模块1-糖在食品加工中的应用课件

模块一糖在食品加工中的应用江苏食品职业技术学院食品工程系模块一糖在食品加工中的应用江苏食品职业技术学院食品工程系1“糖”和“碳水化合物”是什么关系呢？一、糖的概念

1.1概述

“糖”和“碳水化合物”是什么关系呢？一、糖的概念1.1概1、糖与碳水化合物的关系过去把糖类叫做碳水化合物，因为当时发现它们的组成符合通式Cm(H2O)n如：葡萄糖C6H12O6实际上，糖类中的氢、氧原子的个数比并不都是2:1，也不以水分子的形式存在如：鼠李糖C6H12O5

脱氧核糖C5H10O4另，有些符合Cm(H2O)n通式的物质不是碳水化合物如：甲醛CH2O乙酸C2H4O2

1、糖与碳水化合物的关系2、糖的概念糖主要由碳、氢、氧三种元素构成，是一类多羟基醛、多羟基酮或是它们的缩聚物或衍生物。如：甘油醛二羟基丙酮2、糖的概念甘油醛二羟基丙酮单糖

具有1个自由醛基或酮基，以及两个以上羟基的糖类物质。醛糖：含醛基的单糖酮糖：含酮基的单糖。不能被水解。葡萄糖葡萄糖低聚糖（寡糖）由2-10个单糖通过糖苷键连接形成的直链或支链的低度聚合糖类。依据水解后生成的单糖分子数目，分为二糖、三糖、四糖、五糖等。二糖最为常见，如：蔗糖、麦芽糖、乳糖。

低聚糖（寡糖）多糖同聚多糖：由一种单糖分子缩合而成的多糖，叫做同聚多糖。常见有：淀粉、糖原、纤维素等。杂聚多糖：有不同的单糖分子缩合而成的多糖，叫做杂聚多糖。常见有：果胶质、半纤维素等。

多糖二、糖的分类单糖：不能再水解的糖；寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；多糖：能水解生成许多单糖的高分子化合物。

同聚多糖：由一种单糖组成的多糖；杂聚多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的多糖。依据水解程度分依据组成分二、糖的分类单糖：不能再水解的糖；同聚多糖：由一种单糖组单糖细分根据碳原子多少分为：三碳糖（丙糖）、四碳糖（丁糖）、五碳糖（戊糖）六碳糖（己糖）

自然界中最重要的是戊糖和己糖

最简单的单糖是2个三碳糖：甘油醛（醛糖）和二羟丙酮（酮糖）单糖细分

多糖细分植物性多糖（淀粉：支链淀粉、直链淀粉）动物性多糖（糖原：肝糖原、肌糖原）

杂聚多糖（果胶质、半纤维素）

同聚多糖（淀粉、纤维素）

模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件三、糖类的生物学功能

1、提供能量的主要来源。2、构成组织的重要物质。3、特殊的生理功能

如：糖蛋白在免疫、细胞识别、血型区分等多种生理功能中的作用。三、糖类的生物学功能单糖的结构1、相关概念不对称碳原子：指4个价键与4个不同的原子或原子团相连接的碳原子。旋光性：是指物质能使平面偏振光的偏振面发生旋转的性质。旋光体：能使平面偏振光的偏振面发生旋转的物质，其分子是不对称分子，含有不对称的碳原子。旋光性规定：+为右旋，-为左旋。构型规定：以甘油醛为标准，D型（-OH在右）L型（-OH在左）四、糖的结构

单糖的结构四、糖的结构2、结构

1）单糖的链状结构

2、结构构型式的简写，用长线表示碳链，用短线表示羟基，如：D-(＋)-葡萄糖

构型式的简写，用长线表示碳链，用短线2）单糖的环状结构单糖不仅以直链结构存在，还以环状结构存在。链状结构中的醛基形成环状结构时，与自身的羟基缩合形成半缩醛。

例：环状α-葡萄糖和β-葡萄糖的开链式进行互变

2）单糖的环状结构模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件环状结构哈沃斯透视式的两条要求：1）直链式右边的－OH写在Haworth环下面,左边－OH写在环上面。2）未成环的多余碳原子，如氧桥向右，则写在环之上，反之，则写在环之下。例：环状结构哈沃斯透视式的两条要求：葡萄糖开链结构式改写为环式的过程葡萄糖开链结构式改写为环式的过程

单糖分子内的醛基或羰基可与C5上的羟基缩合成六元环的半缩醛（呋喃糖），也可以与C4的羟基缩合形成五元环的半缩醛（吡喃糖）。

单糖分子内的醛基或羰基可与C5上的羟基缩合

例：果糖哈武斯式结构图

α-D-（-）-吡喃果糖β-D-（-）-吡喃果糖

α-D-（-）-呋喃果糖β-D-（-）-呋喃果糖例：果糖哈武斯式结构图α-D-（-）-图例说明：透视式中，D-、L-和α-、β-构型的确定是以C5上的羟甲基和半缩醛羟基在含氧环上的排布决定，如果氧环上的碳原子按顺时针方向排列时，羟甲基在平面之上为D-型，在平面之下为L-型。在D-型中，半缩醛羟基在平面之下为α-型，在平面之上为β-型。

图例说明：

2、低聚糖的结构醛糖C1（酮糖在C2）上半缩醛的羟基（-OH）和其它单糖的羟基经脱水，通过缩醛式结合而成。

参与聚合的单糖均是一种或二种以上。3、多糖的结构：许多单糖或其衍生物通过糖苷键缩合而成。2、低聚糖的结构3、多糖的结构：许多单糖或其衍生物通过糖苷五、常见多糖的结构1淀粉1）淀粉分子的结构

五、常见多糖的结构淀粉分类：直链淀粉和支链淀粉直链淀粉：又称可溶性淀粉，其构成的基本单元是α-D-吡喃葡萄糖，由数百到数千个α-D-吡喃葡萄糖通过α-1,4-苷键结合成链状，是个直链多糖。直链淀粉分子量60000左右，相当于由300～400个葡萄糖缩合而成。直链淀粉结构示意-淀粉分类：直链淀粉和支链淀粉直链淀粉结构示意-直链淀粉中，每个螺旋有六个葡萄糖残基（一个螺旋圈所含葡萄糖残基数称聚合度），聚合度在60个以上时遇碘呈蓝色。所以，直链淀粉遇碘呈蓝色。直链淀粉中，每个螺旋有六个葡萄糖残基（一个螺旋圈所含葡支链淀粉：又称胶体淀粉，α-D-吡喃葡萄糖通过α-1,4-苷键连接成主链，通过α-1,6-苷键或其它方式连接支链。

支链淀粉分子量20×104以上，相当于由1300个以上葡萄糖组成，分枝短链的长度平均为24～30个葡萄糖残基。

支链淀粉：又称胶体淀粉，α-D-吡喃葡萄糖通过α-1,淀粉结构中聚合度在20～60个时遇碘呈紫红色。所以，支链淀粉遇碘呈紫红色。

´支链淀粉结构示意图淀粉结构中聚合度在20～60个时遇碘呈紫红色。所以，支链淀粉淀粉水解过程：淀粉水解过程：部分谷物淀粉中直链、支链淀粉含量单位：%名称直链淀粉支链淀粉名称直链淀粉支链淀粉大米1783高梁2773糯米0100荞麦2872玉米（普通）2278甘薯块根2080小麦2476马铃薯块根2278部分谷物淀粉中直链、支链淀粉含量单位：%名称直链淀粉支2糖原

由α-D-葡萄糖结合而成的，结构与支链淀粉相似。分枝更多，每个枝更短。每个分枝长度相当于12~18个葡萄糖残基。类似于淀粉的结构中聚合度在20个左右时遇碘呈红色。所以糖原遇碘呈红色。糖原为白色粉末，能溶于水及三氯醋酸，不溶于乙醇及其他有机溶剂，遇碘显红色，无还原性。2糖原3果胶

依据酯化度分为：高甲氧基果胶（HM）和低甲氧基果胶（LM）应用范围：软糖、酸奶、豆奶、蛋黄酱、混浊型果汁、饮料和冰激凌等。果冻果冻3果胶果冻果冻4纤维素和半纤维素

纤维素：由β-D-葡萄糖单位经β-1,4-苷键连接而成的长链分子，一般无分支链。

常用的纤维素衍生物：羧甲基纤维素（CMC）、甲基纤维素和微晶纤维素半纤维素：膳食纤维的主要来源4纤维素和半纤维素5海洋多糖主要有琼脂、海藻胶、卡拉胶6植物多糖

主要有魔芋、瓜尔胶、阿拉伯胶、刺槐豆胶

7微生物多糖主要有黄原胶、黄杆菌胶、茁霉胶、α-葡聚糖琼脂条瓜尔胶5海洋多糖琼脂条瓜尔胶一、单糖的性质

由于单糖的某些结构的共同性，决定了它们具有一些共同性质：均为白色结晶体，能任意比例溶入水，大多是有甜味，有旋光性和某些相同的化学反应等。

1.2糖的性质

一、单糖的性质1.2糖的性质（一）单糖的物理性质1．旋光性糖的比旋光度是指1ml含有1g糖的溶液在其透光层为0.1m时使偏振光旋转的角度,通常用表示。t为测定时的温度，λ为测定时的光的波长，一般采用钠光，用符号D表示。表1：几种糖的比旋光度（一）单糖的物理性质表1各种糖在20℃（钠）光时的比旋光度数值（度）糖类名称比旋光度糖类名称比旋光度D-葡萄糖+52.2D-果糖-92.4D-半乳糖+80.2L-阿拉伯糖+104.5D-阿拉伯糖-105.0D-木糖+18.8D-甘露糖+14.2麦芽糖+130.4蔗糖+66.5糊精+195淀粉+196转化糖-19.8表1各种糖在20℃（钠）光时的比旋光度数值（度）糖类名称2．溶解度

单糖分子中的多个羟基可增加其水溶性，尤其在热水中的溶解度。单糖不溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。各种单糖的溶解度不一样，如：果糖溶解度最高，其次葡萄糖。

温度对溶解过程和溶解速度具有决定性影响。

2．溶解度3．甜度

通常以蔗糖（非还原糖）为基准物。一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1.0果糖的甜度为1.5葡萄糖的甜度为0.7该甜度是相对的，又称为比甜度。3．甜度表2单糖的比甜度糖类名称比甜度糖类名称比甜度蔗糖1.00α-D-葡萄糖0.70β-D-呋喃果糖

1.50α-D-半乳糖

0.27α-D-甘露糖

0.59α-D-木糖0.50表2单糖的比甜度糖类名称（二）单糖的化学性质1．美拉德反应：又称羰氨反应，是指羰基与氨基经缩合、聚合反应生成类黑色素的反应。（二）单糖的化学性质美拉德反应美拉德反应影响美拉德反应的因素：中等水分含量、pH7.8~9.2时反应速率最快，铜、铁等金属离子也能促进反应进行。控制（弱化）美拉德反应措施：降低水分含量，避免铜、铁等金属离子的影响、降低温度、降低pH值、用亚硫酸处理或去除一种作用物（一般是降还原糖的含量）影响美拉德反应的因素：2．焦糖化反应:糖类尤其单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140℃~170℃以上）时，糖会脱水而发生褐变，这种反应称为焦糖化反应，又称卡拉蜜尔作用。焦糖色素2．焦糖化反应:糖类尤其单糖在没有氨基化合物存在的情况下，3．单糖的氧化还原反应1）氧化反应（作还原剂）葡萄糖葡萄糖酸醛糖可使溴水褪色，而酮糖不具备此性质3．单糖的氧化还原反应葡萄糖葡萄糖酸醛糖可使溴水褪色，而酮糖

醛与弱氧化剂的反应(复习醛的性质)，单糖均可：弱氧化剂的名称试剂的组成起反应的物质现象鉴定的物质托伦试剂Tollens碱的银氨溶液醛Ag（沉淀）区别醛和酮斐林试剂FehlingACuSO4溶液BNaOH和酒石酸钾钠（A,B分别储存）脂肪醛Cu2O（砖红色沉淀）区别醛酮,脂肪醛和芳香醛本尼地试剂BenedictACuSO4溶液BNa2CO3和柠檬酸钠溶液(不分装)脂肪醛Cu2O（砖红色沉淀）区别醛酮,脂肪醛和芳香醛

醛与弱氧化剂的反应(复习醛的性质)，单糖均可：弱氧化剂的名2）还原反应葡萄糖山梨醇2）还原反应葡萄糖山梨醇4．单糖与碱的作用（1）异构化作用单糖差向异构化4．单糖与碱的作用单糖差向异构化（2）分解反应与糖精酸的生成

单糖在浓碱溶液中不稳定，易发生裂解，产生较小分子的糖、酸、醇和醛等化合物。除了分解外，随碱浓度的增加，或加热作用时间的延长，糖还会发生分子内氧化与重排作用生成羧酸；即糖精酸类化合物。（2）分解反应与糖精酸的生成5．单糖与酸的作用

酸对于糖的作用因酸的种类、浓度和温度不同而不同。

在室温下，稀酸对糖的稳定性无影响，在较高温度下，发生复合反应生成低聚糖。糖的脱水反应与pH有关，同时有色物质的生成量随反应时间和浓度的增加而增高。

5．单糖与酸的作用6．单糖的脱水作用

单糖与强酸共热产生脱水反应。戊糖糠醛己糖甲酸、二氧化碳、乙酰丙酸、羟甲基糠醛鉴定糖：糠醛和羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成有色的缩合物西利万诺夫试验（鉴别酮糖与醛糖）：间苯二酚与盐酸遇酮糖呈红色，遇醛糖呈浅色脱水脱水6．单糖的脱水作用脱水脱水7、食品中重要的单糖1．葡萄糖：己醛糖，是无色晶体,熔点146℃。2．果糖：己酮糖，是无色晶体，熔点102℃～104℃。醛糖与酮糖的鉴别：

溴水可将醛糖中的醛基氧化成羧基，生成糖酸，溴水褪色，酮糖无此反应。7、食品中重要的单糖（一）低聚糖1）双糖

（1）蔗糖二、低聚糖的性质

（一）低聚糖二、低聚糖的性质模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件C12H22O11+H2OC5H11O5CHO+C5H12O5CO

蔗糖葡萄糖果糖

蔗糖是右旋糖，在酸或酶作用下，1分子蔗糖水解生成1分子D-葡萄糖和1分子D-果糖的混合物，这种混合物具有左旋性，与水解前旋光方向相反，所以又称转化糖，比蔗糖更甜。

C12H22O11+H2OC5H11O5（2）海藻二糖是D-葡糖基-D-葡糖苷三种异构体的共同名称，属于非还原性二糖。

海藻二糖（2）海藻二糖海藻二糖（3）麦芽糖1分子α-D-葡萄糖C1上的苷羟基与另1分子D-葡萄糖C4上的醇羟基之间脱水缩合，通过α-1,4-苷键连接而成的。麦芽糖分子结构（3）麦芽糖麦芽糖分子结构（4）乳糖

1分子β-半乳糖C1上的苷羟基与另1分子D-葡萄糖C4上的醇羟基之间脱水缩合，通过β-1,4-苷键连接而成。乳糖分子结构（4）乳糖乳糖分子结构模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件2）三糖常见的三糖：棉子糖、水苏糖、麦芽三糖

棉子糖易溶于水，甜度为蔗糖的20%～40%，微溶于乙醇，不溶于石油醚，其吸湿性在所有的糖中是最低的。为非还原性低聚糖。2）三糖3）其它低聚糖果萄糖浆：葡萄糖和果糖的混合糖糖浆环状糊精：D-葡萄糖以α-1，4-糖苷键连接而成的环状低聚糖低聚果糖：蔗糖分子的果糖残基上通过β-（1→2）糖苷键连接1～3个果糖基而成的蔗果三糖、蔗果四糖及蔗果五糖组成的混合物低聚木糖：由2～7个木糖以β-（1→4）-糖苷键连接而成的低聚糖3）其它低聚糖4）食品中单糖和低聚糖的功能甜味

与蔗糖比较，将蔗糖的甜度定为100。

优质的糖应甜味纯正，甜度适宜，达到最甜和消失甜味的速度都很快等。糖醇在甜味、低热量、无致龋齿等方面优于其母糖，故被广泛用作甜味剂使用。4）食品中单糖和低聚糖的功能

吸湿性、保湿性和结晶性吸湿性：糖在空气湿度较高的情况下吸收水分的情况。保湿性：指糖在较高空气湿度下吸收水分在较低空气湿度下散失水分的性质。吸湿性顺序：果糖、转化糖>葡萄糖、麦芽糖>蔗糖。应用:生产硬糖要求生产材料的吸湿性低，如蔗糖；生产软糖的材料要求吸湿性要高，如转化糖和果葡糖浆。

吸湿性、保湿性和结晶性结晶性结晶性顺序：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。应用:生产硬糖不能完全使用蔗糖，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。结晶性生产硬糖时添加一定量淀粉糖浆的优点：（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，使糖果的甜味适中模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件

风味结合功能

食品中的风味成分主要包括:羰基化合物（醛和酮）羧酸衍生物（主要是酯类）

二糖和相对分子质量较大的低聚糖是有效的风味结合剂。风味结合功能褐变反应美拉德反应：单糖与氨基酸、蛋白质之间发生。焦糖化反应：糖在高温下产生。相对说来，低聚糖发生褐变的程度，尤其是参与美拉德反应的程度较单糖小。褐变反应褐变在食品中的作用：

烘烤食品、酿造食品等要适当的褐变。

牛奶、豆奶等蛋白饮品和果蔬脆片要防止褐变。

褐变在食品中的作用：糖类发酵糖发酵顺序：葡萄糖>果糖>蔗糖>麦芽糖乳酸菌除可发酵上述糖类外，还可以发酵乳糖产生乳酸。大多数低聚糖不能被酵母菌和乳酸菌等直接发酵，低聚糖要在水解后产生单糖才能被发酵。有些食品生产要注意避免微生物生长繁殖而引起食品变质或汤汁混浊现象的发生，如蔗糖常用甜味剂代替。糖类发酵1.5.6保健功能低聚糖主要有低聚果糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖和低聚氨基葡萄糖具有保健功能。保健功能：能使体内双歧杆菌增殖；抑制肠内沙门氏菌和腐败菌的生长；被认为是一种水溶性食物纤维；低热量；抗龋齿。

1.5.6保健功能低聚糖主要有低聚果糖、低聚木糖、甲壳低聚糖等杂多糖能降低肝脏和血清中的胆固醇，能增强人体的免疫功能，具有强的抗癌性，能使乳糖酶的活性提高，能治疗消化性溃疡和胃酸过多症，是双歧杆菌的增殖因子另，真菌多糖、南瓜多糖等均具有较好的保健作用。甲壳低聚糖甲壳低聚糖等杂多糖能降低肝脏和血清中的胆固三、多糖的性质1多糖的溶解性

2多糖的增稠和凝胶作用3多糖的生理活性如：膳食纤维（纤维素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等．木质素）三、多糖的性质4多糖的水解

酶水解：受酶浓度、pH值、低物浓度、温度、金属离子、水分活动等因素影响常用水解多糖的酶：淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等酸和碱催化下多糖的水解：多糖在酸或碱存在的条件下也会被水解。水解速度受温度、酸碱浓度等因素的影响。4多糖的水解淀粉的水解用α-淀粉酶和葡萄糖糖化酶水解淀粉得到近乎纯的D-葡萄糖，然后再用葡萄糖异构酶将D-葡萄糖转变成D-果糖，形成58%D-葡萄糖和42%D-果糖组成的混合物，叫果葡糖浆。淀粉的水解模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件淀粉的糊化和老化

淀粉的糊化：淀粉在水中经加热后，一部分胶束被溶解形成空隙；水分子浸入内部,与余下部分淀粉分子进行结合，胶束逐渐被溶解，空隙逐渐扩大；淀粉粒因吸水,体积膨胀数十倍,生淀粉的胶束即行消失,这种现象称为膨润现象。继续加热，胶束则全部崩溃，形成淀粉单分子并为水所包围而成为溶液，这种现象称为糊化。

马铃薯淀粉淀粉的糊化和老化马铃薯淀粉

淀粉的糊化：淀粉在水中加热至一定温度时，形成有黏性的糊状体，此现象称为淀粉的糊化。糊化的淀粉更可口，易消化吸收。

淀粉糊化的原理：加热时，水分迅速渗透到淀粉颗粒内部，使其吸水膨胀，晶体结构消失，颗粒外膜完全破裂而解体，变为粘稠状液体。淀粉的糊化：淀粉在水中加热至一定温度时，形成有黏性的糊易老化的条件：直链淀粉易老化，淀粉含水量为30%～60%时较易老化，2～40C易老化。不易老化的条件：含水量小于10%或在大量水中，大于600C或小于-200C（速冻包子、速冻水饺为依此原理），在偏酸（pH4以下）或偏碱时。

淀粉的老化：经过糊化的淀粉在室温或低于室温下放置后，硬度会变大，体积缩小，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为老化。易老化的条件：直链淀粉易老化，淀粉含水量为30%～60%时较淀粉的改性利用加热、酸、碱、氧化剂、酶制剂及具有某些官能团的化学试剂，将天然淀粉的部分结构、物理性质、化学性质进行一定的改变，其产品叫做变性淀粉或改性淀粉。

改性分为：物理变性、化学变性（氧化变化、交联反应）、酶变性（水解反应、合成反应）马铃薯变性淀粉淀粉的改性马铃薯变性淀粉复习复习复习复习1.3.1代谢概述（一）代谢的概念生物体与外界环境不断交换物质的过程，包括从体外吸收养料和在组织中的变化及向体外排泄废物。1.3.1代谢概述（一）代谢的概念合成代谢小分子→大分子(同化作用)需要能量

物新

能陈量

质代代

谢谢

代分解代谢释放能量(异化作用)大分子→小分子谢

广义的新陈代谢：物质的消化吸收、转化和排泄的整个过程。狭义的新陈代谢：物质在细胞内发生的合成和分解过程，又称为中间代谢。合成代谢小分子→大分生物氧化食物中蕴藏的化学潜能通过氧化作用释放出来供机体维持各种复杂的生命运动。糖类、脂肪和蛋白质是三大能源物质。它们在生物体细胞内进行的氧化分解，称为生物氧化。生物氧化糖类、脂肪和蛋白质是三大能源物质。它们在生物体细胞内生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧）的实质相同，都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气，都生成CO2和H2O，所释放的能量也相同。但二者进行的方式和历程却不同：

细胞内温和条件高温或高压、干燥条件（常温、常压、中性pH、水溶液）一系列酶促反应无机催化剂逐步氧化放能，能量利用率高能量爆发释放释放的能量转化成ATP被利用

转换为光和热，散失生物氧化体外燃烧生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧）的实质相同，都是脱氢、失电

A:生物氧化的特点（1）生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，中性pH和常温）。（2）生物氧化由一系列连续的化学反应逐步完成，伴随着能量的逐步释放。（3）生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的能源物质ATP。A:生物氧化的特点体内能量产生、转移和利用体内能量产生、转移和利用(1)加氧反应

B:生物氧化的方式O2苯丙氨酸酪氨酸(2)脱氢反应(1)加氧反应B:生物氧化的方式O2苯丙氨酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶

C:生物氧化过程中二氧化碳和水的生成(1)CO2的生成代谢中间产物如草酰乙酸、苹果酸、丙酮酸等脱羧产生

1）直接脱羧

脱羧酶催化

O

O

||а-酮酸脱羧酶

||CH3─C─COOH────→CH3─C+CO2

Mg2+、TPP|H

C:生物氧化过程中二氧化碳和水的生成

脱羧酶

R-CH(NH2)COOH─→R-CH2NH2+CO2

2）氧化脱羧

脱羧同时伴有脱氢

COOH-CHOH-CH2-COOH+NADP+

苹果酸酶

─→HOOC-CO-CH3+CO2+NADPH+H+丙酮酸

(2)水的生成1）基本原理及呼吸链的概念水是代谢分子中的氢与细胞吸入的氧结合而成的，它分为两部分：脱氢酶将底物上的氢激活脱落；氧化酶将来自大气的分子态氧活化成为氢的最终受体而生成水。氧化酶处于氢的氧化过程的末端，故称末端氧化酶。在脱氢酶与末端氧化酶之间充当氢原子传递媒介的传递体称为呼吸传递体，又称电子传递体。由脱氢酶、呼吸传递体、末端氧化酶组成的生物氧化酶体系称为呼吸链。(2)水的生成

2）呼吸链的组成呼吸链由脱氢酶、呼吸传递体、末端氧化酶三个环节构成，参与呼吸链的酶都是氧化还原酶，主要存在于线粒体中，可将它们分为五大类。动物体内两条呼吸链NADH+H+和FADH22）呼吸链的组成动物体内两条呼吸链NADH+H+和FA线粒体两条呼吸链NADH氧化呼吸链——细胞内主要的呼吸链FADH2氧化呼吸链由琥珀酸脱氢酶复合体、CoQ和Cyt组成

FAD、Fe-S、Cytb558需要氧的参与；消耗氧、ADP和无机磷酸生成ATP；

电子传递水平的磷酸化线粒体两条呼吸链NADH氧化呼吸链呼吸链的组成呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递体组成（脱氢酶、呼吸传递体、末端氧化酶）。包括：

NADH-Q还原酶、琥珀酸-Q还原酶、细胞色素还原酶、细胞色素氧化酶。NADHNADH-Q还原酶Q细胞色素还原酶细胞色素C细胞色素氧化酶O2琥珀酸-Q还原酶FADH2呼吸链的组成呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递体组成（脱氢酶从NADHO2产生3(或2.5)个ATP从FADH2

O2产生2(或1.5)个ATPP/O比值—消耗1摩尔氧有多少无机磷转化为有机磷—一对电子经呼吸链传至氧所产生的ATP分子数

反映氧化磷酸化的效率重要从NADHO2产生3(或2.5)个ATP重要模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件

口腔中唾液淀粉酶可对淀粉进行初步消化，消化吸收的主要部位为小肠。（二）糖的消化吸收口腔中唾液淀粉酶可对淀粉进行初步消化，消化吸收的主要被消化的淀粉及低聚糖葡萄糖

肝糖原单糖小肠吸收门静脉肝脏肝静脉血液循环全身各个组织器官和细胞被消化的淀粉及低聚糖葡萄糖肝糖血糖的来源与去路血糖的来源与去路人体血糖平衡正常的血糖含量：80～120mg/dL。长期饥饿、肝功能减退（或胰岛素分泌过多），血糖含量降至50～60mg/dL而得不到补充，就会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等低血糖早期症状，可以用含糖较多的食物，或是喝一杯浓糖水恢复。当血糖浓度低于45mg/dL时，出现惊厥和昏迷，要及时给患者静脉输入葡萄糖溶液，使症状得到缓解。

人体血糖平衡正常的血糖含量：80～120mg/dL。（一）糖的分解代谢

（二）糖的合成代谢

1.3.2糖类代谢（一）糖的分解代谢1.3.2糖类代谢（一）糖的分解代谢

多糖和低聚糖的分解1.淀粉的降解

淀粉→糊精→寡糖→麦芽糖→葡萄糖（一）糖的分解代谢多糖和低聚糖的分解淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶，二者只能水解淀粉中的α-1，4糖苷键，水解产物为麦芽糖。α-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的α-1，4糖键，β-淀粉酶只能从非还原端开始水解。水解淀粉中的α-1，6糖苷键的酶是α-1，6糖苷键酶淀粉水解的产物为糊精和麦芽糖的混合物。淀粉的酶促水解：还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键2.糖原的降解

糖原2.糖原的降解糖原糖原降解步骤糖原降解步骤3.双糖的降解3.双糖的降解模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件

单糖的分解有氧葡萄糖→→丙酮酸→乙酰辅酶ATCA循环→CO2+H2O+能量

无氧

乳酸+能量（少）∣∣糖酵解∣∣糖的有氧氧化单糖的分解

糖的无氧分解--糖酵解糖酵解是从希腊语衍生的。意思是甜和爆裂。糖酵解是六碳糖(甜)爆裂产生了两个三碳糖化合物，也就是丙酮酸。

1940年G．Embden，o．Meyerhof，J．Parnas等人阐明了糖酵解途径。由于他们作出了重大贡献．所以糖酵解途径也叫做EMP途径或EM途径。糖的无氧分解--糖酵解糖酵解是葡萄糖分解代谢的第一个环节，是在细胞胞液中进行。所谓糖酵解指的是在无氧条件下，葡萄糖经过1，6—二磷酸果糖，3—磷酸甘油醛等降解成丙酮酸并产生能量ATP的过程。它是动物、植物和微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。(1)EMP途径的生化历程糖酵解是葡萄糖分解代谢的第一个环节，是在细胞胞液中进行。所谓模块1-糖在食品加工中的应用ppt课件Ａ）第一阶段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖Ａ）第一阶段：葡萄糖1,6-二磷酸果糖Ｂ）第二阶段：1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛Ｂ）第二阶段：1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛116Ｃ）第三阶段：3-磷酸甘油醛2-磷酸甘油酸Ｃ）第三阶段：3-磷酸甘油醛2-磷酸甘油酸Ｄ）第四阶段：2-二磷酸甘油酸丙酮酸Ｄ）第四阶段：2-二磷酸甘油酸丙酮酸（2）丙酮酸的无氧降解（酵解与厌氧发酵）（Ａ）乳酸发酵（同型乳酸发酵）lacticfermation

动物乳酸菌（乳杆菌、乳链球菌）G+2ADP+2Pi2乳酸＋2ATP+2H2O（2）丙酮酸的无氧降解（酵解与厌氧发酵）（Ａ）乳酸发酵（同（Ｂ）酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵）

alcoholicfermation（Ｂ）酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵）

alco（Ｃ）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）（Ｃ）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）EMP途径的意义

它是动物、植物和微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径（普遍存在）；在供氧不足时，可为机体迅速供能（补充途径）；工业上可利用酒精发酵、乳酸发酵的原理来生产各种食品。EMP途径的意义它是动物、植物和微生物细胞中葡萄糖分解产生糖的有氧氧化葡萄糖的有氧氧化包括3个环节：葡萄糖到丙酮酸阶段；三羧酸循环；呼吸链。糖的有氧氧化葡萄糖的有氧氧化包括3个环节：葡萄糖到丙三羧酸循环(Tricarboxylicacidcycle)，简称TCA循环。在1937年由H．A．Krebs提出来的，所以又叫做Krebs循环，也叫做柠檬酸循环。为此1953年Krebs获得诺贝尔奖，并被称为ATP循环之父。实验证明，在动物、植物或微生物中都存在TCA循环。在糖代谢中，TCA循环是最重要的。在真核生物中，TCA循环发生在细胞的线粒体中。三羧酸循环(TricarboxylicacidcycleＡ.丙酮酸氧化脱羧—乙酰CoA的生成基本反应：糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体内室。在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。Ａ.丙酮酸氧化脱羧—乙酰CoA的生成基本反应：催化酶：

这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。丙酮酸脱氢酶系三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱羧酶（也叫丙酮酸脱氢酶）E2-二氢硫辛酸乙酰基转移酶E3-二氢硫锌酰胺脱氢酶。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、COASH、FAD、NAD+、Mg2+催化酶：丙酮酸脱氢酶系三种酶六种辅助因子E1-丙酮酸脱羧酶Ｂ.乙酰CoA的彻底氧化分解——TCA化学反应历程（10步反应、8种酶）糖酵解有二重作用：一是降解产生ATP，二是产生含碳的中间物为合成反应提供原料。在酵解过程中有三个不可逆反应，也就是说有三个调控步骤，分别被三个酶多点调节：己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。己糖激酶可以控制葡萄糖的进入，丙酮酸激酶调节酵解的出口。Ｂ.乙酰CoA的彻底氧化分解——TCA化学反应历程（10步三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环过程总结(一次循环)10步反应8种酶催化反应类型缩合1、脱水1、氧化4、底物水平磷酸化1、水化1生成3分子还原型CoⅠ生成1分子FADH2生成1分子ATP三羧酸循环总反应式三羧酸循环过程总结(一次循环)三羧酸循环的生物学意义1.普遍存在2.生物体获得能量的最有效方式3.是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽4.获得微生物发酵产品的途径柠檬酸、谷氨酸三羧酸循环的生物学意义葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生ATP；生成高能分子NADH+H+或FADH2，后者在线粒体呼吸链氧化并产生ATP。(1)糖酵解：1分子葡萄糖2分子丙酮酸，共消耗了2个ATP，产生了4个ATP，实际上净生成了2个ATP，同时产生2个NADH+H+。(2)有氧分解（丙酮酸生成乙酰CoA及三羧酸循环）产生的ATP、NADH+H+和FADH2丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸乙酰CoA，生成1个NADH+H+。三羧酸循环：乙酰CoACO2和H2O，产生一个GTP（即ATP）、3个NADH+H+和1个FADH2。葡萄糖分解代谢过程中能量的产生葡萄糖在分解代谢过程中产生的能葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的NADH+H+和FADH2，进入线粒体呼吸链氧化并生成ATP。线粒体呼吸链是葡萄糖分解代谢产生ATP的最主要途径。葡萄糖分解代谢总反应式按照一个NADH+H+能够产生3个ATP，1个FADH2能够产生2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生38个ATP：4ATP+（103）ATP+（22）ATP=38ATP葡萄糖分解代谢过程中产生的总能量糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧Ｃ.丙酮酸羧化支路（回补途径）三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生的中间产物也是生物合成的前体。例如卟啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，谷氨酸、天冬氨酸是从α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。ＴＣＡ的中间产物随时都有被移作他用的可能，一旦草酰乙酸浓度下降，势必影响三羧酸循环的进行。要保证整个循环正常进行，必须补充移作他用的中间产物，这类反应称为ＴＣＡ的回补反应。由丙酮酸羧化为苹果酸、草酰乙酸，由磷酸烯醇式丙酮酸羧化为草酰乙酸为重要的回补途经，称丙酮酸羧化支路Ｃ.丙酮酸羧化支路（回补途径）三羧酸循环不仅是产生ATP的由丙酮酸羧化为苹果酸、草酰乙酸，

由磷酸烯醇式丙酮酸羧化为草酰乙酸。由丙酮酸羧化为苹果酸、草酰乙酸，

由磷酸烯醇式丙酮酸羧化为草

磷酸戊糖途径（ＨＭP途径）(或HMS途径)磷酸戊糖途径，也称为磷酸己糖旁路。参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞浆中，动物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。

在肝、骨髓、脂肪组织、红细胞、泌乳期乳腺、肾上腺皮质等组织，葡萄糖可以不通过糖酵解途径，直接分解形成NADPH+H+，是较重要的途径。动物和微生物中有30％的葡萄糖经过该途径分解。证据:用碘乙酸抑制3-P-甘油醛脱氢酶活性,TCA、EMP都走不通，机体仍可供能。磷酸戊糖途径（ＨＭP途径）(或HMS途径)磷酸戊糖途HMP途径，反应首先从6-磷酸-葡萄糖开始。6-磷酸-葡萄糖脱羧脱氢形成五碳糖，包括两个反应，这是氧化阶段。五碳糖重变成六碳糖包括4个反应，这是非氧化阶段。最后6-磷酸-葡萄搪部分分解，也有部分重新生成。6个6-磷酸-葡萄糖参加HMP途径会有一个G-6-P分解，5个G-6-P重新又生成。HMP途径，反应首先从6-磷酸-葡萄糖开始。6-磷酸-葡萄糖ＨＭP途径ＨＭP途径磷酸戊糖途径的生理意义

供能。HMP途径能产生大量的NADPH+H+用于合成脂肪酸，固醇类物质。5-P-核酮糖可以转化成5-P-核糖为核酸及核苷酸辅酶的合成提供原料。HMP途径使红细胞中还原谷胱甘肽再生，对维持红细胞还原性有重要作用。磷酸戊糖途径的生理意义供能。糖的分解代谢途径糖的分解代谢途径（二）糖的合成代谢（１）糖异生的证据及其生理意义(一)糖异生作用

糖异生是指从非糖物质转化成糖的过程。非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖或糖原。（二）糖的合成代谢（１）糖异生的证据及其生理意义(一)糖异生糖异生作用基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。糖异生作用基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降低到1%，饲喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循环代谢的中间物后可以使大鼠肝糖原增加。糖尿病人或切除胰岛的动物，他们从氨基酸转化成糖的过程十分活跃。当摄入生糖氨基酸时，尿中糖含量增加。

Ａ、糖异生的证据如下：用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降①维持血糖浓度恒定；②补充肝糖原；③调节酸碱平衡。（长期禁食后，肾的糖异生作用增强。原因在于当酸增多时可以促使α-酮戊二酸转变为糖，从而使谷氨酸脱氨作用增强，生成NH3可中和酸，防止酸中毒。Ｂ、糖异生的生理意义①维持血糖浓度恒定；Ｂ、糖异生的生理意义糖异生作用的总反应式如下：

（２）糖异生的途径糖异生作用的总