食品化学第三章碳水化合物教案资料.ppt

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1、食品化学第三章碳水化合物碳水化合物的作用:是重要的能量来源与营养来源:单糖和低聚糖是重要的甜味剂和保藏剂(高浓度糖渗透压大,微生物不易生长):与食品中其它成分发生反应产生色泽和香味:焦糖化反应,美拉德反应具有较高黏度、凝胶能力和稳定作用:多指多糖碳水化合物在加工贮藏中的变化:有利变化:淀粉糊化,纤维素水解,果胶在水果后熟中的适当降解不利变化:淀粉老化,马铃薯甜化,甜玉米中蔗糖向淀粉转化是否有利要依据食品的种类和变化的程度而定:焦糖化反应,美拉德反应碳水化合物的分类:单糖:是碳水化合物的基本单位,是不能再被

2、水解的多羟基醛或多羟基酮。单糖又按羟基的类型不同分为醛糖和酮糖。如:核糖、阿拉伯糖,半乳糖,葡萄糖等属于醛糖;果糖属于酮糖。低聚糖:又叫寡糖,是由2-10个单糖分子脱水缩合而成的糖,完全水解后得到相应分子数的单糖。根据水解后生成单糖分子的数目,又可分为二糖(双糖),三糖,四糖等。其中以双糖的分布最广,典型的双糖有蔗糖,麦芽糖。多糖:多糖是由很多个单糖分子失水缩合而成的高分子化合物,其单糖单体少则几十个,多则成千上万个,水解后可以生成多个单糖分子。如果多糖是由相同的单糖组成的称为均多糖(或同聚多糖),比如淀

3、粉,纤维素;若多糖是由不相同的单糖缩聚而成的称为混合多糖(或杂多糖),比如果胶,半纤维素等。3.2单糖单糖的结构:1、单糖的化学组成和链状结构:(1)组成Cn(H2O)n:所有食物中的低聚糖和多糖摄入人体后,都必须水解成单糖后才能被人体吸收。(2)自然界中以4,5,6个碳原子的单糖最普遍。6碳糖:葡萄糖,果糖;5碳糖:核糖等等。按照官能团又分为醛糖或酮糖。依分子中碳原子的数目,单糖可分为丙糖,丁糖,戊糖,己糖,庚糖。(3)分子中碳原子数≥3的单糖含有手型碳原子(即离羰基最员的不对称碳原字),手型碳原子上-

4、OH在右侧的为D型,在左侧的为L型。天然存在的单糖大多为D型。2、单糖的环状结构:单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇羟基反应,生成分子内的半缩醛或半缩酮,形成五元呋喃环或更稳定的六元吡喃环。天然的糖多以六元环形式存在。3、单糖的构象:(1)构象:所谓构象是指1个分子中不改变共价键结构,仅由于单键周围的原子或基团旋转所产生的原子和基团的空间排列。(2)五元环:成环C原子与O原子处于同一平面;六元环:分子中成环的C原子和O原子不在同一平面内,有椅式和船式两种构象,以稳定的椅式构象占绝对优势。单糖的物理性质

5、:1、旋光性:具有手性的分子都具有旋光性,要判断一个化合物是否有旋光性,就要看它是否为手性分子。每个单糖分子都含有不对称碳原子,所以都具有旋光能力。2、溶解度:纯净的单糖为白色晶体,有较强的吸湿性。单糖分子中有多个羟基,增加了它的水溶解性,所以极易溶于水,尤其在热水中的溶解度极大。单糖在乙醇中也能溶解,但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。3、甜度:单糖都有甜味,果糖最甜。单糖的化学性质:1、氧化反应:(1)单糖含有自由醛基或酮基具有还原性,都能发生氧化作用。(2)在酸性溶液中醛糖比酮糖易于氧化。醛糖能被弱氧化剂

6、溴水(HBrO)氧化,而酮糖不能,借此可将这两种糖区分开来。(3)D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下易氧化成D-葡萄糖酸内酯。利用此反应可以测定食品和其他生物材料中D-葡萄糖的含量,也可以测定血液中葡萄糖的含量,还可以用于检测葡萄糖对食物的掺假,如蜂蜜中通常含有约32%的D-葡萄糖和约38%的D-果糖,但有些商品中葡萄糖的含量远远超过32%,这时即可用此方法进行检测。2、还原反应:单糖中有游离羰基,易于还原,在一定压力与催化剂或酶的作用下,羰基还原成羟基,单糖被还原成糖醇。如D-葡萄糖内的羰基加氢还原成羟基,

7、得到D-葡萄糖醇,称山梨糖醇,是一种保湿剂,甜度仅是蔗糖的50%,是糖尿病人的甜味剂。D-果糖→D-葡萄糖醇+D-甘露醇。D-甘露醇的甜度是蔗糖的65%;木糖可以还原成木糖醇,甜度为蔗糖的70%。3、成苷反应:单糖的环状结构中的半缩醛(或半缩酮)羟基较分子内的其它羟基活泼,故可与 醇或酚等含-OH的化合物脱水形成缩醛(或缩酮)型物质,这种物质称为糖苷,又称配糖物。其中糖部分称为糖基,非糖部分称为配基。4、脱水反应:单糖+强酸糠醛(或其衍生物)+酚→显色定性、定量测定糖。5、焦糖化和羰氨反应:(1)焦糖化反

8、应:直接加热T﹥100℃→焦糖化焦糖色素:我国使用的天然色素之一,安全性高,但加铵盐制成的焦糖色素含4-甲基咪唑,有强致惊厥作用,含量高时对人体造成危害,我国食品卫生法规定焦糖色素在食品中的添加量不得超过200mg/kg。(2)美拉德反应:还原性糖+游离氨基反应生成类黑精色素和褐变风味物质,产生一定的色泽和风味不利:部分氨基酸的损失,尤其是L-赖氨酸反应条件:中等水分,pH7.8-9.2反应速度最快。Cu,Fe离子可促进反应进

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