食品化學(xué)第二章糖類

食品化學(xué)第二章糖類第1頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第2頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第3頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第5頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第6頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、糖類化合物的定義及分類二、單糖三、低聚糖四、多聚糖五、糖類在食品加工和貯藏中的變化

第7頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)糖類的定義及分類一、糖類定義碳水化合物Cn(H2O)m

鼠李糖C6H12O5脫氧核糖C5H10O4N,S,P乙酸C2H4O2，符合Cn(H2O)m第8頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三糖類化合物：多羥基的醛類、酮類化合物或其聚合物及其各類衍生物酮基醛基(HCOH)nH2COHCHOH2COHCOH2COH(HCOH)n第9頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三二、糖的分類聚合度單糖（monosaccharide):：不能被水解變成更簡(jiǎn)單更小分子的糖類低聚糖（oligosaccharide)：由2-10個(gè)單糖聚合成的糖多糖（polysaccharide)：水解時(shí)產(chǎn)生10個(gè)以上單糖分子的糖類第10頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三丙糖甘油醛丁糖戊糖已糖庚糖赤蘚糖赤蘚酮糖核糖脫氧核糖核酮糖木酮糖葡萄糖半乳糖甘露糖果糖、山梨糖景天庚酮糖醛糖酮糖C數(shù)第11頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三葡萄糖醛糖果糖酮糖醛基酮基分子式相同第12頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三寡糖(oligo-)：oligo來自希臘文，意為少。二糖：麥芽糖(maltose)、乳糖(lactose)、蔗糖(sucrose)三糖：棉子糖四糖….大部分單糖和寡糖都是結(jié)晶狀化合物，溶于水，并有甜味。第13頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三多糖也是單糖的聚合物，有很長(zhǎng)的鏈，其結(jié)構(gòu)為線型或分支型。按照它們的結(jié)構(gòu)可分為兩大類。均一多糖（同多糖）：一種單糖聚合而成,如淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)等。非均一多糖（雜多糖）：兩種或兩種以上的單糖聚合而成，如透明質(zhì)酸，半纖維素等。第14頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三同多糖雜多糖第15頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三三、糖類化合物的功能糖類化合物是生物體維持生命活動(dòng)所需能量的主要來源功能：1.是營(yíng)養(yǎng)的基本物質(zhì)之一

2.形成一定色澤和風(fēng)味

3.游離糖本身有甜度，食品口感

4.食品的黏彈性果膠

卡拉膠

5.食品的質(zhì)構(gòu)，膳食纖維的構(gòu)成成分纖維素、果膠

6.保健食品多糖或寡糖第16頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三能源物質(zhì)：淀粉第17頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三能源物質(zhì)：糖原第18頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三與膜蛋白和膜脂相連的糖——通信天線第19頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三糖是世界上存在最多的一類有機(jī)化合物，也是人類所需要的最基礎(chǔ)的物質(zhì)。CO2光合作用糖一切含碳物質(zhì)分解代謝合成代謝第20頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三糖是自然界分布很廣的一類化合物，幾乎所有的動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)都含有糖類。貯藏性糖：低聚糖，淀粉，糖原結(jié)構(gòu)性糖：纖維素，木質(zhì)素，殼多糖，肽聚糖第21頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三四、幾種常見食品的糖含量大多數(shù)植物只含有少量的蔗糖，大量膳食蔗糖來自經(jīng)過加工的食品。蔗糖是從甜菜和甘蔗中分離得到食品糖類化合物含量谷物糖類化合物含量可口可樂9%小麥71.4%冰淇淋18%玉米70.6%果凍83%高粱71.2%第22頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)單糖一、單糖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象單糖：糖類化合物中最簡(jiǎn)單、不能再水解為更小單位的糖類分子結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁鞘呛幸粋€(gè)自由醛基或酮基的多羥基的醛類或多羥基的酮類化合物，具有開鏈?zhǔn)胶铜h(huán)式結(jié)構(gòu)。碳原子數(shù)目：丙糖（三碳糖）；丁糖（四碳糖）；戊糖（五碳糖）；己糖（六碳糖）等。第23頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三羰基特點(diǎn)：醛糖和酮糖自然界最簡(jiǎn)單的單糖是丙醛糖（甘油醛）和丙酮糖；自然界最重要也最常見的單糖是葡萄糖和果糖第24頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三具有相同數(shù)目與種類的元素組成的化合物，具有相同的分子式和相對(duì)分子質(zhì)量分子結(jié)構(gòu)不同同分異構(gòu)(體)結(jié)構(gòu)異構(gòu)立體異構(gòu)原子連接在一起的次序不同，即構(gòu)造不同構(gòu)造相同，但原子在空間的分布不同，即構(gòu)型不同立體模型，透視式，投影式結(jié)構(gòu)式具有相同結(jié)構(gòu)和構(gòu)型的分子，由于分子中的某個(gè)原子(基團(tuán))繞C-C單鍵自由旋轉(zhuǎn)而形成多種不同的暫時(shí)性的易變的空間結(jié)構(gòu)，即構(gòu)象。幾何(順反)異構(gòu)旋光(光學(xué))異構(gòu)第25頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第26頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三D-葡萄糖D-甘露糖第27頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三D-葡萄糖D-果糖第28頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三不對(duì)稱碳原子(asymmetriccarbonatom)：是指與四個(gè)不同的原子或原子基團(tuán)共價(jià)連接并因此失去對(duì)稱性的四面體碳AMIRRORB手性碳原子對(duì)映體含有n個(gè)C*的化合物，組成2n/2對(duì)對(duì)映體。第29頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三旋光性(opticalactivity)：旋光物質(zhì)使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力自然光尼科爾棱鏡偏光αα右旋(+)左旋(-)檢偏振器盛液管旋光物質(zhì)含有n個(gè)C*的化合物，旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n。第30頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三旋光物質(zhì)使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力稱旋光性、光學(xué)活性或旋光度。

[α]-為比旋光度，即單位濃度和單位長(zhǎng)度下的旋光度，是特征物理常數(shù)。

L--旋光管的長(zhǎng)度，以分米表示；C--濃度，即在100ml溶液中所含溶質(zhì)的克數(shù)；α--是在鈉光燈（λ=589.0nm）為光源，溫度為t，管長(zhǎng)為L(zhǎng)，濃度為ｃ時(shí)所測(cè)得的旋光度。λλ第31頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三甘油醛：

分子式C3H6O3

結(jié)構(gòu)式CH2OH-CHOH-C-H球棍模型透視式Fischer投影式O第32頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三碳水化合物具有大量光學(xué)異構(gòu)體，需要一個(gè)最簡(jiǎn)單的具有手性碳原子的單糖作為參考標(biāo)準(zhǔn)，這就是甘油醛，它有一個(gè)手性中心，有一對(duì)光學(xué)對(duì)映體。1906年人為規(guī)定右旋甘油醛為D型，左旋甘油醛為L(zhǎng)型。盧森諾夫(Rosanoff)規(guī)定，凡單糖中直鏈分子式最末的一個(gè)不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型與D-甘油醛一致的就稱其為D型糖，不一致的就是L型糖（DL要大寫）。任何糖都可以看作是由甘油醛或二羥丙酮派生出來的。離醛基或離酮基最遠(yuǎn)的手性碳的羥基的方向來確定糖的DL構(gòu)型。DL僅指一種構(gòu)型，指以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)而確定的相對(duì)構(gòu)型，不表示旋光方向。旋光方向是以（+）、（–）來加以表示的。第33頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三確定鏈狀結(jié)構(gòu)的方法（葡萄糖）：

a.與Fehling試劑或其它醛試劑反應(yīng)，含有醛基，是糖的一種氧化反應(yīng)

b.與乙酸酐反應(yīng)，產(chǎn)生具有五個(gè)乙?；难苌?。

c.用鈉汞齊作用，生成直鏈的山梨醇。單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)葡萄糖葡萄糖簡(jiǎn)寫鏈狀結(jié)構(gòu)用Fisher投影式表示：碳骨架、豎直寫；氧化程度最高的碳原子在上方第34頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三單糖從丙糖到庚糖，除二羥丙酮外，都含有手性碳原子（C*）。所有的醛糖都可以看成是甘油醛的醛基碳下端逐個(gè)插入C*延伸而成。D-甘油醛衍生而來的稱D系醛糖，由L-甘油醛衍生而來的稱L系醛糖。天然存在的已醛糖都是D型的。含有n個(gè)C*的化合物，旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n，組成2n/2對(duì)對(duì)映體。D系單糖和L系單糖第35頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三D(+)甘油醛D(-)赤蘚糖D(-)蘇糖D(-)核糖D(-)阿位伯糖D(+)木糖D(+)甘露糖D(-)來蘇糖D(+)半乳糖D(+)葡萄糖第36頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三dihydroxyacetone二羥丙酮erythruloseD(-)-赤蘚糖ribuloseD(-)-核酮糖xyluloseD(+)-木酮糖Psicose,alluloseD(+)-阿洛酮糖fructoseD(-)-果糖sorboseD(+)-山梨糖tagaloseD(-)-塔格酮糖第37頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三含有多個(gè)手性碳原子的兩種化合物彼此之間的差別只在于單一不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型，也叫表異構(gòu)體。差向異構(gòu)體（epimer)D(+)甘露糖D(+)半乳糖D(+)葡萄糖第38頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（1）、不象醛類那樣形成縮醛，而是只和一分子的醇形成半縮醛（Hemiacetals)單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)1、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的證據(jù)（2）、葡萄糖的醛基不能象一般醛類那樣與Schiff試劑(品紅-亞硫酸）起反應(yīng)發(fā)生紫紅色反應(yīng)，即不能使被亞硫酸漂白了的品紅呈現(xiàn)紅色。葡萄糖也不能與亞硫酸氫鈉起加成反應(yīng)。第39頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三（3）、變旋現(xiàn)象(mutarotation):一般醛類在水溶液中只有一個(gè)比旋度，但新配制的葡萄糖水溶液的比旋隨時(shí)間而變化。

[α]=+112°稱α-D-(+)葡萄糖

[α]=+18.7°稱β-D-(+)葡萄糖

變旋現(xiàn)象將這兩種葡萄糖分別溶于水后,其旋光率都逐漸變?yōu)?52.7°,這一現(xiàn)象稱變旋現(xiàn)象。變旋是由于分子立體結(jié)構(gòu)發(fā)生某種變化的結(jié)果。第40頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三半縮醛羥基與決定構(gòu)型的羥基（C5上的羥基）在同一側(cè)的為α-型，不在同一側(cè)的為β-型。1893年Fisher提出環(huán)狀結(jié)構(gòu)說。半縮醛羥基異頭碳第41頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三單糖由直鏈結(jié)構(gòu)變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)后，羰基碳原子成為新的手性中心，導(dǎo)致C1差向異構(gòu)化，產(chǎn)生兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體（α-D-葡萄糖，β-D-葡萄糖），由于差向的位置是第一位C，因此也叫

異頭體（物）（anomer）。因此糖實(shí)際上應(yīng)當(dāng)稱之為多羥基半縮醛和半縮酮。第42頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三Haworth投影式異頭碳羥基與末端羥甲基是反式的為α異頭物，順式為β異頭物第43頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三開鏈的單糖形成環(huán)狀半縮醛時(shí)，最容易出現(xiàn)五元環(huán)(呋喃）和六元環(huán)（吡喃）。D-葡萄糖C5上的羥基與C1的醛基加成生成六元環(huán)的為吡喃（型）葡萄糖（glucopyranose）。D-果糖C5上的羥基與C2的酮基加成形成五元環(huán)的為呋喃（型）果糖（Fructofuranose）吡喃糖和呋喃糖第44頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三38%62%0.02%<0.5%<0.5%

D-葡萄糖在水溶液中主要以吡喃糖(pyranose)

存在，呋喃糖(furanose)次之。第45頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三D-果糖在水溶液中主要以呋喃糖存在，吡喃糖次之。56第46頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三單糖的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象交叉式重疊式第47頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三環(huán)已烷的構(gòu)象第48頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三根據(jù)原子模型的研究，有兩種類型的空間排布的構(gòu)象：椅式（chair)和船式(boat)。碳原子的四個(gè)鍵的鍵角是109.28，葡萄糖環(huán)是褶曲的，6個(gè)成環(huán)原子并不在一個(gè)平面上。第49頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第50頁，共57頁