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1、第三章 碳水化合物 (Carbohydrates) 李 巨 秀 食品學(xué)院食品化學(xué)教研組 一、碳水化合物 (Carbohydrates) 多羥基醛或酮及其衍生物和縮合物。 1.分類(lèi) Classification （ 1）按組成分 單糖（ Monosaccharides）：不能再被水解的多羥基 醛或酮，是碳水化合物的基本單位。 低聚糖（寡糖） (Oligasaccharides)：由 210個(gè)單糖 分子縮合而成，水解后生成單糖 。 多糖 (Polysaccharides)：由許多單糖分子縮合而成 。 （ 2）按功能分 結(jié)構(gòu)多糖 貯存多糖 抗原多糖 食品中碳水化合物的作用 提供人類(lèi)能量的絕大部分 提

2、供適宜的質(zhì)地、口感和甜味（如麥芽糊精作增 稠劑、穩(wěn)定劑） 有利于腸道蠕動(dòng)，促進(jìn)消化（如纖維素被稱(chēng)為膳 食纖維，低聚糖可促小孩腸道雙歧桿菌生長(zhǎng)，促 消化） 3.糖類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu) （ Structure of Carbohydrates） （ 1)單糖（ Monosaccharides） 醛糖 Glucose Molecule 酮糖 甘油醛 C H O H O H C H 2 O H C H O H O H C H 2 O H D - L - = C H O C H 2 O H H O H ( R ) - G l y c e r a l d e h y d e ( + ) - = C H O C

3、H 2 O H H H O ( S ) - G l y c e r a l d e h y d e ( - ) - All Sugars from Natural Sources are D-Sugars That is, the stereocenter most remote from the aldehyde group is on the right No Correlation between D- and L- and optical rotation C H O O HH O HH C H 2 O H C H O HH O O HH C H 2 O H C H O O HH O

4、HH C H O HH O O HH O HH C H 2 O H O HH C H 2 O H C H O O HH HH O O HH C H 2 O H C H O HH O HH O O HH C H 2 O H D - E r y t h r o s e D - T h r e o s e D - R i b o s e D - A r a b i n o s e D - X y l o s e D - L y x o s e D - A l d o p e n t o s e s D - A l d o t e t r o s e s C H O O HH O HH C H O H

5、H O O HH O HH O HH C H O O HH HH O O HH C H O HH O HH O O HH O HH C H 2 O H O HH C H 2 O H O HH C H 2 O H O HH C H 2 O H C H O O HH O HH HH O O HH C H 2 O H C H O HH O O HH HH O O HH C H 2 O H C H O O HH HH O HH O O HH C H 2 O H C H O HH O HH O HH O O HH C H 2 O H D - A l l o s e D - G l u c o s e D

6、 - M a n n o s eD - A l t r o s e D - G u l o s e D - I o d o s e D - G a l a c t o s e D - T a l o s e D - A l d o h e x o s e s O HH HH O O HH O HH C H 2 O H O H O H O H C H 2 O H O H O H O H O C H 2 O H O H O H O C H 2 O H O H O H O H O H 1 2 3 4 5 6 D - G l u c o s e 1 5 2 3 4 H a w o r t h F o

7、r m u l a F i s c h e r P r o j e c t i o n h e m i a c e t a l f o r m a t i o n O HH HH O O HH H H O 1 2 3 4 5 = T w o A n o m e r s u p u p d o w n d o w n t o p a n d b o t t o m s i d e a p p r o a c h O H O H 2 C * O HH HH O O HH H H u p d o w n d o w n O H O H 2 C * = O H H u p O HO H 1 2 3 4

8、 5 D - G l u c o p y r a n o s e D - G l u c o p y r a n o s e C H 2 O H O H O H H O H H O H C H 2 O H 1 2 3 4 5 6 H a w o r t h F o r m u l a O H O H 2 C H O H H O H H 1 2 3 4 5 6 O H O H 2 C H O H H O H H 1 2 3 4 5 6 H O C H 2 O H H O H 2 C O H D - F r u c t o s e = O u p u p u p O H C H 2 O H 2 3

9、 4 5 u p u p d o w n u p d o w n O H O H C H 2 O H = O C H 2 O H O H 2 3 4 5 O H O H C H 2 O H f u r a n o s e f u r a n o s e d o w n O C H 2 O H O H O H O C H 2 O H O H O H O H O H H a w o r t h F o r m u l a O HO H 1 2 3 4 5 D - G l u c o p y r a n o s e H O O H H H O H H O H H O H = H O O H H H

10、O H H H O H O H 1 3 2 4 5 O H O H 1 2 3 4 5 S i x - m e m b e r e d R i n g s e x i s t i n t h e e n e r g y m i n i m i u m c h a i r c o n f o r m a t i o n D - G l u c o p y r a n o s e O H H O H H O H H O H C H 2 O H H O H C O C C R O H C O C C R O R R E D U C I N G S U G A R N O N - R E D U C

11、I N G S U G A R B e n e d i c t s R e a g e n t ( F e h l i n g s S o l u t i o n ) C u 2 + ( c o m p l e x ) O C ( C H O H ) n C H 2 O H C ( C H O H ) n C H 2 O H O C H 2 O H K e t o s eA l d o s e C u 2 O ( b r i c k - r e d ) + o x i d a t i o n p r o d u c t s S i m i l a r l y , w i t h A g + (

12、 N H 3 ) 2 - O H - T o l l e n s T e s t ( S i l v e r M i r r o r ) DISACCHARIDES O C H 2 O H O H O H O C H 2 O H O H O H O H M A L T O S E O H O 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Maltose is a Reducing Sugar Positive Test for Fehlings, Benedicts, Tollens One mole Acid-Hydrolysed or by glycosidase enzyme to 2 mol

13、es of D-glucose -Glycosidic Linkage S u c r o s e O H O H O O H O H O O 1 2 3 4 5 C H 2 O H O H C H 2 O H O H 2 3 4 5 Sucrose is Table sugar the sequence terminates with the formation of brown nitrogenous polymers or melanoidins John deMan Occurs between reducing sugars and amines at high temperatur

14、es Produces flavor Produces color Produces antioxidant products Produces toxic products Destroys nutrients (lysine) O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O O H N-R H H Open chain D-glucose Amino compound O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O O H N-R H H Open chain D-glucose O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O O

15、 H N-R H H Open chain D-glucose O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O O H - N-R H H + O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O O H N-R H H This species is unstable and will lose water to produce the open chain form of the glycosylamine with a C-N double bond O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O O H N-R H H Loss o

16、f water H Open chain glycosylamine O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O N-R O H H Water of dehydration Rearrangement of this compound will yield the Amadori compound. This sequence of reactions is known as the Amadori rearrangement. H Open chain glycosylamine O H H H OH O H H CH 2 OH C CH H O N-R H Ope

17、n chain glycosylamine O H H H OH O H H CH 2 OH C C HH O N-R O H H H OH O H H CH 2 OH C C H O H Open chain Amadori compound H N-R Attack by O-6 on the carbonyl group will close the ring producing a 1-deoxy-1-amino- D-fructopyranose compound (the Amadori product) O H H H OH O H H CH 2 OH C C H O H Ope

18、n chain Amadori compound H N-R O O H H H OH H O H H O H H N H R The Amadori compound (a 1-deoxy-1-amino-D-fructopyranose) Addition of an amine to an aldose Strecker aldehydes Polymerize Pyrolytic products Amines DH A Crucial Intermediate Sugar Pyrolytic Products O O C H 3 O H O O H O C H 3 maltol is

19、omaltol NH 2 H R C O O H O N H R C O O H O O O O H R O H C O 2N H 3 - H 2 O - H 2 O - H 2 O d i c a r b o n y l a m i n e S t e c k e r a l d e h y d e NH 2 H R C O O H O N H R C O O H O O O O H R O H C O 2N H 3 - H 2 O - H 2 O - H 2 O d i c a r b o n y l a m i n e S t e c k e r a l d e h y d e Stre

20、cker Degradation Rich nutty, meaty flavors C H NH 2 O C H 2 C H C H 2 O NH 2 O Asparagine Strecker aldehyde Acrylamide Mutagens from the Maillard Reaction Control Steps Rapidly accelerated by temperature Significant acceleration at intermediate water activities Sugar type Pentosehexosedisaccharidepo

21、lysaccharide protein concentration (free amines) Inhibited by acid amines are protonated and used up, pH drops Sulfur dioxide Inhibition by Sulfite SO3- DH DSH A.反應(yīng)機(jī)理（過(guò)程） :反應(yīng)分為三個(gè)階段 開(kāi)始和引發(fā)階段 a.氨基和羰基縮合 b.Amadori分子排疊 中間階段 c.糖脫水 d.糖裂解 e.氨基酸降解 B.條件：氨基酸和還原糖及少量的水參與 C.產(chǎn)物：色素（類(lèi)黑精） 風(fēng)味化合物：如麥芽酚，乙基麥芽酚，異麥芽酚 D.特點(diǎn) 隨著

22、反應(yīng)的進(jìn)行， pH值下降（封閉了游離的氨基）還 原能力上升（還原酮產(chǎn)生） 420nm-490nm處有吸收 褐變初期，紫外線(xiàn)吸收增強(qiáng)，伴隨有熒光物質(zhì)產(chǎn)生 添加亞硫酸鹽，可阻止褐變，但在褐變后期加入不能使 之褪色 E. 影響 Maillard反應(yīng)因素 糖的種類(lèi)及含量 a.五碳糖 六碳糖 b.單糖 雙糖 c.還原糖含量與褐變成正比 氨基酸及其它含氨物種類(lèi) a.含 S-S， S-H不易褐變 b.有吲哚，苯環(huán)易褐變 c.堿性氨基酸易褐變 d.氨基在 -位或在末端者，比 -位易褐變 溫度升溫易褐變 水分褐變需要一定水分 pH值 pH4 9范圍內(nèi)，隨著 pH上升，褐變上升 當(dāng) pH4時(shí)，褐變反應(yīng)程度較輕微

23、pH在 7.8 9.2范圍內(nèi)，褐變較嚴(yán)重 金屬離子和亞硫酸鹽 氧（間接因素） Ca 處理抑制 Maillard反應(yīng) F. Maillard反應(yīng)對(duì)食品品質(zhì)的影響 不利方面 營(yíng)養(yǎng)損失，特別是必須氨基酸損失嚴(yán)重 產(chǎn)生某些致癌物質(zhì) 有利方面 褐變產(chǎn)生深顏色及強(qiáng)烈的香氣和風(fēng)味，賦予食品特殊氣 味和風(fēng)味 . G. Maillard反應(yīng)在食品加工的應(yīng)用 a. 抑制 Maillard反應(yīng) 注意選擇原料如土豆片，選氨基酸、還原糖含量 少的品種，一般選用蔗糖。 保持低水分 蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥劑。如 SiO2等。 應(yīng)用 SO2 硫處理對(duì)防止酶褐變和非酶褐變都很有效。 保持低 pH值 常加酸，如檸檬酸

24、，蘋(píng)果酸。 其它的處理 熱水燙漂除去部分可溶固形物，降低還原糖含量。 冷藏庫(kù)中馬鈴薯加工時(shí)回復(fù)處理 (Reconditioniny) 鈣處理如馬鈴薯淀粉加工中，加 Ca(OH)2可以防 止褐變，產(chǎn)品白度大大提高。 b.利用 Maillard反應(yīng) 在面包生產(chǎn)，咖啡，紅茶，啤酒，糕點(diǎn)，醬油等生 產(chǎn)中 . 產(chǎn)生特殊風(fēng)味，香味 通過(guò)控制原材料、溫度及加工方法，可制備各種 不同風(fēng)味、香味的物質(zhì)。 控制原材料 核糖 + 半胱氨酸：烤豬肉香味 核糖 + 谷胱甘肽：烤牛肉香味 控制溫度 葡萄糖 + 纈氨酸 100 150 烤面包香味 180 巧克力香味 木糖 酵母水解蛋白 90 餅干香型 160 醬肉香型 不

25、同加工方法 土豆 大麥 水煮 125種香氣 75種香氣 烘烤 250種香氣 150種香氣 斯特勒克降解反應(yīng) 在褐變反應(yīng)中有二氧化碳的放出 二氧化碳產(chǎn)生的原因（過(guò)程） 在二羰基化合物存在下，氨基酸可發(fā)生脫羧、脫 氨作用，成為少一個(gè)碳的醛，氨基則轉(zhuǎn)移到二羰 基化合物上（該反應(yīng)稱(chēng)為斯特勒克降解反應(yīng)）。 通過(guò)同位素示蹤法，發(fā)現(xiàn)斯特勒克降解反應(yīng)在褐 變反應(yīng)體系中即使不是唯一的，也是主要的產(chǎn)生 二氧化碳的來(lái)源。 多糖 Polysaccharides Starch Composition Amylose. Linear -1,4 glucose chain. DP: 180- 320, MW106. Bra

26、nch approximately every 200 glucose units Amylopectin. Linear -1,4 chain with an -1,6 branch approximately every 20 glucose units. MW108 Amylose: amylopectin 1:3 Waxy starches all amylopectin High amylose mutants up to 70% amylose Amylose Structure Amylopectin Structure Amaranth starch (Bar: 1 m) Ar

27、rowroot starch (Bar: 20 m) Buckwheat starch (Bar: 5 m) Cassava starch (Bar: 10 m) Corn starch (Bar: 10 m) Oat starch (Bar: 5 m) Potato starch (Bar: 50 m) Rice starch (Bar: 2 m) Kidney bean starch (Bar: 20 m) Granule Structure Amylopectin in Granules 淀粉 Starch （ 1）淀粉粒的特性 淀粉在植物細(xì)胞內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在，故稱(chēng)淀粉粒。 形狀 圓形、

28、橢圓形、多角形等。 大小 0.0010.15毫米之間，馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀 粉粒最小 . 晶體結(jié)構(gòu) 用偏振光顯微鏡觀察及 X-射線(xiàn)研究，能產(chǎn)生雙折射 及 X衍射現(xiàn)象。 Visco/Amylo/Graph ViscoAmyloGraph Time Vis cos ity 65oC 90oC 30oC heating constant temperature Starch Ingredients Must be cooked Gel slowly Show syneresis Break down under shear Break down under acid conditions For

29、ms complexes Structure of Polysaccharides O O O n g l y c o s i d i c l i n k a g e S t a r c h O O O O O OO n g l y c o s i d i c l i n k a g e g l y c o s i d i c l i n k a g e g l y c o s i d i c l i n k a g e C e l l u l o s e （ 2） 淀粉的結(jié)構(gòu) 直鏈淀粉（ Amylose） 支鏈淀粉（ Amylopectin） （ 3）淀粉的物理性質(zhì) 白色粉末，在熱水中溶脹

30、. 純支鏈淀粉能溶于冷水中，而直鏈淀粉不能， 直鏈淀粉能溶于熱水 . （ 4） 化學(xué)性質(zhì) 無(wú)還原性 遇碘呈藍(lán)色，加熱則藍(lán)色消失，冷后呈藍(lán)色 . 水解：酶解酸解 （ 5）淀粉的糊化（ Gelatinization） 糊化 淀粉粒在適當(dāng)溫度下，在水中溶脹，分裂，形成均 勻的糊狀溶液的過(guò)程被稱(chēng)為糊化。其本質(zhì)是微觀 結(jié)構(gòu)從有序轉(zhuǎn)變成無(wú)序。 糊化溫度 指雙折射消失時(shí)的溫度。糊化溫度不是一個(gè)點(diǎn)， 而是一段溫度范圍。 Starch granules contain both linear amylose and branched amylopectin. Raw, uncooked starch granu

31、les heated in water Swelling is evident Notice loss of amylose from the granules Gelatinization and pasting are complete Some granules have collapsed. Now we start to cool. Notice areas of association. These are called junction zones. This picture is not yet complete as we havent accounted for the w

32、ater in the system. 影響糊化的因素 結(jié)構(gòu) 直鏈淀粉小于支鏈淀粉。 Aw Aw提高，糊化程度提高。 糖 高濃度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。 鹽 高濃度的鹽使淀粉糊化受到抑制；低濃度的 鹽存在，對(duì)糊化幾乎無(wú)影響。但對(duì)馬鈴薯淀粉例 外，因?yàn)樗辛姿峄鶊F(tuán)，低濃度的鹽影響它的 電荷效應(yīng)。 脂類(lèi) 脂類(lèi)可與淀粉形成包合物，即脂類(lèi)被包含在 淀粉螺旋環(huán)內(nèi)，不易從螺旋環(huán)中浸出，并阻止水滲 透入淀粉粒。 酸度 pH60 或 50% esterified is a high methoxy (HM) pectin 7，稱(chēng)為高甲氧基果膠。 甲氧基含量 7，稱(chēng)為低甲氧基果膠。（或低果膠酯） 四種

33、不同酯化程度果膠形成凝膠條件 （ 4）植物膠質(zhì) 植物樹(shù)膠： 阿拉伯膠、黃芹膠、刺梧桐膠 按來(lái)源分類(lèi) 種子膠：魔芋膠、瓜爾豆膠、豆角膠和羅望子膠 海藻膠 : 瓊膠（脂）、鹿角藻膠和褐藻膠 （ 5)魔芋膠 (Konjac) 魔芋葡甘露聚糖的組成： 由 D-甘露糖與 D-葡萄糖 通過(guò) -1， 4糖苷鍵連接而成。 性質(zhì)： 能溶于水，形成高黏度的假塑性溶液，經(jīng)堿處理脫乙酰 后形成彈性凝膠，是一種熱不可逆凝膠。 當(dāng)魔芋葡甘露聚糖與黃原膠混合時(shí)，形成熱可逆凝膠。魔芋葡甘 露聚糖與黃原膠的比值為 1： 1時(shí)，得到的強(qiáng)度最大。凝膠的熔化 溫度為 30 -63 ，與其比值和聚合物總濃度無(wú)關(guān)，但凝膠強(qiáng)度 隨聚合物濃

34、度的增加而增加，隨鹽濃度的增加而減少。 魔芋主要經(jīng)濟(jì)成分是葡甘聚糖，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由分子比 1:1.6 1.7 的葡萄糖和甘露糖殘基通過(guò) -1 ， 4 糖苷鍵 聚合而成的高分子雜多糖。葡甘聚糖屬于可溶性半纖維 素為人體第七營(yíng)養(yǎng)素纖維素中的優(yōu)品。一般果蔬中的不 溶性纖維，攝入人體后仍以原型排除，葡甘聚糖為可溶 性纖維，能吸收水、保水，并通過(guò)酵解增加糞便體積和 松軟度，利于通便，防止便秘。葡甘聚糖又是一種植物 膠，但與其它天然膠如黃原膠、瓜爾豆膠、刺槐豆膠等 相比，其粘度更高，在 PH 值降低到 3.8 以下，仍保持 穩(wěn)定而不沉淀，且與其它膠如黃原膠、卡拉膠等復(fù)配后 有極佳的協(xié)同效果，可使黃原膠的粘

35、度大大增高。當(dāng)魔 芋精粉（葡甘聚糖粗制品）與黃原膠之比為 3:2 時(shí)，使 黃原膠出現(xiàn)可逆性凝膠，并達(dá)最大凝膠強(qiáng)度，而單純的 黃原膠不能凝膠。由于魔芋葡甘聚糖具有水溶、持水增 稠、穩(wěn)定、懸浮、膠凝、粘接、成膜等多種獨(dú)特的理化 性質(zhì)而使它具有廣泛的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)價(jià)值。 在食品、飲料工業(yè)上利用葡甘聚糖的上述幾種特性可作 為膠凝劑、增稠劑、粘結(jié)保水劑、穩(wěn)定劑、成膜劑等。 (6)阿拉伯膠 (Gum Arabic, Acacia Gum) 組成： 70%是由不含 N或少量 N的多糖組成，另一成分 是具有高相對(duì)分子量的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，多糖是以共價(jià)鍵與 蛋白質(zhì)肽鏈中的羥脯氨酸相結(jié)合。 性質(zhì)：易溶于水，溶解度高，溶液黏

36、度低，是一種好的 乳化劑，又是一種好的乳狀液穩(wěn)定劑，且與高聚糖具有 相容性。 阿拉伯樹(shù)膠也稱(chēng)阿拉伯膠、金合歡樹(shù)膠 。 英文名稱(chēng)： Gum Arabic, Acacia Gum ， 是非洲豆 科類(lèi)植物金合歡樹(shù)或與金合歡樹(shù)相近樹(shù)種的樹(shù)干 或樹(shù)枝的膠狀滲出物經(jīng)干燥而成。根據(jù)生產(chǎn)區(qū)域、 顏色、級(jí)別和取膠的金合歡樹(shù)種類(lèi)不同而有不同 的名稱(chēng)。 阿拉伯膠具有獨(dú)特的理化特性，廣泛用于食品 , 醫(yī)藥 ,化妝品等行業(yè)。 阿拉伯膠源于阿拉伯金合歡屬植物，無(wú)色，無(wú)味， 植物纖維豐富 ,公認(rèn)無(wú)毒。具有良好的溶解性及較 低的溶液粘度 , 不溶于酒精等有機(jī)溶劑和油脂，能 與大部分天然膠相互兼容；熱、酸環(huán)境穩(wěn)定。是 其它產(chǎn)品

37、無(wú)法比擬的，工業(yè)上用作：天然的乳化 劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、懸 浮劑、粘合劑、成膜劑、 上光劑、水溶性食用纖維原料等。 阿拉伯 膠是非洲最古老和最著名的天然膠質(zhì)。在 4000- 5000年前古埃及人就已使用過(guò) (7)瓜爾膠（ GG, Guar Gum ）與刺槐豆膠（ LBG, Locust bean gum, ） 都是半乳甘露聚糖 主要組分：半乳糖和甘露糖，主鏈由 -D-吡喃甘露糖通 過(guò) 1， 4糖苷鍵連接而成，在 1-6位連接 -D-吡喃半乳糖側(cè) 鏈。 瓜爾膠（ GG） :商品膠中黏度最高的一種膠，易于水合 產(chǎn)生很高的黏度。 刺槐豆膠（ LBG） :分子具有長(zhǎng)的光滑區(qū)，能與其他多糖 如黃原膠和卡

38、拉膠的雙螺旋相互作用，形成三維網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)的黏彈性凝膠。 瓜兒豆膠是由豆料植物瓜兒豆的胚乳經(jīng)研 磨加工而成。豆科植物是一種抗干旱的植 物，主要生長(zhǎng)在印度和巴基斯坦，瓜兒豆 膠為大分子的天然親水膠體，主要是由半 乳糖和甘露糖聚合而成，屬于一種天然半 乳甘露聚糖，為食品品質(zhì)改良劑之一。 本品是白色或微黃色，幾乎無(wú)味，自由流動(dòng) 粉末狀，能溶于冷水或熱水中，形成一種 天然溶液， pH值在 5-7之間，主要用作食品 增稠劑。 瓜爾豆膠 刺槐豆膠 (8)海藻膠 來(lái)源： 褐藻中提取 . 組成： -1， 4 D 甘露糖醛酸和 -1， 4-L古洛糖醛酸成的 線(xiàn)形高聚物。 性質(zhì)：海藻酸鹽分子鏈中 G塊（ L古洛糖醛

39、酸）很易與 Ca2+作用 , 兩條分子鏈 G塊間形成一個(gè)洞 ,結(jié)合 Ca2+形成 “ 蛋盒 ” 模型。形成的凝膠是熱不可逆的。 凝膠強(qiáng)度同海藻酸鹽分子中的 G塊的含量以及 Ca2+的濃 度有關(guān)。 海藻酸鹽凝膠具有熱穩(wěn)定性，脫水收縮較少。 海藻酸鹽還可與食品中其他組分如蛋白質(zhì)或脂肪等相互 作用。 Algin Source: Seaweed extract Structure: linear polysaccharide containing two types of residue (i.e., a co-polymer): -D- mannopyranosyluronic acid and (

40、M) -L- gulopyrasonic acid (G) Functional Properties: Viscous in aqueous solution, gels in the presence of Ca2+ (or low pH). Gels are temp stable PGA (propylene glycol alginate) “Egg-box” Structure Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ G-block M-block 海藻酸鹽 Carageenan Source: Seaweed gum Structure: Linea

41、r D-galactopyranosyl chain with alternating 1,3 and 1,4 links. Some residues have one or two sulfate ester residues. Three broad types of repeating structure (i, k, and l carageenan) Functional Properties: pH independent thickening. Double helix formation in k or i carageenan can lead to gelation. k

42、-carageenan in dairy foods kappa-carrageenan lambda-carrageenan beta-D-man,alpha-D-gal (4:1) (9)瓊脂 來(lái)源 : 紅藻類(lèi)的各種海藻。 組成 : 瓊脂糖和瓊脂膠。 瓊脂糖 :由 -D-吡喃半乳糖（ 1-4）連接 3， 6-脫水 L-吡 喃半乳糖基單位構(gòu)成。 瓊脂膠 :重復(fù)單位與瓊脂糖相似，但含 5%-10%的硫酸脂、 一部分 D-葡萄糖醛酸殘基和丙酮酸酯。 性質(zhì) : 當(dāng)溫度大大超過(guò)凝膠起始溫度時(shí)仍然保持穩(wěn)定。 (10)微生物多糖 葡聚糖（右旋糖酐） 黃桿菌膠 繭酶膠 環(huán)狀糊精 黃原膠 黃原膠 組成 :D

43、-葡萄糖， D-甘露糖， D-葡萄醛酸。 性質(zhì) :黃原膠溶液在 28 -80 以及廣泛 PH 1-11范圍內(nèi)黏 度基本不變，與高鹽具有相容性。黃原膠與瓜兒豆膠具 有協(xié)同作用。與 LBG相互作用形成熱可逆凝膠。 能溶于冷水和熱水，低濃度時(shí)具有高的黏度，在寬廣的 范圍內(nèi)（ 0-100 ），溶液黏度不變，與鹽具有相容性， 在酸性食品中保持溶解與穩(wěn)定，具有良好的冷凍與解凍 穩(wěn)定性。 Xanthan gum Source: Product of bacteria Xanthomonas campestris Structure: cellulose-like backbone (-1,4-poly- g

44、lucose) with trisaccharide branches (stubs) on alternate monomers on the backbone carrying carboxylic acid residue Functional Properties: Water soluble, viscous, non-gelling. Viscosity is only slightly temperature dependant Xanthan: Structure-function - - - - - - - - Low pH Linear molecule Random co

45、il 黃桿菌膠 組成：黃桿菌膠（ xunthan gum）是 D-葡萄糖通過(guò) （ 1-4） 糖苷鍵連接的主鏈和三糖側(cè)鏈組成的生物高分子聚合物， 該聚合物是由甘藍(lán)黑病黃桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種雜多糖， 也稱(chēng)黃單孢桿菌膠。 性質(zhì)：是一種非膠凝的多糖，易溶于水。具有很高的黏 度。黏度受溫度變化影響不大。 (11)殼聚糖 又稱(chēng)幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì)、甲殼素 來(lái)源：主要存在于甲殼類(lèi)（蝦、蟹）等動(dòng)物的外骨殼中。 組成 :N-乙酰 -D-氨基葡萄糖或 D-氨基葡萄糖以 -1， 4糖 苷鍵連接起來(lái)的氨基多糖。其基本結(jié)構(gòu)單元是殼二糖。 性質(zhì)：甲殼素脫去分子中的乙?；笞?yōu)闅ぞ厶牵淙?解性增加，稱(chēng)為可溶性的殼多糖。因其分子中

46、帶有游離 氨基，在酸性容液中易形成鹽，呈陽(yáng)離子性質(zhì)。 保鮮劑 A.保鮮力強(qiáng)：兼具殺菌保鮮和氣調(diào)保鮮功能，因 此， 對(duì)呼吸特征較強(qiáng)的果蔬（如桃類(lèi)、杏類(lèi)、漿果類(lèi)水 果），保鮮效果特別明顯， B.無(wú)毒、安全：是一種具有保健效果的氨基多糖，其安全 性與蔗糖相同，因此，對(duì)保鮮對(duì)象非但不會(huì)造成任何化 學(xué)污染，而且對(duì)人體有益。 C.成本低廉：使用到果蔬上，每公斤果蔬的保鮮 成本僅僅約 3分錢(qián)，可以大范圍推廣。 D.應(yīng)用范圍廣泛：用于果蔬和新鮮肉類(lèi)的保鮮 保健功能 A. 減肥作用 -利用 -甲殼素中的帶正電的離子與食物中帶 負(fù)電的脂肪相結(jié)合阻斷脂肪分解酵素的作用 ,使得脂肪在 人體內(nèi)不被吸收而直接排出體外，從

47、而達(dá)到身體定型和 減肥效果； B. 改善消化功能，強(qiáng)化人體的免疫功能； C. 天然無(wú)毒性抗癌效果，能抑制惡性腫瘤擴(kuò)散與轉(zhuǎn)移； D. 控制膽固醇，預(yù)防動(dòng)脈硬化和心血管疾??； E.甲殼素與食鹽中的氯離子結(jié)合成不被肌體吸收的聚合物 排除體外，抑制過(guò)量攝入食鹽導(dǎo)致高血壓； F. 減少人體內(nèi)重金屬的積蓄； G.被人體吸收的 -甲殼素中帶正電的離子和人體血液中帶 負(fù)電的脂肪中和排除體外，降低血脂的含量 H.在胃部形成粘膜，保護(hù)胃部創(chuàng)傷不受胃酸的侵蝕，并且 其準(zhǔn)陽(yáng)離子對(duì)細(xì)菌有很好的滅殺作用， 促進(jìn)胃?jìng)挠?合，對(duì)胃潰瘍和胃炎很好的治療作用。 關(guān)鍵詞 keywords 單糖 果膠 Monosaccharide

48、s pectins 低聚糖 麥芽糖 Oligosaccharides maltose 多糖 乳糖 Polysaccharides lactose 淀粉 環(huán)狀糊精 Starch cyclodextrin 纖維素 糊化 cellulose dextinization 老化 半纖維素 Staling hemicellulose 改性淀粉 殼聚糖 Modified starch chitin 美拉德反應(yīng) 蔗糖 Maillard reaction sucrose 思考題 1.小分子糖的食品工藝特性有哪些？ 2.單糖的化學(xué)性質(zhì)有哪些？ 3.美拉德反應(yīng)的機(jī)理以及影響因素有哪些？ 4.什么是淀粉的糊化？影響淀粉糊化的因素 有哪些？ 5.什么是老化？影響淀粉老化的因素有哪些？ 如何在食品加工中防止淀粉的老化？ 6.什么是變性淀粉？試舉出幾種變性淀粉并 說(shuō)明其性質(zhì)。 7.果膠形成凝膠的條件以及其凝膠機(jī)理。 8.舉出幾種在食品工業(yè)中使用的水溶性膠， 并說(shuō)明其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 9.食品工業(yè)中使用的淀粉糖有哪些？簡(jiǎn)要說(shuō) 明它們?cè)谑称饭I(yè)中的具體應(yīng)用。 10.功能性低聚糖有哪些生理功能？