• 第三章 碳水化合物 • Chapter 3: Carbohydrates
• 第三章 碳水化合物 • Chapter 3: Carbohydrates
• 一、概述 • 二、糖类的化学性质 • 三、单糖、低聚糖的理化特性 • 四、淀粉 • 五、非淀粉多糖
• 一、概述 • 二、糖类的化学性质 • 三、单糖、低聚糖的理化特性 • 四、淀粉 • 五、非淀粉多糖
一、概述 Introduction • 1、概念 Concept • 糖类是多羟基的醛、酮及其衍生物和缩合物。习惯上称为碳水化合物。 • 2、分类 Classification • 单糖Monosaccharides; 低聚糖（寡糖）（单糖数小于等于 10）Oligasaccharides;多聚糖 Polysaccharides. 3、作用 – 供能 – 糖—脂 构成神经组织和细胞膜的成分 – 生理功能物质 糖蛋白、粘蛋白 – 风味结合功能（甜味、色、香、味） – 保持食品粘、弹性（质构）
一、概述 Introduction • 1、概念 Concept • 糖类是多羟基的醛、酮及其衍生物和缩合物。习惯上称为碳水化合物。 • 2、分类 Classification • 单糖Monosaccharides; 低聚糖（寡糖）（单糖数小于等于 10）Oligasaccharides;多聚糖 Polysaccharides. 3、作用 – 供能 – 糖—脂 构成神经组织和细胞膜的成分 – 生理功能物质 糖蛋白、粘蛋白 – 风味结合功能（甜味、色、香、味） – 保持食品粘、弹性（质构）
4、食品中的糖类物质 存在的概况 • 植物干重3/4由糖类构成 • 主要是淀粉和纤维素 谷物中的糖类物质含量 • 名称 可溶糖 淀粉 纤维素 半纤维素 • 小麦 2-5 58-76 2.3-3.7 4.9-7.5 • 稻谷 0.46 75-80 10.5 3.4-4.6 • 玉米 1.5-3.7 60-70 2.4 • 水果、蔬菜游离糖含量 • 见P45表3—1 、 3—2
4、食品中的糖类物质 存在的概况 • 植物干重3/4由糖类构成 • 主要是淀粉和纤维素 谷物中的糖类物质含量 • 名称 可溶糖 淀粉 纤维素 半纤维素 • 小麦 2-5 58-76 2.3-3.7 4.9-7.5 • 稻谷 0.46 75-80 10.5 3.4-4.6 • 玉米 1.5-3.7 60-70 2.4 • 水果、蔬菜游离糖含量 • 见P45表3—1 、 3—2
植物中游离糖分变化 • 谷、茎、根类植物： • 未成熟 陈化、后熟 • -→ 淀粉 • 游离可溶糖 贮 存 • • 水果： • 未成熟 贮存后熟 • -→ 成熟、可溶糖 • 淀粉 淀粉酶 • 味酸 甜 – 动物产品中的糖类物质含量少 • 肌肉、肝脏 含一定糖元、葡聚糖 • 乳汁 含乳糖 • 鲜半奶 乳糖4.8% • 鲜人乳 乳糖 6.7%
植物中游离糖分变化 • 谷、茎、根类植物： • 未成熟 陈化、后熟 • -→ 淀粉 • 游离可溶糖 贮 存 • • 水果： • 未成熟 贮存后熟 • -→ 成熟、可溶糖 • 淀粉 淀粉酶 • 味酸 甜 – 动物产品中的糖类物质含量少 • 肌肉、肝脏 含一定糖元、葡聚糖 • 乳汁 含乳糖 • 鲜半奶 乳糖4.8% • 鲜人乳 乳糖 6.7%
二、糖类的化学性质 （一）水解 • 1、转化糖的生成 • 蔗糖 葡萄糖 + 果糖 ＋６６．５º －２０ º • 右旋 左旋 • 蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖的混合物， 称为转化糖（旋光发生改变） • 2、淀粉水解方法 • 酸水解法、酶水解法、酸—酶结合水解法
二、糖类的化学性质 （一）水解 • 1、转化糖的生成 • 蔗糖 葡萄糖 + 果糖 ＋６６．５º －２０ º • 右旋 左旋 • 蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖的混合物， 称为转化糖（旋光发生改变） • 2、淀粉水解方法 • 酸水解法、酶水解法、酸—酶结合水解法
• （1）酸水解法 • 无机H+、加热、H2O • 淀粉-→ 葡萄糖 • 工业称“糖化” • 影响因素: • 催化剂：HCl H2SO4 较好 • 浓度： 浓度不宜过大，以免发生复合反应 • 温度： T ↑， V↑ • 结构：V无定型淀粉 > V晶体 • V马铃薯 > V玉米、小麦、大米 • V支链 > V直链 • Vα—1，4 > Vα—1，6
• （1）酸水解法 • 无机H+、加热、H2O • 淀粉-→ 葡萄糖 • 工业称“糖化” • 影响因素: • 催化剂：HCl H2SO4 较好 • 浓度： 浓度不宜过大，以免发生复合反应 • 温度： T ↑， V↑ • 结构：V无定型淀粉 > V晶体 • V马铃薯 > V玉米、小麦、大米 • V支链 > V直链 • Vα—1，4 > Vα—1，6
• （2）酶水解法 • 工业称“酶糖化” • 三道工序：糊化、液化、糖化 • A.糊化 • 60～80℃ • 淀粉粒-→水中溶胀、分裂-→均匀糊状溶液 • 本质：氢键断裂、破坏淀粉晶体结构 • 目的：以便淀粉酶作用于淀粉 • B.液化 • α—淀粉酶 • 糊化淀粉-→糊精、低聚糖 • 工业上称“液化” （η↓，流动性↑） • α—淀粉酶从内部进行， 水解中间α—1，4糖甙键， • 产物还原末端葡萄糖单位C1为α-构型，故称“α-淀粉酶
• （2）酶水解法 • 工业称“酶糖化” • 三道工序：糊化、液化、糖化 • A.糊化 • 60～80℃ • 淀粉粒-→水中溶胀、分裂-→均匀糊状溶液 • 本质：氢键断裂、破坏淀粉晶体结构 • 目的：以便淀粉酶作用于淀粉 • B.液化 • α—淀粉酶 • 糊化淀粉-→糊精、低聚糖 • 工业上称“液化” （η↓，流动性↑） • α—淀粉酶从内部进行， 水解中间α—1，4糖甙键， • 产物还原末端葡萄糖单位C1为α-构型，故称“α-淀粉酶
C.糖化 • β-淀粉酶 • 糊精、低聚糖（淀粉） ——————→β-麦芽糖 • β—淀粉酶从外部进行 • 从非还原末端间隔一个α—1，4甙键进行，生 成的双糖为β-麦芽糖，故称为β-淀粉酶，又称 β-淀粉酶为“糖化酶”（不能水解β—1，4甙 键） • (3)酸—酶结合水解法 • 即先用酸水解、再用酶水解
C.糖化 • β-淀粉酶 • 糊精、低聚糖（淀粉） ——————→β-麦芽糖 • β—淀粉酶从外部进行 • 从非还原末端间隔一个α—1，4甙键进行，生 成的双糖为β-麦芽糖，故称为β-淀粉酶，又称 β-淀粉酶为“糖化酶”（不能水解β—1，4甙 键） • (3)酸—酶结合水解法 • 即先用酸水解、再用酶水解
• 3、淀粉水解产品 • α—淀粉酶，葡萄糖淀粉酶 • 淀粉——————————————→葡萄糖 • 异构酶 • D-葡萄糖 -→ D-果糖、D-葡萄糖混合物 称为果葡糖浆 • β—淀粉酶 • 淀粉——————→麦芽糖浆 又称饴糖 • α—淀粉酶 • 糊化淀粉-→糊精→低聚糖→葡萄糖 • 淀粉不完全水解产物为淀粉糖浆 • 组成：葡萄糖（还原糖）、低聚糖、糊精 • 淀粉水解程度用葡萄糖（还原糖）当量值DE表示 • DE——还原糖（以葡萄糖汁）在糖浆中所占百分数（干物质计） 一般，DE=38-42， DE = 62（高）
• 3、淀粉水解产品 • α—淀粉酶，葡萄糖淀粉酶 • 淀粉——————————————→葡萄糖 • 异构酶 • D-葡萄糖 -→ D-果糖、D-葡萄糖混合物 称为果葡糖浆 • β—淀粉酶 • 淀粉——————→麦芽糖浆 又称饴糖 • α—淀粉酶 • 糊化淀粉-→糊精→低聚糖→葡萄糖 • 淀粉不完全水解产物为淀粉糖浆 • 组成：葡萄糖（还原糖）、低聚糖、糊精 • 淀粉水解程度用葡萄糖（还原糖）当量值DE表示 • DE——还原糖（以葡萄糖汁）在糖浆中所占百分数（干物质计） 一般，DE=38-42， DE = 62（高）