOHH222CHOHOH

23、HOHHHOCH OHHO苦杏仁苷酸水解或酶水解示意圖苦杏仁苷酸水解或酶水解示意圖苯甲醛氫氰酸龍膽二糖苦杏仁苷的苦杏仁苷的功能性消失功能性消失產(chǎn)生有產(chǎn)生有害成分害成分第三章 碳水化合物19食物中主要的硫代糖苷及其水解產(chǎn)生物食物中主要的硫代糖苷及其水解產(chǎn)生物糖苷糖苷食物原料食物原料水解后的分解物水解后的分解物苦杏仁苷和野黑櫻苷苦扁桃和干艷山姜的芯葡萄糖 + 氫氰酸+ 苯甲醛亞麻苦苷亞麻籽種子及種子粕D-葡萄糖 + 氫氰酸 + 丙酮巢菜糖苷豆類(lèi)（烏豌豆和巢菜）巢菜糖 + 氫氰酸 +苯甲醛里那苷金甲豆（黑豆）和鷹嘴豆、蠶豆D-葡萄糖 +氫氰酸+ 丙酮（產(chǎn)物還未完全確定）百脈根苷牛角花屬的Arabic

24、usD-葡萄糖 +氫氰酸 + 牛角花黃素蜀黍氰苷高梁及玉米D-葡萄糖 +氫氰酸+ 水楊醛黑芥子苷黑芥末（同種的Juncea）D-葡萄糖 + 異硫氰酸鹽丙酯 + KHSO4葡萄糖苷各種油菜科植物D-葡萄糖 + 5-乙烯-2-硫代惡唑烷，或是致甲狀腺腫物 + KHSO4蕓臺(tái)葡萄糖硫苷各種油菜科植物各種硫化氫化合物 + H2S + KHSO4第三章 碳水化合物20（2）低聚糖及多糖的水解）低聚糖及多糖的水解 低聚糖容易被酸和酶水解，但對(duì)堿較穩(wěn)定。低聚糖容易被酸和酶水解，但對(duì)堿較穩(wěn)定。 蔗糖水解稱(chēng)為轉(zhuǎn)化，生成等摩爾葡萄糖和果糖的混合物稱(chēng)為轉(zhuǎn)化糖蔗糖水解稱(chēng)為轉(zhuǎn)化，生成等摩爾葡萄糖和果糖的混合物稱(chēng)為轉(zhuǎn)化糖

25、（invert suger）。）。 多糖在酸或酶的催化下也易發(fā)生水解，并伴隨粘度降低、甜度增加。多糖在酸或酶的催化下也易發(fā)生水解，并伴隨粘度降低、甜度增加。在果汁、果葡糖漿等生產(chǎn)過(guò)程中常利用酶作催化劑水解多糖。在果汁、果葡糖漿等生產(chǎn)過(guò)程中常利用酶作催化劑水解多糖。 用淀粉生產(chǎn)玉米糖漿就是應(yīng)用了低聚糖及多糖在酸和酶作用下易水解用淀粉生產(chǎn)玉米糖漿就是應(yīng)用了低聚糖及多糖在酸和酶作用下易水解的原理進(jìn)行的。的原理進(jìn)行的。 正如糖苷的水解速度，除了受它的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還受正如糖苷的水解速度，除了受它的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還受pH、時(shí)間、溫、時(shí)間、溫度和酶的活力等因素的影響。低聚糖和多糖的水解速度也受它的結(jié)構(gòu)、度和酶

26、的活力等因素的影響。低聚糖和多糖的水解速度也受它的結(jié)構(gòu)、pH、時(shí)間、溫度和酶活性等因素的影響。、時(shí)間、溫度和酶活性等因素的影響。第三章 碳水化合物213. 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 含有游離醛基的醛糖或能產(chǎn)生醛基的酮糖都是還原糖，在堿性條件下，含有游離醛基的醛糖或能產(chǎn)生醛基的酮糖都是還原糖，在堿性條件下，有弱的氧化劑存在時(shí)可被氧化成醛糖酸（有弱的氧化劑存在時(shí)可被氧化成醛糖酸（aldonic acid）；有強(qiáng)的氧化劑）；有強(qiáng)的氧化劑存在時(shí)，醛糖的醛基和伯醇基均被氧化成羧基，形成的醛糖二酸（存在時(shí)，醛糖的醛基和伯醇基均被氧化成羧基，形成的醛糖二酸（aldaric acid）。）。 醛糖在酶作用下也可發(fā)生氧

27、化。如某些醛糖在特定的脫氫酶作用下其伯醇醛糖在酶作用下也可發(fā)生氧化。如某些醛糖在特定的脫氫酶作用下其伯醇被氧化，而醛基被保留，生成糖醛酸（被氧化，而醛基被保留，生成糖醛酸（uronic acid）。）。 D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易氧化成葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易氧化成D-葡糖酸，商品葡糖酸，商品D-葡糖葡糖酸及其內(nèi)酯的制備如下圖所示。酸及其內(nèi)酯的制備如下圖所示。 第三章 碳水化合物224. 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 單糖的羰基在適當(dāng)?shù)倪€原條件下可被還原成對(duì)應(yīng)的糖醇單糖的羰基在適當(dāng)?shù)倪€原條件下可被還原成對(duì)應(yīng)的糖醇（polyol），酮糖還原由于形成了一個(gè)新的手性碳原子，因此），酮糖還原由于形成了一

28、個(gè)新的手性碳原子，因此能得到兩種相應(yīng)的糖醇。下圖是葡萄糖及果糖還原產(chǎn)生的糖醇。能得到兩種相應(yīng)的糖醇。下圖是葡萄糖及果糖還原產(chǎn)生的糖醇。 第三章 碳水化合物235. 酯化與醚化反應(yīng)酯化與醚化反應(yīng) 糖分子中的羥基能與有機(jī)酸和一些無(wú)機(jī)酸形成酯，如糖分子中的羥基能與有機(jī)酸和一些無(wú)機(jī)酸形成酯，如D-葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酯、磷酸酯、D-果糖果糖-1，6-二磷酸酯等（下圖）。商業(yè)二磷酸酯等（下圖）。商業(yè)上常將玉米淀粉衍生化生成單酯和雙酯，最典型的是琥珀酸上常將玉米淀粉衍生化生成單酯和雙酯，最典型的是琥珀酸酯、琥珀酸半酯和二淀粉己二酸酯。蔗糖脂肪酸酯是食品中酯、琥珀酸半酯和二淀粉己二酸酯。蔗糖脂肪酸酯是食品

29、中一種常用的乳化劑。一種常用的乳化劑。HO2CH OPO H3O3CH OPO HHCOHCHO2HCOHHCOHHOCHOHOHOHD-葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酯磷酸酯 HO POCH3O2CH OPO H 3HO2CH OPO H 332CH OPO HO2HCOHHCOHHOCHOHOHC D-果糖果糖-1，6-二磷酸酯二磷酸酯 第三章 碳水化合物24 糖中羥基如醇羥基，除能形成酯外還可生成醚。多糖醚糖中羥基如醇羥基，除能形成酯外還可生成醚。多糖醚化后可明顯改善其性能。例如，食品中使用的羧甲基纖維素化后可明顯改善其性能。例如，食品中使用的羧甲基纖維素鈉和羥丙基淀粉等（將在下節(jié)中介紹）。鈉和

30、羥丙基淀粉等（將在下節(jié)中介紹）。 在紅藻多糖特別是瓊脂膠、在紅藻多糖特別是瓊脂膠、-卡拉膠和卡拉膠和-卡拉膠中存在卡拉膠中存在一種特殊的醚，即這些多糖中的一種特殊的醚，即這些多糖中的D-半乳糖基的半乳糖基的C3和和C6之間之間由于脫水形成的內(nèi)醚。由于脫水形成的內(nèi)醚。 3,6-脫水脫水-半乳糖吡喃基半乳糖吡喃基 第三章 碳水化合物25三、碳水化合物的食品功能性三、碳水化合物的食品功能性（一）（一） 親水功能親水功能 碳水化合物含有許多親水性羥基，它們靠氫鍵鍵合與水分子相互作用，形成了碳水化合物對(duì)水有較強(qiáng)的親和力。例如，將不同結(jié)構(gòu)的單糖或低聚糖放置在不同的濕度（RH）若干時(shí)間后就能結(jié)合一定的空氣中

31、水分（下表） 糖吸收潮濕空氣中水分的百分含量（糖吸收潮濕空氣中水分的百分含量（%）糖20、不同相對(duì)濕度（RH）和時(shí)間60%，1h60%，9d100%，25dD-葡萄糖0.070.0714.5D-果糖0.280.6373.4蔗糖0.040.0318.4麥芽糖（無(wú)水）0.807.018.4含結(jié)晶水麥芽糖5.055.1未測(cè)無(wú)水乳糖0.541.21.4含結(jié)晶水乳糖5.055.1未測(cè)第三章 碳水化合物26 糖醇除了甘露醇、異麥芽酮糖醇，均有一定吸濕性，特別在相糖醇除了甘露醇、異麥芽酮糖醇，均有一定吸濕性，特別在相對(duì)濕度較高的情況下。此外糖醇的吸濕性和其自身的純度有關(guān)，一對(duì)濕度較高的情況下。此外糖醇的吸濕

32、性和其自身的純度有關(guān)，一般純度低其吸濕性也高。鑒于糖醇的吸濕性適于制取軟式糕點(diǎn)和膏般純度低其吸濕性也高。鑒于糖醇的吸濕性適于制取軟式糕點(diǎn)和膏體的保濕劑，要注意在干燥條件下保存糖醇，以防止吸濕結(jié)塊。多體的保濕劑，要注意在干燥條件下保存糖醇，以防止吸濕結(jié)塊。多糖在放置在不同的濕度（糖在放置在不同的濕度（RH）若干時(shí)間后也能結(jié)合一定的空氣中水）若干時(shí)間后也能結(jié)合一定的空氣中水分并有較好的持水性，即保濕性（下圖）。分并有較好的持水性，即保濕性（下圖）。 茶多糖的吸濕性（左圖茶多糖的吸濕性（左圖RH=81%，中圖，中圖RH=43%）與保濕性（右）與保濕性（右RH=43%） 第三章 碳水化合物27（二）粘

33、度與凝膠作用（二）粘度與凝膠作用1.粘度的概念粘度的概念 粘度粘度(viscosity)是表征流體流動(dòng)時(shí)所受內(nèi)摩擦阻力大小的物理量，是流體是表征流體流動(dòng)時(shí)所受內(nèi)摩擦阻力大小的物理量，是流體在受剪切應(yīng)力作用時(shí)表現(xiàn)出的特性。粘度常用毛細(xì)管粘度計(jì)、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、落在受剪切應(yīng)力作用時(shí)表現(xiàn)出的特性。粘度常用毛細(xì)管粘度計(jì)、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、落球式粘度計(jì)和振動(dòng)式粘度計(jì)等來(lái)測(cè)定。球式粘度計(jì)和振動(dòng)式粘度計(jì)等來(lái)測(cè)定。 單糖、糖醇、低聚糖及可溶性大分子多糖都有一定的粘度，影響碳水化合單糖、糖醇、低聚糖及可溶性大分子多糖都有一定的粘度，影響碳水化合物的粘度的因素較多，主要有內(nèi)在因素（如，平均分子量大小、分子鏈形狀等）物的粘度

34、的因素較多，主要有內(nèi)在因素（如，平均分子量大小、分子鏈形狀等）和外界因素（如，碳水化合物的濃度、溫度等）。和外界因素（如，碳水化合物的濃度、溫度等）。 多糖溶液的粘度與其相應(yīng)食品的增稠性及膠凝性都有重要關(guān)系，多糖溶液的粘度與其相應(yīng)食品的增稠性及膠凝性都有重要關(guān)系，是食品的主要功能性；此外，通過(guò)控制多糖溶液的粘度還可控制液體是食品的主要功能性；此外，通過(guò)控制多糖溶液的粘度還可控制液體食品及飲料的流動(dòng)性與質(zhì)地，改變半固體食品的形態(tài)及食品及飲料的流動(dòng)性與質(zhì)地，改變半固體食品的形態(tài)及O/W乳濁液的乳濁液的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。2.多糖溶液的粘度多糖溶液的粘度第三章 碳水化合物28糖分子的無(wú)規(guī)線團(tuán)狀糖分子的無(wú)

35、規(guī)線團(tuán)狀 多糖溶液的粘度同分子的大小、形狀、所帶凈電荷及多糖溶液的粘度同分子的大小、形狀、所帶凈電荷及其所在溶液中的構(gòu)象有關(guān)。其所在溶液中的構(gòu)象有關(guān)。 多糖分子在溶液中的形狀是圍繞糖基連接鍵振動(dòng)的結(jié)果，一般呈無(wú)序的無(wú)規(guī)線團(tuán)狀態(tài)（下圖）。大多數(shù)多糖在溶液中所呈現(xiàn)的無(wú)規(guī)線團(tuán)狀性質(zhì)與多糖的組成及連接方式有密切關(guān)系。第三章 碳水化合物29 支鏈多糖在溶液中鏈與鏈之間的相互作用不太明顯，因而分子的溶支鏈多糖在溶液中鏈與鏈之間的相互作用不太明顯，因而分子的溶劑化程度較線性多糖高，更易溶于水。特別是高度支化的多糖比同等劑化程度較線性多糖高，更易溶于水。特別是高度支化的多糖比同等DP的直鏈多糖占有的的直鏈多糖

36、占有的“有效體積有效體積”的回轉(zhuǎn)空間要小得多（下圖），因而分子的回轉(zhuǎn)空間要小得多（下圖），因而分子之間相互碰撞的頻率也較低，溶液的粘度也就遠(yuǎn)低于相同之間相互碰撞的頻率也較低，溶液的粘度也就遠(yuǎn)低于相同DP的線性多糖的線性多糖溶液。溶液。相同分子質(zhì)量的線性多糖和高度支鏈多糖在溶液中占有的相對(duì)體積相同分子質(zhì)量的線性多糖和高度支鏈多糖在溶液中占有的相對(duì)體積 第三章 碳水化合物30 另外，多糖在溶液中所帶電荷狀態(tài)對(duì)其粘度也有重要影響。對(duì)于僅另外，多糖在溶液中所帶電荷狀態(tài)對(duì)其粘度也有重要影響。對(duì)于僅帶一種電荷的直鏈多糖，由于同種電荷產(chǎn)生靜電斥力，使得分子伸展、帶一種電荷的直鏈多糖，由于同種電荷產(chǎn)生靜電斥力

37、，使得分子伸展、鏈長(zhǎng)增加和占有的鏈長(zhǎng)增加和占有的“有效體積有效體積”增加，因而溶液的粘度大大提高。增加，因而溶液的粘度大大提高。 pH值對(duì)粘度大小有較顯著的影響，其原因與多糖在溶液中所帶電荷值對(duì)粘度大小有較顯著的影響，其原因與多糖在溶液中所帶電荷狀態(tài)有密切關(guān)系。如含羧基的多糖在狀態(tài)有密切關(guān)系。如含羧基的多糖在pH2.8時(shí)電荷效應(yīng)最小，這時(shí)羧基時(shí)電荷效應(yīng)最小，這時(shí)羧基電離受到了抑制，這種聚合物的行為如同不帶電荷的分子。電離受到了抑制，這種聚合物的行為如同不帶電荷的分子。 一般而言，不帶電荷的直鏈均多糖，因其分子鏈中僅具有一種中性一般而言，不帶電荷的直鏈均多糖，因其分子鏈中僅具有一種中性單糖的結(jié)構(gòu)

38、單元和一種鍵型，分子鏈間傾向于締合和形成部分結(jié)晶，這單糖的結(jié)構(gòu)單元和一種鍵型，分子鏈間傾向于締合和形成部分結(jié)晶，這些結(jié)晶區(qū)不溶于水，而且非常穩(wěn)定。通過(guò)加熱，多糖分子溶于水并形成些結(jié)晶區(qū)不溶于水，而且非常穩(wěn)定。通過(guò)加熱，多糖分子溶于水并形成不穩(wěn)定的分散體系，隨后分子鏈間又相互作用形成有序排列，快速形成不穩(wěn)定的分散體系，隨后分子鏈間又相互作用形成有序排列，快速形成沉淀或膠凝現(xiàn)象。沉淀或膠凝現(xiàn)象。淀粉中出現(xiàn)的這種不溶解效應(yīng)，稱(chēng)為淀粉中出現(xiàn)的這種不溶解效應(yīng)，稱(chēng)為“老化老化”。伴隨。伴隨老化，水被排除，則稱(chēng)之為老化，水被排除，則稱(chēng)之為“脫水收縮脫水收縮”。第三章 碳水化合物313.膠凝作用膠凝作用 多糖

39、的膠凝作用是又一重要特性。在食品加工中，多糖或蛋白質(zhì)等大分子，多糖的膠凝作用是又一重要特性。在食品加工中，多糖或蛋白質(zhì)等大分子，可通過(guò)氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋接可通過(guò)氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋接(ionic cross bridges)、纏結(jié)或共價(jià)鍵等相互作用，能形成海綿狀的三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)（下圖）。網(wǎng)孔纏結(jié)或共價(jià)鍵等相互作用，能形成海綿狀的三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)（下圖）。網(wǎng)孔中充滿著液相，液相是由較小分子質(zhì)量的溶質(zhì)和部分高聚物組成的水溶液。中充滿著液相，液相是由較小分子質(zhì)量的溶質(zhì)和部分高聚物組成的水溶液。典型的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)示意圖典型的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)示意圖第三章 碳水

40、化合物32 支鏈分子或雜聚糖分子間不能很好地結(jié)合，因此不能支鏈分子或雜聚糖分子間不能很好地結(jié)合，因此不能形成足夠大的連結(jié)區(qū)和一定強(qiáng)度的凝膠。這類(lèi)多糖分子只形成足夠大的連結(jié)區(qū)和一定強(qiáng)度的凝膠。這類(lèi)多糖分子只形成粘稠、穩(wěn)定的溶膠。同樣，帶電荷基團(tuán)的分子，例如形成粘稠、穩(wěn)定的溶膠。同樣，帶電荷基團(tuán)的分子，例如含羧基的多糖，鏈段之間的負(fù)電荷可產(chǎn)生庫(kù)侖斥力，因而含羧基的多糖，鏈段之間的負(fù)電荷可產(chǎn)生庫(kù)侖斥力，因而阻止連結(jié)區(qū)的形成。阻止連結(jié)區(qū)的形成。 不同的凝膠具有不同的用途，選擇標(biāo)準(zhǔn)取決于所期望的粘度、凝膠強(qiáng)度、流變性質(zhì)、體系的pH值、加工時(shí)的溫度、與其他配料的相互作用、質(zhì)構(gòu)等。 多糖溶液的上述性質(zhì)，賦予

41、多糖在食品及輕工業(yè)有廣多糖溶液的上述性質(zhì)，賦予多糖在食品及輕工業(yè)有廣泛的應(yīng)用，如作為增稠劑、絮凝劑、泡沫穩(wěn)定劑、吸水膨泛的應(yīng)用，如作為增稠劑、絮凝劑、泡沫穩(wěn)定劑、吸水膨脹劑、乳狀液穩(wěn)定劑等。脹劑、乳狀液穩(wěn)定劑等。第三章 碳水化合物33（三）風(fēng)味結(jié)合功能（三）風(fēng)味結(jié)合功能 碳水化合物是一類(lèi)很好的風(fēng)味固定劑，能有效地保留揮碳水化合物是一類(lèi)很好的風(fēng)味固定劑，能有效地保留揮發(fā)性風(fēng)味成分，如醛類(lèi)、酮類(lèi)及酯類(lèi)。發(fā)性風(fēng)味成分，如醛類(lèi)、酮類(lèi)及酯類(lèi)。 環(huán)狀糊精由于內(nèi)部呈非極性環(huán)境，能有效地截留非極性環(huán)狀糊精由于內(nèi)部呈非極性環(huán)境，能有效地截留非極性的風(fēng)味成分和其他小分子化合物。的風(fēng)味成分和其他小分子化合物。 阿拉

42、伯樹(shù)膠在風(fēng)味物顆粒的周?chē)纬梢粚雍衲?，從而可阿拉伯?shù)膠在風(fēng)味物顆粒的周?chē)纬梢粚雍衲ぃ瑥亩梢苑乐顾值奈?、揮發(fā)和化學(xué)氧化造成的損失。對(duì)于噴霧以防止水分的吸收、揮發(fā)和化學(xué)氧化造成的損失。對(duì)于噴霧或冷凍干燥脫水的那些食品，食品中的碳水化合物在脫水過(guò)或冷凍干燥脫水的那些食品，食品中的碳水化合物在脫水過(guò)程中對(duì)保持揮發(fā)性風(fēng)味成分起著重要作用，隨著脫水的進(jìn)行，程中對(duì)保持揮發(fā)性風(fēng)味成分起著重要作用，隨著脫水的進(jìn)行，使糖使糖-水的相互作用轉(zhuǎn)變成糖水的相互作用轉(zhuǎn)變成糖-風(fēng)味劑的相互作用。風(fēng)味劑的相互作用。第三章 碳水化合物34（四）（四） 碳水化合物褐變產(chǎn)物與食品風(fēng)味碳水化合物褐變產(chǎn)物與食品風(fēng)味 碳水化合物

43、在非酶褐變過(guò)程中除了產(chǎn)生深顏色類(lèi)黑精色素外，還產(chǎn)碳水化合物在非酶褐變過(guò)程中除了產(chǎn)生深顏色類(lèi)黑精色素外，還產(chǎn)成了多種揮發(fā)性物質(zhì)，使加工食品產(chǎn)生特殊的風(fēng)味，例如花生、咖啡豆成了多種揮發(fā)性物質(zhì)，使加工食品產(chǎn)生特殊的風(fēng)味，例如花生、咖啡豆在焙烤過(guò)程中產(chǎn)生的褐變風(fēng)味。在焙烤過(guò)程中產(chǎn)生的褐變風(fēng)味。 褐變產(chǎn)物除了能使食品產(chǎn)生風(fēng)味外，它本身可能具有特殊的風(fēng)味或褐變產(chǎn)物除了能使食品產(chǎn)生風(fēng)味外，它本身可能具有特殊的風(fēng)味或者能增強(qiáng)其他的風(fēng)味，具有這種雙重作用的焦糖化產(chǎn)物是麥芽酚和乙基者能增強(qiáng)其他的風(fēng)味，具有這種雙重作用的焦糖化產(chǎn)物是麥芽酚和乙基麥芽酚。麥芽酚。 糖的熱分解產(chǎn)物有吡喃酮、呋喃、呋喃酮、內(nèi)酯、羰基化合物

44、、酸糖的熱分解產(chǎn)物有吡喃酮、呋喃、呋喃酮、內(nèi)酯、羰基化合物、酸和酯類(lèi)等。這些化合物總的風(fēng)味和香味特征使某些食品產(chǎn)生特有的香味。和酯類(lèi)等。這些化合物總的風(fēng)味和香味特征使某些食品產(chǎn)生特有的香味。第三章 碳水化合物35（五）（五） 甜味甜味 所有糖、糖醇及低聚糖均有一定甜度，某些糖苷、多糖復(fù)合物也有很所有糖、糖醇及低聚糖均有一定甜度，某些糖苷、多糖復(fù)合物也有很好的甜度，這是賦予食品甜味的主要原因。人所能感覺(jué)到的甜味因糖的組好的甜度，這是賦予食品甜味的主要原因。人所能感覺(jué)到的甜味因糖的組成、構(gòu)型和物理形態(tài)不同而異成、構(gòu)型和物理形態(tài)不同而異(下表下表)。糖的相對(duì)甜度（糖的相對(duì)甜度（W/W，%） 糖糖溶液

45、的相對(duì)甜度溶液的相對(duì)甜度結(jié)晶的相對(duì)甜度結(jié)晶的相對(duì)甜度蔗糖 -D-果糖-D-葡萄糖 -D-葡萄糖-D-半乳糖 -D-半乳糖-D-甘露糖 -D-甘露糖-D-乳糖 -D-乳糖 -D-麥芽糖棉子糖水蘇四糖1001001754079異頭體27-59苦味163848465223-1001807482322132苦味1632-110 糖醇的甜度除了糖醇的甜度除了木糖醇的甜度和蔗糖木糖醇的甜度和蔗糖相近外，其他糖醇的相近外，其他糖醇的甜度均比蔗糖低。由甜度均比蔗糖低。由于糖醇能被人體小腸于糖醇能被人體小腸吸收進(jìn)入血液代謝，吸收進(jìn)入血液代謝，產(chǎn)有一定熱量，是一產(chǎn)有一定熱量，是一種營(yíng)養(yǎng)性甜味劑，但種營(yíng)養(yǎng)性甜味劑，

46、但由于其熱值均比葡萄由于其熱值均比葡萄糖要低些，因此，糖糖要低些，因此，糖醇是很好的低熱量食醇是很好的低熱量食品甜味劑。品甜味劑。 第三章 碳水化合物36非酶褐變非酶褐變的類(lèi)型的類(lèi)型酚類(lèi)物質(zhì)褐 變美拉德反應(yīng)美拉德反應(yīng)焦糖化褐變焦糖化褐變抗壞血酸褐變抗壞血酸褐變非揮發(fā)性成分非揮發(fā)性成分 有色成分有色成分無(wú)色成分無(wú)色成分揮發(fā)性成分揮發(fā)性成分食品質(zhì)量食品質(zhì)量與安全與安全四、非酶褐變反應(yīng)四、非酶褐變反應(yīng)(一一)非酶褐變的類(lèi)型及歷程非酶褐變的類(lèi)型及歷程1.美拉德反應(yīng)的類(lèi)型美拉德反應(yīng)的類(lèi)型第三章 碳水化合物372.美拉德反應(yīng)及其反應(yīng)歷程美拉德反應(yīng)及其反應(yīng)歷程 醛醇類(lèi)及脫氮聚合醛醇類(lèi)及脫氮聚合物類(lèi)物類(lèi)醛亞胺

47、類(lèi)和酮亞胺類(lèi)醛亞胺類(lèi)和酮亞胺類(lèi)HMF或糠醛或糠醛類(lèi)黑素類(lèi)（含氮的褐色的聚合物或共聚物類(lèi)）類(lèi)黑素類(lèi)（含氮的褐色的聚合物或共聚物類(lèi)）醛糖醛糖Amadori重排重排N-葡萄葡萄糖基胺糖基胺含自由氨基化合物含自由氨基化合物還原酮類(lèi)還原酮類(lèi)Amadori重排產(chǎn)品（重排產(chǎn)品（ARP）（）（1-氨基氨基-1-脫氧脫氧-2-酮糖）酮糖）羥甲基糠醛羥甲基糠醛(HMF)或糠醛的或糠醛的Schiffs堿堿裂解產(chǎn)物（丙酮醇、裂解產(chǎn)物（丙酮醇、二乙?；阴；?、丙酮醛等）丙酮醛等）脫氫還原酮類(lèi)脫氫還原酮類(lèi)pH7pH7pH7醛類(lèi)醛類(lèi)Strecker降解降解+ 氨基化合物氨基化合物+ 氨基化合物氨基化合物 氨基化合物氨基化

48、合物+ 氨基化合物氨基化合物+ 氨基化合物氨基化合物+ 氨基化合物氨基化合物第三章 碳水化合物38 還原糖如葡萄糖和氨基酸或蛋白質(zhì)中的自由氨基失水縮合生成N-葡萄糖基胺，葡萄基胺經(jīng)Amadori重排反應(yīng)生成1-氨基氨基-1-脫氧脫氧-2-酮糖酮糖： 開(kāi)始階段：開(kāi)始階段：HCOHCH OHOHHCOH22CH OHHC OHCOHHOCH+RNH2NHRC(H)(OH)HOCHHCOH2HCOHCH OHHCOHH2OHOCHHCOH2HCOHCH OHHCOHHC NRHOCH2HCOHCH OHHCOHC OCH2NHROOHHONHR1-氨基氨基-1-脫氧脫氧-D-果糖果糖 第三章 碳水化

49、合物39 1-氨基氨基-1-脫氧脫氧-2-酮糖酮糖根據(jù)pH 值的不同發(fā)生降解，當(dāng)當(dāng)pH 值等于或小于值等于或小于7 時(shí)時(shí)，Amadori 產(chǎn)物主要發(fā)生1，2-烯醇化而形成糠醛糠醛(當(dāng)糖是戊糖時(shí)) 或羥甲基糠醛羥甲基糠醛(當(dāng)糖為己糖時(shí))： 中間階段：中間階段：1，2-烯胺醇3-脫氧已糖醛酮羥甲基呋喃醛（HMF）Amadori 產(chǎn)物第三章 碳水化合物40當(dāng)當(dāng)pH 值大于值大于7溫度較低時(shí)溫度較低時(shí) 1-氨基氨基-1-脫氧脫氧-2-酮糖酮糖較易發(fā)生2,3-烯醇化而形成還原酮類(lèi), 還原酮較不穩(wěn)定，既有較強(qiáng)的還原作用，也可異構(gòu)成脫氫還原異構(gòu)成脫氫還原酮酮（二羰基化合物類(lèi)）： 第三章 碳水化合物41當(dāng)當(dāng)p

50、H 值大于值大于7溫度較高時(shí)溫度較高時(shí) 1-氨基氨基-1-脫氧脫氧-2-酮糖酮糖較易裂解，產(chǎn)生較易裂解，產(chǎn)生1-羥基羥基-2-丙酮、丙丙酮、丙酮醛、二乙?；韧?、二乙?；群芏喔呋钚缘闹虚g體很多高活性的中間體。這些中間體還可繼續(xù)。這些中間體還可繼續(xù)參與反應(yīng)，如脫氫還原酮易使氨基酸發(fā)生脫羧、脫氨反應(yīng)形成參與反應(yīng)，如脫氫還原酮易使氨基酸發(fā)生脫羧、脫氨反應(yīng)形成醛類(lèi)和醛類(lèi)和-氨基酮類(lèi)，這個(gè)反應(yīng)又稱(chēng)為氨基酮類(lèi)，這個(gè)反應(yīng)又稱(chēng)為Strecker 降解反應(yīng)降解反應(yīng)： 第三章 碳水化合物42 反應(yīng)過(guò)程中形成的醛類(lèi)、酮類(lèi)都不穩(wěn)定，它們可發(fā)生聚合反應(yīng)產(chǎn)生醛反應(yīng)過(guò)程中形成的醛類(lèi)、酮類(lèi)都不穩(wěn)定，它們可發(fā)生聚合反應(yīng)產(chǎn)生

51、醛醇類(lèi)脫氮聚合物類(lèi)：醇類(lèi)脫氮聚合物類(lèi)：終期階段：終期階段： 在美拉德反應(yīng)過(guò)程中有氨基存在時(shí)，反應(yīng)的中間產(chǎn)物在美拉德反應(yīng)過(guò)程中有氨基存在時(shí)，反應(yīng)的中間產(chǎn)物都能與氨基發(fā)生縮合、脫氫、重排、異構(gòu)化等一系列反應(yīng)，都能與氨基發(fā)生縮合、脫氫、重排、異構(gòu)化等一系列反應(yīng)，最終形成含氮的棕色聚合物或共聚物，統(tǒng)稱(chēng)為最終形成含氮的棕色聚合物或共聚物，統(tǒng)稱(chēng)為類(lèi)黑素類(lèi)黑素(Mlanoidin)。-H2O-H2O第三章 碳水化合物433.焦糖化褐變及其反應(yīng)歷程焦糖化褐變及其反應(yīng)歷程 糖類(lèi)在沒(méi)有含氨基化合物存在時(shí)，加熱到溶點(diǎn)以上也會(huì)變?yōu)楹诤痔穷?lèi)在沒(méi)有含氨基化合物存在時(shí)，加熱到溶點(diǎn)以上也會(huì)變?yōu)楹诤值纳匚镔|(zhì)，這種作用稱(chēng)為的色

52、素物質(zhì)，這種作用稱(chēng)為焦糖化作用焦糖化作用。溫和加熱或初期熱分解能引。溫和加熱或初期熱分解能引起糖異頭移位、環(huán)的大小改變和糖苷鍵斷裂以及生成新的糖苷鍵。但起糖異頭移位、環(huán)的大小改變和糖苷鍵斷裂以及生成新的糖苷鍵。但是，熱分解由于脫水主要引起左旋葡聚糖的形成或者在糖環(huán)中形成雙是，熱分解由于脫水主要引起左旋葡聚糖的形成或者在糖環(huán)中形成雙鍵，后者可產(chǎn)生不飽和的環(huán)狀中間體，如呋喃環(huán)。鍵，后者可產(chǎn)生不飽和的環(huán)狀中間體，如呋喃環(huán)。 共軛雙鍵的存在產(chǎn)生顏色，同時(shí)可發(fā)生縮合反應(yīng)使之聚合，使食共軛雙鍵的存在產(chǎn)生顏色，同時(shí)可發(fā)生縮合反應(yīng)使之聚合，使食品產(chǎn)生色澤和風(fēng)味。一些食品，例如焙烤、油炸食品，焦糖化作用控品產(chǎn)生

53、色澤和風(fēng)味。一些食品，例如焙烤、油炸食品，焦糖化作用控制得當(dāng)，可使產(chǎn)品得到悅?cè)说纳珴膳c風(fēng)味。各種糖類(lèi)生成的焦糖在成制得當(dāng)，可使產(chǎn)品得到悅?cè)说纳珴膳c風(fēng)味。各種糖類(lèi)生成的焦糖在成分上都相似，但焦糖化學(xué)組成復(fù)雜，至今還不清楚。一般可將焦糖化分上都相似，但焦糖化學(xué)組成復(fù)雜，至今還不清楚。一般可將焦糖化作用產(chǎn)生的成分分為二類(lèi)：作用產(chǎn)生的成分分為二類(lèi)： 一類(lèi)是糖的脫水后的聚合產(chǎn)物，即焦糖或稱(chēng)醬色；一類(lèi)是糖的脫水后的聚合產(chǎn)物，即焦糖或稱(chēng)醬色； 另一類(lèi)是一些熱降解產(chǎn)物，如揮發(fā)性的醛、酮類(lèi)等物質(zhì)。另一類(lèi)是一些熱降解產(chǎn)物，如揮發(fā)性的醛、酮類(lèi)等物質(zhì)。第三章 碳水化合物44蔗糖蔗糖熔融起泡異蔗糖酐異蔗糖酐-H2O加熱

54、加熱加熱-H2O焦糖酐焦糖酐（Caramelan）焦糖素焦糖素（Caramelin）焦糖烯焦糖烯起泡、脫水-H2O-H2O加熱 從該圖可知從該圖可知焦糖化作用是以連續(xù)的加熱失水、聚合作用為主線焦糖化作用是以連續(xù)的加熱失水、聚合作用為主線的反應(yīng)，的反應(yīng)，所產(chǎn)生的焦糖是一類(lèi)結(jié)構(gòu)不明的大分子物質(zhì)。催化劑可加速這類(lèi)反應(yīng)的發(fā)所產(chǎn)生的焦糖是一類(lèi)結(jié)構(gòu)不明的大分子物質(zhì)。催化劑可加速這類(lèi)反應(yīng)的發(fā)生，如，蔗糖是用于生產(chǎn)焦糖色素和食用色素香料的物質(zhì)，在酸或酸性銨生，如，蔗糖是用于生產(chǎn)焦糖色素和食用色素香料的物質(zhì)，在酸或酸性銨鹽存在的溶液中加熱可制備出鹽存在的溶液中加熱可制備出焦糖色素焦糖色素（鏈接相關(guān)文獻(xiàn)鏈接相關(guān)文

55、獻(xiàn)），并廣泛應(yīng)用于），并廣泛應(yīng)用于糖果、飲料等食品。糖果、飲料等食品。焦糖的形成焦糖的形成第三章 碳水化合物45第一階段第一階段：由蔗糖熔融開(kāi)始，經(jīng)一段時(shí)間起泡，蔗糖脫去一分子水，生成無(wú)甜味而具溫和苦味的異蔗糖酐異蔗糖酐（1，3，2，2-雙脫水-D-吡喃葡萄糖苷基-D-呋喃果糖）。這是焦糖化的開(kāi)始反應(yīng)，起泡暫時(shí)停止。由蔗糖形成焦糖素的反應(yīng)歷程可分三階段：由蔗糖形成焦糖素的反應(yīng)歷程可分三階段：第二階段第二階段：是持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的失水階段，在此階段：是持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的失水階段，在此階段異蔗糖酐縮合為焦異蔗糖酐縮合為焦糖酐糖酐。焦糖酐是一種平均分子式為。焦糖酐是一種平均分子式為C24H36O18的淺褐色

56、色素，焦糖酐的的淺褐色色素，焦糖酐的熔點(diǎn)為熔點(diǎn)為138，可溶于水及乙醇，味苦。，可溶于水及乙醇，味苦。第三階段第三階段：是：是焦糖酐焦糖酐進(jìn)一步脫水形成進(jìn)一步脫水形成焦糖烯焦糖烯，焦糖烯繼續(xù)加熱失水，生，焦糖烯繼續(xù)加熱失水，生成高分子量的難溶性成高分子量的難溶性焦糖素焦糖素。焦糖烯的熔點(diǎn)為。焦糖烯的熔點(diǎn)為154，可溶于水，味苦，可溶于水，味苦，分子式為分子式為C36H50O25。焦糖素的分子式為。焦糖素的分子式為C125H188O80，難溶于水，外觀，難溶于水，外觀為深褐色。為深褐色。第三章 碳水化合物46、熱降解產(chǎn)物的產(chǎn)生、熱降解產(chǎn)物的產(chǎn)生A.A.酸性條件下醛類(lèi)形成酸性條件下醛類(lèi)形成：在酸性

57、條件下加熱，醛糖或酮糖進(jìn)行烯醇化，生：在酸性條件下加熱，醛糖或酮糖進(jìn)行烯醇化，生成成1,2-1,2-烯醇式己糖烯醇式己糖1,2-烯醇式己糖 葡萄糖 3-脫氧葡萄糖醛酮 第三章 碳水化合物473-脫氧葡萄糖醛酮脫氧葡萄糖醛酮CCCCH2OHHOHHOHCCHOOHHCCCCH2OHHHOHCCHOOHOHOH2CCHO-H2O-H2O環(huán) 構(gòu) 化羥甲基糠醛羥甲基糠醛B、堿性條件醛類(lèi)的形成、堿性條件醛類(lèi)的形成 還原糖在堿性條件下發(fā)生互變異構(gòu)作用，形成中間產(chǎn)物還原糖在堿性條件下發(fā)生互變異構(gòu)作用，形成中間產(chǎn)物1,2-烯醇式己烯醇式己糖，糖，1,2-烯醇式己糖形成后，在強(qiáng)熱下裂解生成醛類(lèi)。烯醇式己糖形成后

58、，在強(qiáng)熱下裂解生成醛類(lèi)。 第三章 碳水化合物48第三章 碳水化合物494.抗壞血酸褐變及其反應(yīng)歷程抗壞血酸褐變及其反應(yīng)歷程 抗壞血酸不僅具有酸性還具有還原性，因此，抗壞血酸不僅具有酸性還具有還原性，因此，常作為天然抗氧化劑?？箟难嵩趯?duì)其它成分抗氧常作為天然抗氧化劑?？箟难嵩趯?duì)其它成分抗氧化的同時(shí)它自身也極易氧化。其氧化有兩種途徑：化的同時(shí)它自身也極易氧化。其氧化有兩種途徑：有氧時(shí)有氧時(shí)抗壞血酸被氧化形成脫氫抗壞血酸抗壞血酸被氧化形成脫氫抗壞血酸, 再脫水再脫水形成形成DKG (2 , 3 - 二酮古洛糖酸二酮古洛糖酸)后，脫羧產(chǎn)生酮木后，脫羧產(chǎn)生酮木糖，糖，, 最終產(chǎn)生最終產(chǎn)生還原酮還原酮

59、。 還原酮極易參與美拉德反還原酮極易參與美拉德反應(yīng)的中間及最終階段。此時(shí)抗壞血酸主要是受溶解應(yīng)的中間及最終階段。此時(shí)抗壞血酸主要是受溶解氧及上部氣體的影響，分解反應(yīng)相當(dāng)迅速。氧及上部氣體的影響，分解反應(yīng)相當(dāng)迅速。第三章 碳水化合物50 當(dāng)食品中存在有比抗壞血酸氧化還原電位高的成分時(shí)，無(wú)氧時(shí)無(wú)氧時(shí)抗壞血酸也因失氫而被氧化，生成脫氫抗壞血酸或抗壞血酸酮式環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在水參與下抗壞血酸酮式環(huán)狀結(jié)構(gòu)開(kāi)環(huán)成2，3-二酮古洛糖酸；2，3-二酮古洛糖酸進(jìn)一步脫羧、脫水生成呋喃醛或脫羧生成還原酮。呋喃醛、還原酮等都會(huì)參與美拉德反應(yīng)，生成含氮的褐色的聚合物或共聚物類(lèi)。抗壞血酸在pH5.0的酸性溶液中氧化生成脫氫抗

60、壞血酸，速度緩慢，并反應(yīng)使可逆的。第三章 碳水化合物51第三章 碳水化合物525.酚類(lèi)成分的褐變及其反應(yīng)歷程酚類(lèi)成分的褐變及其反應(yīng)歷程（1 1）兒茶素的結(jié)構(gòu)）兒茶素的結(jié)構(gòu)兒茶素按其結(jié)構(gòu)，至少包括有兒茶素按其結(jié)構(gòu)，至少包括有A A、B B、C C三個(gè)核，其母核是三個(gè)核，其母核是-苯基苯并吡喃衍生物。苯基苯并吡喃衍生物。ABC262 3 當(dāng)當(dāng)R1=R2=H時(shí)，時(shí)，B環(huán)是兒茶酚基，環(huán)是兒茶酚基，上式為兒茶素；當(dāng)上式為兒茶素；當(dāng)R1=OH， R2=H時(shí)，時(shí)，B環(huán)是焦沒(méi)食子酸基，上式為沒(méi)環(huán)是焦沒(méi)食子酸基，上式為沒(méi)食子兒茶素。食子兒茶素。 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，發(fā)生了兒茶素時(shí)，發(fā)生了兒茶素與沒(méi)食子酸的酯化作用，故可稱(chēng)