3.碳水化合物

第一章碳水化合物

●单糖

指凡是不能被水解为更小单位的糖类。

分类：酮糖和醛糖，五碳糖和六碳糖。

✧糖通过氢化反应生成糖醇。

●低聚糖

由2~20个糖单位通过糖苷键连接的碳水化合物称为低聚糖。

由1～3个果糖通过β(2—1)糖苷键与蔗糖中的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等的混合物。

5.是由2-7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能

的木聚糖，其中木二糖为主要有效成分。

特点：1.具有较高的耐酸和耐热性能。

2.木二糖，木三糖属于不消化但可发酵的糖，是双

歧杆菌的有效增殖因子。

3.低聚木糖具有糖度较低，代谢不依赖胰岛素和抗

龋齿等特性。

D-吡喃葡萄糖通过ɑ-1,4糖苷键连接而成的环糊精。

特点：由于中央具有疏水空穴，可以包含脂溶性物质如

风味物，香精油等，可作为微胶囊化的壁材。

●多糖

20个糖单位通过糖苷键连接的碳水化合物称多糖。

多糖具有较强的亲水性，易于水化和溶解，主要有增稠和凝胶的功能。

指由相同糖基组成的多糖。

指由两种或两种以上不同的单糖组成的多糖。

多糖溶解性：

1.为什么具有溶解性？

1）多糖具有大量羟基，每个羟基均可和一个或几个水分子形成氢键2）环氧原子以及连接糖环的糖苷氧原子也可与水形成氢键，多糖中每个糖环都具有结合水分子的能力，以此多糖具有强亲水性。

2.食品体系中多糖的作用

1）食品体系中多糖具有改变和控制水分流动的作用；

2）冷冻稳定剂：多糖具有高相对分子质量的分子，不会显著降低水的冰点，提供了冷冻稳定性。

3.溶解性与多糖结构的关系

1）多糖的溶解度与分子链的不规则程度成正比，分子间相互结合减弱，分子溶解度增大；

2）大多数具有侧链的多糖不能形成胶束，链相互间不能靠近，其溶解度增加。

多糖溶液的粘度与稳定性

多糖具有增稠和胶凝的性质，可控制流体食品与饮料的流动性质和结构。

1.高聚物的粘度同分子大小、形状及其在溶剂中的构象有关；

2.溶液中线性高聚物分子旋转时占有很大空间，分子间彼此碰撞频

率高，产生摩擦，因而具有很高粘度；

3.对于带一种电荷的直链多糖，由于同种电荷产生静电斥力，引起

链伸展，使链长增加，高聚物占有体积增大，因而溶液的粘度大大提高；

4.高度支链的多糖分子比具有相同相对分子质量的直链多糖分子占

有体积小，相互碰撞率低，粘度低。

5.不带电的直链均匀多糖分子倾向于缔合和形成部分结晶；

凝胶定义与特性

在食品加工中，可通过氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥接、缠结或共价键等相互作用，形成海棉状的三维网状凝胶结构。网孔中充满着液相，液相是由较少分子质量的溶质和部分高聚物组成的水溶液，

特性：具有固体，液体二重性。

多糖水解

多糖在酸或酶的催化下也易发生水解，并伴随黏度降低、甜度增加。酸水解：水解强度取决于酸强度，时间，温度及多糖的结构

酶水解：酶选择性，pH，时间，温度，影响酶催化水解速度及终产品性质。（较多）

共同点：糖苷键的水解。

美拉德反应

食品在油炸，烘焙，焙烤等加工或贮藏过程中，还原糖（主要是葡萄糖）同游离氨基酸或蛋白质分子中的氨基酸残基的游离氨基发生羰碳反应，被称为美拉德反应。

美拉德反应对食品品质的影响：

不利方面：a.营养成分损失，特别是必须氨基酸损失严重

b.产生某些有毒或致癌物质；

c.对某些食品，褐变反应导致的颜色变化影响质量。（如

浓缩果汁，蛋粉的加工）

有利方面：褐变产生较深的颜色及强烈的香气，赋予食品特殊风味。美拉德反应控制条件：

抑制美拉德反应：注意选择原料：选氨基酸、还原糖含量少的品种。控制水分含量：蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂；流体食品则可通过稀释降低反应物浓度。降低pH：如高酸食品如泡菜就不易褐变。降低温度：低温贮藏。除去一种作用物：一般除去糖可减少褐变，如加入葡萄糖氧化酶。加入亚硫酸盐（羰氨缩合之前加入），钙离子可抑制褐变。

焦糖化反应

糖类尤其是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，因糖发生脱水与降解，也会发生褐变反应，这种反应称为焦糖化反应。

机理：大多数热解反应引起糖分子脱水，因而把双键引入糖环，产生不饱和环中间物，例如呋喃。共轭双键能吸收光，并产生颜色。不饱和环常产生聚合，生成具有颜色的化合物。

焦糖化反应条件：①无水或浓溶液，温度140-170℃。②催化剂的存在加速反应：铵盐、磷酸盐等。③碱性环境有利于反应，pH8比pH5.9时快10倍。④不同糖反应速度不同，例如果糖大于葡萄糖（熔点的

不同）。

淀粉

颗粒特点：淀粉颗粒结构比较紧密，因此不溶于水，但在冷水中能少量水合。他们分散于水中，形成低粘度浆料，易于混合和管道输送。大多数淀粉颗粒是由两种结构不同的聚合物组成的混合物：一种是线性多糖称为直链淀粉；另一种是支链多糖称为支链淀粉。它们的分子呈径向有序排列，具有结晶区和非结晶区交替层的结构。

分类：

ɑ-D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成的直链分子，成右手螺旋结构，在螺旋内部只含氢原子，是亲油的，羟基位于螺旋外侧。

-1,4糖苷键连接构成它的主链，支链通过α-1,6糖苷键与主链连接。

淀粉糊化

通过加热提供足够的能量，破坏了结晶胶束区弱得氢键后，颗粒开始水合和吸水膨胀，结晶区消失，大部分直链淀粉溶解到溶液中，溶液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射消失，这个过程称为糊化。

糊化过程三个阶段：可逆吸水阶段、不可逆吸水阶段、淀粉粒解体阶段。a）可逆吸水阶段：水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有膨胀，此时冷却干燥，可以复原，双折射现象不变。

b）不可逆吸水阶段：随温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶“溶解”。