第三章碳水化合物.ppt

《第三章碳水化合物.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章碳水化合物.ppt（98页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第三章 碳水化合物 Chapter 3:Carbohydrates,一、概述 二、单糖、低聚糖的物理特性 三、糖类的化学性质 四、功能性低聚糖 五、淀粉 六、非淀粉多糖,一、概述 Introduction1、概念 Concept 糖类是多羟基的醛、酮及其衍生物和缩合物。习惯上称为碳水化合物。Cn(H20)m 2、分类 Classification 单糖Monosaccharides;低聚糖（寡糖）（单糖数小于等于10）Oligasaccharides;多聚糖 Polysaccharides.3、作用 供能；糖脂 构成神经组织和细胞膜的成分；生理功能物质：糖蛋白、粘蛋白；风味结合功能（色、香、味

2、）；保持食品粘、弹性（质构）,4、食品中的糖类物质 植物干重3/4由糖类构成表31 主要粮种的糖类含量(以干重计)(单位：)粮食 可溶性糖*淀粉 纤维素 半纤维素 小麦 2.05.0 5876 2.33.7 4.97.5 大麦 6.07.0 5666 5.9 10.5 黑麦 1.93.0 5863 2.6 10.2 燕麦 0.33 5060 12.6 14.4 糙米 0.46 7580 10.5-玉米 1.53.7 6070 2.4 6.2 高粱 1.03.0 6970 1.92.2 3.44.6*可溶性糖类是指葡萄糖、麦芽糖及蔗糖等单糖和低聚糖的总和。,表32 普通食品中的糖含量/%食品 糖

3、/%食品 糖/%可口可乐 9 橙汁 10脆点心 12 冰淇淋 18番茄酱 29 蛋糕（干）36韧性饼干 20 果冻（干）83 水果、蔬菜游离糖含量 见P40表33、34,表33水果中游离糖含量(以鲜重计)(单位：)水果 D一葡萄糖 D一果糖 蔗糖 苹果 1.17 6.04 3.78 梨 0.95 6.77 1.61 香蕉 6.04 2.01 10.03 葡萄 6.86 7.84 2.25 桃 0.91 1.18 6.92 樱桃 6.49 7.38 0.22 草莓 2.09 2.40 1.03 蜜橘 1.50 1.10 6.01 杏 4.03 2.00 3.04 西瓜 0.74 3.42 3.1

4、1 番茄 1.52 1.51 0.12 甜柿肉 6.20 5.41 0.81 枇杷肉 3.52 3.60 1.32,表34 蔬菜中游离糖含量(以鲜重计)(单位：)蔬菜 D一葡萄糖 D一果糖 蔗糖 菠菜 0.09 0.04 0.06 胡萝卜 0.85 0.85 4.24 黄瓜 0.86 0.86 0.06 洋葱 2.07 1.09 0.89 硬花甘蓝 0.73 0.67 0.42 甜玉米 0.34 0.31 3.03 甘薯 0.33 0.30 3.37 甜菜 0.18 0.16 6.11 花椰菜 0.73 0.67 0.42 莴苣 0.07 0.16 0.07 番茄 1.12 1.34 0.01

5、,植物中游离糖分变化 谷、茎、根类植物：未成熟 陈化、后熟-淀粉 游离可溶糖 贮 存 水果：未成熟 贮存后熟-成熟、可溶糖 淀粉 淀粉酶 味酸 甜动物产品中的糖类物质含量少 肌肉、肝脏 含一定糖元、葡聚糖 乳汁 含乳糖 鲜半奶 乳糖4.8%鲜人乳 乳糖 6.7%,二、单糖、低聚糖的物理特性,（一）溶解度均易溶于水，但溶解度不同 果糖 蔗糖 葡萄糖 乳糖 20 78.9%66.6%46.7%16.1%50 86.9%72.0%70.9%61.2%因为葡萄糖溶解度低，浓度高，则析出晶体。所以在淀粉糖浆中，为了防止结晶析出，一般控制葡萄糖含量果汁、蜜饯、果脯类食品利用糖作保存剂，需要糖具有高溶解度。

6、果糖含量溶解度 所以，果糖含量高的（溶解度大），果葡糖浆其食品保存性好,（二）渗透压 渗透压随，渗，%同，小，分子数目越多，渗则大。渗nRT/V=wRT/MV 单糖的渗透压对于抑制不同的微生物生长是有差别的。蔗糖液可以抑制一般酵母生长。蔗糖液才能抑制一般细菌生长。蔗糖液才能抑制一般霉菌生长。密饯、果脯是靠糖的渗透压高才具有较好的保存性。,（三）结晶性各种糖的结晶性不一样蔗糖易结晶，晶体大葡萄糖易结晶，晶体小果糖、转化糖难结晶。糖果制造、应用结晶性差异、硬糖不能单独用蔗糖、旧式制造硬糖方法：加入有机酸，蔗糖转化糖（）以防止蔗糖结晶、新式制造硬糖方法添加淀粉糖浆（）工艺简单，效果好 具有以下优点：

7、保存性好：含糊精，增强糖果韧性，强度，粘性，不易破裂，晶体聚合成球形（淀粉糖浆代替部分蔗糖）,（四）冰点降低冰点降低与质量摩尔浓度的关系为t凝=K凝*m t凝(葡萄糖）t凝(蔗糖)(M萄M蔗)淀粉糖浆,转化程度越大(DE大),冰点降低越多。冰点相对降低值比较：糖 M t凝蔗糖 342 1.00葡萄糖 180 1.90淀粉糖浆DE=30 647 0.53淀粉糖浆DE=36 543 0.63淀粉糖浆DE=42 430 0.80生产雪糕类冰冻食品,使用冰点降低较小的糖液为好(等浓度)t凝(淀粉糖浆+蔗糖混合液）t凝(蔗糖)使用DE值小的淀粉糖浆效果更好作用：节约电能;促进冰粒细腻、粘稠度高（糊精多）

8、;甜味低而温和;可口性好。,(五)粘度 糖的粘度与糖的种类及温度有关：粘度：萄、果蔗淀粉糖浆 淀粉糖浆：DE值大、则 葡萄糖：T，则（聚合）蔗糖：T，则 在食品生产中，可调节糖果的粘度以适应糖果制作中拉条、成型，提高粘度和可口性，如：水果罐头，果汁饮料、食用糖浆中应用淀粉糖浆以增加粘稠感。,（六）吸湿性与保湿性（亲水功能）糖类具有亲水功能糖类含有许多羟基与H2O分子通过氢键相互作用。具有亲水功能（基本的物理性质之一）吸湿性与保湿性 吸湿性是指糖在较高的空气湿度下吸收水分的性质。表示糖以氢键结合水的数量大小。保湿性指糖在较低空气湿度下散失水分的性质，即保持水分的性质。后者与氢键结合力的大小有关。

9、吸湿性与结晶性的关系：结晶性越好，则吸湿性越小。结晶性好的已形成糖糖氢键，果糖、转化糖的吸湿性最强葡萄糖、麦芽糖的吸湿性次之，蔗糖的吸湿性最小 硬糖、糖霜粉应添加吸湿性低的糖，如蔗糖。软糖、焙烤食品、蜜饯则需添加一些一定吸湿性糖，如果萄糖浆、淀粉糖浆。（适当量）杂质影响吸湿性，杂质干扰糖糖氢键形成，使糖易结合水。,应用:不同种类食品对于糖的吸湿性和保湿怀要求不同糖果：硬糖果要求吸湿性低（避免遇潮湿天气吸收水 分而导致溶化）以蔗糖为主（添加淀粉糖浆防止结晶）软糖果则需保持一定水分，即保湿性（避免干燥天气干缩）应用果葡糖浆、淀粉糖浆为宜。糕饼:糕饼为了限制水进入食品，其表层涂抹糖霜粉，吸湿性要小。

10、如添加乳糖、蔗糖、麦芽糖。蜜饯、面包、糕点：为控制水分损失、保持松软，必须添加吸湿性较强的糖。如淀粉糖浆（转化糖浆）、果葡糖浆、糖醇。,（七）风味结合功能 风味结合：糖-水+风味物 糖-风味物+H2O 风味成分：醛、酮、酯 易于糖形成氢键：低聚糖单糖 结合能力 结合功能的作用:保持颜色；保留风味发挥物 对喷雾干燥、冷冻干燥等脱水食品，其风味结合功能起着重要作用,例：Schardinger(沙丁格)糊精风味结合功能 又名：环状糊精（n=6,7-,8-）环状淀粉 结构：（C6H12O6）n n=6，7，8（D-葡萄糖）n，-1.4甙键 环内侧-疏水,环外侧-亲水,中间具有 疏水 性的空穴，因此它可

11、以包含 脂 溶性的物质。性状：白色结晶性粉末，熔点360（稳定）26，溶解度，18.5g/100ml 作用：保存挥发性香料，制成干粉、掩盖苦味及异味（变为无味）；保护易氧化，易见光分解物质；改善香料，色素等理化性质（溶解度（油），水中分散性、风味、反应性）；与表面活性剂合用，起乳化剂作用。,三、糖类的化学性质,（一）水解 1.转化糖的生成 蔗糖 葡萄糖+果糖 右旋 左旋 蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖的混合物，称为转化糖（旋光发生改变）,2.发酵性糖类发酵对食品加工具有重要意义。酵母菌能使葡萄糖、果糖、甘露糖、麦芽糖等发酵而成酒精，同时放出二氧化碳。这是葡萄酒、黄酒和啤酒生产及面包膨松的基础。酵母

12、菌 C6H12O6 2 C2H5OH+2CO2 经酵母菌发酵的果酒中的酒精，在氧的存在下，可用醋酸杆菌类细菌按下列反应式进一步发酵成醋酸，这是生产醋的机理。醋酸杆菌 C2H5OH CH3COOH+H2O,（二）脱水和热降解 脱水 糖受酸、热的作用，易发生脱水反应，如已糖脱水生成5羟甲基糠醛或甲酸，乙酰丙酸，或聚合成有色物质 热降解 热降解反应可使碳碳键断裂，产物主要有：醛、酮、酸、二酮、醇、呋喃、芳香族化合物、CO、CO2等（三）褐变反应 Browning Reaction 褐变分两类：酶促褐变、非酶促褐变 酶促褐变是氧与酚类物质在多酚氧化酶催化下发生的一类反应，不涉及糖类物质。非酶促褐变根据

13、其褐变机理不同，又分为三种类型：焦糖化褐变、羰氨反应褐变、抗坏血酸氧化褐变。,1、焦糖化褐变 Phenomena of Caramelizati 糖类物质在没有氨基化合物存在下，加热到熔点以上（蔗糖200）时，会变成黑褐色的色素物质，这种作用称为焦糖化褐变。糖受强热生成两类物质，一是糖脱水形成焦糖（酱色），另一类是裂解形成一些挥发性的醛酮物质，进一步缩合，聚合成深褐色物质,(1)焦糖的形成 蔗糖形成焦糖可分为三个阶段：第一阶段：蔗糖熔融，温度至200左右，第一次起泡，经约35分钟，蔗糖脱去一分子水，生成异蔗糖酐，起泡暂停。C12H22O11-（脱水，加热）-C12H20O10(异蔗糖酐)第二阶

14、段：发生第二次起泡现象，持续55min，失水9%，形成焦糖酐：2C12H22O11-4H2O-C24H36O18(焦糖酐)第三阶段：起泡停后进入第三阶段，进一步脱水形成焦糖烯。3C12H22O11-8H2O-C36H50O25(焦糖烯)继续加热，生成 焦糖素C125H188O80 有官能团：羰、羧、羟、酚羟、烯醇 蔗糖异蔗糖酐-焦糖酐-焦糖烯-焦糖素 可溶 可溶 可溶 难溶 温和苦味 味苦 味苦 深褐色、苦味,（2）活性醛的形成 糖在强热下，可发生分解反应，产生活性醛 已糖（加热）羟甲基呋喃醛 醛（聚合）深褐色物质(3)焦糖色素制法 a.不加铵盐法 糖（160180，加热，H+，3h）焦糖-（

15、OH-，中和）焦糖色（液）-（干燥）粉（块）状色素 b.加铵盐法 以亚硫酸氢铵作催化剂。(产品有耐酸性)c.将糖与（非酸性）铵盐加热，产生红棕色并含有带正电荷的胶体粒子的焦糖色素，其水溶液的pH值为4.24.8，应用于烘焙食品、糖浆及布丁等,2.羰氨反应褐变(1)概念 凡是羰基与氨基经缩合，聚合生成类黑色素的反应称为羰氨反应。又称美拉德反应（Maillard reaction）(2)反应机理 分三个阶段：初始、中间、终了,a.初始阶段两个步骤：第一步：羰氨缩合 薛夫碱 N一葡萄糖基胺,第二步：分子重排 阿姆德瑞(Amadori)分子重排 N一葡萄糖基胺 单果糖胺 1-氨基-1-脱氧-2-酮糖

16、环式果糖胺,也可与氨基化合物生成酮糖基胺，经过海因斯(Heyenes)分子重排 N-果糖胺 2-氨基-2-脱氧葡萄糖,b.中间阶段(p54)途径:果糖基胺脱水生成:A（3脱氧己糖醛酮）B（3，4脱氧己糖醛酮）C（5羟甲基糠醛）途径：果糖基胺脱去胺残基重排生成:D 还原酮 途径：斯特勒克（Strecker）降解反应 3-（3，4）-脱氧-葡萄糖醛酮等二羰基化合物与氨基酸反应，生成少一个碳的醛及CO2及氨基羰基化合物（氨基转移到二羰基化合物上）,果糖基胺 烯醇式果糖基胺 烯醇式薛夫碱 3-脱氧-己糖醛酮 3，4-脱氧-己糖醛酮 羟甲基糠醛,果糖基胺脱去胺残基重排生成还原酮,斯特勒克（Strecke

17、r）降解反应 3-（3，4）-脱氧-葡萄糖醛酮等二羰基化合物与氨基酸反应，生成少一个碳的醛、CO2、氨基羰基化合物,E 氨基羰基化合物,C.终了阶段 含两类：、醇醛缩合、聚合成黑色素、醇醛缩合 分子醇醛缩合，脱水生成稳定不饱和醛,、聚合成类黑色素 A（3脱氧己糖醛酮）聚合 B（3，4脱氧己糖醛酮）+RNH2 类黑精色素 C（5-羟甲基-糠醛）D 还原酮 聚合 E（氨基羰基化合物）-类黑精色素,（3）影响因素a.结构：戊糖 已糖 双糖，半乳糖 甘露糖 葡萄糖 果糖，醛糖 酮糖 一般胺类 氨基酸、肽 蛋白质 碱性氨基酸(末端)的氨基易褐变,如赖、精、组 b.温度T，V，增加10，V3-5倍。30以

18、上快，20以下慢，低温防止褐变c.氧气：室温下氧能促进褐变，氧促进VC、脂肪氧化褐变。d.水分:10-15%H2O最易褐变，干燥食品，褐变抑制，（冰淇淋粉）e.pH值:pH3时，pH，pH=7.8-9.2 V pH6,增慢f.金属:催化，（，）g.亚硫酸盐:阻止生成薛夫氏碱，葡萄糖基胺,（）非酶促褐变控制、使用比较不易发生褐变的食品原料、降温、降低氧气浓度，采取真空、充氮包装、控制水分含量、适当降低pH、形成钙盐，氨基酸与钙形成不溶化合 物，与亚硫酸盐有协同作用。、加入亚硫酸盐阻止生成：薛夫氏碱，葡萄糖基胺,加入亚硫酸盐，阻止生成：薛夫氏碱，葡萄糖基胺,四、功能性低聚糖 1、生理学功能 改善人

19、体内的微生态环境，可增殖体内双歧杆菌及其它有益菌。发热值低 类似于水溶性植物纤维 低聚糖对牙齿无不良影响 难消化低聚糖属非胰岛素依赖型，不易使血糖升高，可供糖尿病人食用。功能性低聚糖主要有：低聚果糖、异麦芽低聚糖、低聚半乳糖、帕拉金糖、大豆低聚糖、低聚木糖、异构乳糖、低聚壳聚糖、低聚琼脂糖及低聚甘露糖等。,2、低聚果糖 蔗果三糖 蔗果四糖 蔗果五糖 低聚果糖已广泛应用于乳制品、乳酸饮料、糖果、焙烤食品、膨化食品及冷饮食品中。,3、低聚异麦芽糖低聚异麦芽糖(Isomaltooligosaccharide，以下简称IMO)，又称异麦芽低聚糖、异麦芽寡糖、分枝低聚糖等，是指包含有葡萄糖分子间以-1，

20、6糖苷键结合的低聚糖的总称，主要成分为异麦芽糖(IG2)、异麦芽三糖(IG3)、潘糖(P)及四糖以上(Gn)的低聚糖 潘糖的结构式 异麦芽糖、异麦芽三糖的结构式,4、大豆低聚糖 大豆低聚糖(soybean oligosaccharide)是从大豆子粒中提取出的可溶性低聚糖的总称。主要成分为水苏糖、棉子糖和蔗糖 大豆低聚糖中对双歧杆菌起增殖作用的因子是水苏糖和棉子糖，二者能量值很低，具有良好的热稳定性和酸稳定性。大豆低聚糖是一种安全无毒的功能性食品基料，可部分替代蔗糖，应用于清凉饮料、酸奶、乳酸菌饮料、冰淇淋、面包、糕点、糖果和巧克力等食品中。,5、甲壳低聚糖 甲壳低聚糖是低聚合度水溶性的（1，

21、4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡聚糖。低聚合度水溶性的甲壳素 R=H，氨基葡萄糖；R=乙酰基，N-乙酰氨基葡萄糖 由于分子中有游离氨基，在酸性溶液中易成盐，呈阳离子性质。,五、淀粉 Starch,（一）淀粉的来源与分布 淀粉积蓄于植物的种子、茎、根等组织中，是人类食物的重要物质,也是轻工业和食品工业的重要原料。粮食是粮食种子中最重要的贮藏性多糖；淀粉在禾谷类籽粒中含量特别多，占含糖总量的90%左右。下表中为各种粮食籽粒中淀粉的含量。淀粉在粮食籽粒中分布不均匀：禾谷类粮食籽粒的淀粉主要集中在胚乳的淀粉细胞内；豆类集中在种子的子叶中；薯类则在块根和块茎里面。,（二）淀粉粒 starch gra

22、nule 淀粉粒：淀粉在胚乳细胞中以颗粒状存在，故称为淀粉粒。不同来源的淀粉粒其形状、大小及构造各不相同，可以此借助显微镜观察来鉴别淀粉的种类及来源，并可检查粉状粮食中混杂的淀粉种类。,1、淀粉粒的形状the shape of starch granule 淀粉粒有圆形、卵形或椭圆形（oval or elliptical）和三角形三种。马铃薯淀粉粒 较大者卵形、较小者为圆形,小麦淀粉粒较大者为 大米淀粉粒为多角形 圆形，较小者为卵形；,玉米淀粉粒有圆形和多角形两种,大麦淀粉粒 燕麦淀粉粒,荚豆淀粉粒 竹芋淀粉粒,2、淀粉粒的大小 the size of the starch granule 各

23、种粮食的淀粉粒的大小相差很大，以颗粒长轴的长度表示 一般介于2120微米之间 马铃薯的淀粉粒为最大(15120微米)大米淀粉粒为最小(210微米)。同一种类粮食的淀粉粒，其大小亦很不相同。例如，玉米淀粉粒最小的为25微米最大的为30微米，平均为1015微米;小麦的淀粉粒，小的210微米，大的2535微米。,3.淀粉粒的结构 starch granule structure 有环层结构，晶体结构，单粒、复粒和半复粒（1）环层结构 在显微镜下细心观察时，淀粉粒都具有环层结构。有的可以看到明显的环纹(或轮纹),与树木的年轮有些相像。其中以马铃薯淀粉粒的环纹最为明显.加热过的淀粉粒再用水处理，可使环层

24、互相分离。,2）晶体结构 淀粉粒具有双折射性(birefringence)，在偏光显微镜下观察，呈现出一种黑色的十字，将淀粉粒分成四个白色的区域，称为偏光十字(polarizing cross)或马耳他十字(maltese cross)，这是淀粉粒为球晶体的重要标志。十字的交点恰恰位于粒心，因此可以帮助粒心的定位。不同种类淀粉粒的偏光十字的位置、形状和明显程度都各有差异。例如，马铃薯的偏光十字最明显，玉米、高粱和木薯淀粉明显程度稍逊，麦淀粉则不很明显。,偏光显微镜下马铃薯淀粉粒的形态（用X-衍射法研究的结果也证实淀粉粒中具有晶体结构；用酸及酶处理淀粉粒的结果说明淀粉粒中具有耐酸、耐酶作用的结晶

25、性部分及易被酸、酶作用的非晶质部分。各种淀粉粒的结晶度不同）,3)单粒、复粒和半复粒 淀粉粒依其本身构造，如粒心的数目和环层的排列的不同，又可分为单粒、复粒和半复粒三种。单粒：只有个粒心，有同心排列(例如小麦淀粉粒)和偏心排列(例如马铃薯淀粉粒);复粒：如大米和燕麦的淀粉粒，是由几个单粒组成的，具有几个粒心，尽管每个单粒可能原来都是多角形，但在复粒的外围，仍然显出统一的轮廓；半复粒：它的内部有两个单粒，各有各的粒心和环层，但最外围的几个环轮则是共同的，因而构成的是一个整粒。,(三）淀粉的分子结构 1、淀粉分子的基本组成单位-D-葡萄糖 2、两种不同的淀粉分子直链淀粉和支链淀粉 3、淀粉分子在淀

26、粉粒中排列微晶束,1、淀粉分子的基本组成单位-D-葡萄糖 淀粉经局部水解，可生成糊精和麦芽糖，用酸彻底水解，则全部生成-D-葡萄糖，由此证明淀粉分子是以-D-葡萄糖为基本组成单位 因为淀粉分子只由一种葡萄糖组成，故属于同多聚糖或称均一多聚糖(homopolysaccharide)组成每个淀粉分子的葡萄糖残基的数目称为聚合度(degree of polymerization)，用D.P表示。,2、两种不同的淀粉分子直链淀粉和支链淀粉 天然淀粉由直、支链淀粉组成。(1)天然淀粉的直、支链淀粉含量不同来源淀粉中，含量不同；不同品种，同一品种生长条件不同，成熟程度不同，其含量均有差异。（各文献报道不一

27、致）小麦:直链25,支链75 大米:直链17,支链83 玉米:直链24,支链76 糯米:直链0-1,支链99-100 高梁:直链27,支链73 马铃薯:直链22,支链78 红薯:直链20,支链80 荞麦:直链28,支链72 豌豆:直链75,支链25,（2）直链淀粉 Amylose 以-D-(1，4)糖苷键的形式相连 并不是完全伸直的，根据X-衍射分析证明，分子链卷曲成螺旋状，估计每六个葡萄糖残基组成螺旋的一个节距。直链分子的大小一般约为520万，聚合度为300-1200。,(3)支链淀粉 Amylopectin 糖甙链：-1，4 支接点-1，6（占4-5%苷键）分子量：20万600万 聚合度：

28、1万30万 结构形状：如高梁穗、树枝状交叉结构三种链：A、B、C A链：外链，只含非还原末端基，含1530个葡萄糖残基。B链：A与B以-1，6键连接，间隔为6-12个葡萄糖残基 C链：主链，只一个，一端为还原端，另一端为非还原端。,3、淀粉分子在淀粉粒中排列微晶束 淀粉粒具有弹性变形现象的球晶体结构。有“偏光十字现象”,由许多排列成放射状微晶束构成 以氢键结合长短不一的平行分子束,微晶束大小不一样 分子的一部分参加微晶束，另一部分未参加而呈无定形状态。（结晶结构占颗粒的60%,具有弹性及变形特点）淀粉粒不溶于水，许多极性基团以氢键结合形成微晶束，游离极性基团 淀粉粒大小,以粒径表示，最小的2m

29、，最大的达185m。晶体聚合成球形,（四）淀粉的糊化 Gelatinization 1、概念:若把淀粉的悬浮液加热，到达一定温度时，淀粉粒突然膨胀，体积达到原来体积的数百倍之大，悬浮液就形成粘稠的糊状胶体溶液,这一现象称为“淀粉的糊化”。又称为“”化。2、本质：水进入微晶束，折散淀粉分子间的缔合状态，使淀粉分子失去原有的取向排列，而变为混乱状态，即淀粉粒中有序及无序态的分子间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。,、过程 分为三个阶段：第一阶段：可逆吸水阶段 水进入淀粉粒的非晶部分;第二阶段：不可逆吸水阶段 水进入淀粉粒的微晶束间隙，吸水膨胀;第三阶段：最后解体阶段 淀粉粒膨胀，继续分离支解。,

30、4、影响淀粉糊化的因素（1）淀粉结构各种淀粉粒的微晶束的大小及密度各不相同。结构紧密的淀粉，糊化温度高（难糊化）；直链淀粉含量高的，糊化温度高，支链淀粉含量高的易糊化。（2）温度是糊化的决定性因素 种类 开始糊化温度 完全糊化温度 粳米 59 61 糯米 58 63 小麦 65 68 玉米 64 72 马铃薯 59 67 甘薯 70 76,（3）水分的影响是不可缺少的因素。为了使淀粉充分糊化，水分必须在30以上，水分低于30，糊化就不完全或者不均一。（4）碱的影响淀粉在强碱作用下，室温下可以糊化。在日常生活中，煮稀饭加碱，就是因为则有促使淀粉糊化的性质。（5）盐类的影响氯化钠、氯化钙等浓溶液，

31、在室温下促使淀粉粒糊化。（6）糖：（可溶性）可推迟糊化时间（7）脂类的影响脂类（乳化剂）与直链淀粉能形成包合化合物(inclusion compound)或复合体(complex)，它可抑制糊化及膨润。谷类淀粉中含脂类比马铃薯淀粉多，因此谷类淀粉不如马铃薯淀粉易于糊化。应用：方便食品的制作，提高淀粉的化程度，即彻底糊化，迅速脱水至10%，在较长的时间内不易老化。,（五）糊化淀粉的老化 Retrogradation 1、淀粉的老化已糊化的淀粉稀溶液，在低温下静置一定时间后，溶液变混蚀，溶解度降低，而沉淀析出，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。这种淀粉叫“凝沉淀粉”或“老化淀粉”。淀

32、粉的凝沉作用，在固体状态下也会发生，如冷却的陈馒头、陈面包或陈米饭，放置一定时间后，便失去原来的柔软性，也是由于其中的淀粉发生了凝沉作用。,2、淀粉老化的本质：在温度逐渐降低的情况下，溶液中的淀粉分子运动减弱，分子链趋向于平行排列，相互靠拢，彼此以氢键结合形成大于胶体的质点而沉淀。因淀粉分子有很多羟基，分子间结合得特别牢固，以至不再溶于水中，也不易被淀粉酶水解。即糊化的淀粉相邻分子间的氢键部分恢复，自动排列成序，形成一定晶度化的微晶束。3、影响因素:（1）分子构造的影响直链淀粉分子呈直链状构造，在溶液中空间障碍小，易于取向，易于凝沉，支链淀粉分子呈树枝状构造，在溶液中空间障碍大，不易凝沉。即直

33、链淀粉易老化，支链淀粉不易老化。（2）分子大小的影响直链淀粉分子中分子量大的，取向困难，分子量小的，易于扩散，只有分子量适中的直链淀粉分子才易于凝沉，如图马铃薯的直链淀粉分子量大，所以凝沉慢。,糯玉米淀粉，因其几乎全是支链淀粉分子，而且分子量又不大，所以看不出有什么凝沉作用,（3）直链淀粉分子与支链淀粉分子比例的影响支链淀粉含量高难以凝沉，因此支链淀粉分子可起到缓和直链淀粉分子的凝沉作用。,（4）溶液浓度的影响溶液浓度大，分子碰撞机会多，易于凝沉，溶液浓度小，分手碰撞机会少不易凝沉。浓度为30-60%的溶液最容易发生凝沉作用，水分在10以下的干燥状态，淀粉难以凝沉。（5）溶液pH及无机盐类的影

34、响无机盐离子阻止淀粉凝沉，磷酸盐抑制老化；溶液的pH对淀粉的凝沉也有影响，pH=7最易老化，pH10或pH7比较慢，pH在13以上时淀粉不容易凝沉。,（6）冷却速度的影响 淀粉溶液温度下降速度对其凝沉作用有很大的影响，正如图3-16所示的那样，缓慢冷却，可以使淀粉分子有时间取向排列，故可加重凝沉程度，而迅速冷却，使淀粉分子来不及取向，可以减少凝沉程度。,（7）脂类及单甘酯等乳化剂 脂类及单甘酯等乳化剂能与螺旋型直链淀粉形成包合物，也可以与支链淀粉较长的外围支链形成包合物，干扰凝胶的形成，阻止老化。防止老化的措施（A）加入磷酸盐；（2）高温60或低于-20保存；（3）加入脂类物质，乳化剂应用：粉

35、丝的制作,糊化 糊化淀粉 生淀粉 化 熟淀粉 淀粉 化 淀粉 老化淀粉 老化4、方便食品制作原理 提高食品制作过程中淀粉的化程度；在较长的时间内不易老化。可将完全糊化后的化淀粉，在80高温迅速除去水分，使水分含量达10%以下，这样，淀粉分子已不可能移动和相互靠近，成为固定的化淀粉。因为无胶束结构，加水后，水容易进入，淀粉分子迅速吸水，容易重新糊化。（方便面）将完全糊化后的化淀粉，含水量大于70%。（方便粥）,5、抗性淀粉（Resistant Starch,RS)（1）概念 不在小肠中被消化吸收，但在大肠中被发酵的淀粉，即不能在健康人体小肠中被消化吸收的淀粉极其降解物的总称。（2）功能作用同膳食

36、纤维（3）分类 物理包埋淀粉（RS1)谷粒之中 抗性淀粉颗粒（RS2）生淀粉颗粒 老化淀粉（RS3）糊化淀粉回生,（六）淀粉水解 1、水解方法（1）酸水解法 无机H+、加热、H2O 淀粉-葡萄糖 工业称“糖化”影响因素:催化剂：HCl H2SO4 较好 浓度：浓度不宜过大，以免发生复合反应 温度：T，V 结构：V无定型淀粉 V晶体 V马铃薯 V玉米、小麦、大米 V支链 V直链 V1，4 V1，6,（2）酶水解法工业称“酶糖化”三道工序：糊化、液化、糖化A.糊化 6080 淀粉粒-水中溶胀、分裂-均匀糊状溶液 本质：氢键断裂、破坏淀粉晶体结构 目的：以便淀粉酶作用于淀粉B.液化 淀粉酶 糊化淀粉

37、-糊精、低聚糖 工业上称“液化”（，流动性）淀粉酶从内部进行，水解中间1，4糖甙键，产物还原末端葡萄糖单位C1为-构型，故称“-淀粉酶”,C.糖化-淀粉酶 糊精、低聚糖（淀粉）-麦芽糖 淀粉酶从外部进行，从非还原末端间隔一个1，4甙键进行，生成的双糖为-麦芽糖，故称为-淀粉酶，又称-淀粉酶为“糖化酶”（不能水解1，4甙键）(3)酸酶结合水解法 即先用酸水解、再用酶水解,2、淀粉水解产品 淀粉酶，葡萄糖淀粉酶淀粉葡萄糖 异构酶D-葡萄糖-D-果糖、D-葡萄糖混合物 称为果葡糖浆 淀粉酶 淀粉麦芽糖浆 又称饴糖 淀粉酶 糊化淀粉-糊精低聚糖葡萄糖淀粉不完全水解产物为淀粉糖浆组成：葡萄糖（还原糖）、

38、低聚糖、糊精淀粉水解程度用葡萄糖（还原糖）当量值DE表示DE还原糖（以葡萄糖汁）在糖浆中所占百分数（干物质计）一般，DE=38-42，DE=62（高）,（七）改性淀粉（modified starch)1、概念：为适应食品加工的需要，将天然淀粉经物理、化学、酶等处理，使淀粉原有的物理性质，如水溶性、粘度、色泽、味道、流动性等发生变化，这样经过处理的淀粉称为变（改）性淀粉2、酸变性淀粉：经过（轻度）酸处理的淀粉。特点：可形成热的具有流动性的粘稠糊状物。冷后可转变成有一定强度的凝胶。40%淀粉浆水解物过滤、干燥酸变性淀粉 可应用于生产糖果 3、交联淀粉(crosslinked starch)：以多官

39、能团酯化的方法，使淀粉分子间互相交联，产生的淀粉叫交联淀粉。淀粉浆磷酰氯（POCl）、三偏磷酸钠（）交联淀粉 特点：良好的机械性能，耐酸、耐碱、耐热，放置后不脱水，阻止胶凝和老化。用途：增稠剂、稳定剂、赋形剂，如调味汁、馅饼、奶油型玉米食品。,4、酯化淀粉(esterized starch)有磷酸酯化淀粉、醋酸酯化淀粉 淀粉分子中，有、（直）三个游离醇羟基可发生酯化或醚化反应。取代度 40%淀粉2%复合磷酸盐（正、焦、三聚）淀粉单、双、三磷酸酯。特点：粘度及透明度大，具有改善抗“冻结解冻”性能，冷水中易分散。用途：用于蔬菜罐头、面制品、果酱、汤料、冰淇淋等品质改良,5、氧化淀粉(oxidize

40、d starch)用氧化剂对淀粉进行氧化，形成的淀粉叫氧化淀粉。氧化剂：MClO H2O2 KMnO4 悬浮淀粉液NaClO 氧化淀粉液 干燥 成品 特点：改变缔合状态，色泽洁白，粘度降低，糊质清亮，不易老化，可形成稳定溶液。用途：分散剂、乳化剂6、预糊化淀粉 由淀粉浆料糊化后及尚未老化前，立即进行滚筒干燥，最终产品即为冷水溶的预糊化淀粉。（淀粉浆糊化滚筒干燥预糊化淀粉）特性：易于溶解，似亲水胶体。7、淀粉的应用 淀粉软糖、淀粉糖浆原料、冷冻食品、罐头（肉）增稠剂、饼干降筋、防止坯收缩变形、防粘、替代滑石粉。,六、非淀粉多糖,多糖是由多个单糖以糖甙键相连结形成的，一般以1，4及1，6甙键连结（

41、也有1，2，1，3甙键连结的）多糖不是纯碎的单一物质，是由聚合度不同的物质组成的混合物。一般在常温下不溶于水，无还原性（只有一个还原末端），无甜味。（一）纤维素与半纤维素 1、纤维素(cellulose)2、改性纤维素 3、半纤维素(hemicellulose),1、纤维素 纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，对植物性食品的质地影响较大.结构：由-（1-4）-D-吡喃葡萄糖单位构成为线性结构，由无定型区和结晶区构成。,2、改性纤维素,（1）羧甲基纤维素(CMC)可与蛋白质形成复合物，有助于蛋白质食品的增溶，在馅饼、牛奶、蛋糊及布丁中作增稠剂和粘接剂。由于羧甲基纤维素对水的结合容量大，在冰淇淋和其

42、它冷冻食品中，可阻止冰晶的形成。防止糖果，糖浆中产生糖结晶，增加蛋糕等烘烤食品的体积，延长食品的货架期。,（2）微晶纤维素（Microcrystalline cellulose)用稀酸处理纤维素,可以得到极细的纤维素粉末，称为微晶纤维素。在疗效食品中作为无热量填充剂。（3）甲基纤维素 优点：热胶凝性、保湿性好 用途：保湿剂、增稠剂、稳定剂,3、半纤维素(Hemicellulose),一些与纤维素一起存在于植物细胞壁中的多糖物质总称。构成半纤维素单体的有：葡萄糖，果糖，甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李糖及糖醛酸。,（二）果胶(pectin)1、存在与制法 果胶物质是植物细胞壁成分之一，存在于

43、相邻细胞壁之间的胶层中，起着将细胞粘在一起的作用。广泛存在于果实，蔬菜中。如：山楂6.6%。柑橘0.71.5%。苹果11.8%。2、结构与分类 基本结构：聚半乳糖酸，部分甲酯化 分三类：原果胶、果胶、果胶酸（成熟程度不同）未成熟果实细胞间含大量原果胶，与纤维素、木质素、半纤维素等在一起，组织坚硬。随着成熟的进程,原果胶水解成果胶,与纤维素分离,并掺入细胞内、果实组织变软，而有弹性，发生去甲酯化，生成果胶酸。由于果胶酸不具有粘性，果实变成软饧状态。,3、凝胶的形成（1）形成条件 pH=2.03.5;蔗糖=6065%；果胶=0.30.7%温度：室温100（2）形成机理 a.蔗糖的作用脱水以减少胶粒

44、表面的吸附水。促进形成链状胶束，形成果胶分子间氢键。氢键有 羟-羟，羟-羧，羧-羧 C2,C3位上反式结构有利氢键的形成。胶束失水后而凝聚（结晶沉淀），形成一种具有一定强度和结构类似海绵的凝胶体。空隙处吸附着糖水分子。b.pH=2.03.5 阻止羧基离解，中和电荷，胶束结晶、凝聚而形成凝胶。,（三）海藻酸盐 海藻酸盐结合Ca2+形成“蛋盒”模型如下图 形成热不可逆凝胶，具有热稳定性。可作组食品。如仿水果、凝胶糖果;海藻酸盐与带正电荷氨基酸作用，用于重组肉制品。用作增稠剂,（四）黄原胶(xanthan)一种微生物多糖，由纤维素主链和三糖（2个甘露糖、1个葡萄糖醛酸）侧链构成。M=2106 分子间

45、可缔合成螺旋状，相互缠结成网状。特性（1）良好的增稠性，1%溶液粘度相当于100倍1%明胶溶液（2）较宽的pH范围（111）内稳定，粘度不变（耐酸碱）（3）0100内粘度变化比较小（4）具有稳定悬浮液作用（5）具有摇变性和假塑性，摇动时，静止恢复（6）与瓜尔豆胶、刺槐豆胶有协同作用。应用：罐头：悬浮、稳定 冷冻食品：解冻稳定，防脱水 调味品：耐酸、盐、增稠 面包、糕点：保水、防老化 粉丝：耐煮 面团：提高弹性、持气能力。,（五）魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan)由D-葡萄糖、D-甘露糖，通过-1，4糖苷键连接成主链。并由-1，3糖苷键边接有支链。每19个糖基有一酰基，赋于水溶

46、性。M=1000000 溶于水，可形成热不可逆弹性凝胶。利用这一特性。可制作魔竽糕、魔芋豆腐，仿生食品，如虾仁，腰花、肚片、蹄筋、鱿鱼、海参、海蜇皮 魔芋葡甘聚糖与黄原胶混合（1：1），可形成热可逆性凝胶（熔化温度（6063）利用这一特性可制造果冻布丁、果酱、糖果。,（六）甲壳素(chitin)、壳聚糖 甲壳素，又名几丁质、甲壳质为（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡聚糖 脱去乙酰基后为壳聚糖 溶于盐酸、醋酸、柠檬酸液具有食品防腐、保鲜作用2%液成膜、抑菌。有利于双歧杆菌增殖。有效的膳食纤维。,1、保鲜剂 A.保鲜力强：兼具杀菌保鲜和气调保鲜功能，因此，对呼吸特征较强的果蔬（如桃类、杏类

47、、浆果类水果），保鲜效果特别明显。B.无毒、安全：是一种具有保健效果的氨基多 糖，其安全性与蔗糖相同，因此，对保鲜对象非 但不会造成任何化学污染，而且对人体有益。C.成本低廉：使用到果蔬上，每公斤果蔬的保鲜成本仅仅约3分钱，可以大范围推广。D.应用范围广泛：用于果蔬和新鲜肉类的保鲜,2、保健功能 A.减肥作用-利用-甲壳素中的带正电的离子与食物中带负电的脂肪相结合阻断脂肪分解酵素的作用,使得脂肪在人体内不被吸收而直接排出体外，从而达到身体定型和减肥效果；B.改善消化功能，强化人体的免疫功能；C.天然无毒性抗癌效果，能抑制恶性肿瘤扩散与转移；D.控制胆固醇，预防动脉硬化和心血管疾病；E.甲壳素与食盐中的氯离子结合成不被肌体吸收的聚合物排除体外，抑制过量摄入食盐导致高血压；F.减少人体内重金属的积蓄；G.被人体吸收的-甲壳素中带正电的离子和人体血液中带负电的脂肪中和排除体外，降低血脂的含量 H.在胃部形成粘膜，保护胃部创伤不受胃酸的侵蚀，并且其准阳离子对细菌有很好的灭杀作用，促进胃伤的愈合，对胃溃疡和胃炎很好的治疗作用。,