糖類營養(yǎng)師炊事員培訓

第六章糖類〔Carbohydrates〕.【教學內容】1.糖類物質的組成與分類2.單糖、低聚糖、多糖化學構造3.糖類物質的重要物理、化學性質，(Maillard反響、焦糖化反響)4.淀粉糊化、老化。淀粉糊化運用及老化的預防5.糖類物質在烹飪中運用6.發(fā)酵面團的生化原理**。.以下物質屬于糖類嗎？木糖醇、乳糖、甘草水果糖、麥芽糖、巧克力、冰淇淋蔗糖、葡萄糖、糖精、甜密素生粉、蓮藕粉、嫩肉粉蜂蜜、海藻膠、果膠、明膠纖維素、淀粉、木質素.葡萄糖(Glucose).

糖類是自然界中分布最廣、數(shù)量最多的一種有機物質。是生物最重要的能量來源。根據(jù)其膳食中作用分為：〔1〕食糖類：葡萄糖、蔗糖、蜂蜜…〔2〕淀粉類：大米、面粉、玉米、紅薯、馬鈴薯…〔3〕膳食纖維：纖維素、果膠、海藻膠、阿拉伯膠…糖類分布.第一節(jié)糖類物質組成與分類元素組成:糖類主要由碳(C)、氫(H)、氧(O)三種元素組成的一類化合物.糖分子中氫和氧的比例為２:１，與水分子〔Ｈ２Ｏ〕一樣，故又稱為碳水化合物[C(H2O)]n。但是，也有許多例外屬于糖類但不符合[C(H2O)]n的通式：如脫氧核糖C5H10O4符合通式但不屬于糖類：甲醛(CH2O)、醋酸〔C2H4O2〕、乳酸〔C3H6O3〕。.糖類物質化學構造：糖類物質是多羥基醛、多羥基酮及其衍生物.醛基-----醛糖酮基-----酮糖.糖類物質分類通常糖類物質分為三大類：單糖(monosaccharide)低聚糖(oligosaccharide)多糖(polysaccharide).一、單糖分子構造最簡單，不能水解的最根本的糖單位由3-6個碳原子組成，有丙糖、丁糖、戊糖、已糖。食品中主要的是葡萄糖、果糖、半乳糖。1.葡萄糖(Glucose):存在于植物中，以水果中含量最豐富。人體利用的最根本的方式，其它糖必需先轉化為葡萄糖才被機體利用。2.果糖(Fructose):水果、蜂蜜中含量較多。果糖是一種白色的晶體，是最甜的一種糖，甜度是蔗糖的1.75倍。.3.半乳糖(Galactose):母乳中含有半乳糖。半乳糖很少以單糖的方式存在食品中，由乳糖分解得到。在體內轉化為葡萄糖后利用。4.其它單糖:核糖、阿拉伯糖、木糖、木糖醇、山梨醇。山梨醇、木糖醇保健意義一、單糖.二、低聚糖〔寡聚糖〕由2-10個單分子糖脫水縮合而成。食品中以雙糖為主，由兩分子的單糖脫水縮合而成的化合物，味甜、白色晶體、溶于水，被分解為單糖后才干吸收。食品中主要有蔗糖、麥芽糖、乳糖(1)蔗糖日常食用白糖即蔗糖，由甘蔗或甜菜提取。(2)麥芽糖淀粉的分解產(chǎn)物，麥芽中有一定的含量。(3)乳糖主要存在于乳品中。(4)其它海藻糖等兩分子葡萄糖殘基組成，存在真菌及細菌之中，如食品蘑菇中較多.三、多糖〔多聚糖)由10個以上的單糖脫水縮合組成的糖類化合物。均一多糖:單糖殘基一樣混合多糖:不同單糖殘基構成復合糖(1)淀粉:植物種子、塊根、根、球莖等部位，均一多糖(2)纖維素:果膠植物根、莖、葉中，為均一多糖。(3)瓊膠、果膠:瓊膠紅藻類細胞壁的粘成分，果膠存在于水果壁中，是被甲酯化的半乳糖醛酸多聚體?；旌隙嗵?四、低聚糖的化學構造1、麥芽糖麥芽糖=葡萄糖+葡萄糖由兩分子a-D-吡喃葡萄糖以α-1，4糖苷鍵銜接而成。麥芽糖在構造上有a-型和?-型兩種，性質非常類似。..2、蔗糖蔗糖=葡萄糖+果糖由一分子a-D-吡喃葡萄糖和一分子?-D-呋喃果糖以1α-2?糖苷鍵銜接而成。.蔗糖化學構成表示圖.3、乳糖由-D半乳糖和D葡萄糖以〔14〕糖苷鍵結合而成。功能性低聚糖，大豆低聚糖、低聚果糖.四、多糖的化學構造1、淀粉(starch)淀粉在顯微鏡下呈現(xiàn)出大小的顆粒狀，是一種葡萄糖多聚糖。經(jīng)淀粉酶水解為麥芽糖。用酸水解為葡萄糖。因此，淀粉可以看作假設干葡萄糖單位組成的鏈狀構造。★淀粉從構造上分直鏈淀粉，支鏈淀粉。.〔1〕直鏈淀粉直鏈淀粉的分子是由許多α-D-葡萄糖經(jīng)過α-1，4-糖苷鍵反復銜接而成的線形高分子化合物。直鏈淀粉有一個復原端基(半縮醛羥基)，另一端為非復原端基。.直鏈淀粉直鏈淀粉的分子量在60000左右，通常卷曲成螺旋狀，每一圈由六個葡萄糖殘基構成。.〔2〕支鏈淀粉支鏈淀粉分子量在5萬—10萬之間，一根較長的主鏈，同時相隔24-30個葡萄殘基產(chǎn)生一個支鏈。支鏈與主鏈以一個a〔1-6〕苷鍵結合。.常見食品中直鏈淀粉的含量(%)類別大米小麥普通玉米馬鈴薯木薯含量(%)14－3228282117天然淀粉普通都含有直鏈和支鏈兩種淀粉，如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉含27%～、20%～的直鏈淀粉，其他為支鏈淀粉，糯米支鏈較高，豆類淀粉直鏈較高。.2、纖維素纖維素是構成植物組織的一種構造性多糖，其分子由假設干個?-D-吡喃葡萄糖經(jīng)脫水縮合，以?-〔1，4〕糖苷鍵銜接而成的直鏈分子。分子量5萬—40萬。纖維素的構造單位是β-D-葡萄糖。它和直鏈淀粉一樣，是無分支的鏈狀分子，但構造單位之間以β-1,4-苷鍵結合生長鏈。.纖維構造模型.3、果膠果膠物質是植物細胞壁的組成成分之一，在水果和蔬菜中含量較多。主要以半乳糖醛酸以a-〔1，4〕糖苷鍵銜接生長鏈。部分甲基化，根據(jù)酯化成度分為原果膠(與纖維素等構造在一同)、果膠〔半乳糖醛甲酯與少量半乳糖醛酸結合〕、果膠酸〔主要是半乳糖醛酸結合〕.4、瓊膠即瓊脂，是紅藻類細胞的粘質成分，由?-D-半乳糖〔1，4〕銜接，其中在C3銜接8個分子的D-半乳糖，C4銜接一分子L-吡喃半乳糖縮合而成。通常是瓊膠與瓊脂的混合物。瓊脂不溶于冷水和無機、有機溶劑，但吸水膨脹，同時放出熱量，適當加熱條件下，可溶于水和某些溶劑中，具有很強的膠凝才干。瓊膠幾乎不被人體吸收。.第三節(jié)糖類物質重要性質物理性質化學性質功能性質.一、糖的物理性質1．溶解性糖分子有多個極性羥基存在，故有很強水溶性。單糖中果糖較強(78.94%，374.78g/100g水)，葡萄糖(46.71%，87.67g/100g水)。雙糖都易溶于水，隨溫度升高而溶解度增大。多糖常溫下普通不溶于水，主要是多糖為大分子構造，如淀粉為α—螺旋構造，呈現(xiàn)出晶體狀。纖維素由多條纖維分子平行陳列，并以氫鍵相互銜接起來的束狀物質。.吸濕性：糖在空氣濕度較高的情況下吸收水分的情況。保濕性：指糖在較高空氣濕度下吸收水分在較低空氣濕度下散失水分的性質。對于單糖和雙糖的吸濕性為：果糖.轉化糖>葡萄糖。麥芽糖>蔗糖。果葡糖漿和蜂蜜都具有較高的吸濕性和保濕性，可使面包、蛋糕、軟糖等食品堅持水分，其質地柔軟，并延伸銷售期。2.吸濕性和保濕性.單糖中葡萄糖易結晶且晶體小，果糖和轉化糖不結晶。蔗糖易結晶且晶體較粗，淀粉轉化糖漿不會結晶。食品加工中利用轉化糖本身不能結晶并能防止蔗糖結晶。名稱蔗糖麥芽糖葡萄糖果糖熔點℃160~186102~108146~150-----3．結晶與熔化食用糖的熔點.4．糖的甜度甜度規(guī)范規(guī)定：規(guī)定蔗糖10-15%的水溶液20℃的甜度為1〔或者100〕。其它物質與之比較得到相對甜度。果糖是最甜的一種糖，甜度是蔗糖的1.75倍。蔗糖100、葡萄糖75，麥芽糖32。生活像蜜樣甜有道理.5．糖的黏度糖都具有黏性，有增稠和膠凝的功能。糖黏度順序：葡萄糖、果糖<蔗糖<淀粉糖漿.作用：〔1〕控制流體食品或飲料的流動性?！?〕改動食品的質構。

案例：湯中勾芡，添加黏稠度。肯德雞掛糊，改動作物外表質構。.6.浸透性一樣濃度下，溶質分子的分子質量越小，溶液的摩爾濃度就越大，溶液的浸透壓就越大，食品的保管性就越高。對于蔗糖來說：50%可以抑制酵母的生長，65%可以抑制細菌的生長，80%可以抑制霉菌的生長。糖具有冰點降低當在水中參與糖時會引起溶液的冰點降低。糖的濃度越高，溶液冰點下降的越大。.糖的水解單糖生物氧化糖的氧化-復原反響糖與酸、堿反響糖的成苷反響美拉德反響焦糖化反響二、糖的化學性質.1〕多糖的水解麥芽糖2D-吡喃葡萄糖[α]D+130°[α]D+52.7°蔗糖D-吡喃葡萄糖+D-呋喃果糖[α]D+66.5°[α]D+52.7°[α]D-92°乳糖D-吡喃葡萄糖+D-吡喃半乳糖[α]D+52.3°[α]D+52.7°[α]D+66.3°淀粉糊精糊精麥芽糖葡萄糖藍色紫紅色無色------.有氧氧化C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量無氧酵解C6H12O62C3H6O3〔乳酸〕+能量酶C6H12O62C2H5OH〔酒精〕+2CO2+能量酶2〕生物氧化.美拉德反響〔Maillard〕一、美拉德反響(Maillard)發(fā)現(xiàn)：法國化學家美拉德于1912年發(fā)現(xiàn)，當甘氨酸與葡萄糖的溶液共熱時，會構成褐色色素〔也叫類黑精〕，以后這種反響就被稱為美拉德反響。美拉德反響亦稱羰氨反響，它包括胺基化合物和羰基化合物之間的類似反響在內。由于食品中都含有這二類物質〔蛋白質及碳水化合物〕，所以食品都有能夠發(fā)生此反響。.Maillard運用快餐食品:美式：炸薯條、炸雞、比薩餅中式：油條、面鍋、燒餅、餅干糕點美食：北京烤鴨、廣東叉燒、烤羊付食品：乳脂糖、太妃糖、巧克力飲料類：黃酒、啤酒、紅茶、咖啡添加劑：肉類香精膨化食品、香腸、調料調色劑醬色，調味劑湯料其它:香煙香精.Maillard反響過程復原糖+氨基酸

葡基胺〔無色〕

Amadori重排

1-氨基-1-脫氧-D-果糖胺pH＞5pH≤5復原酮或脫氧酮+胺5-羥甲基-2-呋喃甲醛〔HMF〕Strecker降解快速聚合，生成深色物質(類黑精)吡嗪類、噻嗪類、吡咯、吡啶〔風味物質〕..Maillard反響物與生成物反響物質復原糖：單糖、雙糖、多糖氨基酸：20種，還有一些胺類化合物少量的水：反響的條件反響生成物〔1〕顏色：類黑精物質，由黃色褐色黑色〔2〕風味物質：吡嗪類、噻嗪類、吡咯、吡啶〔不同香氣成分〕.影響Maillard反響的要素〔1〕糖的種類及含量a.五碳糖>六碳糖b.單糖>雙糖>多糖c.復原糖含量與褐變成正比〔2〕氨基酸及其他含氨物的種類a.含S-S，S-H不易褐變(兩種)b.有吲哚，苯環(huán)易褐變(酪.苯.色.脯)c.堿性氨基酸易褐變(賴.精.組)d.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐變〔3〕溫度升溫易褐變，溫度添加10℃，其速度上3～5倍.影響Maillard反響的要素〔4〕水分褐變需求一定水分〔少量〕，水分在10%～15%時最容易發(fā)生。完全枯燥情況下，反響難進展。而液體狀食品，其褐變反較緩慢?！?〕pH值a、pH在4—9范圍內，隨著pH上升，褐變上升；b、pH≤4時，褐變反響程度較細微；c、pH在7.8—9.2范圍內，褐變較嚴重?！?〕金屬離子Cu與Fe促進褐變，F(xiàn)e3+Fe2+〔7〕亞硫酸鹽抑制Maillard反響，鈣與鎂也有阻止羧氨反響的作用。.Maillard反響對食品質量的影響不利方面：a.營養(yǎng)損失，特別是必需氨基酸〔如賴氨酸〕損失嚴重；b.環(huán)丙酰胺,毒素作用C.導致不期望的色澤。面包烤焦變黑有利方面：a.褐變產(chǎn)生金黃色及劇烈的香氣和風味，賦予食品特殊氣味和風味。b.面包焙烤中需求加深其顏色和香味，需求褐變?！裁姘愤\用〕c.咖啡焙炒產(chǎn)生特有的咖啡香味.肉類香氣與美拉德反響生肉是沒有香味的，只需在蒸餾和焙烤時才會有香味。在加熱過程中，肉內各種組織成分間發(fā)生一系列復雜變化，產(chǎn)生了揮發(fā)性香味物質，目前有1000多種肉類揮發(fā)性成分被鑒定出來，主要包括：內酯化合物、吡嗪化合物、呋喃化合物、硫化物。.〔1〕

甘氨酸，L—丙氨酸,產(chǎn)生焦糖香氣

〔2〕L—頡氨酸，能產(chǎn)生巧克力香氣、香味〔3〕L—亮氨酸，能產(chǎn)生烤干酪香氣、香味；〔4〕L—脯氨酸，能產(chǎn)生面包香氣、香味；〔5〕L—蛋氨酸，能產(chǎn)生土豆香氣、香味；〔6〕L—苯丙氨酸，能產(chǎn)生刺激性香氣、香味〔7〕L—谷氨酸，能產(chǎn)生奶油糖果香氣、香味；〔8〕L—組氨酸，能產(chǎn)生玉米面包香氣、香味；.焦糖化作用焦糖化作用是指在沒有含氨基化合物存在的情況下將糖類物質加熱到其熔點以上溫度，使其發(fā)焦變黑的景象。在焙烤、油炸食品中，焦糖化作用控制得當，可以使產(chǎn)品得到悅人的色澤及風味。.在高溫作用下糖類構成兩類物質：一類是糖的脫水(分子內脫水)產(chǎn)物，即焦糖或稱醬色；向分子內引入雙鍵，然后裂解產(chǎn)生一些揮發(fā)性醛、酮，經(jīng)縮合、聚合生成深色物質。另一類是糖的裂解產(chǎn)物，是一些揮發(fā)性的醛、酮類物質，可進一步環(huán)內縮合或聚合構成粘稠狀的黑褐色物質。.焦糖化作用有三個階段：〔1〕從蔗糖熔融開場，經(jīng)一段時間起泡，蔗糖脫去一分子水構成異蔗糖酐，起泡暫時停頓，構成的產(chǎn)物無甜味而有一定的苦味。〔2〕繼續(xù)加熱，第二次起泡，繼續(xù)時間更長，失水量約為9%，構成焦糖酐，平均分子式為C24H36O18，熔點為℃，有明顯苦味?！?〕焦糖酐進一步脫水構成焦糖烯，繼續(xù)加熱那么生成高分子量的難溶性深色物質焦糖素。焦糖素有一定的等電點，在pH3.0-6.9之間。.焦糖色素在調味品中的運用調味品醬油,焦糖色素。食醋中運用的焦糖色素普通具有耐酸性，否那么會在短期內出現(xiàn)褪色。食品加工中運用：食用焦糖素焙烤固態(tài)食物硫酸氫氨催化，焦糖色素可口可樂硫酸氨催化，啤酒美色。.第四節(jié)淀粉的糊化與老化淀粉的構造與性質：淀粉在顯微鏡下是顆粒狀，淀粉顆粒內有結晶區(qū)、非結晶區(qū)〔無定形區(qū)〕。直鏈淀粉D-葡萄糖經(jīng)過α—1，4糖苷鍵銜接高分子.支鏈淀粉D-葡萄糖由α—1，4糖苷鍵，直、支鏈間以α—1，6糖苷鍵相連。淀粉不溶于冷水,(分子間氫鍵眾多)▲顯然這些特性不利于人們人體消化吸收。如何改動？——進展糊化.一、淀粉糊化概念淀粉糊化：天然淀粉經(jīng)過加熱后，破壞了分子間氫鍵，水分子進入淀粉顆粒內部，淀粉顆粒吸水分散，結晶消逝。構成糊狀體的過程稱糊化。α—淀粉：處于糊化形狀的淀粉稱為～糊化溫度：導致淀粉顆粒吸水溶脹，內部構造破壞的溫度范圍稱為～.二、淀粉糊化的過程及化學變化①可逆吸水階段：水分進入非晶體部分與部分淀粉分子以氫鍵結合一同，體積略有膨脹。此時冷卻枯燥，可以復原。②不可逆吸水階段：溫度升高，水分大量從淀粉無定形區(qū)開展到微晶體，分子間氫鍵盤斷裂，部分直鏈淀粉分子開場分散，體積膨脹到原來的50-100倍。淀粉分子構成了網(wǎng)狀構造。粘度增大，發(fā)生了不可逆變化。③淀粉顆粒解體階段：淀粉顆粒全部進入溶液中。結晶“溶解〞。構成糊狀體。它不是溶液，而是由水、淀粉分子多種形狀組成了凝膠分散系。.〔a〕天然淀粉顆粒中直鏈與支鏈淀粉；(b)淀粉可逆性溶脹；(c)破壞了淀粉的結晶與直鏈螺旋構造，直鏈淀粉分散出來被分散；(d)構成淀粉分子、水結成的分散系，表現(xiàn)為糊狀凝膠體淀粉糊化的過程表示圖.三、淀粉糊化后特點黏度增大，粘性加強構成凝膠，持水添加組織膨松，晶體構造破壞具有透明性，膠體分散系的構成

“淀粉的糊化是淀粉食品成熟的標致〞.糊化高低影響著食品的質量。如方便面中要求糊化率到達80%，否那么吸水性能差；.四、淀粉糊化影響要素1、溫度溫度是影響淀粉糊化的主要要素。種類起始溫度完全糊化種類起始溫度完全糊化粳米5961玉米6472糯米5863馬鈴薯5967小麥6568甘薯7076<食品化學>趙新淮編著.淀粉糊化影響要素2、淀粉的構造①晶體大小：顆粒大的先糊化，顆粒小的后糊化。馬鈴薯最大，大米最小，小而緊②直鏈淀粉/支鏈淀粉之比直鏈淀粉難以糊化，透明差，支鏈淀粉易于糊化構成穩(wěn)定的清糊，透明性好。3、Aw(水分含量)①提高水分活度，易于糊化.含水量30～60%最易糊化。②降低水分含量,難于糊化.干淀粉〔水分3%〕，糊化溫度180℃，如大米高溫高壓下膨化，.淀粉糊化影響要素4、其它要素①高糖度高糖度,吸水性強,降低淀粉的糊化度,黏性降低,彈性強度下降;蔗糖>葡萄糖>果糖②高鹽濃度pH較低時,促進水解。堿性條件下,增大糊化，如熱干面,拉面③脂類物質脂肪進入淀粉螺旋構造，阻止水作用。.案例分析：淀粉糊化的烹飪中運用淀粉糊化后：黏度增大；持水添加；組織膨松；具有透明性。烹飪中勾芡技術芡粉(生粉):經(jīng)過糊化構成膠體.①添加粘性,食物間堅持良好的形狀;同時,粘著在菜肴外表防止水分蒸發(fā)和氧化變色,堅持食物的“鮮〞、“嫩〞。②添加透明性，添加菜肴的光感效果.③生粉糊化后持水性添加,起到收汁作用,固定菜肴的外形;而湯中勾芡構成溶膠，添加稠度和穩(wěn)定性,改善湯汁的口感。.六、淀粉的老化1、淀粉的老化概念經(jīng)過糊化的a-淀粉在室溫或低于室溫下放置后，變得不透明甚至凝結而沉淀的景象。俗稱回生。2、老化淀粉性量變化:與原淀粉相比，其結晶程度低;與水的親和力下降，溶解度降低;不易被淀粉酶水解，消化吸收率低;.淀粉的老化過程表示圖老化作用的本質是：糊化后的淀粉分子逐漸地、自動地由無序態(tài)陳列成有序態(tài)，相鄰淀粉分子間的氫鍵又逐漸恢復，排斥出其中的一些水分，失去與水的結合，從而構成致密且高度晶化的淀粉分子束。.3、影響老化的要素溫度2-4℃最易老化，大于60℃和低于-20℃不老化Aw30-60%易老化，低于10%不發(fā)生老化。如方便面脫水，脂類阻止淀粉分子的相互結合，面包中加及少量油脂，延伸貨架期。淀粉的構造直鏈淀粉較支鏈淀粉易老化。玉米＞小麥＞甘薯>糯米。.