《碳水化合物 》ppt课件

1、l本章主要内容本章主要内容l在食品中运用的一些物理性质在食品中运用的一些物理性质l碳水化合物反响碳水化合物反响l食品多糖及其在食品中的运用食品多糖及其在食品中的运用3.1 在食品运用中的物理性质3.1.1. 甜度：甜味的高低。表3-1 表表 3-1 糖糖 的的 相相 对对 甜甜 度度 糖 类 名 称 相 对 甜 度 蔗糖 1.0 果糖 1.5 葡萄糖 0.7 半乳糖 0.6 麦芽糖 0.5 乳糖 0.4 麦芽糖醇 0.9 山梨醇 0.5 木糖醇 1.0 果葡糖浆（转化率先 16%） 0.8 淀粉糖浆（葡萄糖值 42） 0.5 淀粉糖浆（葡萄糖值 20） 0.8 3.1.2 溶解度：果糖 蔗糖

2、葡萄糖 乳糖 表表 3-2 糖糖的的溶溶解解度度 20 30 40 50 糖 浓度 溶解度 浓度 溶解度 浓度 溶解度 浓度 溶解度 （%） （克/100 克水） （%） （克/100 克水） （%） （克/100 克水） （%） （克/100 克水） 果糖 78.94 374.78 81.54 441.70 84.34 538.63 86.94 665.58 蔗糖 66.60 199.4 68.18 214.3 70.01 233.4 72.04 257.6 葡萄糖 46.71 87.67 54.64 120.46 61.89 162.38 70.91 243.76 3.1.3 结晶性结晶性

3、 易易蔗糖、葡萄糖，前者晶体大、后者小；蔗糖、葡萄糖，前者晶体大、后者小； 难难果糖、转化糖；果糖、转化糖； 不不淀粉糖浆，有防止蔗糖结晶的作用。淀粉糖浆，有防止蔗糖结晶的作用。 运用：硬糖不能单独运用蔗糖，否那么结晶、碎裂、不透明；运用：硬糖不能单独运用蔗糖，否那么结晶、碎裂、不透明； 淀粉糖浆淀粉糖浆含有糊精，可添加糖果的韧性、强度和粘性；含有糊精，可添加糖果的韧性、强度和粘性； 甜度低，可减低蔗糖的甜度，更可口；甜度低，可减低蔗糖的甜度，更可口； 吸潮性低于转化糖，可添加保藏性。吸潮性低于转化糖，可添加保藏性。 3.1.4 吸潮性和保湿性吸潮性和保湿性 吸潮性吸潮性在空气湿度较高时吸收水

4、分的性质；在空气湿度较高时吸收水分的性质； 保湿性保湿性在较高湿度吸收水分、较低湿度散失水分的性质。在较高湿度吸收水分、较低湿度散失水分的性质。 吸潮性：吸潮性： 果糖果糖转化糖转化糖葡萄糖葡萄糖麦芽糖麦芽糖蔗糖蔗糖 运用：运用： 硬糖硬糖要求吸湿性低，以蔗糖为主；要求吸湿性低，以蔗糖为主； 软糖软糖要求坚持一定水分且枯燥时不干缩，以转化糖要求坚持一定水分且枯燥时不干缩，以转化糖 浆和果葡糖浆为宜；浆和果葡糖浆为宜； 面包、糕点面包、糕点要求坚持松软，以转化糖浆和果葡糖浆为宜。要求坚持松软，以转化糖浆和果葡糖浆为宜。 3.1.5 浸透压浸透压 浓度一样时，分子量越小、分子数目越多，浸透压越大，

5、浓度一样时，分子量越小、分子数目越多，浸透压越大，故单糖比双糖高。故单糖比双糖高。 运用运用抑制微生物的生长繁衍，提高食品保藏性能。抑制微生物的生长繁衍，提高食品保藏性能。 3.1.6 黏度黏度 葡萄糖、果糖比蔗糖低；淀粉糖浆较高。黏度性质可提高葡萄糖、果糖比蔗糖低；淀粉糖浆较高。黏度性质可提高食品的稠度和可口性能。如水果罐头、果汁饮料、食用糖浆等。食品的稠度和可口性能。如水果罐头、果汁饮料、食用糖浆等。 3.1.7 冰点降低冰点降低 取决于浓度和分子量大小。浓度高、分子量小，降低程度大；取决于浓度和分子量大小。浓度高、分子量小，降低程度大； 运用：消费雪糕类冷冻食品，混合运用淀粉糖浆和蔗糖，

6、冰运用：消费雪糕类冷冻食品，混合运用淀粉糖浆和蔗糖，冰点降低比单独运用砂糖时小，既可节约电能，还可使冰粒细腻、点降低比单独运用砂糖时小，既可节约电能，还可使冰粒细腻、添加粘稠度、甜味温暖，使雪糕更可口。添加粘稠度、甜味温暖，使雪糕更可口。 表表 3-3 几种糖液冰点降低的比较几种糖液冰点降低的比较 3.1.8 抗氧化性抗氧化性 糖溶液具有抗氧化性，有利于坚持风味、颜色和维生素糖溶液具有抗氧化性，有利于坚持风味、颜色和维生素C等。等。 糖类名称 平均分子量 冰点降低相对值 （蔗糖=1.00） 蔗糖 342 1.00 葡萄糖 180 1.90 酸法淀粉糖浆 30D.E. 647 0.53 36D.

7、E 543 0.63 42D.E. 430 0.80 54D.E. 360 0.93 酸酶法淀粉糖浆 62D.E. 296 1.16 高麦芽淀粉糖浆 36D.E. 460 0.75 42D.E. 479 0.72 48D.E. 411 0.32 3.2 碳水化合物的反响碳水化合物的反响 3.2.1 水解水解 糖苷键的水解受许多要素糖苷键的水解受许多要素pH、温度、端基异构体的构型和、温度、端基异构体的构型和糖环的大小等的影响，在酸性介质中较碱性介质水解容易。寡糖环的大小等的影响，在酸性介质中较碱性介质水解容易。寡糖的水解尤其要留意蔗糖的水解，这对食质量影响大；对于高聚糖的水解尤其要留意蔗糖的水

8、解，这对食质量影响大；对于高聚合度的糖如淀粉等其水解方法大致有三种合度的糖如淀粉等其水解方法大致有三种酸法、酸酸法、酸-酶法、酶法、酶法。酶法。 C1222112 61266126 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 D20 = + 66.5 D20 = 20 H 表表3-4 温度对糖苷水解速度的影响温度对糖苷水解速度的影响 在 0.5M 硫酸溶液中的糖苷 温 度 70 80 93 甲基-D-呋喃葡萄糖苷 2.82 13.8 76.1 甲基-D 呋喃葡萄糖苷 6.01 15.4 141.0 表 3-5 键型与异头体构型对糖苷键水解速度的影响 -D-葡糖苷 K -D-异构体 K -葡糖-萄糖苷 12 1.4

9、6 -葡糖- -葡糖苷 12 1.17 黑曲霉糖 13 1.78 昆布二糖 13 0.99 麦芽糖 14 1.55 纤维二糖 14 0.66 异麦芽糖 18 0.40 龙胆二糖 16 0.58 运用： 用淀粉来消费糖浆。设问：果葡糖浆是怎样加工的呢？ 3.2.2 碱作用 糖在碱性溶液中易发生异构化和分解，温度低时较为稳定，但温度升高时较为显著。1 异构化：用稀碱处置D-葡萄糖时，可得到D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖三种物质的平衡混合液。 当碱性加强时，除生成上述的1，2-烯二醇还可生成2，3-烯二醇、3，4-烯二醇等中间体。 运用：可利用异构化处置葡萄糖或淀粉糖浆，使一部分葡萄糖转化为果糖，

10、提高糖的甜度。异构化方法有碱法、酶法等。 O H H OH 2 甘 露 糖 C2 2 2 C = 葡 萄 糖 烯 醇 式 中 间 体 2 果 糖 2 糖精酸在较浓碱性条件和加热且长时间作用，糖分子发生分子内氧化和分子重排而生成羧酸。其总组成与原来糖的组成没有差别。这种羧酸即为糖精酸。碱的浓度不同，糖精酸也不同。 浓碱条件下，糖浓碱条件下，糖小分子糖、酸、醇、醛等。小分子糖、酸、醇、醛等。 氧化剂存在时，己糖发生延续烯醇化，生成氧化剂存在时，己糖发生延续烯醇化，生成1，2、2，3、3，4-烯二醇中间体，然后在氧化剂作用下，在双键处断裂，生成烯二醇中间体，然后在氧化剂作用下，在双键处断裂，生成的产

11、物为的产物为1、2、3、4、5个碳的混合产物。个碳的混合产物。 没有氧化剂时，分解发生于碳链中与没有氧化剂时，分解发生于碳链中与 双键相邻的下一单双键相邻的下一单键上。如键上。如1，2-烯二醇：烯二醇： OH 6126 22 O 请同窗们写出葡萄糖的2，3、3，4-烯二醇中间体的无氧分解产物。 3.2.3 酸作用 1复合 酸和热作用的结果。单糖分子的半缩醛羟基与另一单糖的羟基发生失水缩合为双糖。还可以缩合为三糖及低聚糖。 26126122211 2 D-葡萄糖、D-甘露糖主要以1，6键复合；麦芽糖-1，4键结合水解产物葡糖糖再复合以1，6键进展，复合产物为异麦芽糖和龙胆二糖。 L-阿拉伯糖主要

12、以1，3键复合为-二糖。 除L-阿拉伯糖外，其它糖的复合产物都有-、-两种型式的二糖。 复合程度与糖的浓度有关。 表3-6 葡萄糖浓度对复合反响的影响 (2) 脱水：酸热作用易使糖脱水，生成环状或双键化合物。 葡萄糖溶液浓度 复合平衡后溶液浓度 葡萄糖浓度 复合百分率 （%） （%） （%） （%） 30.0 29.26 81.1 18.9 50.0 49.03 66.6 33.4 60.0 57.41 59.6 40.4 70.0 66.53 50.1 49.4 80.0 75.37 39.6 60.4 90.0 84.34 28.1 71.9 H + H C OH OH 3焦糖化焦糖化 糖

13、浆或低聚糖在酸性环境下加热，能够会引起糖苷键的断糖浆或低聚糖在酸性环境下加热，能够会引起糖苷键的断裂、环大小的改动和脱水等反响，大多数脱水后生成内酐环或者裂、环大小的改动和脱水等反响，大多数脱水后生成内酐环或者反双键引入糖环，产生不饱和环中间产物，如呋喃。产生颜色，反双键引入糖环，产生不饱和环中间产物，如呋喃。产生颜色，这种有颜色的环常发生缩合，环体系聚合化产生具有良好的颜色、这种有颜色的环常发生缩合，环体系聚合化产生具有良好的颜色、风味和溶解性的一类物质，我们统称为焦糖色素。风味和溶解性的一类物质，我们统称为焦糖色素。 目前消费上用的焦糖色素有三种类型。一类是耐酸性焦糖色目前消费上用的焦糖色

14、素有三种类型。一类是耐酸性焦糖色素，由亚硫酸胺催化消费的，主要用可乐类饮料，产量大；第二素，由亚硫酸胺催化消费的，主要用可乐类饮料，产量大；第二类是加热含铵离子的蔗糖溶液消费的，主要用于啤酒类饮料；第类是加热含铵离子的蔗糖溶液消费的，主要用于啤酒类饮料；第三类是直接热解蔗糖而消费的焦糖色素，主要用于焙烤食品中。三类是直接热解蔗糖而消费的焦糖色素，主要用于焙烤食品中。 由于焦糖色素消费过程中产生了一些含羟基、羧基等酸性基由于焦糖色素消费过程中产生了一些含羟基、羧基等酸性基团，使体系团，使体系pH随反响不断改动，这种改动会产生一些带苦味的随反响不断改动，这种改动会产生一些带苦味的腐殖质成分，所以焦

15、糖色素的消费一定要采用缓冲体系。腐殖质成分，所以焦糖色素的消费一定要采用缓冲体系。 3.2.4 氧化复原作用 在弱氧化剂如碱性溴水作用下:醛糖糖酸;酮糖不发生反响，这一性质可用于分别和鉴定果糖和葡萄糖 在强氧化剂如氧化性无机酸：硝酸、高碘酸等作用下醛 糖糖二酸 酮糖在强氧化剂条件下，碳链在羰基处断裂，分解生成两分子低级酸: 果糖乙醇酸+三羟基丁酸 醛糖和酮糖均能与土伦试剂、费林试剂等反响 单糖可被复原为糖醇常用复原剂：钠汞齐、氢化硼钠 山梨糖山梨糖醇制备抗坏血酸、保湿剂、抗菌剂 葡萄糖果糖山梨糖醇 木糖木糖醇 用于糖尿病疗效食品3.2.5 酯化反响酯化反响 蔗糖的伯醇蔗糖的伯醇-CH2OH可与

16、脂肪酸反响生成蔗糖酯，是一可与脂肪酸反响生成蔗糖酯，是一种种 高效平安的乳化剂、抗氧化剂、能提高食品的香味。高效平安的乳化剂、抗氧化剂、能提高食品的香味。3.2.6 褐变反响褐变反响 单糖和复原糖的羰基能与游离氨基单糖和复原糖的羰基能与游离氨基-NH2发生羰氨缩合反发生羰氨缩合反 应应 褐变反响褐变反响 非酶褐变的控制非酶褐变的控制 降低水分含量降低水分含量 液体食品：稀释、降低液体食品：稀释、降低pH、温度、温度 除去一种底物除去一种底物 鱼：参与戊糖醋酸乳杆菌，可降到最低。鱼：参与戊糖醋酸乳杆菌，可降到最低。 二氧化硫或亚硫酸盐可有效抑制褐变、参与二氧化硫或亚硫酸盐可有效抑制褐变、参与Ca

17、Cl2可强化抑可强化抑制造用制造用 3.3 多糖在食品中的运用多糖在食品中的运用 3.3.1 贮藏性多糖贮藏性多糖淀粉淀粉 淀粉有直链淀粉和支链淀粉。不同植物其直链淀粉与支链淀粉有直链淀粉和支链淀粉。不同植物其直链淀粉与支链淀粉的含量不同。淀粉的含量不同。 表表3-7 常见植物中直链淀粉与支链淀粉的含量常见植物中直链淀粉与支链淀粉的含量 种类直链淀粉种类直链淀粉/ 支链淀粉支链淀粉/ 稻米稻米 小麦小麦 玉米玉米 糯米糯米 粘高粱粘高粱 3.3.2 淀粉的性质 1淀粉的糊化与老化 -淀粉：具有胶束构造的生淀粉。分子陈列严密，彼此间隙很小，即使水分子也难以进入。 膨润景象：加热淀粉乳，部分-淀粉

18、淀粉被溶解而构成空隙，水分子逐渐进入胶束内部并与淀粉分子结合使胶束逐渐被溶解，从而空隙添加，体积迅速添加，胶束消逝。这种景象叫膨润。 糊化：膨润淀粉在热的进一步作用下，胶束全部解体，单分子淀粉并被水包围，构成具有粘性溶液的景象称为糊化，处于该形状与的淀粉叫-淀粉。 来源不同的淀粉糊化温度不同。 表表3-7 各种淀粉的糊化温度各种淀粉的糊化温度 淀淀 粉粉 开场糊化温度开场糊化温度 完全糊化温度完全糊化温度 粳粳 米米 59 61 糯糯 米米 58 63 大大 麦麦 58 63 小小 麦麦 65 68 玉玉 米米 64 72 荞荞 麦麦 69 71 马铃薯马铃薯 59 67 甘甘 薯薯 70 7

19、6 老化：糊化后的淀粉在室温或以下温度放置时，变成不透明、凝结、沉淀等景象。来源不同的淀粉其老化情况不同。 图3-1 不同来源淀粉老化曲线 80 马铃薯 玉米 60- 小麦 40- 甘薯 20 - 20 40 60 80 l 图3-2 淀粉液(0.85%，0 )的老化曲线 老化度（%） 直链者 90%，支链者 10% 100- 80- 直链者 75%，支链者 25% 60- 直链者 50%，支链者 50% 40- 20 - 0 + + + + 时间 /h 10 20 30 40 影响要素 A. 直链淀粉比支链淀粉易老化，支链淀粉几乎不老化； B. 含水量3060%易老化，60%不易老化； 24

20、易老化，60不易老化； C. 偏酸pH4以下或偏碱，不易老化。 老化淀粉的特点：与水失去亲和力，不易被酶水解。故不易消化吸收，也不利于加工。 老化的控制：糊化后的淀粉在80以上迅速降低水分至70 2.83.4 65 无 快 5070 2.83.4 65 无 慢 70，加糖加酸，加糖加酸pH3.03.4后在较高后在较高温度下构成凝胶。常用于防止温度下构成凝胶。常用于防止“蜜饯型果酱食品的果块蜜饯型果酱食品的果块的上浮或下沉。的上浮或下沉。 慢凝果胶：慢凝果胶：DE=5070，加糖加酸，加糖加酸(pH2.83.2)后在较低后在较低温度下缓慢构成凝胶。常用于柔软果冻、果酱、点心等，温度下缓慢构成凝胶

21、。常用于柔软果冻、果酱、点心等，也可用于汁液类食品做增稠剂、乳化剂。也可用于汁液类食品做增稠剂、乳化剂。 低甲氧基果胶：低甲氧基果胶：DE50，即使加糖加酸的比例适当也，即使加糖加酸的比例适当也不能构成凝胶。但其羧基与多价离子结合后可构成凝胶。不能构成凝胶。但其羧基与多价离子结合后可构成凝胶。常用于特殊疗效食品。常用于特殊疗效食品。 3.3.3.4 植物胶 良好的增稠稳定剂、粘合剂 这是碳水化合物中构造最复杂的的一类多糖。其分子是由糖与糖醛酸组成的杂多糖，它是从陆生、海生植物的某个器官提取的。在食品中重要与常见的植物胶有： 阿拉伯胶Gum arabic；角豆胶Locust bean gum；瓜

22、尔豆胶Guar gum，琼脂Agar;褐藻胶(Algin);卡拉胶Carrageenan等。 1) 卡拉胶 它是从角叉菜、松藻、麒麟菜等红藻植物中提取出来的，其分子主要是由D-半乳糖衔接而成的聚合体，D-半乳糖上的羟基常与硫酸结合成酯，根据其分子中含硫酸基的多少与成胶等特性将其分为 -卡拉胶、-卡拉胶、-卡拉胶三种。构造如以下图所示。三种卡拉胶的性质如下：三种卡拉胶的性质如下：注：利用其低浓度能与食品中蛋白质、尤其乳酪蛋白反响，生聚合注：利用其低浓度能与食品中蛋白质、尤其乳酪蛋白反响，生聚合体，使溶液稳定，据此常用作奶制饮料的稳定剂体，使溶液稳定，据此常用作奶制饮料的稳定剂(0.0075%0.

23、02%) 3.3.3.5 微生物胶 它是由细菌和真菌包括霉菌和酵母菌合成的食用胶。在食品中最为重要的是黄杆菌胶黄原胶和环状糊精。 1黄原胶 甘蓝天黑病黄杆菌发酵产生的多糖 构造：D-葡萄糖基经过-(1 4)糖苷链衔接的主链和三糖侧链组成的生物高分子聚合物。 运用：运用： a. 利用其对乳浊液和悬浮体颗粒具有很大的稳定利用其对乳浊液和悬浮体颗粒具有很大的稳定作用，用作巧克力等悬浮液的稳定剂。作用，用作巧克力等悬浮液的稳定剂。 b. 利用其高粘性利用其高粘性, 将其用作浓缩汁、饮料、调味剂将其用作浓缩汁、饮料、调味剂等食品的增稠剂和稳定剂。等食品的增稠剂和稳定剂。 c. 利用其粘度受温度影响较小的特点，常将其用利用其粘度受温度影响较小的特点，常将其用作需用高温处置的食品中。作需用高温处置的食品中。 2环糊精环糊精 包埋剂包埋剂 这是软化芽孢杆菌作用于淀粉的产物，由这是软化芽孢杆菌作用于淀粉的产物，由6至至8个个D-葡萄葡萄糖经糖经-(1 4)键衔接而成。有键衔