03 第二章 碳水化合物.ppt

第1页：第二章碳水化合物封面

第二章碳水化合物封面

• 第二章碳水化合物导言
• 碳水化合物的一般概念
• 单糖和低聚糖的结构
• 食品中重要的低聚糖
• 环状低聚糖与环状糊精
• 糖苷的结构与性质
• 单糖和低聚糖的物理性质
• 单糖和低聚糖的化学性质
• 多糖概述与淀粉
• 果胶物质
• 第二章小结

第2页：本章主要内容

本章主要内容

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第3页：一、碳水化合物的一般概念

一、碳水化合物的一般概念

• 1 Introduction 引言
• 碳水化合物的一般概念
• Definition
• 碳水化合物(Carbohydrates)表达式
• Cx(H2O)y
• 多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。

第4页：碳水化合物按组成分类

碳水化合物按组成分类

• 1 Introduction 引言
• Classification分类：按组成分类
• 单糖（Monosaccharides）：不能再被水解的多羟基醛、酮，是碳水化合物的基本单位。单糖又分为醛糖和酮糖。
• 低聚糖（寡糖
• Oligosaccharides)：由2-10
• 个单糖分子缩合而成，水解后生成单糖。
• 多糖(Polysaccharides) ：由10
• 个以上单糖分子缩合而成。根据组成多糖的单糖种类
• 又分为均多糖和杂多糖。

第5页：碳水化合物按功能分类

碳水化合物按功能分类

• 1 Introduction 引言
• Classification分类：按功能组成分类
• 结构多糖
• 贮存多糖
• 抗原多糖

第6页：二、食品原料中的碳水化合物

二、食品原料中的碳水化合物

• 1 Introduction 引言
• 食品原料中的碳水化合物
• Carbohydrates comprise more than 75%of the dry matter of Plants.
• eg: corn, vegetable, fruit, and so on.
• Monosaccharides &Oligasaccharides is usually found in the vegetable and fruit .
• Polysaccharides can mainly be found in corn , seed, root, stem plants.

第7页：常见果蔬游离糖含量

常见果蔬游离糖含量

本页原表以图片呈现，源文本未提取到表格数值，需对照原课件图片补充完整数据。

第8页：天然食物游离糖含量

天然食物游离糖含量

• 1 Introduction 引言常见水果、蔬菜中的游离糖含量（％鲜重计）含
• 量很少: 1～6%

第9页：

第10页：植物多糖的转化途径

植物多糖的转化途径

• 1 Introduction 引言从
• 上表中可以看出:天然食物中游离糖的含量很少；加工的食品中则较多。
• 如何将植物源食物中的贮存多糖和结构多糖转化为可溶性多糖？目前可采取的方法有：适时采收；采后处理；加工中添加水解酶等

第11页：玉米和水果的糖淀粉转化

玉米和水果的糖淀粉转化

• 1 Introduction 引言玉米
• 在蔗糖转化为淀粉前采摘，加热破坏转化酶系，玉米很甜
• 成熟后采摘或未及时破坏酶系，玉米失去甜味，而且变硬变老水果
• 成熟前采摘，后熟过程中酶促反应使淀粉转变为糖，水果变软，变熟，变甜糖～淀粉的转化

第12页：食品中碳水化合物的作用

食品中碳水化合物的作用

• 1 Introduction 引言
• 食品中碳水化合物的作用碳水化合物与食品加工质量碳水化合物与食品的营养色泽与碳水化合物口感与碳水化合物质构与碳水化合物提供膳食热量促进肠道蠕动具有保健功能

第13页：单糖的定义与分类

单糖的定义与分类

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 单糖（Monosaccharides）
• 低聚糖（Oligosaccharides）
• 糖苷（Glycosides）

第14页：醛糖的差向异构

醛糖的差向异构

• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides链式结构－差向异构醛糖：C4差向异构
• C2 差向异构酮糖：C5 差向异构
• 环状结构－端位异构
• 单糖（Monosaccharides）糖分子中除了C1
• 外，任何一个手性碳原子具有不同的构型称为差向异构。如
• D－甘露糖是
• D－葡萄糖的C2差向异构。

第15页：Structure of Carbohydrates C4

Structure of Carbohydrates C4

• 单糖和低聚糖的结构
• 差向异构链式结构－醛糖

第16页：Structure of Carbohydrates C5

Structure of Carbohydrates C5

• 单糖和低聚糖的结构
• 差向异构链式结构－酮糖

第17页：单糖的环状结构

单糖的环状结构

• 单糖和低聚糖的结构
• 手性碳原子镜面

第18页：端位异构的α与β构型

端位异构的α与β构型

• 与-构型
• 单糖和低聚糖的结构

第19页：α与β构型的判断

α与β构型的判断

• 构型同侧异侧
• 单糖和低聚糖的结构
• 为手性碳原子，它有右侧两种端位异构

第20页：α与β构型示意

α与β构型示意

单糖和低聚糖的结构

第21页：己糖构象构象

己糖构象构象

单糖和低聚糖的结构

第22页：单糖命名与手性碳原子

单糖命名与手性碳原子

• 单糖和低聚糖的结构
• 碳原子：三糖，1个手性碳原子
• D-甘油醛糖，L-甘油醛糖4个
• 碳原子：四糖，2个手性碳原子5个碳原子；五糖，3个手性碳原子6个
• 碳原子：六糖，己糖，己醛糖n-糖有n-2个手性碳原子

第23页：D-n糖的异构体数目

D-n糖的异构体数目

• 三糖四糖五糖六糖C4差向异构C2差向异构D-n糖2（n-
• 个异构体

第24页：L-糖的构型特点

L-糖的构型特点

• L-糖：最高编号的手性C原子上的-OH在左边两种
• L-糖，具有生物化学作用

第25页：单糖的结构与功能

单糖的结构与功能

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 单糖（Monosaccharides）
• 低聚糖（Oligosaccharides）
• 糖苷（Glycosides）

第26页：食品中重要的低聚糖

食品中重要的低聚糖

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 低聚糖（Oligosaccharides）
• 食品中重要的低聚糖
• 具有特殊功能的低聚糖
• 环状低聚糖

第27页：一、单糖和低聚糖的结构及功能

一、单糖和低聚糖的结构及功能

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 低聚糖（Oligosaccharides）
• 一般由２－１０个糖基构成，较重要的低聚糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊精和环状糊精（沙丁格糊精）

第28页：食品中重要的低聚糖－麦芽糖

食品中重要的低聚糖－麦芽糖

• Maltose淀粉水解后得到的二糖
• 具有潜在的游离醛基，是一种还原糖
• 温和的甜味剂—1,4糖苷配基
• D-葡萄糖

第29页：糖苷配基食品中重要的低聚糖－乳糖

糖苷配基食品中重要的低聚糖－乳糖

• D-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牛乳中的还原性二糖
• 发酵过程中转化为乳酸
• 在乳糖酶作用下水解
• 乳糖不耐症

第30页：非还原性二糖

非还原性二糖

• α-葡萄糖和β-果糖头头相连
• 具有极大的吸湿性和溶解性
• 冷冻保护剂12
• 食品中重要的低聚糖－蔗糖
• Sucrose

第31页：三糖麦芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖

三糖麦芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖

的低聚糖麦芽低聚糖、甘露低聚糖、低聚木糖食品中重要的低聚糖

第32页：食品中重要的低聚糖

食品中重要的低聚糖

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 低聚糖（Oligosaccharides）
• 食品中重要的低聚糖
• 具有特殊功能的低聚糖
• 环状低聚糖

第33页：功能甜味剂

功能甜味剂

• 食品中单糖和低聚糖的
• 功能甜味剂:亲水功能:蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖、果糖、葡萄糖等含量（甜度：果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖）糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力、吸湿性或保湿性和防腐能力。
• 褐变产物赋予食品特殊风味
• 如麦芽酚
• 异麦芽酚增加溶解性，如环状糊精、麦芽糊精。糊精做固体饮料的增稠剂和稳定剂。
• 赋予风味:特殊功能:稳定剂:保健功能:

第34页：具有特殊功能的低聚糖

具有特殊功能的低聚糖

• 功能性食品
• 低热、低脂、低胆固醇、低盐、高纤维素
• 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、低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚氨基葡萄糖

第35页：分子式特点

分子式特点

• 具有特殊功能的低聚糖－低聚果糖
• 分子式特点：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)果糖转移酶

第36页：防止龋齿生理活性

防止龋齿生理活性

• 具有特殊功能的低聚糖－低聚果糖
• 21β-2,1GF2GF4GF3增殖双歧杆菌
• 难水解，是一种低热量糖
• 水溶性食物纤维
• 抑制腐败菌，维护肠道健康
• 防止龋齿生理活性：

第37页：具有特殊功能的低聚糖－低聚果糖

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、西红柿、洋葱
• 作为新型的食品甜味剂或功能性食品配料
• 产酶微生物
• 米曲霉、黑曲霉

第38页：低聚木糖的特性

低聚木糖的特性

• 具有特殊功能的低聚糖－低聚木糖
• 主要成分为木糖、木二糖、木三糖及木三糖以上的木聚糖
• 木二糖含量↑，产品质量↑
• 甜度为蔗糖的40%
• 木二糖的分子结构β-1，4低聚木糖的特性：较高的耐热（100℃/1h）和耐酸性能（pH2～8）
• 双歧杆菌所需用量最小的增殖因子
• 代谢不依赖胰岛素，适用糖尿病患者抗龋齿

第39页：低聚木糖的生产

低聚木糖的生产

• 具有特殊功能的低聚糖－低聚木糖木二糖的分子结构β-1，4低聚木糖的生产：两步：提取木聚糖，木聚糖酶法水解丝状真菌
• 内切木聚糖酶水解得到低聚木糖
• β-1,4
• 木糖苷酶水解木二糖为木糖菌株筛选

第40页：结构生理功能

结构生理功能

• β-1,4水溶性
• D-氨基葡聚糖具有特殊功能的低聚糖－甲壳低聚糖
• D-氨基葡萄糖甲壳低聚糖的
• 结构生理功能：降低肝脏和血清中的胆固醇提高机体的免疫功能增殖双歧杆菌抗肿瘤作用，防治溃疡病等

第41页：食品中重要的低聚糖

食品中重要的低聚糖

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 低聚糖（Oligosaccharides）
• 食品中重要的低聚糖
• 具有特殊功能的低聚糖
• 环状低聚糖

第42页：环状低聚糖(Cyclodextrin)

环状低聚糖(Cyclodextrin)

• 又名沙丁格糊精（Schardinger Dextrin）或环状淀粉，由α-Ｄ-葡萄糖通过
• 1,4-糖苷键首尾相连构成。聚合度为
• 6,7,8,分别称为
• 环状糊精。
• N=6N=7N=8

第43页：环状低聚糖(Cyclodextrin)

环状低聚糖(Cyclodextrin)

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第44页：环状糊精的结构特点

环状糊精的结构特点

• 环状糊精(Cyclodextrin)
• 环状糊精的立体结构示意图
• 高度对称性圆柱形-OH在外侧，C-H和O在环内侧
• 环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域
• 作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质风味物、香精油、胆固醇环状糊精的
• 结构特点：

第45页：环状糊精(Cyclodextrin)

环状糊精(Cyclodextrin)

• 环状糊精的立体结构示意图环状糊精制备工艺：淀粉调浆→液化→转化→终止反应→脱色
• 过滤→离交法脱盐→真空浓缩→喷雾干燥→干粉环状糊精为中空圆柱形结构，可包埋与其大小相适的客体分子，起到稳定缓释，提高溶解度，掩盖异味的作用。

第46页：环状糊精在食品中的应用

环状糊精在食品中的应用

• 食品行业:做增稠剂
• 稳定剂, 提高溶解度（做乳化剂）
• 掩盖异味等等。固体果汁和固体饮料酒载体。
• 保持食品香味的稳定食用香精和稠味剂用CD
• 包接，用于烤焙食品，速溶食品，速食食品，肉食及罐头食品，可使之留香持久，风味稳定。
• 如食用香精玫瑰油，茴香脑等易挥发，易氧化，用CD
• 包接后香味的保持得到改善。
• 保持天然食用
• 色素的稳定如：虾黄素经CD
• 的包接，提高对光和氧的稳定性。
• 食品保鲜将CD
• 和其它生物多糖制成保鲜剂涂于面包、糕点表面可起保水保形作用
• 除去食品的异味鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用CD
• 包接可除去。环状糊精的应用

第47页：环状糊精的其他应用

环状糊精的其他应用

• 农业:应用在农药上环状糊精的应用化妆品:作乳化剂
• 提高其稳定性
• 减轻对皮肤的刺激作用。
• 医学：如用环状糊精包接前列腺素的试剂
• 注射剂, 共基青霉素-β-
• 环糊精其它方面：香精包含在环状糊精制成的粉末，而混合到热塑性塑料中，可制成各种加香塑料。如
• tide（汰渍）洗衣粉留香，可经ＣＤ包接香精后添加到洗衣粉中。

第48页：单糖与低聚糖的功能

单糖与低聚糖的功能

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 单糖（Monosaccharides）
• 低聚糖（Oligosaccharides）
• 糖苷（Glycosides）

第49页：一、单糖和低聚糖的结构及功能

一、单糖和低聚糖的结构及功能

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 糖苷（Glycosides）

第50页：糖苷的定义与组成

糖苷的定义与组成

• Glycosides-Definition
• 定义：是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的-OH、-NH
• -SH（巯基）等发生缩合反应而得的化合物。
• 组成：糖配基（非糖部分）

第51页：糖苷的配基部分

糖苷的配基部分

Glycosides-Definition配基部分

第52页：糖苷的类型

糖苷的类型

Glycosides-Properties糖苷的类型O-糖苷S-糖苷N-糖苷

第53页：黄酮糖苷等功能特性

黄酮糖苷等功能特性

• Glycosides-Definition糖苷～功能特性
• 黄酮糖苷：具有苦味和其它风味和颜色
• 毛地黄苷：强心剂
• 皂角苷：起泡剂和稳定剂
• 甜菊苷：甜味剂

第54页：一、单糖和低聚糖的结构及功能

一、单糖和低聚糖的结构及功能

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 糖苷（Glycosides）

第55页：糖苷的物理性质

糖苷的物理性质

• Glycosides-Properties(
• 糖苷的物理性质(
• 糖苷的酸水解(
• 糖苷的酶水解(
• 糖苷的生物活性和毒性(
• 糖苷水解对食品质量的影响

第56页：无还原性，无变旋光现象。由于糖苷键多为

无还原性，无变旋光现象。由于糖苷键多为

• Glycosides-Properties(
• 糖苷的物理性质纯品糖苷一般是无色结晶，味苦。
• 糖苷与其相应的配基相比，溶解性增加很多。
• 因此，不同的糖苷是否被水解，对其食品的品质有很大的影响，如黄酮苷类。
• 无还原性，无变旋光现象。由于糖苷键多为
• －型，易酸和酶水解。

第57页：糖苷的酸水解途径

糖苷的酸水解途径

• 糖苷的酸水解甲基吡喃的
• 酸水解过程：(
• 糖苷的酸水解
• 途径一通过佯盐(Oxoniun salt)②和离子③；途径二经过
• 和环离子
• 最终都生成吡喃糖④但以①⑤⑥
• 途径为主。
• 243a3b156a6a

第58页：

第59页：糖苷的酶水解

糖苷的酶水解

酶水解的位置均在糖苷的C-O之间；酶对糖苷和配基均有一定的专一性

第60页：糖苷水解对食品质量的影响

糖苷水解对食品质量的影响

• 味的影响：苦味减轻，甜味增加对
• 色的影响：许多配体具有某种颜色，但不溶于水，水解后会对食品颜色产生影响对
• 香气的影响：

第61页：糖苷的生物活性

糖苷的生物活性

• 生物活性许多糖苷仅存在于植物中，表现出一定的生物活性。如：黄豆苷（大豆，葛根中含有）
• 可以促进血液循环，提高脑血流量，对心血管疾病有显著疗效，治冠心病，脑血栓。
• 银杏中的有效成分：银杏黄酮醇苷，扩张冠状血管
• 改善血液循环。

第62页：生氰糖苷的毒性

生氰糖苷的毒性

• 糖苷的生物活性和毒性
• 糖苷的毒性某些氰糖苷在体内转化为氢氰酸，使人体中毒。如：苦杏仁苷(杏,木薯,马利豆)亚麻苦苷(金甲豆)在酶作用下水解成HCN
• 亚麻苦苷葡萄糖+2-氰基-2-丙醇氢氰酸+丙酸
• 葡萄糖酶H2O醇腈酶H2O

第63页：有害糖苷的来源与防治

有害糖苷的来源与防治

• 糖苷的生物活性和毒性
• 糖苷的毒性
• 有害糖苷多为生氰配糖体类，糖基多为葡萄糖、鼠李糖
• 为防止氰化物中毒，必须充分煮熟后再充分洗涤有害糖苷主要存在于木薯、甜土豆、干果类、菜豆、利马豆、小米、黍等作物中。
• 食入过量的有害糖苷类，主要表现在阻断细胞呼吸、造成胃与肠道不适症、影响糖及钙的转运、高剂量使碘失活等。

第64页：食品原料中的主要有害糖苷类

食品原料中的主要有害糖苷类

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第65页：一、单糖和低聚糖的结构及功能

一、单糖和低聚糖的结构及功能

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 糖苷（Glycosides）

第66页：食品中不同类型糖苷简介O-糖苷

食品中不同类型糖苷简介O-糖苷

• 糖在酸性条件下与醇发生反应，失去水后形成的产品。
• 糖苷一般含有呋喃或吡喃糖环。糖苷配基糖苷的形成提高了配糖基的水溶性糖基

第67页：O-糖苷的性质

O-糖苷的性质

• 在中性和碱性条件下一般是稳定的
• 在酸性条件下能被水解
• 可被糖苷酶水解食品中的许多风味成分是以
• O－糖苷存在，如芳香醇糖苷、脂肪醇糖苷、酚化苷(phenolic glycosides
• 黄酮醇及黄酮化合物与糖结合所产生的糖苷。）

第68页：N-糖苷的结构

N-糖苷的结构

• N-糖苷糖+胺RNH2
• 氨基葡萄糖苷(N-糖苷)
• R=H 肌苷
• 5’-单磷酸盐
• R=OH 黄苷
• 5’ -单磷酸盐
• R=NH2 鸟苷
• 5’ -单磷酸盐

第69页：稳定性不如

稳定性不如

• N-糖苷的性质
• 稳定性不如O-糖苷
• 在水中容易水解
• 使溶液的颜色变深，黄色变为暗棕色，导致
• Maillard褐变
• 有些相当稳定
• N-葡基酰胺、嘌呤、嘧啶
• 例如肌苷、黄苷、鸟苷的
• 5’-单磷酸盐
• 风味增效剂

第70页：S-糖苷与硫葡萄糖苷

S-糖苷与硫葡萄糖苷

• 食品中不同类型糖苷简介S-糖苷糖+硫醇RSH
• 硫葡萄糖苷（S-糖苷）
• 糖基与糖苷配基之间有一硫原子
• 芥菜子和辣根的组分
• S-糖苷是一类生氰糖苷，它们的降解会产生氢化物，有毒性。

第71页：裂解和分子重排芥子油具有特殊风味

裂解和分子重排芥子油具有特殊风味

S-糖苷的酶分解

第72页：二、单糖和低聚糖的物理性质

二、单糖和低聚糖的物理性质

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 单糖和低聚糖的物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 单糖和低聚糖的化学性质在食品中应用

第73页：1、甜度

1、甜度

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food1、甜度定义
• Definition:
• 比甜度:以蔗糖（非还原糖）为基准物.一般以10％或15％的蔗糖水溶液在20℃时的甜度定为1.0
• 产生甜味的基团:-CH2OH-CH2OH-影响甜度的因素：分子量越大溶解度越小，则甜度也小
• 糖的不同构型（α、β型）
• T=20℃
• 时蔗糖溶液（10％/15％）
• 00（甜度）α－D-葡萄糖
• 70（比甜度）β－D－呋喃果糖
• 50（比甜度）（
• 甜度：果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖）

第74页：1、甜度

1、甜度

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 甜度-糖的不同构型（α、β型）葡萄糖:>:=1:1.71.5倍
• 0℃ 80℃果糖:<:=3:7:
• =7:33倍浓度高，构型多
• 与浓度有关
• 与温度有关
• 与温度无关

第75页：2、溶解度

2、溶解度：下表列出相关数据。

60℃时葡萄糖与蔗糖溶解度相等；低于60℃时葡萄糖溶解度小于蔗糖，高于60℃时反之。

第76页：2、溶解度

2、溶解度：下表列出相关数据。

本页为上一页溶解度表的续页，数据与上表一致。

第77页：3、吸湿性和保湿性

3、吸湿性和保湿性

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 吸湿性和保湿性
• 概念吸湿性：糖在空气湿度较高情况下吸收水分的性质保温性：糖在空气湿度较低条件下保持水分的性质应用:
• 果糖、转化糖> 葡萄糖
• 麦芽糖> 蔗糖

第78页：3、吸湿性和保湿性

3、吸湿性和保湿性

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 吸湿性和保湿性
• 应用:硬糖生产: 蔗糖:葡萄糖
• 3:1，不翻砂不发烊（季节地区变化）
• 软糖：转化糖浆和果葡糖浆面包糕点：转化糖浆和果葡糖浆
• 山梨醇：食品工业中良好的保湿剂

第79页：4、结晶

4、结晶

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 结晶性和抗结晶性
• 不同糖的结晶特性乳糖结晶
• 蔗糖易结晶，晶体生成很大；葡萄糖易结晶，晶体生成细小；果糖、转化糖较难结晶；应用：硬糖的生产不能单独使用蔗糖
• 旧法：加酸，蔗糖转化糖
• 新法：加入淀粉糖浆乳糖结晶特性：T>9
• 5 ℃
• 脱水乳糖结晶玻璃状T=9
• 5 ℃
• 水化乳糖结晶无定形干扰食品形状奶浓缩到1/3
• 时冷却出现造成乳制品砂口感

第80页：4、结晶

4、结晶

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 结晶性和抗结晶性
• 应用：淀粉糖浆：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，增加糖果韧性、强度和黏性，不易碎裂；甜度低，温和可口；雪糕、冰淇淋等加淀粉糖浆替代部分蔗糖－23 ℃ ，蔗糖结晶成含水晶体，聚合成球形……

第81页：5、渗透压——防腐

5、渗透压——防腐

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 渗透压——防腐
• 浓度越高，分子数目越多，渗透压越大；渗透压越大对食品保存越有利；不同微生物对渗透压的
• 耐受有差别：酵母50％蔗糖溶液霉菌60％蔗糖溶液细菌80％蔗糖溶液
• 耐高渗酵母、霉菌——蜂蜜也会变坏
• 浓缩奶生产：葡萄糖替代部分蔗糖

第82页：6、冰点降低

6、冰点降低

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 冰点降低
• 溶液浓度越高，分子量越小，冰点降低越多
• 葡萄糖>蔗糖>淀粉糖浆
• 应用:雪糕、冰淇淋等加淀粉糖浆替代部分蔗糖
• 冰点降低小，节约电能；抗结晶性，冰粒细腻；粘度，口感好；甜度，温和

第83页：7、粘度——调节食品稠度和可口性

7、粘度——调节食品稠度和可口性

• 单糖和低聚糖物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 粘度——调节食品稠度和可口性G和F
• 溶液< 蔗糖溶液，淀粉糖浆较高
• 与温度有关
• 葡萄糖溶液粘度随
• T↑而↑ ；蔗糖溶液粘度随
• T ↑而↓ ；8、抗氧化性——保持水果的风味、颜色和Vc糖溶液中溶氧量小
• 糖本身具有抗氧化性

第84页：单糖和低聚糖物理性质小结

单糖和低聚糖物理性质小结

• 吸湿性和保湿性
• 结晶性和抗结晶性渗透压冰点降低粘度
• 抗氧化性综合分析

第85页：二、单糖和低聚糖的物理性质

二、单糖和低聚糖的物理性质

• 2 Monosaccharide & Oligosaccharides
• 单糖和低聚糖的结构及功能
• Structure & Function of Carbohydrates
• 单糖和低聚糖的物理性质在食品中应用
• Physical Property of Mono-&Oligosaccharides in food
• 单糖和低聚糖的化学性质在食品中应用

第86页：糖的水解反应

糖的水解反应

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• C12H22O11+ H20C6H12O6+ C6H1206S右旋FG左旋转化糖
• 柠檬酸，蔗糖酶H+

第87页：影响水解反应的因素

影响水解反应的因素

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• α-异头物>β-异头物
• 呋喃糖苷> 吡喃糖苷-D糖苷>-D糖苷
• 温度温度提高，水解速度急剧加快。

第88页：2、烯醇化和异构

2、烯醇化和异构

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 烯醇化和异构化反应—与碱的作用
• 在稀碱条件下，开环，生成差向异构体。继续烯醇化
• 2,3-3,4-……
• 形成己糖全部可能异构体果葡糖浆

第89页：果葡糖浆的代次与甜度

果葡糖浆的代次与甜度：下表列出相关数据。

第三代果葡糖浆原文仅给出果糖含量90%与甜度1.5~1.7，葡萄糖与总固形物数据未提取。

第90页：3、复合反应

3、复合反应

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 复合反应和脱水反应—与酸的作用复合反应
• 单糖受酸和热的作用，缩合失水生成低聚糖的反应称为复合反应。
• 连接方式:1,3-糖苷键, 1,6-糖苷键
• 不是水解反应的逆反应。例如：2 C6H12O6 C12H22O11+ H2O2分子的G复合成异麦芽糖(-1,6)龙胆二糖(-1,6)淀粉酸水解5％

第91页：3、复合反应

3、复合反应

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 复合反应和脱水反应—与酸的作用
• 脱水反应—分子内脱水
• 酸、热条件下的反应
• 在室温下，稀酸对单糖的稳定性无影响
• 当酸浓度大于12%
• 的浓盐酸以及热的作用下，单糖易分子内脱水，生成糠醛及其衍生物。
• 复合反应—分子间脱水

第92页：3、复合反应

3、复合反应

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 复合反应和脱水反应—与酸的作用六碳糖羟甲基糠醛糖果的黄色

第93页：4、氧化

4、氧化

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 氧化反应
• 在不同氧化条件下，糖类被氧化成不同产物
• 强氧化剂：G CO2+H2OBr/H2O：G 葡萄糖酸脱水－内酯
• －内酯酮糖如F不发生此反应

第94页：

第95页：4、氧化

4、氧化

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 氧化反应
• 强氧化剂：G CO2+H2OBr/H2O：G 葡萄糖酸脱水内酯
• 浓硝酸：醛糖二元酸

第96页：4、氧化

4、氧化

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 氧化反应
• 浓硝酸：醛糖二元酸

第97页：4、氧化

4、氧化

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 氧化反应
• 强氧化剂：G CO2+H2OBr/H2O：G 葡萄糖酸脱水内酯
• 浓硝酸：醛糖二元酸G氧化酶：G 葡萄糖醛酸

第98页：4、氧化

4、氧化

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 氧化反应G氧化酶：G 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸的
• 功能：有毒物质过多激素芳香物质＋G醛酸甙类排毒

第99页：5、还原反应

5、还原反应

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 还原反应
• 双键加氢称为氢化。
• D-葡萄糖的羰基在一定压力、催化剂镍存在下加氢还原成羟基，得到
• D-葡萄糖醇（山梨醇）

第100页：5、还原反应

5、还原反应

• 保湿剂
• 甜度为蔗糖50%不被微生物利用
• 不依赖胰岛素Ni
• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 还原反应——山梨糖醇

第101页：甘露糖醇

甘露糖醇

• 甜度为蔗糖的65%
• 应用于硬糖、软糖和不含糖的巧克力中
• 保湿性小，作为糖果的包衣

第102页：5、还原反应

5、还原反应

• 由半纤维素制得的木糖氢化
• 甜度为蔗糖的70%
• 在硬糖或胶姆糖中替代蔗糖
• 防止龋齿，治疗糖尿病
• 注意安全性
• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 还原反应——木糖醇

第103页：

第104页：6、酯化与醚化反应

6、酯化与醚化反应

• 单糖和低聚糖化学性质在食品中应用
• 酯化与醚化反应醚化
• 进一步改良功能性如羧甲基纤维素钠，羟丙基淀粉红藻多糖C3与C6
• 间形成内醚（3,6-脱水环）琼脂胶、卡拉胶63

第105页：本章主要内容

本章主要内容

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第106页：多糖概述与聚合度

多糖概述与聚合度

• 3 Polysaccharides 多糖一、概述
• Definition: 超过10
• 个单糖的聚合物为多糖单糖的个数称为聚合度（DP-Degree of Polymerization）
• 大多数多糖的DP为
• 200-3000纤维素的DP最大，达
• 7000-15000

第107页：多糖的生理功能

多糖的生理功能

• 3 Polysaccharides 多糖一、概述
• 水的结合功能

第108页：膳食纤维--植物多糖

膳食纤维--植物多糖

• 很高的持水力；②对阳离子有结合交换能力；③对有机化合物有吸附螫合作用；④具有类似填充的容积；⑤可改变肠道系统中的微生物群组成。
• 真菌多糖增强免疫,降血糖,降血脂,抗肿瘤
• 抗病毒如香菇多糖，人参多糖，灵芝多糖和茶叶多糖等

第109页：水的结合功能

水的结合功能

• 多糖的溶解性:
• 多羟基，氧原子，形成氢键
• 结合水，不结冰，多糖分子溶剂化
• 不会显著降低冰点，提供冷冻稳定性
• 保护产品结构和质构，提供贮藏稳定性
• 大多数多糖不结晶
• 胶或与亲水胶体

第110页：多糖的增稠与胶凝功能

多糖的增稠与胶凝功能

• 多糖溶液的
• 黏度与稳定性:高聚物溶液的黏度同分子的大小、形态及其在溶剂中的构象有关。
• 主要具有增稠和胶凝功能
• 还控制流体食品与饮料的流动性质与质构以及改变半固体食品的变形性等
• 25%～0.5%

第111页：线性分子，很高粘度支链分子，粘度较低

线性分子，很高粘度支链分子，粘度较低

多糖溶液的黏度与稳定性

第112页：带电的，粘度提高

带电的，粘度提高

• —直链多糖
• 带电的，粘度提高
• 静电斥力，链伸展，链长增加，占有体积增大
• 海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶形成稳定高粘溶液
• 不带电，倾向于缔合、形成结晶
• 碰撞时形成分子间键，分子间缔合，重力作用下产生沉淀和部分结晶淀粉老化
• 多糖溶液的黏度与稳定性

第113页：三维网络结构

三维网络结构

• 氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥连、缠结或共价键
• 网孔中液相
• 凝胶特性——二重性
• 固体-液体
• 粘弹性的半固体

第114页：本章内容目录

本章内容目录

淀粉(Starch)Contents（一）淀粉的一般性质（二）淀粉的结构（三）淀粉的理化性质（四）淀粉的糊化（五）淀粉的老化

第115页：淀粉的一般性质

淀粉的一般性质

• （一）淀粉的一般性质
• 形状：圆形、椭圆形、多角形等。大小：0.001-0.15
• 毫米之间，马铃薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。
• 晶体结构：用偏振光显微镜观察及
• X-射线研究，能产生双折射及X
• 衍射现象。淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。

第116页：淀粉的分子结构

淀粉的分子结构

• （二）淀粉的结构
• 直链淀粉：由
• D-吡喃葡萄糖，α－1，4糖苷键连接
• 支链淀粉：由
• D-吡喃葡萄糖，α-1，4和α-l，6
• 糖苷键连接起来的带分枝的复杂大分子1425%直链淀粉
• 分子内的氢键作用成右手螺旋状，每个环含有6个葡萄糖残基

第117页：

第118页：支链淀粉分子排列

支链淀粉分子排列

• 分支是成簇和以双螺旋形式存在
• 形成许多小结晶区
• 偏光黑十字
• 侧链的有序排列（二）淀粉的结构

第119页：马铃薯淀粉的颗粒和偏光十字（二）淀粉的结

马铃薯淀粉的颗粒和偏光十字（二）淀粉的结

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第120页：一些淀粉中直链与支链淀粉的比例

一些淀粉中直链与支链淀粉的比例

本页原表以图片呈现，源文本未提取到表格数值，需对照原课件图片补充完整数据。

第121页：物理性质白色粉末在，热水中融溶胀。纯支链

物理性质白色粉末在，热水中融溶胀。纯支链

化学性质无还原性；遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色；水解（酶解，酸解）。（三）淀粉的理化性质

第122页：葡萄糖淀粉酶淀粉的水解液化酶糖化酶

葡萄糖淀粉酶淀粉的水解液化酶糖化酶

• 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

第123页：淀粉的水解－酶水解

淀粉的水解－酶水解

• －淀粉酶葡萄糖淀粉酶－1,4－1,6越过
• 1,6？水解单元水解支链淀粉终产物能能能否1G－葡萄糖
• －麦芽糖异麦芽糖否否2G－麦芽糖
• －极限糊精能能能1G－葡萄糖

第124页：糊精的分类与显色

糊精的分类与显色

• 淀粉的水解－糊精概念：淀粉水解过程中所产生的分子量不等的多糖苷片断。
• 分类：根据与I2呈色不同，分为蓝色糊精红色糊精无色糊精

第125页：淀粉酶水解与玉米糖浆

淀粉酶水解与玉米糖浆

• 淀粉酶、葡萄糖淀粉酶葡萄糖异构酶
• D-果糖玉米淀粉
• D-葡萄糖玉米糖浆
• 玉米糖浆：58%D-葡萄糖，42%D-果糖
• 高果糖浆：55%D-果糖，软饮料的甜味剂（果葡糖浆）淀粉的水解－酶水解

第126页：葡萄糖当量DE的定义

葡萄糖当量DE的定义

• 葡萄糖当量（DE）用来衡量淀粉转化为
• D-葡萄糖的程度
• 定义：还原糖（按葡萄糖计）在玉米糖浆中的百分比DE
• 反映还原性、水解程度的大小
• DE＜20 的水解产品为麦芽糊精
• DE=20～60，玉米糖浆
• DP：聚合度淀粉的水解－酶水解

第127页：淀粉糊化的几个概念

淀粉糊化的几个概念

• （四）淀粉的糊化几个概念β-
• 淀粉：具有胶束结构的生淀粉称为β-淀粉。α-淀粉：指经糊化的淀粉。直链支链
• 直链与支链分子呈径向有序排列
• 结晶区和非结晶区交替排列
• 结晶区，偏光十字，胶束，氢键

第128页：淀粉糊化的定义与本质

淀粉糊化的定义与本质

• 定义：淀粉粒在适当温度下，破坏结晶区弱的氢键，在水中溶胀，分裂，胶束则全部崩溃，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。
• 本质：微观结构从有序转变成无序，结晶区被破坏。β-淀粉α-淀粉氢键
• H2O（四）淀粉的糊化

第129页：可逆吸水阶段

可逆吸水阶段

• 糊化作用的三个阶段a
• 可逆吸水阶段：水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有膨胀，此时冷却干燥，可以复原，双折射现象不变。b
• 不可逆吸水阶段：随温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶“溶解”。c
• 淀粉粒解体阶段：淀粉分子全部进入溶液。

第130页：糊化点或糊化开始温度双折射开始消失的温度

糊化点或糊化开始温度双折射开始消失的温度

• 糊化温度指双折射消失的温度糊化温度不是一个点，而是一段温度范围。
• 糊化点或糊化开始温度双折射开始消失的温度
• 糊化终了温度双折射完全消失的温度（四）淀粉的糊化

第131页：

第132页：影响淀粉糊化的因素（一）

影响淀粉糊化的因素（一）

• 影响淀粉糊化的
• 因素：结构：直链淀粉小于支链淀粉。Aw：Aw提高，糊化程度提高。
• 糖：高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。
• 盐：高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。
• 马铃薯淀粉例外，因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。

第133页：影响淀粉糊化的因素（二）

影响淀粉糊化的因素（二）

• 影响淀粉糊化的
• 因素：脂类：抑制糊化。
• 脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。酸度：pH<4
• 时，淀粉水解为糊精，粘度降低。
• pH4-7时，几乎无影响。
• pH =10，糊化速度迅速加快，但在食品中意义不大。
• 淀粉酶：使淀粉糊化加速。新米（淀粉酶酶活高）比陈米更易煮烂。

第134页：淀粉老化的定义与实质

淀粉老化的定义与实质

• 老化：α-淀粉溶液经缓慢冷却或淀粉凝胶经长期放置，会变为不透明甚至产生沉淀的现象。
• 实质：是糊化的后的分子又自动排列成序，形成高度致密的结晶化的不溶解性分子粉末。
• 糊化淀粉老化淀粉糊化的逆过程比生淀粉的晶化程度低（五）淀粉的老化

第135页：稀淀粉溶液冷却后，线性分子重新排列并通过

稀淀粉溶液冷却后，线性分子重新排列并通过

一般直链淀粉易老化，直链淀粉愈多，老化愈快。支链淀粉老化需要很长时间。（五）淀粉的老化

第136页：影响淀粉老化的因素

影响淀粉老化的因素

• 或<-20℃ ，不易发生老化2、含
• 水量：含水量
• 30－60%
• 易老化；含水量过低（<10%）或过高，均不易老化；3、结构：直链淀粉易老化；聚合度中等的淀粉易老化；淀粉改性后，不均匀性提高，不易老化。4、共存物的影响：脂类和乳化剂可抗老化，多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。

第137页：影响淀粉老化的其他因素

影响淀粉老化的其他因素

• 影响淀粉老化的因素：5、pH值：<7
• 或>10，老化减弱6、其
• 他因素：淀粉浓度，某些无机盐对老化也有一定程度影响（五）淀粉的老化

第138页：果胶物质的化学结构

果胶物质的化学结构

• D-半乳糖醛酸基
• 1,4 糖苷键
• 果胶物质(Pectic Substance)

第139页：果胶分子的均匀区与毛发区

果胶分子的均匀区与毛发区

果胶物质(Pectic Substance)均匀区：-D-吡喃半乳糖醛酸半乳糖、阿拉伯糖α-L-鼠李吡喃糖基毛发区：

第140页：果胶的分类与酯化度

果胶的分类与酯化度

• 果胶物质的分类
• 果胶物质(Pectic Substance)部分羧基被甲醇酯化
• 酯化度（DE）：醛酸残基(羧基)的酯化数占
• D-半乳糖醛酸残基总数的百分数。高甲氧基果胶—HM DE>50%
• 低甲氧基果胶—LM DE<50%

第141页：原果胶与果胶的区别

原果胶与果胶的区别

• 果胶物质的分类
• 果胶物质(Pectic Substance)
• 不含甲酯基，即羟基游离的果胶物质。
• 原果胶(Protopectin)果胶（Pectin)
• 高度甲酯化的果胶物质.
• 只存在于植物细胞壁和未成熟的果实和蔬菜中
• 使其保持较硬的质地.不溶于水
• 果胶酸：(Pectic acid)
• 部分甲酯化的果胶物质存在于植物汁液中。甲酯化程度↓

第142页：果胶的物理化学性质

果胶的物理化学性质

• 果胶物质(Pectic Substance)
• 水解：果胶在酸碱条件下水解，生成去甲酯和糖苷键裂解产物。原果胶在果胶酶和果胶甲酯酶作用下，生成果胶酸。
• 溶解度：果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少
• 粘度：粘度与链长正比。

第143页：果胶凝胶形成机理

果胶凝胶形成机理

• 果胶形成凝胶
• 机理：脱水剂使高度含水的果胶分子脱水以及电荷中和而形成凝集体。
• 凝胶的形成与pH
• 值、可溶性固形物含量和高价离子的存在有关。

第144页：果胶凝胶形成条件

果胶凝胶形成条件

• 果胶形成条件
• HM：有糖、酸的存在下易形成凝胶。
• Brix>55％pH<3.5
• LM：有二价阳离子的存在。
• Ca2＋添加量与pH有关，反比例。
• 凝胶形成速度：HMDE
• 越高形成凝胶的速度越快LMDE
• 越高形成凝胶的速度越慢

第145页：影响凝胶强度的因素凝胶强度与分子量成正比

影响凝胶强度的因素凝胶强度与分子量成正比

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第146页：果胶的主要用途

果胶的主要用途

• 制造凝胶糖果
• 酸奶的水果基质（LM）
• 增稠剂和稳定剂
• 乳制品（HM）

第147页：第二章小结

第二章小结

• 单糖和低聚糖的结构
• 单糖的物理性质化学反应
• 食品重要的低聚糖
• 多糖的性质
• 淀粉—糊化、老化
• 果胶—酯化度与分类