2015环科有机化学教学-14碳水化合物第四章

第四章碳水化合第三节对碳水化合物的影响碳水化合）。因此们称为“碳水化合物”即写成CH2O H、O组成，通式为Cn(H2O)是不确切的，但是历史上一 五、中的重要原、辅材一、供sparingaction)13。多糖易于，可以在干燥的情况下保质相二、构成机体的重要物——粘多糖三、维持神经系统的功 解毒作四、有益肠道功。1 有效碳水化合3、多糖营养性多糖（淀粉、糖原有效碳水化合物：对有营养（提供能量）性的称做一、 分 .重要的单葡萄糖（glucose）HHHHOHHH OH α-D-(+)-吡喃葡萄

β-D-(+)-吡喃葡萄HHOHHO HHHOHH OHHHH

α-D-呋喃葡萄 β-D-呋喃葡萄机体各都可以利用葡萄糖提供能量，有些器机体血糖浓度正常值为果糖（fructose）是一种最普通和最甜的己。果糖在上或食品工业中用作增甜剂。半乳糖（galactose）一种已醛糖。不能单独 ， 此外单糖还有甘露糖、核糖、脱氧核糖、单糖的吸收速2、双还原性二糖与非还原性二6CH

2O 2

12O

OHO

H H23O423O4O 46

1CHOH

蔗 蔗Haworth式（氧环式 构象Haworth式（氧环式

54OO54OO123H5O123

苷羟

6CH2OH

41H4

苷羟HO5

4CH2OH HO

OH HO

12H1,4苷

1,4苷 蔗 OH

蔗糖的性质蔗糖对健康的影素应答水平，因此，在饮食中被列为“禁谢，更高量．甚至接近总人群的平均摄入蔗糖易于发酵并可产生溶解牙齿珐琅质和矿物质麦芽保留一个醛此具有还原性。麦芽糖在稀酸中水解得分子葡萄糖 OH

H

OH麦芽生理功进入后可被肠道中蔗糖酶和异麦芽糖酶异麦芽酮糖异麦芽酮糖醇又称帕拉金糖醇(palatinitol，国外称 乳1、来源：存在于哺乳动物的中，人糖5-8%，牛2构β-D-吡喃半乳糖的

OHH OHH HHOH4缩合而成的半乳糖苷。由一分葡萄糖和一分子半乳糖所构成

乳4、化学性质：具有还原糖的通性、还原性、。牛奶进入小肠，经肠黏膜出一种称为乳三种二糖的比较异构化乳,,0.6,是黏度低、热值低、易溶于水、性能稳,也异构化乳糖对健康功异构化乳糖对健康功能显著。1）促进肠道有益菌——双岐杆菌的增殖，抑制菌的生异构化乳糖可广泛用于食品中,如添加到乳,也可单独作医疗用品非常适合作品。乳果糖的作用主要表现在肾功能负担，具有良好的效果。 OHHHOOHOOHHH

OH

H

78.94%，374.78g/100g水；蔗糖结晶吸湿性和保湿3、糖。木糖，再加氢还原而成木糖醇。患者因木糖醇在某种意义上讲可以起到增加甜度的作用，但对其治疗的作用们看法不一。有的认为，木糖醇不能代替蔗糖，也不能治疗，木糖醇吃多了，血中三酰甘油升高，糖醇综 糖醇对血糖值上升无影响，且能为人提 蔗糖素(sucralose三氯蔗糖蔗糖素是继阿斯巴甜（Aspartame）、AK糖（Acesulfame-蔗糖素的特性化学名称为１４,６－三氯蔗糖TG，是蔗糖分子中的三个羟基被氯原子选择性地取代而得到的高甜度甜味剂，１９９１年加拿甜味纯正。其甜度大约是蔗糖的600倍，是阿斯巴甜的3倍，安全毒理方面的疑问，AI值为15m/k。◆性质稳定，蔗条件下可贮藏4年，在水溶液和饮料中（PH值为3～5）◆在方面，由于其热值为零，不会引起肥胖，可供肥、心血管病患者与老年人以及渴望控制体重的食用；摄入后不会引起血糖波动，可供人食用；在口腔不被微二、低聚作用主要有：(l)改善内微生态环境，有利于双歧杆菌和其它有益菌的增殖，经代谢产生有机酸使肠内pH值 免疫功能；(2)低聚糖会使血糖升高，适合于高血糖人群和人食用；因 大豆低聚低聚异麦芽 菌-变异链球菌（Streptococcusmutant）发酵，低聚果1、调节体内菌群的平衡，内细菌可分为有益、有害菌和中性菌三大类。一般来说，如果内害菌增多而有益菌减少，那么人就会觉得精神不好，甚至生病；如果么人就行觉得精力充沛、精神爽朗。，内有益菌—双歧杆菌数量会增多，有害菌大大减少，其机理低聚果糖服用后不能被唾液和消化酶分解，直接通过胃和小肠到达大肠，被大肠内的有益菌主要是双歧杆菌所利用，使双歧杆菌得到大量繁殖，同时产生有机酸如醋酸、丙酸、丁酸和乳酸等，使肠pH值下降，从而抑制肠内沙门氏菌等 菌的生长，改善肠道环境。这些特性对于消化系统不良及其引起的内 不平衡所产生的脸部粉刺、黑斑等有很好的改善和消除作用。以起到降低胆固醇和血脂的作用，其机理是低聚成，促使胆固醇向胆汁酸转换，增加胆汁酸排出量，起的一系列疾病如高血压、心血管疾病等有很好的改善作用。 双歧杆菌在肠道内能自然合成维生素B1、B2、B6、B12、烟酸和叶酸，还能将乳制品中的乳糖部分转化低聚乳果糖和低聚木。三、多多糖分淀粉多糖和非淀粉多糖淀粉分支链淀粉，直链淀粉和改性淀粉3～10，是植物营养的一种形式天然的淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，大多数淀粉2％，含支链淀粉097％直链淀粉；马铃薯淀粉含0粉；糯米淀粉几乎全部是支链淀粉；有些豆类的淀粉则全是直链淀粉。直链与支链淀6麦芽糖单4CH麦芽糖单4CH2OH 61634CH2OH

HO O，容易体消化。分

1,4糖苷

1,4苷键HO

O

6个葡萄糖分子，以

CH2OH

5 1,4-糖苷键HO3

即HO[64CH2OH O

OHO]n1,4-糖苷n6CH2OH

以外，在支点处存在

6 64CH2OH

糖苷

1 OHO

6

O

CH2OH1,4-糖苷

1,4-糖苷 改性淀。抗性淀粉（Resistant）食物中存在的抗性淀粉分三类：（1）物理包埋、如部分碾磨过的谷类、或外皮破裂后，淀粉才（）抗性淀粉颗粒，如青香蕉、未煮过的土豆、豌豆等；（）已老化的淀粉。食物中抗性淀粉（含量7．％功能应 二、淀粉糊 Rawstarchthathasnothadmoistureaddeddoesnotundergogelatinization.Bydefinition,gelatinizationisaphenomenawhichtakesplaceinthepresenceofheatandmoisture.Thedryrawstarch,ifheated,wouldundergodextrinization.Thiscertainlywouldaffectthestarchpasteviscosityandstarchgelstrength.Thepasteviscositywouldbedecreasedandgelstrengthdecreased.Ifa"limitedamount"ofmoistureisaddedtotherawstarchyoumaygetpartialgelatinization.Thisconditionexistsinbakedproducts.Cornstarchata5%levelin95%waterwouldhaveaslightchangeoccurifheatisinitiated.WatermightbeslightlyADSORBEDontothesurfaceofthegranule.Actually,intheresearchfromwhichtheseimagescame,IfoundthatIgotadifferenceinpasteviscosityandultimateoptimumgelatinizationtemperatureasmeasuredbyviscosityifIallowedcornstarchtositinwateratroomtemperature.Thisledmetobelievethatthereissomeinitiationofadsorptionuponthegranuleatroomtemperature(27C).Ifthis5%dispersionofcornstarchwasheatedto40CIwouldexpectmorewaterwouldbeADSORBEDontothesurfaceofthegranule,thehydrogenbondingbetweenthestarchpolymerswithinthegranulemightbegintobeloosenedslightly.InsometypesofstarcheswatermightevenbegintobeABSORBEDintothegranule.Ifthis5%dispersionofcornstarchwasheatedto50CIwouldexpectmorewaterwouldbeADSORBEDontothesurfaceofthegranule,thehydrogenbondingbetweenthestarchpolymersw egranulewouldbegintobeloosened..Thiswouldallowthewatertopenetrateintothegranule ABSORBEDbythegranule.Additionally,someoftheamylosemaybegintoworkitse egranulesurface,thus,openingthestructureevenmore.Ifthis5%dispersionofcornstarchwasheatedto60-65CIwouldexpectmorewaterwouldbeADSORBEDontothesurfaceofthegranule,thehydrogenbondingbetweenthest olymerswithinthegranulewouldloosen.Thiswouldallowthewatertopenetrateintothegranule ABSORBEDbythegranule.Additionally,someoftheamylosewouldworkitselfoff thus,openingthestructureevenmore.Thisinturnwouldallowevenmoreofthewaterto ABSORBEDandmoreamylosetoworkitselfoutintoacolloidaldispersionoutsideoftheg e.Thelongamylosepolymerisacolloidincharacteristics.Thisisintermediatebetween60and70C.Theprecisechangesareaffectedbyrateofheating,conditionofthestarchandotherfactors.Ifthis5%dispersionofcornstarchwasheatedto70-90CIwouldexpectmorewaterwouldbeADSORBEDontothesurfaceofthegranule,thehydrogenbondingbetweenthest olymerswithinthegranulewouldloosen.Thiswouldallowthewatertopenetrateintothegranule ABSORBEDbythegranule.Additionally,theamylosewouldworkitselfoffthegran ace,thus,openingthestructureevenmore.Thisinturnwouldallowevenmoreofthewaterto ABSORBEDandmoreamylosetoworkitselfoutintoacolloidaldispersionoutsideo ranule.Thelongamylosepolymerisacolloidincharacteristics.Atsomepointbetween60-95Cwewouldlikelyhavegelatinizationoccur.Thismightbemeasuredbylossofbirefringence,increasedviscosity,translucency,increasedsusceptibilitytoenzymeaction,x-raydiffractionorsomeotherchemicalorphysicalmeans.Atthispoint,thestarchgranuleisswollenasmuchaspossible.Itisastarchsoluntilyouremoveitfromtheheatandbegintoallowtheamyloseandsomeamylopectintorecrystallize,i.e.realign.Insomeinstances,whenheatedto90Cthestarchgranulecouldreachoptimumgelatinizationandbeaniceswollengranulesack.Inothercases,thismayallowthesackto"implode"andloosetheircontentsasthereisnotenoughstructureandhydrogenbondingtoholdthepolymerstogether.Itisinterestingthatovercooking,aswithoverstirring,willdecreasethestarchpastecolloidalsolviscosity.淀粉老三、沥滤损。褐四、焦糖化作，给食品带来的色泽和风味。但须适当控制138℃五、Maillard反应法国化学家美拉德在1912年发现，当甘氨酸和葡萄糖的混和液在一加热时，会形成褐色的色素（又称为类黑色素）食品中氨 来源于游离氨基酸、多肽、蛋白质、胺类羰 来源于醛、酮、糖或油脂氧化酸败所产生的醛、酮）因此美拉德反应是食品在加热或长期贮藏后发生褐变的主要原Maillard反应又称为羰氨反应，指食品体系中含有氨基的化合物氨反应的过程复杂，可分为3个阶段。缩合而形成Schiff碱(2).变速度关系密切,还原酮的性质活泼，能与氨基酸反应，生成3 多羰基不饱和衍生物（如还原酮)一方面进行Schiff影响美拉德反应的因素有反应物结 羰基化合物：戊糖>己糖>双糖；醛>酮氨基化合物：碱性氨基酸的易，氨基在ε-位或在末端比在α-位的易。胺类>氨基酸>肽>蛋白 温度每差10℃，褐变速率可相差3~5倍，一般在30℃以上水分褐变需要在有水存在的条件下进行，其速率与基质浓度成，水分在10%～15%时最易发生水分越低，褐变缓慢，如奶粉、冰淇淋的水分需控制在%以下。干制品的水分低于%以下时，褐变缓慢至难以觉察，而液体状食品，虽水分较高，由于基质浓度低，褐变也较缓慢。酸当H＞3时，褐变速率随pH增加而加快，酸度较高的食品，褐变不易发生。如在加工蛋粉时，干燥之前，加酸降低H，以抑制褐变，然氧氧能促进褐变，因此易褐变的食品，在10℃以下真空贮藏，可减变的发生亚硫酸在生产加工中，亚硫酸氢钠可以抑制褐变，水果熏硫处理，不仅能制酶褐变，还能延缓美拉德反WateractivityWaterisproducedduringMaillardreaction,thusthereactionoccurslessreadilyinfoodswithahighawvalueswhile,atlowaw,themobilityofreactantsislimited,despitetheirpresenceatincreasedconcentrations.Asthefigureshown,inpracticethlardreactionoccursmostrapidlyatintermediateawvalues(0.5-0.8),andawisofmostsignificancetothereactionindriedandintermediate-moisturefoods(IMFs),whichhaveawvaluesinthisrange.However,awvaluesforumbrowningareaffectedbyothercomponentsofthesystem:humectants,suchasglycerol,canlowerthevalue umSincethereactionitselfhasastronginfluenceonpHitishardtoevaluatethepHHowever,reactionstakeplacebyallpathways,withthepHofthesysteminfluencingtheratioofproductsformedandtherateofcolorformationcanbereducedbydecreasingthepH.Themostdesirablemeatyandpot-roastedaromawasobtainedatpH4.7,butpHhadalessdramaticeffectonaromathan