碳水化合物教學(xué)課件精編ppt

1、碳水化合物教學(xué)目的： 了解碳水化合物的概念 掌握碳水化合物的分類 了解碳水化合物的生理功能、化學(xué)結(jié)構(gòu)、化性質(zhì) 及在食品工業(yè)中的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn): 碳水化合物的分類及其化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)： 變旋光現(xiàn)象、常見碳水化合物的結(jié)構(gòu)及其化學(xué)性質(zhì) 。Contents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2.1 Introduction 引言一、碳水化合物的一般概念1. Definition碳水化合物 (Carbohydrates) 表達(dá)式Cx(H2O)y多羥基醛或酮及其衍生物和縮合物。 碳水化合物是自然界中最豐富的有機(jī)物，自然界的生物物質(zhì)中，碳水化合物約占3/4，植物體中含量最豐富，約占其

2、干重的85%90%，其中又以纖維素最為豐富。 碳水化合物是生物體維持生命活動(dòng)所需能量的主要來源，人類攝取食物的總能量中大約80%由碳水化合物提供。 碳水化合物與食品的加工和保藏有密切關(guān)系，如：食品的褐變就與還原糖有關(guān)，食品的粘性及彈性與淀粉和果膠等多糖分不開蔗糖，果糖等作甜味劑2.1 Introduction 引言2. Classification 分類 ： 按組成分類1) 單糖（Monosaccharides）： 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。2）低聚糖（寡糖Oligosaccharides)： 由2-10個(gè)單糖分子縮合而成，水解后生成單糖。3）多

3、糖(Polysaccharides) ： 由10個(gè)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。2.1 Introduction 引言2. Classification 分類 ： 按功能組成分類 1）結(jié)構(gòu)多糖 2）貯存多糖 3）抗原多糖2.1 Introduction 引言二、食品原料中的碳水化合物 Carbohydrates comprise more than 75%of the dry matter of Plants. eg: corn, vegetable, fruit, and so on. Monosaccharides & Oligasaccharide

4、s is usually found in the vegetable and fruit . Polysaccharides can mainly be found in corn , seed, root, stem plants.2.1 Introduction 引言常見水果、蔬菜中的游離糖含量（鮮重計(jì)）2.1 Introduction 引言常見水果、蔬菜中的游離糖含量（鮮重計(jì)）含量很少: 16%2.1 Introduction 引言從上表中可以看出: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？目前可采取的方法有：適時(shí)采收；采

5、后處理；加工中添加水解酶等2.1 Introduction 引言 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(shí)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?，水果變軟，變熟，變甜糖淀粉的轉(zhuǎn)化2.1 Introduction 引言三、食品中碳水化合物的作用碳水化合物與食品加工質(zhì)量碳水化合物與食品的營(yíng)養(yǎng)色澤與碳水化合物口感與碳水化合物質(zhì)構(gòu)與碳水化合物提供膳食熱量促進(jìn)腸道蠕動(dòng)具有保健功能2.2 食品中的單糖和低聚糖一、單糖 Carbohydrates1.結(jié)構(gòu)： 單糖根據(jù)羰基類型可分為醛糖和酮糖兩大類。根據(jù)所含糖原子的數(shù)目，單糖

6、有可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖 環(huán)的生成使羰基變?yōu)槭中蕴迹蚨a(chǎn)生了兩個(gè)異構(gòu)體，它們的差別只在于鏈端手性碳構(gòu)型的不同，分別稱為-和-型。如：2.單糖的旋光現(xiàn)象Nicol棱鏡(偏振片)什么叫旋光性？欲知旋光性，先說偏振光普通光有無數(shù)個(gè)振動(dòng)平面，振動(dòng)平面與光的前進(jìn)方向相垂直偏振光與棱鏡晶軸平行的振動(dòng)平面晶軸abcd只有一個(gè)振動(dòng)平面的光旋光度不旋光物質(zhì)旋光性物質(zhì)光活性物質(zhì)a偏振光和偏振面光是一種電磁波，光波振動(dòng)方向與光波前進(jìn)方向垂直。 偏振光：只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光。又叫極化光。 偏振面：偏振光振動(dòng)方向與其前進(jìn)方向所構(gòu)成的平面。普通光偏振光尼科爾棱鏡晶軸平行 旋光性物質(zhì)：具有旋光性的物質(zhì)。也叫

7、光活性物質(zhì)。 旋光性：能使偏振光的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。 右旋物質(zhì)：能使偏振光的偏振面向右旋的物質(zhì)。 左旋物質(zhì)：能使偏振光的偏振面向左旋的物質(zhì)。偏振光旋轉(zhuǎn)后的偏振光旋光性物質(zhì) 新配制的單糖溶液在放置時(shí)，其比旋光度會(huì)逐漸增加或減少，最后達(dá)到一個(gè)恒定的數(shù)值。這是由變旋光現(xiàn)象而發(fā)現(xiàn)的。 +112.2 +17.5 含量 36% 0.5% 64% 52.7 環(huán)狀結(jié)構(gòu) 手性碳原子鏡面-與-構(gòu)型環(huán)狀結(jié)構(gòu)-與-構(gòu)型同側(cè)異側(cè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)C1為手性碳原子，它有右側(cè)兩種端位異構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)-與-構(gòu)型4、天然存在的主要單糖 戊糖多作為多糖成分或核酸成分存在，游離狀態(tài)甚少。 （A） D-木糖 存在于木材、稻草桿等的半纖維素中（1）

8、戊糖 木糖是一種由木屑、稻草、玉米芯等富含半纖維素的植物經(jīng)水解而得的一種五碳糖,易溶于熱乙醇和嘧啶,甜度為蔗糖的67%。木糖與葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)相似，可以還原為相應(yīng)的醇，例如：木糖醇，或氧化成3-羥基-戊二酸。 在中國(guó)，木糖是生產(chǎn)木糖醇的主要原材料，已經(jīng)被多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)為無熱量甜味劑。人體無法消化，不能利用 1.無熱量甜味劑。使用於肥胖及糖尿病患者。亦用於脂肪氧化防止劑量，制醬色的原料及通過美拉德反應(yīng)制備豬肉等香料。 2.木糖對(duì)人體腸道內(nèi)的雙歧桿菌有較高的增殖作用，食用木糖能改善人體的微生物環(huán)境。提高機(jī)體的免疫能力。木糖與食物的配伍性很好，食物中添加少量木糖，便能體現(xiàn)出很好的保健效果。木糖與鈣同時(shí)

9、攝入，可以提高人體對(duì)鈣的吸收率和保留率，還能防止便秘。 3.用於制取木糖醇。 4.由于其提味效果明顯，可用于香料和寵物飼料行業(yè) 5.由于其可高效的引起美拉德反應(yīng)，因此可用于生產(chǎn)食品調(diào)味劑 6.由于其提色效果明顯，可用于食品行業(yè)金褐色的著色，如黃油和面包的著色。 7.醫(yī)藥原料和醫(yī)藥中間體 8.適用于香精香料的制備（B） L-阿拉伯糖 多在果汁和膠質(zhì)的半纖維素中與果膠質(zhì)共存 己糖(A)D-葡萄糖：以結(jié)合核游離的形式廣泛存在于自然界，游離態(tài)多存在于水果中，淀粉、糖原、纖維素，葡聚糖等碳水化合物都是D-葡萄糖的聚合物。 (B)D-果糖：廣泛存在于自然界，游離型多存在于水果中。寡糖的蔗糖、棉子糖、蜜二糖

10、中均有存在，菊粉是D-果糖的聚合物。果糖的甜度在糖類中最大。在工業(yè)上，常利用異構(gòu)酶把葡萄糖異構(gòu)化為果糖來代替蔗糖。(C)半乳糖：沒有游離型，存在于乳糖和棉子糖中。(D)D-甘露糖：它是魔芋甘露聚糖的成分。 二、低聚糖（Oligosaccharides）一般由個(gè)糖基構(gòu)成，較重要的低聚糖有蔗糖、麥芽糖、乳糖、飴糖、麥芽糊精和環(huán)狀糊精（沙丁格糊精）2.2 食品中的單糖和低聚糖麥芽糖Maltose淀粉糖，飴糖淀粉水解后得到的二糖 具有潛在的游離醛基，是一種還原糖 溫和的甜味劑 1,4糖苷配基D-葡萄糖D-半乳糖D-葡萄糖-1,4糖苷配基乳糖Lactose牛乳中的還原性二糖 發(fā)酵過程中轉(zhuǎn)化為乳酸 在乳糖

11、酶作用下水解 乳糖不耐癥非還原性二糖 -葡萄糖和-果糖頭頭相連 具有極大的吸濕性和溶解性 冷凍保護(hù)劑12蔗糖Sucrose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中單糖和低聚糖的甜味劑:親水功能:蜂蜜和大多數(shù)果實(shí)的甜味主要取決于蔗糖、果糖、葡萄糖等含量（甜度：果糖蔗糖葡萄糖麥芽糖半乳糖）糖分子中含有羥基，具有一定的親水能力、吸濕性或保濕性和防腐能力。褐變產(chǎn)物賦予食品特殊風(fēng)味,如麥芽酚,異麥芽酚增加溶解性，如環(huán)狀糊精、麥芽糊精。糊精做固體飲料的增稠劑和穩(wěn)定劑。賦予風(fēng)味:特殊功能:穩(wěn)定劑:保健功能:具有特殊功能的低聚糖功能性

12、食品 低熱、低脂、低膽固醇、低鹽、高纖維素 低聚糖（寡糖）和短肽（寡肽） 具有特殊保健功能的低聚糖 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 具有特殊功能的低聚糖低聚果糖分子式特點(diǎn)： G-F-Fn （Glucose, Fructose） G-F (蔗) G(葡) + G-F(蔗) + G-F-F(蔗果三糖) + G-F-F-F(蔗果四糖) + G-F-F-F-F(蔗果五糖) 果糖轉(zhuǎn)移酶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，是一種低熱量糖 水溶性食物纖維 抑制腐敗菌，維護(hù)腸道健康 防止齲齒生理活性：具有特殊功能的低聚糖低聚果糖低聚果糖存

13、在于天然植物中 香蕉、蜂蜜、大蒜、西紅柿、洋蔥 作為新型的食品甜味劑或功能性食品配料 產(chǎn)酶微生物 米曲霉、黑曲霉具有特殊功能的低聚糖低聚木糖主要成分為木糖、木二糖、木三糖及木三糖以上的木聚糖 木二糖含量，產(chǎn)品質(zhì)量 甜度為蔗糖的40% 木二糖的分子結(jié)構(gòu)-1，4低聚木糖的特性：較高的耐熱（100/1h）和耐酸性能（pH28） 雙歧桿菌所需用量最小的增殖因子 代謝不依賴胰島素，適用糖尿病患者 抗齲齒具有特殊功能的低聚糖低聚木糖木二糖的分子結(jié)構(gòu)-1，4低聚木糖的生產(chǎn)：兩步：提取木聚糖，木聚糖酶法水解 絲狀真菌 內(nèi)切木聚糖酶水解得到低聚木糖 -1,4木糖苷酶水解木二糖為木糖 菌株篩選-1,4水溶性 D-

14、氨基葡聚糖具有特殊功能的低聚糖甲殼低聚糖D-氨基葡萄糖甲殼低聚糖的結(jié)構(gòu)生理功能：降低肝臟和血清中的膽固醇 提高機(jī)體的免疫功能 增殖雙歧桿菌 抗腫瘤作用，防治潰瘍病等環(huán)狀低聚糖(Cyclodextrin)又名沙丁格糊精（Schardinger Dextrin）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環(huán)狀低聚糖(Cyclodextrin)環(huán)狀糊精(Cyclodextrin)環(huán)狀糊精的立體結(jié)構(gòu)示意圖高度對(duì)稱性 圓柱形 -OH在外側(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

15、油、膽固醇 環(huán)狀糊精的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：環(huán)狀糊精(Cyclodextrin)環(huán)狀糊精的立體結(jié)構(gòu)示意圖環(huán)狀糊精制備工藝：淀粉調(diào)漿液化轉(zhuǎn)化終止反應(yīng)脫色,過濾離交法脫鹽真空濃縮噴霧干燥干粉 環(huán)狀糊精為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu)，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。食品行業(yè):做增稠劑,穩(wěn)定劑, 提高溶解度（做乳化劑）,掩 蓋異味等等。固體果汁和固體飲料酒載體。保持食品香味的穩(wěn)定 食用香精和稠味劑用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。如食用香精玫瑰油，茴香腦等易揮發(fā)，易氧化，用CD包接后香味的保持得到改善。保持天然食用色素的穩(wěn)定如：蝦黃素

16、經(jīng)CD的包接，提高對(duì)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(diǎn)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)用農(nóng)業(yè): 應(yīng)用在農(nóng)藥上環(huán)狀糊精的應(yīng)用化妝品:作乳化劑,提高其穩(wěn)定性,減輕對(duì)皮膚的刺激作用。醫(yī)學(xué)：如用環(huán)狀糊精包接前列腺素的試劑,注射劑, 共基 青霉素-環(huán)糊精其它方面： 香精包含在環(huán)狀糊精制成的粉末，而混合到熱塑性塑料中，可制成各種加香塑料。如tide（汰漬）洗衣粉留香，可經(jīng)包接香精后添加到洗衣粉中。2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligo

17、saccharides in food1、甜度定義 Definition: 比甜度:以蔗糖（非還原糖）為基準(zhǔn)物.一般以10或 15的蔗糖水溶液在20時(shí)的甜度定為1.0產(chǎn)生甜味的基團(tuán):-CH2OH-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）T=20時(shí) 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）2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligosaccharides in food1、甜度-糖的不同構(gòu)型（

18、、型） 葡萄糖: :=1:1.7 1.5倍 0 80 果 糖: :=3:7 :=7:3 3倍 濃度高，構(gòu)型多 與濃度有關(guān) 與溫度有關(guān) 與溫度無關(guān)2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligosaccharides in food2、溶解度（g/100gH2O） 溫度對(duì)溶解過程和溶解速度具有決定性影響 高濃度的糖液具有防腐保質(zhì)的作用 ，在70以上能 抑制霉菌、酵母的生長(zhǎng)。 溫度0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 糖名稱葡萄糖3541.647.754.661.870.974.27881.284.7蔗糖64.2656

19、7.168.770.472.274.276.278.480.6 T=60時(shí)，葡萄糖蔗糖； T60時(shí)，葡萄糖蔗糖，T=60時(shí)，反之； T 葡萄糖,麥芽糖 蔗糖2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligosaccharides in food3、吸濕性和保濕性 應(yīng)用: 硬糖生產(chǎn): 蔗糖:葡萄糖 3:1，不翻砂不發(fā)烊 （季節(jié)地區(qū)變化） 軟糖： 轉(zhuǎn)化糖漿和果葡糖漿 面包糕點(diǎn)：轉(zhuǎn)化糖漿和果葡糖漿 山梨醇：食品工業(yè)中良好的保濕劑2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligosacc

20、harides in food4、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性 不同糖的結(jié)晶特性乳糖結(jié)晶蔗糖易結(jié)晶，晶體生成很大；葡萄糖易結(jié)晶，晶體生成細(xì)??；果糖、轉(zhuǎn)化糖較難結(jié)晶； 應(yīng)用：硬糖的生產(chǎn)不能單獨(dú)使用蔗糖舊法：加酸，蔗糖 轉(zhuǎn)化糖新法：加入淀粉糖漿乳糖結(jié)晶特性：T93.5 -脫水乳糖結(jié)晶 玻璃狀T=93.5 -水化乳糖結(jié)晶 無定形干擾食品形狀奶濃縮到1/3時(shí)冷卻出現(xiàn)造成乳制品砂口感2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligosaccharides in food4、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性 應(yīng)用：淀粉糖漿：G、低聚糖和糊精的混合物不含果糖，吸潮性低，保存性好

21、；含糊精，增加糖果韌性、強(qiáng)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2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligosaccharides in food5、滲透壓防腐 濃度越高，分子數(shù)目越多，滲透壓越大； 滲透壓越大對(duì)食品保存越有利；不同微生物對(duì)滲透壓的耐受有差別：酵母 50蔗糖溶液霉菌 60蔗糖溶液細(xì)菌 80蔗糖溶液 耐高滲酵母、霉菌蜂蜜也會(huì)變壞 濃縮奶生產(chǎn)：葡萄糖替代部分蔗糖2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of

22、Mono- & Oligosaccharides in food6、冰點(diǎn)降低 溶液濃度越高，分子量越小，冰點(diǎn)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(diǎn)降低小，節(jié)約電能；抗結(jié)晶性，冰粒細(xì)膩；粘度，口感好；甜度，溫和；2.2、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用Physical Property of Mono- & Oligosaccharides in food7、粘 度調(diào)節(jié)食品稠度和可口性 G和F溶液-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。2.3 、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property o

23、f Mono- & Oligosaccharides in food2、烯醇化和異構(gòu)化反應(yīng)與堿的作用 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2.3 、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food果葡糖漿 F G 總固形物 甜度第一代 42% 52% 71% 1第二代 55% 40% 77% 1.1第三代 90% 7% 80% 1.5-1.7 發(fā)展 稀堿異構(gòu)化 異構(gòu)化酶異構(gòu)化乳糖1分子果糖1分子半乳糖2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Che

24、mical Property of Mono- & Oligosaccharides in food3、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，縮合失水生成 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52.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food3、復(fù)合反應(yīng)和脫水反應(yīng)與酸的作用 脫水反應(yīng)分子內(nèi)脫

25、水酸、熱條件下的反應(yīng)在室溫下，稀酸對(duì)單糖的穩(wěn)定性無影響當(dāng)酸濃度大于12%的濃鹽酸以及熱的作用下，單糖易分子內(nèi)脫水，生成糠醛及其衍生物。 復(fù)合反應(yīng)分子間脫水2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food例如： HOCHCHOH HCCH HCH CHCHO H+ HC CCHO + 3 H2O OH OH O 五碳糖 糠醛3、復(fù)合反應(yīng)和脫水反應(yīng)與酸的作用六碳糖 羥甲基糠醛糖果的黃色2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosacch

26、arides in food4、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(qiáng)氧化劑： G CO2 +H2O Br/H2O： G 葡萄糖酸脫水內(nèi)酯內(nèi)酯酮糖如F不發(fā)生此反應(yīng)2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in foodBr/H2O葡萄糖酸D-葡萄糖-內(nèi)酯 閉環(huán)是酯，加熱后開環(huán)是酸 內(nèi)酯是一種溫和的酸化劑 完全水解需要3h，隨著水解不斷進(jìn)行，質(zhì)子均勻緩慢地釋放 出來，pH逐漸下降，慢慢酸化 在豆制品中，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，細(xì)嫩的凝膠結(jié)構(gòu) 在焙烤食品中作為膨松劑的一個(gè)組分 緩慢釋放的H+與CO32

27、-結(jié)合，緩慢釋放CO2 與Ca2+Fe2+Zn2+結(jié)合，礦物質(zhì)飲食補(bǔ)充劑2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food4、氧化反應(yīng) 強(qiáng)氧化劑： G CO2 +H2O Br/H2O： G 葡萄糖酸脫水內(nèi)酯 濃硝酸： 醛糖 二元酸2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food4、氧化反應(yīng) 濃硝酸： 醛糖 二元酸2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono-

28、 & Oligosaccharides in food4、氧化反應(yīng) 強(qiáng)氧化劑： G CO2 +H2O Br/H2O： G 葡萄糖酸脫水內(nèi)酯 濃硝酸： 醛糖 二元酸 G氧化酶： G 葡萄糖醛酸2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food4、氧化反應(yīng) G氧化酶： G 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸的功能：有毒物質(zhì)過多激素芳香物質(zhì)G醛酸甙類排毒2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food5、還原反應(yīng)雙鍵加氫稱

29、為氫化。 D-葡萄糖的羰基在一定壓力、催化劑鎳存在下加氫還原成羥基，得到D-葡萄糖醇（山梨醇） 保濕劑 甜度為蔗糖50%不被微生物利用不依賴胰島素Ni2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food5、還原反應(yīng)山梨糖醇甘露糖醇C2差向異構(gòu)甜度為蔗糖的65% 應(yīng)用于硬糖、軟糖和不含糖的巧克力中 保濕性小，作為糖果的包衣由半纖維素制得的木糖氫化 甜度為蔗糖的70% 在硬糖或膠姆糖中替代蔗糖 防止齲齒，治療糖尿病 注意安全性2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of

30、 Mono- & Oligosaccharides in food5、還原反應(yīng)木糖醇2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccharides in food6、酯化與醚化反應(yīng) 酯化 糖中羥基與有機(jī)酸和無機(jī)酸作用生成酯 天然多糖中存在醋酸酯、磷酸酯（馬鈴薯淀粉）、硫酸酯（卡拉膠）等羧酸酯 蔗糖酯是一種很好的乳化劑 卡拉膠中含有硫酸酯基（OSO3），和酸性飲料中帶正電荷的蛋白質(zhì)結(jié)合，是一種很好的乳化、穩(wěn)定劑2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Chemical Property of Mono- & Oligosaccha

31、rides in food6、酯化與醚化反應(yīng)醚化 進(jìn)一步改良功能性 如羧甲基纖維素鈉，羥丙基淀粉 紅藻多糖C3與C6間形成內(nèi)醚（3,6-脫水環(huán)） 瓊脂膠、卡拉膠 631.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2.3、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Maillard反應(yīng)機(jī)理（過程）:反應(yīng)分為三個(gè)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

32、色色素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-葡萄糖基胺影響Maillard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(jìn)褐變，氧促進(jìn)VC、脂肪氧化褐變。 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(shí)，pH，速度，pH=7.8-9.2 ，速度pH6,速度增加慢。 金屬：催化M

33、aillard反應(yīng)，速度（Fe3+,Fe2+ ） 亞硫酸鹽：阻止生成薛夫氏堿，葡萄糖基胺 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。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種香氣美拉德反應(yīng)對(duì)食

34、品的影響色澤希望和不希望 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(dāng)還原糖與牛奶蛋白質(zhì)反應(yīng)時(shí)，美拉德反應(yīng)產(chǎn)生乳脂糖、太妃糖及奶糖的風(fēng)味。 營(yíng)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。2.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(diǎn)以上（蔗糖200）時(shí)，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(qiáng)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(jìn)一步縮合，聚合成深

35、褐色的物質(zhì)。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)：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

36、加快。 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5、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 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)

37、和脫水反應(yīng)與酸的作用6、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(qiáng)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Contents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2.3 Polysaccharides 多糖一、概述 Introduction Definition: 超過10個(gè)單糖的聚合物為多糖 單糖的個(gè)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(dá)7000-150002.3 Polysaccharide

38、s 多糖一、概述 Introduction Function: 多糖的作用 生理功能 水的結(jié)合功能Function: 多糖的作用 膳食纖維-植物多糖很高的持水力；對(duì)陽(yáng)離子有結(jié)合交換能力；對(duì)有機(jī)化合物有吸附螫合作用；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(qiáng)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水的結(jié)合功能：做增稠劑，膠凝劑，澄清劑等Function: 多糖的作用 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(huì)顯著降低冰點(diǎn)，提供冷凍穩(wěn)定性 保護(hù)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

39、水膠體 Function: 多糖的作用 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(dòng)性質(zhì)與質(zhì)構(gòu)以及改變半固體食品的變形性等 0.25%0.5%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 直鏈多糖帶電的，粘度提高 靜電斥力，鏈伸展，鏈長(zhǎng)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(shí)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Function: 多糖的作用 多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性 Function:

40、多糖的作用 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(jià)鍵 網(wǎng)孔中液相凝膠特性二重性固體-液體 粘彈性的半固體二、淀粉 (Starch)Contents （一）淀粉的一般性質(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 （一）淀粉的一般性質(zhì)形狀： 圓形、橢圓形、多角形等。大?。?0.001-0.15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(xì)胞內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在，故稱淀粉粒。 （二）淀粉的結(jié)構(gòu)直鏈淀粉：由D-吡喃葡萄糖，1，4糖苷鍵連接支鏈淀粉：由D

41、-吡喃葡萄糖，-1，4和-l，6糖 苷鍵連接起來的帶分枝的復(fù)雜大分子 1425%直鏈淀粉 分子內(nèi)的氫鍵作用成右手 螺旋狀，每個(gè)環(huán)含有6個(gè)葡 萄糖殘基 （二）淀粉的結(jié)構(gòu)支鏈淀粉：由D-吡喃葡萄糖，-1，4和-l，6糖 苷鍵連接起來的帶分枝的復(fù)雜大分子 1,41,6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)馬鈴薯淀粉的顆粒和偏光十字 （二）淀粉的結(jié)構(gòu) 一些淀粉中直鏈與支鏈淀粉的比例物理性質(zhì) 白色粉末在，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(lán)色，加熱則藍(lán)色消失，冷后呈藍(lán)色；水解（酶解 ，酸解）。 （三）淀粉的理化性質(zhì)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 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(lán)色糊精紅色糊精無色糊精-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