食品化學(xué)碳水化合物[1]

1、第四章 碳水化合物食品化學(xué)碳水化合物1重 點食品中單糖、低聚糖、多糖等物理化學(xué)性質(zhì)；食品在儲藏加工條件下糖類化合物的美拉德褐變 反應(yīng)及其對食品營養(yǎng)、感觀性狀和安全的影響；3.淀粉的糊化和老化及其在食品加工中的應(yīng)用；食品化學(xué)碳水化合物1難 點糖類化合物的結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系食品化學(xué)碳水化合物1本章主要內(nèi)容第二節(jié) 單糖及低聚糖第三節(jié) 多糖第一節(jié) 概述食品化學(xué)碳水化合物14.1 概述一、碳水化合物的一般概念1.碳水化合物 (Carbohydrates) 表達式Cn(H2O)m多羥基醛或酮及其衍生物和縮合物。食品化學(xué)碳水化合物1分類按組成分按功能分單糖低聚糖多糖結(jié)構(gòu)多糖儲存多糖抗原多糖食品化學(xué)碳水化合物

2、1單糖不能再被水解的多羥基醛、酮，是碳水化合物的基本單位。單糖又分為醛糖和酮糖。低聚糖由2-10個單糖分子縮合而成，水解后生成單糖。多糖由10個以上單糖分子縮合而成。根據(jù)組成多糖的單糖種類,又分為均多糖和雜多糖。食品化學(xué)碳水化合物1二、食品中的碳水化合物碳水化合物在植物中含量占干重的80%以上如：玉米，蔬菜，水果等單糖及低聚糖主要存在于蔬菜和水果中。多糖主要存在于玉米，種子，根，莖植物。食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1從上圖表中可以看出:天然食物中游離糖的含量很少；加工的食品中則較多。 如何將植物源食物中的貯存多糖和結(jié)構(gòu)多糖轉(zhuǎn)化為可溶性多糖？目前

3、可采取的方法有： 適時采收； 采后處理； 加工中添加水解酶等食品化學(xué)碳水化合物1玉米-在蔗糖轉(zhuǎn)化為淀粉前采摘，加熱破壞轉(zhuǎn)化酶系，玉米很甜。成熟后采摘或未及時破壞酶系，玉米失去甜味，而且變硬變老水果成熟前采摘，后熟過程中酶促反應(yīng)使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵冘?，變熟，變甜食品化學(xué)碳水化合物1三、食品中碳水化合物的作用碳水化合物與食品加工質(zhì)量色澤與碳水化合物口感與碳水化合物質(zhì)構(gòu)與碳水化合物碳水化合物與食品的營養(yǎng)提供膳食熱量促進腸道蠕動具有保健功能食品化學(xué)碳水化合物14.2 單糖及低聚糖一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能1、單糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖

4、苷（Glycosides）食品化學(xué)碳水化合物1手性碳原子碳水化合物含有手性碳原子，手性碳原子連接四個不同的基團，四個基團在空間的兩種不同排列（構(gòu)型）呈鏡面對稱。食品化學(xué)碳水化合物1 鏈式結(jié)構(gòu)差向異構(gòu)醛糖：C4 差向異構(gòu)、C2 差向異構(gòu)酮糖：C5 差向異構(gòu) 環(huán)狀結(jié)構(gòu)端位異構(gòu)1、單糖（Monosaccharides）糖分子中除了C1外，任何一個手性碳原子 具有不同的構(gòu)型稱為差向異構(gòu)。如D甘露糖是D葡萄糖的C2差向異構(gòu)。食品化學(xué)碳水化合物1C4 差向異構(gòu)C2 差向異構(gòu)鏈式結(jié)構(gòu)醛糖食品化學(xué)碳水化合物1C5 差向異構(gòu)鏈式結(jié)構(gòu)酮糖食品化學(xué)碳水化合物1-與-構(gòu)型同側(cè)異側(cè)C1為手性碳原子，它有右側(cè)兩種端位異構(gòu)

5、環(huán)狀結(jié)構(gòu)食品化學(xué)碳水化合物1 己糖構(gòu)象 己糖可以形成呋喃型和吡喃型食品化學(xué)碳水化合物1環(huán)式與開環(huán)式相互轉(zhuǎn)換-D-吡喃葡萄糖溶于水時，形成具有：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。室溫下，以六元環(huán)為主。食品化學(xué)碳水化合物1命 名3個碳原子：三糖，1個手性碳原子 4個碳原子：四糖，2個手性碳原子 5個碳原子；五糖，3個手性碳原子 6個碳原子：六糖，己糖，己醛糖 n-糖有n-2個手性碳原子 食品化學(xué)碳水化合物12、低聚糖（Oligosaccharides） 食品中重要的低聚糖 具有特殊功能的低聚糖 環(huán)狀低聚糖食品化學(xué)碳水化合物1食品中重要的低聚糖麥芽糖淀粉水解后得到的二糖 具有潛在的游

6、離醛基，是一種還原糖 溫和的甜味劑 1,4糖苷配基D-葡萄糖食品化學(xué)碳水化合物1D-半乳糖D-葡萄糖-1,4糖苷配基食品中重要的低聚糖乳糖牛乳中的還原性二糖 發(fā)酵過程中轉(zhuǎn)化為乳酸 在乳糖酶作用下水解 乳糖不耐癥食品化學(xué)碳水化合物1發(fā)酵乳制品如大多數(shù)酸奶和干酪中乳糖含量很少，一些乳糖發(fā)酵過程中被轉(zhuǎn)化成乳酸。 乳糖在水解成單糖D-葡萄糖和D-半乳糖之后才能作為能量利用。乳糖到達小腸后才被消化，小腸內(nèi)存在乳糖酶。 乳糖促進腸道鈣的吸收和保留。乳糖 D-葡萄糖 + D-半乳糖 乳糖酶 食品化學(xué)碳水化合物1乳糖不耐癥乳糖保留在小腸腸腔內(nèi)，由于滲透壓的作用，乳糖有將液體引向腸腔的趨勢，產(chǎn)生腹脹和痙攣。乳糖

7、不耐癥隨著年齡增大而加重。 有兩種方法可以克服乳糖酶缺乏的影響，一種方法是通過發(fā)酵如在生產(chǎn)酸奶和乳制品時除去乳糖另一種方法是加入乳糖酶減少乳中乳糖。 食品化學(xué)碳水化合物112-葡萄糖和-果糖頭頭相連 非還原性二糖 具有極大的吸濕性和溶解性，能形成具高滲透性的高濃度溶液。可用作防腐劑和保濕劑。 冷凍保護劑，可防止脫水和由冷凍引起的結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)的破壞。甘蔗與甜菜食品中重要的低聚糖蔗糖食品化學(xué)碳水化合物1三糖 麥芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖 聚合度為410的低聚糖 麥芽低聚糖、甘露低聚糖、低聚木糖食品中重要的低聚糖食品化學(xué)碳水化合物1具有特殊功能的低聚糖功能性食品 西方國家：低熱、低脂、低膽固醇、低鹽、

8、低糖及高纖維食品日本：功能食品因子，低聚糖和短肽功能性低聚糖 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。功能性低聚糖的主要功能增殖雙歧桿菌維護腸道健康食品化學(xué)碳水化合物1具有特殊功能的低聚糖低聚果糖21-2,1GF2GF4GF3增殖雙歧桿菌 難水解，熱量低 抑制腐敗菌，維護腸道健康 防止齲齒香蕉、蜂蜜、大蒜、西紅柿、洋蔥生理活性：食品化學(xué)碳水化合物1環(huán)狀低聚糖又名沙丁格糊精或環(huán)狀淀粉，由-葡萄糖通過1,4-糖苷鍵首尾相連構(gòu)成。聚合度為6,7,8,分別稱為,環(huán)狀糊精。N=6N=7N=8食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1環(huán)狀糊精的立體結(jié)構(gòu)示意圖高度對稱性 圓柱形 -OH在

9、外側(cè)，C-H和O在環(huán)內(nèi)側(cè) 環(huán)的外側(cè)親水，中間空穴是疏水區(qū)域 作為微膠囊壁材，包埋脂溶性物質(zhì) 風(fēng)味物、香精油、膽固醇 環(huán)狀糊精的結(jié)構(gòu)特點：食品化學(xué)碳水化合物1保持食品香味的穩(wěn)定 食用香精和調(diào)味劑用CD包接，用于烤焙食品，速溶食品，速食食品，肉食及罐頭食品，可使之留香持久，風(fēng)味穩(wěn)定。保持天然食用色素的穩(wěn)定 如：蝦青素經(jīng)CD的包接，提高對光和氧的穩(wěn)定性。食品保鮮 將CD和其它生物多糖制成保鮮劑涂于面包、糕點表面可起保水保形作用除去食品的異味魚品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用CD包接可除去環(huán)狀糊精的應(yīng)用食品化學(xué)碳水化合物1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（巰基

10、）等發(fā)生縮合反應(yīng)，失去水后形成的化合物。組成：糖、配基（非糖部分 ）糖苷的基本概念食品化學(xué)碳水化合物1配基部分O-糖苷S-糖苷N-糖苷食品化學(xué)碳水化合物1類黃酮糖苷：具有苦味和其它風(fēng)味和顏色毛地黃苷：強心劑 皂角苷：起泡劑和穩(wěn)定劑 甜菊苷：甜味劑 糖苷一般在堿性條件下穩(wěn)定，在溫或熱的酸性水溶液中通過水解產(chǎn)生還原糖。 糖苷的生理功能食品化學(xué)碳水化合物14.2 單糖及低聚糖一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)三、單糖和低聚糖的化學(xué)性質(zhì)食品化學(xué)碳水化合物11、甜度比甜度:以蔗糖（非還原糖）為基準物，一般以10或15的蔗糖水溶液在20時的甜度定為1.0。產(chǎn)生甜味的基團:-CH2OH-

11、CH2OH- 影響甜度的因素：分子量越大溶解度越小，則甜度也小糖的不同構(gòu)型（、型）二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用T=20時 蔗糖溶液（10/15） 1.00（甜度） D-葡萄糖 0.70（比甜度） D呋喃果糖 1.50（比甜度）（甜度：果糖蔗糖葡萄糖麥芽糖半乳糖）食品化學(xué)碳水化合物1糖的不同構(gòu)型（、型）葡萄糖: :=1:1.7 1.5倍 0 80果 糖: 葡萄糖,麥芽糖 蔗糖保濕性：糖在空氣濕度較低條件下保持水分的性質(zhì)。 表示糖與氫鍵結(jié)合力的大小有關(guān)，即鍵的強度大小。 糖類具有親水功能： 糖類含有許多羥基與水分子通過氫鍵相互作用 具有親水功能（基本的物理性質(zhì)之一）食品化學(xué)碳水化合物1硬

12、糖果要求吸濕性低（避免遇潮濕天氣因吸收水分而導(dǎo)致溶化）以蔗糖為主（添加淀粉糖漿防止結(jié)晶） 軟糖果則需保持一定水分（避免遇干燥天氣而干縮），應(yīng)用果葡糖漿、淀粉糖漿為宜。糕餅為了限制水進入食品，其表層涂抹糖霜粉，吸濕性要小。如添加乳糖、蔗糖、麥芽糖。 蜜餞、面包、糕點為控制水分損失、保持松軟，必須添加吸濕性較強的糖。如淀粉糖漿（轉(zhuǎn)化糖漿）、果葡糖漿 不同種類食品對于糖的吸濕性和保濕性要求不同食品化學(xué)碳水化合物15、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性 不同糖的結(jié)晶特性蔗糖易結(jié)晶，晶體生成很大；葡萄糖易結(jié)晶，晶體生成細??；果糖、轉(zhuǎn)化糖較難結(jié)晶； 應(yīng)用：硬糖的生產(chǎn)不能單獨使用蔗糖舊法：加酸，蔗糖轉(zhuǎn)化糖新法：加入淀粉糖漿吸

13、濕性與結(jié)晶性的關(guān)系：結(jié)晶性越好，則吸濕性越小。食品化學(xué)碳水化合物15、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性 淀粉糖漿：葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物不含果糖，吸潮性低，保存性好；含糊精，增加糖果韌性、強度和黏性，不易碎裂；甜度低，溫和可口； 雪糕、冰淇淋等加淀粉糖漿替代部分蔗糖 23 ，蔗糖結(jié)晶成含水晶體，聚合成球形食品化學(xué)碳水化合物16、冰點降低 溶液濃度越高，分子量越小，冰點降低越多 葡萄糖蔗糖淀粉糖漿 應(yīng)用: 雪糕、冰淇淋等加淀粉糖漿替代部分蔗糖冰點降低小，節(jié)約電能；抗結(jié)晶性，冰粒細膩；粘度，口感好；甜度，溫和；食品化學(xué)碳水化合物17、粘 度調(diào)節(jié)食品稠度和可口性 粘度與糖的種類：淀粉糖漿蔗萄、果 粘度與溫度有

14、關(guān) 葡萄糖溶液粘度隨T而 ； 蔗糖溶液粘度隨T 而 ；8、抗氧化性保持水果的風(fēng)味、顏色和Vc糖溶液中溶氧量小糖本身具有抗氧化性食品化學(xué)碳水化合物1單糖和低聚糖物理性質(zhì) 小 結(jié)甜度溶解度吸濕性和保濕性結(jié)晶性和抗結(jié)晶性滲透壓冰點降低粘度抗氧化性綜合分析食品化學(xué)碳水化合物14.2 單糖及低聚糖一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)三、單糖和低聚糖的化學(xué)性質(zhì)食品化學(xué)碳水化合物1褐變反應(yīng)非氧化褐變氧化褐變酶促褐變非酶促褐變氧或酚類物質(zhì)在多酚氧化酶催化下的反應(yīng)焦糖化反應(yīng)美拉德反應(yīng)食品化學(xué)碳水化合物11.美拉德反應(yīng)（Maillard eaction) 食品中的還原糖與氨基化合物發(fā)生縮合、聚合

15、生成類黑色素物質(zhì)的反應(yīng)，又稱羰氨反應(yīng)。反應(yīng)物三要素：氨基化合物、還原糖和水三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用食品化學(xué)碳水化合物1Maillard反應(yīng)機理（過程）:反應(yīng)分為三個階段 開始和引發(fā)階段 a. 氨基和羰基縮合葡基胺 b. Amadori分子重排醛糖中間階段 c. 糖脫水 d. 糖裂解 e. 氨基酸降解后期階段 f. 醇、醛縮合 g. 胺-醛縮合褐色色素食品化學(xué)碳水化合物1在稀酸條件下羰氨縮合產(chǎn)物易于水解；亞硫酸根可與醛形成加成化合物可阻止N-葡萄糖基胺食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1影響Maill

16、ard反應(yīng)因素糖的種類：戊糖 已糖 雙糖， 半乳糖 甘露糖 葡萄糖 果糖， 醛糖 酮糖 氨基酸：胺類 氨基酸、肽 蛋白質(zhì)；堿性氨基酸(末端)的氨基易褐變,如賴AA、精AA、組AA。 溫度：T，速度，每增加10，速度3-5倍。30以上加快，20以下變慢，故低溫可防止褐變氧氣：室溫下氧能促進褐變，氧促進VC、脂肪氧化褐變。 食品化學(xué)碳水化合物1水分：10-15%含水量最易褐變，干燥食品，褐變抑制，如冰淇淋粉的含水量，不易褐變。 pH：pH3時，pH，速度，pH=7.8-9.2 ，速度pH6,速度增加慢。 金屬：催化Maillard反應(yīng)，速度（Fe3+,Fe2+ ） 亞硫酸鹽：阻止生成薛夫氏堿，葡萄

17、糖基胺 食品化學(xué)碳水化合物1抑制Maillard反應(yīng)的方法稀釋或降低水分含量降低pH 降低溫度除去一種作用物加入葡萄糖轉(zhuǎn)化酶，除去糖，減少褐變色素形成早期加入還原劑（如亞硫酸鹽），可起到脫色效果。食品化學(xué)碳水化合物1利用Maillard反應(yīng)調(diào)制感官質(zhì)量控制原材料：核糖+ 半胱氨酸：烤豬肉香味 核糖+ 谷胱甘肽：烤牛肉香味控制溫度：葡萄糖 + 纈氨酸 100-150 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種香氣食品化學(xué)碳水化合物1美拉德反應(yīng)對食品的影響色澤希望和不希

18、望 風(fēng)味美拉德反應(yīng)產(chǎn)品能產(chǎn)生牛奶巧克力的風(fēng)味。當還原糖與牛奶蛋白質(zhì)反應(yīng)時，美拉德反應(yīng)產(chǎn)生乳脂糖、太妃糖及奶糖的風(fēng)味。 營養(yǎng)還原糖與氨基酸的反應(yīng)破壞氨基酸，特別是必需氨基酸L-賴氨酸所受的影響最大，賴氨酸含有-氨基，即使存在于蛋白質(zhì)分子中也能參與美拉德反應(yīng)。 安全已從燒煮和油炸的肉和魚以及牛肉的浸出物中分離得到誘變雜環(huán)胺。食品化學(xué)碳水化合物12.焦糖化反應(yīng)（卡拉蜜爾作用）糖類物質(zhì)在沒有氨基化合物存在的情況下，加熱到熔點以上（蔗糖200）時，糖發(fā)生脫水與降解并生成黑褐色物質(zhì)的反應(yīng)。糖受強熱生成兩類物質(zhì)一種是糖脫水形成焦糖（醬色）另一種是糖裂解形成一些揮發(fā)性的醛酮物質(zhì)，這些物質(zhì)進一步縮合，聚合成深褐

19、色的物質(zhì)。食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1三種商品化焦糖色素 蔗糖通常被用來制造焦糖色素和風(fēng)味物耐酸焦糖色素：水溶液pH為pH2-4.5亞硫酸氫銨催化產(chǎn)生應(yīng)用于可樂飲料、酸性飲料，生產(chǎn)量最大 焙烤食品用色素：水溶液pH為4.2-4.8糖與胺鹽加熱，產(chǎn)生棕紅色啤酒用焦糖色素：水溶液的pH為3-4蔗糖直接熱解產(chǎn)生棕紅色應(yīng)用于啤酒和其它含醇飲料食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1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。C12H22O11 + H20C6H12O6 + C6H1206S右旋FG左旋轉(zhuǎn)化糖 檸檬酸，蔗糖酶H+3、水解反應(yīng)：食品化學(xué)碳水化

20、合物1影響水解反應(yīng)的因素： 結(jié)構(gòu)-異頭物 -異頭物 呋喃糖苷 吡喃糖苷 -D糖苷 -D糖苷溫度 溫度提高，水解速度急劇加快。食品化學(xué)碳水化合物1 在稀堿條件下，開環(huán)，生成差向異構(gòu)體。繼續(xù)烯醇化2,3- 3,4- 形成己糖全部可能異構(gòu)體果葡糖漿4、烯醇化和異構(gòu)化反應(yīng)與堿的作用食品化學(xué)碳水化合物15、復(fù)合反應(yīng)和脫水反應(yīng)與酸的作用 復(fù)合反應(yīng) 單糖受酸和熱的作用，失水縮合生成 低聚糖的反應(yīng)稱為復(fù)合反應(yīng)。 連接方式: 1,3-糖苷鍵, 1,6-糖苷鍵 不是水解反應(yīng)的逆反應(yīng)。例如：2 C6H12O6 C12H22O11 + H2O 2分子的G復(fù)合成 異麥芽糖(-1,6) 龍膽二糖(-1,6)淀粉酸水解5食

21、品化學(xué)碳水化合物1 脫水反應(yīng)分子內(nèi)脫水 復(fù)合反應(yīng)分子間脫水例如： HOCHCHOH HCCH HCH CHCHO H+ HC CCHO + 3 H2O OH OH O5、復(fù)合反應(yīng)和脫水反應(yīng)與酸的作用食品化學(xué)碳水化合物16、氧化反應(yīng) 在不同氧化條件下，糖類被氧化成不同產(chǎn)物 強氧化劑： G CO2 +H2O Br/H2O： G 葡萄糖酸脫水內(nèi)酯內(nèi)酯 濃硝酸： 醛糖 二元酸 G氧化酶： G 葡萄糖醛酸食品化學(xué)碳水化合物1Contents本章主要內(nèi)容第二節(jié) 單糖和低聚糖第三節(jié) 多糖第一節(jié) 引 論食品化學(xué)碳水化合物14.3 多糖 Polysaccharides一、概述 定義: 超過10個單糖的聚合物為多

22、糖 單糖的個數(shù)稱為聚合度（DP-Degree of Polymerization） 大多數(shù)多糖的DP為200-3000 纖維素的DP最大，達7000-15000食品化學(xué)碳水化合物1儲存多糖抗原多糖按功能分結(jié)構(gòu)多糖 植物中的纖維素、木聚糖、蝦蟹外殼中的甲殼素、細菌的夾膜，都是這類糖。這類糖性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水，不易水解。 這類多糖有淀粉、糖原等。淀粉是植物的貯藏養(yǎng)料，分為直鏈和支鏈兩種,聚合度300-500。 糖蛋白是一些具有重要生理功能的物質(zhì)如某些抗體、酶和激素的組成部分。食品化學(xué)碳水化合物1多糖的作用：生理功能 膳食纖維-植物多糖很高的持水力；對陽離子有結(jié)合交換能力；對有機化合物有吸附螫合作用

23、；具有類似填充的容積；可改變腸道系統(tǒng)中的微生物群組成。真菌多糖 增強免疫,降血糖,降血脂,抗腫瘤,抗病毒如香菇多糖，人參多糖，靈芝多糖和茶葉多糖等食品化學(xué)碳水化合物1水的結(jié)合功能：做增稠劑，膠凝劑，澄清劑等多糖的作用：水的結(jié)合功能多糖的溶解性: 多羥基，氧原子，形成氫鍵 結(jié)合水，不結(jié)冰，多糖分子溶劑化 不會顯著降低冰點，提供冷凍穩(wěn)定性 保護產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)，提供貯藏穩(wěn)定性 大多數(shù)多糖不結(jié)晶 膠或與親水膠體 食品化學(xué)碳水化合物1多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性: 高聚物溶液的黏度同分子的大小、形態(tài)及其在溶劑中的構(gòu)象有關(guān)。 主要具有增稠和膠凝功能 還控制流體食品與飲料的流動性質(zhì)與質(zhì)構(gòu)以及改變半固體食品的變形性

24、等 0.25%0.5%食品化學(xué)碳水化合物1線性分子，很高粘度支鏈分子，粘度較低占有空間 碰撞頻率多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性 食品化學(xué)碳水化合物1直鏈多糖帶電的，粘度提高 靜電斥力，鏈伸展，鏈長增加，占有體積增大 海藻酸鈉、黃原膠及卡拉膠形成穩(wěn)定高粘溶液 不帶電，傾向于締合、形成結(jié)晶 碰撞時形成分子間鍵，分子間締合，重力作用 下產(chǎn)生沉淀和部分結(jié)晶 淀粉老化多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性 食品化學(xué)碳水化合物1凝膠 三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋連、纏結(jié)或共價鍵 網(wǎng)孔中液相凝膠特性二重性固體-液體 粘彈性的半固體食品化學(xué)碳水化合物1二、淀粉 (Starch)Contents （一）淀粉的一

25、般性質(zhì) （二）淀粉的結(jié)構(gòu) （三）淀粉的理化性質(zhì) （四）淀粉的糊化 （五）淀粉的老化食品化學(xué)碳水化合物1 （一）淀粉的一般性質(zhì)形狀：圓形、橢圓形、多角形等。大?。?.001-0.15毫米之間，馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。晶體結(jié)構(gòu)：用偏振光顯微鏡觀察及X-射線研究，能產(chǎn)生雙折射及X衍射現(xiàn)象。淀粉在植物細胞內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在，故稱淀粉粒。食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1（二）淀粉的結(jié)構(gòu)直鏈淀粉（Amylose）直鏈淀粉叫糖淀粉，是葡萄糖通過-14連接而成，聚合度300-500。食品化學(xué)碳水化合物1直鏈淀粉（Amylose）空間構(gòu)型：呈螺旋形，內(nèi)部僅含-H，親油性;-OH親水性在外部。淀粉

26、分子的螺旋結(jié)構(gòu)既可以是雙螺旋也可以是單螺旋；雙螺旋中每一圈每股包含三個糖基，而單螺旋中每一圈包含六個糖基。食品化學(xué)碳水化合物1 支鏈淀粉又叫脂淀粉，也是葡萄糖通過-1,4糖苷鍵連接而成，但在C6上有分支糖鏈，聚合度3000，平均支鏈長25個葡萄糖單位。1,41,6 支鏈淀粉（Amylopectin）食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1支鏈淀粉分子排列分支是成簇和以雙螺旋形式存在 形成許多小結(jié)晶區(qū) 偏光黑十字 側(cè)鏈的有序排列 （二）淀粉的結(jié)構(gòu)食品化學(xué)碳水化合物1馬鈴薯淀粉的顆粒和偏光十字 （二）淀粉的結(jié)構(gòu)食品化學(xué)碳水化合物1 一些淀粉中直鏈與支鏈淀粉的比例食品化學(xué)碳水化合物1物理性質(zhì) 白色粉

27、末在，熱水中融溶脹。純支鏈淀粉能溶于冷水中，而直鏈淀粉不能，直鏈淀粉能溶于熱水?；瘜W(xué)性質(zhì)無還原性；遇碘呈藍色，加熱則藍色消失，冷后呈藍色；水解（酶解 ，酸解）。 （三）淀粉的理化性質(zhì)食品化學(xué)碳水化合物1酸水解 酶水解淀粉酶淀粉酶葡萄糖淀粉酶 淀粉的水解液化酶糖化酶淀粉糊精寡糖麥芽糖葡萄糖食品化學(xué)碳水化合物1 淀粉的水解酶水解淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶1,41,6越過1,6？水解單元水解支鏈淀粉終產(chǎn)物能能能否1G葡萄糖麥芽糖異麥芽糖否否2G麥芽糖極限糊精能能能1G葡萄糖食品化學(xué)碳水化合物1 淀粉的水解糊精概念：淀粉水解過程中所產(chǎn)生的分子量不等的多糖苷片斷分類：根據(jù)與I2呈色不同，分為藍色糊精紅

28、色糊精無色糊精食品化學(xué)碳水化合物1-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶葡萄糖異構(gòu)酶D-果糖玉米淀粉 D-葡萄糖玉米糖漿玉米糖漿：58%D-葡萄糖，42%D-果糖 高果糖漿：55%D-果糖，軟飲料的甜味劑（果葡糖漿） 淀粉的水解酶水解食品化學(xué)碳水化合物1葡萄糖當量（DE） 用來衡量淀粉轉(zhuǎn)化為D-葡萄糖的程度 定義：還原糖（按葡萄糖計）在玉米糖漿中的百分比 DE反映水解程度大小的指標 當DE，更多的寡糖，更少的多糖 當DE，更甜和粘性更小的產(chǎn)品DP：聚合度 玉米淀粉的水解酶水解食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1定義：淀粉粒在適當溫度下，破壞結(jié)晶區(qū)弱的氫鍵，在水中溶脹，分裂，膠束則全部崩潰，形成均勻的糊狀溶

29、液的過程被稱為糊化。本質(zhì)：微觀結(jié)構(gòu)從有序轉(zhuǎn)變成無序，結(jié)晶區(qū)被破壞。-淀粉-淀粉氫鍵 H2O （四）淀粉的糊化食品化學(xué)碳水化合物1 （四）淀粉的糊化食品化學(xué)碳水化合物1糊化作用的三個階段 食品化學(xué)碳水化合物1糊化溫度 指雙折射消失的溫度。 糊化溫度不是一個點，而是一段溫度范圍。糊化點或糊化開始溫度 雙折射開始消失的溫度 糊化終了溫度 雙折射完全消失的溫度 （四）淀粉的糊化食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1影響淀粉糊化的因素：結(jié)構(gòu)：直鏈淀粉支鏈淀粉。Aw： Aw提高，糊化程度提高。糖： 高濃度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。鹽：高濃度的鹽使淀粉糊化受到抑制；低濃度的鹽存在，對糊化幾乎無影響。

30、溫度：溫度越高，糊化程度越大。食品化學(xué)碳水化合物1脂類：抑制糊化。 脂類可與淀粉形成包合物，即脂類被包含在淀粉螺旋環(huán)內(nèi)，不易從螺旋環(huán)中浸出，并阻止水滲透入淀粉粒。酸度：pHT60不老化3060易老化10不易，過高也不易10老化減弱改性淀粉不易老化（改性后，不均勻性提高）聚合度中等的易老化；直鏈比例越高越易于老化脂類和乳化劑，多糖（果膠例外）、蛋白質(zhì)親水分子：阻止淀粉分子的重新排列，起抗老化作用。直鏈和支鏈的比例結(jié)構(gòu)共存物影響溫度含水量影響老化的因素pH值食品化學(xué)碳水化合物1（六）淀粉的改性種類酸改性淀粉預(yù)糊化淀粉醚化淀粉交聯(lián)淀粉磷酸化淀粉乙酰化淀粉 天然淀粉經(jīng)適當?shù)幕瘜W(xué)處理、物理處理或酶處理，

31、使某些加工性能得到改善，以適應(yīng)特定的需要，這種淀粉被稱為改性淀粉或變性淀粉。食品化學(xué)碳水化合物1食品化學(xué)碳水化合物1一類由-1，4糖苷鍵連接的半乳糖醛酸及其衍生物。廣泛存在于水果蔬菜中在高pH值中易被破壞-D-半乳糖醛酸基 -1,4 糖苷鍵三、果膠物質(zhì) (Pectic Substance)食品化學(xué)碳水化合物1均勻區(qū)： -D-吡喃半乳糖醛酸 半乳糖、阿拉伯糖 -L-鼠李吡喃糖基 毛發(fā)區(qū)：三、果膠物質(zhì) (Pectic Substance)食品化學(xué)碳水化合物1果膠物質(zhì)的分類部分羧基被甲醇酯化酯化度（DE）：酯化的半醛酸殘基(羧基)數(shù)占半乳糖醛酸殘基總數(shù)的百分數(shù)。 高甲氧基果膠 HM DE50%低甲氧

32、基果膠 LM DE50%食品化學(xué)碳水化合物1果膠物質(zhì)的分類未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。 原果膠(Protopectin) 果膠（Pectin)高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸，只存在于植物細胞壁和未成熟的果實和蔬菜中,使其保持較硬的質(zhì)地，不溶于水。 果膠酸：(Pectic acid) 中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸，存在于植物汁液中。甲酯化程度食品化學(xué)碳水化合物1果蔬的成熟過程未成熟果實細胞間含大量原果膠，與纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等在一起，組織堅硬。隨著成熟的進程,原果膠水解成果膠,與纖維素分離,并摻入細胞內(nèi)、果實組織變軟，而有彈性，發(fā)生去甲酯化，生成果膠酸。由于果膠酸不具有粘性，果實變成軟瘍狀態(tài)。食

33、品化學(xué)碳水化合物1果膠的物理化學(xué)性質(zhì)水解： 果膠在酸堿條件下水解，生成去甲酯和糖苷鍵裂解產(chǎn)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增加而減少粘度： 粘度與鏈長正比。食品化學(xué)碳水化合物1HM果膠膠凝機理條件：（糖-酸-果膠凝膠）糖55%，pH2.03.5，果膠=0.30.7%，室溫100機理：酸的作用阻止羧基離解，中和電荷，膠束結(jié)晶、凝聚而形成凝膠。 糖的作用脫水以減少膠粒表面的吸附水。促進形成鏈狀膠束，形成果膠分子間氫鍵。膠束失水后而凝聚（結(jié)晶沉淀），形成一種具有一定強度和結(jié)構(gòu)類似海綿的凝膠體?？障短幬街撬肿印?食品化學(xué)碳水化合物1影響

34、因素相對分子質(zhì)量，凝膠強度酯化度影響膠凝溫度，進一步分類酯化度也影響膠凝所需的pH快速膠凝pH高慢速膠凝pH低固形物含量與pH固形物含量，pH，較高溫度下膠凝食品化學(xué)碳水化合物1凝膠形成速度： HM DE越高形成凝膠的速度越快LM DE越高形成凝膠的速度越慢食品化學(xué)碳水化合物1LM果膠膠凝機理二價陽離子（Ca2+）均勻區(qū)形成分子間接合區(qū)蛋盒模型與溫度、pH、離子強度、 Ca2+濃度有關(guān)食品化學(xué)碳水化合物1果膠的主要用途：果醬與果凍的膠凝劑 制造凝膠糖果 酸奶的水果基質(zhì)（LM） 增稠劑和穩(wěn)定劑 乳制品（HM）食品化學(xué)碳水化合物1纖維素植物細胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分，對植物性食品的質(zhì)地影響較大。結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 由5000-15000個（1，4）D吡喃葡組成。 線性結(jié)構(gòu)，無定型區(qū)和結(jié)晶區(qū)構(gòu)成。 決定食品的緊密性、脆性和良好的口感。大多數(shù)不溶于水和難以消化，人體不能產(chǎn)生分解纖維素酶，促進腸道的蠕動有利于健康。無還原性。水解比淀粉困難的多。食品化學(xué)碳水化合物1纖維素 作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵食品化學(xué)碳水化合物1改性纖維素食品化學(xué)碳水化合物1纖維素與氫氧化鈉、一氯乙酸作用生成的含有羧基的纖維素醚?？膳c蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，有助于蛋白質(zhì)食品的增溶，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(jié)合容量大，在冰淇淋和其它