第三章碳水化合物PPT讲稿.ppt

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1、第三章碳水化合物第1页，共129页，编辑于2022年，星期二重重 点点1.1.单糖、低聚糖、多糖单糖、低聚糖、多糖的结构、的结构、物理化学性质物理化学性质及功能及功能；2.2.食品在储藏加工条件下糖类化合物的美拉德褐变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；反应及其对食品营养、感观性状和安全的影响；3.3.淀粉的糊化和老化及其在食品加工中的应用；淀粉的糊化和老化及其在食品加工中的应用；第2页，共129页，编辑于2022年，星期二难难 点点糖类化合物的结构与功能间的关系糖类化合物的结构与功能间的关系第3页，共129页，编辑于2022年，星期二本本章章

2、主主要要内内容容第二节第二节 糖类化合物结构糖类化合物结构第三节第三节 糖类化合物的化学性质糖类化合物的化学性质第一节第一节 概述概述第第四四节节 单糖单糖和和低聚糖低聚糖在食品中功能在食品中功能第五节第五节 食品中多糖的功能食品中多糖的功能第4页，共129页，编辑于2022年，星期二一、碳水化合物的一般概念一、碳水化合物的一般概念第一节第一节 概述概述 碳水化合物碳水化合物(Carbohydrates)又称为糖类，它们是一类重要又称为糖类，它们是一类重要的天然有机化合物。碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素。的天然有机化合物。碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素。表达式表达式Cx(HCx(H2 2O

3、)yO)y，多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。例如例如:葡萄糖葡萄糖C6H12O6可以写成可以写成 C6(H2O)6 蔗糖蔗糖C12H22O11可以写成可以写成 C12(H2O)11有些不符合上述通式（例如鼠李糖C6H12O5)第5页，共129页，编辑于2022年，星期二分分类类按组成分按组成分按功能分按功能分单糖单糖低聚糖低聚糖多糖多糖结构多糖结构多糖储存多糖储存多糖抗原多糖抗原多糖第6页，共129页，编辑于2022年，星期二o单糖单糖不能再被水解的多羟基醛、酮，是碳水化合物的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。基本单位。单

4、糖又分为醛糖和酮糖。o低聚糖低聚糖由由2-102-10个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。o多糖多糖由由1010个以上单糖分子缩合而成。个以上单糖分子缩合而成。根据组成多糖根据组成多糖的单糖种类的单糖种类,又分为均多糖和杂多糖。又分为均多糖和杂多糖。按组成分按组成分第7页，共129页，编辑于2022年，星期二二、食品中的碳水化合物二、食品中的碳水化合物o碳水化合物在植物中含量碳水化合物在植物中含量占干重的占干重的80%80%以上以上n如：玉米，蔬菜，水果等如：玉米，蔬菜，水果等o单糖及低聚糖单糖及低聚糖主要存在于蔬菜和水果中。主要存在于蔬菜和水果中。o多糖多

5、糖主要存在于玉米，种子，根，茎植物。主要存在于玉米，种子，根，茎植物。第8页，共129页，编辑于2022年，星期二第9页，共129页，编辑于2022年，星期二第10页，共129页，编辑于2022年，星期二第11页，共129页，编辑于2022年，星期二从上图表中可以看出从上图表中可以看出:天然食物中天然食物中游离糖游离糖的含量很少；加工的食品中则较多。的含量很少；加工的食品中则较多。如何将植物源食物中的贮存多糖和结构多糖转化为可如何将植物源食物中的贮存多糖和结构多糖转化为可溶性多糖？溶性多糖？目前可采取的方法有：目前可采取的方法有：适时采收；适时采收；采后处理；采后处理；加工中添加水解酶等加工中

6、添加水解酶等第12页，共129页，编辑于2022年，星期二玉米玉米-在蔗糖转化为淀粉在蔗糖转化为淀粉前采摘，加热破坏转化酶前采摘，加热破坏转化酶系，玉米很甜。系，玉米很甜。成熟后采成熟后采摘或未及时破坏酶系，玉摘或未及时破坏酶系，玉米失去甜味，而且变硬变米失去甜味，而且变硬变老老水果水果成熟前采摘，成熟前采摘，后熟过程中酶促反应使后熟过程中酶促反应使淀粉转变为糖，水果变淀粉转变为糖，水果变软，变熟，变甜软，变熟，变甜第13页，共129页，编辑于2022年，星期二三、食品中碳水化合物的作用三、食品中碳水化合物的作用碳水化合物与碳水化合物与食品加工质量食品加工质量色泽与碳水化合物色泽与碳水化合物口

7、感与碳水化合物口感与碳水化合物质构与碳水化合物质构与碳水化合物碳水化合物与碳水化合物与食品的营养食品的营养提供膳食热量提供膳食热量促进肠道蠕动促进肠道蠕动具有保健功能具有保健功能第14页，共129页，编辑于2022年，星期二一、单糖的结构一、单糖的结构第二节第二节 糖类化合物结构糖类化合物结构葡萄糖葡萄糖存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的根、存在于葡萄汁和其他果汁中，以及植物的根、茎、叶等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然葡萄茎、叶等部位。动物血液中也含有葡萄糖。天然葡萄糖为右旋糖。糖为右旋糖。果糖果糖大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋糖，是大量存在于水果和蜂蜜中。天然果糖是左旋糖，是常

8、见糖中最甜的糖。常见糖中最甜的糖。核糖、核糖、2-2-脱氧核糖脱氧核糖是核酸的组成部分。是核酸的组成部分。常见的单糖：常见的单糖：第15页，共129页，编辑于2022年，星期二第16页，共129页，编辑于2022年，星期二单糖的构型单糖的构型 最最简简单单的的单单糖糖是是2，3-二二羟羟基基丙丙醛醛(俗俗名名甘甘油油醛醛),含含有有一个手性碳原子一个手性碳原子.第17页，共129页，编辑于2022年，星期二手性碳原子手性碳原子o碳水化合物碳水化合物含有手性碳原子含有手性碳原子，手性碳原子，手性碳原子连接四个不同连接四个不同的基团的基团，四个基团，四个基团在空间的两种不同排列在空间的两种不同排列

9、（构型）（构型）呈呈镜面对称镜面对称。第18页，共129页，编辑于2022年，星期二分子构型常用分子构型常用D-L标记法表示标记法表示 凡凡分分子子中中离离羰羰基基最最远远的的手手性性碳碳原原子子的的构构型型，与与D-甘甘油油醛醛的的构构型型相相同同的的碳碳水水化化合合物物，其其构构型型属属于于D型型。反之，则属于反之，则属于L型。型。第19页，共129页，编辑于2022年，星期二D D葡萄糖葡萄糖L L葡萄糖葡萄糖D D果糖果糖L L果糖果糖在在Fischer Fischer 投影式中投影式中,最低的手性中心上最低的手性中心上OHOH在右侧时为在右侧时为D D型；在左侧时为型；在左侧时为 L

10、 L型。型。第20页，共129页，编辑于2022年，星期二-与与-构型构型同侧同侧异侧异侧C C1 1为手性碳原子，它有右侧为手性碳原子，它有右侧两种端位异构两种端位异构环状结构环状结构第21页，共129页，编辑于2022年，星期二o 己糖构象己糖构象 己糖可以形成己糖可以形成呋喃型呋喃型和和吡喃型吡喃型第22页，共129页，编辑于2022年，星期二环式与开环式相互转换环式与开环式相互转换o-D-D-吡喃葡萄糖溶于水时吡喃葡萄糖溶于水时，形成具有：，形成具有：开环、五元环、六元环及开环、五元环、六元环及七元环七元环等不同异构体的混合物。等不同异构体的混合物。o室温下，以六元环为主。室温下，以六

11、元环为主。第23页，共129页，编辑于2022年，星期二二、糖苷的结构二、糖苷的结构第二节第二节 糖类化合物结构糖类化合物结构o是由单糖或低聚糖的是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基半缩醛羟基和另一个分子中的和另一个分子中的-OHOH、-NH-NH2 2、-SH-SH（巯基）等发生（巯基）等发生缩合反应，失去水后缩合反应，失去水后形成形成的化合物。的化合物。o组成组成：糖：糖、配基配基（非糖部分（非糖部分 ）第24页，共129页，编辑于2022年，星期二配基部分配基部分O-O-糖苷糖苷S-S-糖苷糖苷N-N-糖苷糖苷第25页，共129页，编辑于2022年，星期二糖苷的性质糖苷的性质无变旋现象无变旋现象

12、无还原性无还原性酸中水解，碱中可稳定存在酸中水解，碱中可稳定存在吡喃糖苷环比呋喃糖苷稳定吡喃糖苷环比呋喃糖苷稳定第26页，共129页，编辑于2022年，星期二三、低聚糖的结构三、低聚糖的结构第二节第二节 糖类化合物结构糖类化合物结构一般由一般由2-10个糖基构成，较重要的低聚个糖基构成，较重要的低聚糖有：蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊糖有：蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊精和环状糊精（沙丁格糊精）。精和环状糊精（沙丁格糊精）。第27页，共129页，编辑于2022年，星期二食品中重要的低聚糖食品中重要的低聚糖麦芽糖麦芽糖o淀粉水解后得到的淀粉水解后得到的二糖二糖 o具有潜在的游离醛基，是一种具

13、有潜在的游离醛基，是一种还原糖还原糖 o温和的甜味剂温和的甜味剂 1,4糖苷配基糖苷配基D-D-葡萄糖葡萄糖第28页，共129页，编辑于2022年，星期二D-D-半乳糖半乳糖D-D-葡萄糖葡萄糖-1,4糖苷配基糖苷配基食品中重要的低聚糖食品中重要的低聚糖乳糖乳糖o牛乳中的牛乳中的还原性二糖还原性二糖 o发酵过程中转化为发酵过程中转化为乳酸乳酸 o在乳糖酶作用下水解在乳糖酶作用下水解 o乳糖不耐症乳糖不耐症第29页，共129页，编辑于2022年，星期二n发酵乳制品发酵乳制品如大多数酸奶和干酪中如大多数酸奶和干酪中乳糖含量很少乳糖含量很少，一些，一些乳乳糖发酵过程中被转化成乳酸糖发酵过程中被转化成

14、乳酸。n乳糖在水解成乳糖在水解成单糖单糖D-D-葡萄糖和葡萄糖和D-D-半乳糖半乳糖之后之后才能作为能才能作为能量利用量利用。n乳糖到达小肠后才被消化，乳糖到达小肠后才被消化，小肠内存在乳糖酶小肠内存在乳糖酶。n乳糖促进肠道吸收和钙的保留乳糖促进肠道吸收和钙的保留。乳糖乳糖 D-D-葡萄糖葡萄糖 +D-+D-半乳糖半乳糖 乳糖酶乳糖酶 第30页，共129页，编辑于2022年，星期二乳糖不耐症乳糖不耐症n乳糖保留在小肠肠腔内，由于渗透压的作用，乳糖有乳糖保留在小肠肠腔内，由于渗透压的作用，乳糖有将液体将液体引向肠腔的趋势，产生腹胀和痉挛引向肠腔的趋势，产生腹胀和痉挛。n乳糖不耐症随着年龄增大而加

15、重。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，有两种方法可以克服乳糖酶缺乏的影响，n一种方法是一种方法是通过发酵如在生产酸奶和乳制品时除去乳糖通过发酵如在生产酸奶和乳制品时除去乳糖n另一种方法是另一种方法是加入乳糖酶减少乳中乳糖加入乳糖酶减少乳中乳糖。第31页，共129页，编辑于2022年，星期二12o-葡萄糖和葡萄糖和-果糖头头相连果糖头头相连o 非还原性二糖非还原性二糖 o具有极大的具有极大的吸湿性和溶解性吸湿性和溶解性，能形成，能形成具具高渗透性高渗透性的高浓度溶液。可用作的高浓度溶液。可用作防腐剂和保湿剂防腐剂和保湿剂。o冷冻保护剂，冷冻保护剂，可防止脱水和由

16、冷冻引可防止脱水和由冷冻引起的结构和质构的破坏。起的结构和质构的破坏。o甘蔗与甜菜甘蔗与甜菜食品中重要的低聚糖食品中重要的低聚糖蔗糖蔗糖第32页，共129页，编辑于2022年，星期二o三糖三糖 n麦芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖麦芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖 o聚合度为聚合度为4 41010的低聚糖的低聚糖 n麦芽低聚糖、甘露低聚糖、低聚木糖麦芽低聚糖、甘露低聚糖、低聚木糖食品中重要的低聚糖食品中重要的低聚糖第33页，共129页，编辑于2022年，星期二四、多糖四、多糖（Polysaccharides）的结构的结构第二节第二节 糖类化合物结构糖类化合物结构单糖的个数称为聚合度单糖的个数称为聚合度（D

17、P-Degree of Polymerization）n 大多数多糖的大多数多糖的DP为为200-3000 n 纤维素的纤维素的DP最大，达最大，达7000-15000o 定义定义:超过超过1010个单糖的聚合物为多糖个单糖的聚合物为多糖 第34页，共129页，编辑于2022年，星期二储存多糖储存多糖抗原多糖抗原多糖按功能分按功能分结构多糖结构多糖 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。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

18、养料，分为直链和支链这类多糖有淀粉、糖原等。淀粉是植物的贮藏养料，分为直链和支链两种两种,聚合度聚合度300-500300-500。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。激素的组成部分。第35页，共129页，编辑于2022年，星期二淀粉淀粉 直链淀粉是多个葡萄糖单元通过直链淀粉是多个葡萄糖单元通过-1,4-糖苷键糖苷键形成的线形聚合物，呈螺旋状结构，难溶于水，形成的线形聚合物，呈螺旋状结构，难溶于水，能与碘分子络合呈能与碘分子络合呈蓝色蓝色。直链淀粉直链淀粉第36页，共129页，编辑于2022年，星期二褐变反应褐变反

19、应非氧化褐变非氧化褐变氧化褐变氧化褐变酶促褐变酶促褐变非酶促褐变非酶促褐变氧或酚类物质在多酚氧或酚类物质在多酚氧化酶催化下的反应氧化酶催化下的反应焦糖化反应焦糖化反应美拉德反应美拉德反应第三节第三节 糖类化合物的化学性质糖类化合物的化学性质第37页，共129页，编辑于2022年，星期二1.1.美拉德反应（美拉德反应（Maillard Maillard eaction)eaction)n食品中的还原糖与氨基化合物发生缩合、聚合生成类黑色素食品中的还原糖与氨基化合物发生缩合、聚合生成类黑色素物质的反应，又称羰氨反应。物质的反应，又称羰氨反应。n反应物三要素：反应物三要素：n氨基化合物氨基化合物、还

20、原糖还原糖和和水水第38页，共129页，编辑于2022年，星期二MaillardMaillard反应机理反应机理（过程）（过程）:反应分为三个阶段反应分为三个阶段 n开始和引发阶段开始和引发阶段 a.a.氨基和羰基缩合氨基和羰基缩合葡基胺葡基胺 b.Amadori b.Amadori分子分子重排重排醛糖醛糖n中间阶段中间阶段 c.c.糖脱水糖脱水 d.d.糖裂解糖裂解 e.e.氨基酸降解氨基酸降解n后期阶段后期阶段 f.f.醇、醛缩合醇、醛缩合 g.g.胺胺-醛缩合醛缩合褐色色素褐色色素第39页，共129页，编辑于2022年，星期二在稀酸条件下羰氨缩合在稀酸条件下羰氨缩合产物易于水解；亚硫酸根

21、产物易于水解；亚硫酸根可与醛形成加成化合物可与醛形成加成化合物可阻止可阻止N-N-葡萄糖基胺葡萄糖基胺第40页，共129页，编辑于2022年，星期二第41页，共129页，编辑于2022年，星期二第42页，共129页，编辑于2022年，星期二第43页，共129页，编辑于2022年，星期二影响影响MaillardMaillard反应因素反应因素n糖的种类：糖的种类：戊糖戊糖 已糖已糖 双糖，双糖，半乳糖半乳糖 甘露糖甘露糖 葡萄糖葡萄糖 果糖，果糖，醛糖醛糖 酮糖酮糖 n氨基酸氨基酸：胺类胺类 氨基酸、肽氨基酸、肽 蛋白质蛋白质；碱性氨基酸碱性氨基酸(末端末端)的氨基易褐变的氨基易褐变,如赖如赖A

22、AAA、精、精AAAA、组、组AAAA。n温度温度：TT，速度，速度，每增加，每增加1010，速度，速度3-53-5倍。倍。3030以上加快，以上加快，2020以下变慢，故低温可防止褐变以下变慢，故低温可防止褐变n氧气：氧气：n室温下室温下氧能促进褐变氧能促进褐变，氧促进，氧促进VCVC、脂肪氧化褐变。、脂肪氧化褐变。第44页，共129页，编辑于2022年，星期二n水分：水分：10-15%10-15%含水量最易褐变，干燥食品，褐变抑制，如冰淇淋粉的含水含水量最易褐变，干燥食品，褐变抑制，如冰淇淋粉的含水量，不易褐变。量，不易褐变。npHpH：pH3pH3时，时，pHpH，速度，速度，pH=7.

23、8-9.2 pH=7.8-9.2，速度，速度pH6,pH6,速度增加速度增加慢。慢。n金属：金属：催化催化MaillardMaillard反应，速度反应，速度（FeFe3+3+,Fe,Fe2+2+）n亚硫酸盐：亚硫酸盐：n阻止生成葡萄糖基胺阻止生成葡萄糖基胺 第45页，共129页，编辑于2022年，星期二抑制抑制MaillardMaillard反应的方法反应的方法o稀释或降低水分含量稀释或降低水分含量o注意选择原料注意选择原料:如土豆片，选氨基酸、还原糖含量少的品种，如土豆片，选氨基酸、还原糖含量少的品种，一般选用蔗糖。一般选用蔗糖。o降低降低pH:pH:常加酸，如柠檬酸，苹果酸。常加酸，如柠

24、檬酸，苹果酸。o降低温度降低温度o除去一种作用物除去一种作用物:如热水烫漂，除去部分可溶固形物，降低还如热水烫漂，除去部分可溶固形物，降低还原糖含量。原糖含量。o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o色素形成早期加入还原剂（如亚硫酸盐），可起到脱色效果。色素形成早期加入还原剂（如亚硫酸盐），可起到脱色效果。第46页，共129页，编辑于2022年，星期二利用利用MaillardMaillard反应反应调制感官质量调制感官质量控制原材料：控制原材料：核糖核糖+半胱氨酸：烤猪肉香味半胱氨酸：烤猪肉香味 核糖核糖+谷胱甘肽：烤牛肉香味谷胱甘肽：烤牛肉香味控制温度：控制温

25、度：葡萄糖葡萄糖 +缬氨酸缬氨酸 100-150 100-150 烤面包香味烤面包香味 180 180 巧克力香味巧克力香味 木糖木糖-酵母水解蛋白酵母水解蛋白 90 90 饼干香型饼干香型 160 160 酱肉香型酱肉香型不同加工方法：不同加工方法：土豆土豆 大麦大麦 水煮水煮 125125种香气种香气 7575种香气种香气 烘烤烘烤 250250种香气种香气 150150种香气种香气第47页，共129页，编辑于2022年，星期二美拉德反应对食品的影响美拉德反应对食品的影响n色泽色泽希望和不希望希望和不希望 n风味风味美拉德反应产品能产生美拉德反应产品能产生牛奶巧克力的风味牛奶巧克力的风味。

26、当还原。当还原糖与牛奶蛋白质反应时，美拉德反应产生乳脂糖、太妃糖糖与牛奶蛋白质反应时，美拉德反应产生乳脂糖、太妃糖及奶糖的风味。及奶糖的风味。n营养营养还原糖与氨基酸的反应还原糖与氨基酸的反应破坏氨基酸破坏氨基酸，特别是必需，特别是必需氨基酸氨基酸L-L-赖氨酸赖氨酸所受的影响最大，赖氨酸含有所受的影响最大，赖氨酸含有-氨基，即氨基，即使存在于蛋白质分子中也能参与美拉德反应。使存在于蛋白质分子中也能参与美拉德反应。n安全安全已从烧煮和油炸的肉和鱼以及牛肉的浸出物中分离得已从烧煮和油炸的肉和鱼以及牛肉的浸出物中分离得到诱变到诱变杂环胺杂环胺。第48页，共129页，编辑于2022年，星期二2.2.

27、焦糖化反应（卡拉蜜尔作用）焦糖化反应（卡拉蜜尔作用）n糖类物质在糖类物质在没有氨基化合物没有氨基化合物存在的情况下，存在的情况下，加热到熔加热到熔点以上点以上（蔗糖（蔗糖200200）时，）时，糖发生脱水与降解并生成糖发生脱水与降解并生成黑褐色物质黑褐色物质的反应的反应。n糖受强热生成两类物质糖受强热生成两类物质n一种是糖脱水形成焦糖（酱色）一种是糖脱水形成焦糖（酱色）n另一种是糖裂解形成一些挥发性的醛酮物质，这些物质另一种是糖裂解形成一些挥发性的醛酮物质，这些物质进一步缩合，聚合成深褐色的物质。进一步缩合，聚合成深褐色的物质。第49页，共129页，编辑于2022年，星期二第50页，共129页

28、，编辑于2022年，星期二三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：水溶液：水溶液pHpH为为pH2-4.5pH2-4.5亚硫酸氢铵催化产生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焙烤食品用色素焙烤食品用色素：水溶液：水溶液pHpH为为4.2-4.84.2-4.8糖与胺盐加热，产生棕红色糖与胺盐加热，产生棕红色n啤酒用焦糖色素啤酒用焦糖色素：水溶液的：水溶液的pHpH为为3-43-4n蔗糖直接热解产生棕红色蔗糖直接热解产生棕红色n应用于啤酒和其它含醇饮

29、料应用于啤酒和其它含醇饮料第51页，共129页，编辑于2022年，星期二o低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解生低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解生成单糖或低聚糖。成单糖或低聚糖。C C1212H H2222O O1111+H+H2 20 0C C6 6H H1212O O6 6+C+C6 6H H12120 06 6右旋右旋左旋左旋转化糖转化糖柠檬酸，蔗糖酶柠檬酸，蔗糖酶H H+3 3、水解反应：、水解反应：蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖影响水解反应的因素：影响水解反应的因素：n 结构结构o温度温度 温度提高，水解速度急剧加快。温度提高，水解速度急剧加快。第52页，共129页，编

30、辑于2022年，星期二 在稀碱条件下，开环，生成差向异构体。在稀碱条件下，开环，生成差向异构体。继续烯醇化继续烯醇化2,3-3,4-2,3-3,4-形成己糖全部形成己糖全部可能异构体可能异构体果葡糖浆果葡糖浆4 4、烯醇化和异构化反应、烯醇化和异构化反应与碱的作用与碱的作用第53页，共129页，编辑于2022年，星期二5 5、复合反应和脱水反应、复合反应和脱水反应与酸的作用与酸的作用o 复合反应复合反应o 单糖受酸和热的作用，失水缩合生成单糖受酸和热的作用，失水缩合生成 低聚糖的反应称为复合反应。低聚糖的反应称为复合反应。o 连接方式连接方式:1,3-1,3-糖苷键糖苷键,1,6-,1,6-糖

31、苷键糖苷键o 不是水解反应的逆反应。不是水解反应的逆反应。例如：例如：2 C2 C6 6H H1212O O6 6 C C1212H H2222O O1111 +H +H2 2O O 2 2分子的分子的G G复合成复合成 异麦芽糖异麦芽糖(-1,6)-1,6)龙胆二糖龙胆二糖(-1,6)-1,6)第54页，共129页，编辑于2022年，星期二o 脱水反应脱水反应分子内脱水分子内脱水o 复合反应复合反应分子间脱水分子间脱水例如：例如：HOCHCHOH HCCH HCH CHCHO H+HC CCHO +3 H2O OH OH O5 5、复合反应和脱水反应、复合反应和脱水反应与酸的作用与酸的作用第

32、55页，共129页，编辑于2022年，星期二6 6、氧化反应、氧化反应o 在不同氧化条件下，糖类被氧化成不同产物在不同氧化条件下，糖类被氧化成不同产物o 强氧化剂：强氧化剂：G COG CO2 2+H+H2 2O Oo Br/HBr/H2 2O O：G G 葡萄糖酸葡萄糖酸脱水脱水 内酯内酯 内酯内酯o 浓硝酸：浓硝酸：醛糖醛糖 二元酸二元酸o G G氧化酶：氧化酶：G G 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸第56页，共129页，编辑于2022年，星期二第第四节四节 单糖和单糖和低聚糖低聚糖在食品中功能在食品中功能一、一、单糖的作用及功能单糖的作用及功能（1）甜味剂）甜味剂 蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于

33、蔗糖蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖sucrose、D-果果糖糖D-fructose、葡萄糖、葡萄糖glucose的含量。的含量。甜度定义甜度定义 是一个相对值，以蔗糖是一个相对值，以蔗糖（非还原糖）（非还原糖）为基准物，一般以为基准物，一般以10%或或15%的蔗糖水溶液在的蔗糖水溶液在20 时的甜度为时的甜度为1。甜度甜度 果糖果糖 蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖麦芽糖麦芽糖半乳糖半乳糖第57页，共129页，编辑于2022年，星期二o影响甜度的因素：影响甜度的因素：n分子量越大溶解度越小，则甜度也小分子量越大溶解度越小，则甜度也小n糖的不同构型（糖的不同构型（、型）型）T=20T=20时时 蔗糖

34、溶液（蔗糖溶液（1010/15/15）1.001.00（甜度）（甜度）D-D-葡萄糖葡萄糖 0.700.70（比甜度）（比甜度）D D呋喃果糖呋喃果糖 1.501.50（比甜度）（比甜度）（甜度：果糖（甜度：果糖 蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 麦芽糖麦芽糖 半乳糖）半乳糖）第58页，共129页，编辑于2022年，星期二 （2）亲水功能）亲水功能(吸湿性或保湿性）吸湿性或保湿性）糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力具糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力具 有一定的吸湿性或保湿性。有一定的吸湿性或保湿性。吸湿性吸湿性（糖在空气湿度较高情况下吸收水分的性质糖在空气湿度较高情况下吸收水分的性质）顺序顺序 果

35、糖果糖葡萄糖葡萄糖 保湿性保湿性（糖在空气湿度较低条件下保持水分的性质糖在空气湿度较低条件下保持水分的性质）顺序顺序 葡萄糖葡萄糖果糖果糖 例如：例如：面包、糕点、软糖应选吸湿性大的果糖或果葡糖浆面包、糕点、软糖应选吸湿性大的果糖或果葡糖浆.硬糖、酥糖及酥性饼干应选吸湿性小的硬糖、酥糖及酥性饼干应选吸湿性小的葡萄糖葡萄糖.第59页，共129页，编辑于2022年，星期二o硬糖果硬糖果要求要求吸湿性低吸湿性低（避免遇潮湿天气因吸收水分而导致溶化）（避免遇潮湿天气因吸收水分而导致溶化）以以蔗糖蔗糖为主（添加淀粉糖浆防止结晶）为主（添加淀粉糖浆防止结晶）o软糖果软糖果则需则需保持一定水分保持一定水分（

36、避免遇干燥天气而干缩），应用（避免遇干燥天气而干缩），应用果葡果葡糖浆、淀粉糖浆为宜糖浆、淀粉糖浆为宜。o糕饼糕饼为了为了限制水进入食品限制水进入食品，其表层涂抹糖霜粉，其表层涂抹糖霜粉，吸湿性要小吸湿性要小。如添加乳糖、蔗糖、麦芽糖。如添加乳糖、蔗糖、麦芽糖。o蜜饯、面包、糕点蜜饯、面包、糕点为控制水分损失、保持松软，必须添加为控制水分损失、保持松软，必须添加吸湿性吸湿性较强的糖。较强的糖。如淀粉糖浆（转化糖浆）、果葡糖浆如淀粉糖浆（转化糖浆）、果葡糖浆 不同种类食品对于糖的吸湿性和保湿性要求不同不同种类食品对于糖的吸湿性和保湿性要求不同第60页，共129页，编辑于2022年，星期二（3）防

37、腐防腐功能功能 o随温度随温度，渗透压，渗透压；分子数目越多，渗透压；分子数目越多，渗透压o渗透压越大对食品保存越有利；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：不同微生物对渗透压的耐受有差别：n酵母酵母 50蔗糖溶液蔗糖溶液n霉菌霉菌 60蔗糖溶液蔗糖溶液n细菌细菌 80蔗糖溶液蔗糖溶液o 耐高渗酵母、霉菌耐高渗酵母、霉菌蜂蜜也会变坏蜂蜜也会变坏o 果汁、蜜饯、果脯类食品利用糖作保存剂，果汁、蜜饯、果脯类食品利用糖作保存剂，需要糖具需要糖具有高溶解度，具有高的渗透压。有高溶解度，具有高的渗透压。第61页，共129页，编辑于2022年，星期二o 不同糖的结晶特性不同糖的结晶特

38、性n蔗糖易结晶，晶体生成很大；蔗糖易结晶，晶体生成很大；n葡萄糖易结晶，晶体生成细小；葡萄糖易结晶，晶体生成细小；n果糖、转化糖较难结晶；果糖、转化糖较难结晶；o 应用：硬糖的生产不能单独使用蔗糖应用：硬糖的生产不能单独使用蔗糖n旧法：加酸，蔗糖旧法：加酸，蔗糖转化糖转化糖n新法：加入淀粉糖浆新法：加入淀粉糖浆吸湿性与结晶性的关系：吸湿性与结晶性的关系：结晶性越好，则吸湿性越小。结晶性越好，则吸湿性越小。（4）结晶功能）结晶功能 第62页，共129页，编辑于2022年，星期二o 淀粉糖浆：淀粉糖浆：葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物n不含果糖，不含果糖，吸潮性低，保存性好

39、吸潮性低，保存性好；n含糊精，含糊精，增加糖果韧性、强度和黏性，不易碎裂增加糖果韧性、强度和黏性，不易碎裂；n甜度低，温和可口；甜度低，温和可口；o 雪糕、冰淇淋等加淀粉糖浆替代部分蔗糖雪糕、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，蔗糖结晶成含水晶体，聚合成球形第63页，共129页，编辑于2022年，星期二冰点降低冰点降低 o 溶液溶液浓度越高，分子量越小，冰点降低越多浓度越高，分子量越小，冰点降低越多o 葡萄糖葡萄糖 蔗糖蔗糖 淀粉糖浆淀粉糖浆o 应用应用:雪糕、冰淇淋等加淀粉糖浆替代部分蔗糖雪糕、冰淇淋等加淀粉糖浆替代部分蔗糖n冰点降低小，节约电能；冰点降

40、低小，节约电能；n抗结晶性，冰粒细腻；抗结晶性，冰粒细腻；n粘度，口感好；粘度，口感好；n甜度，温和；甜度，温和；（5）其他功能）其他功能 第64页，共129页，编辑于2022年，星期二粘粘 度度调节食品稠度和可口性调节食品稠度和可口性 o粘度与糖的种类：粘度与糖的种类：淀粉糖浆淀粉糖浆蔗蔗萄、果萄、果 o粘度与温度有关粘度与温度有关n 葡萄糖葡萄糖溶液粘度溶液粘度随随TT而而 ；n 蔗糖蔗糖溶液粘度溶液粘度随随T T 而而 ；抗氧化性抗氧化性保持水果的风味、颜色和保持水果的风味、颜色和VcVco糖溶液中糖溶液中溶氧量小溶氧量小o糖本身糖本身具有抗氧化性具有抗氧化性第65页，共129页，编辑于

41、2022年，星期二o黄豆苷：黄豆苷：促进血液循环，提高脑血流量，对心血管疾病有促进血液循环，提高脑血流量，对心血管疾病有显著疗效，治冠心病，脑血栓。显著疗效，治冠心病，脑血栓。o类黄酮糖苷：类黄酮糖苷：具有苦味和其它风味和颜色具有苦味和其它风味和颜色o毛地黄苷：毛地黄苷：强心剂强心剂 o皂角苷：皂角苷：起泡剂和稳定剂起泡剂和稳定剂 o甜菊苷：甜菊苷：甜味剂甜味剂 o糖苷一般糖苷一般在碱性条件下稳定在碱性条件下稳定，在，在温或热的酸性温或热的酸性水溶液水溶液中通过水解中通过水解产生产生还原糖还原糖。二、糖苷的生理功能二、糖苷的生理功能第66页，共129页，编辑于2022年，星期二三、低聚糖的功能

42、三、低聚糖的功能（1）赋予风味）赋予风味 褐变产物赋予食品特殊风味。如，麦芽酚褐变产物赋予食品特殊风味。如，麦芽酚、异麦芽酚、异麦芽酚、乙基麦芽酚乙基麦芽酚（2）特殊功能）特殊功能 增加溶解性：如环状糊精，麦芽糊精增加溶解性：如环状糊精，麦芽糊精 稳定剂：糊精作固体饮料的增稠剂和稳定剂稳定剂：糊精作固体饮料的增稠剂和稳定剂（3）保健功能）保健功能 低聚糖可促进小孩肠道双歧杆菌生长，促消化低聚糖可促进小孩肠道双歧杆菌生长，促消化.第67页，共129页，编辑于2022年，星期二具有特殊功能的低聚糖具有特殊功能的低聚糖低聚果糖低聚果糖21-2,1GF2GF4GF3o增殖双歧杆菌增殖双歧杆菌 o难水解

43、，热量低难水解，热量低 o抑制腐败菌，维护抑制腐败菌，维护肠道健康肠道健康 o防止龋齿防止龋齿o香蕉、蜂蜜、大蒜、香蕉、蜂蜜、大蒜、西红柿、洋葱西红柿、洋葱生理活性：生理活性：第68页，共129页，编辑于2022年，星期二环状低聚糖环状低聚糖又名又名沙丁格糊精沙丁格糊精或或环状淀粉环状淀粉，由，由-葡萄糖通过葡萄糖通过1,4-1,4-糖苷键首尾相连构成。糖苷键首尾相连构成。聚合度为聚合度为6,7,8,6,7,8,分别称为分别称为,环状糊精。环状糊精。N=6N=6N=7N=7N=8N=8第69页，共129页，编辑于2022年，星期二第70页，共129页，编辑于2022年，星期二环状糊精的立体结构

44、示意图环状糊精的立体结构示意图o高度对称性高度对称性 o圆柱形圆柱形 o-OH-OH在外侧，在外侧，C-HC-H和和O O在环内在环内侧侧 o环的外侧亲水，中间空穴是环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域疏水区域 o作为微胶囊壁材，包埋脂溶作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质性物质 风味物、香精油、胆固醇风味物、香精油、胆固醇 环状糊精的结构特点：环状糊精的结构特点：第71页，共129页，编辑于2022年，星期二o保持食品香味的稳定保持食品香味的稳定 食用香精和稠味剂用食用香精和稠味剂用CD包接，用于烤焙食品，速溶食品，速食食品，肉包接，用于烤焙食品，速溶食品，速食食品，肉食及罐头食品，可使之留香持久，风

45、味稳定。食及罐头食品，可使之留香持久，风味稳定。如食用香精玫瑰油和茴香脑等易挥发易氧化，用如食用香精玫瑰油和茴香脑等易挥发易氧化，用CD包接后香味的保持得到改善。包接后香味的保持得到改善。o保持天然食用色素的稳定保持天然食用色素的稳定 如：虾黄素经如：虾黄素经CD的包接，提高对光和氧的稳定性。的包接，提高对光和氧的稳定性。o食品保鲜食品保鲜 将将CD和其它生物多糖制成保鲜剂涂于面包、糕点表面可起保水保形和其它生物多糖制成保鲜剂涂于面包、糕点表面可起保水保形作用作用o除去食品的异味除去食品的异味鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用CD包接可除去包接可除

46、去环状糊精的应用环状糊精的应用第72页，共129页，编辑于2022年，星期二第五节第五节 食品中多糖的功能食品中多糖的功能一、多糖的作用：一、多糖的作用：1 1 生理功能生理功能 o膳食纤维膳食纤维-植物多糖植物多糖很高的持水力；很高的持水力；对阳离子有结合交换能力；对阳离子有结合交换能力；对有机化合物有吸附螫合作用；对有机化合物有吸附螫合作用；具有类似填充的容积；具有类似填充的容积；可改变肠道系统中的微生物群组成。可改变肠道系统中的微生物群组成。o真菌多糖真菌多糖 增强免疫增强免疫,降血糖降血糖,降血脂降血脂,抗肿瘤抗肿瘤,抗病毒抗病毒如香菇多糖，人参多糖，灵芝多糖和茶叶多糖等如香菇多糖，人

47、参多糖，灵芝多糖和茶叶多糖等第73页，共129页，编辑于2022年，星期二水的结合功能：水的结合功能：做增稠剂，胶凝剂，澄清剂等做增稠剂，胶凝剂，澄清剂等o多糖的溶解性多糖的溶解性:o多羟基，氧原子，形成氢键多羟基，氧原子，形成氢键 o结合水，不结冰，多糖分子溶剂化结合水，不结冰，多糖分子溶剂化 o不会显著降低冰点，提供冷冻稳定性不会显著降低冰点，提供冷冻稳定性 o保护产品结构和质构，提供贮藏稳定性保护产品结构和质构，提供贮藏稳定性 o大多数多糖不结晶大多数多糖不结晶 o胶或与亲水胶体胶或与亲水胶体 一、一、多糖的作用：多糖的作用：2 2 水的结合功能水的结合功能第74页，共129页，编辑于2

48、022年，星期二 多糖溶液具有很高的黏度。甚至浓度很低时也有很高的多糖溶液具有很高的黏度。甚至浓度很低时也有很高的黏度。黏度。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。关。o主要具有增稠和胶凝功能主要具有增稠和胶凝功能 o还控制流体食品与饮料的流还控制流体食品与饮料的流动性质与质构以及改变半固动性质与质构以及改变半固体食品的变形性等体食品的变形性等 o0.25%0.25%0.5%0.5%3 3 多糖溶液的黏度与稳定性多糖溶液的黏度与稳定性第75页，共129页，编辑于2022年，星期二线性分子，很高粘度线性分子，很高粘度支链分

49、子，粘度较低支链分子，粘度较低o占有空间占有空间 o碰撞频率碰撞频率3 3 多糖溶液的黏度与稳定性多糖溶液的黏度与稳定性第76页，共129页，编辑于2022年，星期二直链多糖直链多糖o带电的，粘度提高带电的，粘度提高 n 静电斥力，链伸展，链长增加，占有体积增大静电斥力，链伸展，链长增加，占有体积增大 n 海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶形成稳定高粘溶液海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶形成稳定高粘溶液 o不带电，倾向于缔合、形成结晶不带电，倾向于缔合、形成结晶 n 碰撞时形成分子间键，分子间缔合，重力作用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下产生沉淀和部分结晶 n 淀粉老化淀粉老化o

50、多糖溶液的黏度与稳定性多糖溶液的黏度与稳定性 第77页，共129页，编辑于2022年，星期二o4 4 凝胶凝胶 o多糖能形成海绵状的三维网状凝胶多糖能形成海绵状的三维网状凝胶结构。凝胶既具固体性质，也具液结构。凝胶既具固体性质，也具液体性质。体性质。o氢键、疏水相互作用、范德华氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥连、缠结或共价引力、离子桥连、缠结或共价键键 o网孔中液相网孔中液相o凝胶特性凝胶特性二重性二重性n固体固体-液体液体 n粘弹性的半固体粘弹性的半固体第78页，共129页，编辑于2022年，星期二二、淀粉二、淀粉(Starch)Contents （一）淀粉的一般性质（一）淀粉的一般性