食品化學(xué)-第四章-碳水化合物課件

1、第四章 碳水化合物重 點(diǎn)食品中單糖、低聚糖、多糖等物理化學(xué)性質(zhì)；食品在儲(chǔ)藏加工條件下糖類化合物的美拉德褐變 反應(yīng)及其對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)、感觀性狀和安全的影響；3.淀粉的糊化和老化及其在食品加工中的應(yīng)用；難 點(diǎn)糖類化合物的結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系本章主要內(nèi)容第二節(jié) 單糖及低聚糖第三節(jié) 多糖第一節(jié) 概述第一節(jié) 食品中的碳水化合物概述 在美國(guó)碳水化合物供給46的熱量、脂肪供給42的熱量，而蛋白質(zhì)供給12的熱量。 在我國(guó)，傳統(tǒng)的膳食習(xí)慣是以碳水化合物的食物為主碳水化合物的許多新的功能。 近年來(lái)又發(fā)現(xiàn)某些多糖因增進(jìn)機(jī)體免疫功能而具有抑制腫瘤，抗菌解毒等作用而使人們把糖類化合物視為具有重大生物化學(xué)意義的物質(zhì)。概述分類按

2、組成分按功能分單糖低聚糖多糖結(jié)構(gòu)多糖儲(chǔ)存多糖抗原多糖單糖不能再被水解的多羥基醛、酮，是碳水化合物的基本單位。單糖又分為醛糖和酮糖。低聚糖由2-10個(gè)單糖分子縮合而成，水解后生成單糖。多糖由10個(gè)以上單糖分子縮合而成。根據(jù)組成多糖的單糖種類,又分為均多糖和雜多糖。二、食品中的碳水化合物碳水化合物在植物中含量占干重的80%以上如：玉米，蔬菜，水果等單糖及低聚糖主要存在于蔬菜和水果中。多糖主要存在于玉米，種子，根，莖植物。玉米-在蔗糖轉(zhuǎn)化為淀粉前采摘，加熱破壞轉(zhuǎn)化酶系，玉米很甜。成熟后采摘或未及時(shí)破壞酶系，玉米失去甜味，而且變硬變老水果成熟前采摘，后熟過(guò)程中酶促反應(yīng)使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，水果變軟，變熟，?/p>

3、甜4.1 概述食品中碳水化合物的作用（1）提供能量 與脂肪、蛋白質(zhì)比較三、食品中碳水化合物的作用4.1 概述食品中碳水化合物的作用（2）提供甜味 健康性三、食品中碳水化合物的作用4.1 概述（3）構(gòu)成機(jī)體糖脂是細(xì)胞膜與神經(jīng)組織的組成成分； 糖蛋白是一些具有重要生理功能的物質(zhì)如某些抗體、酶和激素的組成部分。核糖和脫氧核糖是核酸的重要組成成分。4.1 概述（4）維持神經(jīng)系統(tǒng)的功能與解毒但腦神經(jīng)組織需要葡萄糖作為能源 另外，機(jī)體肝糖元豐富則對(duì)某些細(xì)菌毒素抵抗能力增強(qiáng)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示肝糖元不足則對(duì)酒精、砷等毒素解毒作用下降。4.1 概述（5）食品加工中的重要原輔材料其低分子糖類可作為調(diào)味劑，大分子糖類可

4、作為增稠劑和穩(wěn)定劑。 此外，對(duì)食品的感官品質(zhì)產(chǎn)生重要作用。4.2 單糖及低聚糖一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能1、單糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）手性碳原子碳水化合物含有手性碳原子，手性碳原子連接四個(gè)不同的基團(tuán)，四個(gè)基團(tuán)在空間的兩種不同排列（構(gòu)型）呈鏡面對(duì)稱。C4 差向異構(gòu)C2 差向異構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)醛糖C5 差向異構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)酮糖-與-構(gòu)型同側(cè)異側(cè)C1為手性碳原子，它有右側(cè)兩種端位異構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu) 己糖構(gòu)象 己糖可以形成呋喃型和吡喃型環(huán)式與開(kāi)環(huán)式相互轉(zhuǎn)換-D-吡喃葡萄糖溶于水時(shí)，形成具有：開(kāi)環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)及七元環(huán)等不同異

5、構(gòu)體的混合物。室溫下，以六元環(huán)為主。命 名3個(gè)碳原子：三糖，1個(gè)手性碳原子 4個(gè)碳原子：四糖，2個(gè)手性碳原子 5個(gè)碳原子；五糖，3個(gè)手性碳原子 6個(gè)碳原子：六糖，己糖，己醛糖 n-糖有n-2個(gè)手性碳原子 2、低聚糖（Oligosaccharides） 食品中重要的低聚糖 具有特殊功能的低聚糖 環(huán)狀低聚糖食品中重要的低聚糖麥芽糖淀粉水解后得到的二糖 具有潛在的游離醛基，是一種還原糖 溫和的甜味劑 1,4糖苷配基D-葡萄糖D-半乳糖D-葡萄糖-1,4糖苷配基食品中重要的低聚糖乳糖牛乳中的還原性二糖 發(fā)酵過(guò)程中轉(zhuǎn)化為乳酸 在乳糖酶作用下水解 乳糖不耐癥發(fā)酵乳制品如大多數(shù)酸奶和干酪中乳糖含量很少，一些

6、乳糖發(fā)酵過(guò)程中被轉(zhuǎn)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。乳糖到達(dá)小腸后才被消化，小腸內(nèi)存在乳糖酶。 乳糖促進(jìn)腸道吸收和鈣的保留。乳糖 D-葡萄糖 + D-半乳糖 乳糖酶 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(shì)，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(guò)發(fā)酵如在生產(chǎn)酸奶和乳制品時(shí)除去乳糖另一種方法是加入乳糖酶減少乳中乳糖。 12-葡萄糖和-果糖頭頭相連 非還原性二糖 具有極大的吸濕性和溶解性，能形成具高滲透性的高濃度溶液?？捎米鞣栏瘎┖捅駝?。 冷凍保護(hù)劑，可防止脫水和

7、由冷凍引起的結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)的破壞。甘蔗與甜菜食品中重要的低聚糖蔗糖三糖 麥芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖 聚合度為410的低聚糖 麥芽低聚糖、甘露低聚糖、低聚木糖食品中重要的低聚糖具有特殊功能的低聚糖功能性食品 西方國(guó)家：低熱、低脂、低膽固醇、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(hù)腸道健康具有特殊功能的低聚糖低聚果糖21-2,1GF2GF4GF3增殖雙歧桿菌 難水解，熱量低 抑制腐敗菌，維護(hù)腸道健康 防止齲齒香蕉、蜂蜜、大蒜、西紅柿、洋蔥生理活性：環(huán)狀低聚糖又名沙丁格糊精或

8、環(huán)狀淀粉，由-葡萄糖通過(guò)1,4-糖苷鍵首尾相連構(gòu)成。聚合度為6,7,8,分別稱為,環(huán)狀糊精。N=6N=7N=8環(huán)狀糊精的立體結(jié)構(gòu)示意圖高度對(duì)稱性 圓柱形 -OH在外側(cè)，C-H和O在環(huán)內(nèi)側(cè) 環(huán)的外側(cè)親水，中間空穴是疏水區(qū)域 作為微膠囊壁材，包埋脂溶性物質(zhì) 風(fēng)味物、香精油、膽固醇 環(huán)狀糊精的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：保持食品香味的穩(wěn)定 食用香精和稠味劑用CD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。保持天然食用色素的穩(wěn)定 如：蝦黃素經(jīng)CD的包接，提高對(duì)光和氧的穩(wěn)定性。食品保鮮 將CD和其它生物多糖制成保鮮劑涂于面包、糕點(diǎn)表面可起保水保形作用除去食品的異味魚(yú)品的腥味，大豆的豆

9、腥味和羊肉的膻味，用CD包接可除去環(huán)狀糊精的應(yīng)用是由單糖或低聚糖的半縮醛羥基和另一個(gè)分子中的-OH、-NH2、-SH（巰基）等發(fā)生縮合反應(yīng)，失去水后形成的化合物。組成：糖、配基（非糖部分 ）糖苷的基本概念配基部分O-糖苷S-糖苷N-糖苷類黃酮糖苷：具有苦味和其它風(fēng)味和顏色毛地黃苷：強(qiáng)心劑 皂角苷：起泡劑和穩(wěn)定劑 甜菊苷：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(guò)水解產(chǎn)生還原糖。 糖苷的生理功能4.2 單糖及低聚糖一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)三、單糖和低聚糖的化學(xué)性質(zhì)1、甜度比甜度:以蔗糖（非還原糖）為基準(zhǔn)物，一般以10或15的蔗糖水溶液在20時(shí)的甜度

10、定為1.0。產(chǎn)生甜味的基團(tuán):-CH2OH-CH2OH- 影響甜度的因素：分子量越大溶解度越小，則甜度也小糖的不同構(gòu)型（、型）協(xié)同增效二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)在食品中應(yīng)用T=20時(shí) 蔗糖溶液（10/15） 1.00（甜度） D-葡萄糖 0.70（比甜度） D呋喃果糖 1.50（比甜度）（甜度：果糖蔗糖葡萄糖麥芽糖半乳糖）糖的不同構(gòu)型（、型）葡萄糖: :=1:1.7 1.5倍 0 80果 糖: 葡萄糖,麥芽糖 蔗糖保濕性：糖在空氣濕度較低條件下保持水分的性質(zhì)。 表示糖與氫鍵結(jié)合力的大小有關(guān)，即鍵的強(qiáng)度大小。 糖類具有親水功能： 糖類含有許多羥基與水分子通過(guò)氫鍵相互作用 具有親水功能（基本的物理性

11、質(zhì)之一）硬糖果要求吸濕性低（避免遇潮濕天氣因吸收水分而導(dǎo)致溶化）以蔗糖為主（添加淀粉糖漿防止結(jié)晶） 軟糖果則需保持一定水分（避免遇干燥天氣而干縮），應(yīng)用果葡糖漿、淀粉糖漿為宜。糕餅為了限制水進(jìn)入食品，其表層涂抹糖霜粉，吸濕性要小。如添加乳糖、蔗糖、麥芽糖。 蜜餞、面包、糕點(diǎn)為控制水分損失、保持松軟，必須添加吸濕性較強(qiáng)的糖。如淀粉糖漿（轉(zhuǎn)化糖漿）、果葡糖漿 不同種類食品對(duì)于糖的吸濕性和保濕性要求不同6、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性 不同糖的結(jié)晶特性蔗糖易結(jié)晶，晶體生成很大；葡萄糖易結(jié)晶，晶體生成細(xì)?。还?、轉(zhuǎn)化糖較難結(jié)晶； 應(yīng)用：硬糖的生產(chǎn)不能單獨(dú)使用蔗糖舊法：加酸，蔗糖轉(zhuǎn)化糖新法：加入淀粉糖漿吸濕性與結(jié)晶

12、性的關(guān)系：結(jié)晶性越好，則吸濕性越小。冰糖的制作6、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性 淀粉糖漿：葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物不含果糖，吸潮性低，保存性好；含糊精，增加糖果韌性、強(qiáng)度和黏性，不易碎裂；甜度低，溫和可口； 雪糕、冰淇淋等加淀粉糖漿替代部分蔗糖 23 ，蔗糖結(jié)晶成含水晶體，聚合成球形7、冰點(diǎn)降低 溶液濃度越高，分子量越小，冰點(diǎn)降低越多 葡萄糖蔗糖淀粉糖漿 應(yīng)用: 雪糕、冰淇淋等加淀粉糖漿替代部分蔗糖冰點(diǎn)降低小，節(jié)約電能；抗結(jié)晶性，冰粒細(xì)膩；粘度，口感好；甜度，溫和；8、粘 度調(diào)節(jié)食品稠度和可口性 粘度與糖的種類：淀粉糖漿蔗萄、果 粘度與溫度有關(guān) 葡萄糖溶液粘度隨T而 ； 蔗糖溶液粘度隨T 而 ；9、抗

13、氧化性保持水果的風(fēng)味、顏色和Vc糖溶液中溶氧量小糖本身具有抗氧化性單糖和低聚糖物理性質(zhì) 小 結(jié)甜度溶解度吸濕性和保濕性結(jié)晶性和抗結(jié)晶性滲透壓冰點(diǎn)降低粘度抗氧化性綜合分析4.2 單糖及低聚糖一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)三、單糖和低聚糖的化學(xué)性質(zhì)褐變反應(yīng)非氧化褐變氧化褐變酶促褐變非酶促褐變氧或酚類物質(zhì)在多酚氧化酶催化下的反應(yīng)焦糖化反應(yīng)美拉德反應(yīng)1.美拉德反應(yīng)（Maillard eaction) 食品中的還原糖與氨基化合物發(fā)生縮合、聚合生成類黑色素物質(zhì)的反應(yīng)，又稱羰氨反應(yīng)。反應(yīng)物三要素：氨基化合物、還原糖和水三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在食品中應(yīng)用Maillard反應(yīng)機(jī)理（過(guò)程

14、）:反應(yīng)分為三個(gè)階段 開(kāi)始和引發(fā)階段 a. 氨基和羰基縮合葡基胺 b. Amadori分子重排醛糖中間階段 c. 糖脫水 d. 糖裂解 e. 氨基酸降解后期階段 f. 醇、醛縮合 g. 胺-醛縮合褐色色素在稀酸條件下羰氨縮合產(chǎn)物易于水解；亞硫酸根可與醛形成加成化合物可阻止N-葡萄糖基胺影響Maillard反應(yīng)因素糖的種類：戊糖 已糖 雙糖， 半乳糖 甘露糖 葡萄糖 果糖， 醛糖 酮糖 氨基酸：胺類 氨基酸、肽 蛋白質(zhì)；堿性氨基酸(末端)的氨基易褐變,如賴AA、精AA、組AA。 溫度：T，速度，每增加10，速度3-5倍。30以上加快，20以下變慢，故低溫可防止褐變氧氣：室溫下氧能促進(jìn)褐變，氧促進(jìn)

15、VC、脂肪氧化褐變。 水分：10-15%含水量最易褐變，干燥食品，褐變抑制，如冰淇淋粉的含水量，不易褐變。 pH：pH3時(shí)，pH，速度，pH=7.8-9.2 ，速度pH6,速度增加慢。 金屬：催化Maillard反應(yīng)，速度（Fe3+,Fe2+ ） 亞硫酸鹽：阻止生成薛夫氏堿，葡萄糖基胺 抑制Maillard反應(yīng)的方法稀釋或降低水分含量降低pH 降低溫度除去一種作用物加入葡萄糖轉(zhuǎn)化酶，除去糖，減少褐變色素形成早期加入還原劑（如亞硫酸鹽），可起到脫色效果。利用Maillard反應(yīng)調(diào)制感官質(zhì)量控制原材料：核糖+ 半胱氨酸：烤豬肉香味 核糖+ 谷胱甘肽：烤牛肉香味控制溫度：葡萄糖 + 纈氨酸 100-

16、150 烤面包香味 180 巧克力香味 木糖-酵母水解蛋白 90 餅干香型 160 醬肉香型不同加工方法： 土豆 大麥 水煮 125種香氣 75種香氣 烘烤 250種香氣 150種香氣 天冬酰胺（一種氨基酸）含量較高的土豆和谷類在與還原性糖（如土豆自身含有的大量淀粉）共同加熱的情況下，會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)生成潛在的致癌物質(zhì)丙烯酰胺，因此以馬鈴薯作原料經(jīng)煎炸加熱制得的薯?xiàng)l、馬鈴薯片等食物都含有較高含量的丙烯酰胺。美拉德反應(yīng)對(duì)食品的影響色澤希望和不希望 風(fēng)味美拉德反應(yīng)產(chǎn)品能產(chǎn)生牛奶巧克力的風(fēng)味。當(dāng)還原糖與牛奶蛋白質(zhì)反應(yīng)時(shí)，美拉德反應(yīng)產(chǎn)生乳脂糖、太妃糖及奶糖的風(fēng)味。 營(yíng)養(yǎng)還原糖與氨基酸的反應(yīng)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(zhì)分子中也能參與美拉德反應(yīng)。 安全已從燒煮和油炸的肉和魚(yú)以及牛肉的浸出物中分離得到誘變雜環(huán)胺。2.焦糖化反應(yīng)（卡拉蜜爾作用）糖類物質(zhì)在沒(méi)有氨基化合物存在的情況下，加熱到熔點(diǎn)以上（蔗糖200）時(shí)，糖發(fā)生脫水與降解并生成黑褐色物質(zhì)的反應(yīng)。糖受強(qiáng)熱生成兩類物質(zhì)一種是糖脫水形成焦糖（醬色）另一種是糖裂解形成一些揮發(fā)性的醛酮物質(zhì)，這些物質(zhì)進(jìn)一步縮合，聚合成深褐色的物質(zhì)。三種商品化焦糖色素 蔗糖通常被用來(lái)制造焦糖色素和風(fēng)味物耐酸焦糖色素：水溶液pH為pH2-4.5亞硫酸氫銨催化產(chǎn)生應(yīng)用于可樂(lè)飲料、酸性飲料，生產(chǎn)量最大 焙烤食品用色素

18、：水溶液pH為4.2-4.8糖與胺鹽加熱，產(chǎn)生棕紅色啤酒用焦糖色素：水溶液的pH為3-4蔗糖直接熱解產(chǎn)生棕紅色應(yīng)用于啤酒和其它含醇飲料蔗糖異蔗糖酐焦糖酐焦糖烯焦糖的形成過(guò)程：(分子內(nèi)部失水) (2分子間脫水) (3分子間脫水)(14個(gè)分子間脫水)焦糖素 焦糖色素是人類使用歷史最悠久的食用色素之一，也是目前人們使用的食品添加劑中用量最大、最受歡迎的一種。 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。C12H22O11 + H20C6H12O6 + C6H1206S右旋FG左旋轉(zhuǎn)化糖 檸檬酸，蔗糖酶H+3、水解反應(yīng)：影響水解反應(yīng)的因素： 結(jié)構(gòu)-異頭物 -異頭物 呋喃糖苷 吡喃糖苷

19、-D糖苷 -D糖苷溫度 溫度提高，水解速度急劇加快。 在稀堿條件下，開(kāi)環(huán)，生成差向異構(gòu)體。繼續(xù)烯醇化2,3- 3,4- 形成己糖全部可能異構(gòu)體果葡糖漿4、烯醇化和異構(gòu)化反應(yīng)與堿的作用5、復(fù)合反應(yīng)和脫水反應(yīng)與酸的作用 復(fù)合反應(yīng) 單糖受酸和熱的作用，失水縮合生成 低聚糖的反應(yīng)稱為復(fù)合反應(yīng)。 連接方式: 1,3-糖苷鍵, 1,6-糖苷鍵 不是水解反應(yīng)的逆反應(yīng)。例如：2 C6H12O6 C12H22O11 + H2O 2分子的G復(fù)合成 異麥芽糖(-1,6) 龍膽二糖(-1,6)淀粉酸水解5 脫水反應(yīng)分子內(nèi)脫水 復(fù)合反應(yīng)分子間脫水例如： HOCHCHOH HCCH HCH CHCHO H+ HC CCH

20、O + 3 H2O OH OH O5、復(fù)合反應(yīng)和脫水反應(yīng)與酸的作用6、氧化反應(yīng) 在不同氧化條件下，糖類被氧化成不同產(chǎn)物 強(qiáng)氧化劑： G CO2 +H2O Br/H2O： G 葡萄糖酸脫水內(nèi)酯內(nèi)酯 濃硝酸： 醛糖 二元酸 G氧化酶： G 葡萄糖醛酸 士倫試劑（托倫斯）、費(fèi)林試劑： 醛糖、酮糖 銀鏡反應(yīng)、磚紅色沉淀 鑒別還原糖的方法鑒別酮糖和醛糖鑒別半乳糖和醛糖7、還原反應(yīng)雙鍵加氫稱為氫化。 D-葡萄糖的羰基在一定壓力、催化劑鎳存在下加氫還原成羥基，得到D-葡萄糖醇（山梨醇） 保濕劑 甜度為蔗糖50%不被微生物利用不依賴胰島素Ni還原反應(yīng)山梨糖醇 反應(yīng)歷程甘露糖醇C2差向異構(gòu)甜度為蔗糖的65% 應(yīng)

21、用于硬糖、軟糖和不含糖的巧克力中 保濕性小，作為糖果的包衣由半纖維素制得的木糖氫化 甜度為蔗糖的70% 在硬糖或膠姆糖中替代蔗糖 防止齲齒，治療糖尿病 還原反應(yīng)木糖醇醛糖和酮糖既能氧化成酸又能還原成醇Contents本章主要內(nèi)容第二節(jié) 單糖和低聚糖第三節(jié) 多糖第一節(jié) 引 論4.3 多糖 Polysaccharides一、概述 定義: 超過(guò)10個(gè)單糖的聚合物為多糖 單糖的個(gè)數(shù)稱為聚合度（DP-Degree of Polymerization） 大多數(shù)多糖的DP為200-3000 纖維素的DP最大，達(dá)7000-15000儲(chǔ)存多糖抗原多糖按功能分結(jié)構(gòu)多糖 植物中的纖維素、木聚糖、蝦蟹外殼中的甲殼素、

22、細(xì)菌的夾膜，都是這類糖。這類糖性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水，不易水解。 這類多糖有淀粉、糖原等。淀粉是植物的貯藏養(yǎng)料，分為直鏈和支鏈兩種,聚合度300-500。 糖蛋白是一些具有重要生理功能的物質(zhì)如某些抗體、酶和激素的組成部分。多糖的作用：生理功能 膳食纖維-植物多糖很高的持水力；對(duì)陽(yáng)離子有結(jié)合交換能力；對(duì)有機(jī)化合物有吸附螫合作用；具有類似填充的容積；可改變腸道系統(tǒng)中的微生物群組成。真菌多糖 增強(qiáng)免疫,降血糖,降血脂,抗腫瘤,抗病毒如香菇多糖，人參多糖，靈芝多糖和茶葉多糖等水的結(jié)合功能：做增稠劑，膠凝劑，澄清劑等多糖的性質(zhì)：多糖的溶解性多糖的溶解性: 多羥基，氧原子，形成氫鍵 結(jié)合水，不結(jié)冰，多糖分子溶

23、劑化 不會(huì)顯著降低冰點(diǎn)，提供冷凍穩(wěn)定性 保護(hù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)，提供貯藏穩(wěn)定性 大多數(shù)多糖不結(jié)晶 膠或與親水膠體 多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性: 高聚物溶液的黏度同分子的大小、形態(tài)及其在溶劑中的構(gòu)象有關(guān)。 主要具有增稠和膠凝功能 還控制流體食品與飲料的流動(dòng)性質(zhì)與質(zhì)構(gòu)以及改變半固體食品的變形性等 0.25%0.5%線性分子，很高粘度支鏈分子，粘度較低占有空間 碰撞頻率多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性 直鏈多糖帶電的，粘度提高 靜電斥力，鏈伸展，鏈長(zhǎng)增加，占有體積增大 海藻酸鈉、黃原膠及卡拉膠形成穩(wěn)定高粘溶液 多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性 粘度隨著溫度下降而增加除黃原膠 不帶電，傾向于締合、形成結(jié)晶碰撞時(shí)形成分子間鍵，分子

24、間締合，重力作用 下產(chǎn)生沉淀和部分結(jié)晶 淀粉老化凝膠 三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋連、纏結(jié)或共價(jià)鍵 網(wǎng)孔中液相凝膠特性二重性固體-液體 粘彈性的半固體多糖的水解：粘度降低與風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合：風(fēng)味固定劑、微膠囊壁材二、淀粉 (Starch)Contents （一）淀粉的一般性質(zhì) （二）淀粉的結(jié)構(gòu) （三）淀粉的理化性質(zhì) （四）淀粉的糊化 （五）淀粉的老化 （一）淀粉的一般性質(zhì)形狀：圓形、橢圓形、多角形等。大?。?.001-0.15毫米之間，馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。晶體結(jié)構(gòu)：用偏振光顯微鏡觀察及X-射線研究，能產(chǎn)生雙折射及X衍射現(xiàn)象。淀粉在植物細(xì)胞內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在，故

25、稱淀粉粒。（二）淀粉的結(jié)構(gòu)直鏈淀粉（Amylose）直鏈淀粉叫糖淀粉，是葡萄糖通過(guò)-14連接而成，聚合度300-500。直鏈淀粉（Amylose）空間構(gòu)型：呈螺旋形，內(nèi)部?jī)H含-H，親油性;-OH親水性在外部。淀粉分子的螺旋結(jié)構(gòu)既可以是雙螺旋也可以是單螺旋；雙螺旋中每一圈每股包含三個(gè)糖基，而單螺旋中每一圈包含六個(gè)糖基。 支鏈淀粉又叫脂淀粉，也是葡萄糖通過(guò)-1,4糖苷鍵連接而成，但在C6上有分支糖鏈，聚合度3000，平均支鏈長(zhǎng)25個(gè)葡萄糖單位。1,41,6 支鏈淀粉（Amylopectin）支鏈淀粉分子排列分支是成簇和以雙螺旋形式存在 形成許多小結(jié)晶區(qū) 偏光黑十字 側(cè)鏈的有序排列 （二）淀粉的結(jié)構(gòu)

26、馬鈴薯淀粉的顆粒和偏光十字 （二）淀粉的結(jié)構(gòu) 一些淀粉中直鏈與支鏈淀粉的比例物理性質(zhì) 白色粉末在，熱水中融溶脹。純支鏈淀粉能溶于冷水中，而直鏈淀粉不能，直鏈淀粉能溶于熱水?；瘜W(xué)性質(zhì)無(wú)還原性；遇碘呈藍(lán)色，加熱則藍(lán)色消失，冷后呈藍(lán)色；水解（酶解 ，酸解）。 （三）淀粉的理化性質(zhì)酸水解 酸改性和變稀淀粉酶水解淀粉酶淀粉酶葡萄糖淀粉酶 淀粉的水解液化酶糖化酶淀粉糊精寡糖麥芽糖葡萄糖 淀粉的水解酶水解淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶1,41,6越過(guò)1,6？水解單元水解支鏈淀粉終產(chǎn)物能能能否1G葡萄糖麥芽糖異麥芽糖否否2G麥芽糖極限糊精能能能1G葡萄糖 淀粉的水解糊精概念：淀粉水解過(guò)程中所產(chǎn)生的分子量不等的多

27、糖苷片斷分類：根據(jù)與I2呈色不同，分為藍(lán)色糊精紅色糊精無(wú)色糊精-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶（催化水解）葡萄糖異構(gòu)酶D-果糖（部分轉(zhuǎn)化）玉米淀粉(谷物淀粉酶) D-葡萄糖玉米糖漿玉米糖漿：58%D-葡萄糖，42%D-果糖 高果糖漿：55%D-果糖，軟飲料的甜味劑（果葡糖漿） 淀粉的水解酶水解葡萄糖當(dāng)量（DE） 用來(lái)衡量淀粉轉(zhuǎn)化為D-葡萄糖的程度 定義：還原糖（按葡萄糖計(jì)）在玉米糖漿中的百分比 DE反映水解程度大小的指標(biāo) 當(dāng)DE，更多的寡糖，更少的多糖 當(dāng)DE，更甜和粘性更小的產(chǎn)品DP：聚合度 玉米淀粉的水解酶水解定義：淀粉粒在適當(dāng)溫度下，破壞結(jié)晶區(qū)弱的氫鍵，在水中溶脹，分裂，膠束則全部崩潰，形成均勻的

28、糊狀溶液的過(guò)程被稱為糊化。本質(zhì)：微觀結(jié)構(gòu)從有序轉(zhuǎn)變成無(wú)序，結(jié)晶區(qū)被破壞。-淀粉-淀粉氫鍵 H2O （四）淀粉的糊化 （四）淀粉的糊化糊化作用的三個(gè)階段 糊化溫度 指雙折射消失的溫度。 糊化溫度不是一個(gè)點(diǎn)，而是一段溫度范圍。糊化點(diǎn)或糊化開(kāi)始溫度 雙折射開(kāi)始消失的溫度 糊化終了溫度 雙折射完全消失的溫度 （四）淀粉的糊化影響淀粉糊化的因素：結(jié)構(gòu)：直鏈淀粉多糊化溫度高，支鏈淀粉；小顆粒不易糊化Aw： Aw提高，糊化程度提高。糖： 高濃度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。鹽：特殊的淀粉在加入鹽可提高或降低糊化溫度；低濃度的鹽存在，對(duì)糊化幾乎無(wú)影響。溫度：溫度越高，糊化程度越大。脂類：抑制糊化。 脂類可與

29、淀粉形成包合物，即脂類被包含在淀粉螺旋環(huán)內(nèi)，不易從螺旋環(huán)中浸出，并阻止水滲透入淀粉粒。酸度：pHT60不老化3060易老化10不易，過(guò)高也不易10老化減弱改性淀粉不易老化（改性后，不均勻性提高）聚合度中等的易老化；直鏈比例越高越易于老化脂類和乳化劑，多糖（果膠例外）、蛋白質(zhì)親水分子：阻止淀粉分子的重新排列，起抗老化作用。直鏈和支鏈的比例結(jié)構(gòu)共存物影響溫度含水量影響老化的因素pH值（六）淀粉的改性種類酸改性淀粉預(yù)糊化淀粉醚化淀粉交聯(lián)淀粉磷酸化淀粉乙?；矸?天然淀粉經(jīng)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理、物理處理或酶處理，使某些加工性能得到改善，以適應(yīng)特定的需要，這種淀粉被稱為改性淀粉或變性淀粉。一類由-1，4糖苷鍵

30、連接的半乳糖醛酸及其衍生物。廣泛存在于水果蔬菜中在高pH值中易被破壞-D-半乳糖醛酸基 -1,4 糖苷鍵三、果膠物質(zhì) (Pectic Substance)均勻區(qū)： -D-吡喃半乳糖醛酸 半乳糖、阿拉伯糖 -L-鼠李吡喃糖基 毛發(fā)區(qū)：三、果膠物質(zhì) (Pectic Substance)果膠物質(zhì)的分類部分羧基被甲醇酯化酯化度（DE）：酯化的半醛酸殘基(羧基)數(shù)占半乳糖醛酸殘基總數(shù)的百分?jǐn)?shù)。 高甲氧基果膠 HM DE50%低甲氧基果膠 LM DE50%果膠物質(zhì)的分類未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。 原果膠(Protopectin) 果膠（Pectin)高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸，只存在于植物細(xì)胞壁和未成熟的

31、果實(shí)和蔬菜中,使其保持較硬的質(zhì)地，不溶于水。 果膠酸：(Pectic acid) 中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸，存在于植物汁液中。甲酯化程度果蔬的成熟過(guò)程未成熟果實(shí)細(xì)胞間含大量原果膠，與纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等在一起，組織堅(jiān)硬。隨著成熟的進(jìn)程,原果膠水解成果膠,與纖維素分離,并摻入細(xì)胞內(nèi)、果實(shí)組織變軟，而有彈性，發(fā)生去甲酯化，生成果膠酸。由于果膠酸不具有粘性，果實(shí)變成軟餳狀態(tài)。果膠的物理化學(xué)性質(zhì)水解： 果膠在酸堿條件下水解，生成去甲酯和糖苷鍵裂解產(chǎn)物。 原果膠在果膠酶和果膠甲酯酶作用下，生成果膠酸。溶解度： 果膠與果膠酸在水中溶解度隨鏈長(zhǎng)增加而減少粘度： 粘度與鏈長(zhǎng)正比。HM果膠膠凝機(jī)理?xiàng)l件

32、：（糖-酸-果膠凝膠）糖55%，pH2.03.5，果膠=0.30.7%，室溫100機(jī)理：酸的作用阻止羧基離解，中和電荷，膠束結(jié)晶、凝聚而形成凝膠。 糖的作用脫水以減少膠粒表面的吸附水。促進(jìn)形成鏈狀膠束，形成果膠分子間氫鍵。膠束失水后而凝聚（結(jié)晶沉淀），形成一種具有一定強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)類似海綿的凝膠體?？障短幬街撬肿?。 影響因素相對(duì)分子質(zhì)量，凝膠強(qiáng)度酯化度影響膠凝溫度，進(jìn)一步分類酯化度也影響膠凝所需的pH快速膠凝pH高慢速膠凝pH低固形物含量與pH固形物含量，pH，較高溫度下膠凝凝膠形成速度： HM DE越高形成凝膠的速度越快LM DE越高形成凝膠的速度越慢LM果膠膠凝機(jī)理二價(jià)陽(yáng)離子（Ca2+）

33、均勻區(qū)形成分子間接合區(qū)蛋盒模型與溫度、pH、離子強(qiáng)度、 Ca2+濃度有關(guān)果膠的主要用途：果醬與果凍的膠凝劑 制造凝膠糖果 酸奶的水果基質(zhì)（LM） 增稠劑和穩(wěn)定劑 乳制品（HM）纖維素植物細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分，對(duì)植物性食品的質(zhì)地影響較大。結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 由5000-15000個(gè)（1，4）D吡喃葡組成。 線性結(jié)構(gòu)，無(wú)定型區(qū)和結(jié)晶區(qū)構(gòu)成。 決定食品的緊密性、脆性和良好的口感。大多數(shù)不溶于水和難以消化，人體不能產(chǎn)生分解纖維素酶，促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)有利于健康。無(wú)還原性。水解比淀粉困難的多。纖維素 作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵改性纖維素纖維素與氫氧化鈉、一氯乙酸作用生成的含有羧基的纖維素醚?？膳c蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，有助于蛋白質(zhì)食品的