第三章 糖类

黏度
葡萄糖和果糖的黏度较蔗糖低，淀粉糖浆的黏度较 高，淀粉糖浆的黏度随转化程度增高而降低。通常糖的 黏度是随着温度的升高而下降，但葡萄糖的黏度则随温 度的升高而增大。在食品生产中，可借助调节糖的黏度 来改善食品的稠度和可口性。
冰点降低
糖的水溶液与其它溶液一样，具有冰点降低的特 点。糖溶液冰点降低的程度取决于它的浓度和糖的分 子量大小。溶液浓度高，分子量小，冰点降低得多。 葡萄糖降低冰点的程度高于蔗糖，淀粉糖浆降低冰点 的程度因转化程度而不同，转化程度增高，冰点降低 得多。在冰淇淋的生产中，使用冰点降低小的糖类， 可促进冰晶颗粒细腻，黏稠度提高，甜味温和、可口。
环状低聚糖
6-8单位环状α-D-吡喃葡萄糖基低聚物，中间具有疏水的 空穴，环的外侧是亲水的。中间的空洞内可以包入各种物质， 形成各种包合物。由于它的这种特性，可对油脂起乳化作用； 防止芳香物质挥发；保护易氧化和易光解物质；对食品的色、 香、味也具有保护作用；也可除去一些食品中的苦味和异味。 还可提高难溶于水的物质的溶解度，改善其物理化学性质。
食品中单糖存在的形式
半缩醛式或酮 1.呋喃糖(Furanoses)：5元环半缩醛结构 2.吡喃糖(Pyranoses)：6元环半缩醛结构 比呋喃糖稳定
食品中的主要单糖
D-葡萄糖 D-果糖 D-甘露糖及D-半乳糖 L-山梨糖 D-核糖
2、糖苷 Glycosides
单糖分子中的半缩醛羟基与醇或 其它分子的羟基结合,脱去一分子水生 成糖苷，一般以呋喃糖苷或吡喃糖苷 的形式存在。 糖苷中的糖部分称为糖基，非糖 部分称为配基。连接糖基与配基的键 称为糖苷键。 糖苷有重要生理功能。
第三章
糖类 （Carbohydrates）
第一节
概述
糖类的存在: 生物界三大基础物质之一，是自然界中最丰富的 一类天然有机物质。是生物体维持生命活动所 需能量的主要来源,是合成其它化合物的基本原 料,也是生物体的主要结构成分。 分类:多聚物聚合度大小 1.单糖:Monosaccharides 2.双糖:Disaccharides 3.低聚糖:Oilgosaccharides n: 2-20 寡糖 4.多糖:Polysaccharides
CHO H H OH OH CH2 OH
CH2OH O
H OH OH CH2OH HO
CHO H
CHO
H
H
H OH HO
H
OH H
OH CH2 OH
OH CH2OH
D- 葡萄糖
CHO CHO
甘露糖
D- 半乳糖
CHO
D- 果糖
CHO H HO HO H OH H H OH
D- 阿
当一个结晶的还原糖溶解于水时,产生重排而达到 平衡状态,原先的旋光值也要变化达到最后一个常数值， 这种现象称为变旋作用。
甜度
甜味的强弱用甜度来区分，不同的甜味物质其甜度 大小不同。甜度是一个相对值，一般以10%或15%的蔗糖 水溶液在20℃时的甜度为100来确定其它甜味物质的甜 度，因此又把甜度称为比甜度。 不同的糖其甜度不同，这种差别与分子量及构型有 关；一般的讲，分子量越大，在水中的溶解度越小，甜 度越小；环状结构的构型不同，甜度亦有差别，如葡萄 糖的α-构型甜度较大，而果糖的β-构型甜度较大。
α-1,4-糖苷键：
β -1,4-糖苷键：
α-1,6-糖苷键：
β -1,6-糖苷键：
α,β -1,2-糖苷键：
混合键型低聚糖：
α-1,6-
α,β-1,2
β-1,4-
α,β-1,2
3、食品中重要的低聚糖
低聚糖是由2-20个糖单位以糖苷键结合而 构成的糖类，易溶于水，一般有甜味，分 为还原型和非还原型两类。
• • • • 麦芽糖 乳糖 蔗糖 海藻糖
二、单糖和低聚糖的物理性质
溶解性
各种糖在水中的溶解度不同，随温度升高 而增大。果糖的溶解度在糖类中最高，葡萄糖 的溶解度较低。食品利用糖作为保存剂，需要 糖具有高溶解度，糖浓度只有在70%以上才能抑 制酵母、霉菌的生长。

旋光性
旋光性是一种物质使直线偏振光的振动平面向左 或向右发生旋转的特性，使偏振光平面向右旋转的称 右旋糖，表示符号为D-或（+），使偏振光平面向左旋 转的称左旋糖，表示符号为L-或（—）。除丙酮糖外， 单糖分子中都含有不对称碳原子，因此其溶液都具有 旋光性。测定一定条件下一定浓度糖液的旋光度，可 以用比旋光度表示。比旋光度是指1毫升含有1克糖的 溶液在其透光层为0.1m时使偏振光旋转的角度。
吸湿性、保温性
吸湿性是指糖在空气湿度较高的情况下吸收水分的 性质。保湿性是指糖在空气湿度较低条件下保持水分的 性质。这两种性质对于保持食品的柔软性、弹性、贮存 及加工都有重要的意义。不同的糖吸湿性不一样，以果 糖、转化糖的吸湿性最强，葡萄糖、麦芽糖次之，蔗糖 吸湿性最小。
渗透压
糖溶液的渗透压随着浓度增高而增大。在相同浓度 下，溶液的相对分子质量越小，分子数目越多，渗透压 就越大。因为单糖分子数目等于双糖的两倍，所以单糖 的渗透压约为双糖的两倍。葡萄糖和果糖都是单糖，比 蔗糖具有较高的渗透压力。渗透压力越高的糖对食品的 保存效果越好。
淀粉是Ｄ－葡萄糖的聚合物，由直链淀粉（淀 粉颗粒）和支链淀粉（淀粉皮质）组成。在淀粉颗 粒中直链与支链淀粉分子呈径向有序排列。直链淀 粉与支链淀粉之比一般为10-20%比80-90%，视植 物种类与品种、生长时期的不同而异。
白色粉末状，形状和大小不同的透明小颗粒，圆形、 卵形、多角形，大小为2-100μm。形状和大小依植物种 类而异。
淀粉 马铃薯淀粉 小麦淀粉 甘薯淀粉 玉米淀粉 稻米淀粉 颗粒最大平均值（微米） 65 20 15 16 5
在显微镜下观察，有些淀粉颗粒有若干细纹，称为 轮纹。
淀粉粒在偏振光下可以看出有疏密相间的层次，这 种现象是淀粉形成过程中的昼夜交替造成的。用偏振光 显微镜观察淀粉粒有双折射现象，表明淀粉是结晶结构。 晶状结构在淀粉粒中占60%，其余是非晶质。因此，淀 粉颗粒内有结晶区和无定形区之分，淀粉分子在结晶区 内排列有序，在无定形区呈无序排列。 由于淀粉分子中的羟基和水分子相互作用生成氢键， 因此淀粉的含水量比较高，在一般情况下含水量约为 12%。但由于淀粉分子中羟基自行结合和与水分子结合 的程度不同，因此不同来源的淀粉的水分含量也不同。
第四节
多糖（高聚糖）
定义和分类： 超过20个单糖的聚合物称多糖 来源---植物多糖、动物多糖、微生物多糖 构成---同多糖 杂多糖 （均匀多糖） （非均匀多糖） 生理功能--• 结构物质 • 贮存物质 • 废弃物
一、淀粉（Starch）
在所有多糖中，唯一以分离的小包形式（颗粒）存 在，是大多数植物的主要贮备物，也是其他异养生物的 主要营养物质之一。 1、淀粉的结构
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。 很微弱的酸能促进α和β异构体的转化。 （1）复合反应 受酸和热的作用，一个单糖分子的半缩醛羟基与另一个 单糖分子的羟基缩合，失水生成双糖。若复合反应程度较高， 还能生成三糖和其它低聚糖，这种反应称为复合反应。 （2）脱水反应 在弱酸和热的作用下，单糖易发生分子内脱水反应，生 成糠醛。糖的脱水反应与pH有关，在pH3.0时，5-羟甲基糠 醛的生成量和有色物质的生成量都低，同时有色物质的生成 随时间和浓度的增加而增高。
第二节 单糖和低聚糖
一、概述
1、单糖的结构：
单糖是糖类的最小组成单位,不能进一步水解, 是多羟基醛、酮及其衍生物。
根据单糖所含官能团的性质，可分为：
醛糖(Aldose) 酮糖(Ketose)
单糖及其衍生物
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH HO HO H H CHO H HO HO H OH H H OH CH2OH HO H H
HO
CH2OH O OH HOH2C O HO OH OH HO CH2OH
OH O CH2OH HO
OH
+
蔗糖
葡萄糖 转化糖
果糖
与碱的作用
（1）烯醇化作用和异构化作用
稀碱溶液处理单糖，能形成某些差向异构体的 平衡体系。
（2）分解反应 在浓碱的作用下，糖分解成较小分子的糖、酸、 醇和醛等化合物。此分解反应因有无氧气或其它氧 化剂的存在而各不相同。
抗氧化性
溶液中糖的存在可以大大降低氧的溶解度；可以 阻断其它成分与空气氧的接触；具有还原性，因此糖 溶液具有抗氧化性，有利于保持水果的风味、颜色和 维生素C，不致因氧化反应而发生变化。葡萄糖、果糖 和淀粉糖浆都具有相似的抗氧化性。应用这些糖溶液 可使维生素C的氧化反应降低10-90%。
三、单糖和低聚糖的化学性质
水解反应
低聚糖的水解反应指低聚糖在酶、酸或碱作用下， 苷键断裂、糖链分解的过程；低聚糖一般的水解产物为 单糖；酶催化的低聚糖的水解是食品或食品原料中经常 进行的反应。化学法水解低聚糖常以酸作为催化剂，在 酸性条件下，除低聚糖中的1,6-苷键较难水解外，其它 苷键均可分解。
CH2OH O OH HO OH HOH2C O
可作为糖果包衣。木糖醇甜度是蔗糖的70%，风味清凉爽口，不
会造成龋齿。山梨醇和木糖醇可用作糖尿病人的食糖代用品。
卤代反应
蔗糖的卤代反应，得到高甜度的四氯代蔗糖。
四、食品中具有特殊功能的低聚糖
低聚果糖
又称寡果三糖或蔗果三糖族低聚糖，属于果糖与葡萄糖 构成的直链杂低聚糖。具有卓越的生理功能：作为双歧杆菌 的增殖因子；属于人体难消化的低热值甜味剂；水溶性的膳 食纤维；可促进肠胃功能；抗龋齿。
低聚木糖
低聚木糖是由2~7个木糖以β-（1→4）糖苷键连接而成 的低聚糖，其最大的特点是稳定性好，具有独特的耐酸、耐 热及不分解性，有显著的双歧杆菌增殖作用，对肠道菌群有 明显的改善作用，可促进机体对钙的吸收，有抗龋齿作用， 在体内它的代谢不依赖胰岛素。