第三章糖类化合物

第三章糖类化合物第1页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.1概述3.2食品中的单糖类化合物3.3食品中的低聚糖类化合物3.4食品中的多糖类化合物主要内容

第2页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.1概述3.1.1糖类化合物的定义与来源糖类化合物可以定义为多羟基的醛类、酮类化合物或其聚合物及其各类衍生物的总称，是自然界中最丰富的天然有机化合物，是生物体所需能量的主要来源。习惯上也称其为碳水化合物，这是因为此类化合物的一般通式可以表示为Cn(H20)m。

糖类化合物是绿色植物经过光合作用形成的产物，一般占植物体干重的80%左右。

第3页，共173页，2023年，2月20日，星期一光合作用绿色植物在太阳光照射下能进行光合作用，将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气。

该反应的化学方程式为：6CO2+6H2O光照C6H12O6+6O2；第4页，共173页，2023年，2月20日，星期一根据其水解程度分类单糖：指凡不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等；低聚糖：聚合度小于或等于10的糖类物质，如蔗糖、乳糖、麦芽糖等；多糖：聚合度大于10的糖类物质，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等。3.1.2糖类化合物的分类第5页，共173页，2023年，2月20日，星期一第6页，共173页，2023年，2月20日，星期一多糖的分类根据多糖的组成分类均多糖：指只有一种单糖组成的多糖，如淀粉，纤维素等杂多糖：指由两种或两种以上的单糖组成的多糖，如香菇多糖等。根据是否含有非糖基团纯粹多糖：不含有非糖基团的多糖，也就是一般意义上的多糖；复合多糖：含有非糖基团的多糖，如糖蛋白、糖脂等根据多糖的生物学功能来分类结构多糖：组成生物体的多糖。纤维素、糖蛋白、糖脂等；贮存多糖：淀粉、糖原、葡聚糖；功能多糖：在生物体中起信号传导、生物信息识别等功能的多糖，糖工程、多糖代谢；抗原多糖：指具有抗原性的多糖类。在多数情况下，多糖类属不完全抗原；但在免疫及试管内反应方面有作为完全抗原而起作用的事实。第7页，共173页，2023年，2月20日，星期一1从食品工艺学的角度：

a赋予食品香甜味：面包、饼干中的糖类物质；

b

增加食品体系的粘稠性：饮料；

c

改善和维持食品体系的质地稳定性：果冻、果汁；

d

改善食品体系的香味和色泽：糖醋排骨。3.1.3糖类化合物在食品体系中的功能第8页，共173页，2023年，2月20日，星期一2从食品生化的角度a作为人类活动的能源物质；b构成机体或食品体系；C转化形成生命必需物质，如蛋白质和脂类。第9页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2食品中的单糖类化合物3.2.1单糖与食品相关的物理学特性1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：

α-D-葡萄糖0.70α-D-半乳糖0.27

α-D-甘露糖0.59

α-D-木糖0.50

β-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α-构型甜度较大，而果糖的β-构型甜度较大。第10页，共173页，2023年，2月20日，星期一2旋光性和变旋现象

旋光性是一种物质使直线偏振光的振动平面发生旋转的特性。右旋为D-或（+），左旋为L-或（-）。大多数单糖都有旋光性（丙酮糖除外），见P110表4-2.旋光性是鉴定糖的一个重要指标。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（糖刚溶解于时，其比旋光度是处于变化中的，但到一定时间后就稳定在一恒定的旋光度上的现象）。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间（24h）。是指1mL含1g糖的溶液在其透光层为0.1m时使偏振光旋转的角度第11页，共173页，2023年，2月20日，星期一

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。果酱和蜜饯类食品就是利用糖作为保藏剂的。3溶解度

第12页，共173页，2023年，2月20日，星期一吸湿性和保湿性反映了单糖和水分之间的关系，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。如：生产硬糖时要求生产材料的吸湿性低，如蔗糖；相反，生产软糖时要求生产材料的吸湿性要高，如转化糖和果葡糖浆；

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。

4吸湿性、保湿性与结晶性

第13页，共173页，2023年，2月20日，星期一5其它

a粘度：葡萄糖、果糖<蔗糖<淀粉糖浆，除葡萄糖外，粘度都随温度的升高而降低；b冰点降低:单糖的水溶液具有冰点降低的特点。糖溶液冰点降低的程度取决于其浓度和糖的相对分子质量大小，溶液浓度越高，相对分子质量越小，冰点降低越多；C渗透性：相同浓度下（质量百分比浓度），溶质分子的分子质量越小，溶液的摩尔浓度就越大，溶液的渗透压越大，食品的保存性就越高；d抗氧化性：食品的抗氧化性实际上是由于糖溶液中氧气的溶解度降低引起的。第14页，共173页，2023年，2月20日，星期一

单糖一般的化学性质在有机化学及生物化学中已经进行了详细的介绍，这里只讨论单糖在食品或食品原料中可能发生的化学反应。3.2.2单糖的食品化学反应第15页，共173页，2023年，2月20日，星期一第16页，共173页，2023年，2月20日，星期一第17页，共173页，2023年，2月20日，星期一第18页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.1Maillard（美拉德)反应

Maillard（Maillard,L.C.；法国化学家）反应指含羰基化合物（如糖类等）与含氨基化合物（如氨基酸等）通过缩合、聚合而生成类黑色素的反应。由于此类反应得到的是棕色的产物且不需酶催化，所以也将其称为非酶褐变。

几乎所以的食品或食品原料内均含有羰基类物质和氨基类物质，因此均可能发生Maillard反应。对这类反应的讨论是食品化学的一个重点内容。第19页，共173页，2023年，2月20日，星期一初期反应：包括羰氨缩合和分子重排；中期反应：分子重排产物的进一步降解，生成羟甲基糠醛等；末期反应：中期反应产物进一步缩合、聚合，形成复杂的高分子色素。初期阶段的羰氨缩合反应的控制对控制整个美拉德反应意义巨大。(1)反应的总体过程

Maillard反应是一个非常复杂的过程，需经历亲核加成、分子内重排、脱水、环化等步骤。其中又可分为初期、中期和末期三个阶段:第20页，共173页，2023年，2月20日，星期一

Maillard反应总体过程图第21页，共173页，2023年，2月20日，星期一到目前为止，Maillard反应中还有许多反应的细节问题没有搞清楚，就现有的研究成果简单分述如下。(2)反应机理第22页，共173页，2023年，2月20日，星期一亲核加成不饱和烃与HCN、ROH、NH等试剂的加成反应，这类试剂的活性中心是带负电荷部分或电子云密度较大的部位，因此进攻试剂具有亲核性，称亲核试剂。由亲核试剂引起的加成反应称亲核加成（nucleophilicaddition）反应。

第23页，共173页，2023年，2月20日，星期一亲核取代卤代烷中卤原子的电负性很强，使C-X键的电子对偏向卤原子，碳原子上带有部分正电荷，容易受负电子的亲核试剂进攻，卤原子带一对电子以负离子的形式离开，由于此类反应是亲核试剂来进攻带正电荷或部分正电荷的卤代烃中的碳原子，因此称为亲核取代反应（NucleophilicSubstitutionreaction）,通常用SN来表示。第24页，共173页，2023年，2月20日，星期一

Maillard反应的初期阶段包括两个过程，即羟氨缩合与分子重排。

A、羰氨缩合单糖类物质可以和含伯氨基类物质（如氨基酸）发生羰氨缩合反应而得到Schiffs（希夫）碱，Schiffs碱通过分子内环化转化成稳定的环状结构的产物－糖胺其中的两步均为亲核加成类型的反应。第一步为氨基N对醛基亲核加成，经脱水形成Schiffs碱；第二步为5-OH对C=N双键亲核加成形成环状的葡糖胺产物。Schiffs碱的稳定性较小，因此第二步反应倾向于形成葡糖胺。酸性条件不利于反应的进行（降低氨基亲核性），碱性可促进此反应的发生。Ⅰ、初期阶段a、以葡萄糖为底物第25页，共173页，2023年，2月20日，星期一如果体系中存在有可以转化Schiffs碱或使葡糖胺不能形成的物质，则可抑制Maillard反应的发生。如亚硫酸盐的存在：亚硫酸氢钠与葡萄糖的反应为亲核加成反应，而加成产物与伯胺的反应则为亲核取代反应。第26页，共173页，2023年，2月20日，星期一b、以果糖为底物第27页，共173页，2023年，2月20日，星期一B、分子重排

上步产物葡糖胺酸性条件下可以发生Amadori（阿姆德瑞）重排而转化为环式果糖胺：

Amadori反应又称葡糖胺重排反应。是由一分子葡糖胺在盐酸和吡啶的混合溶液中得到1-氨基-1-脱氧-2-酮糖的过程。葡糖胺在酸的作用下开环，1位生成烯胺，5位变成羟基。分子重排，1.2位变成烯醇。再分子重排，2位变成酮。由5位上的羟基进攻酮羰基，关环，得到环式产物。第28页，共173页，2023年，2月20日，星期一

此过程包括了两个重排步骤，第一个是在酸的存在下葡糖胺经环的破坏而导致的2-C上脱氢的重排过程，可看作是分子内的1,3-重排；第二步是1-氨基-1-脱氧-2-酮糖的烯醇式和酮式的重排过程。

第29页，共173页，2023年，2月20日，星期一果糖也能发生类似于A、B两个过程的反应，经A反应得到的是果糖胺，而果糖胺发生Heyenes（海因斯）重排：重排过程为：

Heyenes反应又称果糖胺重排反应。是由一分子果糖胺在盐酸和吡啶的混合溶液中得到2-氨基-2-脱氧葡萄糖的过程。果糖胺在酸的作用下开环，2位生成烯胺，5位变成羟基。分子重排，1.2为变成烯醇。再重排，1为变成醛。第30页，共173页，2023年，2月20日，星期一初期阶段中重排得到的酮式果糖胺在中期阶段反应的主要特点是分解。分解过程可能有不同的途径，已经研究清楚的有以下三个途径：

A、酸性条件下脱水转化成羟甲基糠醛这种途径经历五步反应，其中有三步脱水、一步加水，总的结果是脱去二分子的水，最后生成环状的产物。其过程可以表示为：Ⅱ、中期阶段第31页，共173页，2023年，2月20日，星期一第一步为烯醇式与酮式的互变异构；第二步可看作在酸的作用下，3-C上的羟基脱水，形成碳正离子，碳正离子发生分子内重排，通过失去N上的质子而形成Schiffs碱；第三步又是烯醇式和酮式的重排得到3-脱氧奥苏糖；第四步3,4-碳之间发生消去反应形成烯键；最后一步是5-C上的羟基与2-羰基发生半缩酮反应而成环，然后消去一分子水形成。（书上的结构不对）此机理中胺类化合物离去得到的是羟甲基糠醛（HMF），也可以RNH2不离去，得到HMF的Schiffs碱，即胺仍然连在醛基上。所得到的HMF是食品褐变的重要的中间产物，检测这种物质就可以预测褐变的速度。第32页，共173页，2023年，2月20日，星期一

B、碱性条件下脱去胺基重排形成还原酮此途径的过程可以表示为：其中第一步为烯醇化的过程；第二步为脱去RNH2，分子内重排；第三步为烯醇式转化为酮式；最后一步是3,4-C之间的烯醇化。（P53教材上形成4-C上无羟基似乎无道理）还原酮是活泼的中间产物，可以继续脱水，也可以与胺类化合物反应，还可分解为较小的分子，如乙酸、丙酮醛、丁二酮（二乙酰）等。第33页，共173页，2023年，2月20日，星期一

C、氨基酸与二羰基化合物的作用

斯特勒克降解反应：在二羰基化合物存在的条件下，氨基酸可以发生脱羧、脱氨作用，自身生成少一个碳的醛类化合物和二氧化碳，其氨基则转移到二羰基化合物上并进一步发生反应生成各种化合物（风味物质，如醛、吡嗪等），这一反应称为~

通过同位素示踪法已证明，在羰氨反应中产生的二氧化碳90%~100%来自氨基酸残基而不是来自糖残基部分。所以，斯特勒克降解反应在褐变反应体系中即使不是唯一的，也是主要产生二氧化碳的途径。由于此途径中有二氧化碳释放，因此可以通过检测食品中二氧化碳的释放来监测Maillard反应的发生。第34页，共173页，2023年，2月20日，星期一第35页，共173页，2023年，2月20日，星期一D、果糖基胺的其他反应产物的生成

在美拉德反应中间阶段，果糖基胺除生成还原酮等化合物外，还可以通过其他途径生成各种杂环化合物，如吡啶、苯并吡啶、苯并吡嗪、呋喃化合物、吡喃化合物等，所以此阶段的反应是一个复杂的反应。第36页，共173页，2023年，2月20日，星期一Ⅲ、末期阶段

以上两个阶段并无深色物质的形成，但可以看出前两个阶段尤其是中间阶段得到的许多产物及中间产物，如糠醛衍生物、二酮类等，仍然具有高的反应活性，这些物质可以相互聚合（包括教材上的醇醛缩合）而形成分子量较大的深颜色的物质。第37页，共173页，2023年，2月20日，星期一（3）影响Maillard反应的因素A、羰基化合物种类的影响首先需要肯定的是，并不只是糖类化合物才发生Maillard反应，存在于食品中的其它羰基类化合物也可能导致该反应的发生。在羰基类化合物中，最容易发生Maillard反应的是α,β-不饱和醛类，其次是α-双羰基类，酮类的反应速度最慢。原因可能与共轭体系的扩大而提高了亲核加成活性有关。在糖类物质中有：五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖。二糖或含单糖更多的聚合糖由于分子量增大反应的活性迅速降低。B、氨基化合物同样，能够参加Maillard反应的氨基类化合物也不局限于氨基酸，胺类、蛋白质、肽类均具有一定的反应活性。一般地，胺类反应的活性大于氨基酸；而氨基酸中，碱性氨基酸的反应活性要大于中性或酸性氨基酸；氨基处于ε位或碳链末端的氨基酸其反

第38页，共173页，2023年，2月20日，星期一应活性大于氨基处于α位的。

C、pH受胺类亲核反应活性的制约，碱性条件有利于Maillard反应的进行，而酸性环境，特别是pH<3以下可以有效的防止褐变反应的发生。

D、反应物浓度、含水及含脂肪量

Maillard反应与反应物浓度成正比；完全干燥的情况下Maillard反应难于发生，含水量在10～15%时容易发生；脂肪含量特别是不饱和脂肪酸含量高的脂类化合物含量增加时，Maillard反应容易发生。

E、温度随着贮藏或加工温度的升高，Maillard反应的速度也提高。

F、金属离子许多金属离子可以促进Maillard反应的发生，特别是过渡金属离子，如铁离子、铜离子等。第39页，共173页，2023年，2月20日，星期一本知识点拓展作业以宿舍为单位；用ChemicalDraw完成Maillard反应历程及机理；5月9日上交word文档电子版。第40页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.2焦糖化反应糖类尤其是单糖类在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上（一般为140～170℃）时，会因发生脱水、降解等过程而发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应，又叫卡拉蜜尔作用（caramelization)。焦糖化反应有两种反应方向，一是经脱水得到焦糖（糖色）等产物；二是经裂解得到挥发性的醛类、酮类物质，这些物质还可以进一步缩合、聚合最终也得到一些深颜色的物质。这些反应在酸性、碱性条件下均可进行，但在碱性条件下进行的速度要快得多。下面分头简单介绍相关的反应过程。(1)焦糖的形成单糖和一些二聚糖均可发生焦糖化反应，但不同的糖反应的条件、过程及产物有所差别。下页以常见单糖及蔗糖为例，简要说明其反应的情况。蔗糖的焦糖化过程是食品加工中常用的一项技术。焦糖有等电点，使用时要注意溶液的pH。第41页，共173页，2023年，2月20日，星期一第42页，共173页，2023年，2月20日，星期一制作拔丝菜时最好选用绵白糖。第43页，共173页，2023年，2月20日，星期一

(2)糠醛和其它醛的形成糖在强热下除了上面介绍的焦糖形成过程外，还可通过裂解、脱水等反应，得到活性的醛类衍生物；随着条件的不同，反应最终形成的物质种类也有差别：在食品工业中，利用蔗糖焦糖化的过程可以得到不同类型的焦糖色素：①、耐酸焦糖色素：蔗糖在亚硫酸氢铵催化下加热形成，其水溶液pH2～4.5，含有负电荷的胶体离子；常用在可乐饮料、其它酸性饮料、焙烤食品、糖浆、糖果等产品的生产中。②、糖与铵盐加热所得色素：红棕色，含有带正电荷的胶体离子，水溶液pH4.2～4.8；用于焙烤食品、糖浆、布丁等的生产。第44页，共173页，2023年，2月20日，星期一③、蔗糖直接加热焦糖色素：红棕色，含有略带负电荷的胶体离子，水溶液的pH3~4；用于啤酒和其它含醇饮料的生产。

第45页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.3与碱的作用

单糖在碱溶液中不稳定，易发生异构化和分解反应。（1）烯醇化作用和异构化作用稀碱溶液处理单糖，有助于形成差向异构体的平衡体系。如D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖在稀碱作用下，可得到相同的平衡混合物(P58)。

用碱液处理淀粉糖浆生产人造蜂蜜第46页，共173页，2023年，2月20日，星期一第47页，共173页，2023年，2月20日，星期一在浓碱的作用下，糖分解成小分子的糖、酸、醇和醛等化合物。此分解反应因有无氧气和其它氧化剂的存在而各不相同。当浓碱浓度增加，加热时间延长时，糖发生分子内氧化与重排生成羧酸—糖精酸。（2）分解反应与糖精酸的生成第48页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.4与酸的作用

酸对糖的作用与酸的种类、浓度、反应温度紧密相关：微弱的酸能促进单糖α和β异构体的转化。在稀酸和加热条件下发生如下反应：①复合反应：如2C6H12O6→C12H22O11＋H2O，

不同酸对此反应的催化程度依次为盐酸>硫酸>草酸，在工业上用酸水解淀粉产生葡萄糖时，产物往往含有5%左右的异麦芽糖和龙胆二糖，影响糖的结晶性和风味。第49页，共173页，2023年，2月20日，星期一②脱水反应戊糖（加热和强酸条件）→糠醛；己糖（加热和强酸条件）→5-羟甲基糠醛→甲酸等（分解）→有色物质（聚合）。第50页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.5单糖的氧化反应单糖具有醛的通性（酮基在稀碱溶液中能转化成醛基），既可被氧化为糖酸，又可被还原为糖醇。糖酸加热很容易失水形成内酯，如葡萄糖氧化并失水的产物葡萄糖酸内酯可用作凝固剂，用于豆腐生产，1989年以后，又被批准用于鱼虾保鲜，可使鱼虾外观光泽，富有弹性。

第51页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.6单糖的还原反应糖的还原产物如山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇，是目前人们较为关注的功能性甜味剂。具有清凉甜味（甜度为蔗糖的0.5-0.7倍）体内代谢不需胰岛素参与，可用作糖尿病人的代糖物；在食品加工中还常用作保湿剂。第52页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.7食品中单糖的酯化与醚化糖中的羟基与醇羟基相同，它与有机酸或无机酸相互作用生成酯。天然多糖中存在醋酸酯和其它羧酸酯。

eg.蔗糖脂肪酸酯是一种很好的乳化剂。

糖中的羟基除了形成酯外，还能形成醚，但不如天然存在的酯多。第53页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.3食品中的主要单糖3.3.1葡萄糖室温下，水溶液结晶析出的是含有1分子结晶水的单斜晶系晶体，构型为α-D-葡萄糖；50℃以上为无水葡萄糖；98℃以上的热水溶液或酒精溶液中析出的葡萄糖是无水的斜方晶体，构型为β-D-葡萄糖；第54页，共173页，2023年，2月20日，星期一葡萄糖的甜度约为蔗糖的56%~75%，其甜味有凉爽之感，适宜食用；葡萄糖能被多种微生物发酵，是发酵工业的重要原料：

工业上生产葡萄糖，都以淀粉为原料，经酸法或酶法水解而制得。第55页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.3.2果糖果糖与葡萄糖共存于果实及蜂蜜中；果糖易溶于水，在常温下难溶于酒精；果糖吸湿性较强，因而从水溶液中结晶较困难，但果糖从酒精溶液析出的无水结晶，熔点为102~104

℃；果糖为左旋糖；第56页，共173页，2023年，2月20日，星期一果糖很容易消化，适于幼儿和糖尿病患者食用，它不需要胰岛素的作用，能直接被人体代谢利用；在食品工业上，用异构化酶在常温常压下，使葡萄糖转化为果糖。第57页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.4食品中的单糖衍生物3.4.1氨基糖单糖中一个或多个羟基被氨基取代而生成的化合物称为氨基糖；D-葡萄糖胺、D-半乳糖胺是重要的氨基糖；天然物中氨基糖以N-乙酰基，而很少以N-磺酰基衍生物的形式存在。第58页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.4.2糖苷单糖的羰基与同一糖分子上的醇基形成半缩醛或半缩酮，由于醛基或酮基的内酯化，形成一个新的羟基，这个羟基特别活泼，称为半缩醛羟基；半缩醛羟基在酸性条件下与其他分子的醇羟基、酚羟基、-NH2、-SH等结合，脱去一分子水而得到的产物叫糖苷；糖苷一般以呋喃糖苷或吡喃糖苷的形式存在。第59页，共173页，2023年，2月20日，星期一1组成

糖+配基（非糖部分）；醛糖或酮糖均可以形成糖苷；2性质

无变旋现象，无还原性，酸中水解，碱中稳定存在，吡喃糖苷比呋喃糖苷稳定。第60页，共173页，2023年，2月20日，星期一3生物功能

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，能治疗冠心病和脑血栓；

银杏黄酮醇苷，具有扩张冠状血管、改善血液循环的功效。第61页，共173页，2023年，2月20日，星期一4糖苷的毒性

某些生氰糖苷在体内转化为氢氰酸，使人体中毒：第62页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.4.3糖醇糖醇是多元醇，主要有D-山梨糖醇、D-甘露糖醇、半乳糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇等，糖醇无还原性。第63页，共173页，2023年，2月20日，星期一（1）山梨糖醇

低温时对稀酸、稀碱和大气中的氧是稳定的。不能还原菲林试剂，也不能被酵母发酵和细菌分解，能长期保存。但在酸催化剂存在条件下加热，会生成内醚同时脱去水分子。它易溶于水，微溶于甲醇、乙醇和乙酸，但其水溶液可以与甲醇、乙醇和甘油任意混溶。第64页，共173页，2023年，2月20日，星期一山梨糖醇不易挥发，用它制成的糖果在受热和冷却时不会损耗；除了在糖果业中用于保鲜和保软外，还用于糖尿病人。它在人体代谢中被酶氧化首先转化为果糖，尽管比葡萄糖和蔗糖好的多，但要控制量，否则会危及胰岛素的平衡。第65页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）木糖醇

木糖醇甜度是蔗糖的70%左右，是一种非旋光性的戊糖。用作糖尿病人的食糖替代品，进入人体代谢循环时，类似山梨糖醇，能为人体充分利用而没有生理伤害。

另外，山梨糖醇和木糖醇都不参与美拉德反应，这对制备糖尿病人的食物是极其重要的，不会产生营养损失。第66页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.4.4脱氧糖单糖分子中一个或多个羟基被氢原子取代而生成的化合物称为脱氧糖。如α-脱氧-D-核糖（脱氧核糖）第67页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.5食品中的低聚糖由2-10个单糖通过糖苷键连接而成。低聚糖构象的稳定主要靠氢键维持。低聚糖是否具有还原性对食品加工具有重要意义。低聚糖除具有糖的性质（甜度、粘性、还原性、吸湿性、保湿性、结晶性等）外，大多具有生理活性。第68页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.5.1常见种类、结构及苷键类型

α-1,4-糖苷键：

β-1,4-糖苷键：第69页，共173页，2023年，2月20日，星期一

α-1,6-糖苷键：第70页，共173页，2023年，2月20日，星期一β-1,6-糖苷键：第71页，共173页，2023年，2月20日，星期一α,β-1,2-糖苷键：混合键型低聚糖：

α-1,6-α,β-1,2第72页，共173页，2023年，2月20日，星期一

β-1,4-α,β-1,2第73页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.5.2食品中低聚糖的性质a水解反应-转化糖的形成

低聚糖的水解反应指低聚糖在酶、酸或碱作用下，苷键断裂、糖链分解的过程；低聚糖一般的水解产物为单糖；如：第74页，共173页，2023年，2月20日，星期一蔗糖在酶或酸的作用下形成的产物叫做转化糖。所谓转化就是水解前后溶液的旋光度发生变化的反应。第75页，共173页，2023年，2月20日，星期一酶催化的低聚糖的水解是食品或食品原料中经常进行的反应，如蜂蜜大量存在的转化糖、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，除低聚糖中的1,6-苷键较难水解外，其它苷键均可分解。第76页，共173页，2023年，2月20日，星期一

b褐变反应低聚糖发生褐变的程度相对比单糖小，具有还原性的低聚糖如麦芽糖、异麦芽糖能发生Maillard褐变反应，其褐变的中间产物具有明显的抗氧化作用。在高温条件下低聚糖也能发生焦糖化褐变反应。

c抗氧化作用低聚糖水溶液具有抗氧化性。其原因有三：

Ⅰ、溶液中糖的存在可以大大降低氧的溶解度；如在60%的蔗糖溶液中，氧的溶解度约为纯水的1/6。

Ⅱ、可以阻断其它成分与空气氧的接触；

Ⅲ、具有还原性，可以首先与氧发生反应。

d提高渗透压随着糖溶液浓度的提高，其渗透压也提高。当控制合适的糖溶液浓度时，会因较高的渗透压而抑制微生物的生长。第77页，共173页，2023年，2月20日，星期一e发酵性

糖类发酵对食品具有重要的意义，如酿酒和面团的发酵；

主要发酵菌类：酵母菌、乳酸菌；前者能使葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、甘露糖等发酵生成酒精，同时产生CO2。后者除了发酵以上糖外，还能发酵乳糖产生乳酸。酵母发酵糖的顺序：葡萄糖>果糖>蔗糖>麦芽糖，

大多数低聚糖不能被直接发酵，水解产生单糖后方可。

生产中常用其它甜味剂代替蔗糖第78页，共173页，2023年，2月20日，星期一f吸湿性、保湿性与结晶性

低聚糖多数吸湿性较小，因此可以作为糖衣材料，或用于硬糖、酥性饼干的甜味剂。第79页，共173页，2023年，2月20日，星期一

就单糖和双糖的结晶性而言：蔗糖>葡萄糖>果糖和转化糖。淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，自身不能结晶并能防止蔗糖结晶。在生产硬糖时不能完全使用蔗糖，当熬煮到水分含量到3%以下时，蔗糖就结晶，不能得到坚硬、透明的产品。一般在生产硬糖时添加一定量的（30%-40%）的淀粉糖浆。

在生产硬糖时添加一定量淀粉糖浆的优点是：（1）不含果糖，不吸湿，糖果易于保存；（2）糖浆中含有糊精，能增加糖果的韧性；（3）糖浆甜味较低，可缓冲蔗糖的甜味，使糖果的甜味适中。第80页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.5.3食品中重要的低聚糖

（1）蔗糖（2）麦芽糖与异麦芽糖（3）乳糖（4）纤维二糖与海藻糖（5）果葡糖浆（6）棉籽糖第81页，共173页，2023年，2月20日，星期一（1）蔗糖

蔗糖是由1分子α-D-吡喃葡萄糖和1分子β-D-呋喃果糖通过α,β-1,2糖苷键结合而成的非还原糖；蔗糖是人类需求最大，也是食品工业中最重要的能量型甜味剂，制糖工业常用甘蔗和甜菜为原料提取。第82页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）麦芽糖与异麦芽糖麦芽糖是由2分子吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键结合而成的还原糖，能被酵母发酵；麦芽糖存在于麦芽、花粉、花蜜、树蜜以及大豆植株的叶柄、茎和根部，是淀粉在β-淀粉酶作用下的最终水解产物；麦芽糖易消化，在糖类化合物中营养最丰富；异麦芽糖由2分子吡喃葡萄糖通过α-1,6糖苷键结合而成，不能被酵母发酵。异淀粉酶可催化淀粉的α-1,6糖苷键水解，生成麦芽糖。第83页，共173页，2023年，2月20日，星期一

（3）乳糖乳糖是由1分子β-D-吡喃半乳糖和1分子D-吡喃葡萄糖通过β-1,4糖苷键结合而成的还原糖；乳糖是哺乳动物乳汁中的主要糖成分：牛乳中4.6%-5%，人乳中5%-7%；乳糖易消化有利于机体内钙的代谢和吸收，但对体内缺乏乳糖酶的人群来说，容易导致乳糖不耐症；乳糖在植物界很少见，也是食品工业中最重要的能量型甜味剂，制糖工业常用结晶的方法从乳清中制备乳糖。第84页，共173页，2023年，2月20日，星期一（4）纤维二糖与海藻糖纤维二糖是纤维素的基本组成单位，是由2分子吡喃葡萄糖通过β-1,4糖苷键结合而成，是典型的β-葡萄糖苷，有α、β两种立体异构体，其化学性质类似于麦芽糖；海藻糖是由2分子吡喃葡萄糖通过α,α-1,1糖苷键结合而成的非还原糖；海藻糖有特殊的生物学功能，可以保护蛋白质、生物膜及敏感细胞的细胞膜避免受干旱、冷冻、渗透压变化等造成的伤害，工业上可用作不稳定药品、食品、化妆品的稳定剂等。第85页，共173页，2023年，2月20日，星期一（5）果葡糖浆又称高果糖浆或异构糖浆，是由果糖和葡萄糖为主要成分组成的混合糖糖浆；果葡糖浆根据含果糖的多少，分为果糖含量为42%、55%、90%三代产品，其甜度分别为蔗糖的1.0、1.4、1.7倍；果葡糖浆是重要的天然甜味剂，一般以玉米为原料制备，目前作为蔗糖的替代品在食品工业中具有广泛的应用。第86页，共173页，2023年，2月20日，星期一（6）棉籽糖及水苏糖（大豆低聚糖）第87页，共173页，2023年，2月20日，星期一棉籽糖是非还原糖，酵母不可发酵，经蔗糖酶或α-半乳糖苷酶催化水解后则生成可发酵性糖；棉籽糖是除蔗糖外在植物界广泛分布的另一种低聚糖，在棉籽、桉树干分泌物以及甜菜中含量较多；纯净的棉籽糖是白色或黄色结晶体，易溶于水，甜度为蔗糖的20%-40%，微溶于乙醇，不溶于石油醚。其吸湿性在所有低聚糖中是最低的。第88页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.5.4食品中的功能性低聚糖（1）低聚果糖（2）低聚木糖（3）异麦芽酮糖（4）甲壳低聚糖第89页，共173页，2023年，2月20日，星期一（1）低聚果糖第90页，共173页，2023年，2月20日，星期一低聚果糖及其生理功能又称寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，是蔗糖分子中的D-果糖以β-2,1糖苷键连接1-3个果糖而成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖及其混合物，属于果糖和葡萄糖构成的直链杂低聚糖。生理功能：

a、能被大肠内双歧杆菌选择性的利用，使体内双歧杆菌数量大幅度增加；

b、很难被人体消化道酶水解，是一种低热量糖；

c、可认为是一种水溶性膳食纤维；

d、抑制场内沙门菌和腐败菌的生长，促进肠胃功能；

e、防止龋齿。第91页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）低聚木糖由2-7个木糖以β（1→4）糖苷键连接而成，以木二糖为主要成分，甜度为蔗糖的50%，其最大的特点是稳定性好，耐酸、耐热、不易分解，是有效剂量所需用量最小的低聚糖。功能：

a有显著的双歧杆菌数增殖作用；

b改善肠道菌群；

c促进机体对钙的吸收；

d防止龋齿。第92页，共173页，2023年，2月20日，星期一（3）异麦芽酮糖是一种结晶性的还原性双糖，甜度为蔗糖的42%，其最大的特性是不为大多数细菌和酵母所利用，因此可用于防龋齿食品。第93页，共173页，2023年，2月20日，星期一（4）甲壳低聚糖是一类由N-乙酰-D-氨基葡萄糖或D-氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接起来的低聚合度水溶性氨基葡萄糖，具有以下生理活性：

a、能降低肝脏和血清中的胆固醇；

b、提高机体免疫力；

c、抗肿瘤；

d、是益生菌的增殖因子；

e、可治疗消化性溃疡和胃酸过多症。第94页，共173页，2023年，2月20日，星期一3.5.5环状糊精由D-葡萄糖以α（1→4）糖苷键连接而成的环状低聚糖，聚合度有6、7、8三种，分别称为α-、β-、γ-环状糊精。

第95页，共173页，2023年，2月20日，星期一第96页，共173页，2023年，2月20日，星期一多糖又称多聚糖，是指单糖聚合度大于10的糖类。多糖具有两种结构：直链和支链。多糖大分子结构与蛋白质一样，也可以分为一级、二级、三级和四级结构层次。3.6食品中的多糖

3.6.1多糖的结构第97页，共173页，2023年，2月20日，星期一多糖的一级结构：多糖线性链中糖苷键连接单糖残基的顺序；多糖的二级结构：指多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体，只关系到多糖分子主链的构象，不涉及侧链的空间排布；多糖的三级结构：在多糖的一级结构和二级结构的基础上形成的有规则而粗大的空间构象；多糖的四级结构：指多糖链间以非共价键结合而形成的聚集体。第98页，共173页，2023年，2月20日，星期一

3.6.2多糖的性质

1、多糖的溶解性多糖具有大量羟基，因而具有较强的亲水性，除了高度有序具有结晶的多糖不溶于水外，大多数多糖易于水合和溶解，不能结晶。

水溶性多糖或多糖衍生物常被称为胶或亲水胶体。

在食品体系中，多糖具有控制水分移动的能力，如在冷冻食品中加入多糖能有效地抑制冰晶的长大，保护食品的结构和质地不受破坏。第99页，共173页，2023年，2月20日，星期一2、多糖溶液的粘性和稳定性多糖溶液具有高粘性，一般0.25%-0.5%的多糖溶液即能产生极高的粘度甚至形成凝胶。直链多糖在水溶液中呈无序的无规则线团状，分子旋转时占用很大空间，分子彼此碰撞频率高，产生摩擦，因而具有很高粘度。支链多糖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，因而溶液的粘度也比较低。不带电的直链均匀多糖（如直链淀粉）倾向于通过氢键在分子间形成缔合和形成部分结晶；而带电的直链多糖由于静电斥力阻止链段相互接近，因而不易于缔合、结晶，能形成稳定的溶液，如海藻酸钠、卡拉胶。第100页，共173页，2023年，2月20日，星期一多糖溶液一般具有两类流动性质：假塑性和触变性。假塑性流体：随剪切速率增加，表观粘度降低，其流变特性与剪切时间无关。当剪切停止后，立即恢复到原有粘度。触变性流体：流变特性随时间而变化，即在恒定的剪切速率，流体的表观粘度随时间而变化。第101页，共173页，2023年，2月20日，星期一3、多糖的凝胶性凝胶：是高聚物分子（大多是多糖和蛋白质）通过氢键、疏水相互作用、范德华力、离子桥联、共价键、分子缠结等形成的三维网状结构，网孔中充满了液相。很多多糖都具有凝胶特性，但形成凝胶的条件及所形成的凝胶的性质各有不同。多数亲水胶体具有多功能用途，可以作为增稠剂、结晶抑制剂、絮凝澄清剂、成膜剂、脂肪代用品、泡沫稳定剂，缓释剂、悬浮稳定剂、吸水膨胀剂、乳状液稳定剂以及胶囊剂等。一种食品中可能用到胶的一种或几种性质。第102页，共173页，2023年，2月20日，星期一

4、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。a.酶促水解常见处理对象、酶种类、意义总结如下页表。b.酸碱催化水解

（1）

酸催化*机理：第103页，共173页，2023年，2月20日，星期一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)在食品中的酶中专门讨论生产糖浆和改善食品感官性质纤维素纤维素酶(包括内切酶、外切酶及葡糖苷酶)短的纤维素链、纤维二糖及葡萄糖30~60℃pH4.5~6.5生产膳食纤维、葡聚糖浆及提高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高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，有少量半乳糖、阿拉伯糖等植物质地软化及水果榨汁和澄清第104页，共173页，2023年，2月20日，星期一

酸碱催化水解影响因素：

多糖类型：对中性多糖起作用，其它糖不一定温度：温度提高，酸催化速度大大提高苷键类型：α–苷键比β–苷键水解容易。1,6->1,4->1,3->1,2-单糖环的大小：呋喃环比吡喃环容易水解多糖结晶程度：结晶区较难水解

第105页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）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。第106页，共173页，2023年，2月20日，星期一

第107页，共173页，2023年，2月20日，星期一5、多糖的生理活性膳食纤维：一些多糖或其有控制的水解产物具有膳食纤维的功能，可预防或辅助治疗一些疾病，或可间接起到改善其它生理机能的作用。很多真菌多糖具有良好的提高免疫力、防止癌变的功能。目前已有多种多糖因其特殊的生物活性而被作为临床用药。第108页，共173页，2023年，2月20日，星期一1淀粉粒的特性

淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。（1）形状：圆形、椭圆形、多角形等。（2）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。（3）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。3.6.3淀粉多糖第109页，共173页，2023年，2月20日，星期一第110页，共173页，2023年，2月20日，星期一2淀粉的结构

由直链淀粉（Amylose）和支链淀粉（Amylopectin）组成。

淀粉分子的螺旋结构既可以是双螺旋也可以是单螺旋；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α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键，其分子中存在有大量的分支，分支中支链的长度一般为20～30个葡萄糖基。第111页，共173页，2023年，2月20日，星期一淀粉是由葡萄糖组成的多糖。

糖残基之间存在两种不同的连接方式，即直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉是由α-D-吡喃葡萄糖残基以1→4键连接而成的线型聚合物分子量为106左右。

大多数分子链上还存在很少量的α-D-（1→6）键分支，有的支链很长，有的则很短，然而支链和支链之间的距离相隔很远，平均每180～320个糖单位有一个支链，支链约占直链淀粉的0.3%～0.5%。

因此，直链淀粉的性质基本上同线型大分子一样。第112页，共173页，2023年，2月20日，星期一第113页，共173页，2023年，2月20日，星期一不同来源淀粉中，含量不同；不同品种，同一品种生长条件不同，成熟程度不同，其含量均有差异。（∴各文献报道不一致）小麦:直链25,支链75大米:直链17,支链83玉米:直链24,支链76糯米:直链0-1,支链99-100高梁:直链27,支链73马铃薯:直链22,支链78红薯:直链20,支链80荞麦:直链28,支链72豌豆:直链75,支链25第114页，共173页，2023年，2月20日，星期一3淀粉的物理性质

白色粉末，在热水中溶胀；

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：在68-80℃时，直链淀粉在水中溶胀而形成胶体，支链淀粉则仍为颗粒，但是，一旦支链淀粉溶解后冷却则不易析出。第115页，共173页，2023年，2月20日，星期一4淀粉的化学性质

无还原性；遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色；酶水解和酸水解。第116页，共173页，2023年，2月20日，星期一①与碘反应：直链淀粉与碘反应呈棕蓝色，而支链淀粉与碘反应呈蓝色，糊精与碘的反应随分子质量的减小，溶液呈色依次变化为：蓝色-紫色-橙色-无色。但淀粉、糊精与碘的反应并不是化学反应，是一个物理过程。原因是由于碘在淀粉分子螺旋中吸附而引起的。在淀粉分子的每一个螺旋中能吸附一分子的碘，吸附的作用力为范德华力，这种作用力改变了碘的原有色泽。对于糊精来说，聚合度为4-6与碘呈无色，聚合度为8-20与碘呈红色，聚合度为大于40与碘呈蓝色。支链淀粉一般与碘呈紫色，因为其支链的长度一般为20-30。第117页，共173页，2023年，2月20日，星期一②水解反应：工业上常通过淀粉水解来生产各种化工原料，根据淀粉的水解程度的不同可得到糊精、淀粉糖浆、果葡糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等，常用的生产方法有酸法和酶法。

（1）酸法：用无机酸作为催化剂使淀粉发生水解反应转变成葡萄糖，这个工序在工业上称为“糖化”。淀粉在酸性条件下加热除发生糖化反应形成葡萄糖外，还有其他副反应发生，如发生复合反应形成异麦芽糖和龙胆二糖，发生脱水反应生成糠醛。第118页，共173页，2023年，2月20日，星期一影响淀粉水解反应的因素有：

A淀粉的种类：不同淀粉的可水解难易程度不一样，由难到易依次为马铃薯淀粉-玉米、高粱等谷类淀粉-大米淀粉。B淀粉的形态：无定性的淀粉比结晶态的淀粉容易被水解。C淀粉的化学结构：直链淀粉比支链淀粉易于水解，α-1，4糖苷键比α-1，6糖苷键易于水解。D催化剂：不同的无机酸对淀粉水解反应的催化效果不一样，在相同浓度下，催化强弱顺序为：盐酸>硫酸>草酸。E温度。第119页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）酶法：酶法对淀粉的水解包括糊化、液化和糖化三个工序。常用于淀粉水解的酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。

α-淀粉酶用于液化淀粉又称为液化酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶用于淀粉糖化，又称为糖化酶。α-淀粉酶:是一种内切酶，只能水解α-1，4糖苷键，不能水解α-1，6糖苷键，但可越过α-1，6糖苷键水解α-1，4糖苷键，但不能水解麦芽糖中的α-1，4糖苷键，利用α-淀粉酶对淀粉进行水解，产物中含有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖。β-淀粉酶：是一种外切酶，从淀粉的还原端开始对淀粉进行水解，能水解α-1，4糖苷键，不能水解α-1，6糖苷键，且不能越过α-1，6糖苷键水解α-1，4糖苷键，利用β-淀粉酶对淀粉进行水解，产物中含有β-麦芽糖和β-极限糊精。葡萄糖淀粉酶：是一种外切酶，从淀粉的非还原端水解α-1，4，α-1，6和α-1，3糖苷键，最终产物为葡萄糖。第120页，共173页，2023年，2月20日，星期一5淀粉的糊化

β-淀粉：指具有胶束结构的生淀粉；α-淀粉：指不具有胶束结构的淀粉，也就是处于糊化状态的淀粉；膨润现象：淀粉颗粒因吸水，体积膨胀数十倍，生淀粉的胶束结构即行消失的现象。第121页，共173页，2023年，2月20日，星期一

（1）糊化的定义

淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程称为糊化。其本质是微观结构从有序转变成无序。

第122页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）糊化温度

指双折射消失时的温度。淀粉糊化温度必须达到一定程度，不同淀粉的糊化温度不一样，同一种淀粉，颗粒大小不一样，糊化温度也不一样，颗粒大的先糊化，颗粒小的后糊化。

糊化温度不是一个点，而是一段温度范围。

一般而言，双折射开始消失时的温度，为糊化的开始温度；双折射完全消失时的温度为糊化的终了温度。第123页，共173页，2023年，2月20日，星期一几种淀粉的糊化温度第124页，共173页，2023年，2月20日，星期一（3）淀粉糊化的三个阶段：

a、可逆吸水阶段：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：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：淀粉分子完全进入溶液。第125页，共173页，2023年，2月20日，星期一（4）影响糊化的因素A淀粉的种类和颗粒大小：直链淀粉小于支链淀粉；B食品中的含水量：Aw提高，糊化程度提高；C添加物：高浓度糖降低淀粉的糊化，脂类物质能与淀粉形成复合物降低糊化程度，提高糊化温度，食盐：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。但对马铃薯淀粉例外，因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。D酸度：

pH<4时，淀粉水解为糊精，粘度降低（故高酸食品的增稠需用交联淀粉）；

pH4-7时，几乎无影响；

pH=10时，糊化速度迅速加快，但在食品中意义不大。E淀粉酶：在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解（稀化），淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。故新米（淀粉酶酶活高）比陈米更易煮烂。第126页，共173页，2023年，2月20日，星期一（5）淀粉糊化性质的应用

“即食”型方便食品；

“方便面”、“方便米饭”：应糊化后瞬时干燥。第127页，共173页，2023年，2月20日，星期一6淀粉的老化

（1）老化的定义：

经过糊化后的淀粉在室温或低于室温的条件下放置后，溶液变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为淀粉的老化。实质是糊化后的分子又自动排列成序，形成高度致密的、结晶化的、不溶解性分子微束。第128页，共173页，2023年，2月20日，星期一第129页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）影响淀粉老化的因素有：A淀粉的种类：直链淀粉比支链淀粉更易于老化；B食品的含水量：食品中的含水量在30%-60%淀粉易于老化，当水分含量低于10%或者有大量水分存在时淀粉都不易老化；C温度：在2-4℃淀粉最易老化，温度大于60℃或小于-20℃都不易老化；D酸度：偏酸或偏碱淀粉都不易老化。E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。F改性的影响：改性后不均匀性提高，不易老化。G时间：淀粉老化在早期阶段是由直链淀粉引起的，而在较长的时间内，支链淀粉较长的支链也可以相互发生缔合而发生老化。第130页，共173页，2023年，2月20日，星期一

（3）防止淀粉老化的方法：将糊化后的淀粉在80℃以上高温迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷冻条件下脱水。第131页，共173页，2023年，2月20日，星期一7抗消化淀粉（1）定义：不被健康正常人体小肠所消化吸收的淀粉及其降解产物的总称。第132页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）抗消化淀粉分类：RS1

：物理包埋淀粉，指淀粉颗粒因细胞壁的屏障作用或蛋白质等的隔离作用而难以与酶接触，因此不易被消化。轻度碾磨的谷类、豆类等食品中含量丰富。RS2

：指抗消化淀粉颗粒，为有一定粒度的淀粉，通常为生的薯类和香蕉。RS3

：为老化淀粉，主要为糊化淀粉经冷却后形成的。如煮熟又放冷的米饭、面包、油炸土豆片。此类淀粉又分为RS3a（凝沉的支链淀粉）和

RS3b（凝沉的直链淀粉），后者的抗酶解性最强。RS4：为化学改性淀粉，经基因改造或化学方法引起的分子结构变化以及一些化学官能团的引入而产生的抗酶解性，如热变性淀粉、磷酸化淀粉等。第133页，共173页，2023年，2月20日，星期一8变性淀粉及其应用多糖的改性

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。（1）变性淀粉天然淀粉经适当的化学处理、物理处理或酶处理，使某些加工性能得到改善，以适应特定的需要，这种淀粉被称为变性淀粉。（2）变性淀粉种类：物理变性只使淀粉的物理性质发生改变。如α-淀粉，将糊化后淀粉迅速干燥即得。α-淀粉应用：家用洗涤剂，鳗鱼饲料。化学变性：利用化学方法进行变性。第134页，共173页，2023年，2月20日，星期一氧化淀粉：淀粉分子中的羟基能够被次氯酸钠、双氧水、臭氧等氧化物氧化为羧基。优点：粘度低，不易凝冻。用途：做增稠剂和糖果成型剂。第135页，共173页，2023年，2月20日，星期一

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。第136页，共173页，2023年，2月20日，星期一淀粉改性机理：第137页，共173页，2023年，2月20日，星期一

1食品中的植物多糖

3.6.4非淀粉多糖

第138页，共173页，2023年，2月20日，星期一（1）果胶

1）化学结构是α-1,4糖苷键连接的聚半乳糖醛酸主链，间隔一定区域有α-L-鼠李糖基侧链，其分子结构均由均匀区与毛发区组成，且部分半乳糖醛酸是甲酯化的。第139页，共173页，2023年，2月20日，星期一第140页，共173页，2023年，2月20日，星期一2）分类

酯化度（degreeofesterification

，DE）：D-半乳糖醛酸残基的酯化数占D-半乳糖醛酸残基总数的百分数。也有用甲氧基含量来表示酯化度的。a依酯化度分类：原果胶、果胶、果胶酸。（Ⅰ）原果胶高度甲酯化的果胶物质。只存在于植物细胞壁中，不溶于水。未成熟的果实和蔬菜中，它使果实，蔬菜保持较硬的质地。第141页，共173页，2023年，2月20日，星期一（Ⅱ）果胶部分甲酯化的果胶物质。存在于植物汁液中。（Ⅲ）果胶酸不含甲酯基，即羟基游离的果胶物质。甲酯化程度：原果胶>果胶>果胶酸。第142页，共173页，2023年，2月20日，星期一b天然果胶(1)高甲氧基果胶[highmethoxyl(HM)pectin](2)低甲氧基果胶[lowmethoxyl(LM)pectin]第143页，共173页，2023年，2月20日，星期一3）果胶的物理、化学性质

A.水解果胶在酸、碱条件下发生水解，生成去甲酯及苷键裂解产物。原果胶在果胶酶和果胶甲酯酶作用下，生成果胶酸。B.溶解度果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少。C.粘度

粘度与链长成正比。第144页，共173页，2023年，2月20日，星期一4）四种不同酯化程度果胶形成凝胶条件

第145页，共173页，2023年，2月20日，星期一5）果胶凝胶的形成的条件与机理

（Ⅰ）

HM(DE>50%)

*条件：当果胶水溶液含糖量在60～65％，pH在2.0~3.5，果胶含量为0.3～0.7％时，果胶溶胶形成凝胶。

*机理：*1在胶凝过程中，溶液中过量的水不利于果胶形成凝胶，因此在果胶溶液中添加糖类脱水，使胶粒表面吸附水减少，胶粒与胶粒易于结合而为链状胶束；*2高度失水能加快胶束的凝聚、相互交织，无定向地组成一种连接松弛的三维网络结构；*3在网络交界处形成空隙，由于氢键、分子间引力的作用，紧紧吸附着糖-水的分子。果胶的胶束失水后形成结晶而沉淀，形成一种具有一定强度和结构类似海绵的凝胶体。*4在果胶一糖溶液分散体系内添加一定数量的酸(酸产生的氢离子能中和果胶所带的负电荷)，当PH达到一定值时，果胶近电中性，于是其溶解度降至最小。故加酸必能加速果胶胶束结晶、沉淀和凝聚，有利于形成凝胶。简而言之，脱水剂使高度含水的果胶分子脱水以及加酸使果胶所带的负电荷被中和而形成凝集体。第146页，共173页，2023年，2月20日，星期一（Ⅱ）

LM(DE<50%)*条件：当二价阳离子（如Ca2+)存在时，水溶液含糖量在10～20％，pH在2.5~6.5。

*机理：不同分子链的均匀区间形成分子间接合区，胶凝能力随DE的减少而增加。第147页，共173页，2023年，2月20日，星期一5）影响凝胶强度的因素

（Ⅰ）果胶分子量与凝胶强度的关系二者成正比关系，因为在果胶溶液转变为凝胶时是每6～8个半乳糖醛酸单位形成一个结晶中心，所以随着分子量的增大，凝胶强度也随之增大。（Ⅱ）酯化程度与凝胶强度的关系

果胶凝胶的强度随酯化程度增大而增高，因为凝胶网络结构形成时的结晶中心位于酯基团之间，另外果胶的酯化程度也影响胶凝速度，果胶的胶凝速度随酯化度减小而减慢。一般规定甲氧基含量大于7％者为高甲氧基果胶，小于或等于7％者为低甲氧基果胶。第148页，共173页，2023年，2月20日，星期一（Ⅲ)PH值的影响一定PH值有助于果胶一糖凝胶体的形成，不同类型的果胶形成凝胶有不同的PH范围，低甲氧基果胶(LMP)对PH变化的敏感性差于标准的果胶凝胶，低甲氧基果胶凝胶能在2.5～6.5的PH范围内形成，而正常果胶则限于2.7～3.5的PH范围，不适当的PH值不但无助于凝胶的形成，反而会导致果胶水解和糖分解，尤其是高甲氧基果胶。当果胶处于高PH(碱性)条件下，即使在室温下，果胶分子中酯键部分也会发生水解，使凝胶强度降低。（Ⅳ）糖浓度的影响低甲氧基果胶凝胶不需要糖，但加入10～20％蔗糖所得到的凝胶具有较好的质构。如果不加入糖或某种增稠剂，那么低甲氧基果胶凝胶是脆性的，其弹性比正常果胶差。（Ⅴ）温度的影响当脱水剂(糖)的含量和PH值适当时，在0—50℃范围内，温度对果胶凝胶影响不大，但温度过高或加热时间长，果胶将发生降解，蔗糖也发生转化，从而影响果胶强度。第149页，共173页，2023年，2月20日，星期一（Ⅵ

）果胶应用果酱、果冻的胶凝剂乳饮料、浑浊型果汁的增稠稳定剂第150页，共173页，2023年，2月20日，星期一（2）纤维素和半纤维素

相关内容在膳食纤维一章中讲解第151页，共173页，2023年，2月20日，星期一2其它植物多糖

1）瓜尔胶（GG）

与刺槐豆胶（LBG）都是半乳甘露聚糖。主要组分：半乳糖和甘露糖，主链由β-D-吡喃甘露糖通过1，4糖苷键连接而成，在1-6位连接α-D-吡喃半乳糖侧链。瓜尔胶（GG）:商品胶中黏度最高的一种胶，易于水合产生很高的黏度。刺槐豆胶（LBG）:分子具有长的光滑区，能与其他多糖如黄原胶和卡拉胶的双螺旋相互作用，形成三维网状结构的黏弹性凝胶。第152页，共173页，2023年，2月20日，星期一2）魔芋胶魔芋胶即魔芋葡甘露聚糖，

是由甘露糖与葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的多糖。能溶于水，形成高粘度的假塑性流体。经碱处理脱乙酰后形成弹性凝胶，是一种热不可逆凝胶。可用于各种仿生食品（如虾仁、海参、海蜇皮等）

第153页，共173页，2023年，2月20日，星期一3）阿拉伯胶阿拉伯胶由30%的多糖和近30%的蛋白质成分构成。阿拉伯胶的独特性质是在水中溶解度高（甚至能达到50%），溶液粘度低，是一种良好的乳状液稳定剂。用于固体香精，可避免香味成分的挥发与氧化，而在使用时能快速分散与释放风味，且不影响产品的粘度。另一特点与高糖具有相溶性，可用于软糖、软果糕等高糖低水分食品中，起到阻止糖结晶和乳化稳定脂肪成分，防止白霜出现。第154页，共173页，2023年，2月20日，星期一3食品中的海洋多糖1）琼脂是常用的细菌培养基，琼脂凝胶具有热可逆性，是一种最稳定的凝胶。其基本二糖重复单元是β-1，4糖苷键连接的半乳糖和3,6-脱水半乳糖。第155页，共173页，2023年，2月20日，星期一2）海藻（酸）胶海藻酸大多以钠盐的形式存在，是由β-1,4甘露糖醛酸和α-1,4古洛糖醛酸组成的线状高分子。甘露糖醛酸集中的区域称M块，古洛糖醛酸集中的区域称G块。海藻酸盐能与钙形成热不可拟凝胶，使其可用于重组食品和仿生食品。也可用于汤料增稠剂、冰激凌和乳制品稳定剂。第156页，共173页，2023年，2月20日，星期一海藻酸盐凝胶机理示意图第157页，共173页，2023年，2月20日，星期一3）壳聚糖壳多糖：存在于甲壳类动物的骨骼及外壳中以β-1,4糖苷键连接的N-乙酰氨基葡萄糖或氨基葡萄糖，其水溶性差。壳多糖脱去分子中的乙酰基后，溶解性增强，称壳聚糖。其基本结构单元是壳二糖第158页，共173页，2023年，2月20日，星期一壳聚糖的功能及应用壳聚糖用作粘结剂、