《食品生物化学》第二版电子课件一至五章 中职 高教版.pptx

食品生物化学第二版电子课件一至五章 中职 高教版全国职业教育全国职业教育“十三五十三五”规划教材规划教材 食品生物化学第二版课件绪言 第一章 水、矿物质 第二章 脂 类 第三章 糖 类 第四章 核 酸 第五章 蛋白质 第六章 酶、激素 第七章 维生素类 第八章 食品原料在屠宰、成熟 和采收后的组织变化 第九章 食品添加剂 第十章 食品的色、香、味 一、食品的概念及其化学组成 1.食品的概念 食品是指各种供人食用或者饮用的成品和原料，以及按照传统既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗为目的的物品。习惯上，把经过生产加工以后供人食用或饮用的产品称作食品，把用来加工食品的原料称为食品原料，把嗜好品、营养品、可以生鲜食用的食品原料、食品原料加工后的成品统称为食物。食品必须具备的两个基本要素：一是具有营养价值，即被食用并经代谢以后，或构成机体组织，或供给机体能量，或调节机体生理机能；二是对人体安全无害。2.食品的组成 绪言 二、食品生物化学的主要研究内容 研 究 食 品 原 料 及 其 成 品 的 化 学 组 成 和 性 质，食 品 原 料 及 其 成 品 在 加 工、生产、包 装、储 运 和 销 售，食 用 和 消 化 过 程 中 发 生 的 化 学、生 物 化 学 等 变 化，以 及 这 些 变 化 对 食 品 的 感 官 质 量、营 养 价 值、卫 生 安 全、吸 收 利 用 的 影 响，是食品生物化学的主要任务。食品生物化学是食品科学体系中很重要的一门基础学科。三、食品生物化学的学习方法 1.明确课程知识体系与内容编排特点 2.注重基础知识的掌握并善于归纳总结 3.注重理论联系实际 第一章 水、矿物质 本章内容提要：第一节水 食品及其原料中的水；水分活度；新陈代谢基本过程与水在人体内的代谢 第二节矿物质概述 矿 物 质 的 分 类；矿 物 质 在 各 类 食 品 原 料 中 的 存 在；矿 物 质 的 主 要 性 质 及其对食品的影响；矿物质的基本代谢过程 第三节重要的矿物质 常量元素；微量元素 思考与练习 实训操作 一、食品及其原料中的水 1.食品及其原料中水的存在状态 （1）游离态 （2）凝胶态 （3）水合态 （4）表面吸附态 2.食品及其原料中水的分类 （1）自由水 （2）结合水 注意自由水和结合水对食品品质的影响 二、水分活度 1.水分活度的计算、测定 （1）计算方法一 食品中水分的活度（简称水分活度），等于同一温度下食品中的水产生的水蒸气压即食品的水蒸气分压与纯水的最大水蒸气压也称纯水的饱和水蒸气压之比，即 Aw=p/p0 Aw水分活度；p食品的水蒸气分压；p0同温度下纯水的最大水蒸气压。（2）计算方法二 食品的水分活度可以用平衡相对湿度（ERH）来表示：食品的水分活度在数值上等于食品的平衡相对湿度值除以100，即Aw=ERH/100 ERH平衡相对湿度，即物料既不吸湿也不散湿时的大气（空气）相对湿度。（3）水分活度的测定 水分活度一般都是通过仪器测定的。检验水分活度的仪器主要有电湿度计、附敏感器的湿动仪、水分活度测定仪等。下图为Aw3型智能水分活度测定仪。第一节 水 点击输入正文水分活度测定仪 2.水分活度与含水量的关系水分活度与含水量的关系 以水分活度为横坐标，以每g干物质中水分含量（g/g干物质）为纵坐标，描绘在某温度下的水分活度与含水量的关系，得到水分活度曲线，从中可见水分活度与含水量的关系。3.水分活度对食品品质的影响 （1）水分活度对干燥和半干燥食品品质的影响 （2）水分活度对微生物生长繁殖的影响 （3）水分活度对食品中酶促反应（通过酶催化的反应）的影响 （4）水分活度对食品中非酶促反应的影响 三、新陈代谢的基本过程与水在人体内的代谢 1.新陈代谢的基本过程 （1）广义的新陈代谢基本过程 机体从外界摄取营养物质，经过一系列变化，转变成机体的一部分，并且储存能量的过程，称为同化作用。根据生物体在同化作用中是否能够利用无机物制造有机物，将同化作用分为自养型和异养型。同化作用发生的同时，体内的一部分物质不断分解，同时释放出能量，并且把分解所产生的废物排出体外，这一过程称为异化作用。根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况，将异化作用分为需氧型和厌氧型。广义的新陈代谢过程，就是生物体与外界环境之间物质和能量的交换以及生物体内物质和能量的转变过程。（2）人体新陈代谢基本过程 人从摄食活动开始，一直到最终的排泄过程中，发生在机体内的一切物理、化学、生物化学的变化。细胞外代谢；细胞内代谢也称中间代谢分解代谢和合成代谢。人体新陈代谢过程示意图a消化系统b呼吸系统c泌尿系统 （1）水的吸收 （2）水的中间代谢 （3）人体内水的代谢平衡 体内水分由三种来源供给；体内水分的排出有四种途径。（4）食品成分与体内水平衡的关系 人体内水代谢过程示意图 2.水在人体内的代谢 一、矿物质的分类一、矿物质的分类 1.根据矿物质在人体内含量和人体对膳食中矿物质需要量 常量元素、微量元素 2.根据矿物质与人体营养需要的关系 必需元素、非必需元素、作用尚未确定的元素、有毒元素 3.根据矿物质代谢后的酸碱性 酸性矿物质、碱性矿物质 二、矿物质在各类食品原料中的存在二、矿物质在各类食品原料中的存在 1.动物性食品原料中的矿物质 2.植物性食品原料中的矿物质 3.食用菌类食品原料中的矿物质 4.影响食品及其原料中矿物质成分的因素 （1）影响动物性食品原料矿物质成分的因素 （2）影响植物性食品原料矿物质成分的因素 （3）加工对食品中矿物质成分的影响 三、矿物质的主要性质及其对食品的影响三、矿物质的主要性质及其对食品的影响 1.矿物质的酸碱性 酸性食物、碱性食物 2.矿物质的氧化还原性 3.矿物质的性质对食品稳定性的影响 四、矿物质的基本代谢过程四、矿物质的基本代谢过程 1.矿物质的吸收 2.矿物质的中间代谢 第二节矿物质概述 一、常量元素一、常量元素 人体需要的常量元素主要包括钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫七种。1.钙（calcium）钙是人体内含量最多的矿物质元素，钙在人体内的代谢见下图。2.磷（phosphorus）3.钠（sodium）、钾（potassium）、氯（chlorine）4.镁（magnesium）第三节重要的矿物质 1.铁（iron）（1）铁的存在 （2）铁的代谢 铁在人体内的代谢见下图 2.碘（iodine）3.锌（zinc）4.硒（selenium）5.铜（copper）6.氟（fluorine）7.铬（chromium）思考与练习思考与练习 实训操作实训操作 实训一 用水分活度测定仪测定食品原料中的水分活度 实训二 豆腐的酸碱性测定与豆腐中钙质的检验 二、微量元素第二章第二章 脂类脂类 本章内容提要本章内容提要：第一节脂类的分类与存在第一节脂类的分类与存在 脂类的分类、脂类在各类食品原料中的存在 第二节食用油脂的性质及其应用第二节食用油脂的性质及其应用 食用油脂的物理性质及其对油脂品质的影响、食用油脂的化学性质及其对油脂品质的影响、食用油脂在食品加工中的作用 第三节类脂第三节类脂 磷脂；固醇、胆固醇和类固醇 第四节脂类的代谢第四节脂类的代谢 脂类的消化和吸收、脂的转运、脂肪的储存与分解、磷脂的中间代谢、人体内胆固醇的转化 思考与练习思考与练习 实训操作实训操作 实训四实训四 动、植物油脂中不饱和脂肪酸的比较动、植物油脂中不饱和脂肪酸的比较 第一节脂类的分类与存在第一节脂类的分类与存在 说明（新课引入）说明（新课引入）酯与脂 酯是羧酸中的羟基和醇中羟基上的氢发生脱水反应生成的有机物。酯的通式为RCOOR-，其中R、R-代表烃基，R和R-可以相同也可以不同。脂是酯的一个类别。一、脂类的分类一、脂类的分类 1.根据脂类化学结构的不同对脂类进行分类根据脂类化学结构的不同对脂类进行分类 根据化学结构不同，将脂类分为脂和类脂，脂和类脂统称为脂类脂和类脂统称为脂类。（1）脂 脂是由羧酸中的脂肪酸和醇中的丙三醇（俗称甘油）发生脱水反应所生成的酯的一个类别。式中R1、R2、R3表示烃基，可以相同也可以不相同；生成的脂也称为脂肪酸甘油酯、三脂酰甘油、甘油三酰酯、甘油酯。（2）类脂 有一类物质，就化学结构而言，它们和脂本不属于一类物质，但由于它们的性能诸如溶解性、生理功能、代谢过程和脂相似且存在着密切联系，所以，食品科学中将它们统称为类似于脂类的物质，即类脂。2.根据组成脂类的成分不同对脂类进行分类根据组成脂类的成分不同对脂类进行分类 （1）单纯脂单纯脂是仅由脂肪酸和醇所形成的脂，又称简单脂，主要包括油脂和蜡。油脂：脂有固态和液态两种存在状态，所以，通常将脂称为油脂。依据不同的分类方法，油脂又可以分为不同的类别。例如，根据油脂来源分为植物油脂和动物油脂两大类；根据油脂的结构可以分成甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯；按油脂中亚油酸含量，可把油脂分为低亚油酸含量油脂（15以下）、中亚油酸含量油脂（1535）、高亚油酸含量油脂（3565）。蜡：蜡是由高级脂肪酸与高级一元醇所生成的高级脂类物质。天然的动植物蜡，是许多高级脂和少量的游离高级脂肪酸、高级饱和醇和高级饱和脂肪烃的混合物。（2）复合脂 复合脂是由脂和非脂性成分组成的脂类化合物，主要包括磷脂、糖脂、蛋白脂（也称脂蛋白）等。（3）衍生脂 笼统地讲，简单脂和复合脂以外的脂类属于衍生脂。诸如胡萝卜素类物质和固醇类物质。胡萝卜素类是胡萝卜素和类似于胡萝卜素的物质即类胡萝卜素的总称；有关固醇类的概念解释见本章“类脂”一节。单纯脂、复合脂、衍生脂统称脂类。二、脂类在各类食品原料中的存在二、脂类在各类食品原料中的存在 1.动物性食品原料中的脂类动物性食品原料中的脂类 一般家畜体内脂肪含量为1022，肥育阶段可高达30以上；蛋类中的脂类含量约占1115；牛乳中除了含有称为真脂的脂肪外，还含有少量的磷脂以及游离的脂肪酸等脂类物质，这些成分合起来称为乳脂质；鱼贝类脂肪物质的主要成分一般均为甘油三酸酯，鱼贝类脂肪的含量随季节、鱼龄有很大的变化。2.植物性食品原料中的脂类植物性食品原料中的脂类 花生中脂类含量为4355；大豆中脂类主要包括油脂、磷脂、不皂化物；玉米籽粒中不饱和脂肪酸是精米精面的45倍，主要是油酸和亚油酸；面粉中的脂类含量很少；大米中含有油酸45、亚油酸30、棕榈酸20，其余为花生酸、豆蔻酸等；马铃薯中含有约0.040.94的脂类物质。3.食用菌中的脂类食用菌中的脂类 食用菌中的脂类物质包括脂肪和类脂。各类食用菌中脂类含量最多可占其干重的8。食用菌中的脂类与植物油类似，含有较多的不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸等，具有较高的利用价值。4.生物体中的蜡生物体中的蜡 很多植物的叶、茎、果实的表皮都覆盖着一层很薄的蜡质，很多动物的表皮和甲壳也常有蜡层保护，鱼油和某些植物油中含约0.02以下的蜡。第二节食用油脂的性质及其应用第二节食用油脂的性质及其应用 一、食用油脂的物理性质及其对油脂品质的影响一、食用油脂的物理性质及其对油脂品质的影响 1.色泽和气味色泽和气味 纯净的油脂是无色透明的，天然油脂之所以带有颜色往往与油脂溶有色素物质有关。纯净的油脂是没有特殊气味的，但实用中的各种天然油脂都有其固有的气味，除了极少数是由低级脂肪酸构成的油脂引起外，一般是由所含的特殊非脂成分引起的。2.相对密度相对密度 除个别品种外，油脂的相对密度都小于1。3.油性和黏稠度油性和黏稠度 油性是评价油脂形成薄膜的能力的指标，油脂的黏稠度是评价油脂分子流动性的指标，油脂可以为菜肴提供滑腻的口感，这是由油脂具有的适当的黏稠度和油性决定的。4.溶解性和乳化溶解性和乳化 油脂不溶于水，能溶于有机溶剂如丙酮、苯乙醚等。在有乳化剂的情况下，脂肪可与水发生乳化作用形成乳化液，也即乳浊液。5.熔点和凝固点、沸点熔点和凝固点、沸点 天然油脂不会像单纯有机化合物那样具有敏锐的熔点和凝固点，仅有一定的熔点和凝固点范围，也没有确切的沸点，一般在180200。6.发烟点、闪点与燃点发烟点、闪点与燃点 发烟点是指油脂在避免通风并备用特殊照明实验装置中觉察到冒烟时的最低加热温度，油脂大量冒烟的温度通常略高于油脂发烟点；闪点是指油脂的挥发物与明火瞬时发生火花，但又熄灭时的最低温度；油脂燃点是指油脂挥发物可以维持连续燃烧5s以上的温度。二、食用油脂的化学性质及其对油脂品质的影响二、食用油脂的化学性质及其对油脂品质的影响 1.水解和皂化水解和皂化 （1）油脂的水解油脂在酸、碱、脂酶或加热的条件下都会发生水解，生成甘油、游离脂肪酸或脂肪酸盐。这个反应在酸水解条件下是可逆的，已经水解的甘油与游离脂肪酸可再次结合生成一脂肪酸甘油酯、二脂肪酸甘油酯。动物屠宰后，动物组织中的脂肪才通过酶的作用能生成游离的脂肪酸；在收获的成熟的油料种子中的油，已经有相当数量的水解，产生了大量的游离脂肪酸。油脂的水解反应在食品加工中对食品质量既有积极的影响也有消极的影响。（2）油脂的皂化在碱性条件下油脂水解反应不可逆，水解出的游离脂肪酸与碱结合生成脂肪酸盐即肥皂，故把脂肪在碱性溶液中的水解称为皂化反应，生成的产物称皂化物，未皂化残留成分称为不皂化物，主要为固醇类、胡萝卜素类、植物色素及生育酚类物质。2.加成反应加成反应 油脂中含有不饱和脂肪酸时，不饱和的碳碳双键比较活泼，在一定条件在一定条件下可以破裂其中一个，其他物质的原子或者原子团可以与断裂一个键以后的两个碳原子结合，这样发生的反应称为加成反应。（1）卤化元素周期表中第七主族的元素即卤素，其中的氯、溴、碘可以加入到脂肪分子中的不饱和双键上，这种作用称为卤化。碘价；干性油、不干性油。（2）氢化脂肪在催化剂（如铂）存在下在不饱和键上加氢的反应称氢化。CH CH+H2 CH2CH2 油脂工业常利用其与H2的加成反应氢化反应对植物油进行改性。3.油脂的酸败油脂的酸败 油脂及含油食品如果较长时间暴露在空气中，部分脂肪被水解，产生自由的脂肪酸和醛类，某些低分子的自由脂肪酸（如丁酸）和醛类都具有酸臭味，这种现象称为油脂的酸败（哈败）。酸价：中和1g油脂所含的自由酸所需要的氢氧化钠的质量（mg）。（1）油脂酸败类型 水解型酸败；酮酸酸败；氧化型酸败（油脂自动氧化）（2）油脂酸败原因 油脂脂肪酸组成、温度、光线、氧气、抗氧化剂、金属。4.热变性与老化热变性与老化 在高温下油脂发生的一系列物理、化学变化，叫做油脂的热变性。油脂热变性过程中发生聚合、水解、分解、挥发等各种复杂的物理、化学变化。这些变化的结果，使油脂产生增稠、颜色变暗、分解、泡沫增多等现象。由于油脂的热变性导致油脂的质量劣化的现象称作油脂的老化。老化后的油脂不仅外观质量劣化，如色泽加深、发烟点下降、出现泡沫样油泛、黏度增大、产生异味等，而且内部会产生很多有毒物质。影响油脂老化的因素以及防止油脂老化的措施：油脂的种类、油温、与氧气的接触面积、金属催化剂、油炸物的水分含量、加工方式。5.酯交换反应酯交换反应 油脂的酯交换反应，是指甘油三酯上的脂肪酸残基在相同分子间及不同分子间进行交换，生成新的甘油三酯的过程。工业上在较高温度（200）下将脂肪加热较长时间，可以完成酯交换。6.电离辐射电离辐射 辐射能对肉和肉制品杀菌，能延长冷藏新鲜鱼、鸡、水果以及蔬菜的货架期，防止马铃薯和洋葱发芽，杀死调味料、谷物、豌豆以及菜豆中的昆虫。可见，食品辐射的主要目的是延长食品的保存期。但是必须控制处理条件，使化学变化的性质与程度不会影响食品的卫生与质量。三、食用油脂在食品加工中的作用三、食用油脂在食品加工中的作用 1.油脂的热传导作用油脂的热传导作用 有许多加工方法都是以油作为传热介质的。油受热后不仅油温上升快，而且上升幅度也较大，产生高温。2.油脂的呈色作用油脂的呈色作用 第一，不同种类的油脂具有不同的颜色，恰当地利用油的本身色泽，能起到色味俱佳的效果。第二，将要在“糖类”一章中学习的焦糖化反应和美拉德反应是动物性原料和挂糊、上浆的食品形成诱人色泽的主要途径。3.油脂的保温作用油脂的保温作用 在含汤汁的食品中，食用油脂能够在液面扩散形成一层薄厚均匀的致密油膜，阻止因水分蒸发而散失的热量。4.油脂的溶剂作用油脂的溶剂作用 油脂是一种极好的有机溶剂，能溶解一些脂溶性维生素、香气物质和滋味物质。5.油脂的起酥作用油脂的起酥作用 6.油膜油膜及其利用及其利用第三节类脂第三节类脂 一、磷脂一、磷脂 1.磷脂的组成与分类磷脂的组成与分类 磷脂，因分子中含有磷酸根而得名。磷脂按其组成中醇基部分种类的不同，可分为甘油磷脂和非甘油磷脂两类，对食品而言，以甘油磷脂最为重要，主要包括卵磷脂、脑磷脂、心磷脂。2.磷脂的性质与作用磷脂的性质与作用 磷脂具有良好的乳化性和吸水性，在食品加工中是良好的乳化剂和吸水剂。磷脂暴露在空气中极易被氧化变色，且产生异味，加热会促进其变化。用未精炼过的油脂煎炸食品时，油脂中的磷脂受热，易起泡和降低油脂的发烟点。磷脂在人体中对钙质的吸收以及物质代谢都有重要作用，对儿童的智力发育也是不可缺少的营养物质，是重要的食品营养添加剂。二、固醇、胆固醇和类固醇二、固醇、胆固醇和类固醇 1.甾族化合物、固醇及其衍生物甾族化合物、固醇及其衍生物 甾族化合物如右图所示，其菲环上的氢被羟基取代后的产物称为甾醇，由于甾醇一般成固态，所以俗称固醇。固醇衍生物种类很多。2.胆固醇胆固醇 胆固醇是脊椎动物体内存在的固醇，是一种略带微黄色的无色结晶，熔点148，在高真空条件下可以升华，微溶于水，易溶于热乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂中。胆固醇的化学性质相当稳定，基本不受酸、碱、热等加工因素的影响。胆固醇是食品中对人体健康影响最大的固醇。含胆固醇较少的食品原料主要是猪、牛、羊的瘦肉，奶类，除河虾、虾皮、蟹子、鱿鱼以外的水产类。3.类固醇类固醇 生物体中有许多结构和性质与固醇类似的物质，称之为类固醇，如胆汁酸、类固醇激素、某些生物碱等。固醇和类固醇统称为固醇类。胆汁酸简介：（参见教材60页）第四节脂类的代谢第四节脂类的代谢 一、脂类的消化和吸收一、脂类的消化和吸收 1.物理消化物理消化 人体口腔和胃中没有消化脂类的酶，它经口腔和胃后只能通过形成脂类乳糜.2.生物化学消化生物化学消化 脂类乳糜进入十二指肠后，刺激胰脏分泌脂酶，除了甘油三酯脂肪酶以外，还有磷脂酶和胆固醇脂酶，通过脂酶进行脂类生物化学消化。消化过程的实质就是酶促水解的过程。食物中的脂类经生物化学消化后，生成甘油一酯、脂肪酸、甘油、溶血磷脂及胆固醇等，以甘油和脂肪酸为主。3.脂类的吸收脂类的吸收 以甘油和脂肪酸为主的产物，由小肠绒毛的毛细淋巴管吸收。二、脂的二、脂的合成和合成和转运转运 由小肠绒毛的毛细淋巴管吸收的甘油和脂肪酸，靠酶的作用重新酯 化成含甘油三酯的乳糜微粒，再经淋巴系统进入血液。部分甘油及中、短链脂肪酸吸收入小肠绒毛的毛细淋巴管后，也可以直接通过门静脉进入血液。生物体内的甘油和脂肪酸不能直接反应，它们需要首先转化为两种前体物质，即磷酸甘油和脂酰辅酶A（脂酰CoA），然后再进行合成。此外，人体在脂肪的代谢过程中，还会自身合成脂肪酸。三、脂肪的储存与分解三、脂肪的储存与分解 进入血液中的脂，随着血液运输到全身各组织器官中，在各组织器官中主要发生两种变化。1.脂的储存脂的储存 以脂肪组织的形式，在皮下结缔组织、腹腔大网膜和肠系膜等处储存起来。2.脂的分解脂的分解 在肝脏和肌肉等处脂再度分解成为甘油和脂肪酸。（1）甘油的转化 （2）脂肪酸的氧化 不饱和脂肪酸的氧化和饱和脂肪酸的氧化基本一样，但是需要其他的酶存在。四、磷脂的中间代谢四、磷脂的中间代谢 1.甘油磷脂的代谢甘油磷脂的代谢 2.鞘磷脂的代谢鞘磷脂的代谢 五、人体内胆固醇的转化五、人体内胆固醇的转化 人类既能够吸收利用食物中的胆固醇，也能自行合成一部分胆固醇，体内胆固醇合成量受膳食胆固醇量的影响。胆固醇还是转化成类固醇激素的原料。思考与练习思考与练习 实操训练实操训练 实训四实训四 动植物油脂中动植物油脂中 不饱和脂肪酸的比较不饱和脂肪酸的比较第三章第三章 糖类糖类本章内容提要：第一节糖类的概念、分类和存在 糖类概念的含义、糖类的分类、糖类在各类食品原料中的存在 第二节糖类的性质及其应用 糖类的物理性质及其应用、糖类的化学性质及其应用 第三节重要的单糖 丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖 第四节重要的低聚糖 二糖（双糖）、功能性低聚糖 第五节淀粉和纤维素 淀粉、纤维素 第六节 其他重要的多糖 植物胶、多聚葡萄糖、糊精、微生物多糖；膳食纤维；糖原 第七节重要的衍生糖 脱氧核糖、糖醇、酸性糖、糖胺 第八节重要的结合糖 糖脂、糖蛋白、氨基多糖 第九节糖类的代谢 糖类的消化和吸收、糖类的中间代谢、糖异生途径、血糖及其调节 思考与练习 实训操作 实训五 葡萄糖和蔗糖的化学性质第一节糖类的概念、分类和存在第一节糖类的概念、分类和存在 一、糖类概念的含义 糖类是多羟基醛和多羟基酮以及它们的衍生物的总称，包括糖和类似于糖的物质（类糖）。在生活和营养学中，习惯将糖类称为“碳水化合物”。二、糖类的分类 本课程主要根据糖类的化学组成介绍糖类的分类。1.单糖 组成和结构最简单的糖类物质，是不能再水解的多羟基醛或多羟基酮，是构成复杂糖类的单体。根据分子中碳原子数目，单糖依次分为丙糖（3个C）、丁糖（4个C）、戊糖（5个C）、己糖（6个C）及庚糖（7个C）。最重要的单糖是葡萄糖和果糖。2.低聚糖（寡糖）低聚糖是由210个单糖分子脱水缩合而成的糖类。由单一成分单糖脱水缩合形成的低聚糖称为同低聚糖（均低聚糖），如麦芽糖和海藻糖均由葡萄糖形成。由两种以上单糖脱水缩合形成的低聚糖称为杂低聚糖，如蔗糖由葡萄糖和果糖形成，棉子糖由葡萄糖、果糖和半乳糖组成。3.多糖 多糖又称多聚糖，是指由10个以上单糖分子脱水缩合生成的糖类，其中淀粉、纤维素、糖原等最为重要。根据多糖的组成可分为同多糖（纯多糖或均一多糖）和杂多糖（不均一多糖）。4.衍生糖 衍生糖是指单糖衍生物。组成脱氧核糖核酸的脱氧核糖，就是一种衍生糖。5.结合糖 结合糖又称为复合糖，是指糖类和非糖成分结合生成的化合物，包括糖脂、糖蛋白等。三、糖类在各类食品原料中的存在 1.动物性食品原料中的糖类 糖类在动物组织中含量很少，主要以糖原的形式存在。蛋类物质含糖类较少，约为13；乳糖是哺乳动物乳汁中特有糖类，牛乳中约含有4.64.7的乳糖。2.植物性食品原料中的糖类 小麦、大米、玉米、马铃薯中主要含有淀粉多糖；大豆、花生主要含有非淀粉糖类物质；蔬菜、水果所含糖类包括可溶性糖、淀粉及膳食纤维；海藻中的糖类变化较大，依种类不同其组成有很大差别，且每种海藻均有其独特成分。3.食用菌中的糖类 糖类在食用菌中一般占干重的5070。在食用菌含有的糖类物质中，没有淀粉，含量最多的是膳食纤维如壳多糖（也称为真菌甲壳素）。食用菌中还含有糖原，这是其他非动物性食品原料不具备的。第二节糖类的性质及其应用第二节糖类的性质及其应用 一、糖类的物理性质及其应用 1.相对甜度 甜味的高低程度称为甜度。一般把蔗糖的甜度设为1，以此为标准，其他糖类与蔗糖相比，得到的相对值即为各种糖的相对甜度。糖类在固态和液态时甜度往往大不相同，不同糖类混合使用时，有提高甜度的效果。2.吸湿性和保湿性 吸湿性是指糖类在空气湿度较大的情况下吸收水分的性质；保湿性是指糖类在较低空气湿度时保持水分的性质。凡是能溶于水的糖类都具有吸湿性，不同种类的糖吸湿性不同。转化糖如葡萄糖氢化后生成山梨糖醇，具有良好的保湿性；果葡糖浆也具有良好的保湿性。3.糖类的溶解性 糖类的溶解度随温度升高而增大。4.糖类的黏度 一般来讲，黏度与分子体积大小成正比关系。5.糖类的结晶性质 不同种类的糖类结晶性不同：果糖较难结晶；葡萄糖易结晶，但晶体细小；蔗糖极易结晶，且晶体很大；淀粉糖浆不能结晶，还能防止蔗糖结晶。6.糖类溶液的有关物理性质 （1）糖类溶液冰点降低 （2）糖类溶液溶解氧的能力降低 （3）渗透压任何溶液都有渗透压，在相同浓度下，溶质相对分子质量越小，分子数目就越多，渗透压也越大。二、糖类的化学性质及其应用 1.聚合反应 稀酸在较高温度下会使单糖分子发生聚合反应生成二糖，当聚合反应程度高时，还可以生成三糖和其他低聚糖。糖类的浓度对糖类的聚合反应影响很大。糖类的浓度越高，聚合的程度越大。不同种类的酸对此聚合反应的催化能力也不同。聚合反应对酸法水解淀粉生产葡萄糖的影响。2.氧化反应 糖类中的醛基在不同氧化条件下被氧化，可生成不同的产物。在弱氧化剂如碱性溴水作用下，葡萄糖可形成葡萄糖酸，葡萄糖酸可与钙离子形成葡萄糖酸钙，葡萄糖酸钙可作为补钙剂；硝酸银的氨溶液、氢氧化铜溶液（斐林试剂）都可以氧化葡萄糖，发生银镜反应，用于制镜业，发生铜镜反应，广泛用于糖类的定性、定量测定中。3.还原反应 糖类中的羰基在还原剂如硼氢化钠或在一定压力与催化剂镍存在的情况下，加氢还原成羟基，形成糖醇。4.水解与脱水 在酸或酶的催化下，低聚糖或多糖与水发生反应生成单糖，称为糖的水解。5.酯化与醚化 糖类分子中的羟基与酸反应生成酯。这样的反应在生物体外是难以进行的，但在生物体内由于有ATP提供能量，从而使此反应易于进行。糖类中的羟基除了形成酯外，还能形成醚，但不如天然存在的酯类多。6.成苷反应 糖类在酸性条件下与醇发生反应，脱水后生成的产品称为糖苷。7.非酶褐变反应 （1）羰氨反应含有羰基的糖类分子中的羰基，能与氨基酸、蛋白质、胺等含氨基的化合物分子中的氨基反应，产生具有特殊气味的棕褐色产物，即形成褐色色素，称之为羰氨反应。羰氨反应是由法国著名科学家美拉（Maillard）发现的，所以也称美拉德反应。它是食品在加热或长期储存后发生褐变的主要原因。（2）焦糖化反应糖类在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上，也会发生褐变现象，这种作用称为非酶褐变，也称焦糖化反应。8.异构化反应 在弱碱作用下，葡萄糖、果糖和甘露糖可互相转化，称为糖的异构化。动物体内，在酶的作用下也可进行类似的反应。9.发酵性 有几种糖类可被酵母、细菌、霉菌所产生的酶作用而发酵。各种糖类的发酵速度是不相同的。酵母菌不能使多糖发酵。第三节重要的单糖第三节重要的单糖 一、丙糖 含3个碳原子的单糖称为丙糖，它们是最简单的糖。二、丁糖 含4个碳原子的单糖称丁糖。三、戊糖 戊糖在自然界中分布很广，但含量很低。L-阿拉伯糖、D-木糖、D-核糖是三种实际上最普遍也最主要的戊糖。四、己糖 在生物体中常见的己糖有D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖、D-半乳糖等几种，包括山梨糖在内的其他己糖只是偶见。五、庚糖 自然界存在的庚糖主要有D-甘露庚酮糖、D-景天庚酮糖，是自然界中已知碳链最长的单糖。第四节重要的低聚糖第四节重要的低聚糖 一、二糖（双糖）1.麦芽糖 淀粉经-淀粉酶水解得麦芽糖。发芽大麦芽中含有这种-淀粉酶，作用于淀粉而得麦芽糖。为白色针状结晶，具有一定黏度，流动性好，有亮度。麦芽糖含一分子结晶水，熔点为160165，易溶于水而微溶于乙醇。麦芽糖甜度仅为蔗糖的46。麦芽糖是典型的还原性糖，具有单糖的某些性质，诸如成苷和氧化还原反应等；麦芽糖也是可发酵性糖，利用大麦芽中的淀粉酶，可使淀粉水解为糊精和麦芽糖的混合物，其中麦芽糖占1/3，这种混合物称为饴糖。2.异麦芽糖 葡萄糖受酸和热作用发生聚合反应生成异麦芽糖，它是麦芽糖的异构体。游离异麦芽糖不存在于自然界，它是支链淀粉、糖原、多糖的组成部分。异麦芽糖也是还原性二糖；异麦芽糖不能被酵母发酵。3.蔗糖 蔗糖是植物中存在最广泛的低聚糖，在许多植物的茎、根、籽、果、叶中存在游离蔗糖，日常食用的白砂糖、绵砂糖、冰糖的主要成分均是蔗糖。蔗糖溶液在过饱和时，能够再结晶；蔗糖若与转化糖浆一起熬制，只能形成非结晶态的无定形态即玻璃体。蔗糖是一种典型的非还原性二糖。蔗糖可被强碱破坏；蔗糖在稀酸或酶的作用下会水解，生成等量的D-葡萄糖和D-果糖混合物，这种混合物叫做转化糖。4.乳糖 乳糖是哺乳动物乳汁中的主要糖分。乳糖为白色结晶，在水中的溶解度较小，其相对甜度仅为蔗糖的1/6。乳糖不能被酵母菌发酵，但能在乳酸菌的作用下发酵产生乳酸，把乳糖转换成乳酸，这也是酸奶形成的依据。乳糖容易吸收香气成分和色素，故可用它来传递这些物质。乳糖可被小肠内的乳糖酶水解成D-葡萄糖与D-半乳糖，而后被小肠吸收。如果缺少乳糖酶，未被消化的乳糖进入大肠，经厌氧微生物发酵成乳酸或其他短链脂肪酸。二、功能性低聚糖 功能性低聚糖是具有特殊保健功能的低聚糖，它是近年来国际上颇为流行的一类有营养保健功能的糖类，它作为功能食品的基料，应用到各种保健营养补品和食品工业中。例如，低聚果糖、低聚木糖、甲壳低聚糖、低聚麦芽糖、低聚蔗糖、大豆低聚糖、牛乳低聚糖等。其中，低聚果糖是由蔗糖和果糖结合而成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖组成的混合物；低聚木糖产品的主要成分为木糖、木二糖、木三糖及少量木三糖以上的木聚糖；甲壳低聚糖呈阳离子性质，在酸性溶液中易成盐。随着游离氨基含量的增加，其氨基特性愈显著，这是甲壳低聚糖的独特性质。第五节淀粉和纤维素第五节淀粉和纤维素 一、淀粉一、淀粉 1.淀粉的存在 植物借光合作用合成葡萄糖并将其转化为淀粉，以淀粉粒的形式沉积于细胞中。淀粉广泛存在于许多植物中，农作物的淀粉含量因作物品种、生长条件及生长期不同而变化。2.淀粉的分类和结构 根据分子结构的特点，可将淀粉分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉又称胶性淀粉，它是左手螺旋的线形大分子；支链淀粉与直链淀粉相比，具有高度分支结构，且所含葡萄糖单位要多得多。3.淀粉的性质 （1）淀粉颗粒的外观与密度 （2）直链淀粉与支链淀粉的水溶性 （3）淀粉的溶胀和糊化 （4）淀粉的黏度 （5）淀粉的老化 （6）淀粉的水解 （7）淀粉与碘的显色反应 4.改性淀粉 天然淀粉经过适当的处理，可使它的物理性质发生改变，以适应特定的需要，这种淀粉称为改性淀粉。例如，酸性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、交联淀粉、可溶性淀粉等。二、纤维素 植物细胞壁组成成分包括纤维素、半纤维素、木质素（非多糖）。1.纤维素的结构、性质及其应用 纤维素的结构类似于直链淀粉，纤维素分子的链和链之间借助于分子间作用拧成像绳索状的结构，有良好的机械程度和化学稳定性，在植物体内起着支撑的作用。纤维素为白色，不溶于水，极难溶于一般有机溶剂，但吸水膨胀；纤维素在Cu(OH)2/NH3、ZnCl2/HCl、NaOH和CS2中，可形成黏稠的溶胶，利用这些性质可制造各种人造丝。纤维素性质稳定，无还原性，比淀粉难水解，水解一般需要在浓酸中或用稀酸在加压条件下进行，产物是纤维四糖、纤维三糖，最终产物是D-葡萄糖和纤维二糖。纤维素与人的消化；纤维素与动物的消化；纤维素与土壤增肥。2.改性纤维素 天然纤维素经过适当处理，改变其原有性质以适应特殊需要，称为改性纤维素，用于制备纤维素食物胶。例如，甲基纤维素、羧甲基纤维素、微晶纤维素。3.半纤维素 半纤维素是由多种单糖聚合组成的一类杂质多糖，大部分为不可溶性，在谷类中可溶的半纤维素被称为戊聚糖。在某些动物大肠内，半纤维素比纤维素易于被细菌分解。第六节第六节 其他重要的多糖其他重要的多糖 一、植物胶、多聚葡萄糖、糊精、微生物多糖 1.植物胶 （1）果胶 果胶是典型的植物多糖，是一种无定形物质，其特点是可形成凝胶和胶冻，在热溶液中溶解，在酸性溶液中遇热形成胶态。未成熟的果实细胞含有大量原果胶。（2）琼胶 琼胶又称琼脂，俗称洋菜，是红藻类细胞的黏质成分。琼脂是糖琼胶及胶琼胶的混合物。（3）卡拉胶 卡拉胶也称鹿角菜胶或鹿角藻胶，是红藻中提取的天然多糖植物胶。（4）食品工业中常用的其他植物胶 阿拉伯胶、黄芪胶、褐藻酸、瓜尔豆胶和角豆胶。2.多聚葡萄糖 这类多糖主要是D-葡萄糖相互缩合而成的，如香菇多糖、茯苓多糖。3.糊精 糊精中最典型的是环状糊精，又称环糊精（CD），是由淀粉在软化芽孢杆菌或其酶作用下制得的，它能改善食品的风味、用作乳化剂和起泡促进剂、作为香辛料和色素的稳定剂、保护食品的营养成分。4.微生物多糖 右旋糖酐、黄杆菌多糖胶（黄杆菌胶、黄原胶）。二、膳食纤维 在人类食物中，除了纤维素以外，还有一些不能被人类胃肠道中的消化酶所消化，因此不能被人体吸收的多糖，如半纤维素、果胶、琼脂、树胶、海藻多糖等。虽然它们不能被人体吸收，但是它们对人体确实起着某些特殊作用，因此它们有着特殊的生理功能（如上面讲到的纤维素的通便作用），将食物中这些不能被人体吸收的多糖统称为膳食纤维。由于大多数膳食纤维都是非淀粉类多糖，因此膳食纤维又称为非淀粉类多糖。木质素虽然也是组成细胞壁的成分之一，因此往往也是组成膳食纤维的成分之一，但是它不能被吸收。近年来，又将某些不被人体分解的抗性淀粉、抗性低聚糖、氨基多糖（甲壳素）也列入膳食纤维的类别中，有些资料还把膳食纤维列为除水、矿物质、脂类、糖类、蛋白质、维生素类以外的第七大营养素，其实后者是不严谨的，因为膳食纤维对人体的营养作用微乎其微。三、糖原 糖原是动物体中储藏的多糖，在肝脏和肌肉中含量较高，称为动物淀粉。糖原的结构与支链淀粉相似。糖原可溶于凉水，与碘呈红色、棕色或紫色。肝脏中糖原可分解后进入血液，供身体各部分物质和能量的需要。肌肉中的糖原是肌肉收缩所需能量的来源。第七节重要的衍生糖第七节重要的衍生糖 一、脱氧核糖（deoxyribose）脱氧核糖全称D-2-脱氧核糖，是脱氧单糖中重要的一种。二、糖醇 1.糖醇的性质和作用 糖醇是单糖还原后的产物，广泛存在于生物界特别是植物中。糖醇溶于水及乙醇，较稳定，有甜味，不能还原斐林试剂。在食品工业上，糖醇是重要的甜味剂和湿润剂，如木糖醇、山梨醇、麦芽糖醇、甘露醇等，这几种糖醇既可以从天然物质中提取，也可以人工合成。此外，还有D-核醇、肌醇也是比较重要的糖醇。三、酸性糖 酸性糖主要有糖酸、糖醛酸。醛糖中的醛基被氧化的产物称为糖酸，葡萄糖酸能与钙、铁等离子形成可溶性盐类，易被吸收，其中葡萄糖酸钙可用于消除过敏、补充钙质。此外，葡萄糖酸还可作为大豆蛋白凝聚剂用于制作豆腐。抗坏血酸也称维生素C，是一种重要的糖酸。最常见的糖醛酸是葡萄糖醛酸，它是肝脏内的一种解毒剂。四、糖胺 糖胺是单糖分子中一个羟基为氨基所代替后生成的衍生糖。糖胺常以结合状态存在，自然界中存在的都是己糖胺，常见的是D-葡萄糖胺，它存在于几丁质（即壳多糖）和黏液酸中。半乳糖胺是软骨组成成分软骨酸的水解产物。第八节重要的结合糖第八节重要的结合糖 一、糖脂 糖脂是糖类和脂类形成的结合糖。脂多糖是糖脂的一个重要类别，它是生物膜的组成成分，多存在于细胞膜的外层，具有保护细胞膜结构稳定、接受胞外信息、调节细胞功能等作用。二、糖蛋白 糖蛋白由糖类和蛋白质结合而成，广泛分布于生物界，存在于骨骼、肌腱、其他结缔组织及黏液和血液等体液中。在人体中的免疫球蛋白是重要的糖蛋白，在免疫功能中发挥重要作用。黏蛋白蛋白多糖 三、氨基多糖 氨基多糖是由氨基己糖与糖醛酸两种己糖衍生物聚合所形成的直链高分子化合物。有的资料中把氨基多糖简称为氨基糖。因为许多氨基多糖具有黏性，所以将它们称为黏多糖。氨基多糖是动物结缔组织的主要成分。在昆虫、甲壳类（虾、蟹）等动物的外骨骼组织和一些霉菌的细胞壁成分中也存在一种氨基多糖，俗称壳多糖，又名几丁质、甲壳质、甲壳素。第九节糖类的代谢第九节糖类的代谢 一、糖类的消化和吸收 多糖分子必须经过水解变成小分子的单糖，才能透过细胞膜被吸收。例如，食物中的淀粉多糖，首先在口腔内被唾液中的唾液淀粉酶部分水解为麦芽糖等。进入胃中以后，其中所包含的唾液淀粉酶仍然能使淀粉继续水解为麦芽糖等，加之咀嚼、蠕动等物理作用，这时食物变成了食糜。食糜由胃进入十二指肠以后，被小肠胰液中的淀粉酶进一步水解生成麦芽糖、异麦芽糖、糊精和少量的葡萄糖。最终被小肠黏膜上皮细胞表面的麦芽糖酶等水解为绝大多数的葡萄糖和极少量的果糖、半乳糖。以上吸收不受胰岛素的调控。糖类在结肠中的发酵、益生源。二、糖类的中间代谢 1.葡萄糖的氧化分解 （1）糖的有氧氧化 葡萄糖在有氧条件下彻底氧化，分解生成二氧化碳和水的过程称为糖的有氧氧化。糖的有氧氧化过程分为两个阶段，第一阶段是由葡萄糖生成丙酮酸，第二阶段是丙酮酸通过三羧酸循环或称柠檬酸循环，彻底分解为水和二氧化碳并释放能量。有氧氧化是糖分解代谢的主要方式，大多数组织中的葡萄糖