江南大学食品学院课件第三章碳水化合物精要.ppt

第三章 碳水化合物 第一节 食品中的碳水化合物 存在于所有的谷物、蔬菜、水果及可食植物中 提供膳食热量 提供质构、口感和甜味 表达式Cx(H2O)y 包括单糖、低聚糖以及多糖 最丰富的碳水化合物是纤维素 糖～淀粉的转化 玉米 在蔗糖转化为淀粉前采摘，加热破坏转化酶系，玉米很甜 成熟后采摘或未及时破坏酶系，玉米失去甜味，而且变硬变老 水果 成熟前采摘，后熟过程中酶促反应使淀粉转变为糖，水果变软，变熟，变甜 第二节 单糖 一、结构 手性碳原子 命名 3个碳原子：三糖， 1个手性碳原子 D-甘油醛糖，L-甘油醛糖 4个碳原子：四糖，2个手性碳原子 5个碳原子；五糖，3个手性碳原子 6个碳原子：六糖，己糖，己醛糖 n-糖有n-2个手性碳原子 酮糖 单糖中羰基是酮基，例如果糖 CH2OH C=O HOCH HCOH HCOH CH2OH 果糖的开环结构 二、糖 苷 糖苷～功能特性 黄酮糖苷：具有苦味和其它风味和颜色 毛地黄苷：强心剂 皂角苷：起泡剂和稳定剂 甜菊苷：甜味剂 O-糖苷 糖在酸性条件下与醇发生反应，失去水后形成的产品。 糖苷一般含有呋喃或吡喃糖环。 O-糖苷的性质 在中性和碱性条件下一般是稳定的 在酸性条件下能被水解 可被糖苷酶水解 N-糖苷 糖+胺RNH2 氨基葡萄糖苷（N-糖苷） R=H 肌苷5’ -单磷酸盐 R=OH 黄苷5’ -单磷酸盐 R=NH2 鸟苷5’ -单磷酸盐 N-糖苷的性质 稳定性不如O-糖苷 在水中容易水解,使溶液的颜色变深，黄色变为暗棕色，导致Maillard褐变 有些相当稳定 N-葡基酰胺、嘌呤、嘧啶 例如肌苷、黄苷、鸟苷的5’ -单磷酸盐 都是风味增效剂 S-糖苷 糖+硫醇RSH 硫葡萄糖苷（S-糖苷） 糖基与糖苷配基之间有一硫原子 芥菜子和辣根的组分 分子内糖苷 O-供体基团是同一分子中的-OH 高温热解 产生苦味 生氰糖苷 降解时产生氰化氢 杏仁、木薯、高梁、竹笋和菜豆 为防止氰化物中毒，必须充分煮熟后再充分洗涤 三、氧化反应 D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下可被氧化成D-葡萄糖酸，并形成内酯。 δ-内酯 闭环是酯，加热后开环是酸 内酯是一种温和的酸化剂 完全水解需要3h，随着水解不断进行，质子均匀缓慢地释放出来，pH逐渐下降，慢慢酸化 在豆制品中，形成三维网络结构，细嫩的凝胶结构 在焙烤食品中作为膨松剂的一个组分 缓慢释放的H+与CO32-结合，缓慢释放CO2 也适用于肉制品与乳制品 四、还原反应 双键加氢称为氢化。 D-葡萄糖的羰基在一定压力、催化剂镍存在下加氢还原成羟基，得到D-葡萄糖醇（山梨醇） 甘露糖醇 木糖醇 由半纤维素制得的木糖氢化 甜度为蔗糖的70% 在硬糖或胶姆糖中替代蔗糖 防止龋齿，治疗糖尿病 注意安全性 五、酯化与醚化 酯化 糖中羟基与有机酸和无机酸相互作用生成酯 天然多糖中存在醋酸酯、磷酸酯（马铃薯淀粉）、硫酸酯（卡拉胶）等羧酸酯 蔗糖酯是一种很好的乳化剂 卡拉胶中含有硫酸酯基（OSO3－），和酸性饮料中带正电荷的蛋白质结合，是一种很好的乳化、稳定剂 醚化 进一步改良功能性 红藻多糖C3与C6间形成内醚（3,6-脱水环） 琼脂胶、卡拉胶 六、非酶褐变 氧化或酶促褐变 氧或酚类物质在多酚氧化酶催化下的反应 例如：水果切片 非氧化或非酶促褐变 焦糖化反应 美拉德反应 Maillard反应 还原糖（主要是葡萄糖）与游离氨基酸或氨基酸残基的游离氨基发生羰氨反应 反应物三要素：包括含有氨基的化合物（一般是蛋白质）、还原糖和一些水 产生风味和颜色 期望 牛奶巧克力风味 糖果风味 不期望的 营养（氨基酸）损失 有毒、致突变物质的产生 Maillard反应过程 还原糖+胺 葡基胺（无色） Amadori重排 1-氨基-1-脱氧-D果糖衍生物 pH≤5 5-羟甲基-2-呋喃甲醛（HMF） pH＞5 快速聚合，生成深色物质 Maillard 反应最适条件 Maillard本人的研究，褐变程度为 D-木糖?L-阿拉伯糖?己糖?二糖 酮糖在褐变中遵循不同的机制， D-果糖＜D-葡萄糖 中等水分含量 pH 7.8~9.2（偏碱性） 金属离子 Cu与Fe促进褐变 Fe(III)?Fe(II) 抑制Maillar