碳水化合物最新

1、關于碳水化合物最新第一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Complex Carbohydrates. break down slowly releasing energy in a steady stream. Without the vitamins, minerals, oils, and trace elements provided by complex carbohydrates, Homocysteine （高半胱氨酸） builds up in the cells and eventually seeping into

2、 the blood. homocysteine can attack the inside walls of the arteries （動脈）. 第三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 單糖一、結構 碳水化合物含有手性碳原子，手性碳原子連接四個不同的基團，四個基團在空間的兩種不同排列（構型）呈鏡面對稱。第四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 單糖分類碳原子數(shù) 羰基類型 醛 基酮 基3丙糖丙酮糖4丁糖丁酮糖5戊糖戊酮糖6己糖己酮糖7庚糖庚酮糖8辛糖辛酮糖9壬糖壬酮糖第五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月差向異構體除C1外，任何一個手性碳具有不同的構型

3、。每個手性碳原子具有鏡面像，因此這些原子具有2n排列。六碳糖能形成16種不同的含有醛基端的差向異構體。8種屬于 D-系列，8種屬于L-系列。最高碳數(shù)手性碳原子（C-5）上的羥基位置在右邊的糖稱為D-糖，最高碳數(shù)手性碳原子上的羥基位置在左邊稱為L-糖。天然形式存在的七糖、八糖和九糖的量很少。第六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月D-葡萄糖最為豐富的碳水化合物和有機化合物。4個手性碳原子。天然存在的葡萄糖為D-葡萄糖。L-糖與D-糖相比數(shù)量上非常少，但L-糖具有重要的生物化學作用。 食品中發(fā)現(xiàn)兩種L-糖：L-阿拉伯糖和L-半乳糖，兩者都

4、是以碳水化合物的聚合物（多糖）形式存在。第八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)式單糖 端基異構體 -和-構型 醛類羰基非?；顫?，容易受羥基氧原子親核進攻生成半縮醛。酮羰基也具有相似的反應。第九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)式與開環(huán)式相互轉換-D-吡喃葡萄糖溶于水時，形成具有：開環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)及七元環(huán)等不同異構體的混合物。室溫下，以六元環(huán)為主。第十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月D-果糖商業(yè)上最重要的酮糖。第十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖異構化含有相同數(shù)量碳原子的簡單醛糖和酮糖互為異構物，通過異構化可以相互轉化。通過異構化

5、反應，醛糖轉化成另一種醛糖（C-2具有相反的構型）和相應的酮糖，酮糖轉化成相應的兩種醛糖。D-葡萄糖、D-甘露糖以及D-果糖可以相互轉化。異構化可以通過堿或酶進行催化。第十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、糖 苷糖的半縮醛型能與醇反應，失去水后形成的產(chǎn)品（縮醛）被稱為糖苷（O-糖苷）。糖結合形成糖苷的母體醇基稱為糖苷配基。 糖與硫醇（RSH）作用生成硫糖苷（S-糖苷） 糖與胺（RNH2）作用生成氨基糖苷（N-糖苷） 第十三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月糖苷的生理功能類黃酮苷使食品具有苦味和其他的風味和顏色。毛地黃苷是一種強心劑皂角苷（淄類糖苷）是起泡劑和穩(wěn)定劑

6、甜菊苷是一種強甜味劑。糖苷一般在堿性條件下穩(wěn)定，在溫或熱的酸性水溶液中通過水解產(chǎn)生還原糖。第十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月天然甜味料甜菊糖甙 以相同的雙萜配基構成的8種配糖體的混合物。其主要成分為Stevioside及Rebaudiana A。一般用水從甜菊葉中抽提，經(jīng)絮凝、過濾、吸附樹脂提取，再經(jīng)離子交換樹脂脫鹽，脫色而制得。為白色或微黃色粉末，易溶于水，乙醇和甲醇，不溶于苯、醚、氯仿等有機化合物，甜度為蔗糖的200倍，在一般食品加工條件下，對熱、酸、堿、鹽穩(wěn)定，在pH值大于9或小于3時長時間加熱(100)會使之分解，甜味降低，具有非發(fā)酵性，僅有少數(shù)幾種酶能使之水解。第十

7、五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月N-糖苷一般不如O-糖苷穩(wěn)定，易發(fā)生水解，但有些N-糖苷相當穩(wěn)定，特別是N-葡基酰胺。不穩(wěn)定的N-糖苷（葡基胺）在水中發(fā)生一系列的反應，使溶液色澤變深（從開始的黃色變成暗棕色）。導致Maillard褐變。第十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月肌苷5-單磷酸鹽，R=H； 黃苷5-單磷酸鹽，R=OH； 鳥苷5-單磷酸鹽，R=NH2第十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月硫葡糖苷 芥菜子和辣根的組分烯丙基硫葡萄糖苷稱為黑芥子硫苷酸鉀。含有這類物質的食品具有特殊風味。 第十九張

8、，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月生氰糖苷杏仁、木薯、高梁、竹葉和菜豆中降解時產(chǎn)生氰化氫。分子內(nèi)糖苷。O-供體基團是同一分子的羥基。 在焙烤或加熱糖漿時可能發(fā)生?？辔?，應避免該反應第二十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月生氰糖甙的種類及化學特性生氰糖甙(cyanogenetic glycoside)亦稱氰甙、氰醇甙，是一類-羥腈或稱氰醇的糖甙。生氰糖甙能夠產(chǎn)生氫氰酸(HCN)，植物中極少存在游離的氫氰酸，只有在細胞破壞時，才會在有關酶的作用下產(chǎn)生氫氰酸。已報道75種。常見的有亞麻苦甙(linamarin，里哪苦甙)，蜀黍甙(dhurrin，葉下珠甙)，百脈根甙(lotau

9、stralin)，巢菜甙(vicianin，野豌豆甙、毒蠶豆甙)，苦杏仁甙(amygdalin)等。多數(shù)為水溶性，容易水解,通常由酶催化進行。在含有生氰糖甙的植物中都存在能水解生氰糖甙的酶。第二十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月生氰糖甙的毒性與毒作用機理生氰糖甙本身不呈現(xiàn)毒性,但水解產(chǎn)生氫氰酸(HCN)后會引起動物中毒。氫氰酸的主要毒作用在于氰離子(CN-)能迅速與氧化型細胞色素氧化酶的三價鐵(Fe3+)結合，生成非常穩(wěn)定的高鐵細胞色素氧化酶，使其不能轉變?yōu)榫哂卸r鐵(Fe2+)的還原型細胞色素氧化酶，致使細胞色素氧化酶失去傳遞電子、激活分子氧的功能，使組織細胞不能利用氧，形成

10、“細胞內(nèi)窒息”，導致細胞中毒性缺氧癥。生氰糖甙的去毒處理氫氰酸的沸點低(沸點25.7-26.5)，加熱易揮發(fā)。因此，去毒處理一般采用水浸泡及加熱的方法。第二十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、單糖反應 羥基和羰基參與反應（一） 氧化反應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，并形成內(nèi)酯。第二十三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月D-葡萄糖酸-內(nèi)酯（GDL）D-葡萄糖酸-1,5內(nèi)酯在室溫下的水中完全水解需要3小時，pH隨之下降。溫和的酸化劑，適用于肉制品與乳制品，特別在焙烤食品中可以作為預膨松產(chǎn)品膨松劑的一個組分。第二十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)

11、作于2022年6月葡萄糖測定葡萄糖氧化酶法 初始產(chǎn)物是酸的1,5-內(nèi)酯。費林法 費林試劑 Cu()的堿性溶液，將醛糖氧化成醛糖酸，而Cu在此過程中還原成一價，生成磚紅色Cu2O沉淀。 醛糖是還原糖。酮糖也是還原糖，因為在費林法的堿性測定條件下，酮糖可異構化為醛糖。第二十五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）羰基還原D-葡萄糖在一定壓力與催化劑存在下加氫非常容易氫化第二十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月氫化產(chǎn)品-糖醇山梨醇 廣泛分布于植物界，但存在的量一般很少。甜度為蔗糖的50，一般用作保濕劑。D-甘露糖醇 不是保濕劑，非常容易結晶，微溶，可以作為糖果的包衣。甜度

12、為蔗糖的65，被用于不含糖的巧克力、咬嚼的薄荷糖、止咳糖以及硬糖和軟糖等。木糖醇 由D-木糖氫化得到，其結晶溶解時具有吸熱效應，因此有清涼感。甜度為蔗糖的70，木糖醇代替蔗糖使用時，可以減少齲齒的發(fā)生，它不能被口腔中的微生物代謝生成牙斑。第二十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）糖醛酸組成低聚糖或多糖的單糖的末端碳原子(碳鏈中遠離醛基的一端)能以氧化形式(羧酸)存在。C-6以羧酸基形式存在的己醛糖稱為糖醛酸，例如當糖醛酸的手性碳原子與它們在D-半乳糖中具有相同的構型時，此化合物是D-半乳糖醛酸）。第二十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月(四) 羥基酯碳水化合物中

13、羥基與有機酸和一些無機酸相互作用生成酯。在合適的堿存在情況下，羥基與羧酸酐或氯化物（?；龋┓磻甚?。 糖磷酸酯 通常是代謝的中間物。 蔗糖酯 乳化劑 多糖磷酸一酯，例如，馬鈴薯淀粉中含有少量磷酸酯基。 其它重要的酯淀粉：乙酸酯、琥珀酸酯、琥珀酸酯以及 二淀粉己二酸酯。 卡拉膠含有硫酸酯基（硫酸一酯R-OSO3-）。 第二十九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（五）羥基醚碳水化合物中羥基與簡單醇的羥基相同，也能生成醚。多糖通過醚化可以改善它們的性質使它們具有較廣的用途， 例如l 甲基纖維素l 羧甲基纖維素鈉（-O-CH2-COONa+）l 羥丙基（-O-CH2-CHOH-CH3）

14、纖維素醚l 羥丙基酯淀粉 都己獲批準用于食品。 第三十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)醚 圖4-20 紅藻多糖中存在的3,6-脫水-D-吡喃半乳糖基，又稱為3,6脫水環(huán)在紅藻多糖（瓊脂膠、-卡拉膠及-卡拉膠）中發(fā)現(xiàn)。第三十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（六）非酶褐變 Non -enzymatic Browning Reactions 食品中的非酶促褐變：焦糖化反應（Caramelization）和美拉德反應（Maillard browning）1. Maillard反應（美拉德反應） 與食品的顏色和許多風味密切相關還原糖同游離氨基酸或蛋白質分子中氨基酸殘基的游

15、離氨基發(fā)生羰氨的反應。Maillard褐變所需的反應物至少包括含有氨基化合物（一般是蛋白質和氨基酸），還原糖和一些水。反應過程包括還原糖與胺形成葡基胺、 Amadori重排（醛糖） 或Heyns重排（酮糖)、經(jīng)HMF，最后生成深色物質。第三十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在pH5條件下繼續(xù)反應，得到中間物脫水化合物，最終得到呋喃衍生物5 - 羥甲基-2-糠醛（HMF）。在pH5條件下，活性環(huán)狀化合物（HMF和其它化合物）快速聚合成含氮的不溶性深暗色物質。第三十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PP

16、T共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月影響美拉德反應的因素：Maillard 反應最適條件：中等水分含量、pH 7.89.2。金屬離子特別是Cu與Fe能促進, Fe3+比Fe2+更有效。降低水分含量，或對流體稀釋、降低pH、降低溫度或去除一種作用物（如還原糖）可抑制美拉德褐變。褐變程度為D-木糖L-阿拉伯糖己糖二糖。D-果糖在褐變中的活性比醛糖低得多。第三十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月美拉德反應對食品的影響色澤 希望和不希望風味 美拉德反應產(chǎn)品能產(chǎn)生牛奶巧克力的風味。當還原糖與牛奶蛋白質反應時，美拉德反應產(chǎn)生乳脂糖、太妃糖及奶糖的風味。營養(yǎng) 還原糖與氨基酸的反應破壞氨基酸，

17、特別是必需氨基酸L-賴氨酸所受的影響最大，賴氨酸含有-氨基，即使存在于蛋白質分子中也能參與美拉德反應。安全 已從燒煮和油炸的肉和魚以及牛肉的浸出物中分離得到誘變雜環(huán)胺。第三十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 焦糖化反應直接加熱碳水化合物，特別是糖和糖漿，會發(fā)生“焦糖化” 復雜反應。熱解反應引起糖分子脫水，并把雙鍵引入糖環(huán)，產(chǎn)生不飽和環(huán)中間產(chǎn)物，如呋喃。共軛雙鍵能吸收光，并產(chǎn)生顏色。不飽和環(huán)常發(fā)生聚合，生成具有顏色的高聚物。催化劑（少量酸和某些鹽類）可以加速反應，使反應產(chǎn)物具有不同類型的焦糖色素（具有不同的溶解性及酸性）。焦糖色素是一種復雜、多變、結構尚不明確的大的高聚物分子

18、。這些高聚物形成了膠體粒子，而且形成的速率隨溫度和pH的增加而增加。 第三十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月應用蔗糖制造焦糖色素（紅棕色）和風味物。三種類型：耐酸焦糖色素。由亞硫酸氫銨催化產(chǎn)生的耐酸焦糖色素，可應用于可樂飲料、其它的酸性飲料、烘焙食品、糖漿、糖果、寵物食品以及固體調味料等。生產(chǎn)量最大； 本身為酸性（水溶液pH為pH24.5），含有帶負電的膠體粒子。 酸性鹽催化蔗糖糖苷鍵的斷裂，銨離子參與Amadori重排。焙烤食品用焦糖色素。由糖和銨鹽加熱制得。 水溶液pH為4.24.8，含有帶正電荷的膠體粒子，用于烘焙食品、糖漿以及布丁等。啤酒用焦糖色素。由蔗糖直接熱解制得。

19、 含有略帶負電荷的膠體粒子，其水溶液的pH為34，應用于啤酒和其它含醇飲料。第三十九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月某些焦糖化產(chǎn)物除具有顏色外，還具有獨特的風味與香味l提供面包的風味 提供面包的風味 增強各種風味和甜味第四十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 低聚糖（Oligosaccharides）由220個糖單位通過糖苷鍵(glycosidic bonds)連接的碳水化合物稱為低聚糖， 超過20個糖單位則稱為多糖。天然存在的低聚糖很少，大多數(shù)低聚糖是由多糖水解而成的。第四十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月一、食品中重要的低聚糖（Main Ol

20、igosaccharides in Foods)1. 麥芽糖（maltose) 主要來源于淀粉(starch)水解。 在環(huán)的末端具有潛在的游離醛基(free aldhyde)，有還原性，即為 還原糖（reducing sugar)。 具有和六元環(huán)兩種構型并達到平衡。 食品的溫和甜味劑（mild sweeter）。第四十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 乳糖（lactose)存在于乳中的二糖。乳中乳糖濃度一般在2.08.5之間。牛乳和羊乳含有4.54.8乳糖，人乳中含有7乳糖乳糖是哺乳動物發(fā)育的主要碳水化合物來源，人類嬰兒喂奶期間，乳糖占消耗能量的40。第四十三張，PPT共一

21、百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)酵乳制品如大多數(shù)酸奶和干酪中乳糖含量很少，一些乳糖發(fā)酵過程中被轉化成乳酸。乳糖在水解成單糖D-葡萄糖和D-半乳糖之后才能作為能量利用。 乳糖酶 乳糖 D-葡萄糖 + D-半乳糖乳糖到達小腸后才被消化，小腸內(nèi)存在水解酶乳糖酶。乳糖促進腸道吸收和鈣的保留。第四十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月乳糖不耐癥乳糖保留在小腸腸腔內(nèi)，由于滲透壓的作用，乳糖有將液體引向腸腔的趨勢，產(chǎn)生腹脹和痙攣。乳糖不耐癥隨著年齡增大而加重。有兩種方法可以克服乳糖酶缺乏的影響，一種方法是通過發(fā)酵如在生產(chǎn)酸奶和乳制品時除去乳糖，另一種方法是加入乳糖酶減少乳中乳糖。第四十五張，P

22、PT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 蔗糖（sucrose)由-D-吡喃葡萄糖基和-D-呋喃果糖基頭與頭相連構成的。沒有還原端，是非還原糖。為能提供人類能量的三種碳水化合物（除單糖外）之一，其它兩種碳水化合物為乳糖和淀粉。親水性極強和溶解性極大，能形成具高滲透性的高濃度溶液。可用作防腐劑和保濕劑。具有冷凍保護劑的功能，可防止脫水和由冷凍引起的結構和質構的破壞。甘蔗糖與甜菜糖.第四十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、具有特殊功能的低聚糖Functional Oligosaccharides 功能性食品（Functional Foods) 西方國家 低脂、低熱、低膽固醇、

23、低鹽、低糖及高纖維食品 日本 功能食品因子 低聚糖和短肽功能性低聚糖 低聚果糖、乳果聚糖、低聚異麥芽糖、低聚木糖、低聚氨基葡萄糖等。功能性低聚糖的主要功能： 增殖雙歧桿菌維護腸道健康第四十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月低聚果糖Fructo-oligosaccharides第四十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月低聚木糖 （Xylo-oligosaccharides）第四十九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月低聚氨基葡萄糖 由N-乙酰- D 氨基葡萄糖或D 氨基葡萄糖通過-1,4糖苷鍵連接起來的低聚合度水溶性氨基葡萄糖。在酸性條件下易成鹽，呈陽離子性質

24、隨著游離氨基的數(shù)量增加，氨基特性愈顯著。該低聚糖的許多功能性質和生理學特性都與此密切相關。第五十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月低聚氨基葡萄糖功能性質降低肝臟和血清中的膽固醇提高肌體免疫力具有抗腫瘤作用。聚合度5-6的甲殼低聚糖具有直接攻擊腫瘤細胞的作用，對癌細胞的生長和轉移具有很強的抑制效果。增殖雙歧桿菌和乳桿菌。防止胃潰瘍、胃酸過多等癥。第五十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、環(huán)狀低聚糖(Cyclodextrins) -，-，-環(huán)狀糊精分別由6，7，8個D-1,4葡萄糖吡喃單位以-1,4糖苷鍵連接而成。第五十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月結

25、構具有高度的對稱性 糖苷鍵上的氧原子處于一個平面。環(huán)形和中間具有空穴的圓柱形，C6上的伯醇羥基都排列在外側，外親水；空穴內(nèi)壁由疏水性的C-H鍵和環(huán)氧組成，內(nèi)疏水。作為微膠囊壁材，包理風味物、香精油、膽固醇等。第五十三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 多 糖（polysaccharides)超過20個單糖的聚合物（polymers)為多糖大多數(shù)多糖的DP為200-3000，纖維素的DP最大，達7000-15000。均一多糖（homoglycans) 由相同的單糖（monosaccharide)組成 淀粉 纖維素非均一多糖（heteroglycan） 也稱雜多糖，由兩種（二雜多

26、糖）或多種（三雜多糖、四雜多糖等）不同的單糖作成 海藻酸鈉、木聚糖、瓜爾豆膠和刺槐豆膠第五十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月低聚糖和多糖的縮寫采用糖基單位名稱的前三個字母表示，第一個字母大寫，葡萄糖除外，它可寫為Glc。D-可以省略，但L糖必須標明，例如LAra。環(huán)的大小可用斜體字表示。吡喃糖基用p表示，呋喃糖基用f表示。端基構型用或表示，例如，-D-吡喃葡萄糖基表示為Glcp，醛酸可用大寫字母A表示，例如，L-吡喃古洛糖醛酸單位表示為LGulpA。生物化學家通常采用1,3表示連接位置，而碳水化合物化學家通常采用13表示連接位置。 乳糖：-Galp(14)Glc或Galp(1,

27、4)Glc 麥芽糖：-Glcp(14)Glc或Glcp(1,4)Glc還原端不能被表示為或、吡喃糖或呋喃糖，因為環(huán)可以是開式或閉式，以及無環(huán)型的混合物存在，并在這些環(huán)型中快速轉換。第五十五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月一、多糖的溶解性（solubility)多糖具有較強親水性和易于水合。多元醇，每個羥基均可和一個或幾個水分子形成氫鍵。環(huán)氧原子以及連接糖環(huán)的糖苷氧原子也可與水形成氫鍵。具有改變和控制水分移動的能力。食品的許多功能性質包括質構都同多糖和水分有關。第五十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月冷凍穩(wěn)定劑（Cryostabilizer) 淀粉溶液冷凍時，形成兩相

28、體系，一相是結晶水（即冰），另一相是由70淀粉分子和30非冷凍水組成的玻璃。 當大多數(shù)多糖處于冷凍濃縮狀態(tài)時，水分子的運動受到了極大的限制，水分子不能吸附到晶核或結晶長大的活性位置，因而抑制了冰晶的長大，提供了冷凍穩(wěn)定性。第五十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、多糖溶液的粘度與穩(wěn)定性（Viscosity and Stability）多糖（親水膠體或膠）主要具有增稠和膠凝功能，此外，還控制流體食品與飲料的流動性質與質構以及改變半固體食品的變形性等。在食品產(chǎn)品中，一般使用0.250.5濃度的膠即能產(chǎn)生粘度和形成凝膠。第五十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月高聚物溶液

29、的粘度同分子的大小、形狀及其在溶劑中的構象（configuration)有關。在溶液中呈無序的無規(guī)線團狀態(tài)。線團的性質同單糖的組成和連接方式有關。有的緊密，有的伸展。溶液中線性高聚物分子旋轉和伸屈時占有很大的空間，分子間彼此碰撞的頻率高，產(chǎn)生磨擦，消耗能量，因而產(chǎn)生粘度。 線性多糖甚至在濃度很低時形成粘度很高的溶液。鏈長增加，高聚物占有的體積增加，溶液的粘度增加。線性分子（linear polysaccharides)，高粘度支鏈分子（branched polysaccharides)，體積小，低粘度第五十九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月帶電多糖，粘度增高 僅帶一種類型電荷（一

30、般帶負電荷，它由羧基或硫酸一酯基電離而得）的直鏈多糖由于相同電荷的斥力呈伸展構型，增加了從一端到另一端的鏈長，高聚物占有體積增大，因而溶液的粘度大大提高。第六十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月無支鏈的聚糖通過加熱溶于水中，形成不穩(wěn)定的分子分散體系，很快出現(xiàn)沉淀或膠凝。 長分子的鏈段相互碰撞并在幾個糖基之間形成分子間鍵，因而分子間產(chǎn)生締合，在重力作用下產(chǎn)生沉淀或形成部分結晶。直鏈淀粉通過加熱溶于水，接著將溶液冷卻，分子經(jīng)聚集而沉淀，此過程稱為老化。第六十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月具有帶電基團的直鏈多糖由于庫侖斥力阻止鏈段相互靠近也能形成穩(wěn)定的溶液。海藻酸鈉，每

31、個糖基單位是一個醛酸基，含有一個以鹽的形式存在的羧酸基；黃原膠 中每5個糖基單位有一個羧酸基存在。但如海藻酸鈉溶液pH降到3，羧酸的電離受到一些抑制，（羧酸的pKa為3.38和3.65），最終分子帶電較少，能締合、沉淀或形成凝膠。卡拉膠 在直鏈上存在許多帶電的硫酸一酯基。這類分子在低pH下不會沉淀，因為在所有實用的pH范圍內(nèi)硫酸鹽基團都保持電離狀態(tài)。第六十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月流體流變特性流體在受到外部剪切力作用時發(fā)生變形(流動)，內(nèi)部相應要產(chǎn)生對變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦的形式表現(xiàn)出來。這種內(nèi)摩擦力稱為流體的粘滯性或粘性。牛頓內(nèi)摩擦定律： =(dvx/dy)比例系數(shù)代表

32、流體粘滯性的物理量，反映流體內(nèi)摩擦力的大小，稱為流體的動力粘性系數(shù)或粘度。：剪切應力；速度梯度：dvx/dy剪切應力與速度梯度呈線性關系牛頓流體。剪切應力與速度梯度不呈線性關系非牛頓流體。 第六十三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月非牛頓流體包括剪切變稠型：粘度隨流速梯度增大而增大。剪切變稀型：粘度隨流速梯度增大而減小。假塑型：粘度隨流速梯度增大而減小。剪切變稀的性質更為突出。塑性型：該類流體由于絮凝很強而形成網(wǎng)絡結構，存在屈服應力B 。 B 時，網(wǎng)絡破壞并開始流動，剪切應力隨流速梯度而變化。觸變型：在剪切作用下可由粘稠狀態(tài)變?yōu)榱鲃有暂^大的狀態(tài)，而剪切作用取消后，要滯后一段時間才恢

33、復到原來狀態(tài)。震凝型：能在剪切作用下變稠。剪切取消后，也要滯后一段時間才恢復變稀。第六十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月多糖溶液一般呈現(xiàn)兩種流動性質：1. 假塑性 剪切速率增高，粘度快速下降。液體流動越快，粘度越低，流動速率隨外力的增加而增加。在倒出、咀嚼、吞咽、泵送、混合過程中，流動速率隨所加的力增大而增大。粘度變化與時間無關；隨剪切率變化，流動速率也發(fā)生瞬時改變。線性高聚物分子形成剪切變稀的假塑性溶液，一般來說，膠的分子量越高，假塑性越大?！岸塘鳌保杭偎苄源?，口感不粘“長流”：假塑性小，口感粘稠對大多數(shù)膠溶液，溫度升高引

34、起粘度下降，但黃原膠在0100除外。第六十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在觸變流動中，隨流速增加，粘度下降并不是瞬時發(fā)生的，在恒定的剪切速率下觸變?nèi)芤旱恼扯认陆岛蜁r間有關。在剪切停止后，重新回復到原有粘度需要一定的時間。這種性質反映了凝膠溶液凝膠的轉變，換句話說，觸變?nèi)芤涸陟o止時顯示一種弱凝膠結構。2.觸變性第六十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、凝膠（Gel）三維網(wǎng)絡結構（three dimensional network）凝膠是由分子或顆粒（例如結晶、乳狀液液滴或分子聚集體/原纖維）連接而成的連續(xù)的三維網(wǎng)。網(wǎng)中充滿了大量的連續(xù)液相。三維網(wǎng)狀凝膠結構是由高

35、聚物分子通過氫鍵、疏水締合、范德華引力、離子橋聯(lián)、纏結或共價鍵形成連結區(qū)，液相是由相對分子質量低的溶質和部分高聚物鏈組成的水溶液。食品產(chǎn)品中，高聚物分子（多糖或蛋白質）或原纖維能形成凝膠網(wǎng)絡。第六十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月這種結構類型稱為穗狀膠束，肩并肩平行鏈代表結合區(qū)的定向結晶結構，結合區(qū)之間空洞充滿可溶性高聚物鏈段和其它溶質的水溶液。第六十九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月凝膠具有兩重性既具有固體性質，也具有液體性質海綿狀三維網(wǎng)狀結構對外界應力具有顯著的抵抗作用，是具有粘彈性的半固體，顯示部分彈性和粘性。連續(xù)液相中的分子是完全可以移動的，使凝膠的硬度比

36、正常固體小，因此在某些方面呈現(xiàn)粘性液體性質。多糖凝膠一般僅含有1高聚物，水分可以高達99，但能形成很強的凝膠。例如甜食凝膠、肉凍、水果塊、仿洋蔥圈、類肉寵物食品以及糖霜等。第七十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月不同的膠具有不同的用途，選擇標準取決于所期望的粘度凝膠強度流變性質體系的pH加工溫度與其它配料的相互作用質構價格期望的功能特性第七十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月凝膠的制備聚合物分子或分子聚集體必須首先存在于溶液中，然后部分從結合區(qū)溶液中出來形成三維凝膠網(wǎng)狀結構。一般來說，凝膠形成后如果結合區(qū)變大，那么網(wǎng)就變得較緊密，結構收縮，產(chǎn)生脫水收縮（在凝膠表面上出

37、現(xiàn)液滴稱為脫水收縮）。第七十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月親水膠體的功能和用途 可以作為：粘結劑、增稠劑、膨松劑、結晶抑制劑、澄清劑、混濁劑、成膜劑、脂肪代用品、絮凝劑、泡沫穩(wěn)定劑、緩釋劑、懸浮穩(wěn)定劑、吸水膨脹劑、脫水收縮抑制劑、攪打起泡劑、持水劑、膠粘劑、乳化劑、乳狀液穩(wěn)定劑以及膠囊劑等。l第七十三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、多糖水解在酸或酶的催化下，低聚糖或多糖的糖苷鍵水解，伴隨著粘度下降，水解程度取決于酸強度、時間、溫度以及多糖的結構。在食品加工和貯藏過程中，多糖比蛋白質更易水解。往往添加相對高濃度的食用膠，以免由于水解導致食品體系粘度下降。第七十

38、四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 淀粉(starch)植物中主要的貯藏物是淀粉，為人類提供7080%的熱量。淀粉和改性淀粉在食品中有廣泛的應用：粘著劑、粘合劑、混濁劑、噴粉劑、成膜劑、穩(wěn)泡劑、保鮮劑、膠凝劑、上光劑、持水劑、穩(wěn)定劑、質構劑以及增稠劑等。第七十五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月一、淀粉的化學結構 1. 直鏈淀粉(Amylose)基本上是由-D-吡喃葡萄糖基通過14連接而成的直鏈分子。在水溶液中為線型分子。由分子內(nèi)的氫鍵作用成右手螺旋結構，每個環(huán)含有6個葡萄糖殘基。 螺旋內(nèi)部僅含有氫原子，是親油的，羥基位于螺旋外部。許多直鏈淀粉分子含有少量的-D

39、-（16）支鏈。 平均每180320個糖單位有一個支鏈，分支點的-D-16糖苷鍵占總糖苷鍵的0.30.5%。含支鏈的直鏈分子中的支鏈有的很長，有的很短，但是支鏈點隔開很遠。直鏈淀粉的相對分子質量約為106。聚合度約為100-6,000之間，一般為幾百。第七十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 支鏈淀粉(Amypectin)高度分支的大分子，分支點的糖苷鍵占總糖苷鍵的45%。 含有還原端的鏈稱為C鏈，C鏈具有很多側鏈，稱為B鏈，B鏈上接有一個或幾個第三層A鏈。 A鏈沒有側鏈；B鏈與其它的B鏈或A鏈相連。支鏈淀粉分子的分支是成

40、簇和以雙螺旋形式存在。支鏈淀粉分子的相對分子質量為1075108。DP 6,000以上。大多數(shù)淀粉中含有75%的支鏈淀粉。第七十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月支鏈淀粉分子如球狀 第七十九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月淀粉顆粒(Starch Granules)淀粉顆粒是由直鏈淀粉和/或支鏈淀粉分子徑向有序排列而成。用偏光顯微鏡可以觀察到偏光十字，十字中心是淀粉顆粒臍點，它是顆粒長大的起始點。淀粉顆粒具有結晶區(qū)與非結晶區(qū)交替層的結構。與洋蔥的層狀結構相似。結晶區(qū)構成了淀粉顆粒的緊密層。無定形區(qū)構成了淀粉顆粒的稀疏

41、層第八十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月淀粉顆粒具有多種形狀Starch granules, even from a single source, have mixed shapes小麥淀粉顆粒呈扁豆狀，其大小呈二級或三級分布（14m，514m，15m）。米淀粉顆粒最小約為1.59m塊根淀粉如馬鈴薯和木薯淀粉中大部分淀粉顆粒比種子淀粉顆粒大得多，結構不太緊密，易于燒煮。馬鈴薯淀粉顆粒軸向長度達100m。馬鈴薯淀粉的支鏈淀粉分子上存在磷酸酯基，略帶負電，使馬鈴薯淀粉顆粒在溫水中快速吸水膨脹。其淀粉糊粘度高、透明度好、老化速率低。谷物淀粉分子沒有磷酸酯基，或者存在極少量的磷酸酯基。

42、第八十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、糊化(Gelatinization)未受損傷的淀粉顆粒不溶于冷水，但能可逆地吸水，即能輕微地吸水膨脹，干燥后又可回到原有的顆粒大小。淀粉顆粒在水中加熱糊化的過程： 結晶膠束區(qū)弱的氫鍵破壞 顆粒開始水合和吸水膨脹 結晶區(qū)消失大部分直鏈淀粉分子瀝出（溶解到溶液中）。 溶液粘度增加，淀粉顆粒破裂，雙折射消失 第八十三張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月完全糊化發(fā)生在一定的溫度范圍，較大的顆粒首先糊化. 糊化初始表觀溫度與糊化的溫度范圍同測定的方法、淀粉與水的比例、顆粒類型、顆粒內(nèi)部的不均勻分布有關。糊化溫度 可采用具熱臺的偏光顯微鏡

43、測定，也可應用差示掃描量熱儀（DSC）測量。 糊化開始溫度（雙折射開始消失）(initiation temp.) 中點溫度(midpoint temp.) 糊化終了溫度或雙折射終點溫度（BEPT，雙折射 完全消失的溫度）(endpoint temp.)。糊化熱 淀粉糊化是吸熱過程，可應用DSC測量糊化溫度和糊化焓。第八十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月淀粉 開始糊化 完全糊化 淀粉 開始糊化 完全糊化粳米 59 61 玉米 64 72糯米 58 63 蕎麥 69 71大麥 58 63 馬鈴薯 59 67小麥 65 68 甘薯 70 76第八十五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2

44、022年6月到達峰粘度時，一些顆粒通過攪拌已破裂，進一步攪拌，更多的顆粒破碎，粘度也進一步降低。 第八十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、老化和陳化Retrogradation and staling熱的淀粉糊冷卻時，一般形成具有粘彈性和硬的凝膠。凝膠連結區(qū)的形成意味著淀粉分子形成結晶的第一步。老化(Retrogradation) 稀淀粉溶液冷卻后，線性分子重新排列并通過氫鍵形成不溶性沉淀。濃的淀粉糊冷卻時，在有限的區(qū)域內(nèi)，淀粉分子重新排列較快，線性分子締合，溶解度減小。淀粉溶解度減小的整個過程稱為老化。直鏈淀粉的老化速率比支鏈淀粉快得多，直鏈淀粉愈多，老化愈快。支鏈淀粉幾乎

45、不發(fā)生老化。第八十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十八張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 食品的許多質量缺陷的部分原因是由于淀粉的老化。烘焙結束和產(chǎn)品冷卻時，陳化開始。陳化的原因至少部分是由于淀粉的無定形部分轉變?yōu)椴糠纸Y晶的老化狀態(tài)。 烘焙食品中，有足夠的水分糊化淀粉顆粒（保持顆粒特征）。當烘焙產(chǎn)品冷卻到室溫時，直鏈淀粉大部分已老化了（不溶）。支鏈淀粉老化主要是由外側的支鏈締合引起的。具有表面活性的大多數(shù)極性脂類可延遲面包心變硬，例如將甘油棕櫚酸一酯（GMP）、其它的甘油一酯及其衍生物以及硬脂酰乳酰乳酸鈉（SSL）等化合物加入到面包和其它烘焙食品的面團中，可以延

46、長貨價壽命。第八十九張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月淀粉復合物(starch complex)直鏈淀粉鏈呈螺旋形(helical)，其內(nèi)側具疏水性質，能與直鏈疏水分子形成復合物。 碘能同直鏈淀粉和支鏈淀粉分子形成復合物，而且復合物在螺旋段的疏水內(nèi)側形成。 具有長螺旋段的直鏈淀粉可與長鏈的聚I3形成復合物并產(chǎn)生蘭色。直鏈淀粉碘復合物含有19的碘。 支鏈淀粉與碘復合生成微紅紫紅色，這是因為支鏈淀粉的支鏈對于形成長鏈的聚I3而言是太短了。第九十張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月極性脂類(Polar lipids)（表面活性劑/乳化劑和脂肪酸）能影響淀粉糊以及以淀粉為主的食品

47、就是由于形成了復合物，其影響如下：（a）影響與淀粉糊化和成糊有關的過程（即雙折射消失、淀粉顆粒吸水膨脹、直鏈淀粉瀝出、淀粉顆粒的結晶區(qū)融化以及燒煮過程中粘度增加），（b）改變最終淀粉糊的流變性質.（c）抑制與老化過程有關的淀粉分子的結晶。加入極性脂后產(chǎn)生的特殊變化同脂的結構、淀粉品種以及加入到何種產(chǎn)品有關。第九十一張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、淀粉水解(Hydrolysis of Starch)酸改性淀粉或變稀淀粉(acid-modified or thin-boiling starches)將鹽酸噴射到淀粉或用氯化氫氣體處理攪拌的含水淀粉，然后加熱得到所期望的解聚度，然后

48、中和，洗滌、干燥。此過程稱為變稀產(chǎn)品仍然是顆粒狀，但非常容易破碎（燒煮）。酸改性淀粉形成的凝膠透明度得到改善，凝膠強度有所增加，盡管溶液的粘度有所下降。變稀淀粉的應用：沾糖的堅果和糖果以及形成一種強凝膠的膠質軟糖中的成膜劑與粘結劑。用高直鏈玉米淀粉可制備特別強和快凝的凝膠。第九十二張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 糊 精（Dextrins)酸對淀粉深度改性的產(chǎn)品。低粘度具有成膜性和粘結性，用于諸多產(chǎn)品如沾糖烤果仁和糖果。用作填充劑、包埋劑以及風味的載體，特別是噴霧干燥風味物。保留大量直鏈或長鏈片段的糊精形成強凝膠。淀粉分散體系或用酸或用酶進行水解，首先產(chǎn)生麥芽糊精。第九十三張，P

49、PT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 麥芽糊精（maltodextrins)葡萄糖當量（DE）。DE值為產(chǎn)品還原力與純葡萄糖還原力的百分比。 DE=100/DP（DP為聚合度）。 DE與平均分子量成反比。DE20的淀粉水解產(chǎn)品稱為麥芽糊精。 DE值最低的麥芽糊精是非吸濕性的，DE值最高的麥芽糊精具有吸水的傾向。麥芽糊精平淡無味、沒有甜味。食品體系起到增稠或增體積作用。第九十四張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 玉米糖漿固體DE值為2060的淀粉水解產(chǎn)品干燥后稱為玉米糖漿固體快速溶解，略有甜味 第九十五張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十六張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 葡萄糖 淀粉連續(xù)水解產(chǎn)生D-葡萄糖、麥芽糖以及其它麥芽低聚糖等混合物。DE值為42的玉米糖漿 具有焦糖色素的顏色和槭香精的風味。 具有高滲透濃度，普通微生物不可能生長。 用于糖果、餅干和糕點等的制造。結晶D-葡萄糖或結晶D-葡萄糖-水合物第九十七張，PPT共一百二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月