食品化学课件精简.doc

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1、食品化学江西科技师范大学 授课老师：赵利 谭政第二章 水第一节 引言1.水分在食品加工中的作用n 水对食品的外观形态、色泽、硬度、风味、鲜度等性质具有重要的影响。n 水是微生物生长繁殖和生物体内化学反应的必需条件，关系到食品腐败变质的问题，影响到食品的耐贮性。n 水是食品加工中的重要原料，水在食品中起着膨润、浸透、溶解、分散、均匀化等多种作用。n 水可以除去食品加工中的部分有害物质。n 水在食品加工制造中作为反应和传热的介质。n 大多数食品加工的单元操作都与水有关第二节 水和冰的物理性质水和冰的热导率和热扩散的比较： 在0 时，冰的导热率约为同温下水的导热率的4 倍，这意味着冰传导热能比非流动

2、水（如食品原料组织中的水）快得多。 冰的热扩散率比水近乎大9 倍，这表明在一定的环境中，冰经受温度变化的速率比水快得多。 第四节 水分子的缔合水分子为什么具有强烈的缔合倾向：HOH分子呈V字样的形状，同时OH键具有极性，这就造成不对称的电荷分布和纯水在蒸汽状态时具有1.84D的偶极矩；水分子的极性产生的分子间吸引力，因而水分子具有强烈的缔合倾向。第五节 冰的结构n 影响冰结晶结构的因素： 温度、溶质的种类和数量可以影响冰晶的数量、大小、结构、位置和取向。 只要避免极端快速冻结，并且溶质的性质和浓度不会显著地妨碍水分子的运动，那么食品中的冰总是以最有序的六方型冰结晶形式存在。 像明胶 这类大而复

3、杂的亲水性分子，不仅能限制水分子的运动，而且阻碍水形成高度有序的六方形结晶，所以高浓度明胶水溶液冷冻时往往形成具有较大无序性的冰结构。 第六节 水的结构1.水的结构模型： 混合式：体现了分子之间氢键的概念，认为分子间氢键瞬时地存在于庞大的水分子簇中，后者与其他水分子处在动态平衡。 间隙式：水保留在一种似冰或笼形物的结构中，其中个别水分子填充在笼形物的间隙中。 连续式：液态水中存在着一个由水分子构成的连续网状结构，并且具有动态的本质，分子之间的氢键均匀地分布在整个水样中，原存在于冰中的许多氢键在冰融化时简单地扭曲而不是断裂。 （所有的模型都认为：各个水分子能够频繁地改变它们的排列，即一个氢键快速

4、地终止而代之以一个新的氢键，在温度不变的条件下，整个体系维持一定的氢键键合和结构的程度。 ）2.在液态水中，温度对水的缔合的影响： 改变最邻近水分子间的距离 改变水分子的配位数 3.当固态的冰向液态的水转变时，同时出现两种情况： 最邻近的水分子间的距离增大（密度下降，称之为“热膨胀效应”） 最邻近的水分子的平均数目增加（密度增加，称之为“配位数增加效应”）（当配位数增加效应占优势时就导致大家所熟悉的净密度增加，而热膨胀效应占优势时则净密度下降。）4.不同温度下水的密度变化的特点： 水的密度在3.98达到最大值 在03.98之间水的净密度随着温度的升高而逐渐升高 超过3.98后表现为相反的变化趋

5、势（这是因为配位数增加效应在03.98之间是占优势的，而热膨胀效应在温度超过了3.98后占优势。）第七节 水-溶质相互作用 二、分子水平1.水分在食品中的存在形式取决于： 天然食品组织 加工食品中的化学成分 化学成分的物理状态 2.自由水：没有被非水物质化学结合的水 自由流动水：动物的血浆、淋巴和尿液；植物的导管和细胞内液泡 毛细管水：生物组织的细胞间隙和食品的组织结构中的一种由毛细管力所系留的水 滞化水：被组织中的显微和亚显微结构与膜所阻留住的水 3.结合水n 定义：存在于溶质附近的、与溶质分子之间通过化学键结合的那部分水。 蛋白质分子中的氨基、羧基和果胶物质中未酯化的羧基同水分子形成的氢键

6、作用力较大，结合较牢固； 蛋白质分子中的酰胺基，淀粉、果胶、纤维素等分子中的羟基与水形成的氢键作用力较小，较不牢固。 n 具有“被阻碍的流动性”，而不是“被固定化的”n 占总水量很小的一部分n 相当于邻近亲水基团的第一层水4.结合水的分类：n 化合水：结合最强的水，已成为非水物质的整体部分n 邻近水：占据着非水成分的大多数亲水基团的第一层位置n 多层水：占有第一层中剩下的位置以及形成了邻近水外的几层三、水与离子及离子基团的相互作用1. 键的强度：共价键强度大于H2O-离子键的强度大于H2O- H2O氢键的强度2.离子对水的净结构的影响：n 在稀水溶液中，存在两种效应：与极化力或电场强度紧密相关

7、n 净结构破坏效应 (breaking effect) 大离子和单价离子产生较弱电场，能阻碍水形成网状结构 K+, Rb+, Cs+, NH4+ , Cl-, Br-, I-, NO3- , BrO3- , IO3- , ClO4- 盐溶液流动性比纯水强n 净结构形成效应 (forming effect) 小离子或多价离子产生强电场 Li+, Na+, H3O+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+, F-, OH- 具有比纯水较低的流动性和较紧密的堆积 n 稀盐溶液中的各种离子对水的结构都有着一定程度的影响。在下述阳离子中，会破坏水的网状结构效应的是（ A ） A、Rb+ B、Na

8、+ C、Mg2+ D、Al3+ n 稀盐溶液中含有阴离子（ D ），会有助于水形成网状结构。 A 、Cl- B 、IO3- C 、ClO4- D 、F-3.离子效应对水的影响主要表现在下面几个方面：n 通过水合能力，改变水的结构n 影响水的介电常数n 决定胶体粒子周围双电层的厚度n 显著影响水对其它非水溶质和悬浮物质的相容程度n 离子的种类和数量也影响蛋白质的构象和胶体的稳定性4.水与具有氢键形成能力的中性基团的相互作用5.水与非极性基团的相互作用笼状水合物的作用：n 应用前景 气体混合物分离 溶液浓缩 海水淡化 气体储运 生物酶活性控制 笼状水合物分离混合物的原理：利用惰性气体分子与生物组织

9、细胞液体中的水分子之间的相互作用，形成的笼形水合物，可以限制细胞内及细胞间水分子的活动，使植物组织中酶的活性受到抑制，延长花卉、果蔬等农产品的贮藏期。 利用氙氩混合气体处理芦笋，有较好的保鲜效果，同气调包装和冷藏相比 ： 芦笋的失重率下降 呼吸高峰消失 纤维素增加的速率减慢 维生素C 和叶绿素的损失减小 六、水与双亲分子的相互作用n 水作为双亲分子的分散介质n 双亲分子：一端亲水一端亲脂 一个分子中同时存在亲水和疏水基团 脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂质、核酸n 双亲分子在水中形成大分子聚集体 胶团 分子数从几百到几千 双亲分子的非极性部分指向胶团的内部，而极性部分定向至水环境 第八节 水分

10、活度与相对蒸汽压二、水分活度的定义与测定方法Aw的测定方法：将已知含水量的样品置于恒温密闭的小容器中，使其达到平衡，测定容器内的压力或相对湿度（ERH ），按式Aw=ERH/100 计算 Aw 是指样品的内在品质，ERH 是与样品平衡的大气的性质； 仅当样品与它的环境达到平衡时，该关系才成立。 三、水分活度与温度的关系n 冰点以上和冰点以下的Aw的差异 冰点以上：Aw是样品组成、温度的函数，其中组成起着重要的作用； 冰点以下：Aw与样品的组成无关，仅取决于温度。 不能根据冰点以下温度的Aw预测冰点以上温度的Aw。 当温度充分变化至形成冰点或熔化冰时，从食品稳定性考虑Aw的意义也发生变化。四、水

11、分吸着等温线（一）定义和区1.水分吸湿等温线的定义：在恒定温度下，食品的水分含量（用单位干物质中水的质量表示）与它的Aw 之间的关系曲线 。 2.吸湿等温线的分区区水的性质：n 最强烈地吸附n 最少流动n 通过水离子或水偶极相互作用与可接近的极性部位缔合n 在-40不结冰n 不能作为溶剂n 看作固体的一部分n 占总水量极小部分单分子层水（BET单层） n 区和边界n 0.07g H2O/ g干物质n Aw =0.2n 可理解为：在干物质的可接近的高极性基团上形成一个单层所需的近似水量区水的性质：n 通过氢键与相邻的水分子和溶质分子缔合n 流动性比体相水稍差n 大部分在-40不结冰n 形成多层水

12、n 区和区的水占总水分的5%以下 真实单层 n 区和接界n 0.38g H2O/ g干物质n Aw =0.85n 完全水合所需的水分含量，即占据所有的第一层部位所需的水分含量区水的性质：n 体相水n 被物理截留或自由的n 宏观运动受阻n 性质与稀盐溶液中的水类似n 可以结冰也可作为溶剂 n 占总水分的95%以上n 有利于化学反应的进行和微生物的生长n 决定等温线的形状和位置的因素： 试样的成分 试样的物理结构 试样的预处理 温度 制作等温线的方法 （解吸和回吸）（二）水分吸着等温线与温度的关系1.等温吸湿线的滞后现象的原因： 解吸过程中一些水分与非水成分之间的相互作用而无法释出水分； 样品中不

13、规则的形状产生毛细管现象的部位，欲填满或抽空水分需给予不同蒸汽压（要抽出需P 内P 外，要填满即吸着时则需P 外P 内）； 解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法紧密结合水分，由此可导致回吸相同水分含量时处于较高的水分活度； 温度、解吸的速度和程度及食品类型等都影响滞后环的形状。 五、Aw与食品稳定性（一）影响Aw的重要因素（回顾）：n 水分含量 食品的水分含量越高，Aw也较高 有些食品的水分含量相近，Aw可能相差很大 有些食品的Aw相近，含水量相差很大 n 温度 冰点以上 ：样品组成、温度 冰点以下 ：温度 n 非水成分 在温度不变的条件下，食品中非水成分越多并且非水成分与水结合力越强，Aw

14、 的值就越小。 在非水成分及非水成分与水结合形式基本不变的条件下，温度越高Aw 值就越大。 （二） Aw与食品稳定性的关系1、Aw与微生物生长繁殖的关系 微生物的生长繁殖都要求有最低限度的Aw 不同类群微生物的最低Aw 范围是 ： 大多数细菌为0.99 0.94 大多数霉菌为0.94 0.80 大多数耐盐细菌为0.75 耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.65 0.602、Aw与酶促反应的关系 影响酶促反应底物的可移动性 影响酶的构象 Aw 的增大，水解反应的速度不断增大； 3、Aw与脂质氧化作用（非酶）的关系：既有促进作用，又有抑制作用。 在Aw 较低时（0.35 ），可以抑制氧化； 覆盖了可氧

15、化的部位，阻止了它与氧的接触； 与金属离子的水合作用，消除了由金属离子引发的氧化作用； 水与氢过氧化物结合，而使其不容易产生氧自由基而导致链氧化的结束； 当Aw大于0.35，水分对脂质氧化具有促进作用： 增大了食物中氧气的溶解，加速了氧化； 水分的溶剂化作用，使反应物和产物便于移动，有利于氧化作用的进行； 水分对大分子的溶胀作用，暴露出新的氧化部位，有利于氧化的进行。 当Aw大于0.8，反应物被稀释，氧化作用降低。4、Aw与美拉德反应的关系n 钟形曲线形状n Aw=0.3-0.7时，多数食品会发生美拉德褐变反应。n 高于BHT单分子层Aw以后美拉德褐变就可以进行。 Aw 较低时，水多呈水- 水

16、和水- 溶质的氢键键合作用与邻近的分子缔合作用，不利于反应物和反应产物的移动，限制了美拉德褐变的进行。 随着Aw 增大，有利于反应物和产物的移动，美拉德反应褐变增大至最高点。 Aw 继续增大，反应物被稀释，美拉德反应褐变下降。 第三章 碳水化合物第一节 食品中的碳水化合物n 是食物的主要成分 n 提供膳食热量n 提供质构、口感和甜味n 表达式Cx(H2O)yn 碳水化合物的定义：多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物（包括单糖、低聚糖以及多糖）；最丰富的碳水化合物是纤维素n 选择题 糖类的生理功能是( A )。 (A) 提供能量 (B) 蛋白聚糖和糖蛋白的组成成份 (C) 构成细胞膜的成分 (D) 血

17、型物质即含有糖分子n 选择题 根据化学结构和化学性质，碳水化合物是属于一类( B )的化学物。 (A) 多羟基酸 (B) 多羟基醛或酮 (C) 多羟基醚 (D) 多羧基醛或酮第二节 单糖 一、结构n 手性碳原子：即不对称碳原子，它连接四个不同的原子或功能基团命名：n 3个碳原子：三糖， 1个手性碳原子 D-甘油醛糖，L-甘油醛糖n 4个碳原子：四糖，2个手性碳原子n 5个碳原子；五糖，3个手性碳原子n 6个碳原子：六糖，己糖，己醛糖酮糖：如果单糖中羰基是酮基，则称为酮糖。例如果糖 CH2OH C=O HOCH HCOH HCOH CH2OH 果糖的开环结构n 醛类羰基非常活泼，容易受羟基氧原子

18、亲核进攻生成半缩醛。半缩醛的羟基进一步与醇的羟基反应（缩合）生成缩醛。 n 在同一个醛糖或酮糖分子内，分子中的羰基与羟基反应可形成半缩醛，D-葡萄糖形成的环状半缩醛，形成的六元糖环称为吡喃环。 二、糖苷n 糖苷的功能特性： 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 如果糖与硫醇RSH作用，则生成硫葡萄糖苷（S-糖苷），与胺RNH2作用生成氨基葡萄糖苷（N-糖苷）O-糖苷1.定义：糖在酸性条件下与醇发生反应，失去水后形成的产品称为糖苷（O-糖苷）；糖苷一般含有呋喃或吡喃糖环。2.O-糖苷的性质n 在中性和碱性条件下一般是稳定的；n 在酸性条件下

19、能被水解； 可被糖苷酶（如果胶酶、淀粉酶）水解；N-糖苷N-糖苷的性质：n 稳定性不如O-糖苷；n 在水中容易水解，使溶液的颜色变深，黄色变为暗棕色，导致Maillard褐变；n 有些相当稳定：N-葡基酰胺；N-葡基酰胺嘌呤；N-葡基酰胺嘧啶，例如肌苷、黄苷以及鸟苷的5 - 单磷酸盐，它们都是风味剂。（R=H：肌苷5 - 单磷酸盐 ；R=OH：黄苷5 - 单磷酸盐；R=NH2：鸟苷5 - 单磷酸盐 ）S-糖苷n 糖基与糖苷配基之间有一硫原子n 芥菜子和辣根的组分生氰糖苷：n 降解时产生氰化氢；n 杏仁、木薯、高梁、竹笋和菜豆；n 为防止氰化物中毒，必须充分煮熟后再充分洗涤；五、酯化与醚化n 酯

20、化糖中的羟基与有机酸或无机酸相互作用生成酯，例： 马铃薯淀粉中含有磷酸酯基 卡拉胶中含有硫酸酯基n 醚化 多糖通过醚化可以改善它们的性质，具有广泛的用途； 甲基纤维素 羧甲基纤维素 羟丙基纤维素醚 羟丙基酯淀粉 六、非酶褐变n 褐变：指食品在加工、储藏等过程中发生褐色变化而比原有色泽加深的现象。 有益的褐变 有害的褐变 n 褐变按其发生机理分为： 氧化或酶促褐变：氧+ 酚类物质+ 多酚氧化酶 非氧化或非酶促褐变 ：包括焦糖化和美拉德反应（一）羰氨反应（称美拉德反应）n 美拉德反应：食品在加热或长期储存后，还原糖（主要是葡萄糖）同游离氨基酸或蛋白质分子中游离氨基发生羰氨反应。（二）焦糖化褐变n

21、焦糖化作用：糖类在没有含氨基化合物存在时，加热到其熔点以上会变为黑褐色的物质。n 在受强热的情况下，糖类生成两大类物质：一类是糖的脱水产物，即焦糖或称酱色；一类是裂解产物，是一些挥发性的醛、酮类物质，可进一步缩合、聚合形成粘稠状的黑褐色物质。n 工业上生产焦糖色素（3种方法） 蔗糖在酸或酸性铵盐（亚硫酸氢铵）存在的溶液中加热，耐酸焦糖色素（pH=24.5） ，带有负电荷的胶体粒子，可乐饮料 蔗糖溶液和铵离子溶液加热产生红棕色并带正电荷的胶体粒子的焦糖色素，pH=4.24.8，焙烤食品 蔗糖直接热解产生红棕色并含有略带负电荷的胶体粒子的焦糖色素，溶液pH=34，啤酒和含醇饮料（三）非酶褐变对食品

22、质量的影响1、对食品营养质量的影响n 降低蛋白质的营养质量 氨基酸被破坏而造成损失，如Lys ： Lys 中游离氨基最易和羰基相结合； Lys 是许多蛋白质中的限制性氨基酸，它的损失较大地影响了蛋白质的营养价值。 n 抑制蛋白酶活性 非酶褐变的终产物 类黑精具有很强的抑制胰蛋白酶活性的作用 2、对食品色泽的影响 酱油、豆腐、面包、烤肉、烤鱼和咖啡中褐色色素 乳和乳制品的加工和贮藏中也会发生非酶褐变反应而生成棕褐色物质，不是所期望的 3 、对食品香味的影响 烤面包，爆花生米，炒咖啡所形成的香气物质 利用美拉德反应的产物，调和制成巧克力精、面包香精，咖啡香精和肉类香精 4、非酶褐变产物的抗氧化作用

23、：类黑精具有很强的消除活性氧的能力 5 、非酶褐变产生有害成分：天门冬氨酸+ 还原糖丙烯酰胺 （四）非酶褐变的控制n 影响非酶褐变反应的物理化学因素： 糖类与氨基酸的结构 反应温度 热作用时间 食品体系中的pH值 食品中水分含量 金属离子 非酶褐变的控制：1、使用不易褐变的原料n 糖类 还原糖非还原糖； 戊碳糖六碳糖； 双糖中：乳糖蔗糖麦芽糖海藻糖。 戊碳糖中：核糖阿拉伯糖木糖； 六碳糖中：半乳糖甘露糖葡萄糖果糖；n 氨基化合物 在胺类化合物中：胺 氨基酸 多肽 蛋白质 在氨基酸中：碱性氨基酸 酸性氨基酸 氨基在 位或末端的比 位的快 2、控制加工及贮存条件（1）降低温度（非酶褐变反应的速率受

24、温度影响较大，温度越高，褐变速率越快。） 温度相差10 ，褐变速度可相差3-5 倍 30 以上发生较快，20 以下较慢 10 以下存放能防止褐变 （2）改变pH值（羰氨缩合作用是可逆的， pH 值可影响美拉德反应的途径。） 在稀酸条件下，羰氨缩合产物很容易水解。 pH 值在3 以上时，褐变速率随pH 值的增加而加快。 （3）控制水分含量n 水分含量在10-15% 时容易发生褐变； n 水分含量在3% 以下，非酶褐变反应受到抑制； 易褐变的奶粉的水分应控制在3%以下，才能抑制褐变；n 水分含量很高的情况下，反应基质浓度低，褐变反应就难于发生； 柠檬汁易褐变，适当降低浓缩比有利于延阻褐变发生，柠檬

25、汁的适宜浓缩比为4:1 。 （4）氧气n 室温下氧气的存在对非酶褐变反应速度有促进作用。 n 易褐变的食品应尽量减少与氧气的接触。 采用真空包装，充氮包装，减缓褐变的发生。 3、 使用褐变抑制剂（1）亚硫酸及其盐 抑制褐变的机理是：羰基 与亚硫酸根结合形成化合物，其加成物能与氨基化合物 缩合，但缩合产物不能再进一步生成Schiff 碱和N- 葡糖基胺，从而阻止了美拉德反应的进一步发生。 （2 ）形成钙盐 钙可同氨基酸结合成为不溶性化合物，有协同亚硫酸及其盐控制褐变的作用。 在马铃薯等多种食品加工中应用。 4、生物化学法（1）发酵法n 对某些含糖量甚微的食品，可加入酶母发酵除去糖； 蛋粉 脱水肉

26、末 （2）酶法n （葡萄糖氧化酶+ 过氧化氢酶）混合酶制剂除去食品中微量葡萄糖和氧。 氧化酶把葡萄糖氧化为葡萄糖酸，产生H2O2 ，可被过氧化氢酶分解为水和氧气。 n 选择题 食品中丙烯酰胺主要来源于( C )加工过程。 (A) 高压 (B) 低压 (C) 高温 (D) 低温 糖苷的溶解性能与（ B ）有很大关系。（A）苷键 （B）配体 （C）单糖 （D）多糖n 简述蔗糖形成焦糖素的反应历程。n 简述美拉德反应的历程。n 论述非酶褐变对食品质量的影响。n 论述非酶褐变反应的影响因素和控制方法。第三节 低聚糖一、食品中重要的低聚糖n 低聚糖：220个糖单位通过糖苷键连接n 多糖：超过20个糖单位

27、1.麦芽糖：n 淀粉水解后得到的二糖；n 具有潜在的游离醛基，是一种还原糖；n 温和甜味剂；2.乳糖：n 牛乳中的还原性二糖；n 乳糖不耐症：缺乏乳糖酶，未被消化的乳糖进入大肠，经过厌氧微生物发酵成乳酸或短链脂肪酸。克服的方法： 发酵过程中转化为乳酸（酸奶） 外加乳糖酶水解3.蔗糖：n 非还原性二糖n -葡萄糖和-果糖头头相连n 具有极大的吸湿性和溶解性n 冷冻保护剂二、具有特殊功能的低聚糖n 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）占重要地位 n 目前已证实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 1、低聚果糖

28、的生理活性：n 双歧因子；n 低热量糖；n 水溶性食物纤维；n 抑制肠内沙门氏菌和腐败菌的生长，促进肠胃功能；n 防止龋齿。2、低聚木糖：n 主要成分为木糖、木二糖、木三糖及木三糖以上的木聚糖n 木二糖含量，产品质量n 木二糖有两个木糖分子以-1,4-糖苷键相连接而成，甜度为蔗糖的40%低聚木糖的特性：n 较高的耐热（100/1h）和耐酸性能（pH 28）n 双歧杆菌所需用量最小的增殖因子n 代谢不依赖胰岛素，适用糖尿病患者n 抗龋齿低聚木糖的生产：n 从玉米芯、棉子壳以及蔗渣等原料中提取木聚糖和木聚糖酶法水解 n 许多丝状真菌都产木聚糖酶，但往往不止产一种酶 内切木聚糖酶水解得到低聚木糖 -

29、1,4木糖苷酶水解木二糖为木糖n 菌株筛选：产木聚糖酶酶活高而-1,4- 木糖苷酶酶活低的菌株 3、 甲壳低聚糖生理活性：n 降低肝脏和血清中的胆固醇n 提高机体的免疫功能，增强机体的抗菌和抗感染能力n 抗肿瘤n 增殖双歧杆菌n 可使乳糖分解酶活性升高以及防治胃溃疡甲壳低聚糖的生产： 采用盐酸将壳聚糖水解至一定的程度，然后经过中和、脱盐以及脱色等步骤制备得到，其聚合度为17。 采用壳聚糖酶水解壳聚糖再经分离和纯化制备甲壳低聚糖。（用微生物方法生产的壳聚糖酶的活力偏低 ）三、环状低聚糖n D-吡喃葡萄糖a-1,4 糖苷键连接而成的低聚物；1、环糊精的结构特点归纳：n 高度对称性n 圆柱形（环糊分

30、子是环形和中间具有空穴的圆柱结构） -OH 在外侧，C-H 和环O 在内侧 环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域 n 作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质 风味物、香精油、胆固醇n 选择题 葡萄糖和果糖结合形成的二糖为( B )。 (A) 麦芽糖 (B) 蔗糖 (C) 乳糖 (D) 棉籽糖 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（ B ）糖苷键连接起来的低聚合度的水溶性氨基葡聚糖。(A) a -1,4 (B) -1,4 (C) a-1,6 (D) -1,6n 判断题 麦芽糖、乳糖、蔗糖都是还原二糖。（ 错 ）n 论述题 论述食品中主要的功能性低聚糖及其作用。n 名词解释 环状糊

31、精 n 选择题 水解麦芽糖将产生( A )。(A)葡萄糖 (B)果糖+葡萄糖 (C)半乳糖+葡萄糖 (D)甘露糖+葡萄糖第四节 多糖n 超过20个单糖的聚合物为多糖n 单糖的个数称为聚合度（DP）n 大多数多糖的DP为200-3000n 纤维素的DP最大，达7000-15000n 直链多糖，支链多糖；均匀多糖，非均匀多糖（杂多糖）（均匀多糖：由相同的糖组成，如纤维素、直/支链淀粉）n 淀粉以独立的淀粉粒存在；n 淀粉粒直径在几个微米到几十个微米之间；n 淀粉颗粒有结晶区和无定形区之分；n 淀粉粒的形状大致上可分为圆形、卵形和多角形三种。n 不同原料的淀粉粒在大小上差别很大，马铃薯的淀粉粒较大，

32、而大米的淀粉粒较小。n 淀粉颗粒的大小和形状是由宿主植物的生物合成体系、组织环境所产生的物理约束决定的。1、 淀粉的化学结构：直链淀粉：n 葡萄糖以a-1,4糖苷键连接而成的直链分子n 少量a -1,6糖苷键，支链点隔开很远n 相对分子质量为3.21041.6105 n 聚合度约为100-6,000之间n 分子内的氢键作用成右手螺旋状，每个环含有6个葡萄糖残基支链淀粉：n C链为主链，由 a -1,4连接n A、B链是支链 A链由 a -1,6键与B链连结 B链由 a -1,6键与C链连接n 支链淀粉分子如球状n 相对分子质量为110751082、淀粉的性质（1）淀粉的溶解性n 定义：一定温度

33、下在水中加热处理30min 后，淀粉溶解在水中的质量百分数。 n 提高淀粉溶解性的途径 引入一些亲水基团，增加淀粉分子与水分子间的相互作用，如化学改性淀粉； 改变淀粉分子的结构方式，破坏淀粉粒，使原有的结晶区不再存在，如预糊化淀粉； 将淀粉水解，使分子变小、破坏淀粉的结构，如糊精。 （2）淀粉的水解（热和酸的作用）产物：n 糊精 淀粉水解过程中产生的多苷链断片，统称为糊精； 能溶于水，不溶于酒精； 可溶性淀粉：糊精化程度低的淀粉，仍能与碘形成蓝色复合物； 常温下，普通淀粉在稀酸（7% ）中浸泡57 天，即得化学实验室常用的可溶性淀粉指示剂。 n 淀粉糖浆：是淀粉不完全水解的产物 为无色、透明、

34、黏稠的液体； 储存性好，无结晶析出； 糖浆的糖分组成为葡萄糖、低聚糖、糊精等； 淀粉水解可以得到多种淀粉糖浆，可分为高、中、低转化糖浆三类；（用葡萄糖值（DE值）表示淀粉水解的程度；生产最多的是中等转化糖浆，其DE 值为3842 ；DE值是还原糖（以葡萄糖计）占糖浆干物质的百分比。国家标准中，DE值越高，葡萄糖浆的级别越高。工业上用DE值（也称葡萄糖值）表示淀粉的水解程度或糖化程度。）n 麦芽糖浆：也称为饴糖 主要成分是麦芽糖 呈浅黄色 甜味温和，还具有特殊的风味 工业上是利用麦芽糖酶水解淀粉来制得n 葡萄糖：是淀粉水解的最终产物，经过结晶后，可得到结晶葡萄糖 结晶葡萄糖有含水-葡萄糖、无水-

35、葡萄糖和无水-葡萄糖三种 3、淀粉的糊化和老化（1）淀粉的糊化n 加热破坏了结晶胶束区弱的氢键后，淀粉颗粒开始水合膨胀，结晶区消失，粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射消失。 在具有足够的水（至少60%）条件下加热淀粉颗粒达一特定温度。n 测定方法 偏光显微镜 DSC淀粉糊化过程分为三个阶段：n 淀粉分子随着体系温度的增加，吸收少量的水；水分子进入淀粉粒内部后，淀粉通过氢键与水分子产生作用，颗粒的体积增加不多，外观上没有明显的变化，淀粉粒内部晶体结构没有改变，淀粉粒只是可逆的溶胀，体系的黏度稍微增加； n 温度增加，淀粉粒开始糊化，淀粉粒大量吸附水，淀粉粒体积膨胀，偏光十字在脐点处变暗，淀粉分子间的

36、氢键被破坏，破坏范围从无定形区扩展到结晶区，分子结构发生伸展；随后，淀粉粒继续膨胀，形成巨大的网状结构，淀粉粒的偏光十字彻底消失，体系黏度增加至最大，发生了不可逆的变化过程。此时淀粉分子虽然还没有全部分散，但是分子间的结合已经被破坏。n 淀粉分散已经膨胀到极点，颗粒开始破碎，最后分散为糊状物，体系的黏度也达到最大，完成了整个淀粉的加热糊化。影响淀粉糊化性质的因素：n 淀粉的种类n 体系的温度n 淀粉晶体结构 淀粉分子间的结合程度、分子排列紧密程度、淀粉分子形成微晶区的大小等，影响淀粉分子的糊化难易程度。淀粉分子间的缔合程度大、分子排列紧密，破坏这些作用和拆开微晶区所需要的能量就多，淀粉粒就不容

37、易糊化； n 直链淀粉支链淀粉的比例 直链淀粉在冷水中不易溶解、分散，直链淀粉分子间存在的作用相对较大，直链淀粉含量越高，淀粉难以糊化，糊化温度越高； n 水分活度（水分含量） 在水分活度较低时，糊化不能发生或者糊化程度非常有限。干淀粉（水含量低于3% ）加热至180 也不会导致淀粉糊化，而对水分含量为60% 的悬浮液，70 的加热温度通常能够产生完全的糊化； n pH值 淀粉在碱性条件下易于糊化，并且淀粉糊在中性碱性条件下也是稳定的。当pH值在5以下时，淀粉糊的黏度将急剧下降。（2）淀粉的老化n 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。 直链淀粉易老化，直链淀粉愈多，老化

38、愈快 支链淀粉老化需要很长时间淀粉老化对食品品质的影响：n 老化过程可看成是糊化的逆过程。但是老化不能使淀粉彻底复原到生淀粉的结构状态，它比生淀粉的晶化程度低。n 老化后的淀粉与水失去亲和力，并且难以被淀粉酶水解，严重地影响了食品的质地。n 一些食品的品质劣化，就是由于淀粉老化（至少是与老化有关）： 面包陈化失去新鲜感 汤汁失去黏度或产生沉淀影响淀粉老化的因素：n 不同来源淀粉的老化难易程度不相同，但主要是直链淀粉起作用。 直链淀粉是线形分子，易于取向，直链淀粉较支链淀粉更易于老化，淀粉中直链淀粉含量愈多，老化问题愈严重。 支链淀粉几乎不发生老化，其原因是它的分支结构妨碍了微晶束氢键的形成，这

39、个特性被实际应用于淀粉的化学改性中。n 在较低温度（特别在0附近）、中性pH，高浓度淀粉和无表面活性剂存在下，淀粉的老化趋势增强； 在迅速冷却过程中，由于淀粉分子来不及取向，可以减少淀粉老化速度。 n 淀粉分子的相对分子质量（链长或聚合度） n 淀粉的来源（直链支链比例不同） 常见淀粉的老化趋势：马铃薯淀粉玉米淀粉小麦淀粉 食品加工中防止淀粉老化的方法: 将淀粉（或含淀粉的食品）糊化后，在80以下的高温迅速除去水分（水分含量最好达10%以下），或冷至0以下迅速脱水。 脂类（极性脂类如磷脂、硬脂酰乳酸钠、单甘酯等）进入淀粉的螺旋结构，所形成的包合物可阻止直链淀粉分子间的平行定向、相互靠近及结合，

40、对淀粉的抗老化很有效。 一些大分子物质如蛋白质、半纤维素、植物胶等对淀粉的老化也有减缓的作用，作用机制与它们对水的保留、干扰淀粉分子之间的结合有关。面包陈化：n 面包心变硬，新鲜度下降 （表现）n 无定形转变为结晶的老化状态 （原因）n 加入极性脂（甘油一酯及其衍生物），形成络合物，延迟老化（4）变性淀粉n 变性淀粉是指利用物理、化学和酶的方法处理天然淀粉，制得使其性质发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物。 水溶性，粘度，色泽，味道，流动性等改性食品淀粉：n 淀粉的分子链中，每个D-吡喃葡萄糖单元上含有三个醇羟基，羟基的存在使淀粉分子有可能发生各种衍生反应： 氧化反应 酯化反应 醚化反应n

41、 淀粉分子中的少量羟基被改性（酯基或醚基），取代度DS为0.0020.2。 酯化：醋酐、三聚磷酸钠、磷酸、三偏磷酸钠 醚化：氧化丙烷n 作用：阻止链间缔合，防止沉淀，稳定化 n 性能变化 降低糊化温度 提高淀粉糊透明度 提高抗老化以及冷冻- 解冻的稳定性 交联淀粉的用途：（大多数改性食品淀粉都是交联淀粉）n 随交联度增加，酸稳定性增加n 降低了淀粉颗粒吸水膨胀和糊化的速率n 保持初始的低粘度，有利于快速热传递和升温，均匀杀菌n 用于罐头、冷冻、焙烤和干燥食品中n 功能性质改善 胶粘力、稳定乳状液能力、成膜能力、风味释放、持水力、耐酸、耐碱、耐热、耐冷、耐剪切等不同变性淀粉的性质：n 乙酸酯淀粉

42、能降低糊化温度，提高糊的透明度，提高抗老化及冻融稳定性。n 磷酸单酯淀粉能提高淀粉糊的透明度和稳定性，并具有乳化性和冻融稳定性，还降低了淀粉的糊化温度。n 羟丙基淀粉可降低淀粉糊化温度，形成的淀粉糊不会老化，具有冻融稳定性和增稠的功能。n 交联淀粉大大降低淀粉颗粒吸水膨胀的程度与速率，增加淀粉糊的稳定性，改变淀粉糊的黏度与质构等。 在罐头食品杀菌时，能较长时间保持初始的低黏度，有利于快速热传递与升温，在淀粉颗粒吸水膨胀前达到均匀的杀菌。 2、 纤维素和半纤维素1、纤维素n 用X射线衍射法研究纤维素的微结构 纤维素是由60多条纤维分子平行排列 互相以氢键连接起来的束状物质 n 纤维素分子易于缔合，形成多晶的纤维束n 结晶区由氢键连接而成n 在天然纤维素中约有60%为结晶部分，被无定形区所分隔，无定形区在纤维素的水分脱除时，转化为结晶区n 改性纤维素是水溶性胶 一种膳食纤维，不被人体消化，不提供热量，可作为食品配料2、半纤维素n 是一类聚合物，水解时生成大量的戊糖、葡萄糖醛酸和某些脱氧糖； n 食品中最普遍存在的半纤维素是木聚糖； n 半纤维素在食品焙烤中最主要的作用： 提高面粉对水的结合能力 改善面包面团的混合品质，降低混合物能量 有助于蛋白质的掺和，增加面包体积 （1）羧甲基纤维素（C