第三章碳水化合物1

1、第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物v是自然界分布最广、数量最多的一类有机化合是自然界分布最广、数量最多的一类有机化合物，占所有陆生植物和海藻干重的物，占所有陆生植物和海藻干重的3/43/4，存在，存在于所有人类可食用的动植物和微生物中于所有人类可食用的动植物和微生物中v是食品的主要组成成分之一是食品的主要组成成分之一v提供了人类的主要膳食热量提供了人类的主要膳食热量(70-80%)(70-80%)，而且由，而且由于其结构及理化性质还提供了人们期望的质构于其结构及理化性质还提供了人们期望的质构和口感和口感v在加工及储藏过程中的变化也为食品提供了需在加工及储藏过程中的变化也为食品提供了需宜和不需

2、宜的一些产物，进而影响着食品的风宜和不需宜的一些产物，进而影响着食品的风味、质量及安全性味、质量及安全性3.13.1 概述概述一、碳水化合物的一般概念1.1.基本概念：也称糖类，是由碳、氢、氧三种元基本概念：也称糖类，是由碳、氢、氧三种元素组成的。是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物素组成的。是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物和缩合物的总称和缩合物的总称2.2.分类概况：分类概况：单糖：是一类结构最简单、不能再被水解的糖单糖：是一类结构最简单、不能再被水解的糖的最小单位。根据其所含的碳原子的数目分为的最小单位。根据其所含的碳原子的数目分为丙糖、丁糖、戊糖和已糖或丙糖、丁糖、戊糖和已糖或3 3、4 4、5

3、 5、6 6碳糖等；碳糖等；根据官能团的特点又分为醛糖和酮糖根据官能团的特点又分为醛糖和酮糖第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物2.2.分类概况：分类概况：寡糖寡糖( (又称低聚糖又称低聚糖) )：一般是由：一般是由2-102-10个单糖分子缩合而成，水解后产生单个单糖分子缩合而成，水解后产生单糖；寡糖多存在于糖蛋白或脂多糖中；根据寡糖的单糖种类，又可分为糖；寡糖多存在于糖蛋白或脂多糖中；根据寡糖的单糖种类，又可分为均寡糖均寡糖( (同一种单糖同一种单糖) )或杂寡糖或杂寡糖( (两种或两种以上的单糖两种或两种以上的单糖) )多糖：是由多个单糖分子缩合而成，其聚合度大于多糖：是由多个单糖分子缩

4、合而成，其聚合度大于1010根据组成多糖的单种类分为：均多糖根据组成多糖的单种类分为：均多糖( (淀粉、纤维素等淀粉、纤维素等) )或杂多糖或杂多糖( (海澡多海澡多糖、茶叶多糖等糖、茶叶多糖等) ) 根据组成多糖的来源分为：植物多糖、动物多糖和微生物多糖根据组成多糖的来源分为：植物多糖、动物多糖和微生物多糖根据其在生物体内的功能分为：结构性多糖、储藏性多糖和功能性多糖根据其在生物体内的功能分为：结构性多糖、储藏性多糖和功能性多糖根据多糖上羟基结合的物质种类分为：蛋白多糖、脂多糖、硫酸酯化多根据多糖上羟基结合的物质种类分为：蛋白多糖、脂多糖、硫酸酯化多糖和金属元素多糖。一般又把上述这些多糖称之

5、为糖和金属元素多糖。一般又把上述这些多糖称之为多糖复合物多糖复合物第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物 3.13.1概述概述一、碳水化合物的一般概念一、碳水化合物的一般概念二、食品原料中碳水化合物二、食品原料中碳水化合物 根据其是否溶于水，可分为根据其是否溶于水，可分为1.1.水溶性的：如游离的单糖和寡糖水溶性的：如游离的单糖和寡糖2.2.水不溶性的：主要是多糖水不溶性的：主要是多糖u植物中的淀粉，在水溶液中的溶解性很小植物中的淀粉，在水溶液中的溶解性很小u动物中的糖原，主要存在于肝脏和肌肉中，是一种葡聚糖，动物中的糖原，主要存在于肝脏和肌肉中，是一种葡聚糖，结构与支链淀粉相似，溶解性也较小结

6、构与支链淀粉相似，溶解性也较小l大多数植物源食物中只有少量的游离糖。如谷物中也含有少大多数植物源食物中只有少量的游离糖。如谷物中也含有少量的游离糖但大部分输送至种子中并转变为淀粉量的游离糖但大部分输送至种子中并转变为淀粉( (甜味变小甜味变小) )。甜玉米有甜味，是因为蔗糖未全部转变为淀粉。水果在成熟甜玉米有甜味，是因为蔗糖未全部转变为淀粉。水果在成熟和储藏中变甜，这是因为其与谷粒、块根及根中的糖转变为和储藏中变甜，这是因为其与谷粒、块根及根中的糖转变为淀粉的过程正好相反淀粉的过程正好相反第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物 3.13.1概述概述三、碳水化合物与食品质量三、碳水化合物与食品质量

7、 是食品中主要组成成分，对食品的营养、色泽、口感、质是食品中主要组成成分，对食品的营养、色泽、口感、质构及某些食品功能等都有密切的关系。主要表现在以下方面：构及某些食品功能等都有密切的关系。主要表现在以下方面：是人类是人类营养营养的基本物质之一。能量的基本物质之一。能量70%70%左右是由糖所提供的左右是由糖所提供的影响食品的影响食品的色泽色泽：还原糖加热并与食品中其他成分反应能形：还原糖加热并与食品中其他成分反应能形成一定色泽；在水分较少情况下加热，也可产生有色产物成一定色泽；在水分较少情况下加热，也可产生有色产物游离糖本身有甜味，对食品游离糖本身有甜味，对食品口感口感有重要作用有重要作用果

8、胶、卡拉胶等对食品的果胶、卡拉胶等对食品的黏弹性黏弹性也与其有很大关系也与其有很大关系纤维素、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作纤维素、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作用外，还能用外，还能促进肠道蠕动促进肠道蠕动，缩短粪便通过肠道的时间，减少，缩短粪便通过肠道的时间，减少细菌及其毒素对肠壁的刺激，可降低某些疾病的发生细菌及其毒素对肠壁的刺激，可降低某些疾病的发生某些多糖或寡糖具有某些多糖或寡糖具有特定的生理功能特定的生理功能，如香菇多糖，如香菇多糖( (功能主治：功能主治：不能手术或复发性胃癌、肝癌、膀胱癌，使用本品能缓解症状，提高病人免疫功能，纠正不能手术或复发性胃癌、

9、肝癌、膀胱癌，使用本品能缓解症状，提高病人免疫功能，纠正微量元素失调微量元素失调 ) )、茶叶多糖、茶叶多糖( (具有降血糖、降血脂、增强免疫力、降血压、减慢心率、具有降血糖、降血脂、增强免疫力、降血压、减慢心率、增加冠脉流量、抗凝血、抗血栓和耐缺氧等作用，近年来发现茶多糖还具有治疗糖尿病的增加冠脉流量、抗凝血、抗血栓和耐缺氧等作用，近年来发现茶多糖还具有治疗糖尿病的功效功效 ) )等，这些功能性多糖是保健食品的主要成分等，这些功能性多糖是保健食品的主要成分第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物 3.13.1概述概述3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性

10、作用 一、碳水化合物的结构一、碳水化合物的结构1.1.单糖：单糖：分子量较小，一般含有分子量较小，一般含有5 5或或6 6个碳原子，分子式为个碳原子，分子式为cn(hcn(h2 2o)no)n。主要有葡萄糖、果糖。主要有葡萄糖、果糖等。单糖分子是不对称化合物，具有旋光性。甘油醛中等。单糖分子是不对称化合物，具有旋光性。甘油醛中2 2位碳原子就是一个不对称碳原位碳原子就是一个不对称碳原子其上的羟基有两种排列，一种在右边，叫子其上的羟基有两种排列，一种在右边，叫d-d-甘油醛，甘油醛，是右旋的，用是右旋的，用“+”+”或或“d”d”符符号表示，其衍生单糖就是号表示，其衍生单糖就是d d型醛糖；另一

11、种在左边，叫型醛糖；另一种在左边，叫l-l-甘油醛，是左旋的，用甘油醛，是左旋的，用“-”-”或或“l”l”表示，表示，l l型醛糖是型醛糖是d d型醛糖的对映体；同样由二羟丙酮衍生单糖就是酮糖型醛糖的对映体；同样由二羟丙酮衍生单糖就是酮糖v单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇基反应，形成比其更稳定的五元环呋喃糖单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇基反应，形成比其更稳定的五元环呋喃糖环或六元环吡喃糖环，并产生了半缩酮或半缩醛环或六元环吡喃糖环，并产生了半缩酮或半缩醛v-d-d-型中异头碳原子型中异头碳原子c-1c-1连接的氧原子与葡萄糖手性碳原子连接的氧原子与葡萄糖手性碳原子c-5c-5的

12、氧原子在分子的同一的氧原子在分子的同一侧，而侧，而-d-d-型型c-1c-1连接的氧原子与葡萄糖与连接的氧原子与葡萄糖与c-5c-5的氧原子处在分子的异侧的氧原子处在分子的异侧v糖分子中除糖分子中除c-1c-1外，任何一种手性碳原子具有不同的构型，则称为差向异构。自然界的外，任何一种手性碳原子具有不同的构型，则称为差向异构。自然界的单糖大多以单糖大多以d-d-构型存在，如葡萄糖、果糖、核糖等，其对映体构型存在，如葡萄糖、果糖、核糖等，其对映体l-l-型只是为了证明其结型只是为了证明其结构而化学合成的构而化学合成的v生物体内的单糖，有部分基团发生增减和变化，这些化合物统称为单糖衍生物生物体内的单

13、糖，有部分基团发生增减和变化，这些化合物统称为单糖衍生物第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物2.2.糖醇、肌醇和糖苷糖醇、肌醇和糖苷糖醇：是指由糖经氢化还原后的多元醇，按其结构可分为单糖醇和双糖糖醇：是指由糖经氢化还原后的多元醇，按其结构可分为单糖醇和双糖醇。大都是白色结晶，具有甜味，易溶于水，是低甜度、低热值物质。醇。大都是白色结晶，具有甜味，易溶于水，是低甜度、低热值物质。不具备糖类典型的鉴定性反应，具有对酸碱热稳定，具备醇类的通性，不具备糖类典型的鉴定性反应，具有对酸碱热稳定，具备醇类的通性，不发生美拉德反应不发生美拉德反应肌醇：是环已六醇，结构上可以排出九个立体异构体肌醇：是环已六醇，

14、结构上可以排出九个立体异构体( (表表3-1)3-1)。肌醇异构。肌醇异构体中只有肌体中只有肌- -肌醇具有生物活性，一般就称它为肌醇。其作用主要有降肌醇具有生物活性，一般就称它为肌醇。其作用主要有降低胆固醇；促进健康毛发的生长，防止脱发；预防湿疹；帮助体内脂肪低胆固醇；促进健康毛发的生长，防止脱发；预防湿疹；帮助体内脂肪的再分配（重新分布）；的再分配（重新分布）；有镇静作用有镇静作用 糖苷：是单糖的半缩醛上羟基与非糖物质缩合形成的化合物。糖苷包括糖苷：是单糖的半缩醛上羟基与非糖物质缩合形成的化合物。糖苷包括糖基和配基或非糖体糖基和配基或非糖体, ,其连接键称为糖苷键。糖苷通常包括一个呋喃糖其

15、连接键称为糖苷键。糖苷通常包括一个呋喃糖环或一个吡喃糖环，新形成的手性中心有环或一个吡喃糖环，新形成的手性中心有和和型两种。因此，型两种。因此，d-d-型吡型吡喃葡萄糖应看成是喃葡萄糖应看成是-d-d-异头体和异头体和-d-d-异头体的混合物，形成的糖苷也异头体的混合物，形成的糖苷也是是-d-d-吡喃葡萄糖苷和吡喃葡萄糖苷和-d-d-吡喃葡萄糖苷的混合物。一般自然界中存吡喃葡萄糖苷的混合物。一般自然界中存在的糖苷多为在的糖苷多为-糖苷糖苷第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 一、碳水化合物的结构一、碳水化合物的

16、结构3.3.低聚糖低聚糖v又称为寡糖，可溶于水，自然界中以游离态存在的又称为寡糖，可溶于水，自然界中以游离态存在的低聚糖的聚合度一般不超过低聚糖的聚合度一般不超过6 6个糖单位，其中主要是个糖单位，其中主要是二糖二糖( (蔗糖、麦芽糖等蔗糖、麦芽糖等) )和三糖和三糖( (棉子糖棉子糖) )v通常采用系统命名法，但常用习惯名称，如蔗糖、通常采用系统命名法，但常用习惯名称，如蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、棉子糖、水苏四糖等麦芽糖、乳糖、海藻糖、棉子糖、水苏四糖等v一些分子量较大的低聚糖，如饴糖和玉米糖浆中的一些分子量较大的低聚糖，如饴糖和玉米糖浆中的麦芽糖低聚物以及沙丁格糊精或环状糊精。麦芽糖低聚

17、物以及沙丁格糊精或环状糊精。环状糊环状糊精是由精是由6-86-8个个d-d-吡喃葡萄糖通过吡喃葡萄糖通过-1,4-1,4糖苷键连接而糖苷键连接而成的低聚物，分别称为成的低聚物，分别称为-、-和和-环状糊精环状糊精( (区区别如表别如表3-2)3-2)。环状糊精具有稳定食品香味的作用。环状糊精具有稳定食品香味的作用第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 一、碳水化合物的结构一、碳水化合物的结构4.4.多糖多糖多糖的结构：分子量较大，多糖的结构：分子量较大，dp(dp(聚合度聚合度) )值由值由1111到几千，一般到

18、几千，一般大于大于1010。由一种单糖组成的多糖叫均多糖，由几种多糖组成。由一种单糖组成的多糖叫均多糖，由几种多糖组成的叫杂多糖。其形状有两种的叫杂多糖。其形状有两种直链的有：直链淀粉和纤维素直链的有：直链淀粉和纤维素 支链的有：支链的有：支链淀粉和糖元支链淀粉和糖元纤维素纤维素直链淀粉直链淀粉第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 一、碳水化合物的结构一、碳水化合物的结构支链淀粉或糖原分支点的结构支链淀粉或糖原分支点的结构多糖的构象多糖的构象 延伸或拉伸的带状构象延伸或拉伸的带状构象：是是-d-d-吡喃葡萄糖吡

19、喃葡萄糖残基以残基以1,41,4糖苷键连接而成的多糖特征糖苷键连接而成的多糖特征空心螺旋状构象空心螺旋状构象：是以：是以1,3-连接的连接的-d-d-吡喃葡吡喃葡萄糖残基的典型构象萄糖残基的典型构象褶皱型构象褶皱型构象：这种构象存在于：这种构象存在于1,2-连接连接-d-d-吡吡喃葡萄糖残基中，是由单体氧桥连接的喃葡萄糖残基中，是由单体氧桥连接的褶皱几褶皱几何形状引起的何形状引起的松散结合构象松散结合构象：由：由1,6连接的连接的-d-d-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖单位构成的葡聚糖，是这类多糖结构的典型，单位构成的葡聚糖，是这类多糖结构的典型，其构象表现出特别大的易变性其构象表现出特别大的易变性第第

20、3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 一、碳水化合物的结构一、碳水化合物的结构4.4.多糖多糖二、碳水化合物的理化性质二、碳水化合物的理化性质 1.1.溶解性溶解性v单糖、糖醇、糖苷、低聚糖等一般是可溶于水的。如在单糖、糖醇、糖苷、低聚糖等一般是可溶于水的。如在2020时时100g100g水中能溶解水中能溶解195g195g蔗糖蔗糖v糖醇则因品种不同在水中溶解性能有很大差别。糖醇则因品种不同在水中溶解性能有很大差别。山梨醇山梨醇(220g/100g)(220g/100g)蔗糖甘露醇、蔗糖甘露醇、赤藓糖醇、异麦芽糖醇

21、。赤藓糖醇、异麦芽糖醇。而麦芽糖醇、乳糖醇和木糖醇与蔗糖相近。而麦芽糖醇、乳糖醇和木糖醇与蔗糖相近。由于糖醇在水中的由于糖醇在水中的溶解时吸收的热量比蔗糖高得多，如木糖醇的溶解热为溶解时吸收的热量比蔗糖高得多，如木糖醇的溶解热为153(j/g),153(j/g),而蔗糖为而蔗糖为17.9(j/g)17.9(j/g)，因此糖醇特别是木糖醇更适宜制备具有清凉感的食品因此糖醇特别是木糖醇更适宜制备具有清凉感的食品v糖苷的溶解性能与配体有很大的关系糖苷的溶解性能与配体有很大的关系，一般是糖苷配体。如黄酮类一般难溶于水，但，一般是糖苷配体。如黄酮类一般难溶于水，但它与糖形成了糖苷后，就有利于在水中的溶解

22、，从而对食品的色泽和滋味产生重要的影它与糖形成了糖苷后，就有利于在水中的溶解，从而对食品的色泽和滋味产生重要的影响响v多数情况下分子链中的每个糖单位平均含有三个羟基，每个羟基均可和一个或多个水分多数情况下分子链中的每个糖单位平均含有三个羟基，每个羟基均可和一个或多个水分子形成氢键。此外，环上的氧原子以及糖苷键上的氧原子也可与其形成氢键，因此多糖子形成氢键。此外，环上的氧原子以及糖苷键上的氧原子也可与其形成氢键，因此多糖分子链中单糖单位能够完全被溶剂化，使之具有较强的持水能力，易于水化和溶解分子链中单糖单位能够完全被溶剂化，使之具有较强的持水能力，易于水化和溶解第第3 3章章 碳水化合物碳水化合

23、物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 2.2.水解反应水解反应糖苷的水解：在中性或弱碱性环境中比较稳定，而糖苷的水解：在中性或弱碱性环境中比较稳定，而酸性条件下易于水解酸性条件下易于水解( (如书如书3636页页) )低聚糖及多糖的水解：低聚糖易被酸和酶水解，但低聚糖及多糖的水解：低聚糖易被酸和酶水解，但对碱较稳定。蔗糖水解称为对碱较稳定。蔗糖水解称为转化转化，生成等物质量的，生成等物质量的葡萄糖和果糖的混合物称为葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖转化糖；多糖在酸或酶；多糖在酸或酶的催化下也易发生水解，并伴随黏度降低、甜度增的催化下也易发生水解，并

24、伴随黏度降低、甜度增加加v糖苷、低聚糖和多糖的水解速度都与它的结构、糖苷、低聚糖和多糖的水解速度都与它的结构、phph、时间、温度和酶的活力等因素的影响时间、温度和酶的活力等因素的影响第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 二、碳水化合物的理化性质二、碳水化合物的理化性质 3.3.氧化反应氧化反应v含有游离醛基的醛糖或能产生醛基的酮糖都是还原含有游离醛基的醛糖或能产生醛基的酮糖都是还原糖，它们在碱性条件下，有弱的氧化剂存在时即可糖，它们在碱性条件下，有弱的氧化剂存在时即可被氧化成醛糖酸；有强氧化剂存在时，醛糖的醛

25、基被氧化成醛糖酸；有强氧化剂存在时，醛糖的醛基和伯醇基均被氧化成羧基，形成醛糖二酸和伯醇基均被氧化成羧基，形成醛糖二酸v醛糖在酶作用下也可发生氧化。如某些醛在特定的醛糖在酶作用下也可发生氧化。如某些醛在特定的脱氢酶作用下其伯醇基被氧化，而醛基保留，生成脱氢酶作用下其伯醇基被氧化，而醛基保留，生成糖醛酸糖醛酸vd-d-葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易被氧化成葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易被氧化成d-d-葡萄葡萄糖酸，商品糖酸，商品d-d-葡萄糖酸及其内酯的制备如图葡萄糖酸及其内酯的制备如图3-153-15所所示示( (书书3838页页) )第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理

26、化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 二、碳水化合物的理化性质二、碳水化合物的理化性质 4.4.还原反应还原反应v单糖的羰基在适当的还原条件下可被还原成对应的糖醇，酮单糖的羰基在适当的还原条件下可被还原成对应的糖醇，酮糖还原由于形成了一个新的手性碳原子，因此能得到两种相糖还原由于形成了一个新的手性碳原子，因此能得到两种相应的糖醇。书中图应的糖醇。书中图3-163-16所示为所示为d-d-葡萄糖及葡萄糖及d-d-果糖还原产生的果糖还原产生的糖醇糖醇5.5.酯化与醚化反应酯化与醚化反应v糖分子中的羟基与简单醇的羟基类似，能同有机酸和一些无糖分子中的羟基与简单醇的羟基类似，能同

27、有机酸和一些无机酸形成酯，如机酸形成酯，如d-d-葡萄糖葡萄糖-6-6磷酸酯、磷酸酯、d-d-果糖果糖-1,6-1,6-二磷酸酯二磷酸酯v糖中的醇羟基还可生成醚。但天然存在的不如多糖酯多。但糖中的醇羟基还可生成醚。但天然存在的不如多糖酯多。但多糖醚化后可明显改善其性能。例如食品中使用的羧甲基纤多糖醚化后可明显改善其性能。例如食品中使用的羧甲基纤维素钠和羟丙基淀粉等维素钠和羟丙基淀粉等第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 二、碳水化合物的理化性质二、碳水化合物的理化性质 三、碳水化合物的食品功能三、碳水化合物的食

28、品功能1.1.亲水功能亲水功能 v含有许多亲水羟基，它们靠氢键键合与水分子相互含有许多亲水羟基，它们靠氢键键合与水分子相互作用，形成了碳水化合物，对水有较强的亲合力作用，形成了碳水化合物，对水有较强的亲合力v其亲水能力是最重要的食品功能性质之一其亲水能力是最重要的食品功能性质之一，碳水化，碳水化合物结合水的能力通常称为保湿性合物结合水的能力通常称为保湿性v根据这些性质可以确定不同种类食品是需要限制从根据这些性质可以确定不同种类食品是需要限制从外界吸入水分或是控制食品中水分的损失外界吸入水分或是控制食品中水分的损失第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作

29、用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 2.2.黏度与凝胶作用黏度与凝胶作用黏度的概念：是表征流体流动时所受内摩擦阻力大小的物理黏度的概念：是表征流体流动时所受内摩擦阻力大小的物理量，是流体在受剪切应力作用时表现出的特性。量，是流体在受剪切应力作用时表现出的特性。单糖、糖醇、单糖、糖醇、低聚糖及可溶性大分子都有一定的黏度。影响碳水化合物黏低聚糖及可溶性大分子都有一定的黏度。影响碳水化合物黏度的因素包括内存因素度的因素包括内存因素( (平均分子量大小、分子链形状等平均分子量大小、分子链形状等) )和和外界因素外界因素( (碳水化合物的浓度、温度等碳水化合物的浓度、温度等) )多糖溶液的黏度：同分

30、子的大小、形状、所带电荷及其所在多糖溶液的黏度：同分子的大小、形状、所带电荷及其所在溶液中的构象有关。通过控制多糖溶液的黏度可控制液体食溶液中的构象有关。通过控制多糖溶液的黏度可控制液体食品及饮料的流动性与质地，改变半固体食品的形态及品及饮料的流动性与质地，改变半固体食品的形态及o/wo/w乳乳浊液的稳定性浊液的稳定性胶凝作用胶凝作用 ：在食品加工中，多糖或蛋白质等大分子，可通：在食品加工中，多糖或蛋白质等大分子，可通过氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥接、缠结或共过氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥接、缠结或共价键等相互作用，形成海棉状的三维网状凝胶结构。网孔中价键等相互作用，形成海

31、棉状的三维网状凝胶结构。网孔中充满着液相，液相是由较少分子质量的溶质和部分高聚物组充满着液相，液相是由较少分子质量的溶质和部分高聚物组成的水溶液。凝胶具有二重性，既有固体的某些特性，又有成的水溶液。凝胶具有二重性，既有固体的某些特性，又有液体的某些属性液体的某些属性第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 三、碳水化合物的食品功能三、碳水化合物的食品功能3.3.风味结合功能：是一类很好的风味固定剂，能有效风味结合功能：是一类很好的风味固定剂，能有效地保留挥发性风味成分。例子如书地保留挥发性风味成分。例子如书(42(

32、42页页) )4.4.碳水化合物褐变产物与食品风味：碳水化合物在非碳水化合物褐变产物与食品风味：碳水化合物在非酶褐变过程中除了产生深颜色类黑精色素之外，还酶褐变过程中除了产生深颜色类黑精色素之外，还产生了多种挥发性物质，使食品产生特殊的风味。产生了多种挥发性物质，使食品产生特殊的风味。褐变产物本身也可能具有特殊的风味或者能增强其褐变产物本身也可能具有特殊的风味或者能增强其他的风味。碳水化合物的褐变产物均具有特殊的强他的风味。碳水化合物的褐变产物均具有特殊的强烈焦糖气味，可以作为甜味增强剂烈焦糖气味，可以作为甜味增强剂5.5.甜度：是一个相对值，它是在相同条件下以蔗糖的甜度：是一个相对值，它是在

33、相同条件下以蔗糖的甜度为甜度为100100作为标准，通过比较得出所有糖、糖醇作为标准，通过比较得出所有糖、糖醇及低聚糖均有一定甜度，某些糖苷、多糖复合物也及低聚糖均有一定甜度，某些糖苷、多糖复合物也有很好的甜度，这是赋予食品甜味的主要原因有很好的甜度，这是赋予食品甜味的主要原因第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 三、碳水化合物的食品功能三、碳水化合物的食品功能四、非酶褐变反应四、非酶褐变反应 主要是碳水化合物在热的作用下发生的一系列化学主要是碳水化合物在热的作用下发生的一系列化学反应，产生了大量的有色成分和无

34、色成分、挥发性反应，产生了大量的有色成分和无色成分、挥发性和非挥发性成分。因反应的结果使食品产生了褐色，和非挥发性成分。因反应的结果使食品产生了褐色，故将这类反应系统称为非酶褐变反应故将这类反应系统称为非酶褐变反应( (一一) )非酶褐变的类型及历程非酶褐变的类型及历程1.1.美拉德反应及其反应历程美拉德反应及其反应历程美拉德反应（羰氨反应）概念：指羰基与氨基经缩美拉德反应（羰氨反应）概念：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褐变反应第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳

35、水化合物的理化性质及食品功能性作用 (2)美拉德反应历程 初期阶段初期阶段 中期阶段中期阶段 末期阶段末期阶段 羰羰氨氨缩缩合合 分分子子重重排排 amadori重排重排（醛糖）（醛糖） heyenes重排重排（酮糖）（酮糖）脱脱胺胺脱脱水水 脱脱胺胺重重排排 氨氨基基酸酸降降解解 醇醇醛醛缩缩合合 聚聚合合 第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 初期阶段氨基氨基 羰基（还原糖羰基（还原糖) ) 氮代葡萄糖基胺氮代葡萄糖基胺 果糖胺果糖胺美拉德反应过程美拉德反应过程羰氨缩合 分子重排中期阶段中期阶段 第第3 3

36、章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 中期阶段中期阶段 果糖胺果糖胺脱胺脱水脱胺脱水1 1，2 2烯醇化烯醇化 羟甲基糠醛（羟甲基糠醛（hmf） 脱胺重脱胺重排排2，3烯醇化烯醇化 二羰基化合物二羰基化合物 还原酮还原酮 strecker 褐色褐色 co2 醛醛 第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 脱胺脱水脱胺脱水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。 第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化

37、合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 脱胺重排脱胺重排二羰基化合物 还原酮第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 streckerstrecker降解降解 第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 末期阶段末期阶段 缩合与聚合，生成类黑色素和风味化合 物。第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 2.2.焦糖化褐变及其反应历程

38、焦糖化褐变及其反应历程糖类在没有含氨基化合物存在时加热到熔点以糖类在没有含氨基化合物存在时加热到熔点以上，也会变为黑褐的色素物质，这种作用称为焦糖化上，也会变为黑褐的色素物质，这种作用称为焦糖化作用作用 脱水脱水: :分子双键分子双键 不饱和的环不饱和的环 聚合聚合 高聚物高聚物 缩合或聚合缩合或聚合: :裂解裂解 挥发性的醛、酮挥发性的醛、酮 缩合或聚合缩合或聚合 焦糖或焦糖或酱色酱色 第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 蔗糖形成焦糖的过程蔗糖形成焦糖的过程 蔗糖蔗糖 异蔗糖酐异蔗糖酐 焦糖酐焦糖酐 焦糖稀

39、焦糖稀 焦糖素焦糖素（无甜味而具有温和的苦味（无甜味而具有温和的苦味）（熔点为（熔点为 138138，可溶于水，可溶于水 及乙醇，味苦）及乙醇，味苦）（熔点为（熔点为154154，可溶于水），可溶于水）（高分子量的深色物质（高分子量的深色物质 ）200200，约，约 35 min35 min起泡起泡 持续失水持续失水( (二次起泡二次起泡55 min)55 min) 继续加热继续加热 进一步脱水进一步脱水焦糖色素是一种结构不明确焦糖色素是一种结构不明确的大的聚合物分子，这些聚的大的聚合物分子，这些聚合物形成了胶体粒子，形成合物形成了胶体粒子，形成胶体粒子的速度随温度和胶体粒子的速度随温度和ph

40、ph的增加而增加。的增加而增加。 第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 2.2.焦糖化褐变及其反应历程焦糖化褐变及其反应历程热解产物的产生热解产物的产生a a酸性条件下醛的形成：经加热酸性条件下醛的形成：经加热第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 2.2.焦糖化褐变及其反应历程焦糖化褐变及其反应历程形成糠醛后可进一步反应生成黑色素，其历程不详形成糠醛后可进一步反应生成黑色素，其历程不详b b碱性条件下醛类的形成：还原糖在碱性条件

41、下发生互变异构作用，碱性条件下醛类的形成：还原糖在碱性条件下发生互变异构作用，形成中间产物形成中间产物1,2-1,2-烯醇式已糖烯醇式已糖3.3.抗坏血酸褐变及其历程抗坏血酸褐变及其历程v抗坏血酸褐变在果汁及果汁浓缩物的褐变中起着相当一部分的作用，尤抗坏血酸褐变在果汁及果汁浓缩物的褐变中起着相当一部分的作用，尤其在柑桔汁的变色中起着主要的作用其在柑桔汁的变色中起着主要的作用vvc-vc-氨基酸模拟实验表明，氨基酸模拟实验表明， vc-vc-氨基酸溶液系统比糖氨基酸溶液系统比糖- -氨基酸溶液系统变氨基酸溶液系统变色要快得多，含色要快得多，含vcvc溶液在褐变的同时要放出溶液在褐变的同时要放出c

42、oco2 2。其褐变机理如下：。其褐变机理如下：l-抗坏血酸抗坏血酸脱氧抗脱氧抗坏血酸坏血酸2,3二酮基二酮基古乐糖酸古乐糖酸羟基糠醛羟基糠醛第第3 3章章 碳水化合物碳水化合物3.23.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 ( (二二) )非酶褐变对食品的影响非酶褐变对食品的影响1、对食品色泽的影响：其反应中可产生两大类对食对食品色泽的影响：其反应中可产生两大类对食品色泽有影响的成分：品色泽有影响的成分：低分子量的有色物质，相低分子量的有色物质，相对分子质量低于对分子质量低于10001000的水可溶的小分子的水可溶的小分子分子量可分子量可达达1010万的水不可溶的大分子高聚物万