我们在认识了小分子糖在食品中的特性及应用后.

我们在认识了小分子糖在食品中的特性及应用后，再来认识高分子糖与食品有关的特性及其应用。

4.3 食品中多糖的特性与应用

Carbohydrates: High-heat treatments cause interactions bwteen reducing sugars and amino groups to give Maillard browning and changes in flavor. Hydrolysis of starch and gums can change texture of food systems .Some starches can be degraded by enzymes or under acidic conditions.

---------Introduction To Food Science 4.3.1多糖的性质

○多糖的溶解性

多糖(Polysaccharide),由于含有大量羟基(平均每个糖基含3个-OH),每个-OH可与1至几个H2O分子形成氢键,环氧原子以及糖苷氧原子也可和H2O分子形成氢键,故,多糖的每个糖基具有结合H2O分子的能力——多糖具有较强的亲水性和易于水合的能力，多糖颗粒（若干多糖分子聚合）在水溶液中吸水膨胀，然后部分的溶解或全部溶解。但是高度有序而具有结晶的多糖，不能直接溶于水；不过，多数的多糖不能形成结晶。

多糖分子以氢键结合的水，属于水合水，不会结冰，也称塑化水，使多糖分子溶剂化。○多糖的黏度与稳定性

多糖（胶，亲水胶体）主要用于增稠和胶凝，也可控制液态食品的流动性和质构。

0.25—0.5%的浓度的胶,可以产生黏度、形成凝胶。多数亲水胶体的黏度随温度升高而下降。○多糖的凝胶性

多糖分子间可以通过氢键、疏水缔合、共价键等连接而成连续的三维网，网孔中充满连续的液相（如，水，小分子水溶液），形似海绵。这种持水的多糖三维网状结构即为多糖凝胶。通常仅含1%的高聚物（多糖）。如甜食凝胶、肉冻、水果块等。蛋白质大分子亦可形成凝胶。

多糖凝胶可看成固态，也具有液体性，有弹性、有一定黏度，所以，它是具有黏弹性的半固体。

○多糖的水解性

酸、酶催化，多糖糖苷键水解。可使溶液黏度下降。热加工可加速水解。

对酶催化水解敏感，易受微生物侵袭（微生物产酶）。

4.3.2 食品中的典型多糖

4.3.2.1 淀粉（Starch）

（1）淀粉的组成与结构

○独特性：1）以颗粒存在。颗粒紧密，不溶于水，但在冷水中可少量水合。分散于水中，具低黏度。2）含两种结构的分子。

○单体D－葡萄糖

○连接方式α－1，4苷键和α－1，6苷键

○淀粉颗粒的组成：天然淀粉有两种结构直链淀粉amylose

支链淀粉amylopectin

淀粉粒一般由2种葡聚糖，即直链淀粉和支链淀粉构成。普通淀粉含约20%～30%（25%左右）的直链淀粉，有的新玉米品种可达50%～85%，称为高直链淀粉玉米，这类玉米淀粉不易糊化，甚至有的在温度100℃以上才能糊化。有些淀粉仅由支链淀粉组成，例如糯玉米、糯大麦、梗稻和糯米等。它们在水中加热可形成糊状，与根和块茎淀粉（如藕粉）的糊化相似。直链淀粉容易发生“老化”，糊化形成的糊化物不稳定，而由支链淀粉制成的糊是非常稳定的。

表4-7 一些淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比例

淀粉来源直链淀粉(%) 支链淀粉(%) 淀粉来源直链淀粉(%) 支链淀粉(%)

高直链玉米50~85 15~50 米17 83

玉米26 74 马铃薯21 79

蜡质玉米 1 99 木薯17 83

小麦25 75

表4-8 直链淀粉和支链淀粉的性质

性质直链淀粉支链淀粉

分子量

糖苷键

对老化的敏感性

β-淀粉酶作用的产物葡糖淀粉酶作用的产物分子形状50000－200000

主要是α-D-(1→4)

高

麦芽糖

D-葡萄糖

主要为线型

一百万到几百万

α-D-(1→4)，α-D-(1→6)

低

麦芽糖，β-极限糊精

D-葡萄糖

灌木型

○淀粉粒的结构特点：

植物体内的淀粉是在生长过程中逐步完成生物合成的，随着淀粉分子的不断合成形成了由若干淀粉分子、并有一定规则的聚合在一起的颗粒状结构－－即为淀粉粒，这是所有多糖中唯一以小包形式（分散的颗粒）存在的多糖。

不同的植物种类有不同特征的淀粉粒，显微镜下可观察到：

①淀粉粒呈球形、卵形、或不规则形，大小也各不一样（1.5—100μm），具体依植物种类而

异，马铃薯淀粉颗粒最大、为卵形，玉米为圆形和多角形，稻米最小、为多角形；

②偏光显微镜下，可见双折射现象：淀粉粒的中心有一个裂口（黑色十字），将颗粒分成四

个白色区域，称为“偏光十字”或“脐点”，说明有晶状结构（实质上，淀粉分子间以氢键相互结合，以放射状微晶束形式存在）；

③沿其周围径向排列着淀粉分子，使粒不断长大，在偏振光显微镜下有的颗粒可看到粒上有

疏密相间的层次。

（2）淀粉的一般性质与应用：

○物理性质

①肉眼可见淀粉为白色粉末（显微镜下为颗粒），吸湿性不强；

②冷水中可“分散”纯支链淀粉，而不“溶解”直链淀粉。天然淀粉是由直与支链交替、共

同组成的粒状结构，完全不溶于冷水中，60－80℃热水中淀粉粒可发生溶胀（膨润现象）。

图4-15 支链淀粉在淀粉粒中的排列示意图

天然淀粉粒表面无膜包被，表面为无数淀粉分子链端堆积组成（包括直、支链端），如同紧束在一起的稻草扫帚末端一样。（图4-15）

○与碘的呈色反应及应用：

随着淀粉分子的减短而与碘的呈色越浅，深蓝→蓝紫→紫红→橙色→无色。葡萄糖单体＞40呈蓝色，＜6个无色。

呈色机制：碘分子进入螺旋圈内成为电子受体，羟基为电子供体成为淀粉－碘的络合物，显蓝色。＜6时不能形成螺旋管状结构。

应用：其它小分子如乙醇、正丁醇等进入螺旋圈内成为“笼状化合物”（包合物）。

○淀粉的水解在酸、酶、热等催化下水解。

主要有：α－淀粉酶、β－淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱支酶等。总称为淀粉酶。

产物有：糊精（淀粉部分水解的片断）、淀粉糖浆（葡萄糖、低聚糖与糊精混合物）、麦芽糖浆（主要是麦芽糖）、葡萄糖等。

○葡萄糖值（DE）：表示淀粉水解生成葡萄糖的程度，也称淀粉糖化值、葡萄糖当量（Dextrose Equivalency），定义为还原糖（以葡萄糖计）在淀粉糖浆中所占的百分数（按干物质计）。