食品化学第五章 糖类电子课件.ppt

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1、食品化学第五章糖类电子课件第五章 糖 类主编 杨玉红中国轻工业出版社学习目标1.了解糖类化合物的概念和分类。2.理解典型糖类的结构和性质。3.掌握典型糖类在食品加工中的应用。4.会处理食品加工中遇到糖类出现的问题。5.会运用糖类转化知识在食品加工中赋予风味。本章主要内容第三节 低聚糖第三节 多糖第一节 概述第二节 单糖重 点1.食品中单糖、低聚糖、多糖等物理化学性质；2.食品在储藏加工条件下糖类化合物的美拉德褐变 反应及其对食品营养、感观性状和安全的影响；3.淀粉的糊化和老化及其在食品加工中的应用；难 点糖类化合物的结构与功能间的关系一、糖类化合物的概念1.糖的定义 表达式Cn(H2O)m多羟

2、基醛或酮及其衍生物和缩合物。第一节 概述u碳水化合物在植物中含量占干重的80%以上u 如：玉米，蔬菜，水果等u单糖及低聚糖主要存在于蔬菜和水果中。u多糖主要存在于玉米，种子，根，茎植物。2.普通食品中的糖含量2.普通食品中的糖含量分类按组成分按功能分单糖低聚糖多糖结构多糖储存多糖抗原多糖二、糖类化合物的分类n单糖不能再被水解的多羟基醛、酮，是碳水化合物的基本单位。单糖又分为醛糖和酮糖。n低聚糖由2-10个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。n多糖由10个以上单糖分子缩合而成。根据组成多糖的单糖种类,又分为均多糖和杂多糖。二、糖类化合物的分类第二节 单糖及其衍生物一、单糖和低聚糖的结构及功能1、单

3、糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）u 链式结构差向异构醛糖：C4 差向异构、C2 差向异构酮糖：C5 差向异构u 环状结构端位异构一、单糖（Monosaccharides）n 糖分子中除了C1外，任何一个手性碳原子 具有不同的构型称为差向异构 差向异构。n 如D甘露糖是D葡萄糖的C2差向异构。（一）单糖的结构C4 差向异构C2 差向异构链式结构醛糖C5 差向异构链式结构酮糖-与-构型同侧异侧C1为手性碳原子，它有右侧两种端位异构环状结构n 己糖构象 己糖可以形成呋喃型和吡喃型环式与开环式相互转换n-D-吡喃葡萄糖溶

4、于水时，形成具有：开环、五元环、六元环及七元环等不同异构体的混合物。n 室温下，以六元环为主。手性碳原子n 碳水化合物含有手性碳原子，手性碳原子连接四个不同的基团，四个基团在空间的两种不同排列（构型）呈镜面对称。-与-构型（一）单糖的结构环状结构-与-构型同侧异侧（一）单糖的结构环状结构C1为手性碳原子，它有右侧两种端位异构（一）单糖的结构环状结构-与-构型|己糖构象构象：是由原子基团围绕单糖旋转一定位置而形成的。己糖可以形成呋喃型和吡喃型（一）单糖的结构环状结构命 名v3个碳原子：三糖，1个手性碳原子 v4个碳原子：四糖，2个手性碳原子 v5个碳原子；五糖，3个手性碳原子 v6个碳原子：六糖

5、，己糖，己醛糖 n-糖有n-2个手性碳原子（二）单糖的性质 物理性质 甜度 溶解度 吸湿性和保湿性 结晶性和抗结晶性 渗透压 冰点降低 粘度 化学性质 还原性 氧化性 异构化反应 成酯反应 成苷反应 显色反应 其它反应单糖物理性质1.甜度v 定义Definition:比甜度:以蔗糖（非还原糖）为基准物.一般以10或 15的蔗糖水溶液在20时的甜度定为1.0v 产生甜味的基团:-CH2OH-CH2OH-v 影响甜度的因素：分子量越大溶解度越小，则甜度也小 糖的不同构型（、型）T=20时 蔗糖溶液（10/15）1.00（甜度）D-葡萄糖 0.70（比甜度）D呋喃果糖 1.50（比甜度）（甜度：果糖

6、蔗糖葡萄糖麦芽糖半乳糖）单糖物理性质1.甜度-糖的不同构型（、型）葡萄糖:=1:1.7 1.5倍 0 80 果 糖:=3:7:=7:3 3倍 浓度高，构型多 与浓度有关 与温度有关 与温度无关单糖物理性质2.溶解度（g/100gH2O）F 温度对溶解过程和溶解速度具有决定性影响 F 高浓度的糖液具有防腐保质的作用，在70以上能 抑制霉菌、酵母的生长。温度0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 糖名称葡萄糖 35 41.6 47.7 54.6 61.8 70.9 74.2 78 81.2 84.7蔗糖 64.2 65 67.1 68.7 70.4 72.2 74.2 76.2

7、78.4 80.6 T=60时，葡萄糖蔗糖；T60时，葡萄糖蔗糖，T=60时，反之；T10时，若配比不合格，常温下G即结晶，反砂；F 果浆类不易贮存在10以下，以防结晶。F 工业上贮存G高温高浓，55，70（不结晶）。单糖物理性质2.溶解度（g/100gH2O）F 温度对溶解过程和溶解速度具有决定性影响 F 高浓度的糖液具有防腐保质的作用，在70以上能 抑制霉菌、酵母的生长。温度0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 糖名称葡萄糖 35 41.6 47.7 54.6 61.8 70.9 74.2 78 81.2 84.7蔗糖 64.2 65 67.1 68.7 70.4 72

8、.2 74.2 76.2 78.4 80.6 t=20时，葡萄糖 48 蔗糖 66 果糖 79 果糖具有较好的食品保存性。果葡糖浆的浓度 果葡糖浆中果糖含量 71 42 77 55 80 90 果糖含量较高的果葡糖浆，其保存性能较好。单糖物理性质3.吸湿性和保湿性 4 概念吸湿性：糖在空气湿度较高情况下吸收水分的性质保温性：糖在空气湿度较低条件下保持水分的性质4 应用:果糖、转化糖 葡萄糖,麦芽糖 蔗糖单糖物理性质3.吸湿性和保湿性 4 应用:硬糖生产:蔗糖:葡萄糖 3:1，不翻砂不发烊（季节地区变化）软糖：转化糖浆和果葡糖浆 面包糕点：转化糖浆和果葡糖浆 山梨醇：食品工业中良好的保湿剂单糖物

9、理性质4.结晶性和抗结晶性 4 不同糖的结晶特性乳糖结晶蔗糖易结晶，晶体生成很大；葡萄糖易结晶，晶体生成细小；果糖、转化糖较难结晶；4 应用：硬糖的生产不能单独使用蔗糖旧法：加酸，蔗糖 转化糖新法：加入淀粉糖浆乳糖结晶特性：T93.5-脱水乳糖结晶 玻璃状T=93.5-水化乳糖结晶 无定形干扰食品形状奶浓缩到1/3时冷却出现造成乳制品砂口感单糖物理性质.4.结晶性和抗结晶性 4 应用：淀粉糖浆：G、低聚糖和糊精的混合物不含果糖，吸潮性低，保存性好；含糊精，增加糖果韧性、强度和黏性，不易碎裂；甜度低，温和可口；|雪糕、冰淇淋等加淀粉糖浆替代部分蔗糖 23，蔗糖结晶成含水晶体，聚合成球形单糖物理性

10、质5.渗透压防腐 4 浓度越高，分子数目越多，渗透压越大；4 渗透压越大对食品保存越有利；不同微生物对渗透压的耐受有差别：酵母 50蔗糖溶液霉菌 60蔗糖溶液细菌 80蔗糖溶液|耐高渗酵母、霉菌蜂蜜也会变坏|浓缩奶生产：葡萄糖替代部分蔗糖6.冰点降低|溶液浓度越高，分子量越小，冰点降低越多|葡萄糖蔗糖淀粉糖浆4 应用:雪糕、冰淇淋等加淀粉糖浆替代部分蔗糖冰点降低小，节约电能；抗结晶性，冰粒细腻；粘度，口感好；甜度，温和；单糖物理性质7.粘 度调节食品稠度和可口性|G和F溶液 蔗糖溶液，淀粉糖浆较高|与温度有关 葡萄糖溶液粘度随T而；蔗糖溶液粘度随T 而；8.抗氧化性保持水果的风味、颜色和Vc

11、糖溶液中溶氧量小 糖本身具有抗氧化性单糖物理性质（二）化学性质 D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下可被氧化成D-葡萄糖酸，并形成内酯。1.1.氧化反应 氧化反应（三）化学反应（三）化学反应2.2.还原反应 还原反应 单糖的羰基在一定压力、催化剂镍存在下加氢还原成羟基，得 到糖醇（山梨醇、甘露糖醇、木糖醇等）Ni保湿剂甜度为蔗糖的50%（三）化学反应（三）化学反应3.3.酯化与醚化反应 酯化与醚化反应 酯化 糖中羟基与有机酸和无机酸相互作用生成（酯蔗糖酯是一种很好的乳化剂）醚化 糖中羟基除了形成酯外，还能 形成醚。如红藻多糖C3与C6间形成内醚（3,6-脱水环）（三）化学反应（三）化学反应4.4.

12、褐变反应 褐变反应 Browning Reaction Browning Reaction(1)(1)褐变作用概述 褐变作用概述 褐变(browning)是食品加工最普遍存在的一种变色现象。在一些食品加工中适当的变色是需要的，如面包、红茶等加工；而另一些食品加工出现褐变则是不利的，如果蔬的加工、鱼片的加工等。（三）化学反应4.4.褐变反应 褐变反应 Browning Reaction Browning Reaction(2)(2)褐变分类 褐变分类酶促褐变 以多酚氧化酶催化，使酚类物质氧化为醌非酶褐变焦糖化反应 美拉德反应（三）化学反应4.4.褐变反应 褐变反应 Browning Reacti

13、on Browning Reaction(3)(3)焦糖化反应 焦糖化反应定义 糖类在没有含氨基化合物存在的条件下，加热到其熔点以上温度时，会生成黑褐色色素物质，这种反应称焦糖化反应。糖类在受热情况下，生成两类物质：一类是糖的脱水聚合物，即焦糖或称酱色物(Caramel)；一类是烈解产物，是一类挥发性醛、酮类物质。（三）化学反应4.4.褐变反应 褐变反应 Browning Reaction Browning Reaction(3)(3)焦糖化反应 焦糖化反应反应历程A、焦糖的形成蔗糖熔融起泡异蔗糖酐焦糖酐起泡、脱水焦糖烯焦糖素B、活性醛的形成糖在强烈的热作用下，产生活性醛（三）化学反应4.4.

14、褐变反应 褐变反应 Browning Reaction Browning Reaction(4)(4)美拉德反应 美拉德反应定义 食品在油炸、焙烤、烘焙等加工或贮藏过程中，还原糖（主要是葡萄糖）同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应，产生有色大分子，这种反应被称为美拉德反应。反应过程 美拉德反应包含了较多的反应，目前较公认的是：羰氨缩合分子重排果糖基胺脱水、脱胺二羰基化合物作用产生不稳定的饱和醛、黑色素等。美拉德反应历程 美拉德反应历程A、初始阶段 N-葡萄糖基胺的形成N-葡萄糖基胺分子重排在稀酸条件下，羰胺缩合产物易水解；亚硫酸根可与醛形成加成化合物，可阻止N-葡萄糖基胺

15、的生成美拉德反应历程 美拉德反应历程B、中间阶段果糖基胺的进一步反应可能有两条：脱水形成羟甲基糠醛HMF的积累与褐变速度有很大的关系，因此通过测定HMF可预测褐变速度。HMF美拉德反应历程 美拉德反应历程B、中间阶段果糖基胺脱去胺残基重排生成二羰基化合物2,3烯醇化-RNH2二羰 二羰基化 基化合物 合物 二羰基化合物是非常活泼的中间产物，它可以进行以下作用：进一步脱水后与胺类缩合，生成褐色大分子；也可裂解成较小的分子，促使氨基酸脱羧、脱氨，生成少一个碳的醛（这就是Strecker降解作用），对食品品质影响很大。Strecker降解示意图美拉德反应历程 美拉德反应历程C、终了阶段醇醛缩合物的产

16、生黑色素的产生 含羰基的中间产物随机聚合，在连续不断的醇醛缩合反应后，在有氨基酸或蛋白质的参与下，聚合成黑色素。+醇醛缩合物 醇醛缩合物 不稳定的醛 不稳定的醛5.5.非酶褐变对食品质量的影响 非酶褐变对食品质量的影响对营养质量的影响 糖与氨基酸反应形成色素复合物，导致氨基酸损失，尤其是赖氨酸、缬氨酸的损失；产生某些致癌物质。对感官质量的影响 在褐变过程中形成了大量对色、香、味影响的成分，从而影响了食品的感官品质。面包风味各种风味与甜味的增强剂（三）化学反应5.5.非酶褐变对食品质量的影响 非酶褐变对食品质量的影响利用美拉德反应调制感官质量不同加工方法：土豆 大麦 水煮 125种香气 75种香

17、气 烘烤 250种香气 150种香气控制原料：核糖+半胱氨酸：烤猪肉香味 核糖+谷胱甘肽：烤牛肉香味控制温度：葡萄糖+缬氨酸：100150 烤面包香 180 巧克力香（三）化学反应6.6.非酶褐变的控制 非酶褐变的控制q 稀释或降低水分含量q 降低pHq 降低温度q 除去一种作用物 加入葡萄糖转化酶，除去糖，减少褐变 加入葡萄糖转化酶，除去糖，减少褐变q 色素形成早期加入还原剂（亚硫酸盐）q 钙盐处理（三）化学反应三、重要的单糖及其衍生物葡萄糖glucose果糖fructose甘露糖mannose1.重要的单糖糖苷配基部分2.单糖的衍生物糖苷糖苷的类型O-糖苷 S-糖苷N-糖苷糖苷4 糖苷功能

18、特性 黄酮糖苷：具有苦味和其它风味和颜色 毛地黄苷：强心剂 皂角苷：起泡剂和稳定剂 甜菊苷：甜味剂 糖苷的基本性质(1)糖苷的物理性质(2)糖苷的酸水解(3)糖苷的酶水解(5)糖苷的生物活性和毒性(4)糖苷水解对食品质量的影响糖苷的基本性质(1)糖苷的物理性质 纯品糖苷一般是无色结晶，味苦。糖苷与其相应的配基相比，溶解性增加很多。因此，不同的糖苷是否被水解，对其食品的品质有很大的影响，如黄酮苷类。无还原性，无变旋光现象。由于糖苷键多为型，易酸和酶水解。(1)糖苷的酸水解甲基吡喃的酸水解过程：(2)糖苷的酸水解v 途径一 通过佯盐(Oxoniun salt)和离子；v 途径二 经过和环离子；最终

19、都生成吡喃糖v 但以 途径为主。243a3b156a6a4 影响糖苷酸水解的因素：(2)糖苷的酸水解 糖苷键的构型：型型 糖环上的取代基：ABC 糖基氧环的大小：呋喃糖苷比吡喃糖苷快10100倍A B C(3)糖苷的酶水解 酶水解的位置均在糖苷的C-O之间；酶对糖苷和配基均有一定的专一性；(4)糖苷水解对食品质量的影响4 对味的影响：苦味减轻，甜味增加4 对色的影响：许多配体具有某种颜色，但不溶于水，水解后会对食品颜色产生影响4 对香气的影响：(5)糖苷的生物活性和毒性4 生物活性 许多糖苷仅存在于植物中，表现出一定的生物活性。如：黄豆苷（大豆，葛根中含有）可以促进血液循环，提高 脑血流量，对

20、心血管疾病 有显著疗效，治冠心病，脑血栓。银杏中的有效成分：银杏 黄酮醇苷，扩张冠状血管,改善血液循环。(5)糖苷的生物活性和毒性4 糖苷的毒性 某些氰糖苷在体内转化为氢氰酸，使人体中毒。如：苦杏仁苷(杏,木薯,马利豆)亚麻苦苷(金甲豆)在酶作用下水解成HCN亚麻苦苷 葡萄糖+2-氰基-2-丙醇 氢氰酸+丙酸-葡萄糖酶H2O醇腈酶H2O(5)糖苷的生物活性和毒性4 糖苷的毒性|有害糖苷多为生氰配糖体类，糖基多为葡萄糖、鼠李糖|为防止氰化物中毒，必须充分煮熟后再充分洗涤 有害糖苷主要存在于木薯、甜土豆、干果类、菜豆、利马豆、小米、黍等作物中。食入过量的有害糖苷类，主要表现在阻断细胞呼吸、造成胃与

21、肠道不适症、影响糖及钙的转运、高剂量使碘失活等。食品原料中的主要有害糖苷类食品中不同类型糖苷简介4 O-糖苷 糖在酸性条件下与醇发生反应，失去水后形成的产品。糖苷一般含有呋喃或吡喃糖环。糖苷配基糖苷的形成提高了配糖基的水溶性糖基食品中不同类型糖苷简介4 O-糖苷的性质 在中性和碱性条件下一般是稳定的 在酸性条件下能被水解 可被糖苷酶水解 食品中的许多风味成分是以O糖苷存在，如芳香醇糖苷、脂肪醇糖苷、酚化苷(phenolic glycosides,黄酮醇及黄酮化合物与糖结合所产生的糖苷。）食品中不同类型糖苷简介4 N-糖苷糖+胺RNH2 氨基葡萄糖苷(N-糖苷)R=H 肌苷5-单磷酸盐 R=OH

22、 黄苷5-单磷酸盐 R=NH2 鸟苷5-单磷酸盐食品中不同类型糖苷简介4 N-糖苷的性质 稳定性不如O-糖苷 在水中容易水解,使溶液的颜色变深，黄色变为暗棕色，导致Maillard褐变 有些相当稳定 N-葡基酰胺、嘌呤、嘧啶 例如肌苷、黄苷、鸟苷的5-单磷酸盐 风味增效剂 食品中不同类型糖苷简介4 S-糖苷 糖+硫醇RSH 硫葡萄糖苷（S-糖苷）糖基与糖苷配基之间有一硫原子 芥菜子和辣根的组分 S-糖苷是一类生氰糖苷，它们的降解会产生氢化物，有毒性。裂解和分子重排芥子油 具有特殊风味S-糖苷的酶分解第三节 低聚糖一、双糖 一、双糖 低聚糖一般由210个糖基构成，较重要的有：蔗糖、麦芽糖、乳糖、

23、饴糖、麦芽糊精和环状糊精（沙丁格糊精）。其中常见的低聚糖是二糖-1,4D-半乳糖D-葡萄糖-1,412n-葡萄糖和-果糖头头相连n 非还原性二糖 n 具有极大的吸湿性和溶解性，能形成具高渗透性的高浓度溶液。可用作防腐剂和保湿剂。n 冷冻保护剂，可防止脱水和由冷冻引起的结构和质构的破坏。n 甘蔗与甜菜一、双糖蔗糖一、双糖麦芽糖n 淀粉水解后得到的二糖 n 具有潜在的游离醛基，是一种还原糖 n 温和的甜味剂 1,4糖苷配基D-葡萄糖D-半乳糖D-葡萄糖-1,4糖苷配基一、双糖乳糖n 牛乳中的还原性二糖 n 发酵过程中转化为乳酸 n 在乳糖酶作用下水解 n 乳糖不耐症n 发酵乳制品如大多数酸奶和干酪

24、中乳糖含量很少，一些乳糖发酵过程中被转化成乳酸。n 乳糖在水解成单糖D-葡萄糖和D-半乳糖之后才能作为能量利用。n 乳糖到达小肠后才被消化，小肠内存在乳糖酶。n 乳糖促进肠道钙的吸收和保留。乳糖 D-葡萄糖+D-半乳糖 乳糖酶 一、双糖乳糖乳糖不耐症n乳糖保留在小肠肠腔内，由于渗透压的作用，乳糖有将液体引向肠腔的趋势，产生腹胀和痉挛。n乳糖不耐症随着年龄增大而加重。n有两种方法可以克服乳糖酶缺乏的影响，一种方法是通过发酵如在生产酸奶和乳制品时除去乳糖 另一种方法是加入乳糖酶减少乳中乳糖。第三节 低聚糖二、功能性低聚糖 二、功能性低聚糖1.低聚果糖：分子式特点为：G-F-Fn生理活性：生理活性：

25、n 增殖双歧杆菌n 难水解，是一种低热量糖n 水溶性食物纤维n 抑制腐败菌，维护肠道健康n 防止龋齿低聚果糖存在于天然植物中香蕉、蜂蜜、大蒜、西红柿、洋葱2.低聚木糖木二糖的分子结构 木二糖的分子结构低聚木糖的特性 低聚木糖的特性n 较高的耐热（100/1h）和耐酸性能（pH 28）n 双歧杆菌所需用量最小的增殖因子n 代谢不依赖胰岛素，适用糖尿病患者n 抗龋齿从玉米芯、面子壳等原料中提取木聚糖；木聚糖的酶法水解低聚木糖的生产 低聚木糖的生产第三节 低聚糖二、功能性低聚糖 二、功能性低聚糖3.甲壳低聚糖-1,4甲壳低聚糖的生理功能 甲壳低聚糖的生理功能n 降低肝脏和血清中的胆固醇n 提高机体的

26、免疫功能n 强抗肿瘤n 增殖双歧杆菌第三节 低聚糖二、功能性低聚糖 二、功能性低聚糖4.环状低聚糖 又名沙丁格糊精(SchardingerDextrin)，由环状-吡喃葡萄糖苷构成。聚合度为6、7、8，分别成为、环状糊精。N=6N=7N=8第三节 低聚糖二、功能性低聚糖 二、功能性低聚糖4.环状低聚糖第三节 低聚糖二、功能性低聚糖 二、功能性低聚糖环状糊精环状糊精环状糊精环糊精的结构特点：1 圆柱形，高度对称性1-OH在外侧，C-H和环O在内侧1 环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域1 作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质（风味物、香精油、胆固醇）4.环状低聚糖环糊精在食品工业中的应用保持食品香味的稳定

27、保持天然食用色素的稳定第三节 低聚糖二、功能性低聚糖 二、功能性低聚糖1 2 3 4 5 6 7水解反应 粘度 发酵性 冰点下降褐变反应 抗氧化性吸湿性、保湿性与结晶性三、单糖、低聚糖与食品加工有关的性质第四节 多 糖概述 定义:超过10个单糖的聚合物为多糖 单糖的个数称为聚合度（DP-Degree of Polymerization）大多数多糖的DP为200-3000 纤维素的DP最大，达7000-15000储存多糖抗原多糖按功能分类结构多糖 植物中的纤维素、木聚糖、虾蟹外壳中的甲壳素、细菌的夹膜，都是这类糖。这类糖性质稳定，不溶于水，不易水解。这类多糖有淀粉、糖原等。淀粉是植物的贮藏养料，

28、分为直链和支链两种,聚合度300-500。糖蛋白是一些具有重要生理功能的物质如某些抗体、酶和激素的组成部分。多糖的作用：生理功能 膳食纤维-植物多糖很高的持水力；对阳离子有结合交换能力；对有机化合物有吸附螫合作用；具有类似填充的容积；可改变肠道系统中的微生物群组成。真菌多糖 增强免疫,降血糖,降血脂,抗肿瘤,抗病毒如香菇多糖，人参多糖，灵芝多糖和茶叶多糖等水的结合功能：做增稠剂，胶凝剂，澄清剂等多糖的作用：水的结合功能4 多糖的溶解性:多羟基，氧原子，形成氢键 结合水，不结冰，多糖分子溶剂化 不会显著降低冰点，提供冷冻稳定性 保护产品结构和质构，提供贮藏稳定性 大多数多糖不结晶 胶或与亲水胶体

29、 4多糖溶液的黏度与稳定性:高聚物溶液的黏度同分子的大小、形态及其在溶剂中的构象有关。主要具有增稠和胶凝功能 还控制流体食品与饮料的流动性质与质构以及改变半固体食品的变形性等 0.25%0.5%线性分子，很高粘度支链分子，粘度较低 占有空间 碰撞频率4多糖溶液的黏度与稳定性 直链多糖r带电的，粘度提高 静电斥力，链伸展，链长增加，占有体积增大 海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶形成稳定高粘溶液 r不带电，倾向于缔合、形成结晶 碰撞时形成分子间键，分子间缔合，重力作用 下产生沉淀和部分结晶 淀粉老化4多糖溶液的黏度与稳定性 4凝胶 三维网络结构 氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥连、缠结或共价键 网孔

30、中液相 凝胶特性二重性v 固体-液体 v 粘弹性的半固体一、淀粉(Starch)主要内容（一）淀粉的一般性质（二）淀粉的结构（三）淀粉的理化性质（四）淀粉的糊化（五）淀粉的老化（一）淀粉的一般性质形状：圆形、椭圆形、多角形等。大小：0.001-0.15毫米之间，马铃薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。晶体结构：用偏振光显微镜观察及X-射线研究，能产生双折射及X衍射现象。淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。（二）淀粉的结构4 直链淀粉（Amylose）4 直链淀粉叫糖淀粉，是葡萄糖通过-14连接而成，聚合度300-500。直链淀粉（Amylose）空间构型：呈螺旋形，内部仅含-H，亲油性;-O

31、H亲水性在外部。淀粉分子的螺旋结构既可以是双螺旋也可以是单螺旋；双螺旋中每一圈每股包含三个糖基，而单螺旋中每一圈包含六个糖基。支链淀粉又叫脂淀粉，也是葡萄糖通过-1,4糖苷键连接而成，但在C6上有分支糖链，聚合度3000，平均支链长25个葡萄糖单位。1,41,6 支链淀粉（Amylopectin）支链淀粉分子排列 分支是成簇和以双螺旋形式存在 形成许多小结晶区 偏光黑十字 侧链的有序排列（二）淀粉的结构马铃薯淀粉的颗粒和偏光十字（二）淀粉的结构 一些淀粉中直链与支链淀粉的比例物理性质 白色粉末在，热水中融溶胀。纯支链淀粉能溶于冷水中，而直链淀粉不能，直链淀粉能溶于热水。化学性质 无还原性；遇碘

32、呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色；水解（酶解，酸解）。（三）淀粉的理化性质酸水解 酶水解 淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶 淀粉的水解液化酶糖化酶淀粉糊精寡糖麦芽糖葡萄糖 淀粉的水解酶水解淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶1,41,6越过1,6？水解单元水解支链淀粉终产物能能能否1G葡萄糖麦芽糖异麦芽糖否否2G麦芽糖极限糊精能能能1G葡萄糖 淀粉的水解糊精概念：淀粉水解过程中所产生的分子量不等的多糖苷片断分类：根据与I2呈色不同，分为蓝色糊精红色糊精无色糊精-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶葡萄糖异构酶D-果糖玉米淀粉 D-葡萄糖玉米糖浆n 玉米糖浆：58%D-葡萄糖，42%D-果糖 n 高果糖浆：55%D-果糖

33、，软饮料的甜味剂（果葡糖浆）淀粉的水解酶水解葡萄糖当量（葡萄糖当量（DEDE）用来衡量淀粉转化为D-葡萄糖的程度 v 定义：还原糖（按葡萄糖计）在玉米糖浆中的百分比 DE反映水解程度大小的指标 当DE，更多的寡糖，更少的多糖 当DE，更甜和粘性更小的产品DP：聚合度 玉米淀粉的水解酶水解 定义：淀粉粒在适当温度下，破坏结晶区弱的氢键，在水中溶胀，分裂，胶束则全部崩溃，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。|本质：微观结构从有序转变成无序，结晶区被破坏。-淀粉-淀粉氢键 H2O（四）淀粉的糊化（四）淀粉的糊化糊化作用的三个阶段 v 糊化温度 指双折射消失的温度。糊化温度不是一个点，而是一段温度范围

34、。糊化点或糊化开始温度 双折射开始消失的温度 糊化终了温度 双折射完全消失的温度（四）淀粉的糊化影响淀粉糊化的因素：结构：直链淀粉支链淀粉。Aw：Aw提高，糊化程度提高。糖：高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。盐：高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。温度：温度越高，糊化程度越大。脂类：抑制糊化。脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。酸度：pH4时，淀粉水解为糊精，粘度降低。pH4-7时，几 乎 无 影 响。pH=10，糊化速度迅速加快，但在食品中意义不大。淀粉酶：使淀粉糊化加速。新米（淀粉酶酶活高）比陈米更易

35、煮烂。影响淀粉糊化的因素：淀粉糊化性质的应用n“即食”型方便食品n 方便面、方便米饭：糊化后瞬时干燥。n 老化：-淀粉溶液经缓慢冷却或淀粉凝胶经长期放置，会变为不透明甚至产生沉淀的现象。n 实质：是糊化的后的分子又自动排列成序，形成高度致密的结晶化的不溶解性分子粉末。糊化淀粉 老化淀粉糊化的逆过程 比生淀粉的晶化程度低（五）淀粉的老化v 稀淀粉溶液冷却后，线性分子重新排列并通过氢键形成不溶性沉淀。v 一般直链淀粉易老化，直链淀粉愈多，老化愈快；支链淀粉老化需要很长时间。（五）淀粉的老化PH24最适宜，20 T60不老化3060易老化10不易，过高也不易10老化减弱改性淀粉不易老化（改性后，不均

36、匀性提高）聚合度中等的易老化；直链比例越高越易于老化脂类和乳化剂，多糖（果胶例外）、蛋白质亲水分子：阻止淀粉分子的重新排列，起抗老化作用。直链和支链的比例结构共存物影响温度 含水量影响老化的因素pH值（六）淀粉的改性种类酸改性淀粉预糊化淀粉醚化淀粉交联淀粉磷酸化淀粉乙酰化淀粉 天然淀粉经适当的化学处理、物理处理或酶处理，使某些加工性能得到改善，以适应特定的需要，这种淀粉被称为改性淀粉或变性淀粉。（六）淀粉的改性二、糖原（动物淀粉）糖原脊椎动物、细菌体内主要多糖，相当于植物体内贮存的淀粉，因此也称动物淀粉；分布：动物肝脏、骨骼肌中(含量较大)。结构：类似于支链淀粉。主链由D-葡萄糖以(14)糖苷

37、键连接成直链，分支点以(16)糖苷键相连；特点：分支密而多，平均每隔8-12个葡萄糖残基有1个分支。每一侧链约12个葡萄糖残基组成；糖原为球形分子，相对分子质量约3000 00015000 000。糖原的分支结构糖原理化性质 与红糊精相似，溶于热水，遇碘呈红紫色或红褐色。无还原性；（为什么？）不与苯肼成脎；（为什么？）肝糖原水解后生成-D-葡萄糖，入血可补充血糖，肌糖原水解后生成-6-磷酸葡萄糖。可为肌肉活动提供大量能量。三、纤维素与半纤维素植物细胞壁的主要结构成分，对植物性食品的质地影响较大。1.结构和性质 由5000-15000个（1，4）D吡喃葡组成。线性结构，无定型区和结晶区构成。决定

38、食品的紧密性、脆性和良好的口感。1.大多数不溶于水和难以消化，人体不能产生分解纤维素酶，促进肠道的蠕动有利于健康。2.无还原性。3.水解比淀粉困难的多。纤维素 作为植物的骨架-1,4-糖苷键改性纤维素 纤维素与氢氧化钠、一氯乙酸作用生成的含有羧基的纤维素醚。可与蛋白质形成复合物，有助于蛋白质食品的增溶，在馅饼、牛奶、蛋糊及布丁中作增稠剂和粘接剂。由于羧甲基纤维素对水的结合容量大，在冰淇淋和其它冷冻食品中，可阻止冰晶的形成。防止糖果，糖浆中产生糖结晶，增加蛋糕等烘烤食品的体积，延长食品的货架期。羧甲基纤维素(CMC)MCC微晶纤维素 用稀酸处理纤维素,可以得到极细的纤维素粉末，称为微晶纤维素。特

39、点：不溶于水，稀酸、稀碱及大多数有机溶剂，可吸水胀润。功能及作用：抗结剂、无热量填充剂、乳化剂、分散剂、热稳定剂等。甲基纤维素 特点：热胶凝作用，加热时变成凝胶，冷却时变成正常溶液。由于极性较小的醚基替代了持水的羟基，因而水合能力有所下降。因此，当水溶液加热时，高聚物溶剂化的水分子从主链上解离出来，水合明显下降，分子间缔合加强，产生胶凝。一旦温度降低，又开始溶解，所以胶凝是可逆的。甲基纤维素的4种重要功能：增稠 表面活性（非离子纤维素醚）成膜性 形成热凝胶（冷却时熔化）用于油炸食品 油摄入可减少50%使用甲基纤维素可以减少脂肪用量，两个机理：a.它们能提供类脂肪的性质，所以产品的脂肪含量可以减

40、少；b.可以减少油炸食品中的吸附，这是由于由热胶凝产生的凝胶结构具有阻油和持水的能力，它好似一种粘合剂一类由-1，4糖苷键连接的半乳糖醛酸及其衍生物-D-半乳糖醛酸基-1,4 糖苷键1.果胶物质(Pectic Substance)四、食品中的其他多糖均匀区：-D-吡喃半乳糖醛酸 半乳糖、阿拉伯糖-L-鼠李吡喃糖基 毛发区：1.果胶物质(Pectic Substance)r果胶物质的分类 部分羧基被甲醇酯化 酯化度（DE）：酯化的半醛酸残基(羧基)数占半乳糖醛酸残基总数的百分数。高甲氧基果胶 HM DE50%低甲氧基果胶 LM DE50%r果胶物质的分类未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。原果胶(Prot

41、opectin)果胶（Pectin)高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸，只存在于植物细胞壁和未成熟的果实和蔬菜中,使其保持较硬的质地，不溶于水。果胶酸：(Pectic acid)中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸，存在于植物汁液中。甲酯化程度果蔬的成熟过程 未成熟果实细胞间含大量原果胶，与纤维素、木质素、半纤维素等在一起，组织坚硬。随着成熟的进程,原果胶水解成果胶,与纤维素分离,并掺入细胞内、果实组织变软，而有弹性，发生去甲酯化，生成果胶酸。由于果胶酸不具有粘性，果实变成软 疡状态。r果胶的物理化学性质 水解：果胶在酸碱条件下水解，生成去甲酯和糖苷键裂解产物。原果胶在果胶酶和果胶甲酯酶作用下，生成果胶酸。溶

42、解度：果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少 粘度：粘度与链长正比。HM果胶胶凝机理 条件：（糖-酸-果胶凝胶）糖55%，pH2.03.5，果胶=0.30.7%，室温100 机理：酸的作用阻止羧基离解，中和电荷，胶束结晶、凝聚而形成凝胶。糖的作用脱水以减少胶粒表面的吸附水。促进形成链状胶束，形成果胶分子间氢键。胶束失水后而凝聚（结晶沉淀），形成一种具有一定强度和结构类似海绵的凝胶体。空隙处吸附着糖水分子。影响因素 相对分子质量，凝胶强度 酯化度影响胶凝温度，进一步分类 酯化度也影响胶凝所需的pH 快速胶凝pH高 慢速胶凝pH低 固形物含量与pH 固形物含量，pH，较高温度下胶凝凝胶形成速度：

43、HM DE越高形成凝胶的速度越快LM DE越高形成凝胶的速度越慢LM果胶胶凝机理 二价阳离子（Ca2+）均匀区形成分子间接合区 蛋盒模型 与温度、pH、离子强度、Ca2+浓度有关果胶的主要用途v 果酱与果冻的胶凝剂 v 制造凝胶糖果 v 酸奶的水果基质（LM）v 增稠剂和稳定剂 v 乳制品（HM）卡拉胶 瓜尔胶和刺槐豆胶黄原胶魔芋葡甘露聚糖阿拉伯胶琼脂四、食品中的其他多糖魔芋胶-魔芋葡甘聚糖 由D-葡萄糖、D-甘露糖，通过-1，4糖苷键连接成主链。溶于水，可形成热不可逆弹性凝胶。利用这一特性。可制作魔竽糕、魔芋豆腐，仿生食品，如虾仁，腰花、肚片、蹄筋、鱿鱼、海参、海蜇皮 魔芋葡甘聚糖与黄原胶混

44、合（1：1），可形成热可逆性凝胶（熔化温度（6063）利用这一特性可制造果冻布丁、果酱、糖果。海藻胶 又称海藻酸盐，海藻酸盐结合Ca2+形成“蛋盒”模型。形成热不可逆凝胶，具有热稳定性。可作组食品。如仿水果、凝胶糖果 海藻酸盐与带正电荷氨基酸作用，用于重组肉制品。可用作增稠剂。黄原胶(xanthan)一种微生物多糖。特性 良好的增稠性,1%溶液粘度相当于100倍1%明胶溶液 较宽的pH范围(111)内稳定,粘度不变（耐酸碱)0100内粘度变化比较小 具有稳定悬浮液作用 具有摇变性和假塑性，摇动时，静止恢复 与瓜尔豆胶、刺槐豆胶有协同作用。应用：罐头：悬浮、稳定 冷冻食品：解冻稳定，防脱水 调味

45、品：耐酸、盐、增稠 面包、糕点：保水、防老化 粉丝：耐煮 面团：提高弹性、持气能力。黄原胶(xanthan)琼脂(agar)某些海藻中所含的多糖物质。主要成分：多聚半乳糖，含硫及钙。是微生物培养基的组分，也是某些电泳、免疫扩散技术的支持物之一。食品工业中常用来制造果冻、果酱等。1%2%的琼脂在室温下能自然凝固。复习思考题 1.糖类化合物的定义是什么？又是如何分类的？2.简述单糖的化学性质并举例说明某些性质在食品工业中的应用？3.食品中单糖有哪些物理性质以及在食品工业中如何应用？4.食品中低聚糖有哪些物理和化学性质？5.为什么高浓度的糖可用于食品保藏？6.食品中常见的多糖有哪些，分别有什么用途？7.什么是淀粉的糊化作用？举例说明？8.什么是淀粉的老化作用？老化作用的原因是什么？9.为什么水果生时硬，熟时软？10.为什么方便面开水冲泡即可食用？大谢家谢