食品中糖类的功能特性 PPT课件.ppt
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1、食品中糖类的功能特性l亲水功能l 甜味、渗透压及抗氧化性、发酵性 小分子糖(单糖、低聚糖)的功能特性l风味功能:风味前体物及风味结合功能l增稠、凝胶及稳定作用 多糖的功能特性食品中单糖和低聚糖的功能l 亲水功能:(p39溶解度/吸湿性、保湿性与结晶性+p49吸湿性保湿性与结晶性+p78亲水功能)碳水化合物含有许多亲水性羟基,它们靠氢键键合与水分子相互作用;小分子糖类结合水的能力和控制食品中水分活度的性质是其重要的功能性质之一,结合水的能力通常称为保湿性。食品中单糖和低聚糖的功能糖吸收潮湿空气中水分的含量(%)糖的种类糖的种类20不同相对湿度和时间吸收的水不同相对湿度和时间吸收的水60%,1h6
2、0%,9d100%,25dD-葡萄糖葡萄糖0.070.0714.5D-果糖果糖0.280.6373.4蔗糖蔗糖0.040.0318.4麦芽糖麦芽糖0.807.018.4麦芽糖麦芽糖(水水)5.055.1乳糖乳糖0.541.21.4乳糖乳糖(水)水)5.055.1食品中单糖和低聚糖的功能亲水功能之保湿性 *不纯的糖或糖浆一般比纯糖吸收水分更多,速度更快。“杂质”是糖的异头物时也明显产生吸湿现象;*有少量的低聚糖存在时吸湿更为明显。食品中单糖和低聚糖的功能亲水功能之保湿性单糖与双糖均易溶于水,但溶解度不同:果糖 蔗糖 葡萄糖 乳糖 20 78.9%66.6%46.7%16.1%50 86.9%72
3、.0%70.9%61.2%因为葡萄糖溶解度低,浓度高时,则易析出晶体。所以在淀粉糖浆中,为了防止结晶析出,一般控制葡萄糖含量42%。果汁、蜜饯、果脯类食品利用糖作保存剂,需要糖具有高溶解度。果糖含量 42%60%90%溶解度 71%77%80%果糖含量高的(溶解度大)果葡糖浆,其食品保存性好。食品中单糖和低聚糖的功能亲水功能之结晶性 蔗糖易结晶,晶体较大;葡萄糖也易结晶,但晶体较小;果糖和转化糖难于结晶;淀粉糖浆不但不会结晶,而且还能防止蔗糖结晶。玉米糖浆(果葡糖浆)的生产:玉米淀粉水解葡萄糖异构化酶果糖食品中单糖和低聚糖的功能亲水功能 糖果制造需考虑结晶性差异 *硬糖不能单独用蔗糖 *旧式制
4、造硬糖方法:加入有机酸,蔗糖转化糖(10%15%)以防止蔗糖结晶 *新式制造硬糖方法 添加3040%淀粉糖浆(DE42);工艺简单,效果好。新式制造硬糖方法的优点:保存性好;含糊精,增强糖果韧性,强度,粘性,不易破裂,晶体聚合成球形(淀粉糖浆代替部分蔗糖)。食品中单糖和低聚糖的功能亲水功能之吸湿性与保湿性 *吸湿性是指糖在较高的空气湿度下吸收水分的性质。表示糖以氢键结合水的数量大小。*保湿性指糖在较低空气湿度下散失水分的性质,即保持水分的性质。后者与氢键结合力的大小有关。*吸湿性与结晶性的关系:结晶性越好,则吸湿性越小:结晶性好的易形成糖-糖氢键 杂质影响吸湿性:杂质干扰糖-糖氢键形成,使糖易
5、结合水。果糖、转化糖的吸湿性最强;麦芽糖、葡萄糖的吸湿性次之,蔗糖的吸湿性最小。亲水功能之吸湿性与保湿性 应用:不同食品对于糖的吸湿性和保湿性要求不同*糖果:硬糖要求吸湿性低(避免遇潮湿天气吸收水分而导致溶化),蔗糖为主(添加淀粉糖浆防止结晶)。软糖则需保持一定水分,即保湿性(避免干燥天气干缩),应用果葡糖浆、淀粉糖浆为宜。*糕饼:为了限制水进入食品,其表层涂抹糖霜粉,吸湿性要小。如添加乳糖、蔗糖等。*蜜饯、面包、糕点:为控制水分损失、保持松软,必须添加吸湿性较强的糖。如淀粉糖浆(转化糖浆)、果葡糖浆、糖醇。食品中单糖和低聚糖的功能食品中单糖和低聚糖的功能l甜味:小分子糖是使食品产生甜味的主要
6、物质 p38糖糖溶液的溶液的相对甜度相对甜度结晶的结晶的相对甜度相对甜度糖糖溶液的溶液的相对甜度相对甜度结晶的结晶的相对甜度相对甜度蔗糖蔗糖100100-D-甘露糖甘露糖5932-D-果糖果糖100175180-D-甘露糖甘露糖苦味苦味苦味苦味-D-葡萄糖葡萄糖407974-D-乳糖乳糖163816-D-葡萄糖葡萄糖异头物异头物82-D-乳糖乳糖4832-D-半乳糖半乳糖2732-D-麦芽糖麦芽糖4652-D-半乳糖半乳糖21棉籽糖棉籽糖231水苏四糖水苏四糖10食品中单糖和低聚糖的功能食品中单糖和低聚糖的功能 *糖醇可用作食品甜味剂,糖醇具有低热量或无致龋齿等优点。糖醇糖醇相对甜度相对甜度糖
7、醇糖醇相对甜度相对甜度木糖醇木糖醇90麦芽糖醇麦芽糖醇68山梨糖醇山梨糖醇63乳糖醇乳糖醇35半乳糖醇半乳糖醇58食品中单糖和低聚糖的功能l渗透压:p48 溶质的分子量越小、分子数目越多,渗透压就越大;因此,在浓度较稀时,单糖的渗透压约为双糖的两倍;渗透压越高的糖对食品的保存效果越好。3545葡萄糖溶液对引起食品败坏的链球菌有较强的抑制作用,而蔗糖溶液达到同样效果时,浓度需达到5060。食品中单糖和低聚糖的功能l抗氧化性:p48 有利于保持水果的风味、颜色和 Vit C。28时,60蔗糖溶液中溶解的氧气的量为水溶液中的1/6左右。应用这种糖溶液,可使 Vit C 的氧化反应速率降低1090(因
8、糖浓度、pH和其它条件的不同而变化)。食品中单糖和低聚糖的功能l发酵性:p48 酵母菌能将:葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、甘露糖等发酵生成酒精,并产生CO2。大多数酵母发酵糖的顺序:葡萄糖果糖蔗糖麦芽糖 乳酸菌发酵乳糖产生乳酸。食品中单糖和低聚糖的功能l糖类褐变产物和食品风味(p78风味前体功能)*非酶褐变生成多种挥发性风味物质,使加工食品产生特殊的风味:这些化合物主要是:吡啶、吡嗪、咪唑和吡咯。葡萄糖和氨基酸的混合物(1:1 质量比)加热至100时,所产生的风味特征包括:焦糖香味(甘氨酸)、巧克力香味(谷氨酰胺)羰胺褐变反应产生的特征香味随着温度的改变而变化.食品中单糖和低聚糖的功能l糖类褐变
9、产物和食品风味:*褐变产物除了能使食品产生风味外,它本身可能具有特殊的风味或者能增强其他的风味:糖类的褐变产物均具有特征的强烈焦糖气味,可以作为甜味增强剂;麦芽酚可以使蔗糖甜度的检出阈值浓度降低至正常值的一半;它还能改善食品质地并产生可口的感觉。食品中单糖和低聚糖的功能l风味结合功能:p79 在脱水过程中:糖水风味剂 糖风味剂水 双糖和相对分子质量较大的低聚糖是有效的风味结合剂,环状糊精因能形成包合结构,所以能更有效地截留风味及和其它小分子化合物;大分子糖是一类很好的风味固定剂,应用最普通和最广泛的是阿拉伯树胶;阿拉伯树胶和明胶的混合物用于微胶囊和微乳化技术。食品中多糖的功能l多糖的结构与功能
10、:(p56多糖的性质+p79 增稠、凝胶和稳定作用)食品多糖对食品质地的作用主要有:乳化稳定、悬浮稳定和凝胶。*增稠作用:提高食品的粘稠度,使食品具有柔滑的口感;*胶凝作用:形成凝胶 *稳定作用:使加工食品的组织趋于更稳定的状态,使食品内部组织不易变动,不易改变品质。食品中多糖的功能l多糖的溶解性多糖与水的相互作用 p56 多糖中的亲水基团与水发生作用,水化以后使多糖分子形成大分子分散体系,这是多糖化合物发挥其作用的重要基础。*结合水使多糖分子溶剂化(这部分水不结冰)。*多糖是冷冻稳定剂,不是冷冻保护剂。*在冷藏温度下,能够保护食品的结构与质构,提高贮藏稳定性。多糖的溶解性与多糖结构密切相关食
11、品中多糖的功能多糖的溶解性与多糖结构的关系:纤维素的结晶与非结晶区:*纤维素结构中的-D-吡喃葡萄糖基单位是有序排列和线性伸展的,使纤维素分子的长链和另一个纤维素分子间相似的部分结合,导致纤维素分子在结晶区平行排列。食品中多糖的功能 高度定向的多糖(直链均匀多糖)具有定向和结晶性。直链结晶区具有不溶及抗破裂的特性。纤维素的无定形区和结晶区食品中多糖的功能 结晶排列只涉及到每个纤维分子的某些部分。纤维素的其他部分与别的纤维素分子缠绕在一起,使链间不能很好的结合或者不存在结合,使该区域被高度水化。食品中多糖的功能l黄原胶:p69 D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1比例组成的多糖。食
12、品中多糖的功能l海藻胶:p66 -1,4-D-甘露糖醛酸片段和-1,4-L-古洛糖醛酸片段,以及混合片断组成。食品中多糖的功能多糖的溶解性与多糖结构的关系:*多糖的溶解性与分子链的不规则程度成正比 多糖分子相互结合减弱,则分子溶解性增大。*大多数多糖不具有结晶区,因而非常容易水合和溶解。水溶性多糖和改性多糖被称为 胶或亲水胶体。食品中多糖的功能l多糖溶液的黏度和稳定性:黏度:是表征流体流动时所受内摩擦阻力大小的物理量,是流体在受剪切应力作用时表现出的特性。黏度的测定仪器:毛细管黏度计、旋转黏度计、落球式黏度计、振动性黏度计。食品中多糖的功能l多糖溶液的粘度和稳定性:*多糖(胶、亲水胶体)的黏度
13、与相应食品的粘稠度和胶凝性都有重要关系。*多糖溶液能够控制液体食品与饮料的流动性与质地,改变半固体食品的形态及乳浊液的稳定性。*一般使用0.25%0.5%浓度的胶即能产生粘性或形成凝胶。凝胶或溶液的粘度同分子的大小、形状及其在溶剂中的构象有关。食品中多糖的功能粘度与多糖结构间的关系:*多糖分子在溶液中的形状与糖苷键周围的振动有关,大多数多糖在溶液中呈现出无规线团形状。*相对分子质量相同(DP值相同)时,直链多糖比支链多糖的粘性要大得多;支链多糖的溶剂化程度较高。*只带一种类型电荷的直链多糖由于电荷的斥力,溶液的粘度大大提高,溶液稳定性也较高。*不带电的直链均一多糖倾向于缔合和形成结晶;侧链可阻
14、止分子链缔合,生成稳定的溶液。食品中多糖的功能l多糖溶液的流变性质:影响多糖溶液(胶溶液)流动性的因素:*水合分子或聚集体的大小和形状;*是否容易变形(柔顺性);*带电多少。多糖溶液一般呈现两种流动性质:*假塑性 *触变性食品中多糖的功能 *假塑性:剪切变稀,随着剪切率增大,流动加快;液体流动越快,粘度越低。粘度变化与时间无关;胶的相对分子质量越高,假塑性越大。发粘的口感与假塑性相反。*触变性:第二类剪切变稀流动。在触变流动中,随流速的增加,粘度的下降并不瞬时发生;粘度下降与时间有关;剪切停止后,恢复到原有粘度需要一定时间。触变溶液在静止时是一种弱凝胶。大多数多糖溶液,粘度随温度升高而下降。食
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