1、第17章糖類的食品特性和功能，第1節(jié)單糖和寡糖的食品特性和功能，1。物理性質(zhì)和功能(1)親水性的定義：糖類的羥基通過氫鍵與水分子相互作用，導(dǎo)致糖類及其許多聚合物的溶劑化和/或溶解。1.結(jié)構(gòu)和吸濕性，表1潮濕空氣中糖吸收的水分(%)，20。從表1中，糖的吸濕性可以推斷如下：果糖、高轉(zhuǎn)化糖、低轉(zhuǎn)化糖、淀粉糖、無水葡萄糖、蔗糖、葡萄糖、乳糖等。注意：結(jié)晶良好的糖不容易潮解，因?yàn)樘堑拇蠖鄶?shù)氫鍵位點(diǎn)都參與了糖-糖-氫鍵的形成。2.純度和吸濕性不純的糖或糖漿比純糖具有更強(qiáng)的吸濕性和更快的吸濕性。這是因?yàn)殡s質(zhì)干擾分子間的定向力(主要指糖分子之間形成的氫鍵)，所以糖的羥基可以更有效地與周圍的水形成氫鍵。(2)

2、甜蜂蜜和大多數(shù)水果的甜度主要取決于蔗糖、果糖和葡萄糖的含量。優(yōu)質(zhì)糖應(yīng)具有甜度純、反應(yīng)快、甜度高、甜度適中、甜度損失快的特點(diǎn)。表2糖的相對甜度(W/W)，表3糖的溶解度，(III)溶解度，各種糖都可以溶于水，其溶解度隨著溫度的升高而增加。(4)結(jié)晶蔗糖易結(jié)晶，晶體很大；葡萄糖也容易結(jié)晶，但晶體很??；果糖和轉(zhuǎn)化糖更難結(jié)晶。在制作糖果時(shí)，我們應(yīng)該利用糖結(jié)晶特性的差異。例如，在生產(chǎn)硬糖時(shí)，不應(yīng)單獨(dú)使用蔗糖，而應(yīng)加入適量的淀粉糖漿(葡萄糖值42)。這是因?yàn)榈矸厶菨{不含果糖，其吸濕性低于轉(zhuǎn)化糖，且對糖和水果的保存較好。淀粉糖漿含有糊精，可以增加糖果的韌性、強(qiáng)度和粘度，使糖果不易破碎。粘度葡萄糖和果糖的粘度

3、低于蔗糖。淀粉糖漿的粘度較高，其粘度隨著轉(zhuǎn)化率的增加而降低。葡萄糖的粘度隨著溫度的升高而增加，而蔗糖的粘度隨著溫度的升高而降低。在食品生產(chǎn)中，通過調(diào)節(jié)糖的粘度可以改善食品的稠度和適口性。(6)滲透壓糖溶液的滲透壓不同，抑制不同微生物的生長。例如，50%蔗糖溶液可以抑制普通酵母的生長，但它需要65和80%濃度才能分別抑制細(xì)菌和霉菌的生長。(7)風(fēng)味保持和護(hù)色機(jī)理：糖水風(fēng)味糖水風(fēng)味通過二糖比單糖更有效地保留在食品中。較大的低聚糖也是香料的有效粘合劑。環(huán)糊精結(jié)構(gòu)，-環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)，環(huán)糊精分子的空間填充模型，環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)特征，中空圓柱形結(jié)構(gòu)的高度對稱性-羥基在外，碳-氫和氧環(huán)在內(nèi)環(huán)的外側(cè)是親水的，而中

4、間空腔是疏水區(qū)域作為微膠囊壁材料，包埋脂溶性物質(zhì)，環(huán)糊精的物理性質(zhì)，環(huán)糊精的應(yīng)用藥物：例如，試劑和注射劑用環(huán)糊精包衣。食品工業(yè)：可用作增稠劑、穩(wěn)定劑、提高溶解度(作為乳化劑)、掩蓋異味等。農(nóng)業(yè)：用于殺蟲劑、化妝品：用作乳化劑，可提高化妝品的穩(wěn)定性，減少對皮膚的刺激。其他方面：香精包埋在環(huán)糊精制成的粉末中，與熱塑性塑料混合，可制成各種加香塑料。例如，潮汐洗衣粉保留了香味，可以用光盤涂上香精，然后添加到洗衣粉中?；瘜W(xué)性質(zhì)和功能糖苷可以在酸或酶的作用下水解成單糖或寡糖。水解過程：(1)水解反應(yīng)，影響水解反應(yīng)的因素：結(jié)構(gòu)：-異頭體的水解速度-異頭體呋喃糖苷的水解速度-吡喃糖苷-D糖苷的水解速度-D糖苷

5、糖苷鍵的連接方式：-D : 16 12 14 13-D :16 14 13 12，聚合度(DP) :水解速度隨溫度變化：水解速度隨溫度變化脫水反應(yīng)、酸和熱條件下的反應(yīng)：在室溫下，稀酸對單糖的穩(wěn)定性沒有影響。在酸濃度大于12%的濃鹽酸和熱量的作用下，單糖容易脫水生成糠醛及其衍生物。(3)復(fù)合反應(yīng)單糖受酸和熱的影響，縮合和脫水形成低聚糖的反應(yīng)稱為復(fù)合反應(yīng)。其水解反應(yīng)的逆反應(yīng)。例如：2 C6H 12O 6 C12H 2O 11 H2O，(4)焦糖化反應(yīng)焦糖化反應(yīng)產(chǎn)生色素的過程：糖經(jīng)過強(qiáng)熱處理后會(huì)發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：分子內(nèi)脫水：在分子中引入雙鍵，然后裂解產(chǎn)生一些揮發(fā)性的醛酮，然后冷凝聚合產(chǎn)生深色物質(zhì)。環(huán)內(nèi)縮

6、合或聚合：裂解產(chǎn)生的揮發(fā)性醛和酮被縮合或聚合產(chǎn)生深色物質(zhì)。三種商品焦糖色素，蔗糖通常用來制作焦糖色素和風(fēng)味：耐酸焦糖色素是由亞硫酸氫銨催化產(chǎn)生的，用于可樂飲料和酸性飲料。具有最大生產(chǎn)能力的烘焙產(chǎn)品與焦糖色素糖和胺鹽一起加熱以生產(chǎn)酒精飲料，例如紅棕色啤酒，其與焦糖色素蔗糖一起直接熱解以產(chǎn)生紅棕色、焦糖化產(chǎn)品的風(fēng)味、面包的風(fēng)味以及各種調(diào)味品和甜味劑的增強(qiáng)劑。(5)單糖，尤其是還原糖，通常以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在，但少量的開鏈形式是某些反應(yīng)所必需的結(jié)構(gòu)，如改變環(huán)的大小、旋轉(zhuǎn)和烯醇化等。健康低聚糖的定義：低聚糖是指由糖苷鍵連接的210種單糖的組合。(1)低聚糖的保健功能。低聚糖不被人體胃腸水解酶水解，但能順利到

7、達(dá)大腸，成為人體腸道有益菌的碳源。它們的保健功能主要是促進(jìn)腸道有益菌的生長，增強(qiáng)免疫力和緩解便秘。(2)常見低聚糖1。低聚果糖的定義：由蔗糖分子上的(12)糖苷鍵連接13個(gè)果糖的低聚糖。分子式為G-F-Fn，n=13。低聚果糖是一種低熱量的糖，可用作高血壓、糖尿病和肥胖癥患者的甜味劑，抑制腐敗菌，保持腸道健康，預(yù)防齲齒。低聚果糖存在于天然植物中。香蕉、蜂蜜、大蒜、番茄、洋蔥產(chǎn)酶微生物米曲霉和黑曲霉被用作新的食品甜味劑或功能性食品成分Xybiose含量，產(chǎn)品的甜度為蔗糖的40%，木二糖的分子結(jié)構(gòu)，低聚木糖的特性，高耐熱性(100/1h)和耐酸性(pH 2.5-8.0)。雙歧桿菌的增殖因子代謝獨(dú)立

8、于胰島素，適合糖尿病患者抗齲齒，適合作為兒童食品的甜味添加劑。，3。殼寡糖，降低肝臟和血清中的膽固醇，提高機(jī)體免疫功能，抗腫瘤增殖雙歧桿菌，殼寡糖的結(jié)構(gòu)，-1，4，4-D-氨基葡萄糖，水溶性D-氨基葡聚糖，4。環(huán)狀低聚糖，即通過-1，4糖苷鍵連接葡萄糖形成的環(huán)糊精，N=6，N=7，N=8，多羥基和氧原子，容易形成氫鍵，能與水結(jié)合，使大多數(shù)多糖分子完全溶解。大多數(shù)多糖無定形凝膠或水膠體不會(huì)顯著降低冰點(diǎn)，提供冷凍穩(wěn)定性，保護(hù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)地，并提供儲(chǔ)存穩(wěn)定性。它與分子的大小、形狀和構(gòu)象有關(guān)，并具有增稠和膠凝作用。它也可用于控制流體食品和飲料的流動(dòng)性和質(zhì)地，并改變半固體食品的可變形性。(3)多糖的流變

9、性質(zhì)，假塑性流體的剪切變稀：剪切速率增加，粘度迅速降低，粘度變化與時(shí)間無關(guān)，觸變性也是剪切變稀，粘度隨時(shí)間增加，粘度降低，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋聯(lián)、纏結(jié)或共價(jià)鍵都分散在液相的網(wǎng)格中。(5)帶電荷的線性多糖具有較高的粘度、較高的靜電排斥力、鏈長、較長的鏈長和較大的占據(jù)體積。例如，海藻酸鈉、黃原膠和角叉菜膠形成穩(wěn)定的高粘度溶液，該溶液不帶電，當(dāng)發(fā)生晶體碰撞時(shí)，傾向于締合并形成分子間鍵，分子間締合在重力作用下發(fā)生，導(dǎo)致沉淀和沉淀，形狀為：圓形、橢圓形、多邊形等。大小為：0.0010.15毫米，其中馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。用偏光顯微鏡觀察晶體結(jié)構(gòu)：用x光進(jìn)行研究，

10、它能產(chǎn)生雙折射和x光衍射。2。淀粉、馬鈴薯淀粉顆粒和極性交叉、直鏈淀粉葡萄糖殘基通過-1，4糖苷鍵與少量的-1，6糖苷鍵相連，分子中的氫鍵相隔很遠(yuǎn)，形成右旋螺旋。每個(gè)環(huán)包含6個(gè)葡萄糖殘基，相對分子質(zhì)量約為60，000，聚合度約為300，400。它是水溶液中的線性分子，以支鏈淀粉和碳鏈為主鏈和-1。4鍵甲鏈和乙鏈為支鏈，甲鏈通過-1，6鍵與乙鏈相連，乙鏈通過-1，6鍵與丙鏈相連。聚合度大于6000，分子量可達(dá)1075108。淀粉的物理性質(zhì)，白色粉末，在熱水中膨脹。純支鏈淀粉可以溶解在冷水中，而直鏈淀粉不能，但直鏈淀粉可以溶解在熱水中。沒有還原性；當(dāng)暴露在碘中時(shí)，它變成藍(lán)色，加熱時(shí)消失，冷卻時(shí)變成

11、藍(lán)色。水解：酶解，酸解，(3)化學(xué)性質(zhì)，(4)淀粉糊化，糊化：在適當(dāng)?shù)臏囟认?，淀粉在水中膨脹和分裂形成均勻的糊狀溶液的過程稱為糊化。其實(shí)質(zhì)是微觀結(jié)構(gòu)由有序向無序轉(zhuǎn)變。膠凝溫度：指雙折射消失的溫度。糊化溫度不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)溫度范圍。淀粉開始完全糊化(粳稻59 61糯米58 63大麥58 63小麥65 68玉米64 72蕎麥69 71馬鈴薯59 67甘薯70 76，-淀粉：生淀粉分子排列緊密并形成膠束結(jié)構(gòu)-淀粉：糊化度糊化淀粉產(chǎn)品性質(zhì)(儲(chǔ)存和消化率)，粘度溫度，影響糊化的因素，結(jié)構(gòu)3360直鏈淀粉。Aw: Aw增加，糊化度增加。糖：中高濃度的糖水分子抑制了淀粉的糊化。高濃度鹽：抑制淀粉糊化。低

12、濃度鹽的存在對糊化影響不大。除了含有磷酸基團(tuán)的馬鈴薯淀粉外，低濃度的鹽影響其電荷效應(yīng)。脂質(zhì)：可與淀粉形成包合復(fù)合物，也就是說，脂質(zhì)包含在淀粉的螺旋環(huán)中，其難以從螺旋環(huán)中濾出并防止水滲透到淀粉顆粒中。酸度：當(dāng)酸堿度為4時(shí)，淀粉水解成糊精，粘度降低(因此高酸食品增稠需要交聯(lián)淀粉)；當(dāng)酸堿度為47時(shí)，幾乎沒有影響。當(dāng)酸堿度為10時(shí)，糊化速度迅速增加，但在食品中意義不大。淀粉酶：在糊化的初始階段，淀粉顆粒已經(jīng)開始膨脹，但是在淀粉酶失活之前，它可以降解(稀釋)淀粉，并且淀粉酶的這種作用將加速淀粉的糊化。因此，新大米(淀粉酶活性高)比舊大米更容易煮。(5)淀粉老化，即淀粉老化，當(dāng)?shù)矸廴芤壕徛鋮s或長時(shí)間放

13、置淀粉凝膠時(shí)，會(huì)變得不透明甚至沉淀。本質(zhì)上，糊化的淀粉分子在低溫下自動(dòng)排列成序列，形成高密度的結(jié)晶淀粉分子微珠。影響淀粉老化的因素，溫度：24，淀粉容易老化；60或-20歲，不容易變老。含水量：當(dāng)含水量為3060%時(shí)，容易老化；如果含水量太低(10%)或太高，就不容易老化。結(jié)構(gòu)：直鏈淀粉容易老化；聚合度適中的淀粉容易老化；淀粉改性后，不均勻性得到改善，不易老化。共存物質(zhì)的影響：脂類和乳化劑能抗衰老，而親水性大分子如多糖(除果膠外)和蛋白質(zhì)能與淀粉競爭水分子并干擾淀粉分子，從而起到抗衰老的作用。(6)淀粉水解，在熱和酸的作用下：酸輕微水解淀粉變稀，酸改性或稀釋淀粉以提高凝膠透明度和增加凝膠強(qiáng)度，

14、成膜劑和粘合劑的酸水解度增加，得到低粘度糊精成膜劑和粘合劑、糖果包衣、微膠囊壁材、-淀粉酶、葡糖淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶、D-果糖、玉米淀粉、D-葡萄糖、玉米糖漿、玉米糖漿：58%D-葡萄糖、42%D-果糖、高果糖糖漿：55%D-果糖， 軟飲料的甜味劑，(果葡糖漿)，改性淀粉：天然淀粉經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理、物理處理或酶處理，以改善某些加工性能，滿足特定需求。 這種淀粉被稱為變性淀粉。變性淀粉經(jīng)過物理改性和化學(xué)改性。例如-淀粉：糊化淀粉被快速干燥。淀粉的應(yīng)用：家用洗滌劑、鰻魚飼料。化學(xué)修飾：化學(xué)修飾。氧化淀粉淀粉分子中的羥基可以被氯酸鈉、過氧化氫和臭氧等氧化物氧化成羧基。優(yōu)點(diǎn)：粘度低，不易凍結(jié)。用途：

15、作為增稠劑和糖果成型劑。硫酸和鹽酸降解酸降解淀粉。優(yōu)點(diǎn)：低粘度，高老化性能，易皂化。應(yīng)用：用于生產(chǎn)軟糖、果凍和蛋糕。(8)交聯(lián)淀粉的淀粉羥基與雙功能試劑之間的相互作用：(8)親核取代反應(yīng)，交聯(lián)淀粉的應(yīng)用，隨著交聯(lián)度的增加，酸穩(wěn)定性的增加降低了淀粉顆粒的水膨脹和糊化速率，并保持初始低粘度，有利于快速傳熱和升溫。均勻滅菌用于改善罐裝、冷凍、烘焙和干燥食品的功能特性。(4)淀粉衍生物(淀粉酯、淀粉醚)、淀粉接枝共聚物。淀粉塑料具有一定的生物降解性，對解決塑料制品造成的“白色污染”具有重要意義。淀粉酯：如淀粉磷酸酯(淀粉磷酸酯)淀粉醚：如羥甲基淀粉(CMS)，果膠，酯化度：醛酸殘基的酯化數(shù)占D-半乳糖

16、醛酸殘基總數(shù)的百分比，結(jié)構(gòu)：D-吡喃半乳糖醛酸是通過-1，4糖苷鍵連接的，它通常以部分甲酯化的形式存在，即果膠。分類：按酯化度分類：原果膠，果膠，果膠酸，果膠物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，-D-半乳糖醛酸-1，4糖苷鍵，分子結(jié)構(gòu)，均一區(qū)：-D-吡喃半乳糖醛酸發(fā)區(qū)：-L-鼠李糖半乳糖醛酸，果膠分類，被甲醇酯化的羧基的百分比稱為酯化度(DE)它只存在于植物細(xì)胞壁中，不溶于水。在未成熟的水果和蔬菜中，它使水果和蔬菜保持堅(jiān)硬。果膠：一種部分酯化的果膠物質(zhì)。它存在于植物汁液中。果膠酸：不含甲酯基，即游離羥基的果膠物質(zhì)。果膠的甲酯化程度降低。果膠、果膠和水解果膠的物理和化學(xué)性質(zhì)在酸和堿條件下水解，產(chǎn)生脫甲基和糖苷鍵裂解產(chǎn)物。在果膠酶和