三碳水化合物.pptx

会计学1三碳水化合物三碳水化合物2 3.1 3.1 碳水化合物的分类碳水化合物的分类概念：概念：n n碳碳水水化化合合物物也也称称糖糖类类，是是由由碳碳、氢氢、氧氧三三种种元元素素组组成成的的。是是多多羟羟基基醛醛或或多多羟羟基基酮酮及及其其衍衍生生物物和缩合物的总称。和缩合物的总称。第1页/共68页3碳水化合物的作用：碳水化合物的作用：n n是重要的是重要的能量来源与营养来源能量来源与营养来源：n n单糖和低聚糖是重要的单糖和低聚糖是重要的甜味剂和保藏剂甜味剂和保藏剂n n与食品中其它成分发生反应产生与食品中其它成分发生反应产生色泽和香味色泽和香味n n具有较高具有较高黏度、凝胶能力和稳定作用黏度、凝胶能力和稳定作用第2页/共68页4碳水化合物在加工贮藏中碳水化合物在加工贮藏中的变化：的变化：n n有有利利变变化化：淀淀粉粉糊糊化化，纤纤维维素素水水解解，果果胶胶在在水果后熟中的适当降解水果后熟中的适当降解n n不不利利变变化化：淀淀粉粉老老化化，马马铃铃薯薯甜甜化化，甜甜玉玉米米中蔗糖向淀粉转化中蔗糖向淀粉转化n n是否有利要依据食品的种类和变化的程度而是否有利要依据食品的种类和变化的程度而定：定：焦糖化反应，美拉德反应焦糖化反应，美拉德反应 第3页/共68页5碳水化合物的分类：碳水化合物的分类：n n单糖：单糖：是碳水化合物的基本单位，是是碳水化合物的基本单位，是不能再被不能再被水解的多羟基醛或多羟基酮水解的多羟基醛或多羟基酮。n n单糖又按羟基的类型不同分为单糖又按羟基的类型不同分为醛糖醛糖和和酮糖酮糖。第4页/共68页6n n低聚糖：低聚糖：低聚糖：低聚糖：又叫寡糖，是由又叫寡糖，是由2 21010个单糖分子个单糖分子脱水缩脱水缩合而成的糖合而成的糖，完全水解后得到相应分子数的单糖。，完全水解后得到相应分子数的单糖。根据水解后生成根据水解后生成单糖分子的数目单糖分子的数目，又可分为二糖，又可分为二糖(双糖双糖)，三糖，四糖等。，三糖，四糖等。n n其中以其中以双糖的分布最广双糖的分布最广，典型的双糖有蔗糖，麦芽，典型的双糖有蔗糖，麦芽糖。糖。第5页/共68页7 n n多多糖糖：多多糖糖是是由由很很多多个个单单糖糖分分子子失失水水缩缩合合而而成成的的高高分分子子化化合合物物，其其单单糖糖单单体体少少则则几几十十个个，多多则成千上万个，水解后可以生成多个单糖分子。则成千上万个，水解后可以生成多个单糖分子。v均多糖(或同聚多糖)：如果多糖是由相同的单糖组成的v混合多糖(或杂多糖)：若多糖是由不相同的单糖缩聚而成的第6页/共68页83.2 3.2 单糖单糖 n n单糖的结构：单糖的结构：单糖的结构：单糖的结构：1 1、单糖的化学组成和链状结构：、单糖的化学组成和链状结构：(1)(1)组成组成Cn(HCn(H2 2O)nO)n：所有食物中的低聚糖和多糖摄入：所有食物中的低聚糖和多糖摄入人体后，都必须水解成单糖后才能被人体吸收人体后，都必须水解成单糖后才能被人体吸收。(2)(2)自然界中以自然界中以4 4，5 5，6 6个碳原子的单糖最普遍。个碳原子的单糖最普遍。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。按照官能团又分为依分子中碳原子的数目第7页/共68页9 2 2、单糖的环状结构：、单糖的环状结构：单糖分子的单糖分子的羰基羰基可以与糖分子本身的一个可以与糖分子本身的一个醇醇羟基羟基反应，生成分子内的半缩醛或半缩酮，反应，生成分子内的半缩醛或半缩酮，形成五元呋喃环或更稳定的六元吡喃环。天然形成五元呋喃环或更稳定的六元吡喃环。天然的糖多以六元环形式存在。的糖多以六元环形式存在。第8页/共68页10 3 3、单糖的构象：、单糖的构象：(1)(1)构构象象：所所谓谓构构象象是是指指1 1个个分分子子中中不不改改变变共共价价键键结结构构，仅仅由由于于单单键键周周围围的的原原子子或或基基团团旋旋转转所所产产生生的的原原子子和和基基团的空间排列团的空间排列。(2)(2)五元环：五元环：成环成环C C原子与原子与O O原子原子处于同一平面处于同一平面；六元环：六元环：分子中成环的分子中成环的C C原子和原子和O O原子不在同一平原子不在同一平面内，有面内，有椅式椅式和和船式船式两种构象，以稳定的椅式构象占两种构象，以稳定的椅式构象占绝对优势。绝对优势。第9页/共68页11 n n单糖的物理性质：单糖的物理性质：1、旋光性：具具有有手手性性的的分分子子都都具具有有旋旋光光性性，要要判判断断一一个个化化合合物物是是否否有有旋旋光光性性，就就要要看看它它是是否否为为手手性性分分子子。每每个个单单糖糖分分子子都含有不对称碳原子，所以都具有旋光能力都含有不对称碳原子，所以都具有旋光能力。2、溶解度：纯净的单糖为白色晶体，有较强的吸湿性。单糖分纯净的单糖为白色晶体，有较强的吸湿性。单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶解性，所以极易溶于水，子中有多个羟基，增加了它的水溶解性，所以极易溶于水，尤其在热水中的溶解度极大。单糖在乙醇中也能溶解，但尤其在热水中的溶解度极大。单糖在乙醇中也能溶解，但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。3、甜度：单糖都有甜味，果糖最甜。单糖都有甜味，果糖最甜。第10页/共68页12 n n单糖的化学性质：单糖的化学性质：单糖的化学性质：单糖的化学性质：1 1、氧化反应：、氧化反应：(1)单糖含有自由醛基或酮基具有还原性，都能发生氧化作用。(2)在酸性溶液中醛糖比酮糖易于氧化醛糖能被弱氧化剂溴水氧化，而酮糖不能，借此可将这两种糖区分开来。(3)D葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易氧化成D葡萄糖酸内酯。第11页/共68页13 2 2、还原反应：、还原反应：单单糖糖中中有有游游离离羰羰基基，易易于于还还原原，在在一一定定压压力力与与催催化化剂剂或或酶酶的的作作用用下下，羰羰基基还还原原成成羟羟基基，单单糖被还原成糖醇。糖被还原成糖醇。如D葡萄糖内的羰基加氢还原成羟基，得到D葡萄糖醇，称山梨糖醇，是一种保湿剂，甜度仅是蔗糖的50%，是糖尿病人的甜味剂。D果糖D葡萄糖醇D甘露醇D甘露醇的甜度是蔗糖的65%；木糖可以还原成木糖醇，甜度为蔗糖的70%。第12页/共68页14 3 3、成苷反应：、成苷反应：单糖的环状结构中的单糖的环状结构中的半缩醛半缩醛(或半缩酮或半缩酮)羟羟基基较分子内的其它羟基较分子内的其它羟基活泼活泼，故可与，故可与 醇或酚等含醇或酚等含OHOH的化合物的化合物脱水脱水形成缩醛形成缩醛(或缩酮或缩酮)型物质，这型物质，这种物质称为种物质称为糖苷糖苷，又称配糖物。，又称配糖物。糖部分称为糖部分称为糖基糖基，非糖部分称为，非糖部分称为配基配基。糖苷的生理功能糖苷的生理功能l l使食品具有苦味和其他的风味及颜色。使食品具有苦味和其他的风味及颜色。第13页/共68页15 5 5、焦糖化和羰氨反应：、焦糖化和羰氨反应：(1)(1)焦糖化反应：焦糖化反应：直接加热直接加热 T100T100焦糖化焦糖化 大多数的热解反应能引起糖分子脱水，因而把双键引入糖环，产生不饱和环中间物(如呋喃)，共轭双键能吸收光，并产生颜色。不饱和环常发生聚合，生成具有颜色的聚合物。焦糖色素：焦糖色素：我国使用的天然色素之一，安全性高，但加铵盐制成的焦糖色素含4甲基咪唑，有强致惊厥作用，含量高时对人体造成危害，我国食品卫生法规定焦糖色素在食品中的添加量不得超过200mg/kg。第14页/共68页16三种商品化焦糖化色素三种商品化焦糖化色素n n 由由亚硫酸氢铵催化产生的耐酸焦糖色素亚硫酸氢铵催化产生的耐酸焦糖色素 ，pH2-4.5,pH2-4.5,应用应用于可乐饮料，其他酸性饮料于可乐饮料，其他酸性饮料n n 将糖和铵盐加热，产生红棕色并含有将糖和铵盐加热，产生红棕色并含有带正电荷的胶体粒带正电荷的胶体粒子的焦糖色素子的焦糖色素，其水溶液的，其水溶液的pHpH为为4.2-4.8.4.2-4.8.应用于焙烤食品，应用于焙烤食品，糖浆，布丁。糖浆，布丁。n n 单由蔗糖直接热解产生红棕色并含有单由蔗糖直接热解产生红棕色并含有略带负电荷的胶体略带负电荷的胶体粒子的焦糖色素粒子的焦糖色素。水溶液。水溶液pH3-4.pH3-4.应用于啤酒和其它含醇饮应用于啤酒和其它含醇饮料。料。第15页/共68页17 (2)美拉德反应：还原性糖游离氨基美拉德反应：食品在油炸、焙烤等加工或贮藏过程中，还原糖同游离基氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基酸发生羰氨反应，就是美拉德反应。控制反应条件：降低含水量若是流体食品，可通过稀释、降低温度和pH值，或者除去一种作用物。避免Cu，Fe等金属离子的不利影响第16页/共68页18 3.3 3.3 低聚糖低聚糖概念：低聚糖也称寡糖，普遍存在于自然界中，可溶于低聚糖也称寡糖，普遍存在于自然界中，可溶于水，有甜味，有旋光活性，在与稀酸共同加热或水，有甜味，有旋光活性，在与稀酸共同加热或在酶的作用下可以水解成单糖。在酶的作用下可以水解成单糖。第17页/共68页19 分类：低聚糖中以双糖分布最为普遍，双糖也称为二糖，低聚糖中以双糖分布最为普遍，双糖也称为二糖，是由是由2 2分子的单糖失水形成的，其单糖单体可以是分子的单糖失水形成的，其单糖单体可以是相同的，也可以是不同的，故可分为同聚二糖和杂相同的，也可以是不同的，故可分为同聚二糖和杂聚二糖。聚二糖。同聚二糖：麦芽糖，异麦芽糖，纤维二糖，海藻二糖；杂聚二糖：蔗糖，乳糖等。第18页/共68页20 n n二糖：二糖：n n还还原原性性二二糖糖：还还原原性性二二糖糖可可以以看看作作是是一一分分子子单单糖糖的的半半缩缩醛醛羟羟基基与与另另一一分分子子单单糖糖的的醇醇羟羟基基失失水水而而成成的的。这这样样形形成成的的二二糖糖分分子子中中，有有一一个个单单糖糖单单位位形形成成苷苷，而而另另一一个个单单位位仍仍然然保保留留有有半半缩缩醛醛基基。第19页/共68页21 1 1、麦芽糖：、麦芽糖：麦芽糖在自然界以游离态存在的很少，主要存在于发芽的谷粒，尤其是麦芽中，在淀粉酶的作用下，淀粉可以水解为糊精和麦芽糖的混合物，其中麦芽糖占1/3，这种混合物是饴糖的主要成分。饴糖具有一定的黏度，流动性好，有亮度，可用于制作糖果，糖浆等食品。由淀粉水解制的的二糖，分子中具有潜在的游离醛基，因此是一种还原糖。第20页/共68页22 2、乳糖：乳糖是由1分子D半乳糖与1分子D葡萄糖以1，4糖苷键连接的二糖。在乳糖的分子结构中具有半缩醛羟基，因此乳糖具有还原性。第21页/共68页23 乳糖D葡萄糖+D半乳糖乳糖乳酸或其他短链脂肪酸乳糖酶厌氧M发酵克服软糖缺乏症的的方法：利用发酵的方法除去乳糖，如制成酸奶通过外加乳糖酶减少牛奶中的乳糖。第22页/共68页24思考题思考题1简述单糖的氧化反应过程和还原反应过程。2简述焦糖化反应的反应机理和影响因素。3简述美拉德反应的反应机理和影响因素。D葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易氧化成D葡萄糖酸单糖中有游离羰基，易于还原，在一定压力与催化剂或酶的作用下，羰基还原成羟基，单糖被还原成糖醇。大多数的热解反应能引起糖分子脱水，因而把双键引入糖环，产生不饱和环中间物(如呋喃)，共轭双键能吸收光，并产生颜色。不饱和环常发生聚合，生成具有颜色的聚合物少量酸和某些盐可加速此反应食品在油炸、焙烤等加工或贮藏过程中，还原糖同游离基氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基酸发生羰氨反应，就是美拉德反应。降低含水量若是流体食品，可通过稀释、降低温度和pH值，或者除去一种作用物。避免Cu，Fe等金属离子的不利影响第23页/共68页25 n n非还原性二糖：非还原性二糖：n n 非非还还原原性性二二糖糖是是由由一一分分子子单单糖糖的的半半缩缩醛醛羟羟基基与与另另一一分分子子单单糖糖的的半半缩缩醛醛羟羟基基失失水水而而成成的的，这这类类二二糖糖分分子子中中由由于于不不存存在在半半缩缩醛醛羟羟基基，因而无还原性，无变旋现象。因而无还原性，无变旋现象。第24页/共68页26 1、蔗糖：结构：蔗糖是食物中主要的低聚糖，是一种典蔗糖是食物中主要的低聚糖，是一种典型的非还原性糖，也是一种杂聚二糖，它是由一型的非还原性糖，也是一种杂聚二糖，它是由一分子分子D D葡萄糖葡萄糖C C1 1上的半缩醛羟基上的半缩醛羟基与与D D果果糖糖C C2 2上的半缩醛羟基上的半缩醛羟基失去失去1 1分子水，通过分子水，通过1 1，2 2糖糖苷键连接而成的二糖。蔗糖分子中没有保留半缩苷键连接而成的二糖。蔗糖分子中没有保留半缩醛羟基，因此它没有还原性，也没有变旋现象。醛羟基，因此它没有还原性，也没有变旋现象。第25页/共68页27 性质：性质：蔗糖是最重要的甜味剂，蔗糖是最重要的甜味剂，无色晶体，易溶于无色晶体，易溶于水，在水，在稀酸或酶稀酸或酶的作用下得到的作用下得到葡萄糖葡萄糖和和果糖果糖的等量的等量混合物。由于在水解的过程中，溶液的旋光度由右混合物。由于在水解的过程中，溶液的旋光度由右旋变为左旋，因此通常把蔗糖的水解作用称为转化旋变为左旋，因此通常把蔗糖的水解作用称为转化作用。转化作用所生成的等量葡萄糖与果糖的混合作用。转化作用所生成的等量葡萄糖与果糖的混合物称为物称为转化糖转化糖。第26页/共68页28 2 2、海藻糖：、海藻糖：海藻糖又叫酵母糖，存在于海藻、昆虫和真菌体内。海藻糖又叫酵母糖，存在于海藻、昆虫和真菌体内。它是由两分子它是由两分子D D葡萄糖在葡萄糖在C C1 1上的两个半缩醛羟基上的两个半缩醛羟基之间脱水，通过之间脱水，通过1 1，1 1糖苷键结合而成的二糖糖苷键结合而成的二糖 。其分子结构中不存在半缩醛羟基，所以也是一种非。其分子结构中不存在半缩醛羟基，所以也是一种非还原性滩。海藻糖为白色晶体，溶于水，熔点还原性滩。海藻糖为白色晶体，溶于水，熔点96.596.597.597.5，是各种昆虫血液中的主要血糖。，是各种昆虫血液中的主要血糖。第27页/共68页29具有特殊功能的低聚糖具有特殊功能的低聚糖 n n低聚果糖低聚果糖 又称寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，其中分子式为G-F-Fnn=13（G为葡萄糖，F为果糖）它是由蔗糖和13个果糖基通过-2，1键与蔗糖中的果糖基结合而成的蔗果三糖，蔗果四糖和蔗果五糖的混合物。低聚果糖可以使糖尿病患低聚果糖可以使糖尿病患者也能够服用的原因？者也能够服用的原因？是因为正常人的体内没有一种酶可以水解低聚果糖这种碳水化合物，所以它不容易被人体吸收，因此糖尿病患者也可以服用第28页/共68页30具有特殊功能的低聚糖具有特殊功能的低聚糖 n n低聚果糖低聚果糖 低聚果糖是一种天然活性物质。甜度为蔗糖的0.3-0.6倍。既保持了蔗糖的纯正甜味性质，又比蔗糖甜味清爽。糖浆为无色或淡黄色、透明粘稠液体，带低聚果糖清香，甜味柔和清爽，无异味，无外来杂质。糖粉为白色或微黄色无定型粉末（颗粒为白色或微黄色无定型颗粒），甜味柔和清爽，带低聚果糖清香，无异味，无外来杂质。第29页/共68页31 3.4 3.4 食品中单糖和低聚食品中单糖和低聚糖的功能糖的功能n n亲水性亲水性 单糖和低聚糖的分子结构所含有的单糖和低聚糖的分子结构所含有的亲水性羟基靠氢键亲水性羟基靠氢键亲水性羟基靠氢键亲水性羟基靠氢键与与水水水水相互作用，使其与它们的许多聚合物发生相互作用，使其与它们的许多聚合物发生溶剂化作用溶剂化作用溶剂化作用溶剂化作用或或增溶作用增溶作用增溶作用增溶作用。(1)(1)碳水化合物的碳水化合物的结构不同结构不同，对水的结合能力也有较大不同。，对水的结合能力也有较大不同。(2)(2)糖或糖浆的糖或糖浆的纯度纯度对其结合水的能力也有较大的影响，对其结合水的能力也有较大的影响，纯度不高的糖或糖浆比纯度高的更易吸水且吸水速度更快。第30页/共68页32 甜味：甜味：甜味：甜味：低分子质量碳水化合物人所能感觉到的甜味因糖的组成、构型和糖的组成、构型和物理形态物理形态而异。优质的糖应甜味纯正纯正，甜度适宜，达到最达到最甜和消失甜味的速度都很快甜和消失甜味的速度都很快。第31页/共68页33 n n风味结合功能：风味结合功能：碳水化合物可使糖水的相互作用转变为糖风味物质的相互作用。这样就保持了食品的色泽和风味糖水风味物质糖风味物质糖糖水风味物质糖风味物质糖双糖和分子量较大的低聚糖比单糖更能有效结合风味。第32页/共68页34 n n褐变产物和风味：褐变产物和风味：碳水化合物的非氧化褐变反应除了产生深颜色碳水化合物的非氧化褐变反应除了产生深颜色类黑精色素外，同时还产生了很多挥发性的风类黑精色素外，同时还产生了很多挥发性的风味物质。味物质。n n保健功能：保健功能：使体内双歧杆菌增殖。使体内双歧杆菌增殖。被认为是一种水溶性食物纤维。被认为是一种水溶性食物纤维。低热能值低热能值,很难被人体消化道酶水解很难被人体消化道酶水解具有防龋齿作用具有防龋齿作用促进营养的吸收，尤其是钙的吸收促进营养的吸收，尤其是钙的吸收第33页/共68页35 n n结晶性：结晶性：结晶性：结晶性：糖溶液越纯越容易结晶。糖溶液越纯越容易结晶。非还原性低聚糖相对容易结晶。非还原性低聚糖相对容易结晶。某些还原性糖产生内在某些还原性糖产生内在“不纯不纯”而难以结晶。而难以结晶。混合的糖比单一的糖难结晶。混合的糖比单一的糖难结晶。第34页/共68页36 3.5 3.5 多糖多糖n n多糖多糖1 1、多糖的概念：、多糖的概念：多多糖糖是是由由多多个个单单糖糖单单位位通通过过糖糖苷苷键键连连接接起起来来的的高高分分子子化化合合物物，在在一一定定的的条条件件下下，糖糖苷苷键键断断裂，完全水解后最终产物是单糖。裂，完全水解后最终产物是单糖。2 2、多糖的分类：、多糖的分类：(1)(1)同聚多糖：同聚多糖：由同一种单糖聚合而成的，如淀由同一种单糖聚合而成的，如淀粉，糖原，纤维素粉，糖原，纤维素(由葡萄糖聚合由葡萄糖聚合)(2)(2)杂聚多糖：杂聚多糖：由多种单糖及其衍生物组成，如由多种单糖及其衍生物组成，如多糖胶多糖胶(D(D葡萄糖：葡萄糖：D D甘露糖：甘露糖：D D葡萄糖醛葡萄糖醛酸酸2 2：2 2：1)1)第35页/共68页37 3、多糖的性质：(1)(1)无甜味，无还原性无甜味，无还原性。(2)(2)不溶于水，大多数难以消化不溶于水，大多数难以消化 (3)(3)不同水溶性多糖分子可不同水溶性多糖分子可形成不同特性的凝胶形成不同特性的凝胶。(4)(4)多糖在酶或酸的作用下依多糖在酶或酸的作用下依水解程度不同水解程度不同而生成而生成单糖残基数不同的糖类物质，最后完全水解生单糖残基数不同的糖类物质，最后完全水解生成单糖。成单糖。第36页/共68页38多糖的粘度与稳定性多糖的粘度与稳定性溶液中线性高聚物分子旋转时占有很大空间，分子间彼此碰撞频率高，产生摩擦，因而具有很高粘度。高度支链的多糖分子比具有相同的相对分子质量的支链多糖分子占有的体积小得多，因而相互碰撞的频率也低，溶液的粘度也比较低带一种电荷的直链多糖，由于同种电荷产生静电斥力，引起链伸展，使链长增加，高聚物占有体积增大，因而溶液的粘度大大提高。不带电的直链均匀多糖分子倾向于缔合和形成部分结晶。第37页/共68页39 n n淀粉：淀粉：1、淀粉的概念：淀粉是许多葡萄糖组成的被人体消化吸收的植物多糖，是人类碳水化合物的主要食物来源。2、淀粉的化学结构：通式(C6H10O5)n淀粉的结构和性质直链淀粉支链淀粉第38页/共68页40 l l(1)(1)直链淀粉：直链淀粉：a a、大大约约由由10010010001000个个葡葡萄萄糖糖聚聚合合而而成成，通通过过1 1，4 4糖苷键连接而成的一个长链分子。糖苷键连接而成的一个长链分子。b b、相对分子量在相对分子量在3000030000100000100000之间。之间。c c、结构、结构 ：直链淀粉并不是完全伸直的，由于直链淀粉分直链淀粉并不是完全伸直的，由于直链淀粉分子链是非常长的，所以不可能以线形分子存在，子链是非常长的，所以不可能以线形分子存在，而是在而是在分子内氢键的作用下，分子内氢键的作用下，卷曲盘旋成螺旋状卷曲盘旋成螺旋状的的，每一螺圈，每一螺圈一般是含有一般是含有6 6个葡萄糖单位。个葡萄糖单位。第39页/共68页41 l l(2)(2)支链淀粉：支链淀粉：由由60006000个左右的葡萄糖单位连接而成，在个左右的葡萄糖单位连接而成，在支链淀粉中葡萄糖除了通过支链淀粉中葡萄糖除了通过1 1，4 4糖苷键糖苷键连接以外，还通过连接以外，还通过1 1，6 6糖苷键相互连接糖苷键相互连接成侧链成侧链，每隔，每隔6 67 7个葡萄糖单位又能再度形成个葡萄糖单位又能再度形成另外一条支链结构，每一支链有另外一条支链结构，每一支链有20203030个葡萄个葡萄糖分子。各个分支也都是卷曲成螺旋，这样就糖分子。各个分支也都是卷曲成螺旋，这样就使支链淀粉形成复杂的树状分支结构的大分子。使支链淀粉形成复杂的树状分支结构的大分子。第40页/共68页42 l l(3)、直链与支链淀粉的存在：同时存在于植物中，直链淀粉与支链淀粉同时存在于植物中，直链淀粉与支链淀粉的比例一般约为的比例一般约为151525%25%比比757585%85%。因植物品。因植物品种不同，比例也不同。如蜡质玉米有种不同，比例也不同。如蜡质玉米有99%99%都是都是支链淀粉，而有些豆类像皱缩豌豆中直链淀粉支链淀粉，而有些豆类像皱缩豌豆中直链淀粉含量就高达含量就高达98%98%。但不管怎样，直链淀粉与支。但不管怎样，直链淀粉与支链淀粉水解后最终的产物都是链淀粉水解后最终的产物都是D D葡萄糖，这葡萄糖，这一点是相同的。一点是相同的。第41页/共68页43 3、淀粉的分布：植植物物的的种种子子、块块茎茎、根根中中，小小麦麦中中含含淀淀粉粉606065%65%，大大米米中中淀淀粉粉含含量量707080%80%，马马铃铃薯薯中含中含20%20%。4、淀粉的物理性质：白色、无味、粉末状物质。一般不溶于白色、无味、粉末状物质。一般不溶于水也不溶于有机溶剂。水也不溶于有机溶剂。直链淀粉一般易溶于热水直链淀粉一般易溶于热水 支链淀粉要在加热加压的情况下才溶于水。支链淀粉要在加热加压的情况下才溶于水。第42页/共68页44 5 5、淀粉的糊化：、淀粉的糊化：(1)(1)概念：概念：淀粉在植物中是以淀粉粒的形式存在的，淀粉在植物中是以淀粉粒的形式存在的，淀粉粒不溶于水。我们一般把淀粉粒不溶于水。我们一般把生淀粉称为生淀粉称为淀粉淀粉。当把。当把淀粉在水中加热至一定温度的淀粉在水中加热至一定温度的时候，时候，淀粉粒开始发生膨胀淀粉粒开始发生膨胀，到一定程度甚至到一定程度甚至破裂破裂，相应的，淀粉的体积也扩大到原来的数，相应的，淀粉的体积也扩大到原来的数百倍之大，此时，原来的百倍之大，此时，原来的悬浮液变成了粘稠的悬浮液变成了粘稠的胶体溶液胶体溶液，这种现象就称为淀粉的，这种现象就称为淀粉的糊化糊化糊化糊化，也，也就就叫做叫做淀粉的淀粉的化化，处于这种状态的淀粉称为，处于这种状态的淀粉称为淀粉。发生糊化时所需的温度就称为糊化温淀粉。发生糊化时所需的温度就称为糊化温度。度。第43页/共68页45 (2)本质：淀粉颗粒中有序态淀粉颗粒中有序态(晶体晶体)和无序态和无序态(非晶体非晶体)的淀粉分子之间的氢键断裂，分散在水中的淀粉分子之间的氢键断裂，分散在水中形成亲水性胶体溶液。形成亲水性胶体溶液。(3)影响因素：温度温度(淀粉糊化以后形成的淀淀粉糊化以后形成的淀粉糊，随着温度的升高其黏度也不断增大，在粉糊，随着温度的升高其黏度也不断增大，在9595附近达到最高黏度后恒定一段时间，其黏度就逐步附近达到最高黏度后恒定一段时间，其黏度就逐步下降下降)；淀粉溶液的黏度和胶凝特性；食品中的其淀粉溶液的黏度和胶凝特性；食品中的其他成分，如脂肪，蛋白质，糖，酸，水分含量。他成分，如脂肪，蛋白质，糖，酸，水分含量。(4)糊化的淀粉的特点：更可口，更利更可口，更利于人体的消化吸收，更容易被淀粉酶所水解于人体的消化吸收，更容易被淀粉酶所水解第44页/共68页46影响糊化的因素影响糊化的因素 n n、结构结构：支链淀粉较容易糊化，而直链淀粉不易糊化。：支链淀粉较容易糊化，而直链淀粉不易糊化。n n、水分活度水分活度：随着水分活度提高，有利于糊化的进行，所以高：随着水分活度提高，有利于糊化的进行，所以高浓度的糖盐就可以控制糊化。浓度的糖盐就可以控制糊化。n n、酸度酸度：PH 4-7 PH 4-7 对糊化的影响不大对糊化的影响不大n nPH 4 PH 10 PH 10 糊化速度明显加快（这种糊化速度明显加快（这种PHPH在食品中没有意义）在食品中没有意义）n n、淀粉酶淀粉酶：促进糊化。：促进糊化。第45页/共68页47 6 6、淀粉的老化：、淀粉的老化：(1)(1)概念：概念：经经过过糊糊化化的的淀淀粉粉冷冷却却后后，淀淀粉粉运运动动逐逐渐渐减减弱弱，分分子子链链趋趋向向平平行行排排列列，相相互互靠靠拢拢，彼彼此此间间以以氢氢键键结结合合，形形成成大大于于胶胶体体的的质质点点而而沉沉淀淀，分分子子间间氢氢键键的的结结合合特特别别牢牢固固，以以至至于于不不再再溶溶于于水水，也也不不易易被被淀淀粉粉酶酶水水解解，这这个个过过程程就称为就称为淀粉的老化。淀粉的老化。第46页/共68页48 (2)(2)影响老化程度的因素影响老化程度的因素:a、淀粉的来源：淀粉的老化与所含直链淀粉与支链淀粉的比例有关。直链淀粉比支链淀粉易于老化，所以直链淀粉越多，老化就越快。b、淀粉的含水量：含水量为3060%时易于老化，含水量小于10%或在大量水中则不易老化。第47页/共68页49c、淀粉温度：老化作用最适宜温度是24左右，大于60或小于20都不发生老化。d、pH值：在偏酸或偏碱性条件下淀粉不易老化，一般中性情况下易老化。e、共存物的影响：脂肪、蛋白质、多糖等均不利于老化的进行。(2)(2)影响老化程度的因素影响老化程度的因素:第48页/共68页50思考题思考题2简述淀粉糊化的过程及影响因素。3简述淀粉老化的过程及影响因素。当把淀粉在水中加热至一定温度的时候，淀粉粒开始发生膨胀，到一定程度甚至破裂，相应的，淀粉的体积也扩大到原来的数百倍之大，此时，原来的悬浮液变成了粘稠的胶体溶液，这种现象就称为淀粉的糊化糊化，也就叫做淀粉的化。、结构：、水分活度、酸度、淀粉酶经过糊化的淀粉冷却后，淀粉运动逐渐减弱，分子链趋向平行排列，相互靠拢，彼此间以氢键结合，形成大于胶体的质点而沉淀，分子间氢键的结合特别牢固，以至于不再溶于水，也不易被淀粉酶水解，这个过程就称为淀粉的老化。a、淀粉的来源b、淀粉的含水量c、淀粉温度d、pH值e、共存物的影响1多糖的粘度与稳定性受哪些因素的影响？溶液中线性高聚物分子旋转时占有很大空间，分子间彼此碰撞频率高，产生摩擦，因而具有很高粘度。高度支链的多糖分子比具有相同的相对分子质量的支链多糖分子占有的体积小得多，因而相互碰撞的频率也低，溶液的粘度也比较低带一种电荷的直链多糖，由于同种电荷产生静电斥力，引起链伸展，使链长增加，高聚物占有体积增大，因而溶液的粘度大大提高。不带电的直链均匀多糖分子倾向于缔合和形成部分结晶。第49页/共68页51 7、淀粉的水解反应(糖化)：a a、反应条件：淀粉酶或酸、反应条件：淀粉酶或酸 b b、反应过程：、反应过程：淀粉淀粉 糊精糊精 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 糊精的性质有点类似淀粉，可以贮存多年不变质。在强碱性溶液中也可稳定存在，在酸性溶液中则部分水解成葡萄糖和非环麦芽糖。由于环糊精没有还原性末端，总的来说，其反应活性是比较低的，只有少数的酶能是它明显水解。第50页/共68页52 8 8 8 8、淀粉的呈色反应：、淀粉的呈色反应：、淀粉的呈色反应：、淀粉的呈色反应：(1)(1)淀粉与碘发生呈色反应：淀粉与碘发生呈色反应：直链淀粉碘直链淀粉碘呈蓝色呈蓝色 支链淀粉碘支链淀粉碘呈紫红色呈紫红色 (2)(2)糊精与碘发生呈色反应：糊精与碘发生呈色反应：糊糊精精与与碘碘的的反反应应随随分分子子质质量量的的减减小小，溶溶液液呈呈色色依依次次变化为：变化为：蓝色蓝色-紫色紫色-橙色橙色-无色无色。第51页/共68页53 (3)(3)(3)(3)机理：机理：机理：机理：碘遇淀粉或糊精会出现不同颜色，不是碘与淀粉碘遇淀粉或糊精会出现不同颜色，不是碘与淀粉间形成了化学键，而是由于淀粉螺旋状结构的中空穴部分间形成了化学键，而是由于淀粉螺旋状结构的中空穴部分恰好能容纳碘分子，恰好能容纳碘分子，二者之间借助于范德华力形成一种淀二者之间借助于范德华力形成一种淀粉碘的络合物的缘故粉碘的络合物的缘故。所呈现的颜色则与淀粉糖苷链的。所呈现的颜色则与淀粉糖苷链的长度有关。当链长小于长度有关。当链长小于6 6个葡萄糖基时，因为它还不能形成个葡萄糖基时，因为它还不能形成一个螺旋圈，所以不能呈色。当平均长度为一个螺旋圈，所以不能呈色。当平均长度为2020个葡萄糖基个葡萄糖基时呈红色。大于时呈红色。大于6060个葡萄糖基时呈蓝色。个葡萄糖基时呈蓝色。淀粉、糊精与碘的显色机理？淀粉、糊精与碘的显色机理？第52页/共68页54 n n糖原：糖原：糖原：糖原：1 1 1 1、概概概概念念念念：糖糖原原是是动动物物体体内内的的多多糖糖类类贮贮藏藏物物质质，又又称称动动物物淀淀粉粉。2 2 2 2、生理功能：、生理功能：、生理功能：、生理功能：主要存在于肝和肌肉中，因此有主要存在于肝和肌肉中，因此有肝糖原肝糖原和和肌肌糖原糖原之分。糖原在动物体中的功用是调节血液中的含糖量，之分。糖原在动物体中的功用是调节血液中的含糖量，当血液中的含糖量低于常态时，糖原就分解为葡萄糖当血液中含糖量高于常态时，葡萄糖就合成糖原。第53页/共68页55 3 3 3 3、结构：、结构：、结构：、结构：由由D D葡萄糖结合而成，结构与支链淀粉葡萄糖结合而成，结构与支链淀粉相似。糖原的支链更多，更短，所以糖原的分子结构更相似。糖原的支链更多，更短，所以糖原的分子结构更紧密，整个分子团呈球形，平均相对分子质量大约在紧密，整个分子团呈球形，平均相对分子质量大约在10106 610107 7之间。之间。4 4 4 4、性质：、性质：、性质：、性质：白色粉末，能溶于水及三氯醋酸，不溶于乙醇白色粉末，能溶于水及三氯醋酸，不溶于乙醇及其他有机溶剂，遇碘显红色，无还原性。糖原也可被及其他有机溶剂，遇碘显红色，无还原性。糖原也可被淀粉酶水解成糊精和麦芽糖，若用酸水解，最终可得淀粉酶水解成糊精和麦芽糖，若用酸水解，最终可得D D葡萄糖。葡萄糖。5 5 5 5、分分分分布布布布：除除动动物物外外，在在细细菌菌，酵酵母母，真真菌菌及及甜甜玉玉米米中中也也有糖原的存在。有糖原的存在。第54页/共68页56 n n纤维素：纤维素：纤维素：纤维素：1 1 1 1、纤维素的存在、纤维素的存在、纤维素的存在、纤维素的存在：棉花，麻，木材，植物细胞壁棉花，麻，木材，植物细胞壁 。2 2 2 2、结结结结构构构构：由由D D葡葡萄萄糖糖以以1 1，4 4糖糖苷苷键键连连接接而而成，是不含支链的直链多糖。成，是不含支链的直链多糖。3 3 3 3、性性性性质质质质：稳稳定定，在在一一般般的的食食品品加加工工条条件件下下不不被被破破坏坏，但但在在高高温温、高高压压的的稀稀硫硫酸酸溶溶液液中中，纤纤维维素素可可被被水水解解为为葡萄糖，也可以在纤维素酶的作用下水解成葡萄糖。葡萄糖，也可以在纤维素酶的作用下水解成葡萄糖。第55页/共68页575 5 5 5、改性纤维素：、改性纤维素：、改性纤维素：、改性纤维素：将天然纤维素经适当处理，改变其原有性质以适将天然纤维素经适当处理，改变其原有性质以适应不同食品的加工需要，称为改性纤维素。应不同食品的加工需要，称为改性纤维素。(1)(1)(1)(1)羧甲基纤维素羧甲基纤维素羧甲基纤维素羧甲基纤维素(CMC)(CMC)(CMC)(CMC)a a、概概念念：由由纤纤维维素素与与氢氢氧氧化化钠钠、一一氯氯乙乙酸酸作作用用生生成成的含有羧基的纤维素醚称为羧甲基纤维素。的含有羧基的纤维素醚称为羧甲基纤维素。b b、性性质质：良良好好的的持持水水性性，粘粘稠稠性性，保保护护胶胶体体性性，薄薄膜形成性。膜形成性。c c、用途、用途：增稠剂，胶凝剂，组织改进剂。：增稠剂，胶凝剂，组织改进剂。第56页/共68页58(2)(2)(2)(2)甲基纤维素甲基纤维素甲基纤维素甲基纤维素(MC)(MC)(MC)(MC)a a a a、概念：、概念：、概念：、概念：由纤维素与氢氧化钠、一氯甲烷反应而成。由纤维素与氢氧化钠、一氯甲烷反应而成。b b b b、性性性性质质质质：增增稠稠、表表面面活活性性、薄薄膜膜形形成成性性和和形形成成热热凝凝胶。胶。c c c c、功能：、功能：、功能：、功能：添在焙烤食品中可增加焙烤食品的吸水力添在焙烤食品中可增加焙烤食品的吸水力和持水力；添加在油炸食品中，可降低食品的吸油率；和持水力；添加在油炸食品中，可降低食品的吸油率；在一些疗效食品中，用作低热量无营养填充剂。在无在一些疗效食品中，用作低热量无营养填充剂。在无面筋食品中提供了质构，用于冷冻食品时能抑制脱水面筋食品中提供了质构，用于冷冻食品时能抑制脱水收缩。收缩。第57页/共68页59 n n果胶：果胶：果胶：果胶：1 1 1 1、结构、结构、结构、结构：D D吡喃半乳糖醛酸以吡喃半乳糖醛酸以1 1，4 4糖苷键结合糖苷键结合成的长链，另外还有少量的鼠李糖，半乳糖，阿拉伯糖，成的长链，另外还有少量的鼠李糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖构成支链。木糖构成支链。2 2 2 2、分分分分布布布布：植植物物细细胞胞的的细细胞胞壁壁和和胞胞间间层层中中，水水果果蔬蔬菜菜中中含含量较多。量较多。3 3 3 3、分类、分类、分类、分类：原果胶果胶酯酸果胶酸第58页/共68页60 (1)(1)(1)(1)原果胶：原果胶：原果胶：原果胶：泛指一切水不溶性果胶类物质。存在于未泛指一切水不溶性果胶类物质。存在于未成熟的水果和植物的茎叶里，成熟的水果和植物的茎叶里，一般认为它是果胶酯酸一般认为它是果胶酯酸与纤维素或半纤维素结合而成的高分子化合物。它使与纤维素或半纤维素结合而成的高分子化合物。它使未成熟的水果，蔬菜质地坚硬。随着水果的成熟，原未成熟的水果，蔬菜质地坚硬。随着水果的成熟，原果胶在酶的作用下逐步水解为有一定水溶性的果胶酯果胶在酶的作用下逐步水解为有一定水溶性的果胶酯酸，水果也就由硬变软了。酸，水果也就由硬变软了。第59页/共68页61(2)(2)果胶酯酸：果胶酯酸：果胶酯酸：果胶酯酸：是指甲氧基比例较大的果胶酸。果胶酯酸是是指甲氧基比例较大的果胶酸。果胶酯酸是一组以复杂方式连接的多聚鼠李糖，多聚半乳糖醛酸一组以复杂方式连接的多聚鼠李糖，多聚半乳糖醛酸 。是由是由 1 1，4 4糖苷键连接的糖苷键连接的DD吡喃半乳糖醛酸单位组吡喃半乳糖醛酸单位组成的骨架链。其中含有少数有序或无序的成的骨架链。其中含有少数有序或无序的 1 1，2 2糖糖苷键连接的鼠李糖单位，在鼠李糖富集区也夹杂有半乳苷键连接的鼠李糖单位，在鼠李糖富集区也夹杂有半乳糖醛酸单位。糖醛酸单位。(3)(3)果胶酸：果胶酸：果胶酸：果胶酸：由很多个由很多个DD半乳糖醛酸通过半乳糖醛酸通过 1 1，4 4糖苷键糖苷键结合而成的线型长链高分子化合物。基本上不含甲氧基。结合而成的线型长链高分子化合物。基本上不含甲氧基。第60页/共68页624 4、性质：、性质：、性质：、性质：亲水胶体物质，水溶液在适当条件下可亲水胶体物质，水溶液在适当条件下可以形成凝胶。以形成凝胶。HM与LM果胶的胶凝机理是不同的。当果胶的DE50%时，形成凝胶的条件是：可溶性固形物含量（一般是糖）超过55%，pH2.03.5。当DE50%时，通过加入Ca2+形成凝胶，可溶性固形物为10%20%，pH为2.56.5。第61页/共68页63HM果胶溶液必须在具有足够的糖和酸存在的条件下才能胶凝，又称为糖-酸-果胶凝胶。当果胶溶液pH足够低时，羧酸盐基团转化为