高级食品化学讲稿-16-09-04碳水化合物综述.ppt

* * * * 其它多糖类化合物不再讨论，自学。特别要注意对于糖类化合物研究进展的了解及食品中常用的一些多糖类化合物的结构和性质特点。 纤维素 4.4.2 纤维素 纤维素是自然界中存在最多的多糖，是植物的主成分，它由木材用热碱抽提，除去木素和半纤维素而得，它是D-葡萄糖以β-1,4苷键结合而得，呈直链。聚合度为3000~6000。 碳水 化合物 由于它不溶于水，故酶不易与之作用，用菌类、细菌等软体动物具有的纤维素酶可将其分解为葡萄糖和寡糖。人没有纤维素酶，不能消化纤维素作为能源，但纤维素有防止便秘的作用，而一些草食动物（牛、马、羊等）的消化道中含有纤维素酶，可以消化纤维素为D-葡萄糖。 纤维素不显示还原性，水解也很困难，需要浓酸或稀酸在加压下长时期加热才能水解。 纤维素的羧甲基衍生物（CMC）易溶于水，有粘性，其钠盐可在食品工业中作增稠剂。 4.4.3、? 糖原 分支更多，分子也更大。 4.4.4、? 菊糖 ? 菊糖大量存在于菊科植物，它溶于水，加酒精便由水中析出，加酸水解成果糖及少量葡萄糖。 ? 4.4.5、魔芋甘露聚糖 存在于魔芋块根中，为葡甘露聚糖，其中甘露糖：葡萄糖=2：1至3：2，小肠内没有此糖的分解酶，故几乎不能用作能源，因而称魔芋豆腐为减肥食品。 7-20 4.4.6、果胶质 ? 果胶质存在于植物的果实、茎、块茎等细胞隙中，它是D-吡喃半乳糖醛酸以α-1，4-苷键结合的长链，通常以部分甲酯化状态存在，结构式如下： 7-21 果胶质一般有三种形态 ⑴ 原果胶：与纤维素结合在一起的甲酯化聚半乳糖醛酸苷链，不溶于水，水解后生成果胶，存在于细胞壁中。 ? ⑵ 果胶：羧基不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸苷链，存在于植物汁液中，溶于水，其中甲氧基含量7%的称高甲氧基果胶，7%以下的为低甲氧基果胶。 ⑶ 果胶酸：几乎完全不含甲氧基的聚半乳糖醛酸，溶于水。 7-22 未成熟的果实细胞间含有大量原果胶，因而组织坚硬，随着成熟的进程，原果胶在聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶作用下，水解成分子量较小的可溶于水的果胶，并与纤维素分离，渗入细胞液中，果实组织就变软而有弹性。若进一步水解，则果胶进一步失去甲氧基并降低分子量形成果胶酸，由于果胶酸不具粘性，果实就变成软疡的过熟状态。 7-23 果胶 ?果胶是亲水性的胶状物，其中高甲氧基果胶，在酸性（PH2.0∽3.5）、蔗糖含量60∽65%的条件下有凝固成凝胶的性质，而低甲氧基果胶与糖、酸即使比例恰当也难以形成凝胶，但它在Ca2+作用下可形成凝胶，食品工业中利用它们的凝胶性将其用于果酱、果冻等食品的制作。 7-24 4.4.7、植物胶质 为结构复杂的多糖，食品工业中用其作增稠剂、凝冻剂、固香剂、乳化剂、泡沫稳定剂、浊度稳定剂等，按其来源可分为三类： 7-25 微生物多糖 4.4.8 微生物多糖 许多微生物在生长过程中产生一些胶质的多糖，其中一些已用于食品工业及医疗上，如右旋糖酐、黄杆菌胶、茁霉胶及环状糊精等，它们被用作稳定剂、乳化剂、增稠剂、悬浮剂、泡沫稳定剂、成型助剂等。 7-26 氨基多糖 4.4.9、氨基多糖 主要存在于动物中，大多由氨基己糖与糖醛酸组成二糖单位经重复连接而成，包括粘多糖（透明质酸、硫酸软骨素）、肝素、壳多糖等，其中硫酸软骨素为治疗冠心病的药物，肝素是天然抗凝血物质，壳多糖是昆虫、甲壳类（虾、蟹）动物外壳的成分之一，可作为增稠剂、稳定剂。 7-28 4.4.10 多糖的性质 (1)多糖的溶解性 多糖类物质由于其分子中含有大量的极性基团，因此对于水分子具有较大的亲合力；但是一般多糖的分子量相当大，其疏水性也随之增大；因此分子量较小、分支程度低的多糖类在水中有一定的溶解度，加热情况下更容易溶解；而分子量大、分支程度高的多糖类在水中溶解度低。 正是由于多糖类物质对于水的亲合性，导致多糖类化合物在食品中具有限制水分流动的能力；而又由于其分子量较大，又不会显著降低水的冰点。 (2) 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中旋转时需要占有大量的空间，这时分子间彼此碰撞的几率提高，分子间的摩擦力增大，因此具有很高的黏度。甚至浓度很低时也有很高的黏度。 当多糖分子的结构情况有差别时，其水溶液的黏度也有明显的不同。高度支链的多糖分子比具有相同分子量的直链多糖分子占有的空间体积小得多，因而相互碰撞的几率也要低得多，溶液的黏度也较低；带电荷的多糖分子由于同种电荷之间的静电斥力，导致链伸展、链长增加，溶液的黏度大大增加； 大多数亲水胶体溶液的黏度随着温度的提高而降低，这是因为温度提高导致水的流动性增加；而黄原