《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)課件（533頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)水中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)1 1 概述概述u六大營養(yǎng)素之一，是維持人類正常生命六大營養(yǎng)素之一，是維持人類正常生命活動必需的基本物質(zhì)；活動必需的基本物質(zhì)；u存在：動植物體內(nèi)、食品；存在：動植物體內(nèi)、食品；u在食品中的主要作用：在食品中的主要作用：u賦予色、香、味、形等特征；賦予色、香、味、形等特征；u分散蛋白質(zhì)和淀粉等，使形成凝膠；分散蛋白質(zhì)和淀粉等，使形成凝膠；u新鮮度、硬度、流動性、呈味性、保藏新鮮度、硬度、流動性、呈味性、保藏性和加工等。性和加工等。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)2 水與溶質(zhì)的相互作用2.1水的化學(xué)結(jié)構(gòu)水的化學(xué)結(jié)構(gòu)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)2.1.1 2.1.1 水分子的結(jié)

2、構(gòu)水分子的結(jié)構(gòu)（單分子水或汽態(tài)水分子）（單分子水或汽態(tài)水分子）u水蒸氣中水：多以單分子形式存在水蒸氣中水：多以單分子形式存在u化學(xué)式：化學(xué)式：H H2 2O Ou組成：一個氧原子和兩個氫原子組成：一個氧原子和兩個氫原子u形狀：折線形形狀：折線形uHOHO結(jié)合方式：共價鍵結(jié)合方式：共價鍵u鍵角：鍵角：104.5104.5u分子類型：極性分子分子類型：極性分子中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)2.1.2 液體水的結(jié)構(gòu)液體水的結(jié)構(gòu)（水分子的締合）（水分子的締合）u存在形式：若干個水分子締合存在形式：若干個水分子締合（H2O）n u吸引力：含有偶極的水分子在三維空間上的靜吸引力：含有偶極的水分子在三維空間上的靜電引

3、力形成氫鍵的締合作用（多重氫鍵鍵合），電引力形成氫鍵的締合作用（多重氫鍵鍵合），u締合原因：締合原因：O-H鍵具有極性鍵具有極性分子中電荷非對分子中電荷非對稱分布稱分布分子具有較大偶極距；分子具有較大偶極距；極性極性吸引力吸引力強度強度締合締合u鍵能大小：共價鍵（平均鍵能鍵能大?。汗矁r鍵（平均鍵能335kJ/mol）氫鍵（氫鍵（240 kJ/mol）偶極間靜電引力，偶極間靜電引力，u結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定u動態(tài)平衡：水分子得失。動態(tài)平衡：水分子得失。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u氫鍵給體部位：在氫鍵給體部位：在H H2 2O O正四面體的兩個軸上正四面體的兩個軸上O-HO-H成鍵軌道（見圖成鍵軌道（見圖

4、2-12-1A A胡），胡），u氫鍵受體部位：氫鍵受體部位： O O的兩個孤對電子軌道，位于的兩個孤對電子軌道，位于正四面體的另外兩個軌道，正四面體的另外兩個軌道，u每個每個H H2 2O O最多能與另外最多能與另外4 4個個H H2 2O O通過氫鍵結(jié)合，得通過氫鍵結(jié)合，得到如圖到如圖2.1-22.1-2（1 1）（劉）的四面體排列。）（劉）的四面體排列。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)2.2 水的物理性質(zhì)水的物理性質(zhì)u熔點、沸點、比熱容、熔化熱、蒸發(fā)熱、表面熔點、沸點、比熱容、熔化熱、蒸發(fā)熱、表面張力和介電常數(shù)等明顯偏高（三維氫鍵締合）：張力和介電常數(shù)等明顯偏高（三維氫鍵締合）：1) 壓力壓力沸點沸點

5、 ； 101.32kPa, 100; 減壓濃縮；減壓濃縮；+101.32kPa,121123 u2）比熱大，原因：）比熱大，原因： u 溫度溫度分子動能分子動能吸入熱量吸入熱量u 締合分子締合分子簡單分子簡單分子吸入熱量吸入熱量u比熱大比熱大水溫不易隨氣溫變化水溫不易隨氣溫變化中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u水密度低，黏度小水密度低，黏度小u導(dǎo)熱率高：導(dǎo)熱率高：u其中，導(dǎo)熱系數(shù)、擴散系數(shù)：冰其中，導(dǎo)熱系數(shù)、擴散系數(shù)：冰 水水經(jīng)受溫經(jīng)受溫度變化速率：冰度變化速率：冰 水水凍結(jié)速度凍結(jié)速度 解凍速度解凍速度u密度比冰大：密度比冰大：u質(zhì)量相同：質(zhì)量相同：V冰冰V水水冷凍工藝機械損傷冷凍工藝機械損傷u溶解能力

6、強，可溶解電解質(zhì)、蛋白質(zhì)等溶液：溶解能力強，可溶解電解質(zhì)、蛋白質(zhì)等溶液：u離子型化合物離子型化合物介電常數(shù)大介電常數(shù)大u非離子型化合物非離子型化合物氫鍵氫鍵u脂肪、蛋白脂肪、蛋白乳濁液乳濁液/ /膠體溶液膠體溶液中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)2.3 固態(tài)食品中水的類型固態(tài)食品中水的類型u231 根據(jù)在食品中與非水物的結(jié)合程度根據(jù)在食品中與非水物的結(jié)合程度劃分：劃分：u束縛水：束縛水：u單分子層水、多分子層水單分子層水、多分子層水u自由水：自由水：u毛細(xì)管水、截留水毛細(xì)管水、截留水中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)束縛水（結(jié)合水，構(gòu)成水）束縛水（結(jié)合水，構(gòu)成水）u構(gòu)成水：指與非水物質(zhì)結(jié)合最強的并作為非水構(gòu)成水：指與非水

7、物質(zhì)結(jié)合最強的并作為非水組分整體部分的結(jié)合水。組分整體部分的結(jié)合水。u可與各非水組分結(jié)合且結(jié)合得最為牢固可與各非水組分結(jié)合且結(jié)合得最為牢固u作為非水組分整體部分作為非水組分整體部分u不能作為溶劑，不能作為溶劑，u-40以上不能結(jié)冰。以上不能結(jié)冰。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)單分子層水單分子層水u位置：第一個水分子層中位置：第一個水分子層中u結(jié)合集團：非水組分中強極性集團（如羧基、結(jié)合集團：非水組分中強極性集團（如羧基、氨基等）氨基等）u結(jié)合方法：氫鍵結(jié)合方法：氫鍵u鍵能：大，結(jié)合牢固，呈單分子層鍵能：大，結(jié)合牢固，呈單分子層u結(jié)合強度：最為牢固結(jié)合強度：最為牢固u蒸發(fā)、凍結(jié)、轉(zhuǎn)移和溶劑能力均可忽略。蒸

8、發(fā)、凍結(jié)、轉(zhuǎn)移和溶劑能力均可忽略。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u個別單分子層上的水分子可脫離開強極性集團，進個別單分子層上的水分子可脫離開強極性集團，進入外面多分子層水內(nèi)，與多分子層中的水分子交換。入外面多分子層水內(nèi)，與多分子層中的水分子交換。u含量：在高水分食品中，占總水量的含量：在高水分食品中，占總水量的0.5%；u不能被微生物利用，不能用做介質(zhì)進行生化反應(yīng)。不能被微生物利用，不能用做介質(zhì)進行生化反應(yīng)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)多分子層水（半結(jié)合水）多分子層水（半結(jié)合水）u鄰近水：與非水物質(zhì)結(jié)合強度較次的結(jié)合水鄰近水：與非水物質(zhì)結(jié)合強度較次的結(jié)合水u位置：強極性集團單分子層外的幾個水分子層位置：強極性集

9、團單分子層外的幾個水分子層u結(jié)合基團：非水組分中弱極性集團結(jié)合基團：非水組分中弱極性集團u結(jié)合方法：氫鍵結(jié)合方法：氫鍵u鍵能：小，不牢固鍵能：小，不牢固u被束縛強度：稍弱被束縛強度：稍弱u蒸發(fā)能力：較弱蒸發(fā)能力：較弱中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)自由水（體相水、游離水）自由水（體相水、游離水）u除束縛水外剩余的部分水；除束縛水外剩余的部分水；u連接力：毛細(xì)管力連接力：毛細(xì)管力u位置：占據(jù)與非水組分相距很遠(yuǎn)位置位置：占據(jù)與非水組分相距很遠(yuǎn)位置u性質(zhì)：與稀溶液中水相似，宏觀流動不受阻礙性質(zhì)：與稀溶液中水相似，宏觀流動不受阻礙或僅受凝膠或組織骨架阻礙；在食品中可以作或僅受凝膠或組織骨架阻礙；在食品中可以作溶劑

10、；溶劑；u在在-40以上可以結(jié)冰；以上可以結(jié)冰；u含量：在高水分食品中，略低于總水量的含量：在高水分食品中，略低于總水量的5%。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)毛細(xì)管水毛細(xì)管水u動植物體中毛細(xì)管保留的水；動植物體中毛細(xì)管保留的水；u存在于細(xì)胞間隙中；存在于細(xì)胞間隙中；u只能在毛細(xì)管內(nèi)流動，加壓可使水壓出體外。只能在毛細(xì)管內(nèi)流動，加壓可使水壓出體外。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)截留水截留水u食品中被生物膜或凝膠內(nèi)大分子交聯(lián)成的網(wǎng)絡(luò)食品中被生物膜或凝膠內(nèi)大分子交聯(lián)成的網(wǎng)絡(luò)所截留；所截留；u主要存于富水的細(xì)胞中或凝膠塊內(nèi)；主要存于富水的細(xì)胞中或凝膠塊內(nèi)；u只能在被截留的區(qū)域內(nèi)流動，單個水分子可通只能在被截留的區(qū)域內(nèi)流動

11、，單個水分子可通過生物膜或大分子網(wǎng)絡(luò)向外蒸發(fā)；過生物膜或大分子網(wǎng)絡(luò)向外蒸發(fā)；u在高水分食品中，占總水量的在高水分食品中，占總水量的90%以上，以上，u與食品的風(fēng)味、硬度和韌性有關(guān)，應(yīng)防止流失。與食品的風(fēng)味、硬度和韌性有關(guān)，應(yīng)防止流失。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)2.3.2 結(jié)合水（束縛水）結(jié)合水（束縛水）與自由水性質(zhì)差別與自由水性質(zhì)差別u結(jié)合水的量與食品中有機大分子的極性集團的結(jié)合水的量與食品中有機大分子的極性集團的數(shù)量有比較固定的比例關(guān)系；數(shù)量有比較固定的比例關(guān)系；u結(jié)合水的蒸汽壓比自由水高；結(jié)合水的蒸汽壓比自由水高；u結(jié)合水在食品中不能作為溶劑，在結(jié)合水在食品中不能作為溶劑，在-40以上以上不能結(jié)

12、冰；自由水在食品中可以作溶劑，在不能結(jié)冰；自由水在食品中可以作溶劑，在-40以上可以結(jié)冰；以上可以結(jié)冰；u自由水能為微生物所利用，適于微生物繁殖及自由水能為微生物所利用，適于微生物繁殖及進行化學(xué)反應(yīng)，是發(fā)生食品腐敗變質(zhì)的適宜環(huán)進行化學(xué)反應(yīng)，是發(fā)生食品腐敗變質(zhì)的適宜環(huán)境。結(jié)合水則不能；境。結(jié)合水則不能；u結(jié)合水對食品風(fēng)味起重要作用。結(jié)合水對食品風(fēng)味起重要作用。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)2.3.2 結(jié)合水（束縛水）結(jié)合水（束縛水）與自由水性質(zhì)差別與自由水性質(zhì)差別u結(jié)合水的量與食品中有機大分子的極性集團的結(jié)合水的量與食品中有機大分子的極性集團的數(shù)量有比較固定的比例關(guān)系；數(shù)量有比較固定的比例關(guān)系；u結(jié)合水的

13、蒸汽壓比自由水？；結(jié)合水的蒸汽壓比自由水？；u結(jié)合水在食品中不能作為溶劑，在結(jié)合水在食品中不能作為溶劑，在-40以上以上不能結(jié)冰；自由水在食品中可以作溶劑，在不能結(jié)冰；自由水在食品中可以作溶劑，在-40以上可以結(jié)冰；以上可以結(jié)冰；u自由水能為微生物所利用，適于微生物繁殖及自由水能為微生物所利用，適于微生物繁殖及進行化學(xué)反應(yīng)，是發(fā)生食品腐敗變質(zhì)的適宜環(huán)進行化學(xué)反應(yīng)，是發(fā)生食品腐敗變質(zhì)的適宜環(huán)境。結(jié)合水則不能；境。結(jié)合水則不能；u結(jié)合水對食品風(fēng)味起重要作用。結(jié)合水對食品風(fēng)味起重要作用。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)3 水分活度與食品穩(wěn)定性中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)31 水分活度定義水分活度定義u水含量不能作為判斷

14、食品穩(wěn)定性的指標(biāo)：水含量不能作為判斷食品穩(wěn)定性的指標(biāo)：u1）水分含量的測定受溫度、濕度等外界條件）水分含量的測定受溫度、濕度等外界條件的影響；的影響；u2）各非水組分與水氫鍵鍵合的能力和大小均）各非水組分與水氫鍵鍵合的能力和大小均不相同，與非水組分結(jié)合牢固的水不可能被食不相同，與非水組分結(jié)合牢固的水不可能被食品中的微生物生長和化學(xué)水解反應(yīng)所利用。品中的微生物生長和化學(xué)水解反應(yīng)所利用。u因此，用水活性度作為食品易腐敗性的指標(biāo)比因此，用水活性度作為食品易腐敗性的指標(biāo)比水含量更為恰當(dāng)，而且它與食品中許多降解反水含量更為恰當(dāng)，而且它與食品中許多降解反應(yīng)的速度有良好的相關(guān)性。應(yīng)的速度有良好的相關(guān)性。中國

15、農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u水分活度：水分活度：u食品的蒸汽壓與同溫下純水的蒸汽壓的比值，食品的蒸汽壓與同溫下純水的蒸汽壓的比值，即即Aw=P/P0,Aw=水分活度水分活度;P=食品中水的的食品中水的的蒸汽分壓，蒸汽分壓，P0=指定溫度下純水的蒸汽壓；指定溫度下純水的蒸汽壓；u純水純水P=P0，Aw=1，而食品中，而食品中P總小于總小于P0，故，故Aw1m毛細(xì)管毛細(xì)管凝聚的水和生物大分子凝結(jié)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)截留凝聚的水和生物大分子凝結(jié)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)截留水，結(jié)合最不牢固和最易流動的水（體相水）；水，結(jié)合最不牢固和最易流動的水（體相水）；uAw：0.80.99g；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u與非水組分間的結(jié)合力極弱；與

16、非水組分間的結(jié)合力極弱；u蒸發(fā)焓蒸發(fā)焓 ；基本與純水相同，既可結(jié)冰也可作；基本與純水相同，既可結(jié)冰也可作溶劑，在許多方面與純水相似，因而有利于化溶劑，在許多方面與純水相似，因而有利于化學(xué)反應(yīng)及微生物生長；學(xué)反應(yīng)及微生物生長；u物料含水量：最低為物料含水量：最低為0.140.33g/g干物質(zhì)，干物質(zhì)，增加的水最多增加的水最多20g干物質(zhì)；干物質(zhì)；u在高水分食品中一般占總含水量的在高水分食品中一般占總含水量的95%以上。以上。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u區(qū)段劃分不絕對：區(qū)段劃分不絕對：u1）區(qū)段）區(qū)段I：靠近靠近II多分子層水多分子層水 u 區(qū)段區(qū)段II：靠近靠近I單分子層水單分子層水u2）除結(jié)合水外，

17、其余水能在區(qū)域內(nèi)）除結(jié)合水外，其余水能在區(qū)域內(nèi)/間進行交換間進行交換u故用區(qū)帶表示相互交叉過程故用區(qū)帶表示相互交叉過程u區(qū)段區(qū)段II/III水水區(qū)段區(qū)段I/II水性質(zhì)幾乎不變水性質(zhì)幾乎不變食品食品中結(jié)合得最不牢固的那部分水對食品的穩(wěn)定性起著中結(jié)合得最不牢固的那部分水對食品的穩(wěn)定性起著重要作用。重要作用。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)3.3 Aw對微生物繁殖及化學(xué)反應(yīng)的影響對微生物繁殖及化學(xué)反應(yīng)的影響u水分活度越小，食品越穩(wěn)定，較少出現(xiàn)腐敗變質(zhì)的問題；水分活度越小，食品越穩(wěn)定，較少出現(xiàn)腐敗變質(zhì)的問題；u毛細(xì)管水能溶解反應(yīng)物質(zhì)，起溶劑作用，有助于反應(yīng)物毛細(xì)管水能溶解反應(yīng)物質(zhì)，起溶劑作用，有助于反應(yīng)物質(zhì)的移動

18、，從而促進化學(xué)變化；質(zhì)的移動，從而促進化學(xué)變化；u過分干燥過分干燥氧化、脂肪酸敗、非酶褐變氧化、脂肪酸敗、非酶褐變Awu最高穩(wěn)定性所必需的水分含量：保持在結(jié)合水范圍內(nèi)最高穩(wěn)定性所必需的水分含量：保持在結(jié)合水范圍內(nèi)（即最低（即最低Aw） 防止氧對活性基團的作用，阻礙蛋白防止氧對活性基團的作用，阻礙蛋白質(zhì)和碳水化合物的相互作用，化學(xué)變化難于發(fā)生，不會質(zhì)和碳水化合物的相互作用，化學(xué)變化難于發(fā)生，不會喪失吸水性和復(fù)原性。喪失吸水性和復(fù)原性。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)3.3.1Aw對微生物繁殖的影響對微生物繁殖的影響微生物生長需要的微生物生長需要的Aw值一般較高：值一般較高：Aw 微生物生長速度微生物生長速度

19、生長速生長速度度MAX后后（略有下降）；略有下降）；不同微生物在食品中繁殖時，都有它最不同微生物在食品中繁殖時，都有它最適宜的適宜的Aw范圍；見表（劉范圍；見表（劉2.1-3，圖，圖2.1-9）。）。在食品中，微生物賴以生存的水主要是在食品中，微生物賴以生存的水主要是自由水：自由水含量自由水：自由水含量Aw， 故故Aw大的食品易受微生物感染，穩(wěn)定大的食品易受微生物感染，穩(wěn)定性差。性差。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)微生物發(fā)育時必需的微生物發(fā)育時必需的AwAwu微生物微生物 發(fā)育所必需的最低發(fā)育所必需的最低AWu普通細(xì)菌 0.90u普通酵母 0.87u普通霉菌 0.80u嗜鹽細(xì)菌 0.75u耐干性酵母（細(xì)

20、菌） 0.65u耐滲透壓性酵母 0.61uu中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)3.3.2 酶促反應(yīng)與水分活度的關(guān)系酶促反應(yīng)與水分活度的關(guān)系如圖2.1-9（2）所示u酶促褐變：酶促褐變：u 食品中的酚類物在酚氧化酶的作用下，經(jīng)食品中的酚類物在酚氧化酶的作用下，經(jīng)氧化后聚合成黑色素所致。氧化后聚合成黑色素所致。u條件：酚類物、氧、酶條件：酚類物、氧、酶u酶的催化活性：酶分子的構(gòu)像酶的催化活性：酶分子的構(gòu)像環(huán)境環(huán)境水介質(zhì)水介質(zhì)u水的作用：水的作用：u維持酶分子活性構(gòu)像的各種作用力，特別是非維持酶分子活性構(gòu)像的各種作用力，特別是非極性側(cè)鏈間的疏水作用力；極性側(cè)鏈間的疏水作用力；u有利于酶和底物分子在食品內(nèi)的移動，使

21、之充有利于酶和底物分子在食品內(nèi)的移動，使之充分靠攏，溶解并增加基質(zhì)流動性等。分靠攏，溶解并增加基質(zhì)流動性等。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)uAw與酶反應(yīng)速率：與酶反應(yīng)速率：uAw極低時，反應(yīng)幾乎停止或極慢；極低時，反應(yīng)幾乎停止或極慢；Aw增加，增加，毛細(xì)管的凝聚作用開始，毛細(xì)管微孔充滿水，毛細(xì)管的凝聚作用開始，毛細(xì)管微孔充滿水，導(dǎo)致基質(zhì)溶解于水，酶反應(yīng)速率增大。導(dǎo)致基質(zhì)溶解于水，酶反應(yīng)速率增大。uAw與酶活性：與酶活性：uAw 0.85，催化活性明顯減弱；，催化活性明顯減弱；uAw 0.35: AwVuAw=0.2-0.3（I、II邊界，單分子層水，可準(zhǔn)邊界，單分子層水，可準(zhǔn)確預(yù)測干燥產(chǎn)品最大穩(wěn)定性時含

22、水量）：化學(xué)確預(yù)測干燥產(chǎn)品最大穩(wěn)定性時含水量）：化學(xué)反應(yīng)、酶促反應(yīng)速度最小反應(yīng)、酶促反應(yīng)速度最小uAw0.4: Aw0.4: AwVVuAw=0.7Aw=0.70.8: 0.8: VuAw0.7Aw0.70.8: AwV0.8: AwV中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u原因：原因：uAw極低：極低：u 空氣中空氣中O更易進入食品與脂類接觸發(fā)生反應(yīng)更易進入食品與脂類接觸發(fā)生反應(yīng)u低低Aw較低：較低：u 加入到干燥樣品中的水干擾氧化，與氫過加入到干燥樣品中的水干擾氧化，與氫過氧化物結(jié)合并阻止其分解，從而阻礙氧化進行；氧化物結(jié)合并阻止其分解，從而阻礙氧化進行；u 催化氧化的金屬離子發(fā)生水化作用，從而催化氧化的金

23、屬離子發(fā)生水化作用，從而顯著降低金屬離子的催化效力；顯著降低金屬離子的催化效力；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u Aw增高：增高：u 促使氧溶解度增加和大分子膨脹，暴露出促使氧溶解度增加和大分子膨脹，暴露出更多催化位點，從而加速脂類氧化；更多催化位點，從而加速脂類氧化；uAw0.8：u 氧化速度緩慢，水對催化劑產(chǎn)生稀釋效應(yīng)氧化速度緩慢，水對催化劑產(chǎn)生稀釋效應(yīng)而減少了催化效力。而減少了催化效力。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u由圖由圖2.1-9和（表和（表2.1-3）：）：u絕大多數(shù)不利于食品品質(zhì)穩(wěn)定的反應(yīng)是在區(qū)域絕大多數(shù)不利于食品品質(zhì)穩(wěn)定的反應(yīng)是在區(qū)域II中部和中部和III區(qū)發(fā)生，因而在具有中高水分含量區(qū)發(fā)生，因

24、而在具有中高水分含量（Aw=0.70.9）的食品中發(fā)生最快；的食品中發(fā)生最快；u食品在解吸過程中，區(qū)段食品在解吸過程中，區(qū)段I和和II的邊界位置，即的邊界位置，即 Aw=0.20.3，V ；uAw蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖乳糖乳糖u溫度溫度 , 溶解度溶解度u糖液抑制酵母、霉菌的生長的最低濃度為糖液抑制酵母、霉菌的生長的最低濃度為70%。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)溶解度溶解度糖 液 抑 制 酵 母 、 霉 菌 的 生 長 的 最 低 濃 度 為70% 。20 時 最 高 濃 度 （ % ）食 品 保 存 性蔗 糖66不 能 達(dá) 到 要 求淀 粉 糖 漿80較 好葡 萄 糖 漿50差果 葡 糖 漿71 77

25、（ 含 果 糖42。 6% ）80（ 含 果 糖90% ）達(dá) 到 要 求較 好中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)結(jié)晶性結(jié)晶性u蔗糖：易結(jié)晶，晶體很大；結(jié)晶破裂，不能生產(chǎn)堅硬、蔗糖：易結(jié)晶，晶體很大；結(jié)晶破裂，不能生產(chǎn)堅硬、透明的硬糖果；透明的硬糖果；u葡萄糖：易結(jié)晶，晶體細(xì)??；葡萄糖：易結(jié)晶，晶體細(xì)??；u果糖：難于結(jié)晶；果糖：難于結(jié)晶；u轉(zhuǎn)化糖：難于結(jié)晶，代替蔗糖，防止結(jié)晶；轉(zhuǎn)化糖：難于結(jié)晶，代替蔗糖，防止結(jié)晶；u淀粉糖漿（葡萄糖淀粉糖漿（葡萄糖+低聚糖低聚糖+糊精）：不能結(jié)晶，能防糊精）：不能結(jié)晶，能防止蔗糖結(jié)晶不含果糖，吸濕性較轉(zhuǎn)化糖低，糖果保存止蔗糖結(jié)晶不含果糖，吸濕性較轉(zhuǎn)化糖低，糖果保存性好。其中糊

26、精能增加韌性、強度和黏性，糖果不易性好。其中糊精能增加韌性、強度和黏性，糖果不易破碎；甜度較低，起沖淡蔗糖甜度的作用，使產(chǎn)品甜破碎；甜度較低，起沖淡蔗糖甜度的作用，使產(chǎn)品甜味溫和，可口。如用量過多，糊精含量過多則韌性過味溫和，可口。如用量過多，糊精含量過多則韌性過強，影響脆性。強，影響脆性。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)滲透壓滲透壓u濃度濃度 滲透壓滲透壓u在相同濃度下，溶液的相對分子質(zhì)量在相同濃度下，溶液的相對分子質(zhì)量 ，分，分子數(shù)目子數(shù)目滲透壓力滲透壓力u滲透壓越高的糖對食品保存效果越好：滲透壓越高的糖對食品保存效果越好：u 35% 35%45%45%葡萄糖溶液葡萄糖溶液=50%=50%60%60%

27、蔗糖溶液蔗糖溶液u 糖液的滲透壓對于抑制不同微生物的生長糖液的滲透壓對于抑制不同微生物的生長是有差別的：是有差別的：u50%50%蔗糖溶液濃度為：蔗糖溶液濃度為：50% 50% 一般酵母；一般酵母；6 6u 65% 65%、80% 80% 細(xì)菌和霉菌細(xì)菌和霉菌中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)黏度黏度u淀粉糖漿淀粉糖漿 蔗糖蔗糖 葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖u溫度溫度 蔗糖黏度蔗糖黏度 ，葡萄糖黏度，葡萄糖黏度 u轉(zhuǎn)化程度轉(zhuǎn)化程度淀粉糖漿淀粉糖漿u應(yīng)用：通過調(diào)節(jié)糖的黏度提高食品的稠度和可應(yīng)用：通過調(diào)節(jié)糖的黏度提高食品的稠度和可口性，如水果罐頭、果汁飲料和食用糖漿。口性，如水果罐頭、果汁飲料和食用糖漿。中國農(nóng)業(yè)大

28、學(xué)食品化學(xué)冰點降低冰點降低u決定因素：濃度、糖相對分子量決定因素：濃度、糖相對分子量u淀粉糖漿：冰點降低程度與轉(zhuǎn)化程度有關(guān)：轉(zhuǎn)淀粉糖漿：冰點降低程度與轉(zhuǎn)化程度有關(guān)：轉(zhuǎn)化程度化程度，冰點降低，冰點降低。u應(yīng)用：雪糕類食品冰點降低程度：應(yīng)用：雪糕類食品冰點降低程度：u低轉(zhuǎn)化度淀粉糖漿低轉(zhuǎn)化度淀粉糖漿 淀粉糖漿淀粉糖漿+ +蔗糖蔗糖 堿性介質(zhì)；溫度，水解速度；u端基異構(gòu)體對水解速度的影響：-D-糖苷 100100），隨著糖的分解形成黑褐），隨著糖的分解形成黑褐色。在受強熱的情況下，糖類生成色。在受強熱的情況下，糖類生成2 2類物質(zhì)類物質(zhì): :u糖的脫水產(chǎn)物，即焦糖或稱醬色糖的脫水產(chǎn)物，即焦糖或稱醬色

29、u裂解產(chǎn)物，是一些揮發(fā)性的醛、酮類物質(zhì)，可裂解產(chǎn)物，是一些揮發(fā)性的醛、酮類物質(zhì)，可進一步縮合、聚合形成粘稠狀的黑褐色物質(zhì)。進一步縮合、聚合形成粘稠狀的黑褐色物質(zhì)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)焦糖化反應(yīng)焦糖化反應(yīng)（caramelization）u反應(yīng)物：多為蔗糖反應(yīng)物：多為蔗糖u催化劑：少量酸、堿或鹽，加速反應(yīng)，使產(chǎn)物催化劑：少量酸、堿或鹽，加速反應(yīng)，使產(chǎn)物具有特定類型的焦糖色、溶解性和酸性。具有特定類型的焦糖色、溶解性和酸性。u產(chǎn)物：吡喃酮、呋喃酮、內(nèi)酯、羰基、酸與酯產(chǎn)物：吡喃酮、呋喃酮、內(nèi)酯、羰基、酸與酯. .中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)焦糖化反應(yīng)焦糖化反應(yīng)（caramelization）u反應(yīng)分3個階段：

30、u -H2O -H2Ou蔗糖 異蔗糖酐 焦糖酐 u -H2Ou 焦糖烯 焦糖素（具有羰基、羧基、羥基和酚基等官能團）中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)焦糖化反應(yīng)焦糖化反應(yīng)（caramelization）u溫和的或初始的熱解引起了端基異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變，環(huán)大溫和的或初始的熱解引起了端基異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變，環(huán)大小的改變。小的改變。u糖苷鍵斷裂：形成新的糖苷鍵；糖苷鍵斷裂：形成新的糖苷鍵；u熱解熱解脫水脫水內(nèi)苷環(huán)，如葡聚糖（內(nèi)苷環(huán)，如葡聚糖（1 1，2-2-脫水脫水- -D-D-葡葡萄糖）和左旋葡聚糖（萄糖）和左旋葡聚糖（1 1，6-6-脫水脫水- -D-D-葡萄糖）；葡萄糖）；u雙鍵引入環(huán)雙鍵引入環(huán)不飽和環(huán)中間物，如呋喃；

31、有些具有獨不飽和環(huán)中間物，如呋喃；有些具有獨特味道與香味，如麥芽酚與異麥芽酚等使面包具有陪特味道與香味，如麥芽酚與異麥芽酚等使面包具有陪烤香味；烤香味；2-2-氫氫-4-4-羥基羥基-5-5-甲基呋喃甲基呋喃-3-3-酮具有肉烤焦風(fēng)酮具有肉烤焦風(fēng)味；味；u共軛雙鍵吸收光共軛雙鍵吸收光顏色；顏色；u縮合反應(yīng)縮合反應(yīng)良好的顏色和風(fēng)味；良好的顏色和風(fēng)味；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)焦糖化反應(yīng)焦糖化反應(yīng)（caramelization）u應(yīng)用：食品、糖果、飲料；應(yīng)用：食品、糖果、飲料；u焦糖色素類系型：焦糖色素類系型：u耐酸焦糖色素（用于可樂飲料）耐酸焦糖色素（用于可樂飲料）u焦糖等電點在焦糖等電點在3.03.

32、06.96.9u啤酒用焦糖色素啤酒用焦糖色素u陪烤食品用焦糖色素。陪烤食品用焦糖色素。u注意：避免腐殖質(zhì)生成注意：避免腐殖質(zhì)生成中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)復(fù)合反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)（縮合反應(yīng)？）（縮合反應(yīng)？）u 受酸和熱的作用，一個單糖分子的半縮醛受酸和熱的作用，一個單糖分子的半縮醛羥基與另一個單糖分子的羥基縮合，失水生成羥基與另一個單糖分子的羥基縮合，失水生成雙糖。若復(fù)合反應(yīng)程度高，還能生成三糖和其雙糖。若復(fù)合反應(yīng)程度高，還能生成三糖和其它低聚糖，這種反應(yīng)稱為。它低聚糖，這種反應(yīng)稱為。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)復(fù)合反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)（縮合反應(yīng)？）（縮合反應(yīng)？）u主要產(chǎn)物：和-1，6鍵二糖，微量其它二糖；u可逆性：不可逆

33、；u影響催化能力的因素：酸的種類，u葡萄糖；鹽酸 硫酸 草酸中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)復(fù)合反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)（縮合反應(yīng)？）（縮合反應(yīng)？）u反應(yīng)程度影響因素：糖濃度，反應(yīng)進行程度；u 2C6H12O6C12H22O11+H2Ou起始濃度； 90%u平衡濃度： 28.1% 71.9%中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)復(fù)合反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)（縮合反應(yīng)？）（縮合反應(yīng)？）u不利影響：不利影響：u 酸酸u淀粉淀粉葡萄糖葡萄糖+5%（異麥芽糖（異麥芽糖+龍膽二糖龍膽二糖u 水解水解 u 復(fù)合糖，影響葡萄糖產(chǎn)率、復(fù)合糖，影響葡萄糖產(chǎn)率、結(jié)晶及風(fēng)味。結(jié)晶及風(fēng)味。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反反應(yīng)應(yīng)u羰氨反應(yīng)，屬非酶褐

34、變u反應(yīng)物：u游離羰基： 醛、酮、單糖以及因多糖分解或脂質(zhì)氧化生成的羰基化合物u游離氨基：游離氨基酸（尤其是賴氨酸）、肽鏈、蛋白質(zhì)、胺類等中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u反應(yīng)階段及產(chǎn)物：u初始階段：u 羰氨縮合u游離羰基+游離氨基N-葡萄糖基胺u分子重排 羰氨縮合u果糖胺雙果糖胺；u 1分子葡萄糖中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u中間階段（多條途徑）：中間階段（多條途徑）：u 脫水脫水u果糖基胺果糖基胺羥甲基糠醛（羥甲基糠醛（HMFHMF）u 2，3-烯醇化作用烯醇化作用u或：果糖基胺或：果糖基胺甲基甲基- -二羰基化合物二羰基化合物還

35、原酮還原酮 u 脫胺殘基重排脫胺殘基重排u 脫羧、脫胺脫羧、脫胺u二羰基化合物二羰基化合物 + 氨基酸氨基酸鄰氨基醛鄰氨基醛/ /或酮糖（褐色色素）或酮糖（褐色色素） + + 醛醛 + + 二氧化碳二氧化碳 StreckerStrecker降解降解中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u終了階段：終了階段：u 脫水脫水u醇醛縮合：醇醇醛縮合：醇 + + 醇醇 不飽和醛不飽和醛u 縮合縮合 u黑色素聚合：黑色素聚合： HMFHMF及其衍生物及其衍生物 + + 二羰基化合物二羰基化合物 + + 還還u 聚合聚合u原酮原酮 + + 醛醛類黑精或黑色素類黑精或黑色素中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食

36、品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u影響羰胺反應(yīng)的因素：影響羰胺反應(yīng)的因素：u溫度：溫度：u1010，反應(yīng)速度，反應(yīng)速度335 5倍；倍；203030，較快；較快；100100很快；很快；150150，激烈。室溫下，激烈。室溫下，O2O2促進褐促進褐變，變，8080時，時，O2O2無影響，低溫（無影響，低溫（1010）下抽真空）下抽真空/ /充氮充氮貯存。貯存。u水分活度：水分活度：u水分在水分在101015%15%最易褐變，控制水分含量：最易褐變，控制水分含量：u固體食品：奶粉、冰淇淋粉，控制水分固體食品：奶粉、冰淇淋粉，控制水分 3% 3%；u液體食品：液體食品：u干制肉制品。

37、干制肉制品。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)upHpH值：值：pH6pH6，褐變反應(yīng)程度很低；褐變反應(yīng)程度很低；pH=7.8pH=7.89.29.2，pHpH，AAAAu原因：酸性條件下，由于氨基處于質(zhì)子化狀態(tài)，使得葡基胺不原因：酸性條件下，由于氨基處于質(zhì)子化狀態(tài)，使得葡基胺不能形成。能形成。u控制褐變：降低控制褐變：降低pHpH值。值。u糖與氨基化合物結(jié)構(gòu)；糖與氨基化合物結(jié)構(gòu)；u五碳糖（核糖五碳糖（核糖 木糖木糖 阿拉伯糖）阿拉伯糖） 六碳糖（半乳糖六碳糖（半乳糖 甘露糖甘露糖 葡萄葡萄糖糖 果糖）果糖） 雙糖（乳糖雙糖（乳糖 蔗糖蔗糖 麥芽糖麥芽糖 海藻糖）海藻

38、糖）u羰基化合物：羰基化合物：-己烯醛（最快）己烯醛（最快）-雙羰基化合物（最慢）雙羰基化合物（最慢）u氨基化合物：胺氨基化合物：胺 氨基酸氨基酸 肽肽 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u脂類：不飽和度脂類：不飽和度，褐變，褐變。u控制褐變：選擇不易發(fā)生褐變的食品原料?？刂坪肿儯哼x擇不易發(fā)生褐變的食品原料。u金屬離子：金屬離子：u促進褐變：銅、鐵（促進褐變：銅、鐵（FeFe3+3+FeFe2+2+）u無影響：無影響：NaNa+ +中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u羰氨反應(yīng)的控制：羰氨反應(yīng)的控制：u亞硫酸處理：亞硫酸處理：u形成

39、鈣鹽：形成鈣鹽：u 鈣鈣 + AA 不溶性化合物，協(xié)同不溶性化合物，協(xié)同SO2控制褐變。控制褐變。u生物化學(xué)法：生物化學(xué)法：u酵母發(fā)酵法：除去糖，適用于含糖量甚微的食品，如酵母發(fā)酵法：除去糖，適用于含糖量甚微的食品，如蛋粉和脫水肉末。蛋粉和脫水肉末。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u葡萄糖氧化酶及過氧化氫酶混合制劑：葡萄糖氧化酶及過氧化氫酶混合制劑：u 除去食品中的微量葡萄糖和氧，也用于除去罐（瓶）除去食品中的微量葡萄糖和氧，也用于除去罐（瓶）裝食品容器頂隙中的殘氧。裝食品容器頂隙中的殘氧。u 葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶uRCHO + O2 + H2O RCOOH +

40、 H RCOOH + H2 2O O2 2u u 葡萄糖酸，不與氨基化合物結(jié)合葡萄糖酸，不與氨基化合物結(jié)合u 過氧化氫酶過氧化氫酶u22H H2 2O O2 2 2H 2H2 2O + OO + O2 2中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u在食品加工中的應(yīng)用：在食品加工中的應(yīng)用：u產(chǎn)生工藝香味，如巧克力、蜂蜜、槭糖、面包、產(chǎn)生工藝香味，如巧克力、蜂蜜、槭糖、面包、炒花生和烤肉等；炒花生和烤肉等；u不利影響：不利影響：u營養(yǎng)、色澤和風(fēng)味劣化，如造成賴氨酸、精氨營養(yǎng)、色澤和風(fēng)味劣化，如造成賴氨酸、精氨酸和組氨酸及蛋白質(zhì)中這樣的殘基損失酸和組氨酸及蛋白質(zhì)中這樣的殘基損失。中

41、國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)糖糖溫度溫度糖加熱變色=焦糖化=非酶褐變產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)拔絲蘋果中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)單糖加熱單糖加熱單糖加熱變色=非酶褐變產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)降解降解產(chǎn)物聚合聚合產(chǎn)物中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u中性條件慢u酸性條件聚合u 烯醇化、脫水、降解。u堿性條件烯醇化、重排、降解。u催化劑單糖加熱單糖加熱中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)葡萄糖加熱5-羥甲基糠醛果糖加熱2-羥基乙酰呋喃+異麥芽酚單糖加熱單糖加熱中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)雙糖加熱雙糖加熱蔗糖異多聚蔗糖多聚糖聚糖烯腐黑糖或焦黑素脫水分子量增加中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)由糖引起的非酶褐變由糖引起的非酶褐變u由單糖引起的非酶褐變u由雙糖引起的非酶褐變中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)

42、u由糖和蛋白質(zhì)、氨基酸引起的非酶褐變由糖引起的非酶褐變由糖引起的非酶褐變中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)u羰氨反應(yīng)u反應(yīng)物：還原糖（如：單、雙和低聚糖糖）、氨基化合物（如：蛋白質(zhì)和氨基酸）和水u反應(yīng)條件：加溫u產(chǎn)物：復(fù)雜、褐色物質(zhì)u反應(yīng)過程：復(fù)雜中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)美拉得美拉得（Maillard）反應(yīng)反應(yīng)葡萄糖+氨基葡基氨重排1-氨基-2-酮糖醛、酮、糖等脫水、環(huán)化、縮合黑褐色物質(zhì)風(fēng)味物質(zhì)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)多糖多糖結(jié)構(gòu)u由10個以上單糖構(gòu)成u聚合度不定，只有范圍。u淀粉、糖原、纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)、親水性淀粉、糖原、纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)、親水性多糖膠和

43、改性多糖等多糖膠和改性多糖等 來源食品本身所含有的添加的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)組成組成u由一種單糖縮合而成：如戊糖膠、木糖膠、阿由一種單糖縮合而成：如戊糖膠、木糖膠、阿拉伯糖膠、己糖膠（淀粉、糖原和纖維素等），拉伯糖膠、己糖膠（淀粉、糖原和纖維素等），u由不同類型的單糖縮合而成：如半乳糖甘露糖由不同類型的單糖縮合而成：如半乳糖甘露糖膠、果膠等。膠、果膠等。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)u一般不溶于水，在水溶液中不形成真溶液，只能形成一般不溶于水，在水溶液中不形成真溶液，只能形成膠體，膠體，u無甜味，無甜味，u無還原性，不能還原費林試劑，無還原性，不能還原費林試劑，u與苯肼不能形成殺，與苯肼不能形成

44、殺，u不能與金屬氧化物成鹽。不能與金屬氧化物成鹽。由于構(gòu)件分子不同，性質(zhì)差異巨大。由于構(gòu)件分子不同，性質(zhì)差異巨大。與單糖的性質(zhì)差距巨大與單糖的性質(zhì)差距巨大中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)u可被酸或酶水解為單糖，中間產(chǎn)物是低聚糖可被酸或酶水解為單糖，中間產(chǎn)物是低聚糖u經(jīng)氧化物和堿分解，可生成各種衍生物和分解產(chǎn)物，經(jīng)氧化物和堿分解，可生成各種衍生物和分解產(chǎn)物，但不能生成結(jié)構(gòu)單糖但不能生成結(jié)構(gòu)單糖u有旋光性，但無變旋現(xiàn)象有旋光性，但無變旋現(xiàn)象u無均一的聚合度無均一的聚合度u以混合形式存在：如淀粉是直鏈淀粉和支鏈淀粉的混以混合形式存在：如淀粉是直鏈淀粉和支鏈淀粉的混合物，商品果膠是以聚半乳糖醛酸為主要成分

45、以及少合物，商品果膠是以聚半乳糖醛酸為主要成分以及少量阿拉伯聚糖和半乳聚糖組成的混合物。量阿拉伯聚糖和半乳聚糖組成的混合物。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)分類分類u按功能：按功能：u構(gòu)成動植物骨架的原料：某些不溶性多糖，如構(gòu)成動植物骨架的原料：某些不溶性多糖，如植物的纖維素和動物的甲殼多糖貯存形式的多植物的纖維素和動物的甲殼多糖貯存形式的多糖：如淀粉和糖原等，在需要時可以通過生物糖：如淀粉和糖原等，在需要時可以通過生物體內(nèi)酶系統(tǒng)的作用，分解、釋放出單糖；體內(nèi)酶系統(tǒng)的作用，分解、釋放出單糖；u復(fù)雜生理功能：如粘多糖、血型物質(zhì)等，它們復(fù)雜生理功能：如粘多糖、血型物質(zhì)等，它們在動物、植物和微生物中起著重要的作

46、用。在動物、植物和微生物中起著重要的作用。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)淀粉 以顯微鏡可見大小的顆粒大量以顯微鏡可見大小的顆粒大量存在于植物種子（如麥、米、玉存在于植物種子（如麥、米、玉米等）、塊莖（如薯類）和根（）米等）、塊莖（如薯類）和根（）以及干果（如栗子、白果等）中，以及干果（如栗子、白果等）中，也存在于植物的其它部位，是植也存在于植物的其它部位，是植物營養(yǎng)物質(zhì)的一種儲存形式。物營養(yǎng)物質(zhì)的一種儲存形式。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u組成：麥芽糖單位組成：麥芽糖單位u 淀粉酶淀粉酶u 淀粉淀粉-麥芽糖麥芽糖u 水解水解u結(jié)構(gòu)：鏈狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：鏈狀結(jié)構(gòu)u成分：成分： 淀粉淀粉熱水處理熱水處理u u 直鏈淀粉（

47、可溶解），支鏈淀粉（不溶解）直鏈淀粉（可溶解），支鏈淀粉（不溶解）u淀粉顆粒中幾乎僅含有直鏈和支鏈淀粉淀粉顆粒中幾乎僅含有直鏈和支鏈淀粉中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)u構(gòu)件分子：D吡喃葡萄糖u直鏈淀粉1，4糖苷鍵u支鏈淀粉1，4和1，6糖苷鍵u聚合度不定中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u立體結(jié)構(gòu)：非線性，由分子內(nèi)的氫鍵使鏈卷曲盤旋成立體結(jié)構(gòu)：非線性，由分子內(nèi)的氫鍵使鏈卷曲盤旋成左螺旋狀，其雙螺旋結(jié)構(gòu)每一圈中，每股連鏈包含左螺旋狀，其雙螺旋結(jié)構(gòu)每一圈中，每股連鏈包含3個糖基，取單螺旋結(jié)構(gòu)時，每一圈包含個糖基，取單螺旋結(jié)構(gòu)時，每一圈包含6個糖基。個糖基。u局部結(jié)構(gòu)：可與麥芽低聚糖相比。局部結(jié)構(gòu)：可與麥芽

48、低聚糖相比。u在溶液中：取螺旋結(jié)構(gòu)、部分?jǐn)嚅_的螺旋結(jié)構(gòu)和不規(guī)在溶液中：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)則的卷曲結(jié)構(gòu)u每個分子有一個還原性端基和一個非還原性端基，是每個分子有一個還原性端基和一個非還原性端基，是一條長而不分支的鏈。一條長而不分支的鏈。u相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量：60000，相當(dāng)于，相當(dāng)于300400個葡個葡萄糖分子縮合而成。萄糖分子縮合而成。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)直鏈淀粉直鏈淀粉OOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HO聚合度可在100-2000之間中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)u直鏈淀粉溶于熱水直鏈淀粉溶于熱水u糊化溫

49、度糊化溫度100u遇碘液變藍(lán)色遇碘液變藍(lán)色中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)支鏈淀粉支鏈淀粉u單位：單位：D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖u連接方式：連接方式：-1-1，4 4和和-1-1，6 6兩種糖苷鍵連接兩種糖苷鍵連接u主鏈：主鏈： -1-1，4 4連接，連接，u支鏈：支鏈：-1-1，6 6糖苷鍵連接在主鏈上，有長度糖苷鍵連接在主鏈上，有長度不等（約不等（約10102020個葡萄糖殘基）個葡萄糖殘基）u結(jié)構(gòu)：帶分枝的大分子，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體結(jié)構(gòu)：帶分枝的大分子，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體結(jié)構(gòu)呈樹枝狀，見圖結(jié)構(gòu)呈樹枝狀，見圖2 2。2-242-24劉劉* *。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u支鏈有支鏈有2 2種，平均約含種，平

50、均約含20203030個葡萄糖基。所個葡萄糖基。所以，支鏈雖然也可呈螺旋，但螺旋很短。以，支鏈雖然也可呈螺旋，但螺旋很短。u相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量：500001000000，u每每2430個葡萄糖單位含有個葡萄糖單位含有1個端基，每個端基，每1直直鏈?zhǔn)擎準(zhǔn)?1-1，4 4連接的鏈，而每個分枝是連接的鏈，而每個分枝是-1-1，6 6連接的鏈。連接的鏈。支鏈淀粉至少含有支鏈淀粉至少含有300個個-1-1，6 6中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)支鏈淀粉支鏈淀粉OOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HOOOOHHOCH2HO主鏈聚合度可在10

51、-20之間中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)u連接的鏈與碘反應(yīng)呈紫色或紅紫色。連接的鏈與碘反應(yīng)呈紫色或紅紫色。u利用利用2 2種淀粉性質(zhì)不同，可將它們分離，如用種淀粉性質(zhì)不同，可將它們分離，如用70708080餓水可將直鏈淀粉從混合物中溶解出餓水可將直鏈淀粉從混合物中溶解出來。來。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)淀粉粒淀粉粒u在自然界中淀粉的單質(zhì)可以以含水顆粒的形式存在。這在多糖中是僅有的。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u一般淀粉中都含有直鏈和支鏈淀粉一般淀粉中都含有直鏈和支鏈淀粉2種，其中種，其中直鏈淀粉占直鏈淀粉占1530%u直鏈和支鏈淀粉比例：與品種相關(guān)直鏈和支鏈淀粉比例：與品種相關(guān)u直鏈淀粉含量：直鏈淀粉含量：u

52、馬鈴薯淀粉：馬鈴薯淀粉：20%u玉米淀粉：玉米淀粉：27%u玉米的變異品種：玉米的變異品種：85%u有的豆類淀粉全部是直鏈淀粉有的豆類淀粉全部是直鏈淀粉u有的淀粉如糯米全部為支鏈淀粉有的淀粉如糯米全部為支鏈淀粉中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)淀粉在溶液中淀粉在溶液中在室溫條件下不易溶于水可溶于某些鹽溶液、稀堿溶液和某些有機介質(zhì)加熱溶解糊化直鏈淀粉 支鏈淀粉老化可逆？饅頭的再加熱中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)遇碘生色水解淀粉酶 葡萄糖淀粉酶雜質(zhì)的影響中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)淀粉的糊化淀粉的糊化u-淀粉：具有膠束結(jié)構(gòu)的生淀粉淀粉：具有膠束結(jié)構(gòu)的生淀粉u膨潤現(xiàn)象：膨潤現(xiàn)象：-淀粉在水中加熱后，一部分膠淀粉在水中加熱后

53、，一部分膠束被溶解而形成空隙，于是水分子浸入內(nèi)部與束被溶解而形成空隙，于是水分子浸入內(nèi)部與一部分淀粉分子進行結(jié)合，膠束逐漸被溶解，一部分淀粉分子進行結(jié)合，膠束逐漸被溶解，空隙逐漸擴大，淀粉粒因吸水，體積膨脹數(shù)十空隙逐漸擴大，淀粉粒因吸水，體積膨脹數(shù)十倍，生淀粉的膠束即行消失。倍，生淀粉的膠束即行消失。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)淀粉的糊化淀粉的糊化u繼續(xù)加熱膠束則全部崩潰，淀粉分子形繼續(xù)加熱膠束則全部崩潰，淀粉分子形成單分子，并為水包圍，而成為溶液狀成單分子，并為水包圍，而成為溶液狀態(tài)，由于淀粉分子是鏈狀或分枝狀，彼態(tài)，由于淀粉分子是鏈狀或分枝狀，彼此牽連，結(jié)果形成具有黏性的糊狀溶液，此牽連，結(jié)果形成

54、具有黏性的糊狀溶液，這種現(xiàn)象稱為，這種狀態(tài)的淀粉稱為這種現(xiàn)象稱為，這種狀態(tài)的淀粉稱為-淀粉。淀粉。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)影響糊化的因素影響糊化的因素u淀粉的品種，淀粉顆粒的大小，淀粉的品種，淀粉顆粒的大小，u溫度溫度u共存的其它組分的種類和數(shù)量：如高濃度糖液共存的其它組分的種類和數(shù)量：如高濃度糖液降低糊化速度；降低糊化速度；u脂類及其衍生物：與直鏈淀粉形成復(fù)合物，組脂類及其衍生物：與直鏈淀粉形成復(fù)合物，組織水分子進入顆粒，推遲顆粒腫脹；提高糊化織水分子進入顆粒，推遲顆粒腫脹；提高糊化溫度；溫度；u鹽：對鹽敏感性淀粉，依條件不同，鹽可增加鹽：對鹽敏感性淀粉，依條件不同，鹽可增加或降低膨脹?；蚪档团?/p>

55、脹。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)淀粉的老化淀粉的老化u定義：經(jīng)過糊化后的定義：經(jīng)過糊化后的-淀粉在室溫或低淀粉在室溫或低于室溫下放置后，回變得不透明甚至凝于室溫下放置后，回變得不透明甚至凝結(jié)而沉淀，這種現(xiàn)象稱之為老化。結(jié)而沉淀，這種現(xiàn)象稱之為老化。u原理：糊化后的淀粉分子在低溫下又自原理：糊化后的淀粉分子在低溫下又自動排列成序，相鄰分子間的氫鍵又逐步動排列成序，相鄰分子間的氫鍵又逐步恢復(fù)形成致密的、高度晶化的淀粉分子恢復(fù)形成致密的、高度晶化的淀粉分子微束。微束。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)與糊化對比與糊化對比u是糊化的逆過程，但是不能使淀粉徹底是糊化的逆過程，但是不能使淀粉徹底復(fù)原到生淀粉（復(fù)原到生淀粉（-淀

56、粉淀粉）的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，）的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，比生淀粉晶化程度低。比生淀粉晶化程度低。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)影響老化的因素影響老化的因素u淀粉來源，即直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例：直鏈淀粉較淀粉來源，即直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例：直鏈淀粉較支鏈淀粉易于老化，支鏈淀粉幾乎不發(fā)生老化，因其結(jié)支鏈淀粉易于老化，支鏈淀粉幾乎不發(fā)生老化，因其結(jié)構(gòu)呈三維網(wǎng)狀空間分布，妨礙微晶束氫鍵的形成；構(gòu)呈三維網(wǎng)狀空間分布，妨礙微晶束氫鍵的形成；u淀粉含水量：含水量在淀粉含水量：含水量在303060%60%較易老化；較易老化；10%6060或或4040都不老化。都不老化。upHpH值：在偏酸（值：在偏酸（pH4pH4）或偏堿條件下也不易老

57、化?；蚱珘A條件下也不易老化。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)老化淀粉的特點及應(yīng)用老化淀粉的特點及應(yīng)用u特點：特點：u 與水失去親和力，難以被淀粉酶水解，因與水失去親和力，難以被淀粉酶水解，因而不易被人體吸收而不易被人體吸收u應(yīng)用：應(yīng)用：u 方便食品應(yīng)防止淀粉老化。方便食品應(yīng)防止淀粉老化。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)糖元糖元主要分布在動物的肝臟中結(jié)構(gòu)類似于支鏈淀粉比支鏈淀粉的聚合度高、分支多。易溶于水，不糊化?？伤庵袊r(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)糖原（糖原（glycogen） 又名：又名：動物淀粉動物淀粉u結(jié)構(gòu)與組成：是由葡萄糖殘基聚合形的非常大的有分結(jié)構(gòu)與組成：是由葡萄糖殘基聚合形的非常大的有分枝的高分子化合物（同聚葡聚糖

58、）枝的高分子化合物（同聚葡聚糖）u葡萄糖殘基連接方式：葡萄糖殘基連接方式：u主鏈：主鏈：-1-1，4 4糖苷鍵連接，糖苷鍵連接，u枝鏈：枝鏈：-1-1，6 6糖苷鍵連接，糖苷鍵連接，u大約每大約每1010個殘基中有個殘基中有1 1個個-1-1，6 6糖苷鍵（圖糖苷鍵（圖1-31-3寧寧* *）中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u與與支鏈淀粉比較：支鏈淀粉比較：糖原的端基含量占糖原的端基含量占9%9%，而，而支鏈淀粉支鏈淀粉為為4%，故糖原的分枝程度比支鏈淀粉約高，故糖原的分枝程度比支鏈淀粉約高1倍多。倍多。u相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量：5000000。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u提?。簭牡矸壑蟹蛛x出的少量植物糖原

59、，是一種低提?。簭牡矸壑蟹蛛x出的少量植物糖原，是一種低分子量和高分枝的物質(zhì)。分子量和高分枝的物質(zhì)。u存在：肝臟（存在：肝臟（2.888.14%）和骨骼?。ㄖ饕唬┖凸趋兰。ㄖ饕?；細(xì)菌、酵母、真菌及甜玉米（高等植物中含量少）細(xì)菌、酵母、真菌及甜玉米（高等植物中含量少）u功能：分解功能：分解葡萄糖（動物能源），是動物中的主葡萄糖（動物能源），是動物中的主要多糖，是葡萄糖極容易利用的儲藏形式。要多糖，是葡萄糖極容易利用的儲藏形式。u分解途徑及產(chǎn)物：稀酸分解途徑及產(chǎn)物：稀酸糊精、麥芽糖和葡萄糖，糊精、麥芽糖和葡萄糖，u 酶酶麥芽糖和葡萄糖。麥芽糖和葡萄糖。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)菊糖菊糖u定義：植物以

60、多縮果糖作為糖類化合物的貯藏物質(zhì)定義：植物以多縮果糖作為糖類化合物的貯藏物質(zhì)u來源：菊科植物如菊芋、大麗花的根部、蒲公英、橡來源：菊科植物如菊芋、大麗花的根部、蒲公英、橡膠草等膠草等u別名：淀粉別名：淀粉u組成：果糖組成：果糖+ +葡萄糖（少量）葡萄糖（少量）u連接：連接：1 1分子菊糖含有約分子菊糖含有約3030個個1 1，2-2-糖苷鍵連接的果糖糖苷鍵連接的果糖殘基殘基u存在：存在：D-D-呋喃糖呋喃糖中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)菊糖菊糖u性質(zhì)：性質(zhì)：u不溶于冷水，溶于熱水不溶于冷水，溶于熱水u還原性還原性u不被淀粉酶水解，人和動物不能消化不被淀粉酶水解，人和動物不能消化u可被蔗糖酶極慢速水解可被

61、蔗糖酶極慢速水解u可被菊糖酶水解可被菊糖酶水解中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)纖維素纖維素大量分布于植物食品中，在細(xì)胞內(nèi)一般為結(jié)構(gòu)大量分布于植物食品中，在細(xì)胞內(nèi)一般為結(jié)構(gòu)物質(zhì)物質(zhì)構(gòu)件分子構(gòu)件分子：D吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖直鏈淀粉直鏈淀粉1，4糖苷鍵糖苷鍵不能在人體內(nèi)水解不能在人體內(nèi)水解不溶于水不溶于水可被強酸降解可被強酸降解可酶解可酶解中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)纖維素纖維素（cellulose） 植物中最廣泛的骨架多糖，植物中最廣泛的骨架多糖， 連接方式：以連接方式：以D-吡喃葡萄糖通過吡喃葡萄糖通過-1，4糖苷鍵，糖苷鍵，鏈狀大分子。（圖鏈狀大分子。（圖2-14韓見后）韓見后） 通常和半纖維素及木質(zhì)素結(jié)合在一起

62、通常和半纖維素及木質(zhì)素結(jié)合在一起 人體沒有分解纖維素的消化酶，因而無法利用。人體沒有分解纖維素的消化酶，因而無法利用。 鏈內(nèi)和鏈間高度的氫鍵結(jié)合，形成高度結(jié)晶化的鏈內(nèi)和鏈間高度的氫鍵結(jié)合，形成高度結(jié)晶化的微纖絲。盡管還存在著微纖絲間的無定形區(qū)，但微纖絲。盡管還存在著微纖絲間的無定形區(qū)，但結(jié)構(gòu)高度穩(wěn)定，故在食品加工中結(jié)構(gòu)變化很少纖結(jié)構(gòu)高度穩(wěn)定，故在食品加工中結(jié)構(gòu)變化很少纖維素結(jié)晶區(qū)的局部結(jié)構(gòu)如圖維素結(jié)晶區(qū)的局部結(jié)構(gòu)如圖2。2-25*劉。劉。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u分類：分類：u不是均一物質(zhì)，粗纖維分不是均一物質(zhì)，粗纖維分、和和-纖維素纖維素u分子結(jié)構(gòu)：排列成束狀，似繩索。分子結(jié)構(gòu)：排列成束狀，似繩

63、索。u纖維素結(jié)構(gòu)可以用下式表示。（寧纖維素結(jié)構(gòu)可以用下式表示。（寧*見后）見后）u相對分子量：相對分子量：50000400000u每分子纖維素：含每分子纖維素：含3002500個葡萄糖殘基。個葡萄糖殘基。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)纖維素纖維素OOOCH2OH HOOH OHOHOCH2OHOHCH2OHOH OHOOHOHCH2OHOH2OHn纖維二糖基纖維二糖基中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)性質(zhì)：性質(zhì)：不溶于水，溶于銅鹽的氨水溶液；不溶于水，溶于銅鹽的氨水溶液；對稀酸和稀堿特別穩(wěn)定對稀酸和稀堿特別穩(wěn)定幾乎不還原費林試劑幾乎不還原費林試劑分解：高濃度的酸（分解：高濃度的酸（6070%硫酸硫酸/41%鹽酸）鹽酸

64、）或稀酸在高溫處理或稀酸在高溫處理水解產(chǎn)物：纖維二糖、纖維三糖和纖維四糖等。水解產(chǎn)物：纖維二糖、纖維三糖和纖維四糖等。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u完全水解完全水解大量大量-葡萄糖，葡萄糖，u部分水解部分水解纖維二糖，纖維二糖，u 水解水解u充分甲基化的纖維素充分甲基化的纖維素-大量的大量的2，3，6-三三甲氧基葡萄糖，表明纖維素的分子沒有分枝。甲氧基葡萄糖，表明纖維素的分子沒有分枝。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)纖維素的化學(xué)修飾纖維素的化學(xué)修飾纖維素分子上游離羥基可被修飾羧甲基纖維素甲基纖維素 See page 64可溶性助溶性不可消化增稠劑、穩(wěn)定劑持水性中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)含D木糖的雜聚多糖半纖維素A中性含

65、阿拉伯糖支鏈半纖維素B酸性木中居多含葡萄糖醛酸保健功能面包中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)半纖維素半纖維素u含D-木糖的一類雜聚多糖木糖的一類雜聚多糖u 稀酸稀酸u半纖維素半纖維素戊糖戊糖+葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸+脫氧糖脫氧糖u 水解水解u骨架：（骨架：（14）-D-吡喃木糖基單位組成的吡喃木糖基單位組成的木聚糖木聚糖中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u不同植物中的半纖維素組成不同植物中的半纖維素組成u谷物和豆類膳食纖維：阿拉伯木聚糖、木葡聚谷物和豆類膳食纖維：阿拉伯木聚糖、木葡聚糖、半乳甘露聚糖和糖、半乳甘露聚糖和-1，3和和-1，4-葡聚葡聚糖糖u水果和蔬菜：阿拉伯聚糖和木聚糖和半乳甘露水果和蔬菜：阿拉伯聚糖和木聚糖

66、和半乳甘露聚糖。聚糖。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)u中性組分（半纖維素中性組分（半纖維素A）：）：主鏈上有許多阿拉伯糖組主鏈上有許多阿拉伯糖組成的短支鏈，還存在成的短支鏈，還存在D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖和半乳糖和D-甘露糖。甘露糖。從小麥、大麥和燕麥粉得到的阿拉伯木聚糖是這類糖從小麥、大麥和燕麥粉得到的阿拉伯木聚糖是這類糖的典型例子。的典型例子。u酸性組分（半纖維素酸性組分（半纖維素B）：不含阿拉伯糖，主要含有：不含阿拉伯糖，主要含有4-甲氧基甲氧基-D-葡萄糖醛酸，故具有酸性。水溶性小麥面葡萄糖醛酸，故具有酸性。水溶性小麥面粉戊聚結(jié)構(gòu)。一些半纖維素結(jié)構(gòu)見圖粉戊聚結(jié)構(gòu)。一些半纖維素結(jié)構(gòu)見圖2。2-25劉劉*。u u2種半纖維素都有種半纖維素都有-D-（14）鍵結(jié)合成的木聚糖鏈）鍵結(jié)合成的木聚糖鏈中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品化學(xué)半纖維素的應(yīng)用半纖維素的應(yīng)用u改善食品品質(zhì)：陪烤食品如面包，提高面粉結(jié)合水的改善食品品質(zhì)：陪烤食品如面包，提高面粉結(jié)合水的能力；促進蛋白質(zhì)的進入和增加面包的體積；延緩面能力；促進蛋白質(zhì)的進入和增加面包的體積；延緩面包老化。包老化。u保健功能：膳食纖維的重要來源，可促進胃腸蠕動及