糖类的食品性质与功能(精品).ppt
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1、第十七章第十七章 糖类的糖类的食品性质与功能食品性质与功能第一节第一节 单糖与低聚糖的单糖与低聚糖的 食品性质与功能食品性质与功能 一、物理性质与功能一、物理性质与功能 (一)(一)亲水性亲水性 定义:定义:糖类的羟基通过氢键与水分子相互糖类的羟基通过氢键与水分子相互 作用,导致糖类及其许多聚合物的作用,导致糖类及其许多聚合物的 溶剂化和(或)增溶作用。溶剂化和(或)增溶作用。1、结构与吸湿性、结构与吸湿性 表表表表1 1 糖在潮湿空气中吸收的水分糖在潮湿空气中吸收的水分糖在潮湿空气中吸收的水分糖在潮湿空气中吸收的水分 (%,2020)相对湿度与时间相对湿度与时间 60%,1h 60%,9天天
2、100%,25天天 D-葡萄糖葡萄糖 0.07 0.07 14.5 D-果糖果糖 0.28 0.63 73.4 蔗糖蔗糖 0.04 0.04 18.4 麦芽糖麦芽糖(无水无水)0.08 7.0 18.4麦芽糖麦芽糖(水化物水化物)5.05 5.0 乳糖乳糖(无水无水)0.54 1.2 1.4 乳糖乳糖(水化水化)5.05 5.1 由表由表1可推得糖的吸湿性大小为:可推得糖的吸湿性大小为:果糖果糖高转化糖高转化糖低转化和中度转化的淀粉低转化和中度转化的淀粉糖糖无水葡萄糖无水葡萄糖蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖乳糖乳糖 注:注:结晶完好的糖不易潮解,因为糖的大结晶完好的糖不易潮解,因为糖的大多数氢键部位已经
3、参与形成糖多数氢键部位已经参与形成糖-糖糖-氢键氢键。2、纯度与吸湿性、纯度与吸湿性 不纯的糖或糖浆比纯糖的吸湿性强,不纯的糖或糖浆比纯糖的吸湿性强,并且吸湿的速度也快:这是并且吸湿的速度也快:这是因为杂质的因为杂质的 作用是干扰定向的分子间力(主要是指作用是干扰定向的分子间力(主要是指 糖分子间形成的氢键),于是糖的羟基糖分子间形成的氢键),于是糖的羟基 能更有效地同周围的水形成氢键。能更有效地同周围的水形成氢键。(二)甜味(二)甜味蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于 蔗糖、蔗糖、D-果糖、葡萄糖的含量。果糖、葡萄糖的含量。优质糖优质糖应应具备具备甜味纯正,反应
4、快,很快甜味纯正,反应快,很快 达到最高甜度,甜度高低适当,甜味消达到最高甜度,甜度高低适当,甜味消 失迅速等特征。失迅速等特征。表表2 糖的相对甜度糖的相对甜度 (W/W,),)糖糖 溶液相对甜度溶液相对甜度 结晶相对甜度结晶相对甜度 -D果糖果糖 100175 180 蔗糖蔗糖 100 100 -D葡萄糖葡萄糖 4079 74 -D葡萄糖葡萄糖 82 -D半乳糖半乳糖 27 32 -D半乳糖半乳糖 21 -D乳糖乳糖 1638 16 -D乳糖乳糖 48 32 -D麦芽糖麦芽糖 4652 40浓浓度度()()溶解度溶解度(g/100g水)水)84.34538.6370.01233.461.8
5、9162.38糖糖果果 糖糖蔗蔗 糖糖葡萄糖葡萄糖30浓浓度度()()溶解度溶解度(g/100g水)水)81.54441.7068.18214.354.64120.4620浓浓度度()()溶解度溶解度(g/100g水)水)78.94374.7866.60199.446.7187.67表表3 糖的溶解度糖的溶解度(三)溶解度(三)溶解度各种糖都能溶于水,其溶解度随温度升高而增大。各种糖都能溶于水,其溶解度随温度升高而增大。(四)结晶性(四)结晶性蔗糖易结晶,晶体很大;葡萄糖也易结晶,蔗糖易结晶,晶体很大;葡萄糖也易结晶,但晶体细小;果糖和转化糖则较难于结晶。但晶体细小;果糖和转化糖则较难于结晶。
6、糖果制造时,要应用糖结晶性质上的差别。糖果制造时,要应用糖结晶性质上的差别。例如例如,生产硬糖果不能单独用蔗糖,而应添加,生产硬糖果不能单独用蔗糖,而应添加 适量的淀粉糖浆(葡萄糖值适量的淀粉糖浆(葡萄糖值42),这是因为:),这是因为:淀粉糖浆不含果糖,吸潮性较转化糖低,糖淀粉糖浆不含果糖,吸潮性较转化糖低,糖 果保存性较好。果保存性较好。淀粉糖浆含有糊精,能增加淀粉糖浆含有糊精,能增加 糖果的韧性、强度和粘性,使糖果不易碎裂。糖果的韧性、强度和粘性,使糖果不易碎裂。(五)粘度(五)粘度葡萄糖和果糖的粘度较蔗糖低;淀粉糖浆的粘葡萄糖和果糖的粘度较蔗糖低;淀粉糖浆的粘度较高,而且其粘度随转化程
7、度的增高而降低。度较高,而且其粘度随转化程度的增高而降低。葡萄糖的粘度随着温度升高而增大,而蔗糖的葡萄糖的粘度随着温度升高而增大,而蔗糖的粘度则随着温度升高而减小。粘度则随着温度升高而减小。在食品生产中,可借调节糖的粘度来提高食品在食品生产中,可借调节糖的粘度来提高食品的稠度和可口性。的稠度和可口性。(六)渗透压(六)渗透压糖液的渗透压对于抑制不同微生物的生长是糖液的渗透压对于抑制不同微生物的生长是有差别的。例如有差别的。例如50蔗糖溶液能抑制一般酵蔗糖溶液能抑制一般酵母的生长,但抑制细菌和霉菌的生长,则分母的生长,但抑制细菌和霉菌的生长,则分别需要别需要65和和80的浓度。的浓度。(七)持味
8、护色性(七)持味护色性 机理:机理:糖糖-水水+风味物风味物 糖糖-风味物风味物+水水风味物通过二糖比通过单糖更能有效地风味物通过二糖比通过单糖更能有效地 保留在食物中。保留在食物中。较大的低聚糖也是风味物的有效结合剂。较大的低聚糖也是风味物的有效结合剂。环糊精糊精结构构 -环糊精分子糊精分子结构构 环糊精分子的空糊精分子的空间填充模型填充模型环糊精的结构特点环糊精的结构特点n中空圆柱形结构中空圆柱形结构n高度对称性高度对称性 n-OH在外侧,在外侧,C-H和环和环O在内侧在内侧 n环的外侧亲水,中间空穴是疏水区域环的外侧亲水,中间空穴是疏水区域 n作为微胶囊壁材,包埋脂溶性物质作为微胶囊壁材
9、,包埋脂溶性物质 环糊精的物理性质环糊精的物理性质环状糊精状糊精环状糊精状糊精环状糊精状糊精葡萄糖残基数葡萄糖残基数678分子量分子量97211351297水中溶解度水中溶解度(g/mol.25)14.58.523.2旋光度旋光度+150.5+162.5+174.4空穴内径空穴内径4.57.88.5空穴高空穴高A6.77.07.0环糊精的环糊精的应用应用 医学:医学:例如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂。例如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂。食品行业:食品行业:可用做增稠剂,稳定剂,提高溶解度(作为乳化可用做增稠剂,稳定剂,提高溶解度(作为乳化剂),掩盖异味等等。剂),掩盖异味等等。农
10、业:农业:应用在农药上应用在农药上 化妆品:化妆品:作乳化剂,可以提高化妆品的稳定性,减轻对作乳化剂,可以提高化妆品的稳定性,减轻对 皮肤的刺激作用。皮肤的刺激作用。其它方面:其它方面:香精包埋在环状糊精制成的粉末,而混合到热香精包埋在环状糊精制成的粉末,而混合到热 塑性塑料中,可制成各种加香塑料。塑性塑料中,可制成各种加香塑料。如如tide(汰渍)洗衣粉留香,可经汰渍)洗衣粉留香,可经CD包接香精包接香精 后添加到洗衣粉中。后添加到洗衣粉中。二、化学性质与功能二、化学性质与功能 糖苷在酸或糖苷在酸或酶的作用下,可水解生成的作用下,可水解生成单糖或低聚糖。糖或低聚糖。水解水解历程:程:(一)(
11、一)水解反水解反应 影响水解反应的因素:影响水解反应的因素:结构:结构:-异头物水解速度异头物水解速度-异头物异头物 呋喃糖苷水解速度呋喃糖苷水解速度吡喃糖苷吡喃糖苷 -D糖苷水解速度糖苷水解速度 -D糖苷糖苷 糖苷键的连接方式:糖苷键的连接方式:-D:16 12 14 13 -D:16 14 13 12 聚合度(聚合度(DP)大小大小:水解速度随着水解速度随着DP的增大而明显减小。的增大而明显减小。温度:温度:温度提高,水解速度急温度提高,水解速度急剧加快。加快。酸度:酸度:单糖在糖在pH37范范围内内稳定;糖苷在碱性介定;糖苷在碱性介质中相当中相当稳定,但在酸性介定,但在酸性介质中易降解。
12、中易降解。(二)(二)脱水反脱水反应 酸、酸、热条件下的反条件下的反应:在室温下,稀酸在室温下,稀酸对单糖的糖的稳定性并定性并无无 影响。当在酸的影响。当在酸的浓度大于度大于12%的的浓盐酸以及酸以及 热的作用下,的作用下,单糖易脱水,生成糠糖易脱水,生成糠醛及其衍及其衍生物。生物。(三)(三)复合反复合反应 单糖受酸和糖受酸和热的作用,的作用,缩合失水生成合失水生成 低聚糖的反低聚糖的反应称称为复合反复合反应。它水解反。它水解反应 的逆反的逆反应。例如:例如:2 C6H12O6 C12H22O11+H2O (四)焦糖化反应(四)焦糖化反应 焦糖化反焦糖化反应产生色素的生色素的过程:程:糖糖经
13、强热处理可理可发生两种反生两种反应:分子内脱水:分子内脱水:向分子内引入双向分子内引入双键,然后裂解,然后裂解产生一些生一些挥发性性醛、酮,经缩合、聚合生成深色物合、聚合生成深色物质。环内缩合或聚合:环内缩合或聚合:裂解裂解产生的生的挥发性的性的醛、酮经缩合或聚合合或聚合产生深色物生深色物质。三种商品化焦糖色素三种商品化焦糖色素蔗糖通常被用来制造焦糖色素和风味物:蔗糖通常被用来制造焦糖色素和风味物:n耐酸焦糖色素耐酸焦糖色素 由亚硫酸氢铵催化产生由亚硫酸氢铵催化产生 应用于可乐饮料、酸性饮料应用于可乐饮料、酸性饮料 生产量最大生产量最大 n焙烤食品用焦糖色素焙烤食品用焦糖色素 糖与胺盐加热,产
14、生红棕色糖与胺盐加热,产生红棕色 n啤酒等含醇饮料用焦糖色素啤酒等含醇饮料用焦糖色素 蔗糖直接热解产生红棕色蔗糖直接热解产生红棕色 焦糖化产品的风味焦糖化产品的风味 面包风味:面包风味:各种调味品和甜味剂的增强剂:各种调味品和甜味剂的增强剂:(五)互变异构反应(五)互变异构反应 单糖,特别是还原糖,一般是以环式结单糖,特别是还原糖,一般是以环式结构存在,但少量存在的开链形式是进行某构存在,但少量存在的开链形式是进行某些反应所必需的结构,如环大小的转变、些反应所必需的结构,如环大小的转变、变旋作用和烯醇化作用等,糖均以开链形变旋作用和烯醇化作用等,糖均以开链形式参入。式参入。其次其次为主为主 三
15、、保健低聚糖类三、保健低聚糖类 定义:定义:低聚糖是指低聚糖是指210个单糖以糖苷个单糖以糖苷 键连接的结合物。键连接的结合物。(一)低聚糖的保健作用(一)低聚糖的保健作用 低聚糖类不被人体胃肠水解酶类水解,低聚糖类不被人体胃肠水解酶类水解,可顺利到达大肠而成为人体肠道有益菌群可顺利到达大肠而成为人体肠道有益菌群的碳源,其保健作用主要是促进肠道有益的碳源,其保健作用主要是促进肠道有益菌群生长、增强免疫力和通便作用菌群生长、增强免疫力和通便作用。(二)常见的低聚糖(二)常见的低聚糖 1、低聚果糖、低聚果糖 定义:定义:是在蔗糖分子上以是在蔗糖分子上以(12)糖苷键结合糖苷键结合13个果糖的寡糖。
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