烹飪化學(xué)第三章烹飪食品中的糖類

烹飪化學(xué)2023/1/122第三章烹飪食品中糖類吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院陳福玉2023/1/123Contents本章主要內(nèi)容第二節(jié)單糖和低聚糖第三節(jié)羰氨反應(yīng)第一節(jié)引言第四節(jié)食品多糖2023/1/1243.1Introduction引言一、碳水化合物的一般概念1.Definition碳水化合物

(Carbohydrates)

表達(dá)式Cx(H2O)y----特例多羥基醛或酮及其衍生物和縮合物。2023/1/1253.1Introduction引言2.Classification分類：

按組成分類1)單糖（Monosaccharides）：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。2）低聚糖（寡糖Oligosaccharides)：由2-10個(gè)單糖分子縮合而成，水解后生成單糖。3）多糖(Polysaccharides)：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。2023/1/1263.1Introduction引言2.Classification分類：

按功能組成分類

1）結(jié)構(gòu)多糖:組成生物體的多糖。

2）貯存多糖：是單糖的一種貯存形式。

3）抗原多糖：主要是微生物（細(xì)菌、真菌）多糖，屬高分子聚合多糖，按結(jié)構(gòu)可分為肽聚糖、葡聚糖和脂多糖等。2023/1/1273.1Introduction引言二、食品原料中的碳水化合物Carbohydratescomprisemorethan75%ofthedrymatterofPlants.eg:corn,vegetable,fruit,andsoon.

Monosaccharides&Oligasaccharidesisusuallyfoundinthevegetableandfruit.Polysaccharidescanmainlybefoundincorn,seed,root,stemplants.2023/1/1283.1Introduction引言常見水果、蔬菜中的游離糖含量（％鮮重計(jì)）2023/1/1293.1Introduction引言常見水果、蔬菜中的游離糖含量（％鮮重計(jì)）含量很少:1～6%2023/1/12102023/1/12113.1Introduction引言從上表中可以看出:天然食物中游離糖的含量很少；加工的食品中則較多。

如何將植物源食物中的貯存多糖和結(jié)構(gòu)多糖轉(zhuǎn)化為可溶性多糖？目前可采取的方法有：適時(shí)采收；采后處理；加工中添加水解酶等2023/1/12123.1Introduction引言

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，后熟過程中酶促反應(yīng)使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，水果變軟，變熟，變甜糖～淀粉的轉(zhuǎn)化2023/1/12133.1Introduction引言三、食品中碳水化合物的作用碳水化合物與食品加工質(zhì)量碳水化合物與食品的營(yíng)養(yǎng)色澤與碳水化合物口感與碳水化合物質(zhì)構(gòu)與碳水化合物提供膳食熱量促進(jìn)腸道蠕動(dòng)具有保健功能2023/1/12143.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates1、單糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）2023/1/1215一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates3.2Monosaccharide&Oligosaccharides

鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)－差向異構(gòu)醛糖：C4

差向異構(gòu)C2差向異構(gòu)酮糖：C5差向異構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)－端位異構(gòu)1、單糖（Monosaccharides）

糖分子中除了C1外，任何一個(gè)手性碳原子具有不同的構(gòu)型稱為差向異構(gòu)。如D－甘露糖是D－葡萄糖的C2差向異構(gòu)。2023/1/1216一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)StructureofCarbohydratesC4

差向異構(gòu)C2

差向異構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)－醛糖2023/1/1217一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)StructureofCarbohydratesC5

差向異構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)－酮糖2023/1/1218一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)StructureofCarbohydrates環(huán)狀結(jié)構(gòu)

手性碳原子鏡面2023/1/1219-與-構(gòu)型一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)StructureofCarbohydrates環(huán)狀結(jié)構(gòu)2023/1/1220-與-構(gòu)型同側(cè)異側(cè)一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)StructureofCarbohydrates環(huán)狀結(jié)構(gòu)C1為手性碳原子，它有右側(cè)兩種端位異構(gòu)2023/1/1221一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)StructureofCarbohydrates環(huán)狀結(jié)構(gòu)-與-構(gòu)型2023/1/1222一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)StructureofCarbohydrates命名3個(gè)碳原子：三糖，1個(gè)手性碳原子

D-甘油醛糖，L-甘油醛糖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

2023/1/1223三糖四糖五糖六糖C4差向異構(gòu)C2差向異構(gòu)D-n糖2（n-2）個(gè)異構(gòu)體2023/1/12243.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates1、單糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）2023/1/12253.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates2、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2023/1/12263.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates2、低聚糖（Oligosaccharides）一般由２－１０個(gè)糖基構(gòu)成，較重要的低聚糖有蔗糖、麥芽糖、乳糖、飴糖、麥芽糊精和環(huán)狀糊精（沙丁格糊精）2023/1/1227食品中重要的低聚糖－麥芽糖Maltose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2023/1/1228D-半乳糖D-葡萄糖β-1,4糖苷配基食品中重要的低聚糖－乳糖Lactose牛乳中的還原性二糖發(fā)酵過程中轉(zhuǎn)化為乳酸在乳糖酶作用下水解乳糖不耐癥2023/1/1229非還原性二糖α-葡萄糖和β-果糖頭頭相連具有極大的吸濕性和溶解性冷凍保護(hù)劑12食品中重要的低聚糖－蔗糖Sucrose2023/1/1230三糖

麥芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖

聚合度為4～10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2023/1/12313.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates2、低聚糖（Oligosaccharides）

食品中重要的低聚糖

具有特殊功能的低聚糖

2023/1/1232食品中單糖和低聚糖的功能甜味劑:親水功能:蜂蜜和大多數(shù)果實(shí)的甜味主要取決于蔗糖、果糖、葡萄糖等含量（甜度：果糖>蔗糖>葡萄糖>麥芽糖>半乳糖）糖分子中含有羥基，具有一定的親水能力、吸濕性或保濕性和防腐能力。褐變產(chǎn)物賦予食品特殊風(fēng)味,如麥芽酚,異麥芽酚增加溶解性，如環(huán)狀糊精、麥芽糊精。糊精做固體飲料的增稠劑和穩(wěn)定劑。賦予風(fēng)味:特殊功能:穩(wěn)定劑:保健功能:2023/1/1233具有特殊功能的低聚糖功能性食品

低熱、低脂、低膽固醇、低鹽、高纖維素低聚糖（寡糖）和短肽（寡肽）

具有特殊保健功能的低聚糖

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

2023/1/1234具有特殊功能的低聚糖－低聚果糖分子式特點(diǎn)：

G-F-Fn（Glucose,Fructose）

G-F(蔗)G(葡)+G-F(蔗)+G-F-F(蔗果三糖)+G-F-F-F(蔗果四糖)+G-F-F-F-F(蔗果五糖)

果糖轉(zhuǎn)移酶2023/1/1235具有特殊功能的低聚糖－低聚果糖21β-2,1GF2GF4GF3增殖雙歧桿菌難水解，是一種低熱量糖水溶性食物纖維抑制腐敗菌，維護(hù)腸道健康防止齲齒生理活性：2023/1/1236具有特殊功能的低聚糖－低聚果糖低聚果糖存在于天然植物中

香蕉、蜂蜜、大蒜、西紅柿、洋蔥

作為新型的食品甜味劑或功能性食品配料產(chǎn)酶微生物

米曲霉、黑曲霉2023/1/1237具有特殊功能的低聚糖－低聚木糖主要成分為木糖、木二糖、木三糖及木三糖以上的木聚糖木二糖含量↑，產(chǎn)品質(zhì)量↑甜度為蔗糖的40%

木二糖的分子結(jié)構(gòu)β-1，4低聚木糖的特性：較高的耐熱（100℃/1h）和耐酸性能（pH2～8）雙歧桿菌所需用量最小的增殖因子代謝不依賴胰島素，適用糖尿病患者抗齲齒2023/1/1238β-1,4水溶性D-氨基葡聚糖具有特殊功能的低聚糖－甲殼低聚糖D-氨基葡萄糖甲殼低聚糖的結(jié)構(gòu)生理功能：降低肝臟和血清中的膽固醇提高機(jī)體的免疫功能增殖雙歧桿菌

抗腫瘤作用，防治潰瘍病等2023/1/12393.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates1、單糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）2023/1/12403.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates3、糖苷（Glycosides）

糖苷的基本概念

糖苷的基本性質(zhì)

2023/1/1241糖苷的基本概念Glycosides-Definition定義：

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)而得的化合物。組成：

糖+配基（非糖部分）2023/1/1242糖苷的基本概念Glycosides-Definition配基部分2023/1/1243糖苷的基本性質(zhì)Glycosides-Properties糖苷的類型O-糖苷S-糖苷N-糖苷2023/1/1244糖苷的基本概念Glycosides-Definition

糖苷～功能特性

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2023/1/12452.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates3、糖苷（Glycosides）

糖苷的基本概念

糖苷的基本性質(zhì)

2023/1/12463.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood三、單糖和低聚糖的化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2023/1/1247二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood1、甜度定義Definition:

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)的甜度定為產(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（α、β型）T=20℃時(shí)蔗糖溶液（10％/15％）（甜度）

α－D-葡萄糖（比甜度）

β－D－呋喃果糖（比甜度）（甜度：果糖>蔗糖>葡萄糖>麥芽糖>半乳糖）2023/1/1248二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood1、甜度-糖的不同構(gòu)型（α、β型）葡萄糖:

倍

0℃80℃

果糖:<:=3:7:=7:3

3倍

濃度高，構(gòu)型多

與濃度有關(guān)

與溫度有關(guān)

與溫度無關(guān)2023/1/1249二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、溶解度（g/100gH2O）

溫度對(duì)溶解過程和溶解速度具有決定性影響

高濃度的糖液具有防腐保質(zhì)的作用，在70％以上能抑制霉菌、酵母的生長(zhǎng)。

溫度0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃糖名稱葡萄糖3541.647.754.661.870.974.27881.284.7蔗糖64.26567.168.770.472.274.276.278.480.6T=60℃時(shí)，葡萄糖＝蔗糖；

T<60℃時(shí)，葡萄糖<蔗糖，T=60℃時(shí)，反之；

T<10℃時(shí)，若配比不合格，常溫下G即結(jié)晶，反砂；果漿類不易貯存在10℃以下，以防結(jié)晶。工業(yè)上貯存G高溫高濃，55℃

，70％（不結(jié)晶）。2023/1/1250二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、溶解度（g/100gH2O）

溫度對(duì)溶解過程和溶解速度具有決定性影響

高濃度的糖液具有防腐保質(zhì)的作用，在70％以上能抑制霉菌、酵母的生長(zhǎng)。

溫度0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃糖名稱葡萄糖3541.647.754.661.870.974.27881.284.7蔗糖64.26567.168.770.472.274.276.278.480.6t=20℃時(shí)，葡萄糖48％蔗糖66％果糖79％果糖具有較好的食品保存性。果葡糖漿的濃度％

果葡糖漿中果糖含量％

714277558090

果糖含量較高的果葡糖漿，其保存性能較好。2023/1/1251二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、吸濕性和保濕性

概念吸濕性：糖在空氣濕度較高情況下吸收水分的性質(zhì)保溫性：糖在空氣濕度較低條件下保持水分的性質(zhì)

應(yīng)用:

果糖、轉(zhuǎn)化糖>葡萄糖,麥芽糖>蔗糖2023/1/1252二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、吸濕性和保濕性

應(yīng)用:

硬糖生產(chǎn):蔗糖:葡萄糖3:1，不翻砂不發(fā)烊（季節(jié)地區(qū)變化）

軟糖：轉(zhuǎn)化糖漿和果葡糖漿

面包糕點(diǎn)：轉(zhuǎn)化糖漿和果葡糖漿山梨醇：食品工業(yè)中良好的保濕劑2023/1/1253二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood4、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性

不同糖的結(jié)晶特性乳糖結(jié)晶蔗糖易結(jié)晶，晶體生成很大；葡萄糖易結(jié)晶，晶體生成細(xì)??；果糖、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：加入淀粉糖漿乳糖結(jié)晶特性：T>93.5℃-脫水乳糖結(jié)晶玻璃狀T=93.5℃-水化乳糖結(jié)晶無定形干擾食品形狀奶濃縮到1/3時(shí)冷卻出現(xiàn)造成乳制品砂口感2023/1/1254二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood4、結(jié)晶性和抗結(jié)晶性

應(yīng)用：淀粉糖漿：G、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；糕點(diǎn)、掛漿類糕點(diǎn)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……“返砂”2023/1/1255二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood5、滲透壓——防腐

濃度越高，分子數(shù)目越多，滲透壓越大；滲透壓越大對(duì)食品保存越有利；不同微生物對(duì)滲透壓的耐受有差別：酵母50％蔗糖溶液霉菌60％蔗糖溶液細(xì)菌80％蔗糖溶液耐高滲酵母、霉菌——蜂蜜也會(huì)變壞2023/1/1256二、單糖和低聚糖物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood6、粘度——調(diào)節(jié)食品稠度和可口性

G和F溶液<蔗糖溶液，淀粉糖漿較高應(yīng)用：穿糖衣、掛霜菜、拔絲等。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↓；7、抗氧化性——保持水果、蔬菜的風(fēng)味、顏色和Vc

糖溶液中溶氧量小糖本身具有抗氧化性8、糖的溶化：P80表4-2常見糖的熔點(diǎn)糖為分子晶體，熔點(diǎn)不太高，加熱到熔點(diǎn)時(shí)會(huì)溶化為液體。許多糖因?yàn)榧兌炔桓叨埸c(diǎn)降低，表現(xiàn)為在一個(gè)溫度區(qū)域就軟化。糖類作為有機(jī)物，在熔點(diǎn)附近時(shí)已經(jīng)有明顯的化學(xué)反應(yīng)，如脫水、氧化、裂解發(fā)生，造成糖在色澤、質(zhì)構(gòu)、調(diào)味等方面的改變，因此控制溫度是熬制糖的關(guān)鍵。烹飪中蔗糖熬制過程：第一階段：是在低溫或加熱初期，溫度一般在120℃左右，無顏色變化；第二階段：糖漿或糖膏繼續(xù)加熱，黏度迅速提高，并有顏色產(chǎn)生，此時(shí)溫度大約為155℃.是典型的膠態(tài)糖階段。第三階段：溫度上升到165℃以上，糖的顏色迅速變褐，發(fā)生焦糖化反應(yīng)，這時(shí)化學(xué)變化占主要地位。（溫度不要超過200℃

，否則會(huì)導(dǎo)致糖的顏色加深）2023/1/1259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)晶性滲透壓粘度抗氧化性糖的溶化綜合分析2023/1/12592023/1/12603.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、單糖和低聚糖的結(jié)構(gòu)及功能Structure&FunctionofCarbohydrates二、單糖和低聚糖的物理性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood三、單糖和低聚糖的化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2023/1/1261三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood1、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。C12H22O11+H20C6H12O6+C6H1206S右旋FG左旋轉(zhuǎn)化糖

檸檬酸，蔗糖酶H+2023/1/1262三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood影響水解反應(yīng)的因素：

結(jié)構(gòu)α-異頭物>β-異頭物呋喃糖苷>吡喃糖苷-D糖苷>-D糖苷溫度

溫度提高，水解速度急劇加快。2023/1/1263三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、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：

GCO2+H2OBr/H2O：

G葡萄糖酸脫水－內(nèi)酯－內(nèi)酯酮糖如F不發(fā)生此反應(yīng)2023/1/1264三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&OligosaccharidesinfoodBr/H2O葡萄糖酸D-葡萄糖δ-內(nèi)酯

閉環(huán)是酯，加熱后開環(huán)是酸內(nèi)酯是一種溫和的酸化劑

完全水解需要3h，隨著水解不斷進(jìn)行，質(zhì)子均勻緩慢地釋放出來，pH逐漸下降，慢慢酸化

在豆制品中，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，細(xì)嫩的凝膠結(jié)構(gòu)在焙烤食品中作為膨松劑的一個(gè)組分

緩慢釋放的H+與CO32-結(jié)合，緩慢釋放CO2

與Ca2+Fe2+Zn2+結(jié)合，礦物質(zhì)飲食補(bǔ)充劑2023/1/1265三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、氧化反應(yīng)

強(qiáng)氧化劑：

GCO2+H2OBr/H2O：

G葡萄糖酸脫水內(nèi)酯

濃硝酸：醛糖二元酸2023/1/1266三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、氧化反應(yīng)

濃硝酸：醛糖二元酸2023/1/1267三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、氧化反應(yīng)

強(qiáng)氧化劑：

GCO2+H2OBr/H2O：

G葡萄糖酸脫水內(nèi)酯

濃硝酸：醛糖二元酸G氧化酶：G葡萄糖醛酸2023/1/1268三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、氧化反應(yīng)G氧化酶：G葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸的功能：有毒物質(zhì)過多激素芳香物質(zhì)＋G醛酸甙類排毒2023/1/1269三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、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）

2023/1/1270保濕劑甜度為蔗糖50%不被微生物利用不依賴胰島素Ni三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、還原反應(yīng)——山梨糖醇2023/1/1271甘露糖醇C2差向異構(gòu)甜度為蔗糖的65%應(yīng)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2023/1/1272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，治療糖尿病注意安全性三、單糖和低聚糖化學(xué)性質(zhì)在烹飪中應(yīng)用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、還原反應(yīng)——木糖醇4、焦糖化反應(yīng)

概念：無水（或濃溶液）條件下加熱糖或糖漿，用酸或銨鹽作催化劑，糖發(fā)生脫水與降解，生成深色物質(zhì)的過程，稱為焦糖化反應(yīng)。過程:

脫水:

分子雙鍵不飽和的環(huán)聚合高聚物。

縮合或聚合:

裂解揮發(fā)性的醛、酮縮合或聚合深色物質(zhì)2023/1/1273焦糖化反應(yīng)條件

①無水或濃溶液，溫度150-200℃。②催化劑的存在加速反應(yīng)：

銨鹽,磷酸鹽,蘋果酸,延胡索酸,檸檬酸,酒石酸等③pH8比時(shí)快10倍。④不同糖反應(yīng)速度不同，

例如果糖大于葡萄糖（熔點(diǎn)的不同）

2023/1/1274蔗糖形成焦糖的過程蔗糖異蔗糖酐焦糖酐焦糖稀

焦糖素（無甜味而具有溫和的苦味）（熔點(diǎn)為138℃，可溶于水及乙醇，味苦）（熔點(diǎn)為154℃，可溶于水）（高分子量的深色物質(zhì)）200℃，約35min起泡

二次起泡55min

繼續(xù)加熱繼續(xù)加熱

焦糖色素是一種結(jié)構(gòu)不明確的大的聚合物分子，這些聚合物形成了膠體粒子，形成膠體粒子的速度隨溫度和pH的增加而增加。2023/1/1275影響焦糖化作用的因素糖的種類：一般晶體糖作用明顯；還原糖易氧化；高分子量的淀粉等多糖無明顯作用。溫度:偏高時(shí)，以裂解反應(yīng)為主，焦糖味濃烈；偏低時(shí)，以脫水反應(yīng)為主，對(duì)顏色無較大影響。2023/1/1276PH:堿性時(shí)焦糖化快，分解產(chǎn)物增多，對(duì)氣味影響較大；強(qiáng)酸時(shí)，糖不經(jīng)加熱也能褐變，脫水反應(yīng)更快，對(duì)迅速上色有利。共存物：銨鹽、有機(jī)酸、金屬離子（Cu2+、Fe3+）等均能催化反應(yīng)進(jìn)行；氧的作用不明顯；若有氨基化合物時(shí)，褐變也容易進(jìn)行—羰氨反應(yīng)。2023/1/1277焦糖色素的性質(zhì)

焦糖是一種黑褐色膠態(tài)物質(zhì)等電點(diǎn)在pH3.0-6.9,甚至低于pH3粘度100-3000cp2023/1/1278工業(yè)上生產(chǎn)焦糖色素

以蔗糖為原料生產(chǎn)的三種色素及用途NH4HSO3催化pH2-4.5耐酸焦糖色素

（可用于可口可樂飲料，棕色）糖和銨鹽加熱pH4.2-4.8焙烤食品用焦糖色素

（紅棕色）

蔗糖加熱pH3-4啤酒美色劑

（含醇類飲料，紅棕色）2023/1/12792023/1/1280Contents本章主要內(nèi)容第二節(jié)單糖和低聚糖第三節(jié)羰氨反應(yīng)第一節(jié)引言第四節(jié)食品多糖3.3

羰氨反應(yīng)美拉德反應(yīng)（Maillardreaction）

來源：法國(guó)化學(xué)家美拉德發(fā)現(xiàn)的；當(dāng)甘氨酸和葡萄糖的混合液在一起加熱時(shí)會(huì)形成所謂的“黑色素”，故又稱為“美拉德反應(yīng)”。2023/1/1281羰氨反應(yīng)的定義美拉德反應(yīng)（羰氨反應(yīng)）：指羰基與氨基經(jīng)縮合、聚合反應(yīng)生成類黑色素和某些風(fēng)味物質(zhì)的非酶褐變反應(yīng)。2023/1/1282定義包含的內(nèi)容羰基化合物：有醛、酮、單糖以及多糖分解或脂類氧化而生成的。氨基化合物：游離氨基酸、肽類、蛋白質(zhì)、胺類等物質(zhì)。試驗(yàn)證明：活性的醌、二酮、不飽和醛酮等羰基化合物單獨(dú)存在時(shí)也要發(fā)生褐變，而與氨基化合物共存時(shí)，更有促進(jìn)作用。2023/1/1283應(yīng)用是食品中最重要的化學(xué)反應(yīng)之一。食品中都存在兩種反應(yīng)物質(zhì)，因此都有可能發(fā)生羰氨反應(yīng)。烹飪中菜肴的上色、增香、固型都是羰氨反應(yīng)的直接結(jié)果。2023/1/12841.美拉德反應(yīng)過程

初期階段中期階段末期階段

羰氨縮合

分子重排Amadori重排（醛糖）Heyenes重排（酮糖）脫胺脫水

脫胺重排氨基酸降解醇醛縮合

聚合2023/1/1285初期階段氨基＋羰基（還原糖)

氮代葡萄糖基胺

果糖胺美拉德反應(yīng)過程羰氨縮合

分子重排中期階段

2023/1/1286中期階段

果糖胺脫胺脫水1，2烯醇化

羥甲基糠醛（HMF）

脫胺重排2，3烯醇化

二羰基化合物

還原酮

Strecker

褐色

CO2

醛

脫胺脫水HMF的積累與褐變速度有密切的相關(guān)性，HMF積累后不久就可發(fā)生褐變。脫胺重排二羰基化合物

還原酮Strecker降解

末期階段

縮合與聚合，生成類黑色素和風(fēng)味化合物。2.食品褐變與品質(zhì)的關(guān)系：1)色澤：美拉德反應(yīng)生成的類黑精,有很好的抗氧化性，也賦予食品特有的色澤。2)營(yíng)養(yǎng):還原糖與賴氨酸結(jié)合后的重排產(chǎn)物不能被人體吸收，降低了食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使賴氨酸生物效價(jià)有所損失；類黑精與蛋白質(zhì)、重金屬結(jié)合后，對(duì)消化系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。3)風(fēng)味：Strecker降解反應(yīng)的產(chǎn)物是食品產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)的重要途徑之一，但過度反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生焦糊味。2023/1/12923.美拉德反應(yīng)的條件、生成物和特點(diǎn)

條件：還原糖（主要是葡萄糖）和氨基酸少量的水加熱或長(zhǎng)期貯藏

產(chǎn)物：黑色素（類黑精）＋風(fēng)味化合物

特點(diǎn)：pH值下降（封閉了游離的氨基）；還原的能力上升（還原酮產(chǎn)生）；褐變初期，紫外線吸收增強(qiáng)，伴隨有熒光物質(zhì)產(chǎn)生；添加亞硫酸鹽，可阻止褐變，但在褐變后期加入不能使之褪色。

2023/1/12933.影響美拉德反應(yīng)的因素

①糖的結(jié)構(gòu)、種類及含量

、β不飽和醛>α－雙羰基化合物>酮

b.五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖）

c.單糖>雙糖（如蔗糖，分子比較大，反應(yīng)緩慢）

d.還原糖含量與褐變成正比②氨基酸及其它含氨物種類(肽類、蛋白質(zhì)、胺類)a.胺類>氨基酸

b.含S-S，S-H不易褐變

c.有吲哚，苯環(huán)易褐變

d.堿性氨基酸易褐變

e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐變2023/1/12943.影響美拉德反應(yīng)的因素③pH值

pH4-9范圍內(nèi)，隨著pH上升，褐變上升

pH≤4或pH≥9時(shí)，褐變反應(yīng)程度較輕微

pH在6-7范圍內(nèi)，褐變較嚴(yán)重④反應(yīng)物濃度（水分含量）

10％～15%(H2O)時(shí)，褐變易進(jìn)行

5%～10％(H2O)時(shí)，多數(shù)褐變難進(jìn)行

5%>(H2O)時(shí)，脂肪氧化加快，褐變加快2023/1/12953.影響美拉德反應(yīng)的因素⑤溫度

若△t＝10℃，則褐變速度差△v相差3～5倍。一般來講：t>30℃時(shí)，褐變較快

t<20℃時(shí)，褐變較慢

t<10℃時(shí)，可較好地控制或防止褐變地發(fā)生⑥金屬離子

Fe(Fe+3>Fe+2)Cu催化還原酮的氧化

Na＋對(duì)褐變無影響。

Ca2+可同氨基酸結(jié)合生成不溶性化合物而抑制褐變。促進(jìn)褐變2023/1/1296反應(yīng)對(duì)食品品質(zhì)的影響

不利方面：

a.營(yíng)養(yǎng)損失，特別是必須氨基酸損失嚴(yán)重

b.產(chǎn)生某些致癌物質(zhì)

c.對(duì)某些食品，褐變反應(yīng)導(dǎo)致的顏色變化影響質(zhì)量。

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。2023/1/1297反應(yīng)在烹飪加工中應(yīng)用抑制maillard反應(yīng)注意選擇原料：選氨基酸、還原糖含量少的品種。水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥劑。流體食品則可通過稀釋降低反應(yīng)物濃度。降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐變。降低溫度：低溫貯藏。除去一種作用物：一般除去糖可減少褐變。加入亞硫酸鹽或酸式亞硫酸鹽鈣可抑制褐變。

2023/1/1298利用控制原材料：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：100-150℃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種香氣反應(yīng)在烹飪加工中應(yīng)用2023/1/12992023/1/121003.4Polysaccharides多糖一、概述Introduction

Definition:超過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-DegreeofPolymerization）

大多數(shù)多糖的DP為200-3000

纖維素的DP最大，達(dá)7000-150002023/1/121013.4Polysaccharides多糖一、概述Introduction

Function:多糖的作用

生理功能

水的結(jié)合功能2023/1/12102Function:多糖的作用

膳食纖維--植物多糖①很高的持水力；②對(duì)陽(yáng)離子有結(jié)合交換能力；③對(duì)有機(jī)化合物有吸附螯合作用；④具有類似填充的容積；⑤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2023/1/12103水的結(jié)合功能：做增稠劑，膠凝劑，澄清劑等Function:多糖的作用

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

2023/1/12104Function:多糖的作用

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%2023/1/12105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

2023/1/12106—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

不帶電，傾向于締合、形成結(jié)晶

碰撞時(shí)形成分子間鍵，分子間締合，重力作用下產(chǎn)生沉淀和部分結(jié)晶淀粉老化Function:多糖的作用

多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性

2023/1/12107Function:多糖的作用

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2023/1/12108二、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2023/1/12109

（一）淀粉的一般性質(zhì)形狀：圓形、橢圓形、多角形等。大?。?/p>

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，故稱淀粉粒。2023/1/12110

（二）淀粉的結(jié)構(gòu)直鏈淀粉：由D-吡喃葡萄糖，α－1，4糖苷鍵連接支鏈淀粉：由D-吡喃葡萄糖，α-1，4和α-l，6糖苷鍵連接起來的帶分枝的復(fù)雜大分子

1425%直鏈淀粉

分子內(nèi)的氫鍵作用成右手螺旋狀，每個(gè)環(huán)含有6個(gè)葡萄糖殘基2023/1/12111

（二）淀粉的結(jié)構(gòu)支鏈淀粉：由D-吡喃葡萄糖，α-1，4和α-l，6糖苷鍵連接起來的帶分枝的復(fù)雜大分子

1,41,62023/1/12112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)2023/1/12113馬鈴薯淀粉的顆粒和偏光十字

（二）淀粉的結(jié)構(gòu)2023/1/12114

一些淀粉中直鏈與支鏈淀粉的比例2023/1/12115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)2023/1/12116酸水解

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2023/1/12117

淀粉的水解－酶水解－淀粉酶

－淀粉酶葡萄糖淀粉酶－1,4－1,6越過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2023/1/12118

淀粉的水解－糊精概念：

淀粉水解過程中所產(chǎn)生的分子量不等的多糖苷片斷。分類：根據(jù)與I2呈色不同，分為藍(lán)色糊精紅色糊精無色糊精2023/1/12119-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶葡萄糖異構(gòu)酶D-果糖玉米淀粉

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2023/1/12120葡萄糖當(dāng)量（DE）

用來衡量淀粉轉(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反映還原性、水解程度的大小DE＜20的水解產(chǎn)品為麥芽糊精DE=20～60，玉米糖漿DP：聚合度

淀粉的水解－酶水解2023/1/12121

（四）淀粉的糊化幾個(gè)概念β-淀粉：具有膠束結(jié)構(gòu)的生淀粉稱為β-淀粉。α-淀粉：指經(jīng)糊化的淀粉。直鏈支鏈直鏈與支鏈分子呈徑向有序排列結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)交替排列結(jié)晶區(qū)，偏光十字，膠束，氫鍵2023/1/12122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，形成均勻的糊狀溶液的過程被稱為糊化。本質(zhì)：微觀結(jié)構(gòu)從有序轉(zhuǎn)變成無序，結(jié)晶區(qū)被破壞。β-淀粉α-淀粉氫鍵

H2O

（四）淀粉的糊化2023/1/12123糊化作用的三個(gè)階段

a可逆吸水階段：水分進(jìn)入淀粉粒的非晶質(zhì)部分，體積略有膨脹，此時(shí)冷卻干燥，可以復(fù)原，雙折射現(xiàn)象不變。b不可逆吸水階段：隨溫度升高，水分進(jìn)入淀粉微晶間隙，不可逆大量吸水，結(jié)晶“溶解”。c淀粉粒解體階段：淀粉分子全部進(jìn)入溶液。2023/1/12124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)或糊化開始溫度

雙折射開始消失的溫度

糊化終了溫度

雙折射完全消失的溫度

（四）淀粉的糊化2023/1/121252023/1/12126影響淀粉糊化的因素：結(jié)構(gòu)：

直鏈淀粉小于支鏈淀粉。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：高濃度的鹽使淀粉糊化受到抑制；低濃度的鹽存在，對(duì)糊化幾乎無影響。

馬鈴薯淀粉例外，因?yàn)樗辛姿峄鶊F(tuán)，低濃度的鹽影響它的電荷效應(yīng)。2023/1/12127影響淀粉糊化的因素：脂類：抑制糊化。脂類可與淀粉形成包合物，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：

pH<4時(shí)，淀粉水解為糊精，粘度降低。

pH4-7時(shí)，幾乎無影響。

pH=10，糊化速度迅速加快，但在食品中意義不大。淀粉酶：

使淀粉糊化加速。新米（淀粉酶酶活高）比陳米更易煮爛。2023/1/12128老化：α-淀粉溶液經(jīng)緩慢冷卻或淀粉凝膠經(jīng)長(zhǎng)期放置，會(huì)變?yōu)椴煌该魃踔廉a(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象。

實(shí)質(zhì)：是糊化的后的分子又自動(dòng)排列成序，形成高度致密的結(jié)晶化的不溶解性分子粉末。

糊化淀粉老化淀粉糊化的逆過程

比生淀粉的晶化程度低

（五）淀粉的老化2023/1/12129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。一般直鏈淀粉易老化，直鏈淀粉愈多，老化愈快。支鏈淀粉老化需要很長(zhǎng)時(shí)間。

（五）淀粉的老化2023/1/12130影響淀粉老化的因素：1、溫度：

2－4℃，淀粉易老化

>60℃或<-20℃，不易發(fā)生老化2、含水量：

含水量30－60%易老化；含水量過低（<10%）或過高，均不易老化；3、結(jié)構(gòu)：

直鏈淀粉易老化；聚合度中等的淀粉易老化；淀粉改性后，不均勻性提高，不易老化。4、共存物的影響：

脂類和乳化劑可抗老化，多糖（果膠例外）、蛋白質(zhì)等親水大分子，可與淀粉競(jìng)爭(zhēng)水分子及干擾淀粉分子平行靠攏，從而起到抗老化作用。2023/1/12131影響淀粉老化的因素：5、pH值：

<7或>10，老化減弱

6、其他因素：

淀粉濃度，某些無機(jī)鹽對(duì)老化也有一定程