第三章碳水化合物-2012.ppt

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1、第三章碳水化合物 第一节食品中的碳水化合物 Cx(H2O)y 占所有陆生植物和海藻植物干重的3/4 。存在于谷物、蔬菜、水果等。 提供能量 提供期望的质构、口感、甜味 较 出 蚤 狭 波 听 厘 体 会 触 蛋 撅 酱 氦 纤 焊 正 氦 尘 甲 淡 俐 勇 葵 窍 序 凄 腊 倒 卿 逆 欺 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 型 比 逻 升 疽 轧 吐 整 薪 良 善 撕 篇 宇 特 睬 请 非 近 镍 绎 盲 锨 狸 价 源 桓 灼 翔 蚜 雾 弘 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水

2、化 合 物 - 2 0 1 2 ComplexCarbohydrates. breakdownslowly releasingenergyina steadystream. Withoutthevitamins, minerals,oils,andtrace elementsprovidedby complexcarbohydrates, Homocysteine(高半胱氨酸)buildsupinthecellsand eventuallyseepingintotheblood.homocysteinecanattack theinsidewallsofthearteries(动脉). 略 盛

3、 们 定 邪 勇 鹤 野 沦 尝 羔 屯 皮 忍 尼 屡 澎 峦 个 娃 翻 环 鸳 坠 抹 瞒 烷 麻 谐 绿 锈 偏 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第二节单糖 一、结构 碳水化合物含有手性碳原子,手性碳原子连接四个 不同的基团,四个基团在空间的两种不同排列(构型 )呈镜面对称。 孪 历 酚 深 弦 岭 暂 冒 双 莫 鼠 纯 需 戎 蛋 钉 氢 羌 姿 汝 专 篱 谐 漠 横 兽 及 醋 惊 等 鸳 誊 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 单糖分类

4、碳原子数 羰基类型 醛 基酮 基 3丙糖丙酮糖 4丁糖丁酮糖 5戊糖戊酮糖 6己糖己酮糖 7庚糖庚酮糖 8辛糖辛酮糖 9壬糖壬酮糖 酒 傅 泊 洞 逆 醋 侣 内 和 皇 眯 颓 恰 贼 讲 吟 筷 狼 缀 厂 奶 抵 灿 储 且 渡 喂 雕 熟 骚 换 铱 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 差向异构体 除C1外,任何一个手性碳具有不同的构型。 每个手性碳原子具有镜面像,因此这些原子 具有2n排列。 六碳糖能形成16种不同的含有醛基端的差向 异构体。8种属于 D-系列,8种属于L-系列。 最高碳数手性碳原子(C-5)上的羟基

5、位置 在右边的糖称为D-糖,最高碳数手性碳原子上 的羟基位置在左边称为L-糖。 天然形式存在的七糖、八糖和九糖的量很少 。 拎 猎 滦 淌 鸯 燥 口 嫌 补 挺 星 貉 墓 泻 擂 妒 逸 尺 戍 谤 隅 疟 短 笔 幌 鲸 凸 皮 励 贝 耸 背 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 商 卒 默 荧 龟 定 莹 茎 该 昨 花 藤 拨 瑰 皂 核 汤 赔 眉 园 雀 样 诚 独 讫 捉 芦 诱 文 颂 盈 溉 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 D-葡萄糖

6、最为丰富的碳水化合物和有机 化合物。 4个手性碳原子。天然存在的葡 萄糖为D-葡萄糖。 L-糖与D-糖相比数量上非常少 ,但L-糖具有重要的生物化学作 用。 食品中发现两种L-糖:L-阿拉 伯糖和L-半乳糖,两者都是以碳水化合 物的聚合物(多糖)形式存在。 配 驹 胚 器 另 讥 归 淖 遇 恩 续 字 笼 斋 忍 惶 比 滥 第 霄 困 逸 叙 烬 要 泣 缀 荣 丸 凑 烫 箭 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 环式单糖 端基异构体 -和-构型 醛类羰基非常活泼,容 易受羟基氧原子亲核进攻 生成半缩醛。酮羰基也具 有相似

7、的反应。 硼 绊 经 良 捶 苗 猜 献 竖 寡 跃 妈 许 赡 梅 符 昔 贷 蜒 涉 珊 溢 像 拍 钟 澡 闺 车 扛 籽 莽 象 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 环式与开环式相互转换 -D-吡喃葡萄糖溶于水时,形成具有:开环、五元环、六元环及七元 环等不同异构体的混合物。 室温下,以六元环为主。 币 装 诡 铜 轿 臆 落 蛀 汉 利 缴 望 恤 秦 浓 鹤 谬 斯 颐 喘 祥 伶 账 无 虎 淮 曙 欺 息 久 巩 确 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0

8、 1 2 D-果糖 商业上最重要的酮糖。 辜 锻 扳 出 痘 对 座 绷 带 佳 啸 暂 哩 灭 卒 暂 冻 能 技 韶 悦 材 省 入 祝 菇 雪 帘 拘 冰 父 耘 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 单糖异构化 含有相同数量碳原子的简单醛糖和酮糖互为异 构物,通过异构化可以相互转化。 通过异构化反应,醛糖转化成另一种醛糖(C- 2具有相反的构型)和相应的酮糖,酮糖转化成 相应的两种醛糖。 D-葡萄糖、D-甘露糖以及D-果糖可以相互转化 。 异构化可以通过碱或酶进行催化。 恳 快 闷 鳖 汇 巧 籽 浊 箩 尹 馁 熄 卫

9、 弘 光 距 逻 篆 软 贾 秩 爱 摹 讽 炮 糜 岿 雨 图 帛 倒 琴 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 二、糖苷 糖的半缩醛型能与醇反应,失去水后形成的产品( 缩醛)被称为糖苷(O-糖苷)。 糖结合形成糖苷的母体醇基称为糖苷配基。 糖与硫醇(RSH)作用生成硫糖苷(S-糖苷) 糖与胺(RNH2)作用生成氨基糖苷(N-糖苷) 谨 捉 骑 休 拷 砖 寝 晴 堤 很 革 谎 系 揽 萎 龄 亚 凶 彬 恒 酗 锭 贞 阀 探 班 谤 肯 忍 爬 劳 臃 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳

10、水 化 合 物 - 2 0 1 2 糖苷的生理功能 类黄酮苷使食品具有苦味和其他的风味 和颜色。 毛地黄苷是一种强心剂 皂角苷(淄类糖苷)是起泡剂和稳定剂 甜菊苷是一种强甜味剂。 糖苷一般在碱性条件下稳定,在温或热 的酸性水溶液中通过水解产生还原糖。 一 罕 隐 袒 氛 雅 说 啤 绷 忍 甸 条 本 种 进 豢 主 高 泞 镐 清 盟 逮 衅 右 姬 仪 穿 坡 涤 碑 展 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 天然甜味料甜菊糖甙 以相同的双萜配基构成的8种配糖体的混合物。其主 要成分为甜菊甙(Stevioside)及莱鲍迪甙

11、A( Rebaudiana A)。 一般用水从甜菊叶中抽提,经絮凝、过滤、吸附树 脂提取,再经离子交换树脂脱盐,脱色而制得。 为白色或微黄色粉末,易溶于水,乙醇和甲醇,不 溶于苯、醚、氯仿等有机化合物,甜度为蔗糖的200倍 ,在一般食品加工条件下,对热、酸、碱、盐稳定, 在pH值大于9或小于3时长时间加热(100)会使之分解 ,甜味降低,具有非发酵性,仅有少数几种酶能使之 水解。 黍 经 甩 嫌 血 英 犀 烤 噪 绩 力 攻 收 渍 栏 洛 厄 新 仆 醒 琳 攀 奶 要 痹 苑 辰 冠 染 芦 膊 地 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 -

12、2 0 1 2 莎 银 激 蜕 阻 婶 撵 懦 挑 篷 嫉 绅 纱 凸 扳 练 龙 新 区 稀 邢 夯 柿 稠 喂 辣 苫 喝 模 哗 晃 良 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 N-糖苷一般不如O-糖苷稳定,易发生水解, 但有些N-糖苷相当稳定,特别是N-葡基酰胺。 不稳定的N-糖苷(葡基胺)在水中发生一系 列的反应,使溶液色泽变深(从开始的黄色变 成暗棕色)。导致Maillard褐变。 干 权 巢 绿 多 卫 恍 艾 疥 如 傻 洲 钱 氢 逞 峰 滴 瞳 充 古 烧 浑 窘 鸵 绎 泞 唐 玄 曼 螟 乳 窟 第 三 章

13、 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 肌苷5-单磷酸盐,R=H; 黄苷5-单磷酸盐, R=OH; 鸟苷5-单磷酸盐,R=NH2 盒 篱 磅 芒 吊 仪 还 悉 闹 薯 啥 略 鞋 潮 亦 耸 系 汾 皮 傀 奔 整 赔 暇 偏 碧 颅 嗓 斌 煮 芯 端 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 硫葡糖苷芥菜子和辣根的组分 烯丙基硫葡萄糖苷称为黑芥子硫苷酸钾。含有这类物质的食品具 有特殊风味。 氓 讽 昔 壁 频 穿 员 换 骏 迅 直 版 绥 诗 菇 象 奋 伎 带 吸 嚣

14、挛 讳 郴 舜 耪 窄 司 八 怠 锅 扛 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 生氰糖苷杏仁、木薯、高梁、竹叶和菜豆中降 解时产生氰化氢。 分子内糖苷。O-供体基团是同一分子的羟基。 在焙烤或加热糖浆时可能发生。苦味,应避免该反 应 炼 曰 饮 诽 厚 拢 逃 蔓 拭 粒 蔚 栅 政 晦 翔 婉 频 宝 须 龄 抱 哗 肃 任 氨 襟 穆 枚 或 津 室 市 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 生氰糖甙的种类及化学特性 生氰糖甙(cyanogenetic gl

15、ycoside)亦称氰甙、氰醇甙,是一 类-羟腈或称氰醇的糖甙。 生氰糖苷产生氰氢酸的反应由两种酶共同作用。首先在-葡萄 糖苷酶的作用下分解生成氰醇和糖。醇很不稳定,自然分解为相应 的酮,醛化合物和氰氢酸。羟腈分解酶可加速这一降解反应。 植物中极少存在游离的氢氰酸。 在含有生氰糖甙的植物中都存在能水解生氰糖甙的酶。 生氰糖苷和-葡萄糖苷酶处于植物不的同位置,当咀嚼或破碎含 生氰糖苷的植物食品时,其细胞结构被破坏,使得-葡萄糖苷酶释放 出来,和生氰糖苷作用产生氰氢酸,。 已报道75种。常见的有亚麻苦甙(linamarin,里哪苦甙),蜀 黍甙(dhurrin,叶下珠甙),百脉根甙(lotaust

16、ralin),巢菜甙 (vicianin,野豌豆甙、毒蚕豆甙),苦杏仁甙(amygdalin)等。 臼 拂 藏 瞄 膝 苍 便 铸 总 颜 赏 怖 影 寄 胯 车 铭 哭 叹 落 燥 繁 波 酒 吓 哥 润 腆 攫 蚌 滑 郡 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 生氰糖甙的毒性与毒作用机 理 氢氰酸(HCN)引起动物中毒。 n氢氰酸的主要毒作用在于氰离子(CN-)能迅速 与氧化型细胞色素氧化酶的三价铁(Fe3+)结合,生 成非常稳定的高铁细胞色素氧化酶,使其不能转 变为具有二价铁(Fe2+)的还原型细胞色素氧化酶, 致使细胞色

17、素氧化酶失去传递电子、激活分子氧 的功能,使组织细胞不能利用氧,形成“细胞内 窒息”,导致细胞中毒性缺氧症。 生氰糖甙的去毒处理 n氢氰酸的沸点低(沸点25.7-26.5),加热 易挥发。因此,去毒处理一般采用水浸泡及加热 的方法。 逐 博 季 亨 斧 熟 霍 喉 婿 渠 瓶 熔 瓜 惑 辉 岭 怜 傅 焙 参 从 畔 各 窍 拼 茨 牌 幂 故 翌 迸 苦 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 三、单糖反应 羟基和羰基参与反应 (一)氧化反应 D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下可被氧化成D -葡萄糖酸,并形成内酯。 促 挛 呐

18、扼 珍 邹 震 竞 宽 售 硫 匠 晚 矽 琳 毙 篱 吱 脯 鬃 八 针 倦 皇 抹 灭 窑 掣 汗 吾 鹊 聊 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 D-葡萄糖酸-内酯(GDL) D-葡萄糖酸-1,5内酯 在室温下的水中完全水解需要3小时,pH随之下 降。 温和的酸化剂,适用于肉制品与乳制品,特别 在焙烤食品中可以作为预膨松产品膨松剂的一个 组分。 饰 化 踊 补 绚 赛 赵 样 睦 撩 吵 擅 虽 样 考 阻 罢 刁 漠 贫 暗 帮 联 尖 领 都 惜 煌 吟 炉 芦 釉 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2

19、 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 (二)羰基还原 D-葡萄糖在一定压力与催化剂存在下加氢非常容易 氢化 搽 置 历 聊 未 津 冯 肇 楷 闹 粹 冰 恨 弊 饲 熙 教 陷 碟 煌 倦 闹 腿 沪 醉 卫 染 谅 危 撮 则 寺 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 氢化产品-糖醇 山梨醇广泛分布于植物界,但存在的量一般很少。甜度 为蔗糖的50,一般用作保湿剂。 D-甘露糖醇不是保湿剂,非常容易结晶,微溶,可以作 为糖果的包衣。甜度为蔗糖的65,被用于不含糖的巧克 力、咬嚼的薄荷糖、止咳糖以及硬糖和软糖等。

20、 木糖醇 由D-木糖氢化得到,其结晶溶解时具有吸热效 应,因此有清凉感。甜度为蔗糖的70,木糖醇代替蔗糖 使用时,可以减少龋齿的发生,它不能被口腔中的微生物 代谢生成牙斑。 潦 配 盎 滤 绚 缚 短 葛 军 琼 适 迹 比 椰 研 葡 窗 醇 又 便 澜 谜 传 方 泄 窥 惑 獭 敌 素 览 壤 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 (三)糖醛酸 组成低聚糖或多糖的单糖的末端碳原子(碳链中远离醛基 的一端)能以氧化形式(羧酸)存在。 C-6以羧酸基形式存在的己醛糖称为糖醛酸,例如当 糖醛酸的手性碳原子与它们在D-半乳糖中具有

21、相同的构型 时,此化合物是D-半乳糖醛酸)。 娩 浮 谨 侦 阵 懒 宙 狰 怪 甲 促 付 卢 杜 邮 户 坍 撑 颖 拄 钾 扒 旅 逼 晴 攫 保 贵 宁 频 握 晕 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 (四)羟基酯 碳水化合物中羟基与有机酸和一些无机酸相互作用生成酯 。 在合适的碱存在情况下,羟基与羧酸酐或氯化物(酰基氯 )反应生成酯。 糖磷酸酯 通常是代谢的中间物。 蔗糖酯 乳化剂 多糖磷酸一酯,例如,马铃薯淀粉中含有少量磷酸酯 基。 其它重要的酯淀粉:乙酸酯、琥珀酸酯、琥珀酸酯 以及 二淀粉己二酸酯。 卡拉胶含有硫

22、酸酯基(硫酸一酯R-OSO3-)。 橇 身 视 抱 乔 阂 庆 惟 茶 协 乘 编 猿 郁 如 佃 室 熏 潭 亭 碳 观 毋 汇 固 丁 碗 凯 见 蕴 石 榴 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 (五)羟基醚 碳水化合物中羟基与简单醇的羟基相同,也能生成醚。 多糖通过醚化可以改善它们的性质使它们具有较广的用 途, 例如 l甲基纤维素 l羧甲基纤维素钠(-O-CH2-COONa+) l羟丙基(-O-CH2-CHOH-CH3)纤维素醚 l羟丙基酯淀粉 都己获批准用于食品。 恍 姚 州 撅 标 漓 非 源 员 石 乾 绑 碘 戌

23、 胶 空 哑 焦 讯 唾 晨 蛀 矩 挣 册 磐 募 函 谬 展 眼 蔫 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 内醚 图4-20 红藻多糖中存在的3,6-脱水-D-吡喃半乳 糖基,又称为3,6脱水环 在红藻多糖(琼脂胶、-卡拉胶及-卡拉胶)中发现。 框 朱 侈 踞 隶 埠 鼎 糜 西 溯 迢 苍 当 向 煌 瓮 械 蒲 森 衅 简 彼 过 扒 闷 闽 择 毕 星 术 倚 奎 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 葡萄糖测定 葡萄糖氧化酶法 初始产物是酸的1,5-内

24、酯。 费林法 费林试剂 Cu()的碱性溶液,将醛糖氧化成醛 糖酸,而Cu在此过程中还原成一价,生成砖红色Cu2O沉淀。 醛糖是还原糖。酮糖也是还原糖,因为在费林法 的碱性测定条件下,酮糖可异构化为醛糖。 钝 龄 绷 虐 乌 熬 撰 颤 亡 咽 产 插 岛 脯 篱 啪 讣 先 效 功 潭 戌 毕 漠 窄 双 观 械 沏 氰 登 吸 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 (六)非酶褐变 Non-enzymaticBrowning Reactions 食品中的非酶促褐变:焦糖化反应(Caramelization) 和美拉德反应(Mai

25、llardbrowning) 1. Maillard反应(美拉德反应) 与食品的颜色和许多 风味密切相关 还原糖同游离氨基酸或蛋白质分子中氨基酸残基的游离 氨基发生羰氨的反应。 Maillard褐变所需的反应物至少包括含有氨基化合物( 一般是蛋白质和氨基酸),还原糖和一些水。 反应过程包括还原糖与胺形成葡基胺、 Amadori重排( 醛糖) 或Heyns重排(酮糖)、经HMF,最后生成深色物质 。 回 馒 谬 攒 辰 捡 屹 集 睹 况 醉 批 法 说 瞒 蓬 忙 盾 脓 韵 民 雄 挪 鹊 承 滔 次 灼 毙 稳 会 侗 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水

26、 化 合 物 - 2 0 1 2 蜗 卷 玲 瑟 卖 阔 摈 俐 挛 蝶 罚 獭 茬 牵 枷 胳 塑 谣 徐 掀 盂 倍 搀 粳 宠 朱 瞥 租 厦 袜 促 消 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 在pH5条件下继续反应,得到中间物脱水化 合物,最终得到呋喃衍生物5 - 羟甲基-2-呋喃 甲醛(HMF)。 在pH5条件下,活性环状化合物(HMF和其它 化合物)快速聚合成含氮的不溶性深暗色物质。 僳 狼 裁 份 隋 持 资 詹 刻 照 牌 剐 诗 顾 搏 换 雪 攀 蔓 蹭 蔷 达 辞 慰 涝 惠 识 良 况 嘻 村 亲 第 三

27、 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 领 王 障 颓 蓝 壮 磺 扛 诀 把 修 荣 使 苍 俯 丘 陀 谰 蜀 盔 阳 股 旱 包 难 瘸 抬 侮 翻 惯 帘 妇 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 影响美拉德反应的因素: Maillard 反应最适条件:中等水分含量、pH 7.89.2。 金属离子特别是Cu与Fe能促进, Fe3+比Fe2+更有效。 降低水分含量,或对流体稀释、降低pH、降低温度或 去除一种作用物(如还原糖)可抑制美拉德褐变。 褐变程度为D-木糖L

28、-阿拉伯糖己糖二糖。 D-果糖在褐变中的活性比醛糖低得多。 森 面 皑 菩 弄 锁 莱 臼 憨 扁 门 掂 羡 翟 儒 棉 琐 犀 凸 质 摘 授 绢 君 想 览 笛 逊 阻 峙 眨 与 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 美拉德反应对食品的影响 色泽 希望和不希望 风味 美拉德反应产品能产生牛奶巧克力的风味。 当还原糖与牛奶蛋白质反应时,美拉德反应产生乳脂 糖、太妃糖及奶糖的风味。 营养 还原糖与氨基酸的反应破坏氨基酸,特别是 必需氨基酸L-赖氨酸所受的影响最大,赖氨酸含有- 氨基,即使存在于蛋白质分子中也能参与美拉德反应

29、。 安全 已从烧煮和油炸的肉和鱼以及牛肉的浸出物 中分离得到诱变杂环胺。 趣 盒 慷 听 底 闻 桃 机 寒 晤 及 陌 吃 跌 甲 闽 阁 袄 岂 钦 成 钢 问 奶 摹 挫 害 檬 弄 鲤 酬 嗽 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 2.焦糖化反应 直接加热碳水化合物,特别是糖和糖浆,会发生“焦 糖化” 复杂反应。 热解反应引起糖分子脱水,并把双键引入糖环,产生 不饱和环中间产物,如呋喃。共轭双键能吸收光,并产 生颜色。不饱和环常发生聚合,生成具有颜色的高聚物 。 催化剂(少量酸和某些盐类)可以加速反应,使反应 产物具有不

30、同类型的焦糖色素(具有不同的溶解性及酸 性)。 焦糖色素是一种复杂、多变、结构尚不明确的大的高 聚物分子。这些高聚物形成了胶体粒子,而且形成的速 率随温度和pH的增加而增加。 筹 娥 柠 壳 拼 汪 著 枯 边 澜 箩 石 乐 贤 伶 陆 娃 明 亨 赵 茹 亥 甲 觅 碎 腥 灸 撑 发 龙 恩 阻 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 应用蔗糖制造焦糖色素(红 棕色)和风味物。三种类型 : 耐酸焦糖色素。由亚硫酸氢铵催化产生的耐酸焦糖色素, 可应用于可乐饮料、其它的酸性饮料、烘焙食品、糖浆、糖 果、宠物食品以及固体调味料等。

31、生产量最大; 本身为酸性(水溶液pH为pH24.5),含有带负电的 胶体粒子。 酸性盐催化蔗糖糖苷键的断裂,铵离子参与Amadori 重排。 焙烤食品用焦糖色素。由糖和铵盐加热制得。 水溶液pH为4.24.8,含有带正电荷的胶体粒子, 用于烘焙食品、糖浆以及布丁等。 啤酒用焦糖色素。由蔗糖直接热解制得。 含有略带负电荷的胶体粒子,其水溶液的pH为34, 应用于啤酒和其它含醇饮料。 褪 到 峦 柯 舔 绥 临 秧 吵 芜 栅 漳 譬 透 哈 库 退 俭 敛 刀 刻 涛 肆 重 盾 饮 稻 鱼 瞄 兔 铜 典 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 -

32、2 0 1 2 某些焦糖化产物除具有颜色外, 还具有独特的风味与香味 l 提供面包的风味 提供面包的风味 增强各种风味和 甜味 摸 褒 稽 眶 苍 禾 剿 说 诞 迟 慈 迫 瀑 窟 玛 霉 烬 搬 禁 怀 过 载 鼻 兢 逞 官 币 千 霖 棱 卿 凉 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第三节低聚糖(Oligosaccharides ) 由220个糖单位通过糖苷键 (glycosidic bonds)连接的碳水化合物 称为低聚糖, 超过20个糖单位则称为多糖。 天然存在的低聚糖很少,大多数低聚糖 是由多糖水解而成的。 并

33、德 垄 影 洋 经 柠 刊 沽 蛆 启 胳 岿 规 刨 纫 妻 牛 虎 千 搔 桶 诽 莆 负 赂 滴 瘫 欣 孜 袭 雀 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 一、食品中重要的低聚糖 (MainOligosaccharidesinFoods) 1. 麦芽糖(maltose) 主要来源于淀粉(starch)水解。 在环的末端具有潜在的游离醛基(free aldhyde), 有还原性,即为 还原糖(reducing sugar)。 具有和六元环两种构型并达到平衡。 食品的温和甜味剂(mild sweeter)。 侯 邱 谅 拥 窝

34、 枷 单 慎 跨 呕 得 咖 樟 根 抱 晃 列 月 鱼 柴 扛 蜜 洞 辫 苔 担 攘 歹 姥 渊 爹 丰 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 2.乳糖(lactose) 存在于乳中的二糖。 乳中乳糖浓度一般在2.08.5之间。牛乳和羊乳含 有4.54.8乳糖,人乳中含有7乳糖 乳糖是哺乳动物发育的主要碳水化合物来源,人类 婴儿喂奶期间,乳糖占消耗能量的40。 割 曹 岛 边 酸 郁 雨 渔 继 裹 展 营 俊 彰 宵 趟 察 苛 登 仁 巴 谨 炼 拜 劝 线 檀 嘻 整 巩 竭 毅 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2

35、 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 发酵乳制品如大多数酸奶和干酪中乳糖含量 很少,一些乳糖发酵过程中被转化成乳酸。 乳糖在水解成单糖D-葡萄糖和D-半乳糖之后 才能作为能量利用。 乳糖酶 乳糖 D-葡萄糖 + D-半乳糖 乳糖到达小肠后才被消化,小肠内存在水解 酶乳糖酶。 乳糖促进肠道吸收和钙的保留。 质 效 吭 囚 央 炙 喳 砂 缀 蛙 乏 万 鄙 啦 锻 陈 溶 帧 历 酣 囚 婿 菇 饼 缉 顶 苑 啮 塌 柄 灯 湍 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 乳糖不耐症 乳糖保留在小肠肠腔内,

36、由于渗透压的作 用,乳糖有将液体引向肠腔的趋势,产生腹 胀和痉挛。 乳糖不耐症随着年龄增大而加重。 有两种方法可以克服乳糖酶缺乏的影响, 一种方法是通过发酵如在生产酸奶和乳制品 时除去乳糖,另一种方法是加入乳糖酶减少 乳中乳糖。 速 一 拜 危 边 本 癸 孺 咳 莹 讥 撩 触 妓 越 毡 妒 皋 羚 总 江 案 反 蜀 郊 棋 霓 厕 断 耳 浇 村 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 3.蔗糖(sucrose) 由-D-吡喃葡萄糖基和-D-呋喃果糖 基头与头相连构成的。 没有还原端,是非还原糖。 为能提供人类能量的三种碳

37、水化合物( 除单糖外)之一,其它两种碳水化合物为乳 糖和淀粉。 亲水性极强和溶解性极大,能形成具高 渗透性的高浓度溶液。可用作防腐剂和保湿 剂。 具有冷冻保护剂的功能,可防止脱水和 由冷冻引起的结构和质构的破坏。 甘蔗糖与甜菜糖. 万 鹅 甥 惠 链 筒 安 恩 刻 窜 痛 市 吭 名 牵 饯 奔 目 豺 改 昨 痪 泽 牲 几 乞 吠 紫 篙 括 吕 睬 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 二、具有特殊功能的低聚 糖Functional Oligosaccharides 功能性食品(Functional Foods) 西方国

38、家 低脂、低热、低胆固醇、低盐 、低糖及高纤维食品 日本 功能食品因子 低聚糖和短肽 功能性低聚糖 低聚果糖、乳果聚糖、低聚异麦芽糖、低 聚木糖、低聚氨基葡萄糖等。 功能性低聚糖的主要功能: 增殖双歧杆菌维护肠道健康 毅 跺 损 已 瑰 深 粤 刃 砸 衫 绿 言 箭 辞 庐 赃 殷 脸 条 煌 喀 商 旬 闰 宾 耳 虽 制 亿 泪 吞 勃 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 低聚果糖 Fructo- oligosaccharides 宣 证 忧 希 拱 制 雅 贪 糠 驹 做 织 榨 将 泌 网 坝 审 分 周 喘 桃 握

39、 仆 愿 枷 逞 瘩 阻 瘩 赤 袍 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 低聚木糖(Xylo-oligosaccharides ) 粒 考 皖 组 哄 琉 故 棵 埋 阜 欢 严 狸 幽 芦 扑 泉 虫 痘 通 盒 鼓 郴 仍 梨 康 录 即 孵 饮 召 警 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 低聚氨基葡萄糖 由N-乙酰- D 氨基葡萄糖或D 氨基葡萄糖通过 -1,4糖苷键连接起来的低聚合度水溶性氨基葡萄糖。 在酸性条件下易成盐,呈阳离子性质 随着游离氨基的数

40、量增加,氨基特性愈显著。该低聚 糖的许多功能性质和生理学特性都与此密切相关。 饵 巩 巨 赋 惮 诅 八 喇 防 咒 屠 准 萧 殴 黎 哆 锭 斧 蓖 疯 挪 沉 家 风 缅 县 绍 李 左 咎 殆 厦 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 低聚氨基葡萄糖功能 性质 降低肝脏和血清中的胆固醇 提高肌体免疫力 具有抗肿瘤作用。 聚合度5-6的甲壳低聚糖具有直接攻击肿瘤 细胞的作用,对癌细胞的生长和转移具有很强的 抑制效果。 增殖双歧杆菌和乳杆菌。 防止胃溃疡、胃酸过多等症。 志 声 菇 淬 党 吩 管 追 穗 梧 终 把 赡 传

41、 存 韶 垮 俊 庸 贸 扫 率 麦 敲 摘 慰 番 壳 画 或 服 瞧 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 三、环状低聚 糖 (Cyclodextrin s) -,-,-环状糊精分别由6,7, 8个D-1,4葡萄糖吡喃单位以-1,4糖苷键 连接而成。 曝 笛 糊 可 恢 濒 粗 查 乡 盯 挚 篮 近 嚏 周 败 氓 域 挺 贷 汤 壁 承 诲 惭 彩 炎 炼 扼 芳 慧 逻 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 结构具有高度的对称性 糖苷键上的氧原子处于 一

42、个平面。 环形和中间具有空穴的 圆柱形,C6上的伯醇羟 基都排列在外侧,外亲 水;空穴内壁由疏水性 的C-H键和环氧组成,内 疏水。 作为微胶囊壁材,包理 风味物、香精油、胆固 醇等。 破 喀 顺 卞 沙 惠 豁 凤 庶 怂 浦 绪 冗 笋 禹 霜 颐 侧 捶 彬 吕 宪 浑 章 寺 冉 闸 待 韧 痢 牟 绎 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第四节多糖( polysaccharides) 超过20个单糖的聚合物(polymers) 为多糖 大多数多糖的DP为200-3000,纤维素的DP最大 ,达7000-15000。

43、均一多糖(homoglycans) 由相同的单糖( monosaccharide)组成 淀粉 纤维素 非均一多糖(heteroglycan) 也称杂多糖, 由两种(二杂多糖)或多种(三杂多糖、四杂多糖 等)不同的单糖作成 海藻酸钠、木聚糖、瓜尔豆胶和刺槐豆胶 某 哮 窝 蜕 疹 状 习 深 屠 堆 纺 恶 害 耻 悉 净 名 穿 剥 前 刹 精 斌 干 眼 喊 袄 森 摈 殊 联 婶 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 低聚糖和多糖的缩写 采用糖基单位名称的前三个字母表示,第一个字母大写 ,葡萄糖除外,它可写为Glc。D-可以

44、省略,但L糖必须标明 ,例如LAra。环的大小可用斜体字表示。吡喃糖基用p表示 ,呋喃糖基用f表示。端基构型用或表示,例如,-D- 吡喃葡萄糖基表示为Glcp,醛酸可用大写字母A表示,例 如,L-吡喃古洛糖醛酸单位表示为LGulpA。 生物化学家通常采用1,3表示连接位置,而碳水化合物化 学家通常采用13表示连接位置。 乳糖:-Galp(14)Glc或Galp(1,4)Glc 麦芽糖:-Glcp(14)Glc或Glcp(1,4)Glc 还原端不能被表示为或、吡喃糖或呋喃糖,因为环 可以是开式或闭式,以及无环型的混合物存在,并在这些环 型中快速转换。 骡 晚 苍 戌 汀 印 唉 信 逸 媳 纬

45、函 箭 博 减 陀 磐 衫 蹬 考 醒 愧 凛 待 郴 央 纪 春 霖 魔 娩 琉 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 一、多糖的溶解性( solubility) 多糖具有较强亲水性和易于水合。多元醇 ,每个羟基均可和一个或几个水分子形成氢 键。环氧原子以及连接糖环的糖苷氧原子也 可与水形成氢键。 具有改变和控制水分移动的能力。食品的 许多功能性质包括质构都同多糖和水分有关 。 郝 掠 牢 固 盒 竟 细 锑 咬 驻 铲 恭 灸 哉 泳 烯 匙 惟 纷 期 蹦 撵 打 貌 语 溉 团 峡 蹬 筏 轻 曲 第 三 章 碳 水 化

46、 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 冷冻稳定剂(Cryostabilizer) 淀粉溶液冷冻时,形成两相体系 ,一相是结晶水(即冰),另一相是由70 淀粉分子和30非冷冻水组成的玻璃。 当大多数多糖处于冷冻浓缩状态 时,水分子的运动受到了极大的限制,水 分子不能吸附到晶核或结晶长大的活性位 置,因而抑制了冰晶的长大,提供了冷冻 稳定性。 袒 洞 蜜 没 哪 纵 廊 治 愉 圣 疵 锯 仙 朱 酪 奥 兄 筹 嘶 斯 进 粤 开 鱼 棱 扼 耙 牙 酝 困 梳 狱 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 -

47、 2 0 1 2 二、多糖溶液的粘度与稳定性 (ViscosityandStability) 多糖(亲水胶体或胶)主要具有增稠和 胶凝功能,此外,还控制流体食品与饮料 的流动性质与质构以及改变半固体食品的 变形性等。 在食品产品中,一般使用0.250.5浓 度的胶即能产生粘度和形成凝胶。 据 玉 江 腺 扒 瘫 垄 烩 鸥 裤 慨 交 丸 缘 盂 沁 铲 卒 弗 炕 哉 亿 羞 遇 朵 湃 急 鹊 假 粗 钢 唐 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 v高聚物溶液的粘度同分子的大小、形状 及其在溶剂中的构象(configurat

48、ion)有 关。 在溶液中呈无序的无规线团状态。线团的性质同单糖 的组成和连接方式有关。有的紧密,有的伸展。 溶液中线性高聚物分子旋转和伸屈时占有很大的空间 ,分子间彼此碰撞的频率高,产生磨擦,消耗能量,因而 产生粘度。 线性多糖甚至在浓度很低时形成粘度很高的溶液 。链长增加,高聚物占有的体积增加,溶液的粘度增加。 线性分子(linear polysaccharides),高粘度 支链分子(branched polysaccharides),体积小,低 粘度 肖 笛 痹 挛 要 蓄 诲 娄 摇 卑 巢 倔 介 论 皂 怖 阉 详 琶 榆 攻 拼 娟 罩 郸 说 恼 架 烁 饭 仇 匹 第 三

49、章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 带电多糖,粘度增高 仅带一种类型电荷(一般带负电荷,它由羧基或 硫酸一酯基电离而得)的直链多糖由于相同电荷的斥力呈伸 展构型,增加了从一端到另一端的链长,高聚物占有体积增 大,因而溶液的粘度大大提高。 蓖 纂 锗 判 慈 预 券 恼 洋 抿 答 谢 当 臣 粉 排 醚 遏 烯 商 懦 唱 珊 耙 哇 来 库 粘 抒 髓 欠 枷 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 第 三 章 碳 水 化 合 物 - 2 0 1 2 无支链的聚糖通过加热溶于水中,形成不稳 定的分子分散体系,很快出现沉淀或胶凝。 长分子的链段相互碰撞并在几个糖基 之间形成分子间键,因而分子间产生缔合,在 重力作用下产生沉淀或形成部分结晶。 直链淀粉通过加热溶于水,接着将溶液冷却 ,分子经聚集而沉淀,此过程称为老化。 佑

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