《食品化学》4碳水化合物分析
食品化学之碳水化合物讲学
一般直链淀粉易老化，支链淀粉较难老化。
影响淀粉老化的因素：
1、温度： 2－4℃，淀粉易老化 >60℃或 <-20℃ ，不易发生老化 2、含水量： 含水量30－60%易老化； 含水量过低（<10%）或过高，均不易老化； 3、结构： 直链淀粉易老化；聚合度中等的淀粉易老化； 4、共存物的影响： 脂类和乳化剂可抗老化，多糖（果胶例外）、蛋 白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉 分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。 5、pH值： <7或>10，老化减弱
3）淀粉的糊化
1.定义
淀粉颗粒在适当温度下，在水中不可逆溶涨，结
晶区数目、大小不断减少，淀粉分子有序结构受到破
坏，最后完全成为无序状态，双折射和结晶结构完全
消失，形成均匀糊状溶液的过程 双折射开始消失时的温度：糊化点或糊化初始温度 双折射完全消失时的温度：糊化末端温度 糊化温度：双折射消失时的温度，不是一个点，而是
②氨基酸及其它含氨物种类(肽类、蛋白质、 胺类)
a.胺类>氨基酸 b.含S-S，S-H不易褐变 c.有吲哚，苯环易褐变 d.碱性氨基酸易褐变 e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变
影响美拉德反应的因素
③pH值
pH3-9范围内，随着pH上升，褐变上升 pH≤3时，褐变反应程度较轻微 pH在7.8-9.2范围内，褐变较严重
有利方面：
褐变产生深颜色及强烈的香气和风味， 赋予食品特殊色泽和风味。
②焦糖化反应
《食品化学》4-碳水化合物
单糖可以进行直接发酵； 低聚糖和淀粉需要水解成单糖才能发酵， 但是麦芽糖除外。
应用： 1）面团发酵：
乙醇发酵（为主）＋乳酸发酵 适度时有酒香，过度发酸；
2）泡菜：乳酸发酵，风味独特；
3）酿酒、制醋：乙醇发酵为主。
b.利用Maillard反应 在面包、咖啡、红茶、啤酒、糕点、 酱油等生产中。������ 产生特殊风味、香味。
如通过控制原材料、温度及加工方法，可制
备各种不同风味、香味的物质。
控制原材料 核糖+ 半胱氨酸：烤猪肉香味。 核糖+ 谷胱甘肽：烤牛肉香味。
������ 控制温度 葡萄糖+ 缬氨酸 100-150 ℃ 烤面包香味 180 ℃ 巧克力香味
2、氨基酸及其它含氨物种类 a.含S-S、S-H不易褐变 b.有吲哚、苯环易褐变 c.碱性氨基酸易褐变 d.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐 变
������ 3、温度 羰氨反应受温度影响比较大，温度每 差10℃，其褐变速度差3－5倍。 ������
4、水分 羰氨反应需在有水存在的条件下进行， 水分在10-15%时最容易发生。 完全干燥情况下，褐变反应难进行。 ������
实验证明，天然直链淀粉分子的空间结 构并非是完全伸展成直线型的，而是卷曲成 螺旋状的，结构比较紧密 。
2、支链淀粉的结构 以α-1，4-苷键结合为主，并有α-1，6苷键结合、且在此处分枝的叫支链淀粉。 支链淀粉分子的聚合度较大，约在 1000～6000之间。
食品化学知识点范文
食品化学知识点范文食品化学是研究食品组分、结构、性质、变化和相互作用的科学，涉及食品的营养和安全方面的知识。
下面是一些常见的食品化学知识点。
一、碳水化合物2.碳水化合物包括单糖、双糖和多糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉和纤维素等。
3.碳水化合物分解为葡萄糖后进入血液循环，供给机体能量，并通过胰岛素调节血糖水平。
二、脂肪1.脂肪是由甘油和脂肪酸组成的化合物。
3.脂肪分为饱和脂肪、不饱和脂肪和转化脂肪酸等。
三、蛋白质1.蛋白质是由氨基酸组成的高聚合物，是构成生物体的重要组成部分。
2.蛋白质可以分为动物蛋白质和植物蛋白质，如肉、鱼、奶、豆类等。
3.蛋白质的主要功能包括供给机体能量、维持组织结构和功能、抗体产生和酶的催化等。
四、维生素1.维生素是一类对机体正常生长、发育、生理功能具有重要作用的有机物质。
2.维生素可以分为水溶性维生素和脂溶性维生素。
3.维生素不可被机体合成，需从食物中摄取。
五、矿物质1.矿物质是食物中的无机物质，包括钙、铁、锌、镁、钠、钾等。
2.矿物质对于机体的正常生理功能具有重要作用，如构成骨骼、维持神经传导、维持水平衡等。
六、食物添加剂1.食物添加剂是指用于改善食品品质和特性、提高加工性能和延长食品保质期的物质。
2.食物添加剂包括色素、甜味剂、防腐剂、抗氧化剂、增稠剂、着色剂等。
七、食品储藏和加工1.食品储藏是指将食品保存在适宜的条件下，防止食品变质和营养丢失的过程。
2.食品加工是指改变食品原有的物理、化学和生物学特性，提高食品的质量和风味的过程。
3.食品加工和储藏可以通过控制温度、湿度、氧气和光照等条件来保证食品的品质和安全。
八、食品变质和毒素1.食品变质是指食品由于微生物、酶和化学反应等原因而发生质量下降的过程。
2.食品变质可以表现为腐败、发酵、霉变等。
3.食品中的毒素包括微生物毒素、化学污染物和放射性物质等。
以上只是食品化学的一部分知识点，食品化学的研究范围广泛且深入。
对于食品的营养和安全，掌握食物化学的基本知识是非常重要的。
食品化学 第四章 食品中的碳水化合物 第四节多糖
二、多糖溶液的黏度与稳定性
正是由于多糖在溶解性能上的特殊性，导致了多糖类化合物的水液具 有比较大的黏度甚至形成凝胶。
多糖溶液具有黏度的本质原因是：多糖分子在溶液中以无规线团的形 式存在，其紧密程度与单糖的组成和连接形式有关；当这样的分子在溶液
待处理对象 所用酶
得到产物 应用条件 应用意义
淀粉 纤维素 半纤维素 果胶
淀粉酶(来自 大麦芽或微 在食品中的酶中专门讨论 生物)
纤维素酶(包 括内切酶、外 切酶及葡糖苷 酶)
短的纤维素 链、纤维二 糖及葡萄糖
30~60℃ pH4.5~6.5
半纤维素酶(L-阿 拉伯聚糖酶、L半乳聚糖酶、L甘露聚糖酶、L木聚糖酶)
半乳糖、木糖
、阿拉伯糖、 甘露糖及其它 单糖
果胶酶(有内 源和商品之 分）
主要为半乳糖 醛酸，有少量 半乳糖、阿拉 伯糖等
生产糖浆和 改善食品感 管性质
生产膳食纤维、 葡聚糖浆及提 高果汁榨汁率 和澄清度
提高食品质 量
植物质地软 化及水果榨 汁和澄清
**影响因素： 多糖类型：对中性多糖起作用，其它糖不一定 温度：温度提高，酸催化速度大大提高 苷键类型：α –苷键比β –苷键水解容易。
1,6-> 1,4-> 1,3-> 1,2单糖环的大小：呋喃环比吡喃环容易水解 多糖结晶程度：结晶区较难水解 (2)碱催化-转消性水解 果胶在碱性条件下的水解属于此种类型（反应机理见下页） 由图可以看出，果胶的转消性水解属于碱催化的苷键断裂过程，本质 是碱帮帮助 作用主要体现在亲核取代。 果胶的这种水解被用在食品加工中的去皮过程。
食品化学第四章碳水化合物
HO C H
强碱
C HOH
CHOH
COOH
COOH CH2OH
C
OH +
C H2
CHOH
C HOH C H2 C HOH C HOH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH 2OH
糖精酸
D-葡萄糖
异糖精酸
间糖精酸
3.分解反应： 浓碱，单糖 → 较小分子的糖、酸、醇、醛
己糖 → 连续烯醇化 → 烯二醇：
①氧化剂 → 分解产物
（三）糖醇
不含醛基，无还原性
(四)脱氧糖
单糖分子中一个或多个羟基被氢取代 脱氧核糖
五、食品中重要的低聚糖及其性质 （一）二糖： 1. 蔗糖：
非还原糖
水解：
C12H22O11 + H2O 蔗糖
右旋，+66.5°
HCl 或酶
C6H12O6 葡萄糖
+
右旋，+52.2°
C6H12O6 果糖 左旋，-92.4°
（二）果葡糖浆： 高果糖浆、异构糖浆
酶法水解淀粉所得的葡萄糖液经 葡萄糖异构酶的异构化作用，一部分 葡萄糖异构成果糖，形成的葡萄糖和 果糖的混合糖浆。
3种：果糖含量 42% 55% 90%
（三）功能性低聚糖： 1.棉子糖
α-1,6-
非还原糖
α,β-1,2
吸湿性最小的低聚糖
2.低聚果糖:(寡果糖、蔗果三糖族低聚糖）
与糖的摩尔浓度成正比 同一浓度下，单糖 为双糖的2倍 食品脱水, 抑制微生物生长
7.发酵性 酵母菌 发酵 →酒精、CO2 （酿酒、面包疏松）
葡萄糖 > 果糖 > 蔗糖 > 麦芽糖 乳酸菌 还发酵 乳糖 → 乳酸 （酸奶） 大多低聚糖水解产生单糖才发酵
食品化学碳水化合物定义、分类和功能
(HFCS)等。 ➢ 低聚糖(Oligosaccharides):蔗糖(Sucrose),麦芽糖(Maltose),龙胆三糖
(Gentianose),棉子糖(Raffinose) 等。 ➢ 糖醇(Sugar alcohol):山梨糖醇(sorbitol),木糖醇(xylitol),赤藓糖醇
(erythritol),异麦芽糖醇(Isomalt)等。
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•葡萄糖和果糖
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•蔗糖和麦芽糖
蔗糖
麦芽糖
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•山梨醇和木糖醇
山梨醇
木糖醇
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•糖度 ➢ 以20oC时10% 或 15%的蔗糖溶液的甜度为1.0。
糖
甜度
蔗糖
1.00
α-D-葡萄糖
0.70
β-D-果糖
1.50
α-D-半乳糖
0.27
α-D-甘露糖
3. 碳水化合物可以赋予食物风味和颜色。 4. 碳水化合物可以提供黏性、胶凝性和稳
定性。
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2.1 提供能量和热量
根据目前中国膳食碳水化合物的实际摄入量, 2000年联合 国粮农组织重新修订了我国健康人群的碳水化合物供给量应 为总能量摄入的55%-65%, 以保障人体能量和营养素的需要。
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2.2 用作甜味剂和保藏剂 Ø甜味剂
3
Aldoses(醛糖)
4
Ketoses(酮糖)
5
Monosaccharides(单糖)
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Oligosaccharides(低聚糖)
蔗糖
食品化学—水及碳水化合物
间把食品中水完全结晶的温度叫做低共熔点 ，大多数食物低共熔点在零下55°现代食品更提倡速冻 (速冻形成冰晶细小 ，呈针状 ，冻结时间短且微生物受限制更食品中的含水量=结合水+自由水预示食品的安全性以及稳定性水的缔合概念：碳水化合物也称糖类 ，是由C 、H 、O 三种元素组成 ，是多羟基醛或多羟基酮的称为左旋糖 ，反之则称为右旋糖。
单糖分子刚溶于水旋光度会发生变化 ，单糖分子发生构象转变导致。
如葡萄糖发生 种类和浓度 ，时间和温度等)单糖分子的烯醇化不止发生在1、2位 ，随着减浓度的增高 ，糖的烯醇化可以不断进 行下去。
还可以生成2,3-烯二醇、3,4-烯二醇。
可被还原剂还原成糖醇。
蔗糖不存在相应的基团 ，不具有氧化的还原性。
低聚糖的卤代反应 ，尤其是蔗糖的卤代反应 ，是从天然甜味剂合成高甜度的甜味剂 反应总体过程：经历亲核加成、分子内重排、脱水、环化等步骤羰氨缩合；单糖类可以和含伯氨基类物质 (氨基酸) 发生羰氨缩合得到希夫碱 ，希 利用前面两个途径的性质：纤维素稳定 ，在一般的食品加工条件下不被破坏温、高压的稀硫酸溶液中 ，纤维素可被水解为β下水解成葡萄糖。
菌类、软体动物含有纤维素分解酶糖并利用它们。
纤维素稳定 ，哺乳动物没有纤维素分解酶由于淀粉螺旋状结构的中空穴部分恰好能容纳碘分子 ，二者之间借助于范德华力形 成一种淀粉-碘的复合物的缘故 ，颜色则与淀粉糖苷链的长度有关。
当链长小于6个葡萄糖基时 ，不能形成一个螺旋圈 ，不能呈色。
当平均长度为20个葡萄糖基时呈红 色。
大于60个葡萄糖基时呈蓝色。
，结晶区主要为支链淀粉天然状态的淀粉颗粒没有膜 ，表面简单地由紧脱去胺基重排形成还原酮 (脱胺重排)旋光性。
碳水化合物食品化学幻灯片PPT
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（1）反应的总体过程
Maillard反应是一个非常复杂的过程，需经历亲核加成、 分子内重排、脱水、环化等步骤。其中又可分为初期、中 期和末期三个阶段，总体过程可如下图表示。
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1、谷物中的游离糖类的含量
谷物中游离糖含量很低，如大米（0.1%～ 0.2%）、小麦（0.1%～2.4%）、大豆 （0.1%）、玉米（0.6%～0.9%）、鲜嫩荚青豆 （2.3%）、鲜青豌豆（0.55%）。
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2、蔬菜中的单糖和蔗糖的含量
甜菜 胡萝卜
黄瓜 菠菜 洋葱 甜玉米 甘薯
D-葡萄糖 0.18% 0.85% 0.86% 0.09% 2.07% 0.34% 0.33%
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本章内容
• 3.1概述 • 3.2食品中的单糖类化合物 • 3.3食品中的低聚糖类化合物 • 3.4食品中的多糖类化合物
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3.1 概述
➢熟话说“民以食为天”。 糖类化合物是自然界分布广 泛、数量最多的有机化合物， 是绿色植物光合作用的直接 产物。自然界的生物物质中 糖类化合物占3/4，从细菌到 高等动物都含有糖类化合物。
（Ⅰ）初期阶段
Maillard反应的初期阶段包括两个过程，即羟氨缩合与分 子重排。
A、羟氨缩合 单糖类物质可以和含伯胺基类物质（如氨基酸）发生羟 氨缩合反应而得到Schiffs（希夫）碱，Schiffs碱通过分子内 环化转化成稳定的环状结构的产物——糖胺。
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CHO
H
NR
C
RNH2
- H2O
H HN R C
O
CH2OH 葡萄糖
食品化学 第四章 食品中的碳水化合物 第五节淀粉
酸改性淀粉
22-55℃条件下用盐酸或硫酸作用于 玉米淀粉，中和干燥得到改性淀粉
用于制造胶姆糖和糖果
淀粉改性 醚化淀粉 50℃下，用环氧乙烷等醚化剂作用于 用作食品增稠剂或添加剂
潮湿淀粉制得
磷酸化或乙酰化淀粉 在一定温度下分别用磷酸或乙 主要应用于冷冻食品
酸酐处理淀粉
交联淀粉
淀粉(干或溶液)与磷酰氯或三偏磷酸钠 或乙二酸作用，使淀粉链相互交联所得
-淀 粉胶 束 彻 底 崩 溃 ， 形 成 被 水 包 围 的 淀 粉 分 子 ， 成 胶 体 溶 液 状 态
淀粉糊化可分为三个阶段：a.可逆吸水阶段：水分浸入淀粉颗粒的 非晶质部分，体积略有膨胀；此时如冷却干燥可以复原，双折射显现不 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”。c.淀粉粒解体阶段：淀粉分子完全进入溶液。
糖、有机酸可阻止淀粉的老化，脂类、乳化剂也可防止淀粉老化，变性 淀粉、蛋白质可减缓淀粉老化，但果胶则可促使淀粉老化。
四、多糖的改性
多糖的改性指在一定条件下通过物理或化学的方法使多糖的形态或结பைடு நூலகம்构发生变化，从而改变多糖的理化性能的过程。
目前已经开发的多糖改性方法及类型以淀粉改性说明如下图。
预糊化淀粉在 干8燥0℃ 技以 术上 制将 成淀 含粉 水糊 量化 小液 于利 10用 %的滚干筒粉 用于布丁、馅料及糖霜的生产
淀粉老化可看作是淀粉糊化的逆过程，其本质是糊化后的淀粉分子在 低温下又自动排列成序，相邻分子间的氢键又逐步恢复形成致密、晶化的 淀粉胶束。但这个过程是不完全的，并不能恢复到天然淀粉的状态。老化 的直接结果是溶解性能变差，加工能力降低。
影响淀粉老化的因素
*内部因素：主要指直链淀粉和支链淀粉的比例分子量的大小；直链淀 粉比例高时易于老化；中等聚合度淀粉易于老化。
食品化学碳水化合物(共151张PPT)
KHSO4
D-葡萄糖 + 5-乙烯-2-硫代恶唑烷，
或是致甲状腺肿物 + KHSO4 各种硫化氢化合物 + H2S + KHSO4
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（2）、低聚糖及多糖的水解
低聚糖容易被酸和酶水解，但对碱较稳定。
蔗糖水解称为转化，生成等摩尔葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖 （invert suger）。
➢此外，某些多糖以糖复合物或混合物形式存在，例如糖蛋白、
糖肽、糖脂、糖缀合物等糖复合物，它们的分子量大小受影响
因素更多。
文献
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二、碳水化合物的理化性质
1、溶解性
✓单糖、糖醇、糖苷、低聚糖等一般是可溶于水的。 ✓糖醇在水中溶解时吸收的热量要比蔗糖高得多，适宜制备 具有清凉感的食品。 ✓糖苷的溶解性能与配体有很大关系。
鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用CD包接可除去
✪✪✪ 文献
（四） 多糖
多糖的结构
➢多糖的分子量较大； ➢形状：直链和支链 ➢均多糖（homoglycans），杂多糖（heteroglycans）。 ➢多糖的结构与活性有密切的关系.
➢多糖的聚合度不均一，分子量没有固定值，多呈高斯分布。
➢多糖分子的不均一性主要受体内代谢状态有较大关系。
原糖。
➢苷元的溶解度降低、苦涩味减轻、对食品的色泽及口感都产生重要 影响。
➢糖苷的某些功能消失，有害性的产生或消除。
糖苷酶水解
20
CH2OH
H
O
OH H
O CH2
HO
H
H OH
H
H
O OC