食品成分化學(xué)課件2

1、概述三大營養(yǎng)物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)糖類在生命體中的作用： 構(gòu)成生物體組織的重要物質(zhì) 提供生命活動所需要的能量。 注意：糖類與碳水化合物兩概念的科學(xué)性閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 糖類化合物是自然界蘊(yùn)藏量最為豐富、對所有生物體非常重要的一類有機(jī)化合物；習(xí)慣上也稱其為碳水化合物，這是因?yàn)榇祟惢衔锏囊话阃ㄊ娇梢员硎緸镃n(H20)m；但隨著研究的不斷深入，所發(fā)現(xiàn)的符合糖類化合物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)特性、但其組成不符合以上通式的糖類或糖的衍生物逐漸增多，例如鼠李糖、脫氧核糖的組成分別為C6H12O5、C5H10O4，不符合碳水化合物的通式；又如由甲殼素得到的殼聚糖，其分子中含有N元素，也不符合碳水化合物

2、的通式。因此，以碳水化合物定義此類物質(zhì)是不合適的，應(yīng)將它們稱為糖類化合物。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 糖類化合物可以定義為多羥基的醛類、酮類化合物或其聚合物及其各類衍生物。按其結(jié)構(gòu)中含有基本結(jié)構(gòu)單元的多少，糖類化合物可以分作單糖、低聚糖及多糖三種類型；單糖類化合物是低聚糖及多糖基本的結(jié)構(gòu)單元，常見的為含47個C的單糖分子，結(jié)構(gòu)中由于具有多個手性C原子，因此這類化合物具有眾多的同分異構(gòu)體。既有構(gòu)造異構(gòu)體，也有復(fù)雜的構(gòu)型異構(gòu)體。低聚糖及多糖是單糖的聚合物，聚合是通過苷鍵的形成進(jìn)行的。對于多糖類化合物的研究，是目前糖類化合物研究中的熱點(diǎn)；與蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子一樣，多糖類化合物也有復(fù)雜的高

3、級結(jié)構(gòu)。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 第二節(jié) 糖 類 一、糖的概念及分類1、概念糖是多羥基醛或多羥基酮及其縮合、聚合物以及某些衍生物的總稱。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系2、分類糖(碳水化合物)單糖:不能被水解成更小分子的糖，是碳水化合物的基本單位。如:核糖、脫氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖。寡糖:由2-10個單糖分子縮合而成，水解后生成單糖。以雙糖存在最為廣泛，蔗糖、麥芽糖和乳糖是其重要代表。 多糖:由許多單糖分子縮合而成。 以淀粉、糖原、纖維素等最為重要。結(jié)合糖:指糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物，也叫復(fù)合糖或糖的衍生物。常見的有糖胺、糖酸、糖脂、糖蛋白等。 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系二、單

4、糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)和特性（一）單糖的結(jié)構(gòu)1、直鏈結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)化學(xué)相應(yīng)內(nèi)容：同分異構(gòu)：碳鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)、官能團(tuán)異構(gòu)、立體異構(gòu)手性與手性分子的標(biāo)記（D/L；R/S）旋光作用與變旋現(xiàn)象投影式、鍵線式醛類的性質(zhì)2、環(huán)狀結(jié)構(gòu)閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系1、直鏈結(jié)構(gòu)閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系醛、酮與亞硫酸氫鈉（40%）的加成反應(yīng)閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系當(dāng)一個醇與一個醛反應(yīng)時形成一個半縮醛，與一個酮反應(yīng)形成時半縮酮，再結(jié)合一個醇可以分別形成縮醛或縮酮。但葡萄糖只能形成半縮醛。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系葡萄糖環(huán)化-D-吡喃葡萄糖- D-吡喃葡萄糖D-葡萄糖 變旋2、環(huán)狀結(jié)構(gòu)-異構(gòu)體： 半縮

5、醛羥基與CH2OH在鏈異側(cè)；或半縮醛羥基與C5上的羥基在鏈同側(cè)。-異構(gòu)體： 半縮醛羥基與CH2OH在鏈同側(cè)；或半縮醛羥基C5上的羥基在鏈異側(cè)。-D-(+)-呋喃葡萄糖+112o (37% ） -D-(+)-吡喃葡萄糖 +18.7o ( 63% )閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系吡喃糖具有兩種不同的構(gòu)象，椅式或船式。 許多己糖主要以相當(dāng)堅(jiān)硬的椅式存在，如葡萄糖的四種椅式構(gòu)象，其中以一D一葡萄糖(4C1)和一D一葡萄糖(1C4)最為穩(wěn)定。以船式存在的己糖較少，因?yàn)榇浇Y(jié)構(gòu)較易變形并且能量較高。還有其它形式，例如半椅式和扭曲排列，但這些形式都具有較高的能量，不常遇到。3、單糖的構(gòu)象閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食

6、品與生物工程系椅式構(gòu)象船式構(gòu)象閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系糖的半縮醛羥基與其他羥基化合物脫水生成的化合物，稱為糖苷，生成糖苷的反應(yīng)為成苷反應(yīng)。-D-甲基葡萄糖苷 -D-甲基葡萄糖苷糖苷基與配基之間連接的鍵稱為苷鍵。氮苷(胸腺嘧啶核苷)（二）糖苷閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系糖苷在自然界中主要存在于植物的種子、葉片及皮內(nèi) 。天然糖苷大多極毒，但微量糖苷可作為藥物。皂角苷能引起溶血，毛地黃苷有強(qiáng)心作用，根皮苷能引起葡萄糖尿排出。P16/ 生氰糖苷閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 低聚糖是由2-10個左右單糖通過縮醛的形式以糖苷鍵結(jié)合而成的糖類。根據(jù)水解后生成單糖分子的數(shù)目，又可分為二糖(雙糖

7、)，三糖，四糖等。其中以雙糖的分布最廣，典型的雙糖有蔗糖，麥芽糖。1、二糖 二糖能水解生成兩分子單糖，可以看作是由兩分子單糖脫水形成的縮合物。 單糖單體可以是相同的，也可以是不同的，故可分為同聚二糖和雜聚二糖。同聚二糖：麥芽糖，異麥芽糖，纖維二糖，海藻二糖；雜聚二糖：蔗糖，乳糖等。 二糖可以分為還原性二糖和非還原性二糖。（三）低聚糖的結(jié)構(gòu)和特性閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（1）還原性二糖 還原性二糖可以看作是一分子單糖的半縮醛羥基與另一分子單糖的醇羥基失水而成的。這樣形成的二糖分子中，有一個單糖單位形成苷，而另一個單位仍然保留有半縮醛基。 一般性質(zhì)：有變旋現(xiàn)象、有還原性、能形成糖脎。閩北職

8、業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系麥芽糖： 麥芽糖為白色晶體，易溶于水，甜度為蔗糖的40%，麥芽糖具有一般單糖的化學(xué)性質(zhì)。麥芽糖在自然界以游離態(tài)存在的很少，主要存在于發(fā)芽的谷粒，尤其是麥芽中，在淀粉酶的作用下，淀粉可以水解為糊精和麥芽糖的混合物，其中麥芽糖占1/3，這種混合物是飴糖的主要成分。飴糖具有一定的黏度，流動性好，有亮度，可用于制作糖果，糖漿等食品。 比旋光度=+136閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系乳糖：乳糖是由1分子-D-半乳糖與1分子D-葡萄糖以-1,4-糖苷鍵連接的二糖。在乳糖的分子結(jié)構(gòu)中具有半縮醛羥基，因此乳糖具有還原性，有變旋現(xiàn)象，能被酸、苦杏仁酶和乳糖酶水解。比旋光度=+55.4

9、閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系纖維二糖纖維二糖是由2分子D-葡萄糖通過-1,4-糖苷鍵連接而成，能被苦杏仁酶水解而不能被麥芽糖酶水解，是-葡萄糖苷。纖維二糖分子結(jié)構(gòu)中也保留有一個半縮醛羥基，所以具有還原性，有變旋現(xiàn)象。 纖維二糖在自然界中以結(jié)合態(tài)存在，是纖維素水解的中間產(chǎn)物。人的體內(nèi)只有-1,4-糖苷鍵的消化酶，不含-1,4-糖苷鍵酶，所以膳食纖維在人體無法消化。比旋光度=+35閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（2）非還原性二糖 非還原性二糖是由一分子單糖的半縮醛羥基與另一分子單糖的半縮醛羥基失水而成的，這類二糖分子中由于不存在半縮醛羥基，因而無還原性，無變旋現(xiàn)象。蔗糖： 蔗糖是食物中主要的

10、低聚糖，是一種典型的非還原性糖，也是一種雜聚二糖，它是由一分子-D-葡萄糖C1上的半縮醛羥基與-D-果糖C2上的半縮醛羥基失去1分子水，通過1,2-糖苷鍵連接而成的二糖。蔗糖分子中沒有保留半縮醛羥基，因此它沒有還原性，也沒有變旋現(xiàn)象。比旋光度=+66.5閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 蔗糖是最重要的甜味劑，但近來發(fā)現(xiàn)許多疾病可能與過多攝入蔗糖有關(guān)，比如齲齒，肥胖，高血壓，糖尿病。 蔗糖是無色晶體，易溶于水，在稀酸或酶的作用下得到葡萄糖和果糖的等量混合物。由于在水解的過程中，溶液的旋光度由右旋變?yōu)樽笮虼送ǔ０颜崽堑乃庾饔梅Q為轉(zhuǎn)化作用。轉(zhuǎn)化作用所生成的等量葡萄糖與果糖的混合物稱為轉(zhuǎn)化糖。因

11、為蜜蜂體內(nèi)有蔗糖酶，所以蜂蜜中存在轉(zhuǎn)化糖。蔗糖水解后，因其含有果糖，所以甜度比蔗糖大。 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系海藻糖： 海藻糖又叫酵母糖，存在于海藻、昆蟲和真菌體內(nèi)。它是由兩分子D葡萄糖在C1上的兩個半縮醛羥基之間脫水，通過1，1糖苷鍵結(jié)合而成的二糖 。其分子結(jié)構(gòu)中不存在半縮醛羥基，所以也是一種非還原性灘。海藻糖為白色晶體，溶于水，熔點(diǎn)96.597.5，是各種昆蟲血液中的主要血糖。比旋光度=+178閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 常見的三糖：棉籽糖，龍膽三糖，水蘇糖，麥芽三糖等。 最常見的、廣泛游離在自然界中的是棉籽糖。 在棉籽、桉樹的干性分泌物以及甜菜中含量較多，它是由1分子 D

12、半乳糖，1分子D葡萄糖，1分子D果糖組成。 棉籽糖是非還原性糖。2、三糖比旋光度=+105.2閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系三、食品中重要的單糖、低聚糖及其衍生物 （一）單糖葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖（二）低聚糖蔗糖、麥芽糖、乳糖轉(zhuǎn)化糖的DE值 表示淀粉的水解程度或糖化程度。糖化液中，還原性糖全部當(dāng)作葡萄糖計算時，其占干物質(zhì)的百分比。異構(gòu)糖（果葡糖漿）麥芽糖漿閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 乳糖存在于哺乳動物的乳汁中，人乳中含量約為5%-8%，牛羊乳中含量為4%-5%，乳糖能溶于水，無吸濕性，甜度為蔗糖的39%，人乳和牛乳等中含有的乳糖結(jié)構(gòu)不同，被消化吸收狀況不同。 乳糖的存在可

13、以促進(jìn)嬰兒腸道雙歧桿菌的生長。乳酸菌使乳糖發(fā)酵變?yōu)槿樗?。在乳糖酶的作用下，乳糖可水解成D葡萄糖和D半乳糖而被人體吸收。乳糖容易吸收香氣成分和色素，所以在食品加工中可用它來傳遞這些物質(zhì)。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（三）糖的衍生物 1、山梨醇（葡萄糖醇）2、木糖醇3、麥芽糖醇糖尿病的典型癥狀是“三多一少”（多飲、多食、多尿、體重減少）閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系四、單糖和低聚糖的性質(zhì)及在食品工業(yè)中的應(yīng)用（一）糖類物質(zhì)的物理性質(zhì)相對甜度、溶解度、結(jié)晶性質(zhì)、吸濕性和保濕性、滲透壓、旋光性、異構(gòu)化； 甜度是食品鑒評學(xué)中的單位，這是因?yàn)樘鸲饶壳斑€難以通過化學(xué)或物理的方法進(jìn)行測定，只能通過感官比較

14、法來得出相對的差別，所以甜度是一個相對值。一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20時的甜度為1.0來確定其它甜味物質(zhì)的甜度，因此又把甜度稱為比甜度。 1、相對甜度閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系甜度的影響因素： 糖的甜味依糖類的種類不同而異，不同的糖甜度強(qiáng)弱順序如下：果糖轉(zhuǎn)化糖蔗糖葡萄糖麥芽糖半乳糖乳糖 糖的甜度依糖的構(gòu)型（型和型）不同而異。 糖的甜度隨糖類物質(zhì)物理形態(tài)而變。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系如表1-5：糖的溶解度2、溶解度 各種糖都能溶于水，其溶解度隨溫度而。單糖類化合物在水中都有比較大的溶解度，但不溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。不同的單糖在水中的溶解度不同，其中果糖最大，如20 時

15、，果糖在水中的溶解度為374.78g/100g，而葡萄糖為87.67g/100g。隨著溫度的變化，單糖在水中的溶解度亦有明顯的變化，如溫度由20 提高到40,葡萄糖的溶解度則變?yōu)?62.38g/100g。利用糖類化合物較大的溶解度及對于滲透壓的改變，可以抑制微生物的活性，從而達(dá)到延長食品保質(zhì)期的目的。但要做到這一點(diǎn)，糖的濃度必需達(dá)到70%以上。常溫下（20-25)，單糖中只有果糖可以達(dá)到如此高的濃度，其它單糖及蔗糖均不能。而含有果糖的果葡糖漿可以達(dá)到所需要的濃度。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系3、結(jié)晶性質(zhì) 蔗糖易結(jié)晶，晶體很大；葡萄糖也易結(jié)晶， 但晶體細(xì)??；果糖和轉(zhuǎn)化糖則較難于結(jié)晶。糖果制造

16、時，要應(yīng)用糖結(jié)晶性質(zhì)上的差別。 例如：生產(chǎn)硬糖果不單獨(dú)用蔗糖，而應(yīng)添加適量的淀粉糖漿，這是因?yàn)椋?淀粉糖漿不含果糖，吸潮性較轉(zhuǎn)化糖低，糖果保存性較好。淀粉糖漿含有糊精，能增加糖果的韌性、強(qiáng)度和粘性，使糖果不易碎裂。 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系4、吸濕性和保濕性 凡是能溶于水的糖都具有吸濕性，如果糖、蔗糖；水溶性很小甚至不溶于水的糖有些也有吸濕性，如淀粉。 不同種類的糖吸濕性不同。（見下表） 不純的糖或糖漿比純糖的吸濕性強(qiáng)， 并且吸濕的速度也快。各種食品對糖的吸濕性和保濕性要求不同。 吸濕性和保濕性反映了單糖和水之間的關(guān)系，分別指在較高空氣濕度條件下吸收水分的能力和在較低空氣濕度下保持水分

17、的能力。這兩種性質(zhì)對于保持食品的柔軟性、彈性、貯存及加工都有重要的意義。不同的單糖其結(jié)晶形成的難以程度不同，如葡萄糖容易形成結(jié)晶且晶體細(xì)小，果糖難于形成結(jié)晶等。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 相對濕度與時間 60%，1h 60%，9天100%，25天 D-葡萄糖 0.07 0.07 14.5 D-果糖 0.28 0.63 73.4 蔗糖 0.04 0.04 18.4 麥芽糖(無水) 0.08 7.0 18.4麥芽糖(水化物) 5.05 5.0 乳糖(無水) 0.54 1.2 1.4 乳糖(水化) 5.05 5.1 糖在潮濕空氣中吸收的水分（%20） 由表可推得糖的吸濕性大小為： 果糖高轉(zhuǎn)化糖

18、低轉(zhuǎn)化和中度轉(zhuǎn)化的淀粉糖無水葡萄糖葡萄糖乳糖蔗糖閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系5、滲透壓 相同濃度下溶質(zhì)相對分子質(zhì)量越小，分子數(shù)目越多，滲透壓就越大。 利用滲透壓使食品脫水， 降低水分活性、抑制微生物發(fā)育來提高貯藏性及風(fēng)味。 糖液的滲透壓對于抑制不同微生物的生長是有差別的。例如50蔗糖溶液能抑制一般酵母的生長，但抑制細(xì)菌和霉菌的生長，則分別需要65和80的濃度。 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系6、旋光性 糖分子中都有不對稱碳原子，其溶液都有旋光性，在一定條件下測定一定濃度糖溶液的旋光性，可以計算其比旋光度。每種糖都有特征性的比旋光度，根據(jù)糖的比旋光度可以鑒別糖的純度。所有的單糖均有旋光性，

19、常見單糖的比旋光度（20 ,鈉光）為：D-葡萄糖+52.2 D-甘露糖 +14.2 D-果糖 -92.4 D-阿拉伯糖 -105.0 D-半乳糖 +80.2 D-木糖 +18.8當(dāng)單糖溶解在水中的時候，由于開鏈結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)直接的互相轉(zhuǎn)化，因此會出現(xiàn)變旋現(xiàn)象。在通過測定比旋光確定單糖種類時，一定要注意靜置一段時間（24h）。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系7、冰點(diǎn)降低 糖溶液濃度高，相對分子質(zhì)量小，冰點(diǎn)降低得多。葡萄糖冰點(diǎn)降低的程度高于蔗糖，淀粉糖漿轉(zhuǎn)化程度增高，冰點(diǎn)降低得多。 例如生產(chǎn)雪糕類冰凍食品?；旌鲜褂玫矸厶菨{和蔗糖。8、粘度 葡萄糖和果糖的粘度蔗糖；淀粉糖漿的粘度較高，其粘度隨轉(zhuǎn)化程

20、度的增高而降低。 葡萄糖的粘度隨著溫度升高而，而蔗糖的粘度則隨著溫度升高而。 在食品生產(chǎn)中，可借調(diào)節(jié)糖的粘度來提高食品的稠度和可口性。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系9、抗氧化性 糖溶液具有抗氧化性，如葡萄糖、果糖、淀粉糖漿 氧氣在糖溶液中的溶解量低于在水溶液中的，所以有利于保持鮮果的風(fēng)味、顏色及維生素C。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（二）糖類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1、被氧化 生成糖酸或醛糖酸、糖酸內(nèi)酯2、被還原 生成醇3、水解反應(yīng) 得到轉(zhuǎn)化糖，增加甜度4、焦糖化反應(yīng) 產(chǎn)生色澤和風(fēng)味5、美拉德反應(yīng) 產(chǎn)生色澤和風(fēng)味非酶褐變閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系還原作用 在鈉汞齊及硼氫化鈉類還原劑作用下，醛

21、糖還原成糖醇，酮糖還原成兩個具有同分異構(gòu)的羥基醇。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系水解作用 在酸或酶的催化下，雙糖等低聚糖或多糖水解成單糖。 蔗糖的水解產(chǎn)物為轉(zhuǎn)化糖（一分子右旋蔗糖在鹽酸的作用下水解生成1分子左旋葡萄糖和1分子左旋果糖的混合物，水解改變了旋光方向）閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 糖類尤其是單糖類在沒有氨基化合物存在的情況下，加熱到熔點(diǎn)以上（一般為140170）時，會因發(fā)生脫水、降解等過程而發(fā)生褐變反應(yīng)，這種反應(yīng)稱為焦糖化反應(yīng)，又叫卡拉蜜爾作用（caramelization)。焦糖化反應(yīng)有兩種反應(yīng)方向： 一是經(jīng)脫水得到焦糖（脫水糖），產(chǎn)生顏色； 二是經(jīng)裂解得到揮發(fā)性的醛類、酮類

22、物質(zhì)，產(chǎn)生風(fēng)味。這些物質(zhì)還可以進(jìn)一步縮合、聚合最終也得到一些深顏色的物質(zhì)。這些反應(yīng)在酸性、堿性條件下均可進(jìn)行，但在堿性條件下進(jìn)行的速度要快得多。焦糖化反應(yīng)P25/ 焦糖色素閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系美拉德反應(yīng) 美拉德（Maillard, L. C.；法國化學(xué)家）反應(yīng)也叫羰氨反應(yīng)，單糖或還原糖中的羰基能與氨基酸、蛋白質(zhì)、胺等含氨基的化合物進(jìn)行縮合，產(chǎn)生具有特殊氣味的棕褐色縮合物。是食品在加熱或長期儲存后發(fā)生褐變的主要原因。 由于此類反應(yīng)得到的是棕色的產(chǎn)物且不需酶催化，所以也將其稱為非酶褐變。幾乎所以的食品或食品原料內(nèi)均含有羰基類物質(zhì)和氨基類物質(zhì)，因此均可能發(fā)生Maillard反應(yīng)。對這類反

23、應(yīng)的討論是食品化學(xué)的一個重點(diǎn)內(nèi)容。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系五、食品中的多糖及其功能多糖的概念 多糖是由多個單糖單位通過糖苷鍵連接起來的高分子化合物，在一定的條件下，糖苷鍵斷裂，完全水解后最終產(chǎn)物是單糖。多糖的分類 聚多糖 結(jié)構(gòu)多糖 儲存多糖 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系聚多糖 同聚多糖：由同一種單糖聚合而成的，如淀粉，糖原，纖維素（由葡萄糖聚合） 雜聚多糖：由多種單糖及其衍生物組成，如多糖膠（D-葡萄糖：D-甘露糖：D-葡萄糖醛酸2：2：1） 結(jié)構(gòu)多糖 不溶性多糖纖維素和甲殼多糖儲存多糖 能量儲存淀粉和糖原閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系多糖的性質(zhì)（1）無甜味，無還原性。（2）不溶

24、于水，大多數(shù)難以消化：如纖維素和半纖維素。（3）不同水溶性多糖分子可形成不同特性的凝膠。（4）多糖在酶或酸的作用下依水解程度不同而生成單糖殘基數(shù)不同的糖類物質(zhì)，最后完全水解生成單糖。 多糖類物質(zhì)由于其分子中含有大量的極性基團(tuán)，因此對于水分子具有較大的親合力；但是一般多糖的分子量相當(dāng)大，其疏水性也隨之增大；因此分子量較小、分支程度低的多糖類在水中有一定的溶解度，加熱情況下更容易溶解；而分子量大、分支程度高的多糖類在水中溶解度低。正是由于多糖類物質(zhì)對于水的親合性，導(dǎo)致多糖類化合物在食品中具有限制水分流動的能力；而又由于其分子量較大，又不會顯著降低水的冰點(diǎn)。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（一）淀粉

25、 淀粉是許多葡萄糖組成的被人體消化吸收的植物多糖，是人類碳水化合物的主要食物來源。 根據(jù)淀粉的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可以將淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種。 1、直鏈淀粉 大約由300400個葡萄糖聚合而成，通過-1,4-糖苷鍵連接而成的一個長鏈分子。相對分子量在60000之間。 直鏈淀粉并不是完全伸直的，由于直鏈淀粉分子鏈?zhǔn)欠浅ｉL的，所以不可能以線形分子存在，而是在分子內(nèi)氫鍵的作用下，卷曲盤旋成螺旋狀的，每一螺圈一般是含有6個葡萄糖單位。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系直鏈淀粉的結(jié)構(gòu) 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系碘分子可以填充到淀粉螺旋的內(nèi)部閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系2、支鏈淀粉 由6000個左

26、右的葡萄糖單位連接而成，在支鏈淀粉中葡萄糖除了通過-1,4-糖苷鍵連接以外，還通過-1,6-糖苷鍵相互連接成側(cè)鏈，每隔6-7個葡萄糖單位又能再度形成另外一條支鏈結(jié)構(gòu)，每一支鏈有20-30個葡萄糖分子。各個分支也都是卷曲成螺旋，這樣就使支鏈淀粉形成復(fù)雜的樹狀分支結(jié)構(gòu)的大分子。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 直鏈與支鏈淀粉同時存在于植物中，直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例一般約為1525%比7585%。因植物品種不同，比例也不同。如蠟質(zhì)玉米有99%都是支鏈淀粉，而有些豆類像皺縮豌豆中直鏈淀粉含量就高達(dá)98%。但不管怎樣，直鏈淀粉與支鏈淀粉水解后最終的產(chǎn)物都是D葡萄糖，這一點(diǎn)是相同的。 植物的種子、塊莖、

27、根中，小麥中含淀粉60-65%，大米中淀粉含量70-80%，馬鈴薯中含20%。淀粉一般不溶于水也不溶于有機(jī)溶劑。直鏈淀粉一般易溶于熱水，而支鏈淀粉要在加熱加壓的情況下才溶于水。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系3、淀粉的水解 在淀粉酶或酸的作用下，逐步水解，生成： 淀粉 糊精 麥芽糖 葡萄糖 淀粉糖麥芽糊精：低水解度的淀粉糖，DE值10-20；果葡糖漿（轉(zhuǎn)化糖）：較高水解度的淀粉糖，DE值20-80。低轉(zhuǎn)化糖： DE值20-30；中轉(zhuǎn)化糖： DE值30-55；高轉(zhuǎn)化糖： DE值55-80。標(biāo)準(zhǔn)糖漿：42DE高轉(zhuǎn)化糖漿：63DE閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系4、淀粉的糊化 淀粉在植物中是以淀粉粒

28、的形式存在的，淀粉粒不溶于水。原淀粉和微細(xì)化淀粉偏光顯微鏡照片閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系淀粉糊化可分為三個階段：a.可逆吸水階段：水分浸入淀粉顆粒的非晶質(zhì)部分，體積略有膨脹；此時如冷卻干燥可以復(fù)原，雙折射顯現(xiàn)不變。b.不可逆吸水階段：隨溫度升高，水分進(jìn)入淀粉微晶間隙，不可逆大量吸水，結(jié)晶“溶解”。c.淀粉粒解體階段：淀粉分子完全進(jìn)入溶液。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系 （1）糊化溫度 當(dāng)把生淀粉（-淀粉）在水中加熱至一定溫度的時候，淀粉粒開始發(fā)生膨脹，到一定程度甚至破裂，相應(yīng)的，淀粉的體積也擴(kuò)大到原來的數(shù)百倍之大，此時，原來的懸浮液變成了粘稠的膠體溶液，這種現(xiàn)象就稱為淀粉的糊化，也就叫

29、做淀粉的化，處于這種狀態(tài)的淀粉稱為-淀粉。發(fā)生糊化時所需的溫度就稱為糊化溫度。（2）本質(zhì) 淀粉顆粒中有序態(tài)（晶體）和無序態(tài)(非晶體)的淀粉分子之間的氫鍵斷裂，分散在水中形成親水性膠體溶液。 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（3）影響因素 溫度（淀粉糊化以后形成的淀粉糊，隨著溫度的升高其黏度也不斷增大，在95附近達(dá)到最高黏度后恒定一段時間，其黏度就逐步下降） 提高溫度，有利于淀粉的糊化。 食品中的其他成分，如脂肪，蛋白質(zhì)，糖，酸，水分含量。 糊化和水含量成正比，水含量越高，糊化越容易； 高濃度的糖可降低糊化速度（主要影響水活度）； 油脂可顯著降低糊化速度和糊化率； 高pH有利于淀粉的糊化，低pH

30、將抑制淀粉糊化； 淀粉酶可使糊化顯著加速； 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（4）糊化的淀粉的特點(diǎn) 更可口，更利于人體的消化吸收，更容易被淀粉酶所水解（原因：多糖分子吸水膨脹和氫鍵斷裂，從而使淀粉酶能更高地對淀粉發(fā)揮酶促消化作用）。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系5、淀粉的老化（1）概念 糊化后的淀粉在室溫或低于室溫下放置后，變得不透明，甚至凝結(jié)而沉淀，稱為淀粉的老化，或糊化淀粉重新結(jié)晶所引發(fā)的不溶解效應(yīng)稱為老化。行業(yè)上叫“返生”。 淀粉老化可看作是淀粉糊化的逆過程，其本質(zhì)是糊化后的淀粉分子在低溫下又自動排列成序，相鄰分子間的氫鍵又逐步恢復(fù)形成致密、晶化的淀粉膠束。但這個過程是不完全的，并不能

31、恢復(fù)到天然淀粉的狀態(tài)。老化的直接結(jié)果是溶解性能變差，加工能力降低。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（2）影響老化程度的因素 淀粉的種類、組成、含水量、溫度、共存物質(zhì)等。 a、淀粉的來源： 淀粉的老化與所含直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例有關(guān)。直鏈淀粉比支鏈淀粉易于老化，所以直鏈淀粉越多，老化就越快。 b、淀粉的含水量： 含水量為3060%時易于老化，含水量小于10%或在大量水中則不易老化。 c、淀粉溫度：老化作用最適宜溫度是24左右，大于60或小于20都不發(fā)生老化。 d、pH值：在偏酸或偏堿性條件下淀粉不易老化，一般中性情況下易老化。 閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系6、淀粉的改性 天然淀粉經(jīng)適當(dāng)?shù)幕?/p>

32、學(xué)處理、物理處理或酶處理，使某些加工性能得到改善，以適應(yīng)特定的需要，這種淀粉被稱為變性淀粉。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（二）糖原1、概念：糖原是動物體內(nèi)的多糖類貯藏物質(zhì)，又稱動物淀粉。2、生理功能：主要存在于肝和肌肉中，因此有肝糖原和肌糖原之分。糖原在動物體中的功用是調(diào)節(jié)血液中的含糖量，當(dāng)血液中的含糖量低于常態(tài)時，糖原就分解為葡萄糖，當(dāng)血液中含糖量高于常態(tài)時，葡萄糖就合成糖原。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系3、結(jié)構(gòu)：由-D-葡萄糖結(jié)合而成，結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉相似。糖原的支鏈更多，更短，所以糖原的分子結(jié)構(gòu)更緊密，整個分子團(tuán)呈球形，平均相對分子質(zhì)量大約在106107之間。 肝糖原電鏡照片紅色為

33、糖原，黃色為脂肪，綠色為線粒體閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系4、性質(zhì)：白色粉末，能溶于水及三氯醋酸，不溶于乙醇及其他有機(jī)溶劑，遇碘顯紅色，無還原性。糖原也可被淀粉酶水解成糊精和麥芽糖，若用酸水解，最終可得D葡萄糖。5、分布：除動物外，在細(xì)菌，酵母，真菌及甜玉米中也有糖原的存在。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（三）纖維素纖維素的存在 棉花，麻，木材，植物細(xì)胞壁 。結(jié)構(gòu) 由-D-葡萄糖以-1,4-糖苷鍵連接而成，是不含支鏈的直鏈多糖。藻類細(xì)胞壁電鏡照片，主要成分為纖維素纖維閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系性質(zhì) 穩(wěn)定，在一般的食品加工條件下不被破壞，但在高溫、高壓的稀硫酸溶液中，纖維素可被水解為-葡萄糖，也可以在纖維素酶的作用下水解成葡萄糖。1、膳食纖維 （1）促進(jìn)腸胃的正常蠕動； （2）降低體內(nèi)膽固醇水平； （3）調(diào)節(jié)糖尿病患者的血糖水平； （4）食品加工中，半纖維素能提高面粉結(jié)合水的能力，且有助于蛋白質(zhì)與面團(tuán)的混合，增加面包體積和彈性，改善面包結(jié)構(gòu)，延緩面包的老化 。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系2、改性纖維素 將天然纖維素經(jīng)適當(dāng)處理，改變其原有性