食品化學(xué)概述碳水化合物的定義和應(yīng)用

1、食品化學(xué)概述碳水化合物的定義和應(yīng)用3.1 Concept碳水化合物 (Carbohydrates) Definition ： 多羥基醛或酮及其衍生物和縮合物。 Classification ： 1.按組成分 。 （Monosaccharides）： 不能再被水解的多羥基醛或酮，是碳水化。低聚糖（寡糖）(Oligasaccharides)： 由210個(gè)單糖分子縮合而成，水解后生成單糖。多糖(Polysaccharides) ： 由許多單糖分子縮合而成。2. 按功能分結(jié)構(gòu)多糖貯存多糖 抗原多糖食品中的糖類化合物（見表一） Carbohydrates comprise more than 75%of

2、 the dry matter of Plants. eg: corn, vegetable, fruit, and so on. Monosaccharides & Oligasaccharides is usually found in the vegetable and fruit . Polysaccharides can mainly be found in corn , seed, root, stem plants. 表一 食品中的糖類化合物(%)產(chǎn)品總糖量單糖和雙糖多糖蘋果14.5葡萄糖1.17 果糖6.04 蔗糖3.78淀粉1.5纖維素1.0葡萄17.3葡萄糖2.09 果糖2

3、.40 蔗糖4.25纖維素0.6胡羅卜9.7葡萄糖2.07 果糖1.09 蔗糖4.25淀粉7.8纖維素1.0甜玉米22.1蔗糖1217纖維素0.7甘薯26.3葡萄糖0.87 蔗糖23淀粉14.65纖維素0.7肉葡萄糖0.1糖原0.1食品中碳水化合物的作用。提供人類能量的絕大部分。提供適宜的質(zhì)地、口感和甜味 （如麥芽糊精作增稠劑、穩(wěn)定劑）. 有利于腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)消化（如纖維素被稱為膳食纖維，低聚糖可促小孩腸道雙歧桿菌生長(zhǎng)，促消化）3.2Structure of Carbohydrates糖類化合物的結(jié)構(gòu)A.鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)醛糖 C4 差向異構(gòu) C2差向異構(gòu) 酮糖 C5差向異構(gòu)3.2.1 單糖（Monos

4、accharides） 醛 糖酮糖B.環(huán)狀結(jié)構(gòu)C.己糖構(gòu)象構(gòu)象：是由原子基團(tuán)圍繞單糖旋轉(zhuǎn)一定位置 而形成的。 己糖可以形成呋喃型和吡喃型己糖一般由船式和椅式兩種構(gòu)象船式椅式單糖的作用及功能。甜味劑： 蜂蜜和大多數(shù)果實(shí)的甜味主要取決于蔗糖sucrose 、 D-果糖D-fructose、葡萄糖glucose的含量。甜度：是一個(gè)相對(duì)值，以蔗糖作為基準(zhǔn)物，一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20 C時(shí)的甜度為1 甜度：果糖 蔗糖 葡萄糖麥芽糖半乳糖糖溶液的相對(duì)甜度結(jié)晶的相對(duì)甜度D果糖100150180蔗糖100100D葡萄糖407974D葡萄糖小于異構(gòu)體82D半乳糖2732D半乳糖21棉子糖23水赤木

5、糖10糖的相對(duì)甜度糖醇相對(duì)甜度木糖醇90山梨糖醇63半乳糖醇58麥芽糖醇68乳糖醇35糖醇的相對(duì)甜度。親水功能 （吸濕 性或保濕性） 糖分子中含有羥基，具有一定的親水能力，具有一定的吸濕 性或保濕性。 吸濕性順序：果糖葡萄糖 保濕性順序：葡萄糖果糖 例如： 面包、糕點(diǎn)、軟糖應(yīng)選吸濕性大的果糖或果葡糖漿. 硬糖、酥糖及酥性餅干應(yīng)選吸濕性小的葡萄糖.糖苷(Glycosides) 是由單糖或低聚糖的半縮醛羥基和另一個(gè)分子中的 -、-2 、 -（巰基）等發(fā)生縮合反應(yīng)而得的 化合物。 組成：糖和配基（非糖部分 ） 糖苷的生成反應(yīng)性質(zhì)a。無(wú)變旋現(xiàn)象b。無(wú)還原性c。酸中水解，堿中可穩(wěn)定存在d。吡喃糖苷環(huán)比呋

6、喃糖苷穩(wěn)定生物活性 許多糖苷僅存在于植物中，表現(xiàn)出一定的生物活性。如：黃豆苷（大豆，葛根中含有） 可以促進(jìn)血液循環(huán)，提高腦血流量，對(duì)心血管疾病有顯著療效，治冠心病，腦血栓。 銀杏中的有效成分：銀杏黃酮醇苷，具有擴(kuò)張冠狀血管，改善血液循環(huán)。糖苷的毒性：某些生氰糖苷在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為氫氰酸，使人體中毒。如：苦杏仁苷，在酶作用下水解成等 杏、木薯、馬利豆等。低聚糖(Oligasaccharides) 。 一般由個(gè)糖基構(gòu)成，較重要的低聚糖蔗糖、麥芽糖、乳糖、飴糖、麥芽糊精和環(huán)狀糊精（沙丁格糊精）麥芽糖、蔗糖、乳糖結(jié)構(gòu)麥芽糖乳糖蔗糖cyclodextrin環(huán)狀糊精（）又名沙丁格糊精（schardingerex

7、trin），由環(huán)狀吡喃葡萄糖苷構(gòu)成。聚合度為、，分別成為、環(huán)狀糊精物理性質(zhì)環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精環(huán)狀糊精葡萄糖殘基數(shù)分子量水中溶解度（gmol.c）.旋光度.空穴內(nèi)徑.空穴高A.淀粉調(diào)漿液化轉(zhuǎn)化終止反應(yīng)脫色、過(guò)濾離交法鹽真空濃縮噴霧干燥干粉 環(huán)狀糊精為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu)，可包埋與其大小相適的客體分子，起到穩(wěn)定緩釋，提高溶解度，掩蓋異味的作用。制備工藝應(yīng)用醫(yī)學(xué)如用環(huán)狀糊精包接前列腺素的試劑、注射劑，共基青霉素環(huán)糊精食品行業(yè)做增稠劑，穩(wěn)定劑，提高溶解度（做如化劑），掩蓋異味等等。Suntoryltcl已獲得粉狀醇飲料的應(yīng)用專利。農(nóng)業(yè)應(yīng)用在農(nóng)藥上 作乳化劑，提高其穩(wěn)定性，減輕對(duì)皮膚 的 刺激作用。香精包含在環(huán)

8、狀糊精制成的粉末，而混合到熱塑性塑料中，可制成各種加香塑料。如tide（汰漬）洗衣粉留香，可經(jīng)包接香精后添加到洗衣粉中。化妝品其它方面專題在食品工業(yè)中的應(yīng)用保持食品香味的穩(wěn)定食用香精和稠味劑用包接，用于烤焙食品，速溶食品，速食食品，肉食及罐頭食品，可使之留香持久，風(fēng)味穩(wěn)定。如食用香精玫瑰油，茴香腦等易揮發(fā)，易氧化，用包接后香味的保持得到改善。保持天然食用色素的穩(wěn)定如：蝦黃素經(jīng)的包接，提高對(duì)光和氧的穩(wěn)定性。食品保鮮將和其它生物多糖制成保鮮劑。涂于面包、糕點(diǎn)表面可起到保水保形的作用。除去食品的異味魚品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用包接可除去。作為固體果汁和固體飲料酒的載體。多糖的結(jié)構(gòu) 是大分

9、子聚合物，聚合度由到幾千，常見多糖有淀粉，纖維素，果膠，瓜爾豆膠等等。 3.4 Polysaccharides 多糖 .2 Chemistry property of Carbohydrates 3.3.1 水解反應(yīng)： 低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解 生成單糖或低聚糖。水解歷程： -淀粉酶和 異構(gòu)化酶玉米淀粉 D-葡萄糖 D-葡萄糖+ D-果糖 葡萄糖糖化酶 （54%） （ 42%）。影響水解反應(yīng)的因素： A.結(jié)構(gòu)。-異頭物水解速度-異頭物。呋喃糖苷水解速度 吡喃糖苷。-D糖苷水解速度 -D糖苷-D: 16 1 2 14 1 3 -D: 16 14 13 六碳糖 b.單糖雙糖 c.

10、還原糖含量與褐變成正比 。氨基酸及其它含氨物種類 a.含S-S，S-H不易褐變 b.有吲哚，苯環(huán)易褐變 c.堿性氨基酸易褐變 d.氨基在-位或在末端者，比-位易褐變。溫度 升溫易褐變 。水分 褐變需要一定水分 。pH值 pH49范圍內(nèi)，隨著pH上升，褐變上升 當(dāng)pH4時(shí)，褐變反應(yīng)程度較輕微 pH在范圍內(nèi)，褐變較嚴(yán)重 。金屬離子和亞硫酸鹽 。氧（間接因素） 。Ca 處理 抑制Maillard反應(yīng)Maillard反應(yīng)對(duì)食品品質(zhì)的影響不利方面： .營(yíng)養(yǎng)損失，特別是必須氨基 酸損失嚴(yán)重 .產(chǎn)生某些致癌物質(zhì)有利方面： 褐變產(chǎn)生深顏色及強(qiáng)烈的香氣和風(fēng)味， 賦予食品特殊氣味和 風(fēng)味.Maillarcl反應(yīng)在食品加工的應(yīng)用抑制Maillarcl反應(yīng): 。注意選擇原料 如土豆片，選氨基酸、還原糖含量少的品種， 一般選用蔗糖。 。保持低水分 蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥劑。如 SiO2等。應(yīng)用SO2 硫處理對(duì)防止酶褐變和非酶褐變都很有效。保持低pH值 常加酸，如檸檬酸，蘋果酸。降低產(chǎn)品濃度（濃縮） 如：桔自汁濃縮比 6 ：1 檸檬汁 4 ：1。其它的處理 .熱水燙漂 除去部分可溶固形物，降低還原糖含量。 .冷藏庫(kù)中馬鈴薯加工時(shí)回復(fù)處(Recondition