高级食品化学讲稿-16-09-04碳水化合物

1、|第四章第四章 碳水化合物碳水化合物|4.1 概述|4.2 单糖|4.3 低聚糖|4.4 淀粉|4.5 多糖|4.6 碳水化合物与食品品质|碳水化合物是自然界中最丰富的有机物，它主要存在于植物中，占植物比重的5080%。动物体内它的含量虽然不多，但它却是动物赖以取得生命运动所需能量的主要来源。|碳水化合物这一名词来源于此类物质由C、H、O三种元素组成，而且它们的经验式都符合通式CnH2nOn即Cm(H2O)n ，其中氢和氧的比例与水分子中氢和氧的比例相同，就好象是碳同水的化合物，因而得名。后来发现一些不属于碳水化合物的分子也有同样的元素组成比例, 如乙酸C2H4O2，而一些碳水化合物如脱氧核糖

2、（C5H10O4）则又不符合这一比例，因而碳水化合物这一名词并不确切，但由于沿用习惯，碳水化合物一词仍被广为使用。|碳水化合物|碳水化合物(Carbohydrate)可分为三类：|单糖：单糖：不能被水解为更小分子的糖称为单糖，如葡萄糖(Glucose)、果糖(Fructose)、半乳糖Galactose)、甘露糖(Mannose)。|寡糖：寡糖：单糖聚合度10的碳水化合物（以双糖最为多见）：蔗糖(Sucrose)、麦芽糖(Maltose)、乳糖(Lactose) 。|多糖：多糖：单糖聚合度10的碳水化合物：淀粉(Starch)、糊精、糖原(Glycogen)、纤维素(Cellulose)、半纤

3、维素及果胶等。 碳水化合物与食品的加工、烹调和保藏有密切的关系，例如，食品的褐变就与还原糖有关，食品的粘性及弹性也与淀粉和果胶等多糖分不开。至于蔗糖，果糖等作为甜味剂，更是人类饮食中不可缺少的物质。|碳水化合物|4.1单糖及糖苷单糖及糖苷|4.1.1 结构结构|单糖根据羰基类型可分为醛糖和酮糖醛糖和酮糖两大类。|碳水化合物|单糖的衍生物单糖的衍生物有糖醇、醇糖酸、糖醛酸及糖酸等。|根据所含糖原子的数目，单糖有可分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。|最简单的醛糖为甘油醛最简单的醛糖为甘油醛，它具有一个不对称碳原子（四个取代基不同），因而有两个对映异构体，以D及L来区别。|碳水化合物HOHCH2OH

4、CHOHCH2OHCHOHODL-HOHCH2OHCHOHHOHOHHOHOCH2OHHHOHOHHOHCH2OHGlucoseFructose|由D-甘油醛衍生出来的四、五、六碳糖，都称为D-XX糖，而与其对应，由L-甘油醛衍生出来的糖，则为L系列，天然存在的糖多为D-系列的。|普通的醛会形成半缩醛、缩醛：|单糖分子内含有-CHO 及 -OH ，所以也会在分子内发生此种反应，以己糖为例，若-CHO和第五碳上的-OH反应，则生成六元环的半缩醛，称为吡吡喃糖。喃糖。|碳水化合物OOFuranPyranOOHCH2OHOHHOHHHOHHCHHCH2OHHOHHOHHOOHHOHOOHCH2OHH

5、OHOHHHOHHCHHCH2OHHOHOHHHOOHHOH果糖的 C=O 与第五碳上的-OH反应，生成五元环的半缩醛，称为呋喃糖呋喃糖。 |碳水化合物|这种环状结构，称为Haworth结构式结构式，糖一般以环状形式存在。|环的生成使羰基变为手性碳，因而产生了两个异构体，它们的差别只在于链端手性碳构型的不同，分别称为-和和-型型。如：|碳水化合物|这是由变旋光现象而发现的。新配制的单糖溶液在放置时，其比旋光度会逐渐增加或减少，最后达到一个恒定的数值。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，这是因为普通葡萄糖晶体为-D-吡喃葡萄糖，当它溶解于水时，一部分

6、分子通过开链结构逐渐变为-D-葡萄糖，最后达到动态平衡。由于-和-异构体的比旋光度不一样，所以溶液的旋光度逐渐减小，最后达到相当于平衡混合物的恒定数值。 |碳水化合物 +112.2 +17.5 含量 36% 0.5% 64% 52.7 |新形成的-OH称为半缩醛-OH，具有强的反应性，它易与其它羟基化合物反应，形成缩醛，称为苷。|吡喃型葡萄糖具有椅式构象，体积大的-OH尽量处于平伏键上，如：| -D-葡萄糖|碳水化合物4.1.2. 单糖与食品相关的物理学特性单糖与食品相关的物理学特性(1) 单糖的甜度单糖的甜度单糖类化合物均有甜味，甜味的强弱用甜度来区分，不同的甜味物质其甜度大小不同。甜度是食

7、品鉴评学中的单位，这是因为甜度目前还难以通过化学或物理的方法进行测定，只能通过感官比较法来得出相对的差别，所以甜度是一个相对值。一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20时的甜度为1.0来确定其它甜味物质的甜度，因此又把甜度称为比甜度。|下面是一些单糖的比甜度：|-D-葡萄糖0.70 |-D-半乳糖 0.27|-D-甘露糖 0.59 |-D-木糖 0.50|-D-呋喃果糖 1.50|不同的单糖其甜度不同，这种差别与分子量及构型有关；一般的讲，分子量越大，在水中的溶解度越小，甜度越小；环状结构的构型不同，甜度亦有差别，如葡萄糖的-构型甜度较大，而果糖的-构型甜度较大。(2) 旋光性及变旋光旋光性及变

8、旋光所以的单糖均有旋光性，常见单糖的比旋光度（20 钠光）为：D-葡萄糖葡萄糖+52.2 D-甘露糖甘露糖 +14.2D-果糖果糖 -92.4 D-阿拉伯糖阿拉伯糖 -105.0D-半乳糖半乳糖 +80.2 D-木糖木糖 +18.8当单糖溶解在水中的时候，由于开链结构和环状结构直接的互相转化，因此会出现变旋现象。在通过在通过测定比旋光确定单糖种类时，一定要注意静置一段时测定比旋光确定单糖种类时，一定要注意静置一段时间（间（24h）。）。|(3) 溶解度溶解度|单糖类化合物在水中都有比较大的溶解度，但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。|不同的单糖在水中的溶解度不同，其中果糖最大，如20 时，果糖在水中

9、的溶解度为374.78g/100g，而葡萄糖为87.67g/100g。随着温度的变化，单糖在水中的溶解度亦有明显的变化，如温度由20 提高到40,葡萄糖的溶解度则变为162.38g/100g。|利用糖类化合物较大的溶解度及对于渗透压的改变，可以抑制微生物的活性，从而达到延长食品保质期的目的。但要做到这一点，糖的浓度必需达到70%以上。常温下（20-25)，单糖中只有果糖可以达到如此高的浓度，其它单糖及蔗糖均不能。而含有果糖的果葡糖浆可以达到所需要的浓度。|(4) 吸湿性、保湿性与结晶性吸湿性、保湿性与结晶性|吸湿性和保湿性反映了单糖和水之间的关系，分别指在较高空气湿度条件下吸收水分的能力和在较

10、低空气湿度湿度下保持水分的能力。这两种性质对于保持食品的柔软性、弹性、贮存及加工都有重要的意义。|不同的单糖其结晶形成的难以程度不同，如葡萄糖容易形成结晶且晶体细小，果糖难于形成结晶等。|(5) 其它其它|单糖与食品有关的其它物理学性质包括黏度、冰点降低及抗氧化性等。|4.1.3 反应反应 | 酸：酸：稀酸无影响，而和强酸共热则会生成糠醛，糠醛和各种酚有显色反应，这可用于糖的定性和定量检测|碳水化合物| 碱：碱：在弱碱环境，糖会发生异构化，例：葡萄糖在弱碱性环境变为葡萄糖、果糖与甘露糖的混合物。在强碱性环境下，糖会被空气中的O2氧化生成其它复杂的混合物。 |碳水化合物| 氧化氧化| 醛或酮糖与

11、Tollens试剂（AgNO3-NH3）作用会产生银镜；与Benedict试剂（CuSO4、柠檬酸和Na2CO3）或Fehling试剂（CuSO4，酒石酸钾钠、NaOH）一起加热时，溶液的蓝色消失，同时生成Cu2O的砖红色沉淀。 |能与这些试剂发生反应的糖叫还原糖还原糖，还原糖分子中必定有半缩醛羟基，它能变为链状结构，即有-CHO或C=O，而不与这些试剂反应的糖为非还原糖非还原糖，其分子中无半缩醛羟基。如苷中就没有半缩醛-OH，所以它在碱性不能被氧化。|Tollens试剂、Fehling试剂和Benedict试剂通常用于糖的检验测定，由于这些反应的产物很复杂，它们无合成价值。|碳水化合物| 醛

12、糖与弱氧化剂（碱性溴水）反应生成醇糖酸，与强氧化剂（热HNO3）反应得糖酸。|碳水化合物| 成脎反应成脎反应|单糖与苯肼（C6H5NHNH2）作用生成脎|糖脎都是不溶于水的黄色晶体，不同的糖所生成的脎晶形不同，在反应中生成的速度也不同，据此可鉴定糖的种类。|碳水化合物| 作为醇的反应：作为醇的反应：除进行醚化生成苷外，单糖能与酸反应生成酯，己糖和戊糖的磷酸酯是生物体中糖代谢的中间体。|碳水化合物|4.1.4、天然存在的主要单糖、天然存在的主要单糖|天然存在的主要单糖有戊糖及己糖| （1）戊糖）戊糖| 戊糖多作为多糖成分或核酸成分存在，游离状态甚少。如D-木糖，L-阿拉伯糖是大豆脂多糖的主要构成

13、糖。| （A） D-木糖(Xylose)|存在于木材、稻草杆等的半纤维素中。|碳水化合物|（B） L-阿拉伯糖(Arabinose) |多在果汁和胶质的半纤维素中与果胶质共存。|碳水化合物|（C) D-核糖(Ribose)和D-脱氧核糖(Deoxyribose)|碳水化合物HOHCH2OHCHOHOHOHHRiboseHHCH2OHCHOHOHOHHDeoxyribose| 己糖|（1） D-葡萄糖：以结合核游离的形式广泛存在于自然界，游离态多存在于水果中，淀粉、糖原、纤维素，葡聚糖等碳水化合物都是D-葡萄糖的聚合物。|（2） D-果糖：广泛存在于自然界，游离型多存在于水果中。寡糖的蔗糖、棉子

14、糖、蜜二糖中均有存在，菊粉是D-果糖的聚合物。果糖的甜度在糖类中最大。在工业上，常利用异构酶把葡萄糖异构化为果糖来代替蔗糖。|（3） 半乳糖：没有游离型，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|碳水化合物|4.1.5、糖苷、糖苷| 单糖分子中的半缩醛羟基与醇或其它分子的羟基缩合生成的缩醛称为糖苷。糖苷。如：|糖苷中的非糖部分称为糖苷配基（又叫苷元，配糖体），糖有-及-型。所以糖苷也有-及-型。在苷分子中不再含有半缩醛-OH，因此苷没有变旋光现象，也没有还原性，它在碱性稳定，但在酸性溶液中很易水解。| 苷在自然界中分布很广，许多植物色素、生物碱等都是苷。

15、动物、微生物体中也有许多苷类物质。 |碳水化合物|4.2. 寡糖（低聚糖）寡糖（低聚糖）|聚合度10、而2的多糖，常见的为二糖。|4.2.1、 蔗糖蔗糖|碳水化合物| 在水果、花、种子等植物中广为存在，工业上由甘蔗或甜菜制备。甜味较强，为常用的甜味剂。蔗糖是一种苷，分子中没有半缩醛-OH，因而无还原性。|它在酸或转化酶作用下，水解为D-葡萄糖和果糖：|通常把上述变化称为蔗糖的转化，其生成物称为转化糖。转化糖。|碳水化合物| 4.2.2、 麦芽糖麦芽糖|以麦芽中含量最多，故而得名。淀粉和糖原在淀粉酶作用下，生成麦芽糖。它是饴糖的主成分。它分子中有半缩醛-OH，因而有还原性。|碳水化合物| 4.2

16、.3、 乳糖乳糖| 仅存在于哺乳动物的乳中，故而得名。是半乳糖和葡萄糖用-1，4-半乳糖苷键结合而得。|碳水化合物|4.2.4、 糖的甜度糖的甜度|甜度：果糖蔗糖葡萄糖麦芽糖半乳糖乳糖。|即使同一种糖，其-型和-型的甜度也不同。如：葡萄糖的-比-型甜1.5倍。通常，葡萄糖的结晶为-型。在溶液中 平衡时，：= 1：1.7，所以溶解后时间越长，甜度就越低。此平衡受温度的影响很小，故冷和热葡萄糖液的甜味几乎无变化。|果糖-型的甜度为-型的3倍。普通的结晶为-型，溶液中 的平衡随浓度和温度而异，如：10%果糖液，0下：=3：7，80下为7：3，且浓度高则多，因此，在低温下，浓液甜。|蔗糖是糖苷-OH相

17、互结合的二糖，无半缩醛-OH，溶液没有 变化，甜味也不随时间变化。|碳水化合物|4.3 淀粉淀粉|4.3.1 淀粉分子结构淀粉分子结构|广泛分布于植物的根、茎、种子中，其贮藏能的作用，构成淀粉的糖，几乎都是D-葡萄糖，淀粉有两种，仅以-1，4-苷键结合、构成直链状的叫直链淀直链淀粉粉，而以-1，4-苷键结合为主，并有-1，6-苷键结合、且在此处分枝的叫支链淀粉支链淀粉。 |7-6|普通淀粉由1530%直链淀粉，7085%支链淀粉组成，糯米则几乎全由支链淀粉组成。一般直链淀粉的聚合度为数百数千，而支链淀粉为数万，支链的平均链长为2025个葡萄糖单位。|淀粉粒的显微形态呈卵形、球形或不规则形，依植

18、物种类而异如：|7-7|4.3.2 淀粉颗粒结构淀粉颗粒结构|(1)淀粉颗粒|在植物的种子、跟部及块茎中，淀粉以颗粒形状较独立地存在。不同植物的淀粉颗粒其显微结构不同，借此可以对不同来源的淀粉进行鉴别。|精细结构图图 马铃薯淀粉马铃薯淀粉|7-8|精细结构图图 玉米淀粉玉米淀粉|7-9|精细结构图图 玉米淀粉颗粒的生长环结构玉米淀粉颗粒的生长环结构|7-10|精细结构图图 酸解马铃薯淀粉酸解马铃薯淀粉图图 酸解玉米淀粉酸解玉米淀粉|7-11|精细结构图 淀粉镶嵌到树脂中后，将树脂切开，在树脂的断面上发现的部分淀粉分子的横断面，用酸处理后再用醇清洗后的扫描电子显微镜照片|7-12|所有的淀粉颗粒

19、均显示出一个裂口，所有的淀粉颗粒均显示出一个裂口，称为淀粉颗粒的脐点；这种显微结称为淀粉颗粒的脐点；这种显微结构在偏振光作用下有双折射，说明构在偏振光作用下有双折射，说明淀粉颗粒是球状结晶；大部分淀粉淀粉颗粒是球状结晶；大部分淀粉分子从脐点伸向边缘，甚至支链淀分子从脐点伸向边缘，甚至支链淀粉的主链和许多支链也是径向排列粉的主链和许多支链也是径向排列的。的。 |天然状态的淀粉颗粒没有膜，表面简单地由紧密堆积的淀粉链端所组成，好似紧密压在一起的稻草扫帚表面一般。|直链淀粉分子的实际存在形态并非一条直线，而是以左手螺旋、部分断开的螺旋或无规线团的形式存在的。|淀粉分子的螺旋结构既可以是双螺旋也可以是

20、单螺旋；双螺旋中每一圈每股包含三个糖基，而单螺旋中每一圈包含六个糖基。|支链淀粉包括-1,4-糖苷键和-1,6-糖苷键，其分子中存在有大量的分支，支其中支链的长度一般为2030个葡萄糖基。|4.3.3 淀粉的性质淀粉的性质|从结构上看，淀粉的多苷链末端仍有游离的半缩醛-OH，但是由于数百以至数千个葡萄糖单位中才存在一个游离的半缩醛-OH，所以淀粉一般不显示还原性。OOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOOOHOHCH2OHOHO|7-13|淀粉很容易水解，它与水一起加热即可引起分子的裂解，当与无机酸共热时，可彻底水解为D-葡萄糖。OOHOHCH2OHOOHOHCH2OH

21、OOHOHCH2OHOOOOHOHCH2OHOHOOOHOHCH2OHOHOOHOHCH2OHOHOOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOHOHOHOHO|7-14|淀粉与碘能发生非常灵敏的颜色反应，直链淀粉呈深蓝色，支链淀粉呈蓝紫色，该反应常被用作淀粉的定性鉴定。|7-15|4.3.4 淀粉的糊化及老化淀粉的糊化及老化|（一）淀粉的糊化（一）淀粉的糊化 -淀粉淀粉的天然状态，分子间靠氢键紧密排列，间隙很小，具有胶束结构水中加热膨润淀粉水分子浸入胶束内部，胶束逐渐被溶解，分子间空隙逐渐增大，体积增加数十倍-淀粉加热糊化胶束彻底崩溃，形成被水包围的淀粉分子，成胶体溶液状态|淀粉粒在受热（60-

22、80）时会在水中溶胀，形成均匀的糊状溶液，称为糊化，它的本质是淀粉分子间的氢键断开，分散在水中。|糊化后的淀粉又称为-化淀粉化淀粉，将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥，可得分散于凉水的无定形粉末，即“可溶性-淀粉”。即食型的谷物制品的制造原理就是使生淀粉“化”。|7-16|淀粉糊化可分为三个阶段淀粉糊化可分为三个阶段：a.可逆可逆吸水阶段吸水阶段：水分浸入淀粉颗粒的非晶质部分，体积略有膨胀；此时如冷却干燥可以复原，双折射显现不变。b.不可逆吸水阶段：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.淀淀粉粒解体阶段：粉粒解体阶段：淀粉分子完全进入溶液。|影响淀粉糊

23、化的因素很多，下面简单总结一下。|*内部因素，即淀粉颗粒的大小、内部结晶区多少及其它物质的含量。一般地，淀粉颗粒愈大、内部结晶区越多，糊化比较困难，反之则较易。|*外部因素：包括水含量、温度、小分子亲水物、有机酸、淀粉酶、脂肪和乳化剂等。|简单讲：|糊化和水含量成正比，水含量越高，糊化越容易；|高浓度的糖可降低糊化速度（主要影响水活度）；|油脂可显著降低糊化速度和糊化率；|高pH有利于淀粉的糊化，低pH将抑制淀粉糊化；|淀粉酶可使糊化显著加速；|提高温度，有利于淀粉的糊化。|（二）淀粉老化（二）淀粉老化|淀粉溶液经缓慢冷却，或淀粉凝胶经长期放置，会产生不透明甚至产生沉淀的现象，称为淀粉的淀粉的

24、“老化老化”，|其本质是糊化的淀粉分子又自动排列成序，形成致密的不溶性分子微束，分子间氢键又恢复。因此老化可视为糊化作用的逆转，但是老化不可能使淀粉彻底复原成生淀粉（-淀粉）的结构状态，与生淀粉相比，晶化程度低。|老化的直接结果是溶解性能变差，加工能力降低。|影响淀粉老化的因素|内部因素：主要指直链淀粉和支链淀粉的比例分子量的大小；直链淀粉比例高时易于老化；中等聚合度淀粉易于老化。|外部因素：包括温度、水分含量、共存的其它物质等。|7-17|温度对淀粉老化有明显的影响；60以上不易老化，由此温度向下至-2 老化速度不断增加，-2 -22 老化温度不断下降， -22 以下淀粉几乎不再老化。|当淀

25、粉溶液中的含水量在30%60%时老化速度最快，而低于10%时不再老化。|直链淀粉易发生老化而支链淀粉则不易。|糖、有机酸可阻止淀粉的老化，脂类、乳化剂也可防止淀粉老化，变性淀粉、蛋白质可减缓淀粉老化，但果胶则可促使淀粉老化。| 淀粉能被消化道内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，所以我们吃的为“熟食”。|老化的淀粉不易为淀粉酶作用。|7-18| 淀粉添加在食品工业中主要是作为粘接剂，食品工业中常使用改性淀粉，如可溶性淀粉，是经过轻度酸处理的淀粉，其溶液在热时有良好的流动性，冷凝时变成坚柔的凝胶，前述的-化淀粉就是用物理方法生成的可溶性淀粉。|磷酸淀粉，是以无机磷酸酯化的淀

26、粉，具有良好的稠性，它用于冷冻食品、带馅糕点中，可改善其抗冻结-解冻性能，降低冻结-解冻过程中水分的离析。|7-19n4.4 多糖多糖n4.4.1 分类：分类：l多糖多糖为聚合度10的单糖的高聚物，广泛存在于动植物及微生物中。l加水分解仅产生糖类的称单纯多糖单纯多糖，若还生成糖以外的成份称复合多糖复合多糖。由一种单糖组成的称均一多糖均一多糖。否则称非均一多非均一多糖糖。l通常天然多糖的聚合度为100-1000。|碳水化合物|为聚合度10的单糖的高聚物，广泛存在于动植物及微生物中。多糖中的纤维素、半纤维素、果胶、壳质、硫酸软膏素等，主要起细胞的支撑（骨骼）作用；淀粉、糖原、菊粉等起能的贮藏作用。

27、而粘质多糖等起保护、润滑、离子固定、防冻等作用。|加水分解仅产生糖类的称单纯多糖单纯多糖，若还生成糖以外的成份称复合多糖复合多糖。由一种单糖组成的称均一多糖。否则称非均一多糖非均一多糖。|通常天然多糖的聚合度为100-1000。|碳水化合物|4.4.2 纤维素纤维素|纤维素是自然界中存在最多的多糖，是植物的主成分，它由木材用热碱抽提，除去木素和半纤维素而得，它是D-葡萄糖以-1,4苷键结合而得，呈直链。聚合度为30006000。|碳水化合物|由于它不溶于水，故酶不易与之作用，用菌类、细菌等软体动物具有的纤维素酶可将其分解为葡萄糖和寡糖。人没有纤维素酶，不能消化纤维素作为能源，但纤维素有防止便秘

28、的作用，而一些草食动物（牛、马、羊等）的消化道中含有纤维素酶，可以消化纤维素为D-葡萄糖。|纤维素不显示还原性，水解也很困难，需要浓酸或稀酸在加压下长时期加热才能水解。|纤维素的羧甲基衍生物（CMC）易溶于水，有粘性，其钠盐可在食品工业中作增稠剂。OOHOHOCH2COOHOO|4.4.3、 糖原糖原|分支更多，分子也更大。|4.4.4、 菊糖菊糖| 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、魔芋甘露聚糖|存在于魔芋块根中，为葡甘露聚糖，其中甘露糖：葡萄糖=2：1至3：2，小肠内没有此糖的分解酶，故几乎不能用作能源，因而称魔

29、芋豆腐为减肥食品。|7-20|4.4.6、果胶质、果胶质| 果胶质存在于植物的果实、茎、块茎等细胞隙中，它是D-吡喃半乳糖醛酸以-1，4-苷键结合的长链，通常以部分甲酯化状态存在，结构式如下：|7-21|果胶质一般有三种形态| 原果胶：与纤维素结合在一起的甲酯化聚半乳糖醛酸苷链，不溶于水，水解后生成果胶，存在于细胞壁中。 | 果胶：羧基不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸苷链，存在于植物汁液中，溶于水，其中甲氧基含量7%的称高甲氧基果胶，7%以下的为低甲氧基果胶。| 果胶酸：几乎完全不含甲氧基的聚半乳糖醛酸，溶于水。|7-22|未成熟的果实细胞间含有大量原果胶，因而组织坚硬，随着成熟的进程，原果胶在聚

30、半乳糖醛酸酶和果胶酯酶作用下，水解成分子量较小的可溶于水的果胶，并与纤维素分离，渗入细胞液中，果实组织就变软而有弹性。若进一步水解，则果胶进一步失去甲氧基并降低分子量形成果胶酸，由于果胶酸不具粘性，果实就变成软疡的过熟状态。|7-23| 果胶是亲水性的胶状物，其中高甲氧基果胶，在酸性（PH2.03.5）、蔗糖含量6065%的条件下有凝固成凝胶的性质，而低甲氧基果胶与糖、酸即使比例恰当也难以形成凝胶，但它在Ca2+作用下可形成凝胶，食品工业中利用它们的凝胶性将其用于果酱、果冻等食品的制作。|7-24|4.4.7、植物胶质、植物胶质|为结构复杂的多糖，食品工业中用其作增稠剂、凝冻剂、固香剂、乳化剂

31、、泡沫稳定剂、浊度稳定剂等，按其来源可分为三类：|7-25|4.4.8 微生物多糖微生物多糖|许多微生物在生长过程中产生一些胶质的多糖，其中一些已用于食品工业及医疗上，如右旋糖酐、黄杆菌胶、茁霉胶及环状糊精等，它们被用作稳定剂、乳化剂、增稠剂、悬浮剂、泡沫稳定剂、成型助剂等。|7-26|4.4.9、氨基多糖、氨基多糖|主要存在于动物中，大多由氨基己糖与糖醛酸组成二糖单位经重复连接而成，包括粘多糖（透明质酸、硫酸软骨素）、肝素、壳多糖等，其中硫酸软骨素为治疗冠心病的药物，肝素是天然抗凝血物质，壳多糖是昆虫、甲壳类（虾、蟹）动物外壳的成分之一，可作为增稠剂、稳定剂。|7-28|4.4.10 多糖的

32、性质多糖的性质|(1)多糖的溶解性多糖的溶解性|多糖类物质由于其分子中含有大量的极性基团，因此对于水分子具有较大的亲合力；但是一般多糖的分子量相当大，其疏水性也随之增大；因此分子量较小、分支程度低的多糖类在水中有一定的溶解度，加热情况下更容易溶解；而分子量大、分支程度高的多糖类在水中溶解度低。|正是由于多糖类物质对于水的亲合性，导致多糖类化合物在食品中具有限制水分流动的能力；而又由于其分子量较大，又不会显著降低水的冰点。|(2) 多糖溶液的黏度与稳定性多糖溶液的黏度与稳定性|正是由于多糖在溶解性能上的特殊性，导致了多糖类化合物的水液具有比较大的黏度甚至形成凝胶。|多糖溶液具有黏度的本质原因是：

33、多糖分子在溶液中以无规线团的形式存在，其紧密程度与单糖的组成和连接形式有关；当这样的分子在溶液中旋转时需要占有大量的空间，这时分子间彼此碰撞的几率提高，分子间的摩擦力增大，因此具有很高的黏度。甚至浓度很低时也有很高的黏度。|当多糖分子的结构情况有差别时，其水溶液的黏度也有明显的不同。高度支链的多糖分子比具有相同分子量的直链多糖分子占有的空间体积小得多，因而相互碰撞的几率也要低得多，溶液的黏度也较低；带电荷的多糖分子由于同种电荷之间的静电斥力，导致链伸展、链长增加，溶液的黏度大大增加；|大多数亲水胶体溶液的黏度随着温度的提高而降低，这是因为温度提高导致水的流动性增加；而黄原胶是一个例外，其在而黄

34、原胶是一个例外，其在0100内黏度保持基本不变。内黏度保持基本不变。|多糖形成的胶状溶液其稳定性与分子结构有较大的关系。不带电荷的直链多糖由于形成胶体溶液后分子间可以通过氢键而相互结合，随着时间的延长，缔合程度越来越大，因此在重力的作用下就可以沉淀或形成分子结晶。支链多糖胶体溶液也会因分子凝聚而变得不稳定，但速度较慢；带电荷的多糖由于分子间相同电荷的斥力，其胶状溶液具有相当高的稳定性。食品中食品中常用的海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶等即常用的海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶等即属于这样的多糖类化合物。属于这样的多糖类化合物。|(3) 多糖的水解多糖的水解|多糖的水解指在一定条件下，糖苷键断裂，多糖转化为低聚

35、糖或单糖|的反应过程。|多糖水解的条件主要包括酶促水解和酸碱催化水解；调节或控制多糖水解是食品加工过程中的重要环节。|酸催化|机理：OORH+OORH+OORH+- ROHO+慢O+H2O-H+OOH待处理对象待处理对象所用酶所用酶得到产物得到产物应用条件应用条件应用意义应用意义淀粉淀粉淀粉酶淀粉酶(来自来自大麦芽或微大麦芽或微生物生物)在食品中的酶中专门讨论在食品中的酶中专门讨论生产糖浆和生产糖浆和改善食品感改善食品感管性质管性质纤维素纤维素纤维素酶纤维素酶(包包括内切酶、外括内切酶、外切酶及葡糖苷切酶及葡糖苷酶酶)短的纤维素短的纤维素链、纤维二链、纤维二糖及葡萄糖糖及葡萄糖3060 pH4

36、.56.5生产膳食纤维、生产膳食纤维、葡聚糖浆及提葡聚糖浆及提高果汁榨汁率高果汁榨汁率和澄清度和澄清度半纤维素半纤维素半纤维素酶半纤维素酶(L-阿拉伯聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、L-半乳聚糖酶、半乳聚糖酶、L-甘露聚糖酶、甘露聚糖酶、L-木聚糖酶木聚糖酶)半乳糖、木糖半乳糖、木糖、阿拉伯糖、阿拉伯糖、甘露糖及其它甘露糖及其它单糖单糖提高食品质提高食品质量量果胶果胶果胶酶果胶酶(有内有内源和商品之源和商品之分）分）主要为半乳糖主要为半乳糖醛酸，有少量醛酸，有少量半乳糖、阿拉半乳糖、阿拉伯糖等伯糖等植物质地软植物质地软化及水果榨化及水果榨汁和澄清汁和澄清a.酶促水解酶促水解 常见处理对象、酶种类、意义总

37、结如下页表常见处理对象、酶种类、意义总结如下页表。u影响因素：影响因素：|多糖类型：多糖类型：对中性多糖起作用，其它糖不一定|温度：温度：温度提高，酸催化速度大大提高|苷键类型：苷键类型： 苷键比 苷键水解容易。 1,6- 1,4- 1,3- 1,2-|单糖环的大小：单糖环的大小：呋喃环比吡喃环容易水解|多糖结晶程度：多糖结晶程度：结晶区较难水解|碱催化-转消性水解|果胶在碱性条件下的水解属于此种类型（反应机理见下页）|由图可以看出，果胶的转消性水解属于碱催化的苷键断裂过程，本质是碱帮助半缩醛羟基形成的苷键发生断裂，类似于醚碱的反应，碱的帮助作用主要体现在亲核取代。|果胶的这种水解被用在食品加工中的去皮过程。|(4)多糖的改性多糖的改性|多糖的改性指在一定条件下通过物理或化学的方法使多糖的形态或结构发生变化，从而改变多糖的理化性能的过程。|目前已经开发的多糖改性方法及类型以淀粉改性说明如下图。淀粉改性预糊化淀粉在80以上将淀粉糊化液利用滚筒干燥技术制成含水量小于10%的干粉用于布丁、馅料及糖霜的生产酸改性淀粉22-55条件下用盐酸或硫酸作用于玉米淀粉，中和干燥得到改性淀粉用于制造胶姆糖和糖果醚化淀粉50下，用环氧乙烷等醚化剂作用于潮湿淀粉制得用作食品增稠剂或添加剂磷酸化或乙酰化淀粉在一定温度下分别用磷酸或乙酸酐