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1、食品化学 第三章 碳水化合物第1页，此课件共68页哦3.1 Concept碳水化合物碳水化合物 (Carbohydrates)Definition ：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。Classification：1.按组成分按组成分 。单糖单糖（Monosaccharides）：）：不能再被水解的多羟基醛或酮，是碳水化不能再被水解的多羟基醛或酮，是碳水化合物的基本合物的基本 单位单位。第2页，此课件共68页哦。低聚糖（寡糖）。低聚糖（寡糖）(Oligasaccharides)：由由210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。多糖
2、。多糖(Polysaccharides)：由许多单糖分子缩合而成。由许多单糖分子缩合而成。2.按功能分按功能分结构多糖结构多糖贮存多糖贮存多糖 抗原多糖抗原多糖第3页，此课件共68页哦食品中的糖类化合物（见表一）食品中的糖类化合物（见表一）Carbohydrates comprise more than 75%of the dry matter of Plants.eg:corn,vegetable,fruit,and so on.Monosaccharides&Oligasaccharides is usually found in the vegetable and fruit.Polys
3、accharides can mainly be found in corn,seed,root,stem plants.第4页，此课件共68页哦表一表一 食品中的糖类化合物食品中的糖类化合物(%)产品总糖量 单糖和双糖多糖苹果14.5葡萄糖1.17 果糖6.04 蔗糖3.78淀粉1.5纤维素1.0葡萄17.3葡萄糖2.09 果糖2.40 蔗糖4.25纤维素0.6胡罗卜9.7葡萄糖2.07 果糖1.09 蔗糖4.25淀粉7.8纤维素1.0甜玉米22.1蔗糖1217纤维素0.7甘薯26.3葡萄糖0.87 蔗糖23淀粉14.65纤维素0.7肉葡萄糖0.1糖原0.1第5页，此课件共68页哦食品中碳水
4、化合物的作用食品中碳水化合物的作用。提供人类能量的绝大部分。提供人类能量的绝大部分。提供适宜的质地、口感和甜味。提供适宜的质地、口感和甜味 （如麦芽糊精作增稠剂、稳定剂）（如麦芽糊精作增稠剂、稳定剂）.有利于肠道蠕动，促进消化有利于肠道蠕动，促进消化（如纤维素被称为膳食纤维，低聚糖可促小孩肠道双歧（如纤维素被称为膳食纤维，低聚糖可促小孩肠道双歧杆菌生长，促消化）杆菌生长，促消化）第6页，此课件共68页哦3.2Structure of Carbohydrates糖类化合物的结构糖类化合物的结构A.链式结构链式结构醛糖醛糖 C4 差向异构差向异构 C2差向异构差向异构 酮糖酮糖 C5差向异构差向异
5、构3.2.1 单糖（单糖（Monosaccharides）第7页，此课件共68页哦 醛醛 糖糖第8页，此课件共68页哦酮糖酮糖第9页，此课件共68页哦B.环状结构环状结构第10页，此课件共68页哦C.己糖构象己糖构象构象构象：是由原子基团围绕单糖旋转一定位置：是由原子基团围绕单糖旋转一定位置 而形成的。而形成的。己糖可以形成呋喃型和吡喃型己糖可以形成呋喃型和吡喃型第11页，此课件共68页哦己糖一般由船式和椅式两种构象己糖一般由船式和椅式两种构象船式船式椅式椅式第12页，此课件共68页哦3.2.2单糖的作用及功能。甜味剂：甜味剂：蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决
6、于蔗糖sucrose、D-果糖果糖D-fructose、葡萄糖葡萄糖glucose的含量。的含量。甜度甜度：是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般：是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般以以10%或或15%的蔗糖水溶液在的蔗糖水溶液在20 C时的甜度为时的甜度为1 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半乳糖糖第13页，此课件共68页哦糖溶液的相对甜度结晶的相对甜度D果糖100150180蔗糖100100D葡萄糖407974D葡萄糖小于异构体82D半乳糖2732D半乳糖21棉子糖23水赤木糖10糖的相对甜度糖的相对甜度第14页，此课件共68页哦糖醇相对甜度木糖醇90山梨糖醇6
7、3半乳糖醇58麦芽糖醇68乳糖醇35糖醇的相对甜度糖醇的相对甜度第15页，此课件共68页哦。亲水功能。亲水功能 （吸湿（吸湿 性或保湿性）性或保湿性）糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力，具有一定糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力，具有一定的吸湿的吸湿 性或保湿性。性或保湿性。吸湿性吸湿性顺序：果糖顺序：果糖葡萄糖葡萄糖 保湿性保湿性顺序：葡萄糖顺序：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面包、糕点、软糖应选吸湿性大的果糖或果葡糖浆糖浆.硬糖、酥糖及酥性饼干应选吸湿性小的葡萄糖硬糖、酥糖及酥性饼干应选吸湿性小的葡萄糖.第16页，此课件共68页哦3.2.3糖苷糖苷
8、(Glycosides)是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的 -、-2、-（巯基）（巯基）等发生缩合反应而得的等发生缩合反应而得的 化合物。化合物。组成组成：糖和配基（非糖部分糖和配基（非糖部分）第17页，此课件共68页哦第18页，此课件共68页哦糖苷的生成反应糖苷的生成反应第19页，此课件共68页哦第20页，此课件共68页哦第21页，此课件共68页哦性质性质a。无变旋现象。无变旋现象b。无还原性。无还原性第22页，此课件共68页哦c。酸中水解，碱中可稳定存在酸中水解，碱中可稳定存在d。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23页
9、，此课件共68页哦生物活性生物活性 许多糖苷仅存在于植物中，表现出一定的生物活性。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）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，对心血管疾病有显著疗效，治冠心可以促进血液循环，提高脑血流量，对心血管疾病有显著疗效，治冠心病，脑血栓。病，脑血栓。银杏中的有效成分：银杏黄酮醇苷，具有扩张冠状血管，改善血液循环。银杏中的有效成分：银杏黄酮醇苷，具有扩张冠状血管，改善血液循环。第24页，此课件共68页哦糖苷的毒性：糖苷的毒性：某些某些生氰糖苷生氰糖苷在体内转化为在体内转化为氢氰酸氢氰酸，使人体，使人体中毒。中毒
10、。如：苦杏仁苷，在酶作用下水解成如：苦杏仁苷，在酶作用下水解成等等 杏、木薯、马利豆等。杏、木薯、马利豆等。第25页，此课件共68页哦第26页，此课件共68页哦第27页，此课件共68页哦第28页，此课件共68页哦3.3低聚糖低聚糖(Oligasaccharides)。一般由个糖基构成，较重要的低聚一般由个糖基构成，较重要的低聚糖蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊精和环状糖蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊精和环状糊精（沙丁格糊精）糊精（沙丁格糊精）第29页，此课件共68页哦麦芽糖、蔗糖、乳糖结构麦芽糖、蔗糖、乳糖结构麦芽糖麦芽糖乳糖乳糖蔗糖蔗糖第30页，此课件共68页哦cyclodextrin环状
11、糊精（）环状糊精（）又名沙丁格糊精（又名沙丁格糊精（schardingerextrin），由环状），由环状吡喃吡喃葡萄糖苷构成。聚合度为、，分别成为葡萄糖苷构成。聚合度为、，分别成为、环状糊精环状糊精第31页，此课件共68页哦第32页，此课件共68页哦物理性质物理性质环状糊精环状糊精环状糊精葡萄糖残基数分子量水中溶解度（gmol.c）.旋光度.空穴内径.空穴高A.第33页，此课件共68页哦淀粉调浆淀粉调浆液化液化转化转化终止反应终止反应脱色、脱色、过滤过滤离交法盐离交法盐真空浓缩真空浓缩喷雾干燥喷雾干燥干粉干粉 环状糊精为中空圆柱形结构，可包埋与其大小相适环状糊精为中空圆柱形结构，可包埋与其大
12、小相适的客体分子，起到稳定缓释，提高溶解度，掩盖异的客体分子，起到稳定缓释，提高溶解度，掩盖异味的作用。味的作用。制备工艺制备工艺第34页，此课件共68页哦应用应用医学医学如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂，共基青霉素如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂，共基青霉素环糊精环糊精食品行业食品行业做增稠剂，稳定剂，提高溶解度（做如化剂），掩盖异味做增稠剂，稳定剂，提高溶解度（做如化剂），掩盖异味等等。等等。Suntoryltcl已获得粉状醇饮料的应用专利已获得粉状醇饮料的应用专利。农业农业应用在农药上应用在农药上第35页，此课件共68页哦 作乳化剂，提高其稳定性，减轻对皮肤作乳化剂，提高其稳
13、定性，减轻对皮肤 的的 刺激作用刺激作用。香精包含在环状糊精制成的粉末，而混合到热塑性香精包含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。塑料中，可制成各种加香塑料。如如tide（汰渍）洗衣粉留香，可经包接香（汰渍）洗衣粉留香，可经包接香精后添加到洗衣粉中。精后添加到洗衣粉中。化妆品化妆品其它方面其它方面第36页，此课件共68页哦专题专题在食品工业中的应用在食品工业中的应用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包接，用于烤焙食品，速溶食品，食用香精和稠味剂用包接，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，风味稳定。如食速食食品，肉食及
14、罐头食品，可使之留香持久，风味稳定。如食用香精玫瑰油，茴香脑等易挥发，易氧化，用包接后香味的用香精玫瑰油，茴香脑等易挥发，易氧化，用包接后香味的保持得到改善。保持得到改善。保持天然食用色素的稳定保持天然食用色素的稳定如：虾黄素经的包接，提高对光和氧的稳定性如：虾黄素经的包接，提高对光和氧的稳定性。第37页，此课件共68页哦食品保鲜食品保鲜将和其它生物多糖制成保鲜剂。涂于面包、糕将和其它生物多糖制成保鲜剂。涂于面包、糕点表面可起到保水保形的作用。点表面可起到保水保形的作用。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，用包接可除去包接可
15、除去。作为固体果汁和固体饮料酒的载体。作为固体果汁和固体饮料酒的载体。第38页，此课件共68页哦 3.4.1多糖的结构多糖的结构 是大分子聚合物，聚合度由到几千，常见多是大分子聚合物，聚合度由到几千，常见多糖有淀粉，纤维素，果胶，瓜尔豆胶等等。糖有淀粉，纤维素，果胶，瓜尔豆胶等等。3.4 Polysaccharides 多糖多糖第39页，此课件共68页哦3.4 .2 Chemistry property of Carbohydrates 3.3.1 水解反应：水解反应：低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解 生成单生成单糖或低聚糖。糖或低聚糖。水解
16、历程：水解历程：第40页，此课件共68页哦 -淀粉酶和淀粉酶和 异构化酶异构化酶玉米淀粉玉米淀粉 D-葡萄糖葡萄糖 D-葡萄糖葡萄糖+D-果糖果糖 葡萄糖糖化酶葡萄糖糖化酶 （54%）（42%）。第41页，此课件共68页哦影响水解反应的因素：影响水解反应的因素：A.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糖苷糖苷第42页，此课件共68页哦-D:16 1 2 14 1 3 -D:16 14 13 六碳糖六碳糖 b.单糖单糖双糖双糖 c.还原糖含量与褐变成正比还原糖含量与褐变成正比 。氨基酸及其
17、它含氨物种类氨基酸及其它含氨物种类 a.含含S-S，S-H不易褐变不易褐变 b.有吲哚，苯环易褐变有吲哚，苯环易褐变 c.碱性氨基酸易褐变碱性氨基酸易褐变 d.氨基在氨基在-位或在末端者，比位或在末端者，比-位易褐变位易褐变第61页，此课件共68页哦。温度温度 升温易褐变升温易褐变 。水分水分 褐变需要一定水分褐变需要一定水分 。pH值值 pH49范围内，随着范围内，随着pH上升，褐变上升上升，褐变上升 当当pH4时，褐变反应程度较轻微时，褐变反应程度较轻微 pH在在7.89.2范围内，褐变较严重范围内，褐变较严重 。金属离子和亚硫酸盐金属离子和亚硫酸盐 。氧氧（间接因素）（间接因素）。Ca
18、处理处理 抑制抑制Maillard反应反应第62页，此课件共68页哦Maillard反应对食品品质的影响反应对食品品质的影响不利方面不利方面：.营养损失，特别是必须氨基营养损失，特别是必须氨基 酸损失严重酸损失严重 .产生某些致癌物质产生某些致癌物质有利方面有利方面：褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和赋予食品特殊气味和 风味风味.第63页，此课件共68页哦MaillarclMaillarcl反应在食品加工的应用反应在食品加工的应用反应在食品加工的应用反应在食品加工的应用抑制抑制Maillarcl反应反应:。注意选择原料注意选择原料 如土豆片，
19、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，一般选一般选用蔗糖。用蔗糖。保持低水分保持低水分 蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。如蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。如 SiO2等等第64页，此课件共68页哦。应用应用SO2 硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。保持低保持低pH值值 常加酸，如柠檬酸，苹果酸。常加酸，如柠檬酸，苹果酸。降低产品浓度（浓缩）降低产品浓度（浓缩）如：桔自汁浓缩比如：桔自汁浓缩比 6 ：1 柠檬汁柠檬汁 4 ：1。其它的处理其它的处理 .热水烫漂热水烫漂 除去部分可溶固形物，降低还原糖含量。除去部
20、分可溶固形物，降低还原糖含量。.冷藏库中马铃薯加工时回复处冷藏库中马铃薯加工时回复处(Reconditioniny).钙处理钙处理 如马铃薯淀粉加工中，加如马铃薯淀粉加工中，加Ca(OH)2可以防止可以防止褐变，产品白变大大提高褐变，产品白变大大提高第65页，此课件共68页哦利用利用Maillarcl反应反应 。在面包生产，咖啡，红茶，啤酒，糕点，酱油等生在面包生产，咖啡，红茶，啤酒，糕点，酱油等生产中产中 。产生特殊风味，香味。产生特殊风味，香味:通过控制原材料、温度及加工方法，可制通过控制原材料、温度及加工方法，可制备各种不同风味、备各种不同风味、香味的物质。香味的物质。控制原材料控制原材料：核糖核糖+半胱氨酸半胱氨酸 ：烤猪肉香味：烤猪肉香味 核糖核糖+谷胱甘肽谷胱甘肽 ：烤牛肉香味：烤牛肉香味 第66页，此课件共68页哦 控制温度控制温度：葡萄糖葡萄糖+缬氨酸缬氨酸 ：100150 烤面包香味烤面包香味 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 饼干香型饼干香型 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：125种香气种香气 75种香气种香气 烘烤烘烤：250种香气种香气 150种香气种香气第67页，此课件共68页哦3.4 低聚糖的功能。第68页，此课件共68页哦