第三章碳水化合物1.ppt

第3章 碳水化合物 是自然界分布最广、数量最多的一类有机化合物，占所有陆生植物和海藻干重的3/4，存在于所有人类可食用的动植物和微生物中 是食品的主要组成成分之一 提供了人类的主要膳食热量(70-80%)，而且由于其结构及理化性质还提供了人们期望的质构和口感 在加工及储藏过程中的变化也为食品提供了需宜和不需宜的一些产物，进而影响着食品的风味、质量及安全性 3.1 概述 一、碳水化合物的一般概念 1.基本概念：也称糖类，是由碳、氢、氧三种元素组成的。是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物和缩合物的总称 2.分类概况： ⑴单糖：是一类结构最简单、不能再被水解的糖的最小单位。根据其所含的碳原子的数目分为丙糖、丁糖、戊糖和已糖或3、4、5、6碳糖等；根据官能团的特点又分为醛糖和酮糖 2.分类概况： ⑵寡糖(又称低聚糖)：一般是由2-10个单糖分子缩合而成，水解后产生单糖；寡糖多存在于糖蛋白或脂多糖中；根据寡糖的单糖种类，又可分为均寡糖(同一种单糖)或杂寡糖(两种或两种以上的单糖) ⑶多糖：是由多个单糖分子缩合而成，其聚合度大于10 ①根据组成多糖的单种类分为：均多糖(淀粉、纤维素等)或杂多糖(海澡多糖、茶叶多糖等) ②根据组成多糖的来源分为：植物多糖、动物多糖和微生物多糖 ③根据其在生物体内的功能分为：结构性多糖、储藏性多糖和功能性多糖 ④根据多糖上羟基结合的物质种类分为：蛋白多糖、脂多糖、硫酸酯化多糖和金属元素多糖。一般又把上述这些多糖称之为多糖复合物 二、食品原料中碳水化合物 根据其是否溶于水，可分为 1.水溶性的：如游离的单糖和寡糖 2.水不溶性的：主要是多糖 植物中的淀粉，在水溶液中的溶解性很小 动物中的糖原，主要存在于肝脏和肌肉中，是一种葡聚糖，结构与支链淀粉相似，溶解性也较小 大多数植物源食物中只有少量的游离糖。如谷物中也含有少量的游离糖但大部分输送至种子中并转变为淀粉(甜味变小)。甜玉米有甜味，是因为蔗糖未全部转变为淀粉。水果在成熟和储藏中变甜，这是因为其与谷粒、块根及根中的糖转变为淀粉的过程正好相反 三、碳水化合物与食品质量 是食品中主要组成成分，对食品的营养、色泽、口感、质 构及某些食品功能等都有密切的关系。主要表现在以下方面： ①是人类营养的基本物质之一。能量70%左右是由糖所提供的 ②影响食品的色泽：还原糖加热并与食品中其他成分反应能形成一定色泽；在水分较少情况下加热，也可产生有色产物 ③游离糖本身有甜味，对食品口感有重要作用 ④果胶、卡拉胶等对食品的黏弹性也与其有很大关系 ⑤纤维素、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作用外，还能促进肠道蠕动，缩短粪便通过肠道的时间，减少细菌及其毒素对肠壁的刺激，可降低某些疾病的发生 ⑥某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，如香菇多糖(功能主治：不能手术或复发性胃癌、肝癌、膀胱癌，使用本品能缓解症状，提高病人免疫功能，纠正微量元素失调 )、茶叶多糖(具有降血糖、降血脂、增强免疫力、降血压、减慢心率、增加冠脉流量、抗凝血、抗血栓和耐缺氧等作用，近年来发现茶多糖还具有治疗糖尿病的功效 )等，这些功能性多糖是保健食品的主要成分 3.2碳水化合物的理化性质及食品功能性作用 一、碳水化合物的结构 1.单糖：分子量较小，一般含有5或6个碳原子，分子式为Cn(H2O)n。主要有葡萄糖、果糖等。单糖分子是不对称化合物，具有旋光性。甘油醛中2位碳原子就是一个不对称碳原子其上的羟基有两种排列，一种在右边，叫D-甘油醛，是右旋的，用“+”或“d”符号表示，其衍生单糖就是D型醛糖；另一种在左边，叫L-甘油醛，是左旋的，用“-”或“l”表示，L型醛糖是D型醛糖的对映体；同样由二羟丙酮衍生单糖就是酮糖 单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇基反应，形成比其更稳定的五元环呋喃糖环或六元环吡喃糖环，并产生了半缩酮或半缩醛 α-D-型中异头碳原子C-1连接的氧原子与葡萄糖手性碳原子C-5的氧原子在分子的同一侧，而β-D-型C-1连接的氧原子与葡萄糖与C-5的氧原子处在分子的异侧 糖分子中除C-1外，任何一种手性碳原子具有不同的构型，则称为差向异构。自然界的单糖大多以D-构型存在，如葡萄糖、果糖、核糖等，其对映体L-型只是为了证明其结构而化学合成的 生物体内的单糖，有部分基团发生增减和变化，这些化合物统称为单糖衍生物 2.糖醇、肌醇和糖苷 ①糖醇：是指由糖经氢化还原后的多元醇，按其结构可分为单糖醇和双糖醇。大都是白色结晶，具有甜味，易溶于水，是低甜度、低热值物质。不具备糖类典型的鉴定性反应，具有对酸碱热稳定，具备醇类的通性，不发生美拉德反应 ②肌醇：是环已六醇，结构上可以排出九个立体异构体(表3-1)。肌醇异构体中只有肌-肌醇具有生物活性，一般就称它为肌醇。其作用主要有降低胆固醇；促进健康毛发的