食品化學第三碳水化合物

食品化學第三碳水化合物1第1頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.1碳水化合物的分類

概念：碳水化合物也稱糖類，是由碳、氫、氧三種元素組成的(Cn（H2O）m)。有些糖如脫氧核糖（C5H10O4）和鼠李糖（C6H12O5）等并不符合上述通式，并且有些糖還含有氮、硫、磷等成分是多羥基醛或多羥基酮及其衍生物和縮合物的總稱。單糖低聚糖多糖分類2第2頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月單糖：是碳水化合物的基本單位，是不能再被水解的多羥基醛或多羥基酮。丙糖丁糖戊糖：果糖（酮糖）己糖：葡萄糖（醛糖）按所含碳原子數(shù)目的不同稱為3第3頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月低聚糖：又叫寡糖，是由2－10個單糖分子脫水縮合而成的糖，完全水解后得到相應分子數(shù)的單糖。根據(jù)水解后生成單糖分子的數(shù)目，又可分為二糖(雙糖)，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。4第4頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

多糖：多糖是由很多個單糖分子失水縮合而成的高分子化合物，其單糖單體少則幾十個，多則成千上萬個，水解后可以生成多個單糖分子。均多糖(或同聚多糖)：如果多糖是由相同的單糖組成的混合多糖(或雜多糖)：若多糖是由不相同的單糖縮聚而成的5第5頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月研究碳水化合物的意義是重要的能量來源與營養(yǎng)來源：單糖和低聚糖是重要的甜味劑和保藏劑(高濃度糖滲透壓大，微生物不易生長)：與食品中其它成分發(fā)生反應產生色澤和香味：焦糖化反應，美拉德反應具有較高黏度、凝膠能力和穩(wěn)定作用：多指多糖6第6頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單糖

單糖的結構：1、單糖的化學組成和鏈狀結構：(1)組成Cn(H2O)n：所有食物中的低聚糖和多糖攝入人體后，都必須水解成單糖后才能被人體吸收。(2)自然界中以4，5，6個碳原子的單糖最普遍。6碳糖：葡萄糖，果糖；5碳糖：核糖等等。醛糖酮糖。丙糖丁糖戊糖己糖庚糖。按照官能團又分為依分子中碳原子的數(shù)目7第7頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月D-阿洛糖D-葡萄糖D-古洛糖D-甘露糖D-半乳糖圖2-1幾種D-醛糖的結構式（C6）D-阿洛酮糖D-果糖D-山梨糖D-塔羅糖圖2-2幾種D-酮糖的結構式（C6）手性碳原子：即不對稱碳原子，它連接4個不同的原子或功能集團。L-糖：如果最高編號的手性碳原子上的羥基位于左邊位置，則稱為L-糖。天然存在的L-糖不多第8頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、單糖的環(huán)狀結構：

單糖分子的羰基可以與糖分子本身的一個醇羥基反應，生成分子內的半縮醛或半縮酮，形成五元呋喃環(huán)或更穩(wěn)定的六元吡喃環(huán)。天然的糖多以六元環(huán)形式存在。α-D-葡萄糖α-D-半乳糖β-D-葡萄糖α-D-果糖

β型：如果C1上的O與C6上的羥甲基位于環(huán)平面的同一側，則形成的為β型，α型：若C1上的O與C6上的羥甲基位于環(huán)平面的不同側，則形成的是α型。9第9頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月單糖的物理性質：1、甜度：甜度通常是以蔗糖為基準物，一般以5%或10%的蔗糖水溶液在20℃時的甜度為1.0，其他糖在同一條件下與其相比較所得的數(shù)值，由于這種甜度是相對的，所以又稱為比甜度。糖類名稱比甜度糖類名稱比甜度蔗糖

1.0β-D-果糖

1.5α-D-葡萄糖

0.7α-D-甘露糖

0.6α-D-半乳糖

0.3α-D-木糖

0.5一些單糖的比甜度第10頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的物理性質：2、溶解度：

純凈的單糖為白色晶體，有較強的吸濕性。單糖分子中有多個羥基，增加了它的水溶解性，所以極易溶于水，尤其在熱水中的溶解度極大。單糖在乙醇中也能溶解，但不溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。11第11頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的物理性質：3、旋光性：

具有手性的分子都具有旋光性，要判斷一個化合物是否有旋光性，就要看它是否為手性分子。每個單糖分子都含有不對稱碳原子，所以都具有旋光能力。12第12頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的物理性質：4、吸濕性、保濕性與結晶性吸濕性:是指糖在濕度較高的情況下吸收水分的性質。保濕性:是指糖在空氣濕度較低條件下保持水分的性質。糖的特征之一是能形成晶體這兩種性質對于保持食品的柔軟性、彈性、貯存及加工都有重要意義。在糖果制造時，要應用糖結晶性質上的差別。13第13頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的化學性質：1、與堿的作用

D-葡萄糖的烯醇化和異構化作用14第14頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的化學性質：1、與堿的作用

1，2烯二醇的分解反應15第15頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的化學性質：2、與酸的作用

復合反應2C6H12O6—→C12H22O11+H2O受酸和熱的作用，一個單糖分子的半縮醛羥基與另一個單糖分子的羥基縮合，失水生成雙糖，這種反應稱為復合反應。16第16頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的化學性質：2、與酸的作用

脫水反應糖受強酸和熱的作用，易發(fā)生脫水反應，生成環(huán)狀結構體或雙鍵化合物。

戊糖脫水生成糠醛

己糖脫水生成5-羥甲基糠醛

己酮糖較己醛糖更易發(fā)生此反應。17第17頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

單糖的化學性質：3、氧化反應：

(1)單糖含有自由醛基或酮基具有還原性，都能發(fā)生氧化作用。

(2)在酸性溶液中醛糖比酮糖易于氧化醛糖能被弱氧化劑溴水氧化，而酮糖不能，借此可將這兩種糖區(qū)分開來。18第18頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月單糖在弱氧化劑如吐倫試劑、費林試劑中可被氧化成糖酸，同時還原金屬離子。單糖的化學性質：3、氧化反應：

在強氧化劑作用下，單糖能完全被氧化而生成二氧化碳和水。19第19頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月單糖中有游離羰基，易于還原，在一定壓力與催化劑或酶的作用下，羰基還原成羥基，單糖被還原成糖醇。單糖的化學性質：3、還原反應：

葡萄糖可還原為山梨糖醇果糖可還原為山梨糖醇和甘露糖醇的混合物木糖被還原為木糖醇。20第20頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.3低聚糖概念：

低聚糖也稱寡糖，普遍存在于自然界中，可溶于水，有甜味，有旋光活性，在與稀酸共同加熱或在酶的作用下可以水解成單糖。分類：低聚糖中以雙糖分布最為普遍，雙糖也稱為二糖，是由2分子的單糖失水形成的，其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。21第21頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3.1結構和命名3.3低聚糖低聚糖的命名通常采用系統(tǒng)命名法。即用規(guī)定的符號D或L和α或β分別表示單糖殘基的構型；用阿拉伯數(shù)字和箭頭（→）表示糖苷鍵連接碳原子的位置和方向，其全稱為某糖基（X→Y）某醛（酮）糖苷，X，Y分別代表糖苷鍵所連接的碳原子位置。麥芽糖（α-D-吡喃葡萄糖基（1→4）-D-吡喃葡萄糖苷）蔗糖（α-D-吡喃葡萄糖基（1→2）-β-D-呋喃果糖苷）乳糖（β-D-吡喃半乳糖基（1→4）α-D-吡喃葡萄糖苷）除系統(tǒng)命名外，因習慣名稱使用簡單方便，沿用已久，故目前仍然經(jīng)常使用。如蔗糖、乳糖、龍膽二糖、海藻糖、棉子糖、水蘇糖等。22第22頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3.2低聚糖的性質3.3低聚糖甜度和溶解度:低聚糖隨著聚合度的增加，甜度降低。抗氧化性:

糖液具有抗氧化性，因為氧氣在糖溶液中的溶解度大大減少黏度和吸濕性:

糖漿的黏度特性對食品加工具有現(xiàn)實的生產意義。發(fā)酵性:

不同微生物對各種糖的利用能力和速度不同。結晶性:

蔗糖易結晶，晶體粗大；淀粉糖漿是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能結晶還原性

分子中含有自由醛（或酮）基或半縮醛（或酮）基的糖都具有還原性。23第23頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3.3食品中重要的低聚糖3.3低聚糖還原性二糖：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。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。24第24頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、麥芽糖：麥芽糖（maltose）又稱飴糖，是由2分子的葡萄糖通過α-1，4糖苷鍵結合而成的雙糖，是淀粉在β-淀粉酶作用下的最終水解產物。----谷物種子發(fā)芽時就有麥芽糖的生成，生產啤酒所用的麥芽汁中所含糖成分主要是麥芽糖。麥芽糖的性質：

常溫下，純麥芽糖為透明針狀晶體，易溶于水，微溶于酒精，不溶于醚。其熔點為102℃～103℃，相對密度1.540，比甜度為0.3，甜味柔和，有特殊風味。麥芽糖是食品中使用的一種溫和的甜味劑。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。25第25頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、乳糖：乳糖是由1分子β－D－半乳糖與1分子D－葡萄糖以β－1，4－糖苷鍵連接的二糖。在乳糖的分子結構中具有半縮醛羥基，因此乳糖具有還原性。它是哺乳動物乳汁中的主要糖成分，牛乳含乳糖4.6%～5.0%，人乳含乳糖5%～7%，在植物界十分罕見。26第26頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

乳糖D－葡萄糖+D－半乳糖乳糖酶

乳糖的存在可以促進嬰兒腸道雙歧桿菌的生長，也有助于機體內鈣的代謝和吸收，但對體內缺乳糖酶的人群，它可導致乳糖不耐癥。乳糖不耐癥當未分解吸收的乳糖進入結腸后，被腸道存在的細菌發(fā)酵成為小分子的有機酸如醋酸、丙酸、丁酸等，并產生一些氣體如甲烷、H2、CO2等,這些產物大部分可被結腸重吸收，新生兒小腸粘膜乳糖酶缺乏是主要病因，部分人群因長期不攝入奶及奶制品也會造成27第27頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月乳糖乳酸或其他短鏈脂肪酸厭氧M發(fā)酵克服乳糖酶缺乏癥的的方法：①利用發(fā)酵的方法除去乳糖，如制成酸奶②通過外加乳糖酶減少牛奶中的乳糖。28第28頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、蔗糖：

結構：蔗糖是食物中主要的低聚糖，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α－D－葡萄糖C1上的半縮醛羥基與β－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。

性質：蔗糖是最重要的甜味劑，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為轉化作用。轉化作用所生成的等量葡萄糖與果糖的混合物稱為轉化糖。29第29頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月具有特殊功能的低聚糖

低聚果糖

又稱寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，其中分子式為

G-F-Fnn=1~3（G為葡萄糖，F(xiàn)為果糖）它是由蔗糖和1~3個果糖基通過β-2，1鍵與蔗糖中的果糖基結合而成的蔗果三糖，蔗果四糖和蔗果五糖的混合物。30第30頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月低聚果糖

低聚果糖是一種天然活性物質。甜度為蔗糖的0.3-0.6倍。既保持了蔗糖的純正甜味性質，又比蔗糖甜味清爽。糖漿為無色或淡黃色、透明粘稠液體，帶低聚果糖清香，甜味柔和清爽，無異味，無外來雜質。糖粉為白色或微黃色無定型粉末（顆粒為白色或微黃色無定型顆粒），甜味柔和清爽，帶低聚果糖清香，無異味，無外來雜質。31第31頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月低聚果糖可以使糖尿病患者也能夠服用的原因？

是因為正常人的體內沒有一種酶可以水解低聚果糖這種碳水化合物，所以它不容易被人體吸收，因此糖尿病患者也可以服用低聚果糖具有卓越的生理功能，包括作為雙歧桿菌的增殖因子；屬于人體難消化的低熱值甜味劑；水溶性的膳食纖維；能降低機體血清膽固醇和甘油三酯含量及有抗齲齒等諸多優(yōu)點。32第32頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.5多糖多糖1、多糖的概念：多糖（polysaccharide）是指10個以上單糖分子通過糖苷鍵連接而成的高聚物。單糖的個數(shù)稱為聚合度（DP），DP＜100的多糖是很少見的，大多數(shù)多糖的DP為200～300。2、多糖的分類：

(1)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)(2)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)

33第33頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、多糖的性質：(1)無甜味，無還原性。(2)不溶于水，大多數(shù)難以消化

(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，最后完全水解生成單糖。34第34頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月多糖的粘度與穩(wěn)定性①溶液中線性高聚物分子旋轉時占有很大空間，分子間彼此碰撞頻率高，產生摩擦，因而具有很高粘度。②高度支鏈的多糖分子比具有相同的相對分子質量的直鏈多糖分子占有的體積小得多，因而相互碰撞的頻率也低，溶液的粘度也比較低③帶一種電荷的直鏈多糖，由于同種電荷產生靜電斥力，引起鏈伸展，使鏈長增加，高聚物占有體積增大，因而溶液的粘度大大提高。④不帶電的直鏈均勻多糖分子傾向于締合和形成部分結晶。35第35頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

淀粉：1、淀粉的概念：

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。2、淀粉的化學結構：通式(C6H10O5)n淀粉的結構和性質直鏈淀粉支鏈淀粉36第36頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)直鏈淀粉：

a、大約由100－1000個葡萄糖聚合而成，通過α－1，4－糖苷鍵連接而成的一個長鏈分子。

b、相對分子量在30000－100000之間。

c、結構：

直鏈淀粉是D-吡喃葡萄糖通過α-1，4糖苷鍵連接起來的鏈狀分子，但是從立體構象看，它并非線性，而是由分子內的氫鍵使鏈卷曲盤旋成左螺旋狀。在晶體狀態(tài)下，通過X射線圖譜分析認為，直鏈淀粉取雙螺旋結構時，每一圈中每段鏈包含了3個糖基；取單螺旋結構時，每一圈包含6個糖基。在溶液中，直鏈淀粉可取螺旋結構、部分斷開的螺旋結構和不規(guī)則的卷曲結構。如圖2-12所示。

螺旋

部分斷開的螺旋

不規(guī)則的卷曲37第37頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)支鏈淀粉：

由6000個左右的葡萄糖單位連接而成，在支鏈淀粉中葡萄糖除了通過α－1，4－糖苷鍵連接以外，還通過α－1，6－糖苷鍵相互連接成側鏈，每隔6－7個葡萄糖單位又能再度形成另外一條支鏈結構，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雜的樹狀分支結構的大分子。支鏈淀粉局部結構38第38頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)、直鏈與支鏈淀粉的存在：

同時存在于植物中，直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例一般約為15－25%比75－85%。因植物品種不同，比例也不同。如蠟質玉米有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98%。39第39頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、淀粉的分布：

植物的種子、塊莖、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%。4、淀粉的物理性質：

白色、無味、粉末狀物質。一般不溶于水也不溶于有機溶劑。直鏈淀粉一般易溶于熱水支鏈淀粉要在加熱加壓的情況下才溶于水。40第40頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

5、淀粉的糊化：

(1)概念：生淀粉分子靠分子間氫鍵結合而排列得很緊密，形成束狀的膠束，彼此之間的間隙很小，即使水分子也難以滲透進去。具有膠束結構的生淀粉稱為β-淀粉。β-淀粉在水中經(jīng)加熱后，一部分膠束被溶解而形成空隙，于是水分子進入內部，與余下部分淀粉分子進行結合，膠束逐漸被溶解，空隙逐漸擴大，淀粉粒因吸水，體積膨脹數(shù)十倍，生淀粉的膠束即行消失，這種現(xiàn)象稱為膨潤現(xiàn)象。繼續(xù)加熱，膠束則全部崩潰，形成淀粉單分子，并為水包圍，而成為溶液狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為糊化，處于這種狀態(tài)的淀粉成為α-淀粉。41第41頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)本質：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。

(3)糊化的淀粉的特點：更可口，更利于人體的消化吸收，更容易被淀粉酶所水解42第42頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月影響糊化的因素

①、結構：支鏈淀粉較容易糊化，而直鏈淀粉不易糊化。②、水分活度：隨著水分活度提高，有利于糊化的進行，所以高濃度的糖鹽就可以控制糊化。③、酸度：PH4-7對糊化的影響不大PH<4淀粉水解成為糊精，粘度下降PH>10糊化速度明顯加快（這種PH在食品中沒有意義）④、淀粉酶：促進糊化。食品中的其他成分，如脂肪，蛋白質，糖，酸，水分含量。43第43頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

6、淀粉的老化：

(1)概念：經(jīng)過糊化的α-淀粉在室溫或低于室溫下放置后，會變得不透明甚至凝結而沉淀，這種現(xiàn)象稱為淀粉的老化。這是由于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形成致密、高度晶化的淀粉分子微束的緣故。老化過程可看作是糊化的逆過程，但是老化不能使淀粉徹底復原到生淀粉（β-淀粉）的結構狀態(tài)，它比生淀粉的晶化程度低。44第44頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)影響老化程度的因素: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。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30－60%時易于老化，含水量小于10%或在大量水中則不易老化。45第45頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月c、淀粉溫度：

老化作用最適宜溫度是2－4℃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。e、共存物的影響：

脂肪、蛋白質、多糖等均不利于老化的進行。(2)影響老化程度的因素:46第46頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

7、淀粉的水解反應(糖化)：

工業(yè)上利用淀粉水解可生產糊精淀粉糖漿麥芽糖漿葡萄糖糊精一般成為可溶性淀粉，是淀粉水解或高溫裂解產生的多苷鏈斷片。淀粉糖漿為葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，可分為高、中、低轉化糖漿三大類。麥芽糖漿也稱為飴糖，其主要成分為麥芽糖，也有麥芽三糖和少量葡萄糖。葡萄糖為淀粉水解的最終產物，結晶葡萄糖有含水α-葡萄糖、無水α-葡萄糖和無水β-葡萄糖三種。以淀粉為原料，通過水解反應生產的糖品，總稱為淀粉糖。淀粉糖可分為葡萄糖、果葡糖漿、麥芽糖漿、淀粉糖漿四大類，淀粉糖甜味純正、柔和，具有一定的保濕性和防腐性，又利于胃腸的吸收，廣泛用于果醬、蜜餞、糖果、罐頭、果酒、果汁及碳酸飲料等食品和醫(yī)療保健品的生產中。47第47頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月①酸水解法

是用無機酸為催化劑使淀粉發(fā)生水解反應，轉變成葡萄糖的方法。淀粉在酸和熱的作用下，水解生成葡萄糖的同時，還有一部分葡萄糖發(fā)生復合反應和分解反應，進而降低葡萄糖的產出率。水解反應與溫度、濃度和催化劑有關，催化效能較高的為鹽酸和硫酸。②酶水解法

酶水解在工業(yè)上稱為酶糖化。酶糖化經(jīng)過糊化、液化和糖化等三道工序。應用的酶主要為α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。α-淀粉酶用于液化淀粉，工業(yè)上稱為液化酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶用于糖化，又稱為糖化酶。48第48頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

8、淀粉的呈色反應：

(1)淀粉與碘發(fā)生呈色反應：直鏈淀粉＋碘→呈藍色支鏈淀粉＋碘→呈紫紅色

(2)糊精與碘發(fā)生呈色反應：糊精與碘的反應隨分子質量的減小，溶液呈色依次變化為：藍色-紫色-橙色-無色。49第49頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)機理：碘遇淀粉或糊精會出現(xiàn)不同顏色，不是碘與淀粉間形成了化學鍵，而是由于淀粉螺旋狀結構中的空穴部分恰好能容納碘分子，二者之間借助于范德華力形成一種淀粉－碘的絡合物的緣故。所呈現(xiàn)的顏色則與淀粉糖苷鏈的長度有關。當鏈長小于6個葡萄糖基時，因為它還不能形成一個螺旋圈，所以不能呈色。當平均長度為20個葡萄糖基時呈紅色。大于60個葡萄糖基時呈藍色。淀粉、糊精與碘的顯色機理？50第50頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題2簡述淀粉糊化的過程及影響因素。3簡述淀粉老化的過程及影響因素。

當把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，相應的，淀粉的體積也擴大到原來的數(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，也就叫做淀粉的α化。①、結構：②、水分活度③、酸度④、淀粉酶

經(jīng)過糊化的淀粉冷卻后，淀粉運動逐漸減弱，分子鏈趨向平行排列，相互靠攏，彼此間以氫鍵結合，形成大于膠體的質點而沉淀，分子間氫鍵的結合特別牢固，以至于不再溶于水，也不易被淀粉酶水解，這個過程就稱為淀粉的老化。a、淀粉的來源b、淀粉的含水量c、淀粉溫度d、pH值e、共存物的影響1多糖的粘度與穩(wěn)定性受哪些因素的影響？①溶液中線性高聚物分子旋轉時占有很大空間，分子間彼此碰撞頻率高，產生摩擦，因而具有很高粘度。②高度支鏈的多糖分子比具有相同的相對分子質量的支鏈多糖分子占有的體積小得多，因而相互碰撞的頻率也低，溶液的粘度也比較低③帶一種電荷的直鏈多糖，由于同種電荷產生靜電斥力，引起鏈伸展，使鏈長增加，高聚物占有體積增大，因而溶液的粘度大大提高。④不帶電的直鏈均勻多糖分子傾向于締合和形成部分結晶。51第51頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

糖原：1、概念：糖原是動物體內的多糖類貯藏物質，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節(jié)血液中的含糖量，

當血液中的含糖量低于常態(tài)時，糖原就分解為葡萄糖當血液中含糖量高于常態(tài)時，葡萄糖就合成糖原。52第52頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、結構：由α－D－葡萄糖結合而成，結構與支鏈淀粉相似。糖原的支鏈更多，更短，所以糖原的分子結構更緊密，整個分子團呈球形，平均相對分子質量大約在106－107之間。4、性質：白色粉末，能溶于水及三氯醋酸，不溶于乙醇及其他有機溶劑，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，在細菌，酵母，真菌及甜玉米中也有糖原的存在。53第53頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

纖維素：1、纖維素的存在：棉花，麻，木材，植物細胞壁。2、結構：纖維素與直鏈淀粉一樣，是D-葡萄糖通過β-1，4糖苷鍵結合，呈直鏈狀連接。3、性質：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β－葡萄糖，也可以在纖維素酶的作用下水解成葡萄糖(比例很低)。人體沒有分解纖維素的消化酶，所以無法利用。54第54頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月5、改性纖維素：

將天然纖維素經(jīng)適當處理，改變其原有性質以適應不同食品的加工需要，稱為改性纖維素。

(1)羧甲基纖維素(CMC)

a、概念：由纖維素與氫氧化鈉、一氯乙酸作用生成的含有羧基的纖維素醚稱為羧甲基纖維素。

b、性質：良好的持水性，粘稠性，保護膠體性，薄膜形成性。

c、用途：增稠劑，膠凝劑，組織改進劑。55第55頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

果膠：1、結構：D－吡喃半乳糖醛酸以α－1，4－糖苷鍵結合成的長鏈，另外還有少量的鼠李糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖構成支鏈。2、分布：果膠（pectin）物質存在于陸生植物的細胞間隙或中膠層中，通常與纖維素結合在一起，形成植物細胞結構和骨架的主要部分。56第56頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)原果膠：泛指一切水不溶性果膠類物質。存在于未成熟的水果和植物的莖葉里，一般認為它是果膠酯酸與纖維素或半纖維素結合而成的高分子化合物。它使未成熟的水果，蔬菜質地堅硬。隨著水果的成熟，原果膠在酶的作用下逐步水解為有一定水溶性的果膠酯酸，水果也就由硬變軟了。

3、分類：原果膠果膠（果膠酯酸）果膠酸57第57頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)果膠酯酸：是指甲氧基比例較大的果膠酸。果膠酯酸是一組以復雜方式連接的多聚鼠李糖，多聚半乳糖醛酸。是由α－1，4－糖苷鍵連接的D－吡喃半乳糖醛酸單位組成的骨架鏈。其中含有少數(shù)有序或無序的α－1，2－糖苷鍵連接的鼠李糖單位，在鼠李糖富集區(qū)也夾雜有半乳糖醛酸單位。(3)果膠酸：當果實過熟時，果膠發(fā)生去酯化作用生成果膠酸。由很多個D－半乳糖醛酸通過α－1，4－糖苷鍵結合而成的線型長鏈高分子化合物?；旧喜缓籽趸?。58第58頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月4、性質：親水膠體物質，水溶液在適當條件下可以形成凝膠。HM與LM果膠的膠凝機理是不同的。當果膠的DE＞50%時，形成凝膠的條件是：可溶性固形物含量（一般是糖）超過55%，pH2.0～3.5。當DE≤50%時，通過加入Ca2+形成凝膠，可溶性固形物為10%～20%，pH為2.5～6.5。59第59頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月HM果膠溶液必須在具有足夠的糖和酸存在的條件下才能膠凝，又稱為糖-酸-果膠凝膠。當果膠溶液pH足夠低時，羧酸鹽基團轉化為羧酸基團，因此分子不帶電荷，分子間斥力下降，水合程度降低，分子間締合形成凝膠。糖的濃度越高，越有助于形成接合區(qū)，這是因為糖與果膠分子鏈競爭結合水，致使分子鏈的溶劑化程度大大下降，有利于分子鏈間相互作用，一般糖的濃度至少在55%，最好在65%。

凝膠是由果膠分子形成的三維網(wǎng)狀結構，同時水和溶質固定在網(wǎng)孔中。HM果膠60第60頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月有許多因素影響凝膠的形成與凝膠強度HM果膠在相同條件下，相對分子質量越大，形成的凝膠越強，如果果膠分子鏈降解，則形成的凝膠強度就比較弱。酯化度：快速膠凝的果膠（高酯化度）在pH3.3也可以膠凝，而慢速膠凝的果膠（低酯化度）在pH2.8可以膠凝。固形物含量越高及pH越低，則可在較高溫度下膠凝，因此在制造果醬和糖果時必須選擇Brix（固形物含量）、pH以及適合類型的果膠以達到所期望的膠凝溫度61第61頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月LM果膠LM果膠(DE≤50%)必須在二價陽離子（如Ca2+）存在情況下形成凝膠，膠凝的機理是由不同分子鏈的均勻（均一的半乳糖醛酸）區(qū)間形成分子間接合區(qū)。

膠凝能力隨DE的減少而增加。正如其他高聚物一樣，相對分子質量越小，形成的凝膠越弱。62第62頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月5、用途：制作果醬，果凍的膠凝劑，還可用于乳制品，冰淇淋，調味汁，蛋黃醬，果汁，飲料等食品中作穩(wěn)定劑和乳化劑。63第63頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月糖苷許多糖苷是天然的色、香、味物質，在生物體內具有重要的生理功能。因一些糖苷類物質在醫(yī)藥和其它方面有很大的實用價值，進而促進了人們對它的廣泛注意。隨著蛋白質分析技術的不斷改進和發(fā)展，使研究糖苷的重要酶—糖苷酶的研究進一步深入，直接促進了糖苷研究的進展。1830年由Robiquet和Charland首次發(fā)現(xiàn)苦杏仁苷，并進行了系統(tǒng)分析，確定其為止咳祛痰的良藥。糖苷是指具有環(huán)狀結構的醛糖或酮糖的半縮醛羥基上的氫被烷基或芳香基所取代生成的縮醛衍生物。糖苷經(jīng)完全水解，生成糖和非糖兩部分，糖部分稱為糖基（glycone），非糖部分稱為糖苷配基（aglycone），如果配基部分也是糖，形成的糖苷稱為低聚糖。糖苷的名稱一般是在母體糖基名后加“苷”字，也有以糖苷的來源作為普通名稱，如芹菜糖苷、苦杏仁糖苷等。糖苷的結構與命名64第64頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月糖苷的性質糖苷是比較穩(wěn)定的化合物，一般為無色結晶，一些帶有苦味。大多數(shù)糖苷能溶于水、酒精、丙酮或其他有機溶劑。糖苷與游離態(tài)配基相比，糖苷的溶解度要大得多，可利用這個性質來增加糖苷配基的溶解度。糖苷溶液一般呈中性，無還原性，具有左旋性。糖苷鍵的構型大多數(shù)為β型，易被酸和酶水解。但在氨基糖苷中以α型較多。65第65頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月人參皂苷人參皂苷存在于五加科人參屬植物的根中。是人參所含的最重要的一類生理活性物質，約占人參組成的4%。至今為止，已從生曬參、白參、紅參中分離出的人參皂苷有30多種。根據(jù)它們水解生成的配基不同，可將這些皂苷分成三類：以人參二醇（panaxdiol）為配基的人參二醇型皂苷，以人參三醇（panaxtriol）為配基的人參三醇型皂苷，以齊墩果酸（oleanolicacid）為配基的人參皂苷R0。常見兩類人參皂苷的結構式見圖人參皂苷和人參中的其他活性成分人參多糖揮發(fā)油、氨基酸和多肽等一起對人類的健康起著重要作用?？梢蕴岣邔W習能力，增強記憶力，提高人體免疫力，防止衰老，保護心血管系統(tǒng)等多種生理功能。66第66頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月羅漢果苷羅漢果屬于葫蘆科草本蔓藤植物，歷史上作為民間的中藥流傳，新鮮的羅漢果不能食用，需經(jīng)干燥處理。羅漢果中的甜味成分為三萜類糖苷MogrosideⅣ和MogrosideⅤ，屬于極性化合物，含有5個葡萄糖殘基，在干燥果實中的含量為1%。MogrosideⅤ的分子式為C60H102O29·2H2O（結構見下圖），相對分子質量為1322，易溶于水，對熱穩(wěn)定，甜度是蔗糖的250倍，甜味綿延，有后苦味。長期食用歷史可以證明羅漢果的安全無毒性。中醫(yī)認為羅漢果具有止渴生津、消熱解暑、止咳化痰和涼血潤肺等功效。67第67頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.4碳水化合物在食品加工和貯藏中的變化

食品中碳水化合物含量高、種類多、物性復雜多樣。大多數(shù)食品的加工工藝必涉及對某些碳水化合物特性的控制和利用。糖類化合物與蛋白質或胺之間進行的美拉德反應糖類化合物直接加熱進行的焦糖化反應碳水化合物的脫水、熱降解和水解反應68第68頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

美拉德反應

美拉德反應（maillardreaction）：又稱羰氨反應，即指羰基與氨基經(jīng)縮合、聚合生成類黑色素的反應。由于此反應最初是由法國化學家美拉德（Maillard，L.C.）于1912年發(fā)現(xiàn)的，故以他的名字命名。美拉德反應的產物是棕色縮合物，所以該反應又稱為“褐變反應”。這種褐變反應不是由酶引起的，所以屬于非酶褐變。幾乎所有的食品均含有羰基（來源于糖或油脂氧化酸敗產生的醛和酮）和氨基（來源于蛋白質），因此都可能發(fā)生羰氨反應，故在食品加工中由羰氨反應引起食品顏色加深的現(xiàn)象比較普遍。焙烤面包產生的金黃色烤肉所產生的棕紅色熏干產生的棕褐色松花皮蛋蛋清的茶褐色啤酒的黃褐色醬油和陳醋的黑褐色69第69頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月美拉德反應過程可分為初期、中期、末期三個階段，每一個階段又包括若干個反應。第70頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月影響羰氨反應的因素美拉德反應的機制十分復雜，不僅與參與的糖類等羰基化合物及氨基酸等氨基化合物的種類有關，同時還受到溫度、氧氣、水分及金屬離子等環(huán)境因素的影響?？刂七@些因素可促進或抑制褐變，這對食品加工具有實際意義。（1）羰基化合物的影響醛的褐變速度快于酮還原糖的美拉德反應速度，五碳糖中：核糖＞阿拉伯糖＞木糖；六碳糖中：半乳糖＞甘露糖＞葡萄糖，并且五碳糖的褐變速度大約是六碳糖的10倍。至于非還原性雙糖如蔗糖，因其分子比較大，故反應比較緩慢。（2）氨基化合物褐變速度胺類＞氨基酸＞蛋白質、（3）pH的影響美拉德反應在酸、堿環(huán)境中均可發(fā)生，但在pH3以上，其反應速度隨pH的升高而加快，所以降低pH是控制褐變的較好方法。例如高酸食品像泡菜就不易褐變。第71頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月影響羰氨反應的因素