3.1糖的分类和化学反应市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、 糖类（又称碳水化合物 Cn(H2O)m ）多羟基醛/酮以及水解产生能产生多 羟基醛/酮物质。绿色植物光合作用产物，是动植物所需能量主要起源。糖类概念和分类糖分类及化学反应第1页葡萄糖(果糖)蔗糖麦芽糖淀粉纤维素氧化反应（与银氨溶液或斐林试剂）糖类概念和分类单糖二糖多糖还原性糖非还原性糖水解反应第2页糖都有甜味吗？有甜味都是糖吗？你都吃过哪种糖？第3页糖精阿斯巴甜糖浆糖醇甘草苷甜菊糖糖及其衍生物非糖天然甜味剂天然物衍生物合成甜味剂惯用甜味剂第4页大米80马铃薯20高粱面粉70富含淀粉粮食玉米70主要存在于植物种子和块根里。第5页棉花树棉花花苞棉花亚麻麻麻丝桉树桉树木材竹子9295纤维素存在于一

2、切植物中。是组成植物细胞壁基础物质。5080第6页多糖 多糖是由许多单糖分子经过苷键连接而成高分子化合物。因为连接方式不一样，能够形成直链多糖，支链多糖，有时也能形成环状多糖。第7页苷键类型：-1,4苷键、-1,4苷键和 -1,6苷键等。 物理性质：多糖无固定熔点、无甜味、大多难溶于水，也难溶于有机溶剂，多糖长链末端即使仍有苷羟基，但普通无变旋光现象，也不显还原性。 。 匀多糖（水解后只生成一个单糖，如淀粉、糖元、纤维素等）； 杂多糖（水解产物是两种以上单糖或单糖衍生物如阿拉伯胶、粘多糖等）。多糖分类：第8页一、低聚糖常见种类、结构及苷键类型 -1,4-糖苷键： -1,4-糖苷键：第9页-1,

3、6-糖苷键：第10页 -1,6-糖苷键：第11页, -1,2-糖苷键：混合键型低聚糖：-1,6- ,-1,2第12页-1,4- ,-1,2第13页食品中低聚糖性质一、水解反应低聚糖水解反应指低聚糖在酶、酸或碱作用下，苷键断裂、糖链分解过程；低聚糖普通水解产物为单糖；如：第14页酶催化低聚糖水解是食品或食品原料中经常进行反应，如蜂蜜大量存在转化糖、乳糖酶催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖等。化学法水解低聚糖常以酸作为催化剂，在酸性条件下，除低聚糖中1,6-苷键较难水解外，其它苷键均可分解。二、褐变反应低聚糖也能发生Mailard等类型褐变反应，但其反应速度比单糖要慢一些。第15页三、抗氧化作用低聚糖及

4、单糖水溶液含有抗氧化性。其原因有三：a.溶液中糖存在能够大大降低氧溶解度；如在60%蔗糖溶液中，氧溶解度约为纯水1/6。b.能够阻断其它成份与空气氧接触；c.含有还原性，能够首先与氧发生反应。四、提升渗透压伴随糖溶液浓度提升，其渗透压也提升。当控制适当糖溶液浓度时，会因较高渗透压而抑制微生物生长。第16页环糊精 环糊精是一个低聚糖，淀粉经用环糊精葡萄糖转移酶处理，就可生成环糊精混合物。从结构上看，环糊精是由68个或更多个葡萄糖单位经过a-1,4苷键连接而成环状化合物，它们分别称为a、b或 g 环糊精。 环糊精结构象一个去掉把手，打掉桶底提桶，桶边是由6个吡喃葡萄糖分子(a 环糊精)CC键和CO

5、键组成，桶深度相当于吡喃糖环宽度，上面较大桶边缘外面伸展着C2-OH和C3-OH。下面稍小桶底边缘伸展着C5-CH2OH,所以在环糊精上、下两端开口处都连有许多亲水性-OH，桶里边则由疏水性CH键和O苷键组成。这种内腔疏水、上下两端开口处亲水结构使环糊精含有许多特殊性质，许多非极性有机分子或有机分子非极性一端，可进入环糊精内腔，形成包结物。包结物形成后能改变被包结物物理和化学性质，如挥发性、溶解度、气味、颜色等。如Vit A及抗癌药氟脲嘧啶等分别与环糊精做成包结物后，可增加稳定性，减小其毒副作用。第17页(二) 淀粉(starch) 以不一样含量存在于植物茎、块和种子中，如大米中约含7580%

6、，小麦约含6065%，玉米约含65%，马铃薯约含20%。将这些原料干燥磨碎，使细胞破裂，然后用水冲洗，淀粉在水中混悬下沉，过滤后干燥即得。 淀粉为白色、无臭、无味粉状物质，它是由a-D-葡萄糖单位组成多聚体，是植物中D-葡萄糖主要储存形式。淀粉是由直链淀粉(amylose)和支链淀粉(amylopectin)所组成混合物，前者含量为1030%，后者含量为7090%。第18页淀粉结构第19页1、直链淀粉由-D-(+)-葡萄糖以-1,4-苷键 结合而成链状高聚物。 第20页 直链淀粉不易溶于冷水，能溶于热水。直链淀粉分子卷曲成螺旋状，每一圈螺旋有六个D-葡萄糖结构单位。第21页直链淀粉结构第22页

7、 淀粉溶液与碘产生紫兰色反应，当前认为是直链淀粉螺旋状结构中空穴恰好适合碘分子进入，依靠分子间引力使碘形成 紫兰色 包结物。I-3I-3I-3第23页 支链淀粉也称胶淀粉，存在于淀粉外层，组成淀粉皮质，它不溶于冷水或热水，但可在水中膨胀成糊状。 支链淀粉主链也是由a-D-吡喃葡萄糖经过 -1,4-苷键 连接而成，另外它还含有 -1,6-苷键 连接支链。2、支链淀粉第24页每个支链大约20个葡萄糖单位 第25页支链淀粉与碘生成紫红色 包合物。第26页直链和支链淀粉均可在酸催化下加热水解。 (C6H10O5)n (C6H10O5)n-x C12H22O11 C6H12O6 淀粉 紫糊精 红糊精 无

8、色糊精 麦芽糖 D-葡萄糖碘液： 紫兰色 紫兰色 红色 无色 无色 无色 依据淀粉水解产物与碘液展现颜色，可判断淀粉水解程度。第27页糖原 糖原为动物体内贮存主要多糖，此多糖相当于植物体内贮存淀粉，所以糖原也称为动物淀粉；高等动物肝脏和肌肉组织中含有较多糖原。人类肝脏中糖原含量可达肝脏干重百分之十左右。软体动物也含有糖原，甚至于在玉米和一些细菌中也曾发觉能合成类似糖原多糖成份。 第28页糖原结构借助于甲基化作用已证实糖原主链骨架由1-4糖苷键联接 -D吡喃葡萄糖残基组成，由甲基化作用也同时发觉糖原甲基化产物中含有较多1，4，6三甲基化-D-吡喃葡萄糖。所以糖原分子含有较多分支结构。支链淀粉分支

9、结构是以24个葡萄糖残基为其分支长度，但糖原分支结构则是平均以12个葡萄糖残基为其分支长度 。第29页糖原第30页第31页(三) 纤维素 纤维素是由许多葡萄糖结构单位以-1,4-苷键 相互连接而成。 人消化道中没有水解-1,4葡萄糖苷键纤维素酶，所以人不能消化纤维素，但人对纤维素又是必不可少，因为纤维素可帮助肠胃蠕动，以提升消化和排泄能力。 第32页由 b-1,4-苷键 连接纤维素趋向形成直链，每100200条彼此平行分子长链经过氢键聚集在一起排列成纤维素索。第33页植物中纤维素存在形态第34页 纤维素不显还原性，在酸中加热加压长时间水解，可最终水解为D-葡萄糖，若小心水解可生成纤维二糖。 人

10、体中没有水解纤维素酶，所以人类不能以纤维素作食物，但反刍动物如牛等可利用它们胃中能产生纤维素酶微生物，将纤维素分解成葡萄糖，因而可利用纤维素作为食物。 纤维素在水、稀酸和稀碱及普通有机溶剂中不溶，但能溶于浓硫酸及浓氯化锌溶液中，并同时断链，最好溶剂是氢氧化铜氨溶液。第35页(1). 制造纤维素硝酸酯（硝酸纤维）。依据含N 量分为火棉（含N量较高，用于制造无烟火药）、胶棉（含N量较低，用于制赛璐珞和喷漆）(2). 制造纤维素乙酸酯（醋酸纤维），不易着火，用于制胶片(3). 制造黏胶纤维（NaOH、CS2处理后所得，其中长纤维称人造丝，短纤维称人造棉）纤维素用途第36页纯棉上衣麻布法国棉麻(4).

11、 棉麻纤维大量用于纺织工业(5). 木材、稻草、麦秸、蔗渣等用于造纸(6). 食物中纤维素有利于人消化。第37页半纤维素大量存在于植物木质化部分，包含很多高分子多糖。用稀酸水解则产生己糖和戊糖，所以它是多聚戊糖(如多聚阿拉伯糖、多聚木糖)和多聚己糖(如多聚半乳糠和多聚甘露糖)混合物。 第38页多糖性质一、多糖溶解性多糖类物质因为其分子中含有大量极性基团，所以对于水分子含有较大亲协力；不过普通多糖分子量相当大，其疏水性也随之增大；所以分子量较小、分支程度低多糖类在水中有一定溶解度，加热情况下更轻易溶解；而分子量大、分支程度高多糖类在水中溶解度低。第39页正是因为多糖类物质对于水亲合性，造成多糖类

12、化合物在食品中含有限制水分流动能力；而又因为其分子量较大，又不会显著降低水冰点。第40页二、多糖溶液黏度与稳定性正是因为多糖在溶解性能上特殊性，造成了多糖类化合物水溶液含有比较大黏度甚至形成凝胶。多糖溶液含有黏度本质原因是：多糖分子在溶液中以无规线团形式存在，其紧密程度与单糖组成和连接形式相关；当这么分子在溶液中旋转时需要占有大量空间，这时分子间彼此碰撞几率提升，分子间摩擦力增大，所以含有很高黏度。甚至浓度很低时也有很高黏度。第41页当多糖分子结构情况有差异时，其水溶液黏度也有显著不一样。高度支链多糖分子比含有相同分子量直链多糖分子占有空间体积小得多，因而相互碰撞几率也要低得多，溶液黏度也较低

13、；带电荷多糖分子因为同种电荷之间静电斥力，造成链伸展、链长增加，溶液黏度大大增加；大多数亲水胶体溶液黏度伴随温度提升而降低，这是因为温度提升造成水流动行增加；而黄原胶是一个例外，其在0100内黏度保持基本不变。第42页多糖形成胶状溶液其稳定性与分子结构有较大关系。不带电荷直链多糖因为形成胶体溶液后分子间能够经过氢键而相互结合，伴随时间延长，缔合程度越来越大，所以在重力作用下就能够沉淀或形成份子结晶。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；带电荷多糖因为分子间相同电荷斥力，其胶状溶液具有相当高稳定性。食品中常用海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶等即属于这么多糖类化合物。第43页三、多糖水解

14、 多糖水解指在一定条件下，糖苷键断裂，多糖转化为低聚糖或单糖反应过程。多糖水解条件主要包含酶促水解和酸碱催化水解；调整或控制多糖水解是食品加工过程中主要步骤。第44页待处理对象所用酶得到产物应用条件应用意义淀粉淀粉酶(来自大麦芽或微生物)生产糖浆和改进食品感官性质纤维素纤维素酶(包含内切酶、外切酶及葡糖苷酶)短纤维素链、纤维二糖及葡萄糖3060 pH4.56.5生产膳食纤维、葡聚糖浆及提升果汁榨汁率和澄清度半纤维素半纤维素酶(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、甘露糖及其它单糖提升食品质量果胶果胶酶(有内源和商品之分）主要为半乳糖醛酸，有少许半乳糖、阿拉伯糖等植物质地软化及水果榨汁和澄清a.酶促水解第45页b.酸碱催化水解(1) 酸催化*机理：第46页影响原因：多糖类型：对中性多糖起作用，其它糖