烹饪化学第三章烹饪食品中的糖类

烹饪化学2023/1/122第三章烹饪食品中糖类吉林农业科技学院陈福玉2023/1/123Contents本章主要内容第二节单糖和低聚糖第三节羰氨反应第一节引言第四节食品多糖2023/1/1243.1Introduction引言一、碳水化合物的一般概念1.Definition碳水化合物

(Carbohydrates)

表达式Cx(H2O)y----特例多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。2023/1/1253.1Introduction引言2.Classification分类：

按组成分类1)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。2）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。3）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。2023/1/1263.1Introduction引言2.Classification分类：

按功能组成分类

1）结构多糖:组成生物体的多糖。

2）贮存多糖：是单糖的一种贮存形式。

3）抗原多糖：主要是微生物（细菌、真菌）多糖，属高分子聚合多糖，按结构可分为肽聚糖、葡聚糖和脂多糖等。2023/1/1273.1Introduction引言二、食品原料中的碳水化合物Carbohydratescomprisemorethan75%ofthedrymatterofPlants.eg:corn,vegetable,fruit,andsoon.

Monosaccharides&Oligasaccharidesisusuallyfoundinthevegetableandfruit.Polysaccharidescanmainlybefoundincorn,seed,root,stemplants.2023/1/1283.1Introduction引言常见水果、蔬菜中的游离糖含量（％鲜重计）2023/1/1293.1Introduction引言常见水果、蔬菜中的游离糖含量（％鲜重计）含量很少:1～6%2023/1/12102023/1/12113.1Introduction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2023/1/12123.1Introduction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2023/1/12133.1Introduction引言三、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2023/1/12143.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates1、单糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）2023/1/1215一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates3.2Monosaccharide&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1、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。2023/1/1216一、单糖和低聚糖的结构StructureofCarbohydratesC4

差向异构C2

差向异构链式结构－醛糖2023/1/1217一、单糖和低聚糖的结构StructureofCarbohydratesC5

差向异构链式结构－酮糖2023/1/1218一、单糖和低聚糖的结构StructureofCarbohydrates环状结构

手性碳原子镜面2023/1/1219-与-构型一、单糖和低聚糖的结构StructureofCarbohydrates环状结构2023/1/1220-与-构型同侧异侧一、单糖和低聚糖的结构StructureofCarbohydrates环状结构C1为手性碳原子，它有右侧两种端位异构2023/1/1221一、单糖和低聚糖的结构StructureofCarbohydrates环状结构-与-构型2023/1/1222一、单糖和低聚糖的结构StructureofCarbohydrates命名3个碳原子：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

2023/1/1223三糖四糖五糖六糖C4差向异构C2差向异构D-n糖2（n-2）个异构体2023/1/12243.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates1、单糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）2023/1/12253.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates2、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2023/1/12263.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates2、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）2023/1/1227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2023/1/1228D-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2023/1/1229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Sucrose2023/1/1230三糖

麦芽三糖、甘露三糖、蔗果三糖

聚合度为4～10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2023/1/12313.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates2、低聚糖（Oligosaccharides）

食品中重要的低聚糖

具有特殊功能的低聚糖

2023/1/1232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:2023/1/1233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

2023/1/1234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2023/1/1235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：2023/1/1236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2023/1/1237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2023/1/1238β-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2023/1/12393.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates1、单糖（Monosaccharides）2、低聚糖（Oligosaccharides）3、糖苷（Glycosides）2023/1/12403.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates3、糖苷（Glycosides）

糖苷的基本概念

糖苷的基本性质

2023/1/1241糖苷的基本概念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、-NH2、-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）2023/1/1242糖苷的基本概念Glycosides-Definition配基部分2023/1/1243糖苷的基本性质Glycosides-Properties糖苷的类型O-糖苷S-糖苷N-糖苷2023/1/1244糖苷的基本概念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2023/1/12452.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates3、糖苷（Glycosides）

糖苷的基本概念

糖苷的基本性质

2023/1/12463.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates二、单糖和低聚糖的物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood三、单糖和低聚糖的化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2023/1/1247二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood1、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％）（甜度）

α－D-葡萄糖（比甜度）

β－D－呋喃果糖（比甜度）（甜度：果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖）2023/1/1248二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood1、甜度-糖的不同构型（α、β型）葡萄糖:

倍

0℃80℃

果糖:<:=3:7:=7:3

3倍

浓度高，构型多

与浓度有关

与温度有关

与温度无关2023/1/1249二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、溶解度（g/100gH2O）

温度对溶解过程和溶解速度具有决定性影响

高浓度的糖液具有防腐保质的作用，在70％以上能抑制霉菌、酵母的生长。

温度0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃糖名称葡萄糖3541.647.754.661.870.974.27881.284.7蔗糖64.26567.168.770.472.274.276.278.480.6T=60℃时，葡萄糖＝蔗糖；

T<60℃时，葡萄糖<蔗糖，T=60℃时，反之；

T<10℃时，若配比不合格，常温下G即结晶，反砂；果浆类不易贮存在10℃以下，以防结晶。工业上贮存G高温高浓，55℃

，70％（不结晶）。2023/1/1250二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、溶解度（g/100gH2O）

温度对溶解过程和溶解速度具有决定性影响

高浓度的糖液具有防腐保质的作用，在70％以上能抑制霉菌、酵母的生长。

温度0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃糖名称葡萄糖3541.647.754.661.870.974.27881.284.7蔗糖64.26567.168.770.472.274.276.278.480.6t=20℃时，葡萄糖48％蔗糖66％果糖79％果糖具有较好的食品保存性。果葡糖浆的浓度％

果葡糖浆中果糖含量％

714277558090

果糖含量较高的果葡糖浆，其保存性能较好。2023/1/1251二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、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2023/1/1252二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、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2023/1/1253二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood4、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>93.5℃-脱水乳糖结晶玻璃状T=93.5℃-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2023/1/1254二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood4、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；糕点、挂浆类糕点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……“返砂”2023/1/1255二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood5、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2023/1/1256二、单糖和低聚糖物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood6、粘度——调节食品稠度和可口性

G和F溶液<蔗糖溶液，淀粉糖浆较高应用：穿糖衣、挂霜菜、拔丝等。与温度有关

葡萄糖溶液粘度随T↑而↑；蔗糖溶液粘度随T↑而↓；7、抗氧化性——保持水果、蔬菜的风味、颜色和Vc

糖溶液中溶氧量小糖本身具有抗氧化性8、糖的溶化：P80表4-2常见糖的熔点糖为分子晶体，熔点不太高，加热到熔点时会溶化为液体。许多糖因为纯度不高而熔点降低，表现为在一个温度区域就软化。糖类作为有机物，在熔点附近时已经有明显的化学反应，如脱水、氧化、裂解发生，造成糖在色泽、质构、调味等方面的改变，因此控制温度是熬制糖的关键。烹饪中蔗糖熬制过程：第一阶段：是在低温或加热初期，温度一般在120℃左右，无颜色变化；第二阶段：糖浆或糖膏继续加热，黏度迅速提高，并有颜色产生，此时温度大约为155℃.是典型的胶态糖阶段。第三阶段：温度上升到165℃以上，糖的颜色迅速变褐，发生焦糖化反应，这时化学变化占主要地位。（温度不要超过200℃

，否则会导致糖的颜色加深）2023/1/1259单糖和低聚糖物理性质

小结甜度溶解度吸湿性和保湿性结晶性和抗结晶性渗透压粘度抗氧化性糖的溶化综合分析2023/1/12592023/1/12603.2Monosaccharide&Oligosaccharides一、单糖和低聚糖的结构及功能Structure&FunctionofCarbohydrates二、单糖和低聚糖的物理性质在烹饪中应用PhysicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood三、单糖和低聚糖的化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2023/1/1261三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood1、水解反应：低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解生成单糖或低聚糖。C12H22O11+H20C6H12O6+C6H1206S右旋FG左旋转化糖

柠檬酸，蔗糖酶H+2023/1/1262三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood影响水解反应的因素：

结构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。2023/1/1263三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、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：

GCO2+H2OBr/H2O：

G葡萄糖酸脱水－内酯－内酯酮糖如F不发生此反应2023/1/1264三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&OligosaccharidesinfoodBr/H2O葡萄糖酸D-葡萄糖δ-内酯

闭环是酯，加热后开环是酸内酯是一种温和的酸化剂

完全水解需要3h，随着水解不断进行，质子均匀缓慢地释放出来，pH逐渐下降，慢慢酸化

在豆制品中，形成三维网络结构，细嫩的凝胶结构在焙烤食品中作为膨松剂的一个组分

缓慢释放的H+与CO32-结合，缓慢释放CO2

与Ca2+Fe2+Zn2+结合，矿物质饮食补充剂2023/1/1265三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、氧化反应

强氧化剂：

GCO2+H2OBr/H2O：

G葡萄糖酸脱水内酯

浓硝酸：醛糖二元酸2023/1/1266三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、氧化反应

浓硝酸：醛糖二元酸2023/1/1267三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、氧化反应

强氧化剂：

GCO2+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2023/1/1268三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood2、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2023/1/1269三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、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）

2023/1/1270保湿剂甜度为蔗糖50%不被微生物利用不依赖胰岛素Ni三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、还原反应——山梨糖醇2023/1/1271甘露糖醇C2差向异构甜度为蔗糖的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2023/1/1272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三、单糖和低聚糖化学性质在烹饪中应用ChemicalPropertyofMono-&Oligosaccharidesinfood3、还原反应——木糖醇4、焦糖化反应

概念：无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用酸或铵盐作催化剂，糖发生脱水与降解，生成深色物质的过程，称为焦糖化反应。过程:

脱水:

分子双键不饱和的环聚合高聚物。

缩合或聚合:

裂解挥发性的醛、酮缩合或聚合深色物质2023/1/1273焦糖化反应条件

①无水或浓溶液，温度150-200℃。②催化剂的存在加速反应：

铵盐,磷酸盐,苹果酸,延胡索酸,柠檬酸,酒石酸等③pH8比时快10倍。④不同糖反应速度不同，

例如果糖大于葡萄糖（熔点的不同）

2023/1/1274蔗糖形成焦糖的过程蔗糖异蔗糖酐焦糖酐焦糖稀

焦糖素（无甜味而具有温和的苦味）（熔点为138℃，可溶于水及乙醇，味苦）（熔点为154℃，可溶于水）（高分子量的深色物质）200℃，约35min起泡

二次起泡55min

继续加热继续加热

焦糖色素是一种结构不明确的大的聚合物分子，这些聚合物形成了胶体粒子，形成胶体粒子的速度随温度和pH的增加而增加。2023/1/1275影响焦糖化作用的因素糖的种类：一般晶体糖作用明显；还原糖易氧化；高分子量的淀粉等多糖无明显作用。温度:偏高时，以裂解反应为主，焦糖味浓烈；偏低时，以脱水反应为主，对颜色无较大影响。2023/1/1276PH:碱性时焦糖化快，分解产物增多，对气味影响较大；强酸时，糖不经加热也能褐变，脱水反应更快，对迅速上色有利。共存物：铵盐、有机酸、金属离子（Cu2+、Fe3+）等均能催化反应进行；氧的作用不明显；若有氨基化合物时，褐变也容易进行—羰氨反应。2023/1/1277焦糖色素的性质

焦糖是一种黑褐色胶态物质等电点在pH3.0-6.9,甚至低于pH3粘度100-3000cp2023/1/1278工业上生产焦糖色素

以蔗糖为原料生产的三种色素及用途NH4HSO3催化pH2-4.5耐酸焦糖色素

（可用于可口可乐饮料，棕色）糖和铵盐加热pH4.2-4.8焙烤食品用焦糖色素

（红棕色）

蔗糖加热pH3-4啤酒美色剂

（含醇类饮料，红棕色）2023/1/12792023/1/1280Contents本章主要内容第二节单糖和低聚糖第三节羰氨反应第一节引言第四节食品多糖3.3

羰氨反应美拉德反应（Maillardreaction）

来源：法国化学家美拉德发现的；当甘氨酸和葡萄糖的混合液在一起加热时会形成所谓的“黑色素”，故又称为“美拉德反应”。2023/1/1281羰氨反应的定义美拉德反应（羰氨反应）：指羰基与氨基经缩合、聚合反应生成类黑色素和某些风味物质的非酶褐变反应。2023/1/1282定义包含的内容羰基化合物：有醛、酮、单糖以及多糖分解或脂类氧化而生成的。氨基化合物：游离氨基酸、肽类、蛋白质、胺类等物质。试验证明：活性的醌、二酮、不饱和醛酮等羰基化合物单独存在时也要发生褐变，而与氨基化合物共存时，更有促进作用。2023/1/1283应用是食品中最重要的化学反应之一。食品中都存在两种反应物质，因此都有可能发生羰氨反应。烹饪中菜肴的上色、增香、固型都是羰氨反应的直接结果。2023/1/12841.美拉德反应过程

初期阶段中期阶段末期阶段

羰氨缩合

分子重排Amadori重排（醛糖）Heyenes重排（酮糖）脱胺脱水

脱胺重排氨基酸降解醇醛缩合

聚合2023/1/1285初期阶段氨基＋羰基（还原糖)

氮代葡萄糖基胺

果糖胺美拉德反应过程羰氨缩合

分子重排中期阶段

2023/1/1286中期阶段

果糖胺脱胺脱水1，2烯醇化

羟甲基糠醛（HMF）

脱胺重排2，3烯醇化

二羰基化合物

还原酮

Strecker

褐色

CO2

醛

脱胺脱水HMF的积累与褐变速度有密切的相关性，HMF积累后不久就可发生褐变。脱胺重排二羰基化合物

还原酮Strecker降解

末期阶段

缩合与聚合，生成类黑色素和风味化合物。2.食品褐变与品质的关系：1)色泽：美拉德反应生成的类黑精,有很好的抗氧化性，也赋予食品特有的色泽。2)营养:还原糖与赖氨酸结合后的重排产物不能被人体吸收，降低了食品的营养价值，使赖氨酸生物效价有所损失；类黑精与蛋白质、重金属结合后，对消化系统产生不利影响。3)风味：Strecker降解反应的产物是食品产生风味物质的重要途径之一，但过度反应会产生焦糊味。2023/1/12923.美拉德反应的条件、生成物和特点

条件：还原糖（主要是葡萄糖）和氨基酸少量的水加热或长期贮藏

产物：黑色素（类黑精）＋风味化合物

特点：pH值下降（封闭了游离的氨基）；还原的能力上升（还原酮产生）；褐变初期，紫外线吸收增强，伴随有荧光物质产生；添加亚硫酸盐，可阻止褐变，但在褐变后期加入不能使之褪色。

2023/1/12933.影响美拉德反应的因素

①糖的结构、种类及含量

、β不饱和醛>α－双羰基化合物>酮

b.五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖）

c.单糖>双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢）

d.还原糖含量与褐变成正比②氨基酸及其它含氨物种类(肽类、蛋白质、胺类)a.胺类>氨基酸

b.含S-S，S-H不易褐变

c.有吲哚，苯环易褐变

d.碱性氨基酸易褐变

e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变2023/1/12943.影响美拉德反应的因素③pH值

pH4-9范围内，随着pH上升，褐变上升

pH≤4或pH≥9时，褐变反应程度较轻微

pH在6-7范围内，褐变较严重④反应物浓度（水分含量）

10％～15%(H2O)时，褐变易进行

5%～10％(H2O)时，多数褐变难进行

5%>(H2O)时，脂肪氧化加快，褐变加快2023/1/12953.影响美拉德反应的因素⑤温度

若△t＝10℃，则褐变速度差△v相差3～5倍。一般来讲：t>30℃时，褐变较快

t<20℃时，褐变较慢

t<10℃时，可较好地控制或防止褐变地发生⑥金属离子

Fe(Fe+3>Fe+2)Cu催化还原酮的氧化

Na＋对褐变无影响。

Ca2+可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。促进褐变2023/1/1296反应对食品品质的影响

不利方面：

a.营养损失，特别是必须氨基酸损失严重

b.产生某些致癌物质

c.对某些食品，褐变反应导致的颜色变化影响质量。

有利方面：

褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和风味。2023/1/1297反应在烹饪加工中应用抑制maillard反应注意选择原料：选氨基酸、还原糖含量少的品种。水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。流体食品则可通过稀释降低反应物浓度。降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐变。降低温度：低温贮藏。除去一种作用物：一般除去糖可减少褐变。加入亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐钙可抑制褐变。

2023/1/1298利用控制原材料：核糖+半胱氨酸：烤猪肉香味核糖+谷胱甘肽：烤牛肉香味控制温度：葡萄糖+缬氨酸：100-150℃烤面包香味

180℃巧克力香味木糖+酵母水解蛋白：90℃饼干香型

160℃酱肉香型不同加工方法：土豆大麦水煮：125种香气75种香气烘烤：250种香气150种香气反应在烹饪加工中应用2023/1/12992023/1/121003.4Polysaccharides多糖一、概述Introduction

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-DegreeofPolymerization）

大多数多糖的DP为200-3000

纤维素的DP最大，达7000-150002023/1/121013.4Polysaccharides多糖一、概述Introduction

Function:多糖的作用

生理功能

水的结合功能2023/1/12102Function:多糖的作用

膳食纤维--植物多糖①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螯合作用；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2023/1/12103水的结合功能：做增稠剂，胶凝剂，澄清剂等Function:多糖的作用

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

2023/1/12104Function:多糖的作用

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0.25%～0.5%2023/1/12105线性分子，很高粘度支链分子，粘度较低占有空间碰撞频率多糖溶液的黏度与稳定性

2023/1/12106—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Function:多糖的作用

多糖溶液的黏度与稳定性

2023/1/12107Function:多糖的作用

凝胶

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2023/1/12108二、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2023/1/12109

（一）淀粉的一般性质形状：圆形、椭圆形、多角形等。大小：

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。2023/1/12110

（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2023/1/12111

（二）淀粉的结构支链淀粉：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

1,41,62023/1/12112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2023/1/12113马铃薯淀粉的颗粒和偏光十字

（二）淀粉的结构2023/1/12114

一些淀粉中直链与支链淀粉的比例2023/1/12115物理性质

白色粉末在，热水中融溶胀。纯支链淀粉能溶于冷水中，而直链淀粉不能，直链淀粉能溶于热水。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2023/1/12116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2023/1/12117

淀粉的水解－酶水解－淀粉酶

－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2023/1/12118

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2023/1/12119-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2023/1/12120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2023/1/12121

（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2023/1/12122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2023/1/12123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。2023/1/12124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2023/1/121252023/1/12126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。2023/1/12127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。2023/1/12128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2023/1/12129稀淀粉溶液冷却后，线性分子重新排列并通过氢键形成不溶性沉淀。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2023/1/12130影响淀粉老化的因素：1、温度：

2－4℃，淀粉易老化

>60℃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。2023/1/12131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