食品化學(xué) 第三章 碳水化合物

食品化學(xué)第三章碳水化合物第三章碳水化合物3.1在食品應(yīng)用中的物理性質(zhì)3.1.1.甜度：甜味的高低。（表3-1）

第2頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物3.1.2溶解度：果糖＞蔗糖＞葡萄糖＞乳糖

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3.1.3結(jié)晶性

易——蔗糖、葡萄糖，前者晶體大、后者??；

難——果糖、轉(zhuǎn)化糖；

不——淀粉糖漿，有防止蔗糖結(jié)晶的作用。

應(yīng)用：硬糖不能單獨使用蔗糖，否則結(jié)晶、碎裂、不透明；淀粉糖漿——含有糊精，可增加糖果的韌性、強度和粘性；

——甜度低，可減低蔗糖的甜度，更可口；

—吸潮性低于轉(zhuǎn)化糖，可增加保藏性。第4頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

3.1.4吸潮性和保濕性

吸潮性——在空氣濕度較高時吸收水分的性質(zhì)；

保濕性——在較高濕度吸收水分、較低濕度散失水分的性質(zhì)。

吸潮性：果糖>轉(zhuǎn)化糖>葡萄糖>麥芽糖>蔗糖

應(yīng)用：硬糖——要求吸濕性低，以蔗糖為主；軟糖——要求保持一定水分且干燥時不干縮，以轉(zhuǎn)化糖漿和果葡糖漿為宜；面包、糕點——要求保持松軟，以轉(zhuǎn)化糖漿和果葡糖漿為宜。第5頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

3.1.5滲透壓濃度相同時，分子量越小、分子數(shù)目越多，滲透壓越大，故單糖比雙糖高。應(yīng)用——抑制微生物的生長繁殖，提高食品保藏性能。

3.1.6黏度葡萄糖、果糖比蔗糖低；淀粉糖漿較高。黏度性質(zhì)可提高食品的稠度和可口性能。如水果罐頭、果汁飲料、食用糖漿等。

3.1.7

冰點降低取決于濃度和分子量大小。濃度高、分子量小，降低程度大；

應(yīng)用：生產(chǎn)雪糕類冷凍食品，混合使用淀粉糖漿和蔗糖，冰點降低比單獨使用砂糖時小，既可節(jié)約電能，還可使冰粒細(xì)膩、增加粘稠度、甜味溫和，使雪糕更可口。第6頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

表3-3幾種糖液冰點降低的比較

3.1.8抗氧化性

糖溶液具有抗氧化性，有利于保持風(fēng)味、顏色和維生素C等。

第7頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

3.2碳水化合物的反應(yīng)

3.2.1

水解

糖苷鍵的水解受許多因素（pH、溫度、端基異構(gòu)體的構(gòu)型和糖環(huán)的大小等）的影響，在酸性介質(zhì)中較堿性介質(zhì)水解容易。寡糖的水解尤其要注意蔗糖的水解，這對食品質(zhì)影響大；對于高聚合度的糖如淀粉等其水解方法大致有三種——酸法、酸-酶法、酶法。

C12Ｈ22Ｏ11＋Ｈ2ＯＣ6Ｈ12Ｏ6＋Ｃ6Ｈ12Ｏ6

葡萄糖果糖

[α]D20=+66.5°

[α]D20=－20°第8頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

表3-4溫度對糖苷水解速度的影響第9頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

表3-5鍵型與異頭體構(gòu)型對糖苷鍵水解速度的影響

α-D-葡糖苷Kβ-D-異構(gòu)體K

α-葡糖-α-萄糖苷1→21.46β-葡糖-β-葡糖苷1→21.17

黑曲霉糖1→31.78昆布二糖1→30.99

麥芽糖1→41.55纖維二糖1→40.66

異麥芽糖1→80.40龍膽二糖1→60.58

應(yīng)用：用淀粉來生產(chǎn)糖漿。設(shè)問：果葡糖漿是怎樣加工的呢？第10頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

3.2.2堿作用糖在堿性溶液中易發(fā)生異構(gòu)化和分解，溫度低時較為穩(wěn)定，但溫度升高時較為顯著。（1）異構(gòu)化：用稀堿處理D-葡萄糖時，可得到D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖三種物質(zhì)的平衡混合液。當(dāng)堿性增強時，除生成上述的1，2-烯二醇還可生成2，3-烯二醇、3，4-烯二醇等中間體。

應(yīng)用：可利用異構(gòu)化處理葡萄糖或淀粉糖漿，使一部分葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，提高糖的甜度。異構(gòu)化方法有堿法、酶法等。第11頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物第12頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

（2）

糖精酸——在較濃堿性條件和加熱且長時間作用，糖分子發(fā)生分子內(nèi)氧化和分子重排而生成羧酸。其總組成與原來糖的組成沒有差異。這種羧酸即為糖精酸。堿的濃度不同，糖精酸也不同。

第13頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

濃堿條件下，糖→小分子糖、酸、醇、醛等?！?/p>

氧化劑存在時，己糖發(fā)生連續(xù)烯醇化，生成1，2、2，3、3，4-烯二醇中間體，然后在氧化劑作用下，在雙鍵處斷裂，生成的產(chǎn)物為1、2、3、4、5個碳的混合產(chǎn)物。

●

沒有氧化劑時，分解發(fā)生于碳鏈中與雙鍵相鄰的下一單鍵上。如1，2-烯二醇：第14頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物第15頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

★

請同學(xué)們寫出葡萄糖的2，3、3，4-烯二醇中間體的無氧分解產(chǎn)物。

3.2.3

酸作用（1）復(fù)合

酸和熱作用的結(jié)果。單糖分子的半縮醛羥基與另一單糖的羥基發(fā)生失水縮合為雙糖。還可以縮合為三糖及低聚糖。

2Ｃ6Ｈ12Ｏ6Ｃ12Ｈ22Ｏ11＋Ｈ2Ｏ

★

D-葡萄糖、D-甘露糖主要以1，6鍵復(fù)合；麥芽糖（α-1，4鍵結(jié)合）水解產(chǎn)物葡糖糖再復(fù)合以1，6鍵進行，復(fù)合產(chǎn)物為異麥芽糖和龍膽二糖。

★

L-阿拉伯糖主要以1，3鍵復(fù)合為β-二糖?！?/p>

除L-阿拉伯糖外，其它糖的復(fù)合產(chǎn)物都有α-、β-兩種型式的二糖。復(fù)合程度與糖的濃度有關(guān)。第16頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

表3-6葡萄糖濃度對復(fù)合反應(yīng)的影響

(2)脫水：酸熱作用易使糖脫水，生成環(huán)狀或雙鍵化合物。第17頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

3）焦糖化糖類尤其是單糖在沒有氨基化合物存在的情況下，加熱到熔點以上的高溫（140-170℃以上），因糖發(fā)生脫水與降解，也會發(fā)生褐變反應(yīng)，這種反應(yīng)稱為焦糖化反應(yīng)，又稱卡拉蜜爾作用（caramelization）。焦糖化反應(yīng)包括兩方面產(chǎn)生的深色物質(zhì)。目前生產(chǎn)上用的焦糖色素有三種類型。一類是耐酸性焦糖色素，由亞硫酸胺催化生產(chǎn)的，主要用可樂類飲料，產(chǎn)量大；第二類是加熱含銨離子的蔗糖溶液生產(chǎn)的，主要用于啤酒類飲料；第三類是直接熱解蔗糖而生產(chǎn)的焦糖色素，主要用于焙烤食品中。由于焦糖色素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了一些含羥基、羧基等酸性基團，使體系pH隨反應(yīng)不斷改變，這種改變會產(chǎn)生一些帶苦味的腐殖質(zhì)成分，所以焦糖色素的生產(chǎn)一定要采用緩沖體系。第18頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

3.2.4氧化還原作用●

在弱氧化劑（如堿性溴水）作用下:醛糖→糖酸;酮糖不發(fā)生反應(yīng)，這一性質(zhì)可用于分離和鑒定果糖和葡萄糖；但是酮基在稀堿溶液中能轉(zhuǎn)化為醛基，從而與弱氧化劑反應(yīng)，氧化后的糖加熱條件下很容易失去水而得到γ-和δ-內(nèi)酯，D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯是一種溫和的酸味劑、膨松劑和凝固劑?！裨趶娧趸瘎ㄈ缪趸詿o機酸：硝酸、高碘酸等）作用下醛糖→糖二酸第19頁,共63頁，2024年2月25日，星期天●

酮糖在強氧化劑條件下，碳鏈在羰基處斷裂，分解生成兩分子低級酸:果糖→乙醇酸+三羥基丁酸●

醛糖和酮糖均能與土倫試劑、費林試劑等反應(yīng)●

單糖可被還原為糖醇（常用還原劑：鈉汞齊、氫化硼鈉）山梨糖→山梨（糖）醇（制備抗壞血酸、保濕劑、抗菌劑）葡萄糖（果糖）→山梨（糖）醇木糖→木糖醇（用于糖尿病療效食品）第20頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物3.2.5酯化反應(yīng)

——蔗糖的伯醇（-CH2OH）可與脂肪酸反應(yīng)生成蔗糖酯，是一種高效安全的乳化劑、抗氧化劑、能提高食品的香味。

3.2.6褐變反應(yīng)

——單糖和還原糖的羰基能與游離氨基（-NH2）發(fā)生羰氨縮合反應(yīng)（褐變反應(yīng)）

——非酶褐變的控制

★

降低水分含量

★

液體食品：稀釋、降低pH、溫度

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除去一種底物

★

魚：加入戊糖醋酸乳桿菌，可降到最低。二氧化硫或亞硫酸鹽可有效抑制褐變、加入CaCl2可強化抑制作用第21頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3.3多糖在食品中的應(yīng)用3.3.1多糖的一般物理性質(zhì)

1）溶解性

高度有序具有結(jié)晶的多糖不溶于冷水，如纖維素、淀粉，大多數(shù)多糖都因其分子中含有許羥基而溶于水。

2）多糖溶液的粘度與穩(wěn)定性多糖溶液粘度高、穩(wěn)定（0.25%-0.5%），是食品中的主要增稠劑與穩(wěn)定劑。，當(dāng)然，多糖的結(jié)構(gòu)不同，如分枝多少、分子量大小、帶電荷情況不同，同一濃度的不同多糖溶液粘度與穩(wěn)定性也不同。第22頁,共63頁，2024年2月25日，星期天多糖具有兩類流動性質(zhì)：假塑性與觸變性。流體在力的作用下，會發(fā)生粘性流動，其流動過程中的粘度與作用力之間的關(guān)系表現(xiàn)出多種情況，主要有下面幾種。

A、牛頓液體類物質(zhì)

B、非牛頓液體類物質(zhì)非牛頓液體類物質(zhì)根據(jù)σo的有無和n的取值范圍可以分為假塑性液體（PseudoplasticLiquid）、脹塑性流體(DilatantLiquid)、觸變性液體(TixotropicLiquid)和膠變性液體(RheopecticLiquid)四種類型。前兩種非牛頓液體其流變特性與時間無關(guān)，后兩種非牛頓液體的流變特性卻隨時間而變化。第23頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3）凝膠性

多糖與蛋白等高聚物溶液能形成海形成海綿狀的三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，維持這個凝膠的作用力有：氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋聯(lián)、纏結(jié)或共價鍵形成的連結(jié)區(qū)。

多糖等親水膠體用途：增稠劑、結(jié)晶抑制劑、澄清劑、成膜劑、脂肪代用品、絮凝劑、泡沫穩(wěn)定劑、緩釋劑、懸浮穩(wěn)定劑、吸水膨脹劑、乳狀液穩(wěn)定劑等。第24頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3.3.2多糖的一般化學(xué)性質(zhì)水解酶法水解酸法水解酸-酶法水解堿法水解第25頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3.3.3貯藏性多糖——淀粉1）淀粉顆粒與分子結(jié)構(gòu)百合淀粉粒的電子掃描照片（700x）

百合淀粉在偏光顯微鏡下的照片（40X）第26頁,共63頁，2024年2月25日，星期天淀粉結(jié)構(gòu)A、直鏈淀粉：

α-1,4糖苷鍵連接而成的鏈狀分子，卷曲盤旋成左螺旋狀。如P75圖3-7.

B、支鏈淀粉

α-1,4糖苷鍵和α-1,6糖苷鍵連接而成的復(fù)雜大分子，直鏈與支鏈均盤旋成螺旋狀。其示意圖見P75圖圖3-9第27頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

表3-7常見植物中直鏈淀粉與支鏈淀粉的含量種類直鏈淀粉/％支鏈淀粉/％稻米１８８２小麥２５７５玉米２４７６糯米１９９粘高粱１９９

第28頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物2)淀粉的性質(zhì)

(1）淀粉的糊化與老化●β-淀粉：具有膠束結(jié)構(gòu)的生淀粉。分子排列緊密，彼此間隙很小，即使水分子也難以進入。●膨潤現(xiàn)象：加熱淀粉乳，部分β-淀粉淀粉被溶解而形成空隙，水分子逐漸進入膠束內(nèi)部并與淀粉分子結(jié)合使膠束逐漸被溶解，從而空隙增加，體積迅速增加，膠束消失。這種現(xiàn)象叫膨潤。

●

糊化：膨潤淀粉在熱的進一步作用下，膠束全部崩潰，單分子淀粉并被水包圍，形成具有粘性溶液的現(xiàn)象稱為糊化，處于該狀態(tài)與的淀粉叫α-淀粉。來源不同的淀粉糊化溫度不同。第29頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

表3-7各種淀粉的糊化溫度淀粉開始糊化溫度℃完全糊化溫度℃粳米5961

糯米5863

大麥5863

小麥6568

玉米6472

蕎麥6971

馬鈴薯5967

甘薯7076第30頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

★

老化：糊化后的淀粉在室溫或以下溫度放置時，變成不透明、甚至凝結(jié)、沉淀，這種現(xiàn)象叫做淀粉的老化。來源不同的淀粉其老化情況不同。

圖3-1不同來源淀粉老化曲線第31頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

圖3-2淀粉液(0.85%，0℃)的老化曲線第32頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

影響因素

A.

直鏈淀粉比支鏈淀粉易老化，支鏈淀粉幾乎不老化；

B.含水量30~60%易老化，<10%或>60%不易老化；

2~4℃易老化，<-20℃或>60℃不易老化；

C.偏酸（pH4以下）或偏堿，不易老化?！锢匣矸鄣奶攸c：與水失去親和力，不易被酶水解。故不易消化吸收，也不利于加工?！锢匣目刂疲汉蟮牡矸墼?0℃以上迅速降低水分至<10%

或在0℃迅速脫水即將α-淀粉固定下來，使用時加入水即可糊化。應(yīng)用：制造方便米飯、面條、餅干及膨化食品的原理；米線、米粉第33頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

（2）吸附作用高溫時，淀粉中的直鏈淀粉分子展開，露出極性基團，它們能與含極性基團的有機化合物以氫鍵的形式結(jié)合，失去水溶性而產(chǎn)生結(jié)晶。

●應(yīng)用：在糧食淀粉中加入足夠的丙醇、丁醇、戊醇、己醇等使直鏈淀粉結(jié)晶出，從而分離支鏈淀粉和直鏈淀粉。第34頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

（3）淀粉改性與改性淀粉：生淀粉經(jīng)過化學(xué)或酶處理后，物理特性（水溶性、色澤、味道）、流變學(xué)特性（黏度、流動性）和功能特性等發(fā)生變化，處理后的淀粉統(tǒng)稱為~。

A、可溶性淀粉：經(jīng)過輕度酸或堿處理的淀粉，如α-淀粉。熱時有良好流動性，冷時能形成堅硬的凝膠。

B、交聯(lián)淀粉：用具有多元官能團的試劑，如甲醛、環(huán)氧氯丙烷、三氯氧磷、三偏磷酸鹽等作用于淀粉顆粒能將不同淀粉分子經(jīng)“交聯(lián)”結(jié)合，產(chǎn)生的淀粉稱為交聯(lián)淀粉。交聯(lián)淀粉具有良好的機械性能，并且耐熱、耐酸、耐堿。第35頁,共63頁，2024年2月25日，星期天C、磷酸淀粉（酯化淀粉的主要形式）：經(jīng)過與磷酸發(fā)生酯化而產(chǎn)生的淀粉（常指磷酸一酯淀粉、磷酸二酯淀粉則為交聯(lián)淀粉，因每相鄰兩條淀粉鏈的一個羥基與磷酸酯化形成了橋鍵，從而產(chǎn)生交聯(lián)）。具有良好的稠度，低酯化度的常用于肉汁、餡餅，以改善抗凍結(jié)—解凍性能，減少水分的析出。

D、氧化淀粉：在pH10左右用次氯酸對淀粉進行氧化而形成的。具有黏度低、不易老化、可形成穩(wěn)定的溶液等特性。適合作分散劑或乳化劑第36頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

E、

羥烷基淀粉（醚化淀粉）包括羥乙基淀粉和羥丙基淀粉，它利用一定濃度的淀粉乳在堿性條件下與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應(yīng)形成的，這類變性淀粉的醚鍵對于酸、堿、溫度和氧化劑的作用都穩(wěn)定，具有良好的粘度穩(wěn)定性,在食品工業(yè)上增稠劑、懸乳劑、涂料和包裝薄膜。第37頁,共63頁，2024年2月25日，星期天

F、接枝淀粉

這是一類新型的高分子材料。接枝共聚反應(yīng)及其衍生物的研究，在淀粉轉(zhuǎn)化技術(shù)中具有獨特的意義。以親水的、半剛性鏈的淀粉大分子為骨架，與烯類單體接枝共聚，引入不同官能團和調(diào)節(jié)親水（極性）-親油（非極性）鏈段結(jié)構(gòu)的比例，可以得到目標(biāo)產(chǎn)物的聚合物。它們既有多糖化合物的分子間作用力與反應(yīng)性，又是有合成高分子的機械與生物作用穩(wěn)定性和線性鏈展開能力。因此在高分子絮凝劑、高吸水材料、造紙工業(yè)助劑、油田化學(xué)材料、可降解地膜和塑料等多方面的實際就用中具有優(yōu)異的性能。第38頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

3.3.4結(jié)構(gòu)性多糖與膳食纖維

3.3.4.1膳食纖維的定義與功能

1）定義：不被人體消化吸收的多糖類化合物和木質(zhì)素合稱為膳食纖維。（Trowell1976定義，1972提出）出于分析上的方便，通常我們將膳食中的非淀粉類多糖與木質(zhì)素合稱為膳食纖維。主要包括了纖維素、半纖維素、果膠、植物膠（阿拉伯膠、角豆膠、瓜爾豆膠、瓊脂、褐藻膠、卡拉膠）、微生物膠（黃原膠、茁霉膠、α-葡聚糖、環(huán)狀糊精）、氨基多糖（殼聚糖、糖胺聚糖——透明質(zhì)酸，硫酸軟骨素，肝素，硫酸皮膚素）、木質(zhì)素、抗性淀粉（RS）。

第39頁,共63頁，2024年2月25日，星期天2）膳食纖維的物化特性

A、很高的持水力。一般為自身重量的1.5-25倍。這一特性可能增加人體排便的體積和速度，減輕直腸內(nèi)壓力，同時也減輕了泌尿系統(tǒng)的壓力，從而緩解了諸如膀胱炎、膀胱結(jié)石和腎結(jié)石這類泌尿系統(tǒng)疾病的癥狀，并能使毒物迅速排出體外。

第40頁,共63頁，2024年2月25日，星期天B、對陽離子的結(jié)合與交換作用。

膳食纖維中包含一些羧基和羥基類側(cè)鏈基團，呈現(xiàn)一個弱酸性陽離子交換樹脂作用，可與陽離子，特別是有機陽離子進行可逆的交換。

C、對有機化合物有吸附螯合作用

能吸附膽固醇和膽汁酸之類有機分子，從而抑制人體對其吸收，同時也能吸附腸道內(nèi)的有毒物質(zhì)（內(nèi)源性有毒物）、化學(xué)藥品和有毒醫(yī)藥品（外源性有毒物），并促進它們排出體外。

D、具有類似填充劑的容積作用，易引起飽腹感。

E、可改變腸道系統(tǒng)中的微生物群系組成

第41頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3）膳食纖維的功能

A.抗腹瀉作用：果膠和高度粉碎的高嶺土水懸浮物的混合物，是治療腹瀉的常用藥之一。

B.預(yù)防癌癥與便秘。結(jié)腸癌

C.解毒作用

D.治療糖尿病

E.預(yù)防和治療腸憩室病：腸憩室病癥狀就是結(jié)腸壁上形成一些小囊，它是結(jié)腸的小部分蠕動收縮過強造成的。慢性便秘便是這種紊亂的主要原因，如果囊部發(fā)炎則很疼痛（這就是憩室炎）。高膳食纖維既能預(yù)防又能治療這種病。第42頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物F.治療膽結(jié)石：通過與一種或多種膽酸鹽結(jié)合而改變膽汁的成分，避免了這些膽酸鹽被機體吸收和再循環(huán)。經(jīng)改變的膽汁比沒有改變的更容易溶解膽固醇（膽石）。

G.預(yù)防動脈樣硬化與冠心病：某些膳食纖維能在腸道內(nèi)吸附膽酸并排出體外，避免了重新被吸收合成膽固醇，從而降低血液膽固醇和三酰甘油的含量。

H.預(yù)防肥胖和減肥：膳食纖維能阻礙人體對淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)的吸收。第43頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物3.3.3.2

纖維素

1)結(jié)構(gòu)2）應(yīng)用在食品上作為食品包裝、酒精生產(chǎn)和飼料生產(chǎn)的原料。也可作為吸附劑和澄清劑。

第44頁,共63頁，2024年2月25日，星期天3)

纖維素改性

A、CMC-Na：纖維素與氫氧化鈉-氯乙酸反應(yīng)生成的。

白色粉末，無臭無味，具有良好的持水性和粘稠性，在食品上常用作增稠劑和穩(wěn)定劑。常用于冰淇淋和其它冷凍食品上，也用于焙烤食品、低熱量的碳酸飲料中。（見P83-84）注意：特性、用量、范圍等

B、MC：由纖維素和氫氧化鈉同甲基氯反應(yīng)制得的。①MC溶液加熱時形成凝膠，冷卻時轉(zhuǎn)變成正常的溶液;②MC本身是一種優(yōu)良的乳化劑，而大多數(shù)多糖僅僅是乳化助劑或穩(wěn)定劑；③具有很好的成膜性；

用途極為廣泛。可用于焙烤食品中增加吸水力和持水力，也可用油炸食品中降低其吸油力；還可用于調(diào)味汁、肉、水果和蔬菜中。第45頁,共63頁，2024年2月25日，星期天C、微晶纖維素用稀酸長時間水解纖維素，使纖維素的無定形區(qū)的糖苷鍵即被打斷，保留的結(jié)晶即微晶纖維素。它水溶于酸，直徑約為0.2μm,可作為無熱量的食品填充物，常常與CMC或瓜爾豆膠共同使用，用在冰淇淋的生產(chǎn)中作為穩(wěn)定劑。第46頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物3.3.5.3半纖維素

1）結(jié)構(gòu)：主鏈由β-D-(14)鏈結(jié)合的木糖鏈組成,半纖維素有A和B兩種,其差異在于分子組成的側(cè)鏈上。半纖維素A側(cè)鏈上有許多由阿拉伯糖組成的短支鏈，還存在D-葡萄、D-半乳糖和D-甘露糖；半纖維素B支鏈上不含阿拉伯糖，含有4-甲氧基-D-葡萄糖醛酸。

2）應(yīng)用

a.

在焙烤食品中用于增加面包的體積，延緩面包的老化。

b.

可以預(yù)防心血管疾病與結(jié)腸癌的作用。第47頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物第48頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物3.3.3.3果膠

1）基本概述

是植物細(xì)胞壁間的一種成分，其作用是將各個細(xì)胞粘合于一起。它廣泛存在于果蔬的嫩組織中。但不同的果蔬其含量是不同的。表3-8果蔬中果膠質(zhì)含量果蔬果膠質(zhì)含量(%)果蔬果膠質(zhì)含量(%)

胡蘿卜6.5～11.8蘋果0.40～1.30

甘蘭5.2～7.5柑桔0.70～1.50

蕃茄2～2.5西瓜0.8～4.1

土豆0.6山楂6～7

南瓜7～17黑醋粟0.60～1.70

杏0.45～0.80草莓0.30～0.80

第49頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

2）結(jié)構(gòu)果膠物質(zhì)的基本構(gòu)架是D-吡喃半乳糖醛酸，以α-1，4-鍵結(jié)合為聚半乳糖醛酸。其中部分羧基被甲醇酯化，其余部分與鈉、鉀或銨結(jié)合，也有仲羥基被乙酯化的?；窘Y(jié)構(gòu)是：第50頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

果膠物質(zhì)包括：

A.原果膠(protopectin)：與纖維素或半纖維素等物質(zhì)結(jié)合在一起存在于細(xì)胞壁中，不溶于水，可水解為果膠。在未成熟的組織中有硬化作用。

B.

果膠(pectin)：是羧基不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸苷鏈，存在于細(xì)胞汁中，成熟果蔬含量較多。

C.果膠酸(pecticacid)：果膠酸分子中脫水半乳糖醛酸單位上的羧基基本上是游離的。在細(xì)胞汁中與鈣、鎂、鉀、鈉等形成不溶性或微溶性的鹽，果蔬變軟時含量較多。果膠酯酸(pectinicacid)實為果膠的代名詞。

第51頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物2)

特性A.水解：酸堿條件下，酯鍵、糖苷鍵可被水解；高溫強酸條件下糖醛酸殘基可被脫羧；B.

溶解性：聚合度大、溶解性降低；酯化程度越大，溶解性越低，但果膠酸被甲醇或乙醇酯化后，溶解度比其前體物大；C.

黏度：屬高粘溶液，與鏈長成正比；D.

凝膠能力：在一定條件下，具有膠凝能力。3)凝膠形成●形成條件：pH2.0~3.5、含糖量60~65%、果膠0.3~0.7%、室溫~接近沸騰,低酯果膠尚需一定量的鈣離子。第52頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

●影響果膠成膠的因素:

A.

水分含量：過量水不易形成，糖的主要作用在于脫水，促使果膠周圍的水減少，利于果膠分子相互結(jié)合而形成鏈狀膠束；

B.

果膠分子量：凝膠強度與分子量成正比。

表3-9果膠分子量與凝膠強度的關(guān)系

分子量凝膠強度

×10/克/平方厘米

18220～30014180～22011.5130～1809100～130520～50

3不成凝膠

第53頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物C.酯化程度：酯化程度越大，凝膠強度越高。

表3-10果膠酯化程度對凝膠形成的影響

第54頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物

酯化的半乳糖醛酸殘基

酯化（程）度[DE]=×100%

總的D-半乳糖醛酸殘基

D.

pH：不適當(dāng)?shù)膒H既不易形成凝膠，還會使果膠和糖發(fā)生分解。

E.溫度：脫水劑（糖）適量時，0~50℃范圍，影響不大；溫度過高時或加熱時間過長，果膠分解、蔗糖轉(zhuǎn)化。

F.鈣離子。低酯果膠成膠需要一定的鈣離子存在。

第55頁,共63頁，2024年2月25日，星期天第三章碳水化合物4）

果膠分類（按甲酯化程度進行）

⑴全甲酯化聚半乳糖醛酸：DE=100，只要有脫水劑存在即可形成凝膠。

⑵速凝果膠：DE>70，加糖加酸（pH3.0~3.4）后在較高溫度下形成凝膠。常用于防止“蜜餞型”果醬食品的果塊的上