高級(jí)食品化學(xué)講稿碳水化合物

高級(jí)食品化學(xué)講稿碳水化合物第一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四章碳水化合物4.1概述4.2單糖4.3低聚糖4.4淀粉4.5多糖4.6碳水化合物與食品品質(zhì)第二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二概述碳水化合物是自然界中最豐富的有機(jī)物，它主要存在于植物中，占植物比重的50~80%。動(dòng)物體內(nèi)它的含量雖然不多，但它卻是動(dòng)物賴以取得生命運(yùn)動(dòng)所需能量的主要來(lái)源。碳水化合物這一名詞來(lái)源于此類物質(zhì)由C、H、O三種元素組成，而且它們的經(jīng)驗(yàn)式都符合通式CnH2nOn即Cm(H2O)n

，其中氫和氧的比例與水分子中氫和氧的比例相同，就好象是碳同水的化合物，因而得名。后來(lái)發(fā)現(xiàn)一些不屬于碳水化合物的分子也有同樣的元素組成比例,如乙酸C2H4O2，而一些碳水化合物如脫氧核糖（C5H10O4）則又不符合這一比例，因而碳水化合物這一名詞并不確切，但由于沿用習(xí)慣，碳水化合物一詞仍被廣為使用。碳水化合物第三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二碳水化合物分類碳水化合物(Carbohydrate)可分為三類：?jiǎn)翁牵翰荒鼙凰鉃楦》肿拥奶欠Q為單糖，如葡萄糖(Glucose)、果糖(Fructose)、半乳糖Galactose)、甘露糖(Mannose)。寡糖：?jiǎn)翁蔷酆隙取?0的碳水化合物（以雙糖最為多見(jiàn)）：蔗糖(Sucrose)、麥芽糖(Maltose)、乳糖(Lactose)。多糖：?jiǎn)翁蔷酆隙?gt;10的碳水化合物：淀粉(Starch)、糊精、糖原(Glycogen)、纖維素(Cellulose)、半纖維素及果膠等。碳水化合物與食品的加工、烹調(diào)和保藏有密切的關(guān)系，例如，食品的褐變就與還原糖有關(guān)，食品的粘性及彈性也與淀粉和果膠等多糖分不開。至于蔗糖，果糖等作為甜味劑，更是人類飲食中不可缺少的物質(zhì)。碳水化合物第四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二單糖的分類4.1單糖及糖苷4.1.1．

結(jié)構(gòu)單糖根據(jù)羰基類型可分為醛糖和酮糖兩大類。碳水化合物第五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二單糖及糖苷單糖的衍生物有糖醇、醇糖酸、糖醛酸及糖酸等。根據(jù)所含糖原子的數(shù)目，單糖有可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。最簡(jiǎn)單的醛糖為甘油醛，它具有一個(gè)不對(duì)稱碳原子（四個(gè)取代基不同），因而有兩個(gè)對(duì)映異構(gòu)體，以D及L來(lái)區(qū)別。碳水化合物第六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二由D-甘油醛衍生出來(lái)的四、五、六碳糖，都稱為D-XX糖，而與其對(duì)應(yīng)，由L-甘油醛衍生出來(lái)的糖，則為L(zhǎng)系列，天然存在的糖多為D-系列的。普通的醛會(huì)形成半縮醛、縮醛：?jiǎn)翁欠肿觾?nèi)含有-CHO及-OH，所以也會(huì)在分子內(nèi)發(fā)生此種反應(yīng)，以己糖為例，若-CHO和第五碳上的-OH反應(yīng)，則生成六元環(huán)的半縮醛，稱為吡喃糖。碳水化合物單糖及糖苷第七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二第八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二果糖的>C=O與第五碳上的-OH反應(yīng)，生成五元環(huán)的半縮醛，稱為呋喃糖。

碳水化合物單糖及糖苷第九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)，稱為Haworth結(jié)構(gòu)式，糖一般以環(huán)狀形式存在。環(huán)的生成使羰基變?yōu)槭中蕴?，因而產(chǎn)生了兩個(gè)異構(gòu)體，它們的差別只在于鏈端手性碳構(gòu)型的不同，分別稱為α-和β-型。如：碳水化合物單糖及糖苷第十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二這是由變旋光現(xiàn)象而發(fā)現(xiàn)的。新配制的單糖溶液在放置時(shí)，其比旋光度會(huì)逐漸增加或減少，最后達(dá)到一個(gè)恒定的數(shù)值。如，葡萄糖配成水溶液，其比旋光度是+112.2°，但放置若干天后就降低至+52.7°，這是因?yàn)槠胀ㄆ咸烟蔷w為α-D-吡喃葡萄糖，當(dāng)它溶解于水時(shí)，一部分分子通過(guò)開鏈結(jié)構(gòu)逐漸變?yōu)棣?D-葡萄糖，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。由于α-和β-異構(gòu)體的比旋光度不一樣，所以溶液的旋光度逐漸減小，最后達(dá)到相當(dāng)于平衡混合物的恒定數(shù)值。

碳水化合物單糖及糖苷第十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

+112.2°

+17.5

含量36%0.5%64%

52.7

單糖及糖苷第十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二新形成的-OH稱為半縮醛-OH，具有強(qiáng)的反應(yīng)性，它易與其它羥基化合物反應(yīng)，形成縮醛，稱為苷。吡喃型葡萄糖具有椅式構(gòu)象，體積大的-OH盡量處于平伏鍵上，如：

β-D-葡萄糖碳水化合物單糖及糖苷第十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2.單糖與食品相關(guān)的物理學(xué)特性(1)單糖的甜度單糖類化合物均有甜味，甜味的強(qiáng)弱用甜度來(lái)區(qū)分，不同的甜味物質(zhì)其甜度大小不同。甜度是食品鑒評(píng)學(xué)中的單位，這是因?yàn)樘鸲饶壳斑€難以通過(guò)化學(xué)或物理的方法進(jìn)行測(cè)定，只能通過(guò)感官比較法來(lái)得出相對(duì)的差別，所以甜度是一個(gè)相對(duì)值。一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20℃時(shí)的甜度為1.0來(lái)確定其它甜味物質(zhì)的甜度，因此又把甜度稱為比甜度。第十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二下面是一些單糖的比甜度：α-D-葡萄糖0.70α-D-半乳糖0.27α-D-甘露糖0.59α-D-木糖0.50β-D-呋喃果糖1.50不同的單糖其甜度不同，這種差別與分子量及構(gòu)型有關(guān)；一般的講，分子量越大，在水中的溶解度越小，甜度越??；環(huán)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)型不同，甜度亦有差別，如葡萄糖的α-構(gòu)型甜度較大，而果糖的β-構(gòu)型甜度較大。第十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)旋光性及變旋光所以的單糖均有旋光性，常見(jiàn)單糖的比旋光度（20℃鈉光）為：D-葡萄糖+52.2D-甘露糖+14.2D-果糖-92.4D-阿拉伯糖-105.0D-半乳糖+80.2D-木糖+18.8當(dāng)單糖溶解在水中的時(shí)候，由于開鏈結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)直接的互相轉(zhuǎn)化，因此會(huì)出現(xiàn)變旋現(xiàn)象。在通過(guò)測(cè)定比旋光確定單糖種類時(shí)，一定要注意靜置一段時(shí)間（24h）。第十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)溶解度單糖類化合物在水中都有比較大的溶解度，但不溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。不同的單糖在水中的溶解度不同，其中果糖最大，如20℃時(shí)，果糖在水中的溶解度為374.78g/100g，而葡萄糖為87.67g/100g。隨著溫度的變化，單糖在水中的溶解度亦有明顯的變化，如溫度由20℃提高到40℃,葡萄糖的溶解度則變?yōu)?62.38g/100g。第十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二利用糖類化合物較大的溶解度及對(duì)于滲透壓的改變，可以抑制微生物的活性，從而達(dá)到延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的目的。但要做到這一點(diǎn)，糖的濃度必需達(dá)到70%以上。常溫下（20-25℃)，單糖中只有果糖可以達(dá)到如此高的濃度，其它單糖及蔗糖均不能。而含有果糖的果葡糖漿可以達(dá)到所需要的濃度。第十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二(4)吸濕性、保濕性與結(jié)晶性吸濕性和保濕性反映了單糖和水之間的關(guān)系，分別指在較高空氣濕度條件下吸收水分的能力和在較低空氣濕度濕度下保持水分的能力。這兩種性質(zhì)對(duì)于保持食品的柔軟性、彈性、貯存及加工都有重要的意義。不同的單糖其結(jié)晶形成的難以程度不同，如葡萄糖容易形成結(jié)晶且晶體細(xì)小，果糖難于形成結(jié)晶等。(5)其它單糖與食品有關(guān)的其它物理學(xué)性質(zhì)包括黏度、冰點(diǎn)降低及抗氧化性等。第十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.3反應(yīng)

⑴酸：稀酸無(wú)影響，而和強(qiáng)酸共熱則會(huì)生成糠醛，糠醛和各種酚有顯色反應(yīng)，這可用于糖的定性和定量檢測(cè)碳水化合物單糖及糖苷的反應(yīng)第二十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二⑵堿：在弱堿環(huán)境，糖會(huì)發(fā)生異構(gòu)化，例：葡萄糖在弱堿性環(huán)境變?yōu)槠咸烟恰⒐桥c甘露糖的混合物。在強(qiáng)堿性環(huán)境下，糖會(huì)被空氣中的O2氧化生成其它復(fù)雜的混合物。碳水化合物單糖及糖苷的反應(yīng)第二十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二⑶氧化①醛或酮糖與Tollens試劑（AgNO3-NH3）作用會(huì)產(chǎn)生銀鏡；與Benedict試劑（CuSO4、檸檬酸和Na2CO3）或Fehling試劑（CuSO4，酒石酸鉀鈉、NaOH）一起加熱時(shí)，溶液的藍(lán)色消失，同時(shí)生成Cu2O的磚紅色沉淀。

能與這些試劑發(fā)生反應(yīng)的糖叫還原糖，還原糖分子中必定有半縮醛羥基，它能變?yōu)殒湢罱Y(jié)構(gòu)，即有-CHO或>C=O，而不與這些試劑反應(yīng)的糖為非還原糖，其分子中無(wú)半縮醛羥基。如苷中就沒(méi)有半縮醛-OH，所以它在堿性不能被氧化。Tollens試劑、Fehling試劑和Benedict試劑通常用于糖的檢驗(yàn)測(cè)定，由于這些反應(yīng)的產(chǎn)物很復(fù)雜，它們無(wú)合成價(jià)值。碳水化合物單糖及糖苷第二十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二②醛糖與弱氧化劑（堿性溴水）反應(yīng)生成醇糖酸，與強(qiáng)氧化劑（熱HNO3）反應(yīng)得糖酸。碳水化合物第二十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二⑷成脎反應(yīng)單糖與苯肼（C6H5NHNH2）作用生成脎糖脎都是不溶于水的黃色晶體，不同的糖所生成的脎晶形不同，在反應(yīng)中生成的速度也不同，據(jù)此可鑒定糖的種類。碳水化合物單糖及糖苷第二十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

⑸作為醇的反應(yīng)：除進(jìn)行醚化生成苷外，單糖能與酸反應(yīng)生成酯，己糖和戊糖的磷酸酯是生物體中糖代謝的中間體。碳水化合物單糖及糖苷第二十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二天然存在的主要單糖4.1.4、天然存在的主要單糖天然存在的主要單糖有戊糖及己糖

（1）戊糖

戊糖多作為多糖成分或核酸成分存在，游離狀態(tài)甚少。如D-木糖，L-阿拉伯糖是大豆脂多糖的主要構(gòu)成糖。

（A）D-木糖(Xylose)存在于木材、稻草桿等的半纖維素中。碳水化合物第二十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二（B）L-阿拉伯糖(Arabinose)多在果汁和膠質(zhì)的半纖維素中與果膠質(zhì)共存。碳水化合物天然存在的主要單糖第二十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二（C)

D-核糖(Ribose)和D-脫氧核糖(Deoxyribose)碳水化合物單糖及糖苷第二十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二⑵己糖（1）

D-葡萄糖：以結(jié)合核游離的形式廣泛存在于自然界，游離態(tài)多存在于水果中，淀粉、糖原、纖維素，葡聚糖等碳水化合物都是D-葡萄糖的聚合物。（2）

D-果糖：廣泛存在于自然界，游離型多存在于水果中。寡糖的蔗糖、棉子糖、蜜二糖中均有存在，菊粉是D-果糖的聚合物。果糖的甜度在糖類中最大。在工業(yè)上，常利用異構(gòu)酶把葡萄糖異構(gòu)化為果糖來(lái)代替蔗糖。（3）

半乳糖：沒(méi)有游離型，存在于乳糖和棉子糖中。（4）

D-甘露糖：它是魔芋甘露聚糖的成分。碳水化合物天然存在的單糖第二十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二碳水化合物第三十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.5、糖苷

單糖分子中的半縮醛羥基與醇或其它分子的羥基縮合生成的縮醛稱為糖苷。如：糖苷中的非糖部分稱為糖苷配基（又叫苷元，配糖體），糖有α-及β-型。所以糖苷也有α-及β-型。在苷分子中不再含有半縮醛-OH，因此苷沒(méi)有變旋光現(xiàn)象，也沒(méi)有還原性，它在堿性穩(wěn)定，但在酸性溶液中很易水解。

苷在自然界中分布很廣，許多植物色素、生物堿等都是苷。動(dòng)物、微生物體中也有許多苷類物質(zhì)。碳水化合物天然存在的單糖第三十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二寡糖4.2.寡糖（低聚糖）聚合度≤10、而≥2的多糖，常見(jiàn)的為二糖。4.2.1、

蔗糖碳水化合物第三十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

在水果、花、種子等植物中廣為存在，工業(yè)上由甘蔗或甜菜制備。甜味較強(qiáng)，為常用的甜味劑。蔗糖是一種苷，分子中沒(méi)有半縮醛-OH，因而無(wú)還原性。它在酸或轉(zhuǎn)化酶作用下，水解為D-葡萄糖和果糖：通常把上述變化稱為蔗糖的轉(zhuǎn)化，其生成物稱為轉(zhuǎn)化糖。碳水化合物寡糖第三十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

4.2.2、

麥芽糖以麥芽中含量最多，故而得名。淀粉和糖原在淀粉酶作用下，生成麥芽糖。它是飴糖的主成分。它分子中有半縮醛-OH，因而有還原性。碳水化合物寡糖第三十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

4.2.3、

乳糖

僅存在于哺乳動(dòng)物的乳中，故而得名。是半乳糖和葡萄糖用β-1，4-半乳糖苷鍵結(jié)合而得。碳水化合物寡糖第三十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.2.4、

糖的甜度甜度：果糖>蔗糖>葡萄糖>麥芽糖>半乳糖>乳糖。即使同一種糖，其α-型和β-型的甜度也不同。如：葡萄糖的α-比β-型甜1.5倍。通常，葡萄糖的結(jié)晶為α-型。在溶液中αβ平衡時(shí)，α：β=1：1.7，所以溶解后時(shí)間越長(zhǎng)，甜度就越低。此平衡受溫度的影響很小，故冷和熱葡萄糖液的甜味幾乎無(wú)變化。果糖β-型的甜度為α-型的3倍。普通的結(jié)晶為β-型，溶液中αβ的平衡隨濃度和溫度而異，如：10%果糖液，0℃下α：β=3：7，80℃下為7：3，且濃度高則β多，因此，在低溫下，濃液甜。蔗糖是糖苷-OH相互結(jié)合的二糖，無(wú)半縮醛-OH，溶液沒(méi)有αβ變化，甜味也不隨時(shí)間變化。碳水化合物寡糖第三十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

淀粉

4.3淀粉4.3.1淀粉分子結(jié)構(gòu)廣泛分布于植物的根、莖、種子中，其貯藏能的作用，構(gòu)成淀粉的糖，幾乎都是D-葡萄糖，淀粉有兩種，僅以α-1，4-苷鍵結(jié)合、構(gòu)成直鏈狀的叫直鏈淀粉，而以α-1，4-苷鍵結(jié)合為主，并有α-1，6-苷鍵結(jié)合、且在此處分枝的叫支鏈淀粉。7-6第三十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉普通淀粉由15∽30%直鏈淀粉，70∽85%支鏈淀粉組成，糯米則幾乎全由支鏈淀粉組成。一般直鏈淀粉的聚合度為數(shù)百∽數(shù)千，而支鏈淀粉為數(shù)萬(wàn)，支鏈的平均鏈長(zhǎng)為20∽25個(gè)葡萄糖單位。淀粉粒的顯微形態(tài)呈卵形、球形或不規(guī)則形，依植物種類而異如：7-7第三十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.3.2淀粉顆粒結(jié)構(gòu)(1)淀粉顆粒在植物的種子、跟部及塊莖中，淀粉以顆粒形狀較獨(dú)立地存在。不同植物的淀粉顆粒其顯微結(jié)構(gòu)不同，借此可以對(duì)不同來(lái)源的淀粉進(jìn)行鑒別。第三十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉顆粒的外貌精細(xì)結(jié)構(gòu)圖馬鈴薯淀粉7-8第四十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉顆粒的外貌精細(xì)結(jié)構(gòu)圖玉米淀粉7-9第四十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)圖玉米淀粉顆粒的生長(zhǎng)環(huán)結(jié)構(gòu)7-10第四十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)圖酸解馬鈴薯淀粉圖酸解玉米淀粉7-11第四十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)圖淀粉鑲嵌到樹脂中后，將樹脂切開，在樹脂的斷面上發(fā)現(xiàn)的部分淀粉分子的橫斷面，用酸處理后再用醇清洗后的掃描電子顯微鏡照片7-12第四十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二所有的淀粉顆粒均顯示出一個(gè)裂口，稱為淀粉顆粒的臍點(diǎn)；這種顯微結(jié)構(gòu)在偏振光作用下有雙折射，說(shuō)明淀粉顆粒是球狀結(jié)晶；大部分淀粉分子從臍點(diǎn)伸向邊緣，甚至支鏈淀粉的主鏈和許多支鏈也是徑向排列的。

第四十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二天然狀態(tài)的淀粉顆粒沒(méi)有膜，表面簡(jiǎn)單地由緊密堆積的淀粉鏈端所組成，好似緊密壓在一起的稻草掃帚表面一般。直鏈淀粉分子的實(shí)際存在形態(tài)并非一條直線，而是以左手螺旋、部分?jǐn)嚅_的螺旋或無(wú)規(guī)線團(tuán)的形式存在的。第四十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉分子的螺旋結(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。支鏈淀粉包括α-1,4-糖苷鍵和α-1,6-糖苷鍵，其分子中存在有大量的分支，支其中支鏈的長(zhǎng)度一般為20～30個(gè)葡萄糖基。第四十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二性質(zhì)4.3.3淀粉的性質(zhì)從結(jié)構(gòu)上看，淀粉的多苷鏈末端仍有游離的半縮醛-OH，但是由于數(shù)百以至數(shù)千個(gè)葡萄糖單位中才存在一個(gè)游離的半縮醛-OH，所以淀粉一般不顯示還原性。7-13第四十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二性質(zhì)淀粉很容易水解，它與水一起加熱即可引起分子的裂解，當(dāng)與無(wú)機(jī)酸共熱時(shí)，可徹底水解為D-葡萄糖。7-14第四十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉與碘能發(fā)生非常靈敏的顏色反應(yīng)，直鏈淀粉呈深藍(lán)色，支鏈淀粉呈藍(lán)紫色，該反應(yīng)常被用作淀粉的定性鑒定。7-15第五十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.3.4淀粉的糊化及老化（一）淀粉的糊化第五十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉的糊化淀粉粒在受熱（60-80℃）時(shí)會(huì)在水中溶脹，形成均勻的糊狀溶液，稱為糊化，它的本質(zhì)是淀粉分子間的氫鍵斷開，分散在水中。糊化后的淀粉又稱為α-化淀粉，將新鮮制備的糊化淀粉漿脫水干燥，可得分散于涼水的無(wú)定形粉末，即“可溶性α-淀粉”。即食型的谷物制品的制造原理就是使生淀粉“α化”。7-16第五十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉糊化可分為三個(gè)階段：a.可逆吸水階段：水分浸入淀粉顆粒的非晶質(zhì)部分，體積略有膨脹；此時(shí)如冷卻干燥可以復(fù)原，雙折射顯現(xiàn)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：淀粉分子完全進(jìn)入溶液。影響淀粉糊化的因素很多，下面簡(jiǎn)單總結(jié)一下。淀粉的糊化第五十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二*內(nèi)部因素，即淀粉顆粒的大小、內(nèi)部結(jié)晶區(qū)多少及其它物質(zhì)的含量。一般地，淀粉顆粒愈大、內(nèi)部結(jié)晶區(qū)越多，糊化比較困難，反之則較易。**外部因素：包括水含量、溫度、小分子親水物、有機(jī)酸、淀粉酶、脂肪和乳化劑等。淀粉的糊化第五十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二簡(jiǎn)單講：糊化和水含量成正比，水含量越高，糊化越容易；高濃度的糖可降低糊化速度（主要影響水活度）；油脂可顯著降低糊化速度和糊化率；高pH有利于淀粉的糊化，低pH將抑制淀粉糊化；淀粉酶可使糊化顯著加速；提高溫度，有利于淀粉的糊化。淀粉的糊化第五十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二淀粉的老化（二）淀粉老化淀粉溶液經(jīng)緩慢冷卻，或淀粉凝膠經(jīng)長(zhǎng)期放置，會(huì)產(chǎn)生不透明甚至產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象，稱為淀粉的“老化”，其本質(zhì)是糊化的淀粉分子又自動(dòng)排列成序，形成致密的不溶性分子微束，分子間氫鍵又恢復(fù)。因此老化可視為糊化作用的逆轉(zhuǎn)，但是老化不可能使淀粉徹底復(fù)原成生淀粉（β-淀粉）的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，與生淀粉相比，晶化程度低。老化的直接結(jié)果是溶解性能變差，加工能力降低。第五十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二影響淀粉老化的因素內(nèi)部因素：主要指直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例分子量的大??；直鏈淀粉比例高時(shí)易于老化；中等聚合度淀粉易于老化。外部因素：包括溫度、水分含量、共存的其它物質(zhì)等。7-17淀粉的老化第五十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二溫度對(duì)淀粉老化有明顯的影響；60℃以上不易老化，由此溫度向下至-2℃老化速度不斷增加，-2℃?-22℃老化溫度不斷下降，-22℃以下淀粉幾乎不再老化。當(dāng)?shù)矸廴芤褐械暮吭?0%～60%時(shí)老化速度最快，而低于10%時(shí)不再老化。直鏈淀粉易發(fā)生老化而支鏈淀粉則不易。糖、有機(jī)酸可阻止淀粉的老化，脂類、乳化劑也可防止淀粉老化，變性淀粉、蛋白質(zhì)可減緩淀粉老化，但果膠則可促使淀粉老化。第五十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

淀粉能被消化道內(nèi)的淀粉酶分解成葡萄糖而被吸收，只有糊化后的淀粉才易于消化，所以我們吃的為“熟食”。老化的淀粉不易為淀粉酶作用。7-18淀粉的老化第五十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二

淀粉添加在食品工業(yè)中主要是作為粘接劑，食品工業(yè)中常使用改性淀粉，如可溶性淀粉，是經(jīng)過(guò)輕度酸處理的淀粉，其溶液在熱時(shí)有良好的流動(dòng)性，冷凝時(shí)變成堅(jiān)柔的凝膠，前述的α-化淀粉就是用物理方法生成的可溶性淀粉。磷酸淀粉，是以無(wú)機(jī)磷酸酯化的淀粉，具有良好的稠性，它用于冷凍食品、帶餡糕點(diǎn)中，可改善其抗凍結(jié)-解凍性能，降低凍結(jié)-解凍過(guò)程中水分的離析。7-19第六十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二多糖4.4多糖4.4.1分類：多糖為聚合度≥10的單糖的高聚物，廣泛存在于動(dòng)植物及微生物中。加水分解僅產(chǎn)生糖類的稱單純多糖，若還生成糖以外的成份稱復(fù)合多糖。由一種單糖組成的稱均一多糖。否則稱非均一多糖。通常天然多糖的聚合度為100---1000。碳水化合物第六十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二為聚合度≥10的單糖的高聚物，廣泛存在于動(dòng)植物及微生物中。多糖中的纖維素、半纖維素、果膠、殼質(zhì)、硫酸軟膏素等，主要起細(xì)胞的支撐（骨骼）作用；淀粉、糖原、菊粉等起能的貯藏作用。而粘質(zhì)多糖等起保護(hù)、潤(rùn)滑、離子固定、防凍等作用。加水分解僅產(chǎn)生糖類的稱單純多糖，若還生成糖以外的成份稱復(fù)合多糖。由一種單糖組成的稱均一多糖。否則稱非均一多糖。通常天然多糖的聚合度為100---1000。碳水化合物第六十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二纖維素4.4.2纖維素纖維素是自然界中存在最多的多糖，是植物的主成分，它由木材用熱堿抽提，除去木素和半纖維素而得，它是D-葡萄糖以β-1,4苷鍵結(jié)合而得，呈直鏈。聚合度為3000~6000。碳水化合物第六十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二由于它不溶于水，故酶不易與之作用，用菌類、細(xì)菌等軟體動(dòng)物具有的纖維素酶可將其分解為葡萄糖和寡糖。人沒(méi)有纖維素酶，不能消化纖維素作為能源，但纖維素有防止便秘的作用，而一些草食動(dòng)物（牛、馬、羊等）的消化道中含有纖維素酶，可以消化纖維素為D-葡萄糖。第六十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二纖維素不顯示還原性，水解也很困難，需要濃酸或稀酸在加壓下長(zhǎng)時(shí)期加熱才能水解。纖維素的羧甲基衍生物（CMC）易溶于水，有粘性，其鈉鹽可在食品工業(yè)中作增稠劑。第六十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.4.3、

糖原分支更多，分子也更大。4.4.4、

菊糖

菊糖大量存在于菊科植物，它溶于水，加酒精便由水中析出，加酸水解成果糖及少量葡萄糖。

4.4.5、魔芋甘露聚糖存在于魔芋塊根中，為葡甘露聚糖，其中甘露糖：葡萄糖=2：1至3：2，小腸內(nèi)沒(méi)有此糖的分解酶，故幾乎不能用作能源，因而稱魔芋豆腐為減肥食品。7-20第六十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.4.6、果膠質(zhì)

果膠質(zhì)存在于植物的果實(shí)、莖、塊莖等細(xì)胞隙中，它是D-吡喃半乳糖醛酸以α-1，4-苷鍵結(jié)合的長(zhǎng)鏈，通常以部分甲酯化狀態(tài)存在，結(jié)構(gòu)式如下：7-21第六十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二果膠質(zhì)一般有三種形態(tài)⑴原果膠：與纖維素結(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(xì)胞壁中。

⑵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，其中甲氧基含量>7%的稱高甲氧基果膠，7%以下的為低甲氧基果膠。⑶果膠酸：幾乎完全不含甲氧基的聚半乳糖醛酸，溶于水。7-22第六十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二未成熟的果實(shí)細(xì)胞間含有大量原果膠，因而組織堅(jiān)硬，隨著成熟的進(jìn)程，原果膠在聚半乳糖醛酸酶和果膠酯酶作用下，水解成分子量較小的可溶于水的果膠，并與纖維素分離，滲入細(xì)胞液中，果實(shí)組織就變軟而有彈性。若進(jìn)一步水解，則果膠進(jìn)一步失去甲氧基并降低分子量形成果膠酸，由于果膠酸不具粘性，果實(shí)就變成軟瘍的過(guò)熟狀態(tài)。7-23第六十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二果膠

果膠是親水性的膠狀物，其中高甲氧基果膠，在酸性（PH2.0∽3.5）、蔗糖含量60∽65%的條件下有凝固成凝膠的性質(zhì)，而低甲氧基果膠與糖、酸即使比例恰當(dāng)也難以形成凝膠，但它在Ca2+作用下可形成凝膠，食品工業(yè)中利用它們的凝膠性將其用于果醬、果凍等食品的制作。7-24第七十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.4.7、植物膠質(zhì)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多糖，食品工業(yè)中用其作增稠劑、凝凍劑、固香劑、乳化劑、泡沫穩(wěn)定劑、濁度穩(wěn)定劑等，按其來(lái)源可分為三類：7-25第七十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二微生物多糖4.4.8微生物多糖許多微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生一些膠質(zhì)的多糖，其中一些已用于食品工業(yè)及醫(yī)療上，如右旋糖酐、黃桿菌膠、茁霉膠及環(huán)狀糊精等，它們被用作穩(wěn)定劑、乳化劑、增稠劑、懸浮劑、泡沫穩(wěn)定劑、成型助劑等。7-26第七十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二氨基多糖4.4.9、氨基多糖主要存在于動(dòng)物中，大多由氨基己糖與糖醛酸組成二糖單位經(jīng)重復(fù)連接而成，包括粘多糖（透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素）、肝素、殼多糖等，其中硫酸軟骨素為治療冠心病的藥物，肝素是天然抗凝血物質(zhì)，殼多糖是昆蟲、甲殼類（蝦、蟹）動(dòng)物外殼的成分之一，可作為增稠劑、穩(wěn)定劑。7-28第七十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.4.10多糖的性質(zhì)(1)多糖的溶解性多糖類物質(zhì)由于其分子中含有大量的極性基團(tuán)，因此對(duì)于水分子具有較大的親合力；但是一般多糖的分子量相當(dāng)大，其疏水性也隨之增大；因此分子量較小、分支程度低的多糖類在水中有一定的溶解度，加熱情況下更容易溶解；而分子量大、分支程度高的多糖類在水中溶解度低。正是由于多糖類物質(zhì)對(duì)于水的親合性，導(dǎo)致多糖類化合物在食品中具有限制水分流動(dòng)的能力；而又由于其分子量較大，又不會(huì)顯著降低水的冰點(diǎn)。第七十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)多糖溶液的黏度與穩(wěn)定性正是由于多糖在溶解性能上的特殊性，導(dǎo)致了多糖類化合物的水液具有比較大的黏度甚至形成凝膠。多糖溶液具有黏度的本質(zhì)原因是：多糖分子在溶液中以無(wú)規(guī)線團(tuán)的形式存在，其緊密程度與單糖的組成和連接形式有關(guān)；當(dāng)這樣的分子在溶液中旋轉(zhuǎn)時(shí)需要占有大量的空間，這時(shí)分子間彼此碰撞的幾率提高，分子間的摩擦力增大，因此具有很高的黏度。甚至濃度很低時(shí)也有很高的黏度。第七十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二當(dāng)多糖分子的結(jié)構(gòu)情況有差別時(shí)，其水溶液的黏度也有明顯的不同。高度支鏈的多糖分子比具有相同分子量的直鏈多糖分子占有的空間體積小得多，因而相互碰撞的幾率也要低得多，溶液的黏度也較低；帶電荷的多糖分子由于同種電荷之間的靜電斥力，導(dǎo)致鏈伸展、鏈長(zhǎng)增加，溶液的黏度大大增加；大多數(shù)親水膠體溶液的黏度隨著溫度的提高而降低，這是因?yàn)闇囟忍岣邔?dǎo)致水的流動(dòng)性增加；而黃原膠是一個(gè)例外，其在0～100℃內(nèi)黏度保持基本不變。第七十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二多糖形成的膠狀溶液其穩(wěn)定性與分子結(jié)構(gòu)有較大的關(guān)系。不帶電荷的直鏈多糖由于形成膠體溶液后分子間可以通過(guò)氫鍵而相互結(jié)合，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，締合程度越來(lái)越大，因此在重力的作用下就可以沉淀或形成分子結(jié)晶。支鏈多糖膠體溶液也會(huì)因分子凝聚而變得不穩(wěn)定，但速度較慢；帶電荷的多糖由于分子間相同電荷的斥力，其膠狀溶液具有相當(dāng)高的穩(wěn)定性。食品中常用的海藻酸鈉、黃原膠及卡拉膠等即屬于這樣的多糖類化合物。第七十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)多糖的水解多糖的水解指在一定條件下，糖苷鍵斷裂，多糖轉(zhuǎn)化為低聚糖或單糖的反應(yīng)過(guò)程。多糖水解的條件主要包括酶促水解和酸堿催化水解；調(diào)節(jié)或控制多糖水解是食品加工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。①酸催化機(jī)理：第七十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二第七十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二待處理對(duì)象所用酶得到產(chǎn)物應(yīng)用條件應(yīng)用意義淀粉淀粉酶(來(lái)自大麥芽或微生物)在食品中的酶中專門討論生產(chǎn)糖漿和改善食品感管性質(zhì)纖維素纖維素酶(包括內(nèi)切酶、外切酶及葡糖苷酶)短的纖維素鏈、纖維二糖及葡萄糖30~60℃pH4.5~6.5生產(chǎn)膳食纖維、葡聚糖漿及提高果汁榨汁率和澄清度半纖維素半纖維素酶(L-阿拉伯聚糖酶、L-半乳聚糖酶、L-甘露聚糖酶、L-木聚糖酶)半乳糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖及其它單糖提高食品質(zhì)量果膠果膠酶(有內(nèi)源和商品之分）主要為半乳糖醛酸，有少量半乳糖、阿拉伯糖等植物質(zhì)地軟化及水果榨汁和澄清

a.酶促水解常見(jiàn)處理對(duì)象、酶種類、意義總結(jié)如下頁(yè)表。

第八十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期二影響因素：多糖類型：對(duì)中性多糖起作用，其它糖不一