武汉轻工大学（武汉工业学院）：《食品化学》课程教学资源（课件）第三章 碳水化合物 Carbohydrates

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）