第四章食品中的碳水化合物第二节单糖.ppt

* 4.2 单糖 　　单糖类化合物的结构及理化性质在有机化学和生物化学中已经进行了比较深入的讨论，本节主要讨论相关的食品化学问题。 4.2.1 单糖类化合物在自然界的存在 4.2.2 单糖与食品相关的物理学特性 4.2.2.1 单糖的甜度 　　单糖类化合物均有甜味，甜味的强弱用甜度来区分，不同的甜味物质其甜度大小不同。甜度是食品鉴评学中的单位，这是因为甜度目前还难以通过化学或物理的方法进行测定，只能通过感官比较法来得出相对的差别，所以甜度是一个相对值。一般以10%或15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1.0来确定其它甜味物质的甜度，因此又把甜度称为比甜度。下面是一些单糖的比甜度： 　　 α-D-葡萄糖　　0.70 α-D-半乳糖　　 0.27 α-D-甘露糖 0.59 　　　　　　　　α-D-木糖 0.50 β-D-呋喃果糖 1.50 不同的单糖其甜度不同，这种差别与分子量及构型有关；一般的讲，分子量越大，在水中的溶解度越小，甜度越小；环状结构的构型不同，甜度亦有差别，如葡萄糖的α-构型甜度较大，而果糖的β-构型甜度较大。 4.2.2.2 旋光性及变旋光 　　所以的单糖均有旋光性，常见单糖的比旋光度（20 ℃,钠光）为： 　　　D-葡萄糖　　　　+52.2 D-甘露糖 +14.2 D-果糖 -92.4 D-阿拉伯糖 -105.0 D-半乳糖 +80.2 D-木糖 +18.8 　　当单糖溶解在水中的时候，由于开链结构和环状结构直接的互相转化，因此会出现变旋现象。在通过测定比旋光确定单糖种类时，一定要注意静置一段时间（24h）。 4.2.2.3 溶解度 　　单糖类化合物在水中都有比较大的溶解度，但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。 　　不同的单糖在水中的溶解度不同，其中果糖最大，如20 ℃时，果糖在水中的溶解度为374.78g/100g，而葡萄糖为87.67g/100g。随着温度的变化，单糖在水中的溶解度亦有明显的变化，如温度由20 ℃提高到40℃,葡萄糖的溶解度则变为162.38g/100g。 　　利用糖类化合物较大的溶解度及对于渗透压的改变，可以抑制微生 物的活性，从而达到延长食品保质期的目的。但要做到这一点，糖的浓度必需达到70%以上。常温下（20-25℃)，单糖中只有果糖可以达到如此高的浓度，其它单糖及蔗糖均不能。而含有果糖的果葡糖浆可以达到所需要的浓度。 4.2.2.4 吸湿性、保湿性与结晶性 　　吸湿性和保湿性反映了单糖和水之间的关系，分别指在较高空气湿度条件下吸收水分的能力和在较低空气湿度下保持水分的能力。这两种性质对于保持食品的柔软性、弹性、贮存及加工都有重要的意义。 　　不同的单糖其结晶形成的难以程度不同，如葡萄糖容易形成结晶且晶体细小，果糖难于形成结晶等。 4.2.2.5 其它 　　单糖与食品有关的其它物理学性质包括黏度、冰点降低及抗氧化性等。 4.2.3 单糖的食品化学反应 　　单糖一般的化学性质在有机化学及生物化学中已经进行了详细的介绍，这里只讨论单糖在食品或食品原料中可能发生的化学反应。 4.2.3.1 Maillard（美拉德)反应 　　Maillard（Maillard, L. C.；法国化学家）反应指含羰基化合物（如糖类等）与含氨基化合物（如氨基酸等）通过缩合、聚合而生成类黑色素的反应。由于此类反应得到的是棕色的产物且不需酶催化，所以也将其称为非酶褐变。 　　几乎所以的食品或食品原料内均含有羰基类物质和氨基类物质，因此均可能发生Maillard反应。对这类反应的讨论是食品化学的一个重点内容。 　　一、反应的总体过程 　　Maillard反应是一个非常复杂的过程，需经历亲核加成、分子内重排、脱水、环化等步骤。其中又可分为初期、中期和末期三个阶段，总体过程可如下图表示。 　　二、反应机理 　　到目前为止，Maillard反应中还有许多反应的细节问题没有搞清楚，就现有的研究成果简单分述如下。 　　（一）初期阶段 　　Maillard反应的初期阶段包括两个过程，即羟氨缩合与分子重排。 　　A、羟氨缩合 　　单糖类物质可以和含伯氨基类物质（如氨基酸）发生羟氨缩合反应而得到Schiffs（希夫