第三章碳水化合物(carborhydrates)

1.2碳水化合物的作用是生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)。能夠形成糖脂和糖蛋白。與食品的質(zhì)地（Texture）、加工(Processing）及貯藏(Storage）等特性密切相關(guān)。目前一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.3碳水化合物的分類單糖低聚糖（寡糖）多糖①同多糖②雜多糖目前二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.4食品中的碳水化合物植物中的碳水化合物動物中的碳水化合物昆蟲和甲殼類生物中的碳水化合物目前三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第二節(jié)單糖需回憶的內(nèi)容（有機化學(xué)或生物化學(xué)）單糖的分類單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)單糖的構(gòu)型和構(gòu)象單糖的變旋現(xiàn)象單糖的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)目前四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.1糖苷單糖的成環(huán)目前五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點成環(huán)后形成半縮醛羥基目前六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點成苷反應(yīng)目前七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點糖苷的物理性質(zhì)風(fēng)味溶解性旋光性穩(wěn)定性目前八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點糖苷的化學(xué)性質(zhì)不具有還原性。在一定條件（酸性條件）能夠水解，或被酶解。目前九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點糖苷在食品中的應(yīng)用某些糖苷具有生理保健功能人參皂苷大豆皂苷毛地黃苷等。目前十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點某些糖苷是食品風(fēng)味劑硫葡萄糖苷肌苷酸鈉（IMP）鳥苷酸鈉（GMP）甜桔苷目前十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點某些糖苷是有毒成分苦杏仁苷水解目前十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點菜子中的原甲狀腺腫素目前十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點幾種常見的生氰糖苷目前十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.2非酶促褐變食品褐變非酶促褐變美拉德反應(yīng)焦糖化反應(yīng)酶促褐變目前十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點美拉德反應(yīng)

（MaillardReaction）概念指食品體系中的還原糖和含有氨基的化合物（主要是氨基酸和蛋白質(zhì)），在食品被加熱或貯藏的過程中，所發(fā)生的使食品產(chǎn)生褐變的一類反應(yīng)。主要反應(yīng)物：羰基、氨基、水。故又稱羰氨反應(yīng)。目前十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點美拉德反應(yīng)對食品的影響壞處①有時產(chǎn)生一些有害的物質(zhì)②消耗食品中的營養(yǎng)元素益處①能夠賦予某些食品人們期望的顏色②能夠產(chǎn)生有些食品特殊的風(fēng)味目前十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點美拉德反應(yīng)的機理目前認(rèn)為Maillard包括三個階段①初始階段：a.羰氨縮合；b.分子重排②中期階段：a.重排產(chǎn)物形成羥甲基糠醛（HFM)；b.二羰基化合物發(fā)生斯特累克爾（Strecker）降解，放出CO2,生成降解產(chǎn)物。③最終階段：a.兩分子醛自相縮合；b.中期反應(yīng)產(chǎn)物自相縮合、聚合，形成高分子色素。目前十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點初始階段a.羰氨縮合，形成葡基氨。目前十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點初始階段b.葡基氨經(jīng)過Amadori分子重排，產(chǎn)生1-氨基-2-酮醣。目前二十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點中期階段a.形成HFM目前二十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點中期階段Strecker降解目前二十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點最終階段：

縮合、聚合，生成黑色素兩類反應(yīng)A.醇醛縮合反應(yīng)B.醛、酮、HMF及其衍生物，二羰基化合物，Strecher降解產(chǎn)物等發(fā)生縮合、聚合反應(yīng)，生成復(fù)雜的高分子色素（黑色素）。目前二十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點影響Maillard反應(yīng)的因素羰基化合物氨基化合物溫度pH氧氣催化劑水分含量抑制劑Maillard反應(yīng)在30℃以上，水分含量10～15％，pH=7.8～9.2，有氧和金屬離子催化的條件下，反應(yīng)速度最快。目前二十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.2.1.5Maillard反應(yīng)的控制溫度底物水分含量pH值抑制劑催化劑和氧氣目前二十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點焦糖化反應(yīng)（Caramelization）概念糖類在高溫（150～200℃）的條件下發(fā)生降解，降解產(chǎn)物發(fā)生聚合、縮合反應(yīng)，生成黏稠狀的黑褐色物質(zhì)的一類反應(yīng)。目前二十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點由蔗糖形成焦糖的三個階段開始階段：形成異蔗糖酐中間階段：形成焦糖酐終了階段：形成焦糖烯，繼續(xù)加熱，可形成焦糖素。目前二十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點影響焦糖化反應(yīng)的因素溫度催化劑目前二十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第三節(jié)低聚糖（寡糖）由2～20個單糖通過糖苷鍵連接成的碳水化合物，通常稱之為低聚糖。目前二十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.食品中重要的低聚糖1.1麥芽糖目前三十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.2乳糖

乳糖細菌β－半乳糖苷酶D-葡萄糖＋D-半乳糖細菌發(fā)酵L－乳酸目前三十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.3蔗糖目前三十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.功能性低聚糖功能性低聚糖是指對人、動物具有特殊生理作用的單糖數(shù)在210之間的一類寡糖，它的甜度一般只有蔗糖的3050%，具有低熱量、抗齲齒、防治糖尿病、改善腸道菌落結(jié)構(gòu)等生理作用。它是當(dāng)今食品科學(xué)與工程研究領(lǐng)域的前沿，被譽為“21世紀(jì)食品工業(yè)的先導(dǎo)”。目前三十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.1功能性食品因子功能性食品其成分能夠增強人體的防御功能、調(diào)節(jié)節(jié)律、預(yù)防疾病、以及促進康復(fù)的一類具有調(diào)節(jié)身體機能的食品。目前三十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點功能性食品特征五高一低低熱、低脂、低鹽、低糖、低膽固醇；高纖維素。目前三十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點十一類功能性食品因子活性多糖功能性甜味劑功能性油脂AA、寡肽、Pro.Vitamine礦物質(zhì)微生態(tài)調(diào)節(jié)劑自由基清除劑醇酮酚與酸類低能量或無能量基料其它目前三十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.2具有特殊功能的低聚糖低聚果糖結(jié)構(gòu)低聚果糖又稱為寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，它是由蔗糖和1～3個果糖基結(jié)合而成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖組成的混合物。目前三十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點生理功能能被大腸內(nèi)對人體有保健作用的雙歧桿菌選擇性地利用，使雙歧扦菌數(shù)量大幅度增加。很難被人體消化道酶水解，是一種低熱量糖?？烧J(rèn)為是一種水溶性食物纖維。抑制腸內(nèi)沙門氏菌和腐敗菌的生長，促進腸胃功能。防止齲齒。常見食物：香蕉、蜂蜜、洋蔥、大蒜、西紅柿、蘆葦、菊芋和麥類中；工業(yè)上采用含有果糖轉(zhuǎn)移酶活性的微生物生產(chǎn)。目前三十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點低聚木糖結(jié)構(gòu)性質(zhì)低聚木糖分為木糖、木二糖、木三糖及少量木三糖以上的木聚糖，其中木二糖為主要有效成分，木二糖含量越高，則低聚糖產(chǎn)品質(zhì)量越高。木二糖是由兩個木糖分子以β－1，4糖苷鍵連構(gòu)成的，甜度為蔗糖的40％。目前三十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點生理功能木二糖和木三糖屬不消化但可發(fā)酵的糖，是雙歧桿菌有效的增殖因子。具有粘度較低，代謝不依賴胰島素，食用后不會使血糖增高→可做為糖尿病人和肥胖病人的甜味劑?？过x齒。目前四十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點甲殼低聚糖結(jié)構(gòu)目前四十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點生理功能降低肝臟和血清中的膽固醇；提高機體免疫功能．增強機體的抗病和抗感染能力；具有強的抗腫瘤作用，聚合度5—7的甲殼低聚糖具有直接攻擊腫瘤細胞的作用，對腫瘤細胞的生長和癌細胞的轉(zhuǎn)移有很強的抑制效果；是雙歧桿菌的增殖因子；可使乳糖分解酶活性升高以反防治胃潰瘍，治療消化性潰瘍和胃酸過多癥。目前四十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點改性甲殼低聚糖?；?、酯化、酸化、醚化等。目前四十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.環(huán)狀糊精（cyclodextrin）3.1結(jié)構(gòu)目前四十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.2應(yīng)用做為油溶性物質(zhì)的微膠囊壁材用于包埋生理活性成分、異味成分和易揮發(fā)成分目前四十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第四節(jié)多糖1.多糖的概念和分類由20個以上的單糖聚合而成的碳水化合物。聚合度（DP）：多糖中單糖的個數(shù)。分類：組成同多糖雜多糖結(jié)構(gòu)直鏈多糖支鏈多糖目前四十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.多糖的基本性質(zhì)及其在食品中的應(yīng)用溶解性粘度凝膠性水解性目前四十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.1多糖的溶解性多糖的水化、溶解目前四十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點食品體系中多糖水化作用改善和控制水分遷移。不會顯著降低溶液的冰點。目前四十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.2多糖溶液的粘度和穩(wěn)定性粘度影響的多糖性質(zhì)：增稠性膠凝性流動性食品的texture(質(zhì)構(gòu)）目前五十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點多糖溶液粘度（影響因素）分子形狀和構(gòu)象分子帶電性分子大小目前五十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點多糖溶液流變性假塑性：剪切變稀現(xiàn)象；剪切速率升高，則溶液的的流動性加快，粘度下降。觸變性：另一種剪切變稀現(xiàn)象；隨剪切速率升高，溶液流速增加，但粘度的下降并不是瞬時發(fā)生的，在恒定的剪切速率下，其粘度是和時間有關(guān)的；另外，在剪切停止后，經(jīng)歷一定的時間，溶液重新恢復(fù)到原來的粘度。目前五十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點多糖粘度與溫度的關(guān)系大多數(shù)多糖溶液，溫度升高，粘度下降。目前五十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.3多糖凝膠結(jié)構(gòu)目前五十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點性質(zhì)具有強持水力具有固液二重性目前五十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.4多糖的水解酸解、酶解影響因素①酸的種類、強度（或酶的種類、活力）②時間③溫度④多糖自身的結(jié)構(gòu)目前五十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第五節(jié)淀粉食品工業(yè)至關(guān)重要的一種原料或基料。馬鈴薯淀粉玉米淀粉小麥淀粉目前五十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.物理性質(zhì)顏色、外觀、局部結(jié)晶結(jié)構(gòu)（雙折射現(xiàn)象）、溶解性目前五十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點掃描電鏡觀察淀粉顆粒目前五十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點掃描電鏡觀察淀粉顆粒目前六十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.淀粉的分子結(jié)構(gòu)2.1直鏈淀粉的結(jié)構(gòu)目前六十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.2支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)支鏈淀粉是隨機分叉的:A鏈，由α-1，4糖苷鍵連接的葡萄糖單元組成；B鏈，由α-1，4糖苷鍵和α-1，6糖苷鍵連接的葡萄糖單元組成；C鏈，由α-1，4糖苷鍵和α-1，6糖苷鍵連接的葡萄糖單元再加一個還原端組成.還原端目前六十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.淀粉糊化（淀粉α化）生淀粉顆粒在水中受熱，吸水膨脹變?yōu)槟z體狀態(tài)的一種變化。目前六十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.1機理生淀粉顆粒不溶于水：含有大量的結(jié)晶區(qū)；直鏈淀粉和支鏈淀粉以以氫鍵形成結(jié)合，緊密排列成束，間隙小，水分子很難滲入。機理生淀粉顆粒在水中，受熱，淀粉分子劇烈振動，分子間的氫鍵斷開，分子的極性基團水化，由于水的穿透，結(jié)晶區(qū)鏈段分離，結(jié)晶區(qū)域變小、數(shù)目變少。微觀上的體現(xiàn)：淀粉顆粒極度膨脹，甚至破裂，雙折射現(xiàn)象消失。宏觀上的體現(xiàn)：淀粉顆粒在冷水中的低粘度漿狀轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒扯鹊暮隣?。目前六十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.2糊化溫度糊化開始溫度：淀粉顆粒在水中受熱，雙折射現(xiàn)象開始消失的溫度。糊化終了溫度：淀粉顆粒在水中受熱，雙折射現(xiàn)象完全消失的溫度。目前六十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.3淀粉糊化曲線糊化溫度測定：Brabender粘度儀、DSC、RVA目前六十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點淀粉的粒度對其糊化的影響對同種淀粉品種而言

,天然淀粉中粒徑小的顆粒糊化溫度高

,而粒徑大的淀粉顆粒糊化溫度

較低。目前六十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.4影響淀粉糊化的因素決定性因素：溫度（一般55℃～75℃

）含水量其它體系成分：如蛋白質(zhì)、脂類目前六十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.5淀粉的糊化和食品質(zhì)量更易水解更易被酶作用更易被消化吸收目前六十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點4.淀粉老化（淀粉β化）4.1概念和本質(zhì)經(jīng)糊化后的α化淀粉糊在室溫或低于室溫的條件下，放置一定時間后，會變成不透明的、具有粘彈性的凝膠（稀淀粉溶液會形成不溶性的沉淀），這種現(xiàn)象稱之為淀粉的老化現(xiàn)象。本質(zhì)：糊化后的淀粉分子在低溫條件下，重新通過氫鍵作用，發(fā)生締合，形成大量的結(jié)晶區(qū)。目前七十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點4.2影響淀粉老化的環(huán)境因素濃度來源含水量溫度pH值目前七十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點4.3淀粉老化和食品質(zhì)量①使食品口感變得粗糙、初感較硬②難以被酶作用，不易被消化系統(tǒng)消化吸收說明：食品加工中也可以利用淀粉的老化，例如粉條、粉皮的加工。目前七十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點4.4抗淀粉老化的方法快速除去α化淀粉的水分。加入乳化劑（極性酯類），如卵磷脂、硬脂酸單甘酯。目前七十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點5.淀粉糊化、老化和直鏈淀粉含量直鏈淀粉易結(jié)晶糊化：含量高，難糊化。老化：含量高，易老化。直/支比和淀粉類食品加工。目前七十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點6.淀粉水解（糖化）①酸水解；②酶水解葡萄糖當(dāng)量（DE)：還原糖（按葡萄糖計）在玉米糖漿中所占的百分?jǐn)?shù)（按干物質(zhì)計）。水解程度較大的產(chǎn)品性質(zhì)[1]水解程度較小的產(chǎn)品性質(zhì)[2]甜味產(chǎn)生黏性吸濕性增稠冰點下降穩(wěn)定泡沫增味劑抑制糖結(jié)晶具有發(fā)酵能力控制冰晶長大褐變反應(yīng)淀粉水解產(chǎn)品的功能性質(zhì)注：[1]高DE值玉米糖漿；[2]低DE值玉米糖漿和麥芽糖目前七十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點7.淀粉改性7.1什么是淀粉改性？淀粉改性即通過物理或化學(xué)或酶法處理后,改變淀粉天然性質(zhì),增加其性能或引進新特性,使之符合生產(chǎn)生活需要。經(jīng)過改性處理的淀粉即為變性淀粉（改性淀粉）。目前七十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點7.2改性方法物理改性淀粉化學(xué)改性淀粉生物改性淀粉復(fù)合改性淀粉目前七十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點7.3簡單舉例可做為乳化劑?？勺鰹橹敬闷?。目前七十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第六節(jié)纖維素1.纖維素的結(jié)構(gòu)目前七十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.纖維素的結(jié)構(gòu)目前八十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.纖維素的改性通過一定的手段，對葡萄糖殘基進行處理。目前八十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.1甲基纖維素MC和羥丙基纖維素HPMC甲基纖維素MC增稠性、表面活性、成膜性、凝膠性改變。目前八十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點羥丙基纖維素HPMC羥丙基比甲基的親水性強，則羥丙基的取代增加，甲基纖維素的凝膠變軟、強度變小，熱凝膠溫度提高。目前八十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.2羧甲基纖維素CMC改性后的CMC的性能有何改變？分子中的取代度（DS)、體系的pH值對其溶液粘度有何影響？目前八十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.3微晶纖維素MCC一種純化的不溶性纖維素結(jié)晶，約有3000個β-D-吡喃葡萄糖單位組成的直鏈分子，具有結(jié)晶區(qū)，相當(dāng)硬。目前八十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第七節(jié)海藻酸鈉（自學(xué)）了解海藻酸鈉的分子結(jié)構(gòu)，以及和Ca2＋相互作用形成的“蛋盒結(jié)構(gòu)”。目前八十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第八節(jié)果膠果膠物質(zhì)是植物細胞壁成分之一，存在于相鄰細胞壁之間的中膠層，起著將細胞粘著在一起的作用。商品果膠：用酸液提取蘋果渣或柑橘皮而得（原果膠），具可溶性。用檸檬皮最宜提取分離果膠，質(zhì)量較好。目前八十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.分子結(jié)構(gòu)及分類1.1分子結(jié)構(gòu)均勻區(qū)＋毛發(fā)區(qū)（參見P75，圖3－35）目前八十八頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點均勻區(qū)＋毛發(fā)區(qū)目前八十九頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點1.2分類①高甲氧基果膠HM：分子結(jié)構(gòu)中的－COOH一半以上被甲酯化，其余的以游離酸及其鹽的形式存在。DE≥50％。酯化度（DE）：羧基被酯化的百分?jǐn)?shù)。②低甲氧基果膠LM:分子結(jié)構(gòu)中被甲酯化的－COOH低于一半，即DE<50％。目前九十頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點2.果膠的三種形態(tài)原果膠：與纖維素和半纖維素結(jié)合在一起的甲酯化聚半乳糖醛酸苷鏈，不溶于水，水解后生成果膠，存在于細胞壁中。果膠：羧基不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸苷鏈，存在于植物汁液中，溶于水。果膠酸：幾乎完全不含甲氧基的聚半乳糖醛酸，溶于水，不具粘性。目前九十一頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.果膠形成凝膠的條件及機理HM和LM膠凝條件和機理是不一樣的。3.1HM凝膠形成條件：必須具有足夠的酸和糖存在。機理：①酸的作用：使羧酸鹽轉(zhuǎn)化為羧酸基團。②糖的作用：與果膠分子爭奪結(jié)合水，使果膠分子鏈的溶劑化程度降低。目前九十二頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點3.2LM凝膠形成條件：固型物10～20％，pH值2.5～3.5，必須有適量的二價陽離子（Ca2＋）存在。機理：通過Ca2＋的架橋作用，使不同分子鏈的均一的半乳糖醛酸間形成分子間的連接區(qū)。目前九十三頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點4.影響果膠凝膠強度的因素分子量：強度與分子量成正比。酯化程度（DE）：甲酯化程度越高，則強度越高，凝膠速度越快。pH值：不同的凝膠只有在適當(dāng)?shù)膒H值范圍內(nèi)才能形成凝膠。溫度：0～50℃影響不大，但不能過高。其它膠及食品組分：注意和其它膠復(fù)配使用。目前九十四頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第九節(jié)卡拉膠（自學(xué)）了解卡拉膠的3種類型：k、l和λ卡拉膠膠凝的機理凝膠的品質(zhì)和其它膠的協(xié)同作用目前九十五頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第十節(jié)瓜兒豆膠和刺槐豆膠（自學(xué)）了解瓜兒豆膠和刺槐豆膠的①結(jié)構(gòu)特征②凝膠品質(zhì)目前九十六頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第十一節(jié)半纖維素（自學(xué)）了解半纖維素的①結(jié)構(gòu)特征②凝膠品質(zhì)目前九十七頁\總數(shù)一百零八頁\編于六點第十二節(jié)黃原膠（漢生膠）目前市售