食品化學(xué)第三章糖類

食品化學(xué)第三章糖類

膳食纖維1953年由英國流行病學(xué)專家菲普斯利提出“膳食纖維”。

1960年英國營養(yǎng)病學(xué)專家楚維爾等在東非烏干達(dá)等地研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代文明病如心腦血管疾病、糖尿病、癌癥及便秘等在英國和非洲有顯著差異。非洲居民因天然膳食纖維攝入量高現(xiàn)代文明病發(fā)病率明顯低于英國。楚維爾于1972年提出“食物纖維”的概念并發(fā)表兩篇著名營養(yǎng)學(xué)報(bào)告指出，現(xiàn)代文明病的發(fā)病率與食物纖維的消耗量成反比；食用高纖維含量的飲食在一定程度上可以預(yù)防高血酯、高血壓、心臟病、糖尿病和肥胖等疾病。這兩份標(biāo)志性報(bào)告拉開了人類研究膳食纖維的序幕。第2頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

膳食纖維的定義

聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）在1985年共同確定的膳食纖維的定義是：

“能用公認(rèn)的定量方法測定的、人體消化器官固有的消化酶不能水解的食用動植物的構(gòu)成成分”。即指不能被人體消化吸收的多糖類和木質(zhì)素，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠、樹膠和葡聚糖等。

第3頁,共104頁，2024年2月25日，星期天膳食纖維的分類與來源

根據(jù)其溶解于水的程度不同，可分為兩個(gè)基本類型：水溶性纖維與非水溶性纖維。

水溶性膳食纖維（SFD）主要是果膠、樹膠、種子膠、瓊脂、多糖、羧甲基纖維素等。主要包括植物細(xì)胞的存儲物質(zhì)和分泌物，還包括微生物多糖和合成多糖，主要成分是膠類物質(zhì)。非水溶性膳食纖維主要指纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。是植物細(xì)胞壁的主要成分。水溶性膳食纖維目前已經(jīng)通過FDA、歐盟國家、日本厚生省、中國衛(wèi)生部的鑒定，被醫(yī)學(xué)界、營養(yǎng)學(xué)界專家稱為“第七營養(yǎng)素”。

第4頁,共104頁，2024年2月25日，星期天膳食纖維對人體的益處保持消化系統(tǒng)健康增強(qiáng)免疫系統(tǒng)降低膽固醇和高血壓降低胰島素和三酸甘油脂通便、清腸健胃預(yù)防心血管疾病、癌癥、糖尿病以及其它疾病。平衡體內(nèi)的荷爾蒙及降低與荷爾蒙相關(guān)的癌癥。第5頁,共104頁，2024年2月25日，星期天低聚糖與膳食纖維的關(guān)系低聚糖不被人體消化吸收,屬于低分子量的水溶性膳食纖維。低聚糖的某些生理功能類似于膳食纖維,但它不具備膳食纖維的物理特征,如粘稠性、持水性和膨脹性等。低聚糖的生理功能完全歸功于其獨(dú)有的發(fā)酵特征(雙歧桿菌增殖特性)。膳食纖維尤其是水溶性膳食纖維部分也是因?yàn)槠洫?dú)特的發(fā)酵特性而具備某些生理功能的。但是,目前對膳食纖維發(fā)酵特性的研究還不夠深入,尚無法與低聚糖的雙歧桿菌增殖特性相比較。

第6頁,共104頁，2024年2月25日，星期天低聚糖優(yōu)于膳食纖維的特點(diǎn)①較小的日常需求量,通常每天僅需3g左右；②在推薦量范圍內(nèi)不會引起腹瀉;③具有一定的甜味,甜味特性良好,無不理想的組織結(jié)構(gòu)或口感特性;④易溶于水,不增加產(chǎn)品的粘度;⑤物理性質(zhì)穩(wěn)定,不整合礦物質(zhì)元素;⑥易于添入加工食品和飲料中。第7頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3.4多糖(Polysaccharides)

10個(gè)以上單糖通過糖苷鍵連接而成的聚糖。

實(shí)際上多糖常常是由數(shù)百到數(shù)千個(gè)單糖聚合而成。想象多糖是由多組分單糖組成，單糖間連接位置有許多可能，結(jié)構(gòu)一定很復(fù)雜，但從已知的結(jié)構(gòu)的多糖來看，糖鏈雖長，但多是由重復(fù)單位組成的，每一重復(fù)單位不過是數(shù)個(gè)單糖，相當(dāng)于低聚糖，并不像想象的那樣復(fù)雜。第8頁,共104頁，2024年2月25日，星期天一、多糖的來源、組成

是大分子聚合物，聚合度由１０到幾千，常見多糖按其功能可分成三類：支持組織的多糖

植物中的纖維素、木聚糖、蝦蟹外殼中的甲殼素、細(xì)菌的夾膜，都是這類糖。這類糖性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水，不易水解。營養(yǎng)性多糖這類多糖有淀粉、糖原等。淀粉是植物的貯藏養(yǎng)料，分為直鏈和支鏈兩種,聚合度300-500。抗原多糖糖蛋白是一些具有重要生理功能的物質(zhì)如某些抗體、酶和激素的組成部分。第9頁,共104頁，2024年2月25日，星期天二、多糖的性質(zhì)水解反應(yīng)：多糖在酸或酶的作用下，可水解生成單糖或低聚糖。

大多數(shù)糖苷鍵在堿性介質(zhì)中是相當(dāng)穩(wěn)定的，只有在劇烈的堿性條件下才會不穩(wěn)定。但在酸性介質(zhì)中容易斷裂，其水解反應(yīng)歷程可表示如下：第10頁,共104頁，2024年2月25日，星期天酸水解：

首先糖苷在酸性介質(zhì)中得到了一個(gè)H+形成帶正電荷的糖苷，此形式不穩(wěn)定失去ROH，產(chǎn)生（共振穩(wěn)定的）正碳離子，此離子和OH—形成糖。第11頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

不同來源的淀粉對酸水解的難易有差別，馬鈴薯淀粉較玉米、小麥、高梁等谷類淀粉易水解，大米淀粉較難水解。支鏈淀粉較直鏈淀粉易水解，α—l，4糖苷鍵水解速度較β一l，6糖苷鍵快另外，酸水解反應(yīng)還與溫度、濃度和無機(jī)酸種類有關(guān)，一般鹽酸和硫酸催化效能較高。第12頁,共104頁，2024年2月25日，星期天酶水解：玉米淀粉D-葡萄糖α-淀粉酶和葡萄糖糖化酶54%D－葡萄糖+42%D－果糖異構(gòu)化酶

最后產(chǎn)物為果葡糖漿，是一種廉價(jià)的甜味劑，可以代替蔗糖。

第13頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

據(jù)報(bào)道，美國市場年銷售蔗糖104億公斤，并且近年開始下降，原因就是由25%的蔗糖為果葡糖漿所代替。目前我國也開始生產(chǎn)這種甜味劑，用于非酒精飲料、糖果和點(diǎn)心類食品。工業(yè)上生產(chǎn)糖漿主要也是利用水解反應(yīng)這一特點(diǎn)，有如下三種方法：①酸轉(zhuǎn)化法———在酸性條件下水解②酸—酶轉(zhuǎn)化法———淀粉經(jīng)酸水解再用酶處理③酶—酶轉(zhuǎn)化法

———第一步用酶處理使其發(fā)生水解反應(yīng)，第二步用酶處理使其轉(zhuǎn)化為所須的類型。第14頁,共104頁，2024年2月25日，星期天酶水解在工業(yè)上稱為酶糖化。酶糖化經(jīng)過糊化、液化和糖化三道工序。淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)抗酶作用力強(qiáng)，因此，淀粉酶不能直接作用于淀粉，需事先加熱淀粉乳，破壞其晶體結(jié)構(gòu)使其糊化。（損傷淀粉易于被酶作用）淀粉水解應(yīng)用的淀粉酶主要為：

α-淀粉酶(液化酶)、β-淀粉酶(糖化酶)和葡萄糖淀粉酶。第15頁,共104頁，2024年2月25日，星期天α－淀粉酶水解淀粉α-淀粉酶水解淀粉是從分子內(nèi)部進(jìn)行的，水解中間位置的α-1,4糖苷鍵，先后次序沒有一定的規(guī)律，這種由分子內(nèi)部進(jìn)行水解的酶稱為“內(nèi)切酶”，生成產(chǎn)物的還原尾端葡萄糖單位為α-構(gòu)型，故稱α-淀粉酶。α-淀粉酶不能水解α-1,6糖苷鍵，但能越過此鍵繼續(xù)水解；α-淀粉酶不能水解麥芽糖分子中的α-1,4糖苷鍵。第16頁,共104頁，2024年2月25日，星期天β－淀粉酶水解淀粉β-淀粉酶能水解α-1,4葡萄糖苷鍵，不能水解α-1,6糖苷鍵，也不能越過它繼續(xù)水解，水解從淀粉分子的還原尾端開始，不能從分子內(nèi)部進(jìn)行。因此屬于外切酶，水解最后產(chǎn)物是β-麥芽糖和β-極限糊精。葡萄糖淀粉酶水解淀粉葡萄糖淀粉酶，由非還原尾端水解α-1,4、α-l,6和α-l,3糖苷鍵,分離出來的葡萄糖構(gòu)型發(fā)生轉(zhuǎn)變，最后產(chǎn)物全部為β-葡萄糖。葡萄糖淀粉酶屬于外切酶，專一性差。第17頁,共104頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)α-D糖苷水解速度>β-D糖苷呋喃糖苷水解速度>吡喃糖苷糖苷鍵的連接方式

α-D:1→6<1→2<1→4<1→3β-D:1→6<1→4<1→3<1→2聚合度（DP）大小水解速度隨著DP增大而明顯減小影響水解反應(yīng)的因素第18頁,共104頁，2024年2月25日，星期天異頭型對各種糖苷水解速度的影響第19頁,共104頁，2024年2月25日，星期天B.環(huán)境溫度溫度提高，水解速度急劇加快。酸度:

單糖在pH3～7范圍內(nèi)穩(wěn)定；糖苷在堿性介質(zhì)中相當(dāng)穩(wěn)定，但在酸性介質(zhì)中易降解。第20頁,共104頁，2024年2月25日，星期天溫度對糖苷水解速度的影響第21頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3.4.1淀粉(Starch)一、淀粉粒的特性淀粉在植物細(xì)胞內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在，故稱淀粉粒。形狀圓形、橢圓形、多角形等。大小

0.001～0.15毫米之間，馬鈴薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。晶體結(jié)構(gòu)用偏振光顯微鏡觀察及X-射線研究，能產(chǎn)生雙折射及X衍射現(xiàn)象。第22頁,共104頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共104頁，2024年2月25日，星期天二、淀粉的結(jié)構(gòu)

直鏈淀粉（Amylose）

直鏈淀粉叫糖淀粉，是葡萄糖通過α-1→4連接而成，聚合度300-500。第24頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

直鏈淀粉（Amylose）的結(jié)構(gòu)第25頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

在晶體狀態(tài)下，直鏈淀粉可取雙螺旋結(jié)構(gòu)，每3個(gè)糖殘基為一圈；也可取單螺旋結(jié)構(gòu)，每6個(gè)糖殘基為一圈。

在溶液中，直鏈淀粉可取螺旋結(jié)構(gòu)、部分?jǐn)嚅_的螺旋結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的卷曲結(jié)構(gòu)。第26頁,共104頁，2024年2月25日，星期天支鏈淀粉（Amylopectin）

支鏈淀粉又叫脂淀粉，也是葡萄糖通過α-1,4糖苷鍵連接而成，但在C6上有分支糖鏈，聚合度3000，平均支鏈長25個(gè)葡萄糖單位。第27頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

支鏈淀粉（Amylopectin）的結(jié)構(gòu)第28頁,共104頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共104頁，2024年2月25日，星期天三、淀粉的物理性質(zhì)白色粉末，在熱水中溶脹。純支鏈淀粉能溶于冷水中，而直鏈淀粉不能，直鏈淀粉能溶于熱水。四、化學(xué)性質(zhì)無還原性遇碘呈藍(lán)色，加熱則藍(lán)色消失，冷后呈藍(lán)色。水解：酶解，酸解紫色糊精(30個(gè)葡萄糖殘基片斷)

紅色糊精(20個(gè)葡萄糖殘基片斷)

無色糊精(6個(gè)葡萄糖殘基)

第30頁,共104頁，2024年2月25日，星期天五、淀粉的糊化（Gelatinization）①糊化（α－化）

淀粉粒在適當(dāng)溫度下，在水中溶脹，分裂，形成均勻的糊狀溶液的過程被稱為糊化。其本質(zhì)是微觀結(jié)構(gòu)從有序轉(zhuǎn)變成無序。②糊化溫度

指雙折射現(xiàn)象消失時(shí)的溫度。糊化溫度不是一個(gè)點(diǎn)，而是一段溫度范圍。第31頁,共104頁，2024年2月25日，星期天糊化作用可分為三個(gè)階段：可逆吸水階段：水分進(jìn)入淀粉粒的非晶質(zhì)部分，體積略有膨脹，此時(shí)冷卻干燥，可以復(fù)原，雙折射現(xiàn)象不變；不可逆吸水階段：隨著溫度的升高，水分進(jìn)入淀粉粒的微晶間隙，不可逆大量吸水，結(jié)晶溶解；淀粉粒解體階段：淀粉分子全部進(jìn)入溶液。第32頁,共104頁，2024年2月25日，星期天③影響糊化的因素結(jié)構(gòu):直鏈淀粉小于支鏈淀粉。Aw:Aw提高，糊化程度提高。糖:

高濃度的糖，使淀粉糊化受到抑制。鹽:高濃度的鹽使淀粉糊化受到抑制；低濃度的鹽存在，對糊化幾乎無影響。但馬鈴薯淀粉例外，因?yàn)樗辛姿峄鶊F(tuán)，低濃度的鹽影響它的電荷效應(yīng)，進(jìn)而影響糊化。脂類:

脂類可與淀粉形成包合物，即脂類被包含在淀粉螺旋環(huán)內(nèi)，不易從螺旋環(huán)中浸出，并阻止水滲透入淀粉粒，抑制糊化。第33頁,共104頁，2024年2月25日，星期天酸度：

pH<4時(shí)，淀粉水解為糊精，粘度降低（故高酸食品的增稠需用交聯(lián)淀粉）；

pH4-7時(shí)，幾乎無影響；

pH=10時(shí)，糊化速度迅速加快，但在食品中意義不大。溫度：溫度越高，糊化程度越大。淀粉酶：在糊化初期，淀粉粒吸水膨脹已經(jīng)開始，而淀粉酶尚未被鈍化前，可使淀粉降解（稀化），淀粉酶的這種作用將使淀粉糊化加速。故新米（淀粉酶酶活高)比陳米更易煮爛。第34頁,共104頁，2024年2月25日，星期天④淀粉糊化性質(zhì)的應(yīng)用“即食”型方便食品“方便面”、“方便米飯”：糊化后瞬時(shí)干燥。第35頁,共104頁，2024年2月25日，星期天六、淀粉的老化(Retrogradation)①老化

淀粉溶液經(jīng)緩慢冷卻或淀粉凝膠經(jīng)長期放置，會變?yōu)椴煌该魃踔廉a(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象，被稱為淀粉的老化。實(shí)質(zhì)是糊化的后的分子又自動排列成序，形成高度致密的、結(jié)晶化的、不溶解性分子微束。

淀粉老化通常是表示淀粉由增溶或分散態(tài)向不溶的微晶態(tài)的不可逆轉(zhuǎn)變，即大多是直鏈淀粉分子的重新定位。第36頁,共104頁，2024年2月25日，星期天②影響淀粉老化的因素溫度：

2-4℃，淀粉易老化。

>60℃或<-20℃，不易發(fā)生老化。含水量：

含水量30-60%，易老化。含水量過低（10%）或過高均不易老化。結(jié)構(gòu)：

直鏈淀粉比支鏈淀粉易老化（粉絲）。聚合度中等的淀粉易老化。淀粉改性后，不均勻性提高，不易老化。淀粉膨化加工后（膨化食品）不易老化。第37頁,共104頁，2024年2月25日，星期天共存物的影響

脂類和乳化劑可抗老化；多糖（果膠例外）、蛋白質(zhì)等親水大分子，可與淀粉競爭水分子及干擾淀粉分子平行靠攏，從而起到抗老化作用。第38頁,共104頁，2024年2月25日，星期天七、變性淀粉及其應(yīng)用（一）變性淀粉

天然淀粉經(jīng)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理、物理處理或酶處理，使某些加工性能得到改善，以適應(yīng)特定的需要，這種淀粉被稱為變性淀粉。變性淀粉種類物理變性：只使淀粉的物理性質(zhì)發(fā)生改變。（預(yù)糊化淀粉、超高頻輻射處理淀粉、煙熏淀粉）化學(xué)變性：利用化學(xué)方法進(jìn)行變性。

（糊精、酸變性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交聯(lián)淀粉、接枝淀粉）酶法變性：利用酶法進(jìn)行變性。（糊精、普魯蘭）第39頁,共104頁，2024年2月25日，星期天（二）預(yù)糊化淀粉（α-淀粉）：

將糊化后淀粉迅速干燥即得。1、特點(diǎn)：

能夠在冷水中溶脹、溶解，形成具有一定粘度的糊液，使用方便，且凝沉性比原淀粉小，保水性好。2、應(yīng)用：

廣泛應(yīng)用于方便食品和糕點(diǎn)；家用洗滌劑；藥片粘合劑；鰻魚、甲魚飼料；鑄造工業(yè)作型砂粘合劑。第40頁,共104頁，2024年2月25日，星期天（三）氧化淀粉

淀粉分子中的羥基能夠被次氯酸鈉、雙氧水、臭氧等氧化劑氧化為羧基。

1、特點(diǎn)：粘度低，高固體分散性，極小的凝膠化作用，糊化溫度低。

2、用途：做增稠劑和糖果成型劑。（四）酸降解淀粉

用H2SO4、HCl，使淀粉降解。

1、優(yōu)點(diǎn)：粘度低、老化性大、易皂化。

2、用途:

用于軟糖、果凍、糕點(diǎn)生產(chǎn)。第41頁,共104頁，2024年2月25日，星期天（五）淀粉衍生物（淀粉脂、淀粉醚、交聯(lián)淀粉）

1、淀粉脂：如淀粉磷酸酯、淀粉醋酸酯等。

（1）特點(diǎn)：

由于這些基團(tuán)的引入,使得糊化溫度降低,粘度增大,糊透明度增加,回生程度減少,凝膠能力下降,抗冷凍性能提高。

適用于作食品的增稠劑、乳化劑和穩(wěn)定劑。第42頁,共104頁，2024年2月25日，星期天（2）用途：冷凍食品、火腿腸、方便面。

食品工業(yè)應(yīng)用淀粉磷酸酯為增稠劑、乳化劑和穩(wěn)定劑。特別適用于冷凍食品中,使其在低溫長期貯存或重復(fù)凍融時(shí),食品結(jié)構(gòu)保持不變,無水分析出。

如用于火腿腸,用量≤8%。比原淀粉糊粘度高4-5倍,具有很強(qiáng)的持水性,使火腿腸的出品率大為提高,且長時(shí)間貯存不回生,不變色,口感不發(fā)硬,凍融穩(wěn)定性好,使火腿腸在低溫貯藏也無水分析出。由于糊化溫度降低,更適合低溫火腿腸的工藝要求。

具有很強(qiáng)的乳化性,和其他乳化劑協(xié)同作用,可使火腿腸結(jié)構(gòu)細(xì)膩,彈性好,有咬勁。第43頁,共104頁，2024年2月25日，星期天2、淀粉醚：

如羥甲基淀粉、羥乙基淀粉、羥丙基淀粉；羧甲基淀粉（CMS)。

（1）特點(diǎn)：

糊化溫度降低,粘度增大,糊透明度增加,保水性增加。（2）用途：

適用于果凍、肉汁、餡料、冷飲和布丁等食品的增稠劑和穩(wěn)定劑。第44頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3、交聯(lián)淀粉：

淀粉在交聯(lián)劑（甲醛、環(huán)氧氯丙烷、三氯氧磷、三偏磷酸鹽)作用下交聯(lián)，結(jié)合成更大分子。（1）特點(diǎn)：

良好的機(jī)械性能，耐熱、耐酸、耐堿。（2）用途：用于罐頭、冷凍、焙烤和干制食品中作增稠劑和穩(wěn)定劑。第45頁,共104頁，2024年2月25日，星期天（六）淀粉的接枝共聚物淀粉可以與聚乙烯，聚苯乙烯，聚乙烯醇共混制成淀粉塑料。淀粉塑料有一定的生物降解性，對解決塑料制品造成的“白色污染”有很大的意義。第46頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3.4.2非淀粉多糖(淀粉以外的多糖)

一、纖維素二、半纖維素三、果膠物質(zhì)四、植物膠質(zhì)五、海洋多糖六、微生物多糖第47頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

纖維素是植物細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分，對植物性食品的質(zhì)地影響較大。

纖維素是由D-葡萄糖β-1→4反向連成的線狀直鏈葡聚糖，聚合度3000～5000，分子量50萬～80萬。一、纖維素

第48頁,共104頁，2024年2月25日，星期天纖維素的利用：

菌類、軟體動物含有纖維素分解酶，可將其分解成低聚糖和葡萄糖；哺乳動物無此酶，僅由消化道內(nèi)細(xì)菌的作用來分解消化，利用率低；食草動物對它的利用率為25％；食肉動物約為5％，人類則在5％以下。第49頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

由β-（1，4）-D-吡喃葡萄糖單位構(gòu)成。為線性結(jié)構(gòu)，由無定型區(qū)和結(jié)晶區(qū)構(gòu)成。1、結(jié)構(gòu)第50頁,共104頁，2024年2月25日，星期天第51頁,共104頁，2024年2月25日，星期天2、性質(zhì)不溶于水無還原性水解比淀粉困難得多，需用濃酸或稀酸在一定壓力下長時(shí)間加熱水解。人體不能產(chǎn)生分解纖維素的酶。一些食草動物可以消化纖維素。第52頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3、改性纖維素羧甲基纖維素(CMC)

羧甲基纖維素鈉(CMC－Na)

用NaOH－氯乙酸處理纖維素，就可以得到CMC－Na。

CMC在食品中廣泛使用，在取代度0.7－1.0時(shí)易溶于水，形成粘性非牛頓流體。溶液在pH7-9時(shí)有良好的穩(wěn)定性，pH7時(shí)粘度最大。是一種食品中廣泛使用的廉價(jià)增稠劑。第53頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

CMC－Na可與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，有助于蛋白質(zhì)食品的增溶，在餡餅、牛奶及其制品、蛋糊及布丁中作增稠劑和粘接劑。由于羧甲基纖維素對水的結(jié)合容量大，在冰淇淋和其它冷凍食品中，可阻止大冰晶的形成?？梢苑乐固枪?，糖漿中產(chǎn)生糖結(jié)晶，增加蛋糕等烘烤食品的體積，增加保水性和延緩老化，延長食品的貨架期。在方便面中加入0.36％CMC－Na，則較易控制水分，減少吸油量，增加光澤。一般在食品中的用量小于0.5％。第54頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

甲基纖維素（MC）制法：用NaOH和一氯甲烷處理纖維素，就可以得到甲基纖維素（MC）優(yōu)點(diǎn)：熱膠凝性、保濕性好；在食用多糖中具有良好的成膜性。用途：乳化劑、保濕劑、增稠劑、穩(wěn)定劑。第55頁,共104頁，2024年2月25日，星期天微晶纖維素（Microcrystallinecellulose)用稀酸長時(shí)間處理纖維素,可以得到極細(xì)的纖維素粉末，稱為微晶纖維素。在療效食品中作為無熱量填充劑。在冰淇淋中作為穩(wěn)定劑，一般與CMC或瓜爾豆膠共同使用。第56頁,共104頁，2024年2月25日，星期天二、半纖維素(Hemicellulose)

一些與纖維素一起存在于植物細(xì)胞壁中的含有D－木糖單體的多糖物質(zhì)的總稱。

第57頁,共104頁，2024年2月25日，星期天構(gòu)成半纖維素單體的有：木糖，葡萄糖，果糖，甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，鼠李糖及糖醛酸。半纖維素的作用：半纖維素在焙烤食品中的作用很大，能提高面粉的結(jié)合水的能力，改善面團(tuán)質(zhì)量，增加面包體積，延緩面包老化。半纖維素是膳食纖維的重要來源。第58頁,共104頁，2024年2月25日，星期天三、果膠物質(zhì)(PectinSubstance)1、結(jié)構(gòu)

D-吡喃半乳糖醛酸以α-1，4苷鍵相連，通常以部分甲酯化存在，即果膠。第59頁,共104頁，2024年2月25日，星期天2、分類以酯化度分類原果膠（100％）速凝果膠（DE＞70％）果膠慢凝果膠（70％＞DE＞50％）果膠酸（0％）低甲氧基果膠（DE＜50％）酯化度（DE）：D-半乳糖醛酸殘基的酯化數(shù)占D—半乳糖醛酸殘基總數(shù)的百分?jǐn)?shù)。第60頁,共104頁，2024年2月25日，星期天原果膠：(protopectin）高度甲酯化的果膠物質(zhì)。存在于植物細(xì)胞壁中，不溶于水。未成熟的果實(shí)和蔬菜中，它使果實(shí)，蔬菜保持較硬的質(zhì)地。果膠：（Pectin)

部分甲酯化的果膠物質(zhì),存在于植物汁液中。果膠酸：(Pecticacid)

不含甲酯基，即羥基游離的果膠物質(zhì)。原果膠果膠甲酯化程度下降果膠酸第61頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3、果膠的物理、化學(xué)性質(zhì)A.水解果膠在酸、堿條件下發(fā)生水解，生成去甲酯及苷鍵裂解產(chǎn)物。原果膠在果膠酶和果膠甲酯酶作用下，生成果膠酸。B.溶解度果膠與果膠酸在水中溶解度隨鏈長增加而減少。C.粘度粘度與鏈長成正比。第62頁,共104頁，2024年2月25日，星期天4、果膠凝膠的形成（i）全甲酯化聚半乳糖醛酸

100％甲酯化時(shí)，只要有脫水劑(如糖)存在即可形成凝膠。(ii)速凝果膠

甲酯化程度在70％(相當(dāng)于甲氧基含量11.4％)以上時(shí)，加糖、加酸(PH3.0～3.4)可在較高溫度下形成凝膠(稍涼即凝)。這類果膠的分子量大小對凝膠性質(zhì)的影響更為突出。對于所謂“蜜餞型”果醬食品，可防止果塊在醬體中浮起或沉淀。第63頁,共104頁，2024年2月25日，星期天(iii)慢凝果膠甲酯化程度在50～70％之間(相當(dāng)于甲氧基含量8.2～11.4％)時(shí)，加糖，加酸(PH2.8—3.2)后，在較低的溫度下凝聚(凝凍較慢)，所需酸量也因果膠分子中游離羧基增多而增大。慢凝果膠用于柔軟果凍、果醬、點(diǎn)心等生產(chǎn)中，在汁液類食品中可用作增稠劑、乳化劑。第64頁,共104頁，2024年2月25日，星期天(Ⅳ)低甲氧基果膠

甲酯化程度不到50％(相當(dāng)于甲氧基含量≤7％)時(shí)，即使加糖、加酸的比例恰當(dāng)也難形成凝膠，但其羧基與多價(jià)離子(常用Ca2+、A13+)起作用可形成凝膠，多價(jià)離子能加強(qiáng)果膠分子的交聯(lián)作用。這類果膠的膠凝能力受酯化度的影響大于分子量的影響。低甲基果膠在療效食品制造中有其特殊用途。第65頁,共104頁，2024年2月25日，星期天5、影響凝膠強(qiáng)度的因素⑴凝膠強(qiáng)度與分子量成正比⑵凝膠強(qiáng)度與酯化程度成正比酯化程度越大，凝膠強(qiáng)度越大。完全酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量為16.32%，以此作為100%酯化度。甲氧基含量>7，稱為高甲氧基果膠。甲氧基含量≤7，稱為低甲氧基果膠。第66頁,共104頁，2024年2月25日，星期天四、植物膠質(zhì)

魔芋膠、瓜爾豆膠、豆角膠、羅望子膠、阿拉伯膠、刺槐豆膠。第67頁,共104頁，2024年2月25日，星期天（1)魔芋膠魔芋葡甘露聚糖的組成：由D-甘露糖與D-葡萄糖通過β-1，4糖苷鍵連接而成。第68頁,共104頁，2024年2月25日，星期天性質(zhì)：能溶于水，形成高黏度的假塑性溶液，經(jīng)堿處理脫乙酰后形成彈性凝膠，是一種熱不可逆凝膠。用途：魔芋糕、魔芋豆腐、魔芋粉絲；仿生食品（蝦仁、腰花、肚片、蹄筋、海蟄皮）。第69頁,共104頁，2024年2月25日，星期天魔芋膠與黃原膠相互作用：?

當(dāng)魔芋葡甘露聚糖與黃原膠混合時(shí)，形成熱可逆凝膠。魔芋葡甘露聚糖與黃原膠的比值為1：1時(shí)，得到的強(qiáng)度最大。凝膠的熔化溫度為30℃～63℃，與其比值和聚合物總濃度無關(guān)，但凝膠強(qiáng)度隨聚合物濃度的增加而增加，隨鹽濃度的增加而減少。第70頁,共104頁，2024年2月25日，星期天第71頁,共104頁，2024年2月25日，星期天(2)阿拉伯膠組成：70%是由不含N或少量N的多糖組成，另一成分是具有高相對分子量的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，多糖是以共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)肽鏈中的羥脯氨酸相結(jié)合。性質(zhì)：易溶于水，溶解度高，溶液黏度低，是一種好的乳化劑，又是一種好的乳狀液穩(wěn)定劑，且與高聚糖具有相容性。用途：香精載體；高糖含量低水分糖果（太妃糖、果膠軟糖、軟果糕等）防止糖結(jié)晶產(chǎn)生“白霜”。

第72頁,共104頁，2024年2月25日，星期天(3)瓜爾豆膠（GG）與刺槐豆膠（LBG）都是半乳甘露聚糖主要組分：半乳糖和甘露糖，主鏈由β-D-吡喃甘露糖通過1，4糖苷鍵連接而成，在1-6位連接α-D-吡喃半乳糖側(cè)鏈。瓜爾豆膠（GG）:商品膠中黏度最高的一種膠，易于水合產(chǎn)生很高的黏度。刺槐豆膠（LBG）:分子具有長的光滑區(qū)，能與其他多糖如黃原膠和卡拉膠的雙螺旋相互作用，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的黏彈性凝膠。二者都作為增稠劑與CMC、黃原膠等共同用于冰激凌、乳制品及冷凍甜食和肉制品中。第73頁,共104頁，2024年2月25日，星期天第74頁,共104頁，2024年2月25日，星期天五、海洋多糖來自海洋動植物的多糖。海藻膠海藻膠類瓊脂卡拉膠

殼聚糖第75頁,共104頁，2024年2月25日，星期天1、海藻膠來源：

褐藻中提取。組成：β-1，4–D甘露糖醛酸和α-1，4-L古洛糖醛酸組成的線形高聚物。第76頁,共104頁，2024年2月25日，星期天性質(zhì)：海藻酸鹽分子鏈中G塊（L古洛糖醛酸）很易與Ca2+作用,兩條分子鏈G塊間形成一個(gè)洞,結(jié)合Ca2+形成“蛋盒”模型。

第77頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

海藻酸鹽形成的凝膠是熱不可逆的。凝膠強(qiáng)度同海藻酸鹽分子中的G塊的含量以及Ca2+的濃度有關(guān)。海藻酸鹽凝膠具有熱穩(wěn)定性，脫水收縮較少?？膳c蛋白質(zhì)或脂肪等相互作用。用途：果凍、冰激凌、酸奶、湯料中作穩(wěn)定劑、增稠劑。第78頁,共104頁，2024年2月25日，星期天2、瓊脂來源:

紅藻類的各種海藻。組成:

瓊脂糖和瓊脂膠。瓊脂糖:由β-D-吡喃半乳糖（1-4）連接3，6-脫水α–L-吡喃半乳糖基單位構(gòu)成。瓊脂膠:重復(fù)單位與瓊脂糖相似，但含5%-10%的硫酸脂、一部分D-葡萄糖醛酸殘基和丙酮酸酯。第79頁,共104頁，2024年2月25日，星期天性質(zhì):

當(dāng)溫度大大超過凝膠起始溫度時(shí)仍然保持穩(wěn)定。用途：瓊脂產(chǎn)品可作為膠凝劑、穩(wěn)定劑和增稠劑

使用。瓊脂用作微生物培養(yǎng)基的膠凝劑,比其他種任何膠性物都好。含量1.2%瓊脂凍膠在37℃為固體,一般微生物是在這個(gè)溫度培養(yǎng),穩(wěn)定性高,又不能被微生物所利用。瓊脂被人食用后,也不能被人體所消化。第80頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

在食品工業(yè)中,充分地應(yīng)用了瓊脂溶液的膠凝作用和形成凝膠的穩(wěn)定性。在糖果生產(chǎn)中,主要用來制造軟糖。其用量一般占配方總固形物的1%～1.5%；在果醬加工中,可應(yīng)用瓊脂作增稠劑以增加成品的粘度。在某些水產(chǎn)罐頭食品的調(diào)味液中,添加瓊脂可以增加汁液粘度,延緩結(jié)晶析出。此外,可以用于冷飲食品中。例如可以改善冰激凌的組織狀態(tài),并能提高凝結(jié)能力,提高冰激凌的粘度和膨脹率,防止形成粗糙的冰結(jié)晶,使產(chǎn)品組織輕滑。一般使用量在0.3%左右。第81頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3、卡拉膠

卡拉膠是紅海藻所含的一類多糖。是由D-半乳糖和3，6-脫水-D-半乳糖殘基以1→3和l→4鍵交替地連接構(gòu)成。部分糖殘基的C一2，C一4和C一6羥基形成硫酸酯或2，6一二硫酸酯。

在食品加工中用來提高溶液的粘度、穩(wěn)定乳膠體和各種分散體。廣泛應(yīng)用于巧克力、牛奶、干酪、甜點(diǎn)心、肉罐頭、煉乳、冰淇淋和飲料中。第82頁,共104頁，2024年2月25日，星期天4、殼聚糖

殼聚糖又稱幾丁質(zhì)、甲殼素，是一種聚氨基糖，它是由N-乙酰-D-葡萄糖胺β-1→4反向連成的直鏈多糖。其用途目前看相當(dāng)廣泛（增稠劑、穩(wěn)定劑、保濕劑、乳化劑等），常用于制造外科手術(shù)縫合線。第83頁,共104頁，2024年2月25日，星期天保鮮劑A.保鮮力強(qiáng)：兼具殺菌保鮮和氣調(diào)保鮮功能，因此，對呼吸特征較強(qiáng)的果蔬（如桃類、杏類、漿果類水果），保鮮效果特別明顯，B.無毒、安全：是一種具有保健效果的氨基多糖，其安全性與蔗糖相同，因此，對保鮮對象非但不會造成任何化學(xué)污染，而且對人體有益。C.成本低廉：使用到果蔬上，每公斤果蔬的保鮮成本僅僅約3分錢，可以大范圍推廣。D.應(yīng)用范圍廣泛：用于果蔬和新鮮肉類的保鮮。第84頁,共104頁，2024年2月25日，星期天保健功能

A.

減肥作用--利用β-甲殼素中的帶正電的離子與食物中帶負(fù)電的脂肪相結(jié)合阻斷脂肪分解酵素的作用,使得脂肪在人體內(nèi)不被吸收而直接排出體外，從而達(dá)到身體定型和減肥效果；

B.

改善消化功能，強(qiáng)化人體的免疫功能；

C.

天然無毒性抗癌效果，能抑制惡性腫瘤擴(kuò)散與轉(zhuǎn)移；

D.

控制膽固醇，預(yù)防動脈硬化和心血管疾病；第85頁,共104頁，2024年2月25日，星期天E.甲殼素與食鹽中的氯離子結(jié)合成不被肌體吸收的聚合物排除體外，抑制過量攝入食鹽導(dǎo)致高血壓；F.

減少人體內(nèi)重金屬的積蓄；G.被人體吸收的β-甲殼素中帶正電的離子和人體血液中帶負(fù)電的脂肪中和排除體外，降低血脂的含量；H.在胃部形成粘膜，保護(hù)胃部創(chuàng)傷不受胃酸的侵蝕，并且其準(zhǔn)陽離子對細(xì)菌有很好的滅殺作用，促進(jìn)胃傷的愈合，對胃潰瘍和胃炎很好的治療作用。第86頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

六、微生物多糖

由細(xì)菌、霉菌和酵母菌合成的食用膠。葡聚糖（右旋糖酐）黃桿菌膠黃原膠第87頁,共104頁，2024年2月25日，星期天1、黃桿菌膠組成：黃桿菌膠（xunthangum）是D-葡萄糖通過?（1-4）糖苷鍵連接的主鏈和三糖側(cè)鏈組成的生物高分子聚合物，該聚合物是由甘藍(lán)黑病黃桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種雜多糖，也稱黃單孢桿菌膠。性質(zhì)：是一種非膠凝的多糖，易溶于水。具有很高的黏度。黏度受溫度變化影響不大。第88頁,共104頁，2024年2月25日，星期天2)黃原膠組成:D-葡萄糖，D-甘露糖，D-葡萄醛酸。性質(zhì):黃原膠是一種類白色或淺米黃色的可流動的粉末,是目前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定于一體,性能最優(yōu)越的生物膠。

黃原膠無昧、無臭、無毒、食用安全,易溶于水，在食品中廣泛應(yīng)用。在水溶液中呈多聚陰離子,具有獨(dú)特的理化性質(zhì)。第89頁,共104頁，2024年2月25日，星期天①在極寬的剪切率和濃度范圍內(nèi)保持極高的假塑性;②在熱水和冷水中有良好的溶解性;③有良好的增粘性和懸浮能力,在低濃度下具有較高的粘度;④有很高的穩(wěn)定性,耐酸堿、高鹽環(huán)境,抗高溫、低溫冷凍,抗生物酶解,抗污染能力強(qiáng);⑤可同多種物質(zhì)(酸、堿、鹽、表面活性劑、生物膠等)互配,具有滿意的兼容性;⑥有良好的分散作用、乳化穩(wěn)定作用。第90頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3.5糖類衍生物一、糖苷

單糖類C1

上-OH基與糖以外的成分的-OH、-ＮＨ2

、-ＳＨ（巰基）基之間,易于失去一個(gè)水分子,然后以氧作橋互相結(jié)合,從而形成糖苷(Glycoside)。第91頁,共104頁，2024年2月25日，星期天1、組成糖和配基（非糖部分）糖苷中的糖部分稱為糖基，非糖部分稱為配基。醛糖或酮糖均可形成糖甙，例如：

D—葡萄糖溶解于微酸性乙醇中，半縮醛或半縮酮形式的糖和醇反生成糖甙；

D—甘露糖可形成縮醛，D—果糖可形成縮酮。第92頁,共104頁，2024年2月25日，星期天第93頁,共104頁，2024年2月25日，星期天2、性質(zhì)無變旋現(xiàn)象無還原性酸中水解，堿中可穩(wěn)定存在吡喃糖苷環(huán)比呋喃糖苷穩(wěn)定第94頁,共104頁，2024年2月25日，星期天3、生物活性

許多糖苷僅存在于植物中，表現(xiàn)出一定的生物活性。如：黃豆苷（大豆，葛根中含有）可以促進(jìn)血液循環(huán)，提高腦血流量，對心血管疾病有顯著療效，治冠心病，腦血栓。第95頁,共104頁，2024年2月25日，星期天

銀杏中的有效成分：銀杏黃酮醇苷，具有擴(kuò)張冠狀血管，改善血液循環(huán)。

糖苷的毒性某些生氰糖苷在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為氫氰酸，使人體中毒。如：苦杏仁苷，在酶作用下水解成ＨＣＮ等。第96頁,共104頁，2024年