2糖类Word文档格式.docx

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硫糖苷：

S－糖苷：

芥子和辣根中存在。

硫葡糖苷。

分子内氧糖苷：

形成氧糖苷时，如果D－供体基团是同一分子中的羰基，即形成分子内糖苷。

　　　　　　　　　　热

D－葡糖　　　　　　　　　1.6－脱水－B－D－吡喃G（苦味）。

　　　　　　　　　－H20

在焙烤/加热糖或糖浆至高没温即会发生：

生氰糖苷（O－糖苷）：

在自然界分布广泛，尤其在杏，木薯，高果，竹中。

如苦杏仁苷，

　　　　体内　　　HSO4－

蜀黍苷　　　　HGN　　　　硫氰酸盐，解毒。

　　　　　　　　　　E

三、低聚糖　（2-20个糖单位以糖苷键结合构成糖类）。

　　　　　　　　　　　　　　核苷酸的糖基衍生物缩合而成。

1、天然低聚糖来源　

　　　　　　　　　　　　　　多糖水解（E作用下）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　同聚糖，杂聚糖。

2、自然界中常风的糖：

双糖和三糖

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　还原糖，非还原糖

　　　　　　　习惯命名

3、命名

　　　　　　　系统命名

4、空间构象维系：

氢键，

水溶液中的构象　　　　结晶时构象　　　　非水溶液中构象

纤维二糖　　1C3－OH　糖残基环上O　　　同前

乳糖：

　　　1C3－OH　糖残基环上O　　　同前

麦芽糖：

1G残基－CH2OH　　　　　　　　　　C2－C3　羟基，形成氢键。

　　　　　　　　C3－OH

　　　　　　　　F　C1　OH－—　GC2－OH

蔗糖：

2个

　　　　　　　　F　C6－OH－—　G－O－

β－环状糊精（7个G）

5、常见种类

低聚糖存在于多种天然食物中，尤其以植物类食物较多。

此多，在牛奶，蜂蜜和昆虫类中也含有。

食品加式中最常用的低聚糖有：

蔗糖、麦芽糖、乳糖和环状糊精。

具有特殊功能的低聚糖：

低聚果糖，低聚木糖、甲壳低聚糖、低聚魔芋葡苷露糖

特性：

对碱较稳定，易被酸水解，水解后旋光度发生改变，α-糖苷裂解，旋光度降低，β-糖苷裂解，旋光度增大。

四、多糖

超过20个单糖的聚合称为多糖，单糖的个数称为聚合度（DP）。

DP<

100的多糖很常见，大多数多糖DP为200－3000，纤维素DP达7000－15000。

　　　　　　　　　　　直链多糖　　组成相同：

均匀多糖/同多糖

多糖聚有两种结构

　　　　　　　　　　　支链多糖　　组成不同：

非均匀多糖/杂多糖

食品中常见多糖　P73表3－7

1、多糖构象

单糖的结构单位在链中的构象，位置和类型可确定多糖的链构象，有代表性的链构象。

线性

（1）伸长或拉伸螺条构象：

β－D－吡喃G残基　1.4糖苷链连接。

螺条拉伸构象中，每一圈的单糖单元数且用几表示（2±

4）。

　　　（纤维素）　每个单糖单元的轴间距以h表示。

H为单糖单位长度。

锯

　　齿　　强褶裥螺条构象：

果胶2－D－吡喃半乳糖醛酸　1→4链。

　　型　　　　　　　　　　海藻酸盐2－L－吡喃夺古洛糖醛酸　1→4链。

（2）空心螺旋构象：

地衣多糖。

由1→3连接的β－D－吡喃葡萄糖单元组成，形成空心螺旋，与单糖连接的U形几何形状有半。

该构象每圈单糖单元数目（n）和每个单糖单元轴间螺距（h）因多糖种类不同而异，n值在2±

10之间，h值可接近极限值O。

　　　　　D大　　笼形物

螺旋构象

　　　　　D小　　伸展/拉伸，形成两股及3股螺旋，区别于锯齿，褶裥缔合。

（3）盘曲构象

　　　　　　　　　　　　　　　　n=2-4，h=0.2-0.3

单体以氧桥连接呈现皱纹，β－D－吡喃G，以1-2连接。

（4）松散结合构象

1→6　β－D－吡喃G，构成的葡聚糖，结构易度。

（5）杂聚糖构象：

很难预计。

（6）链间相互作用：

多糖结构中以周期排列的单糖序列可因非周期链段的嵌入而中断双螺旋。

凝胶：

分子链有足够长度，大分子链存在周期序列/有规则的构象断续出现。

2、多糖特性　

多糖在食品中作用：

硬度、松脆性、紧密性、增稠性、黏着性，形成凝胶，产生口感，使食品具有一定结构和形状，以及松脆或柔软、溶胀/胶凝。

（1）溶解性

　　　　与H2O可形成H键，有较强持水能力和亲水性。

可作为低温稳定剂，而不具有低温保护剂效果。

除纤维素外，大部分多糖易在水中溶解或溶胀。

（2）秥度与稳定性。

　黏度取决于分子的大小（正相关），形状（直>

支），所带（同一种）带电>

不带电，

　　　　　　　　　　　　假塑性流体

净电荷和溶液的构象

　　　　　　　　　　　　触变流体

线性多糖黏度取决于多糖聚合度，伸展程度和刚性，溶剂后形状和柔顺性有半。

支链多糖：

分子之间碰撞频率低，黏度远低于同DP线性多糖。

仅带一种电荷　的线性多糖，静电排斥扩，使分子伸展，链长个，阻止分子间缔合。

高黏度。

多糖相对分子质量越大表现出现出假塑性越大　　假塑性小，有黏性。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　假塑性大，口感不黏。

3、凝胶（作用力）

氢键，疏水相互作用，范德华引力，离子桥接，缠结/其价健，与水分子缔合。

凝胶兼有固体和液体特征，无完全流动性，也无明显刚性。

是一种能保持一定形状，可显著抵抗外界应力作用，肯有黏性液体某些特性的黏弹性半固体。

其强度取决于联结区结构强度，适当控制联结区长度可形成多种不同硬度和稳定性的凝胶，交链分子和杂聚糖不能形成凝胶，有增稠，稳定作用，带电荷基因分子，也形不成凝胶。

4、水解

在E或酸催化下，低聚糖和多糖糖苷键易水解，且黏度降低。

水解与多糖结构，PH、时间、T、E活力影响。

应用：

生产中浆：

方法，酸转化法、＋H＋、140－1600C、15－20min、调PH4－SS

　　　　　　　　　　　酸－酶转化法、酸处理、＋E处理

　　　　　　　　　　　酶－酶转化法

第三节、糖的性质

一、链状糖类反应

还原性糖在溶液中以多种形式存在，且有变旋现象（酸/碱作用下）

大多数糖苷对碱稳定，酚类/酮糖苷，烯醇与羰基共　糖苷及配基能发生β-消去反应的糖苷在碱性介质中稳定，发生明显降解。

酸/OH－浓度过高，糖发生烯醇化。

原因：

OH－作用，糖，环→链。

PH　3－4，大多数还原糖稳定。

　Ca（OH）2吡啶，铝酸钠，硼酸，三乙胺。

二、氧化反应

　　　　　　Br2

醛糖　　　　　　　　　　　醛糖酸（PH>

3，产率最高），β－吡喃G易发生。

中性，碱性，缓冲液

D－G－1.5（支）内酯：

温和酸化剂，作焙烤食品发酵剂。

三、还原反应

　　　E　H＋化　　　　　　　　　　山梨糖醇，甘露糖醇，代替蔗糖

单糖　　　　　　　糖醇　　　　　　作软化剂，保湿剂，结晶抑制剂，改善复水性。

　　　硼氢化钠

　　　　电解

四、酯化/醚化反应

糖分子中－OH＋有机/无机酸→酯。

　蔗糖脂肪酸脂：

乳化剂。

　　　　－OH＋－碱－OH→醚。

　　羰甲基纤维素钠/羰丙基淀粉。

五、脱水和热降解（OH－/H＋催化）

　　　　　　　　　　　　　　－H2O　　　　　　　　（HMF）

戊糖脱水→2－呋喃醛。

已糖　　　　　5-羰甲基－2－呋喃醛＋其他

　　　－H2O　　　　　　2-羰2酸呋喃

酮糖　　　　　　　

　　　　　　　　　异麦芽相酚

　　　－H2O　　　　　戊糖　2-呋喃醛

醛糖　　　　　

　　　　　　　　已糖　5-羰甲基-2-酸呋喃醛

热降解：

碳－碳不断裂　　发生正异构化　　2/β－D－G　　　　2/β平衡

　　　　　　　　　　　　　　醛　　　酮糖异构化

　　　　　　　　　　　　　　分子内/分子间脱水（形成糖苷键）

　　　　碳－碳断裂：

挥发性转糖苷性酸：

醛、酮、二酮、醇、芳香族化合物、CO、CO2

六、作业

1、可以形成糖苷的配基有哪些？

2、维持低聚糖空间构象作用力？

3、多糖有哪些空间构象？

多糖特性是什么？

4、糖类物质可以发生哪些反应？

本节重点放在维持糖空间构象作用力及多糖特性上

六、非酶褐变

1、焦糖化作用

　　　　H＋、盐（少量）　异头移位（左旋）　　　　　　　　　　　风味

糖/糖浆　　　　　　　　环大小改变（双键形成）→聚合、吸光　　色泽　

　　　　　　加热　　　糖苷键形成/断裂

盐的种类：

铵盐　NH4HSO3→耐酸焦糖色素，　pH0.2-4.5，可乐饮料

铵离子　NH4+　→带正电荷胶体粒子，pH4.2-4.8，焙烤食品

　　　　　　不加　　　　　焙烤略带负电荷粒子，pH3-4，啤酒、酒精饮料

2、美拉德反应

1）反应物：

氨基酸、肽、蛋白质、还原糖、少量水

2）生成物：

可溶或不可溶的高聚物

3）反应历程

　反应初期：

　　　还原糖　+　胺　→葡基胺　　　　　　　　　（无色溶液，还原力强）

　　　　　　　　　　　　　↓　　　

　　　　　　　　　　　　HMF（五羟甲基二呋喃醛）　　黄色

α-----二羰基化合物

　　　　　　　　　　　　色素

4）后果：

必需AA损失

5）影响因素

糖的种类和含量

D-木糖L-阿拉伯糖己糖二糖

D-Fru＜D-Glc

-NH2含量和种类

-NH2在-位或在末端，比-位易褐变

T升高，易褐变

pH

pH＜6褐变程度微弱（氨基质子化，阻止葡基胺的形成）

pH=7.8~9.2（偏碱性），褐变速率最快

中等水分含量

褐变为氧化还原反应，中等水分含量褐变最快（30%）

保持低水分，Aw＜0.2，褐变最慢

金属离子

Cu2+与Fe3+促进褐变

Ca2+抑制，Na+无影响

糖的结构

链式糖（游离羰基）发生褐变

6）防止褐变措施

原料选择：

选AA、还原糖含量少的品种，用蔗糖。

保持低水分含量：

干制品密封、用干燥剂

降低pH：

加酸

降低温度

除去一种作用物：

热水烫漂，去除可溶性固形物，减少还原糖含量。

加入葡萄糖转化酶，除去糖。

色素形成早期加入还原剂（亚硫酸盐），钙处理

第四节、单糖和低聚糖的功能

一、亲水功能

1、原因：

大量－OH靠H键与水分子相互作用，使糖及其聚合物发生溶剂化或增溶作用。

2、特点:

糖的结构影响结合水的速度和数量。

例：

D-果糖>

D-葡萄糖

蔗糖=麦芽糖>

乳糖

不纯的糖或糖浆比纯糖吸湿快，低聚糖吸湿更明显。

结晶糖不吸湿，不易潮解。

　　　饴糖、玉米糖浆中的麦芽低聚糖。

保湿性作用：

糖结合水的能力（称为保湿性）和控制食品的水分活度是碳水化合物最重要的功能性质之一。

在食品中的应用：

限制水进入食品　

例：

糖霜，防止结块，需采用吸水能力弱的糖，如：

乳糖或麦芽糖

控制食品水分损失

　例：

糖果蜜饯、焙烤食品为防止水分损失，则添加吸湿性较强的糖，如：

玉米糖浆、高果糖玉米糖浆、转化糖、糖醇。

二、风味结合功能

1、在食品脱水过程中，对于保持食品的色泽和挥发性风味成分起重要作用

糖-水＋风味剂→糖-风味剂＋水

2、双糖、低聚糖是有效的风味结合剂。

　　例如：

环状糊精

3、多糖是很好的风味固定剂。

阿拉伯树胶可在风味物周围形成一层厚膜，阻止其吸潮、蒸发、氧化。

阿拉伯树胶－明胶混合物用于微胶囊技术。

三、褐变产物及风味

褐变风味产物：

麦芽酚、乙基麦芽酚、异麦芽酚。

具有特征的焦糖气味，作为甜味增强剂。

产生挥发性香味成分：

吡啶、吡嗪、咪唑等。

参加反应的不同AA产生不同香味

Val+葡萄糖→奶油香气

四、甜味

食品果实的甜味主要取决于蔗糖、果糖、葡萄糖含量。

甜度是一个相对值，以蔗糖甜度为1或100比较

Fru>

Suc>

Glc>

Mal>

Gal结晶更甜

糖醇可作甜味剂

1、影响美拉反应因素有哪些？

常见的非酶褐变有哪些类型？

2、防止食品褐变措施有哪些？

3、单糖和低聚糖在食品中有哪些功能？

一、淀粉

1.淀粉粒特性

以颗粒状态存在：

圆形、椭圆、多角形

偏光十字，双折射现象

半结晶结构，结晶区、无定形区交替成层状

支链和支链形成螺旋结构，再缔合成束状。

直链淀粉在溶液中以双螺旋形式存在，能截留脂肪酸、烃类物质，成为包含复合物。

直链淀粉结构

-D-Glc以-1,4糖苷键连接成线性聚合物。

存在少量-1,6糖苷键分支，占0.3-0.5%。

相对分子质量约为106，甚至更大

分子内的氢键作用成右手螺旋构象，每个螺旋含有6个Glc残基，内H外-OH。

25%直链淀粉

支链淀粉结构

C链为主链，由-1,4连接

具有平行排列的双螺旋分支而成簇状，是淀粉粒的主要结晶部分。

大多数淀粉中含约75%的支链淀粉。

马铃薯淀粉在O-6和O-3位有-P，略带负电，水中加热形成非常粘的透明溶液，不易老化

2.糊化

完整的淀粉粒不溶于水，但能可逆的吸水、略微溶胀。

T升高，分子运动加剧，分子间氢键断裂，所以有更多位点与水分子氢键缔合。

水的渗入使淀粉分子结构混乱，结晶区的数目减少，淀粉发生不可逆溶胀。

1）糊化：

支链淀粉由于水合作用出现无规卷曲，淀粉分子的有序结构受到破坏，成为无序状态，双折射和结晶结构完全消失，此过程称为糊化。

糊化点（糊化初始温度）　　双折射开始消失的温度

糊化末端温度　　双折射完全消失的温度

糊化应用：

即食型方便食品

2）影响淀粉的糊化的因素

结构与含量：

支链淀粉易糊化；

直链淀粉含量越高，淀粉越难以糊化。

温度/Aw：

T/Aw越高，糊化程度越大。

糖：

高浓度糖降低糊化速率、黏度和凝胶强度。

双糖>

单糖水分结合力强，降低Aw，与淀粉争夺结合水，阻止淀粉糊化。

盐：

高浓度盐降低糊化速率，低浓度无影响（土豆除外）。

脂类：

降低糊化速率。

与直链淀粉形成配合物，包合在淀粉螺旋环中，不易从环中渗出，并阻止水渗入淀粉粒。

酸：

pH4-7，对糊化影响小；

pH10，溶胀速率增大；

在低PH值时，淀粉水解为糊精，黏度下降，故糊化使用交联淀粉。

3.老化

定义：

淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用再缔合产生沉淀或不溶解的现象。

实质：

分子再结晶过程。

举例：

面包陈化、米汤黏度下降，产生白色沉淀。

一般直链淀粉易老化，直链淀粉愈多，老化愈快。

支链淀粉老化需要很长时间。

影响淀粉老化的因素：

温度：

2-4℃易老化；

>

60℃或<

-20℃不老化。

含水量：

30-60%易老化

结构：

直链淀粉易老化。

均匀性↑，老化↑。

共存物：

低聚糖、糖醇、大分子亲水性多糖、Pro等阻止淀粉分子缔合，夺取凝胶中的水，防止老化。

表面活性剂、极性脂类抑制老化。

改性淀粉抑制老化（引入亲水性强基团提高淀粉亲和力，降低糊化温度）。

淀粉的来源，淀粉老化趋势:

马铃薯<

玉米<

小麦。

4.淀粉水解

酸的作用下热解糖苷键

酸轻度水解

淀粉变稀，得到低黏度淀粉（酸修饰淀粉）

提高凝胶的透明度和强度，不易老化

成膜剂和粘合剂

酸水解程度加大

得到低粘度糊精

可高浓度使用，成膜剂和粘结剂、糖果涂层、微胶囊壁材，风味保护剂。

玉米糖浆：

酶-酶转化法

5、葡萄糖当量（DE）

衡量淀粉转化为D-Glc的程度（淀粉糖化值）

还原糖（按Glc计）在玉米糖浆中的百分比

DE＜20，麦芽糊精

DE=20～60，玉米糖浆

6.改性淀粉

用物理、化学或生化的方法改性，改善天然淀粉的性能，得到适合于食品特殊用途的变性淀粉。

作用：

阻止分子链间缔合、防沉淀、防老化；

降低糊化温度；

提高透明度、粘度、稳定性。

常见的种类有：

预糊化淀粉低粘度变性淀粉　淀粉醚淀粉酯　交链淀粉氧化淀粉

预糊化淀粉

　改性方法：

在高于糊化温度下加热，进行干燥

性能：

可溶于冷水，产生凝胶

用途：

用于方便食品，焙烤食品助剂

低粘度变性淀粉

改性方法：

在低于糊化温度时进行酸水解，水解发生在无定型区，剩下完整的结晶区

糊化温度升高，不易老化

用于增稠、成膜，生产糖果和口香糖

羟乙（丙）基淀粉醚、羧甲基淀粉

分别与环氧乙（丙）烷、一氯乙酸反应

糊化温度降低，溶胀速率加快，形成凝胶和老化的趋势下降

作色拉调味汁、增稠剂

羧甲基淀粉在冷水和乙醇中溶胀，可作增稠剂和凝胶剂

淀粉酯：

淀粉单磷酸酯/淀粉乙酸酯

与三聚磷酸钠、正磷酸钠、焦磷酸钠反应。

糊化温度降低，粘度和透明度增加，冷水中可溶胀，不易老化，有极好的冷冻-解冻稳定性。

冷冻食品增稠剂，稳定剂，涂层，保香剂，微胶囊包被剂

交联淀粉

与含有双或多官能团的试剂反应生成的衍生物。

三偏磷酸二钠

淀粉链间形成共价键，能阻止淀粉粒溶胀，热稳定性提高。

糊化温度增加，高交联不溶胀，阻止凝胶和老化

冷冻食品增稠剂，稳定剂

氧化淀粉

用次氯酸钠氧化，生成含有-COOH的产物

不易老化和凝结

用于色拉调味料和蛋黄酱等较低粘度的填充料

二、糖原

糖原又称动物淀粉，是肌肉和肝脏组织中的主要储存的糖类。

为同聚糖，含α-D-（1→4）和α-D-（1→6）糖苷键，但糖原比支链淀粉的相对分子质量更大，支链更多。

分支长度

支链淀粉　　　20-30葡糖残基　　主链上每隔11-12个葡糖残基就有1个分支

糖原　　　　　10-14葡糖残基　　主链上每隔3-5个葡糖残基就有1个分支

三、纤维素

由大分子线形不溶性同多糖；

D－葡萄糖通过β－D－（1→4）糖苷键连接构成；

分子以平行方式牢固缔合，形成多晶的纤维束；

分子内形成氢键，有无定型区和结晶区；

改性纤维素：

水溶性胶

1、羧甲基纤维素（CMC）由氢氧化钠-氯乙酸处理纤维素制得

1）CMC的特性

钠盐CMC溶于水；

高DP，低DS；

带负电的长链棒状分子，高度伸展；

溶液稳定，粘度高（与DS、pH有关）

2）功能：

稳定蛋白质分散体系，与之形成复合物，增溶。

有好的流变学性质，用于冰淇淋中防冰晶生成，碳酸饮料中阻止CO2逸出。

2、甲基纤维素（MC）与羟丙基甲基纤维素（HPMC）

与三氯甲烷反应，非离子纤维素醚

1）功能

增稠、保湿性好、形成热凝胶（冷却时熔化，50～70℃胶凝）

2）用途：

增稠剂、保湿剂、稳定剂

四、半纤维素

是一类聚合物，水解时生成大量的戊糖、葡萄糖醛酸和某些脱氧糖。

食品中最普遍存在的半纤维素由β-（1→4）-D-吡喃木糖单位组成的木聚糖，这种聚合物通常含有连接在某些D-木糖基3碳位上的β-L喃喃阿拉伯糖基侧链，其他特征成分是D－葡萄糖醛酸4-O-甲基丁烷，D-或L-半乳糖和乙酰酯基。

其功能为：

持水性

改善面包面团品质，增加面包体积，防老化。

预防结肠癌、糖尿病、降低胆固醇，有利于肠道蠕动

五、果胶

1、分子结构

光滑区：

-D-吡喃半乳糖醛酸聚糖

毛发区：

-L-鼠李半乳糖醛酸聚糖

部分羧基被甲酯化

羧基酯化的百分数称为酯化度（DE）

2、果胶的分类

HM高甲氧基果胶：

DE>

50%

LM低甲氧基果胶：

DE<

原果胶：

高度甲酯化的果胶物质

果胶酸：

不含甲酯基

3、HM果胶胶凝机理

条件：

高糖浓度58%~75%，低pH2.8~3.5，果胶<

1%

机理：

a.pH足够低时，羧酸盐转化为-COOH，不能离解，因此分子不再带电，分子间斥力↓，水合程度↓，有利于分子间缔合形成三维网络结构。

b.糖与分子链竞争水，溶剂化程度大大下降，有助于链间形成氢键和凝胶。

4、LM果胶胶凝机理

在二价阳离子（Ca2+）存在条件下形成凝胶。

－COO－与Ca2＋作用形成蛋盒模型。

影响因素:

与T、pH、离子强度、Ca2+浓度有关。

六、瓜尔豆胶和角豆胶

来源：

豆的胚乳

半乳甘露聚糖

主链β-1,4-D-吡喃甘露糖（Mannose）

支链α-1,6-D-吡喃半乳糖（Galactose）

瓜尔豆胶：

M:

G=1.6，粘度最高，主要作为增稠剂，可与明胶，CMC，卡拉胶，黄原胶复配。

刺槐豆胶：

M:

G=3.5，支链少，粘度低于瓜尔胶。

具有很长光滑区，能与黄原胶，卡拉胶的双螺旋作用交联形成三维网状结构的粘弹性凝胶。

七、阿拉伯树胶

金合欢树的分泌物

蛋白杂聚糖，Ara、Rha、Gal、GlcA组成

性质：

易溶于水，溶解度高（50%）；

是一种良好的乳化剂，稳定剂；

具有表面活性，防止油滴聚集；

与糖具有相溶性：

在糖果中可阻止蔗糖结晶；

乳化脂肪成分，防止fat从表面析出产生“白霜”。

八、黄蓍胶

紫云英属植物渗出液

对酸、热稳定，作增稠剂

九、琼脂

红水藻

最稳定的凝胶。

防止冷冻食品脱水收缩；

控制Aw，阻止变硬。

十、鹿角藻胶

鹿角藻

硫酸基化/非硫酸基化的Gal和3.6-脱水Gal

卡拉胶能同牛奶中的Pro.形成稳定的复合物，提高凝胶强度。

稳定剂，凝胶剂，乳化剂

十一、海藻酸钠

褐藻

与Ca2＋交联形成蛋箱型凝胶

十二、微生物多糖

微生物多糖

能溶于热水or冷水，低浓度溶液，粘度也很高

稳定性高：

在0～100℃及pH＝1-11范围内粘度基