碳水化合物作业答案
情境一食品成分化学
任务二碳水化合物（作业答案）
一、填空题
1 碳水化合物根据其组成中单糖的数量可分为单糖、寡糖（低聚糖）、和多糖。
2 单糖根据官能团的特点分为醛糖和酮糖，寡糖一般是由2-10个单糖分子缩合而成，多糖聚合度大于10，
根据组成多糖的单糖种类，多糖分为同聚多糖或杂聚多糖。
3 淀粉对食品的甜味没有贡献，只有水解成低聚糖或葡萄糖才对食品的甜味起作用。
4 糖醇指由糖经氢化还原后的多元醇。
5 糖苷是单糖环状半缩醛结构中的半缩醛羟基与另一分子醇或羟基脱水缩合形成的化合物。糖苷的非糖
部分称为配基，连接糖基与配基的键称糖苷键。
6 大分子多糖溶液都有一定的黏稠性，其溶液的黏度取决于分子的大小，形状，所带净电荷和溶液中的
构象。
7 蔗糖水解称为转化，生成等物质的量葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖。
8 含有游离醛基的醛糖或能产生醛基的酮糖都是还原糖，在碱性条件下，有弱的氧化剂存在时被氧化成
糖酸，有强的氧化剂存在时被氧化成糖二酸。
9 纤维素是由β-D-葡萄糖组成，它们之间通过β-1,4糖苷键相连。
10 乳糖是由一分子β-D-半乳糖和一分子D-葡萄糖组成,它们之间通过β-1，4糖苷键相连。
11 判断一个糖的D-型和L-型是以离羰基最远的一个手性（不对称）碳原子上羟基的位置作依据。
12 淀粉分为直连淀粉和支链淀粉，其中支链淀粉的结构与糖原相似。
13 蔗糖是由一分子α-D-葡萄糖和一分子β-D-果糖通过α,β-1,2糖苷键而形成的二糖，蔗糖无（填有或无）还原性。
14 糖类根据其水解情况可分为单糖、寡糖（低聚糖）、和多糖三类。
15 食品中常用的单糖有葡萄糖、果糖；双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖；多糖有淀粉、纤维素、果胶等。
16 直链淀粉分子中的糖苷键是α-1,4糖苷键；麦芽糖分子中的糖苷键是α-1,4糖苷键。
二、选择题
1 根据化学结构和化学性质，碳水化合物是属于一类（B）的化合物。
（A）多羟基酸（B）多羟基醛或酮（C）多羟基醚（D）多羧基醛或酮
2 糖苷的溶解性能与（B）有很大关系。
（A）苷键（B）配体（C）单糖（D）多糖
3 一次摄入大量苦杏仁易引起中毒，是由于苦杏仁苷在体内彻底水解产生（B）导致中毒。
（A）D－葡萄糖（B）氢氰酸（C）苯甲醛（D）硫氰酸
4 碳水化合物在非酶褐变过程中除了产生深颜色（C）色素外，还产生了多种挥发性物质。
（A）黑色（B）褐色（C）类黑精（D）类褐精
5 糖醇的甜度除了（A）的甜度和蔗糖相近外，其他糖醇的甜度均比蔗糖低。
（A）木糖醇（B）甘露醇（C）山梨醇（D）乳糖醇
6 卡拉胶形成的凝胶是（A），即加热凝结融化成溶液，溶液放冷时，又形成凝胶。
（A）热可逆的（B）热不可逆的（C）热变性的（D）热不变性的
7 马铃薯淀粉在水中加热可形成非常黏的（A）溶液。
（A）透明（B）不透明（C）半透明（D）白色
8 淀粉糊化的本质就是淀粉微观结构（C）。
（A）从结晶转变成非结晶（B）从非结晶转变成结晶（C）从有序转变成无序（D）从无序转变成有序9 下列哪种糖无还原性？（B）
（A）麦芽糖（B）蔗糖（C）木糖（D）果糖
10 下图的结构式代表哪种糖？（C）
（A）α-D-葡萄糖（B）β-D-葡萄糖（C）α-D-半乳糖（D）β-D-半乳糖
11 α-淀粉酶水解支链淀粉的结果是（C）
(1).完全水解成葡萄糖和麦芽糖； (2).主要产物为糊精； (3).使α-1,6糖苷键水解；(4).在淀粉-1,6-
葡萄糖苷酶存在时,完全水解成葡萄糖和麦芽糖
（A）1,2,3 （B）1,3 （C）2,4 （D）1,2,3,4
12 下列单糖中哪个是酮糖：（D）
(A）核糖（B）脱氧核糖（C）半乳糖（D）果糖
13 下列哪个化合物是糖单位间以α-1，4糖苷键相连：（A）
（A）麦芽糖（B）蔗糖（C）乳糖（D）纤维素
14 下列哪个是蔗糖经蔗糖酶水解的产物：（B）
（A）葡萄糖+葡萄糖（B）果糖+葡萄糖（C）半乳糖+葡萄糖（D）果糖+半乳糖
15 下列关于单糖主要化学性质的叙述哪一项是错误的（D）
（A）氧化反应（B）还原反应（C）成苷反应（D）双缩脲反应
16 下列关于乳糖的哪种说法是错误的：（C）
（A）存在于人与哺乳动物的乳汁中（B）可被乳糖酶水解生成半乳糖和葡萄糖
（C）通过α-1，4糖苷键连结起来（D）具有还原性
17 下列何糖是五个碳原子的醛糖：（C）
（A）果糖（B）蔗糖（C）核糖（D）半乳糖
18 下列说法中正确的是：（D）
（A）糖类是有甜味的物质（B）糖类组成一定符合通式Ｃm(Ｈ2Ｏ)n
（C）符合通式Ｃm(Ｈ2Ｏ)n的一定是糖类物质（D）糖类是人类维持生命的六大类营养素之一
19 焙烤类食品发生褐变的是：（B）
（A）酶促褐变（B）非酶褐变（C）糊化（D）糖化
20 米面供给人体最多的是：（B）
（A）脂肪（B）糖类（C）蛋白质（D）无机盐
21 自然界中最甜的糖是：（C）
（A）蔗糖（B）葡萄糖（C）果糖（D）乳糖
22 以下不属于低聚糖共性的是（D）
（A）可溶于水（B）有甜味（C）发生水解（D）还原性
三、多选题
1.下列关于葡萄糖的说法哪些是正确的（A D）
A.葡萄糖具有旋光性
B.葡萄糖的碳链呈一条直线
C.葡萄糖在溶液中，只以环式存在
D.葡萄糖的分子式为C6H12O6
E.葡萄糖在固体状态时以开链形式存在
2.在支链淀粉中含有下列何化学键（A C）
A.α-1，6糖苷键
B.α-1，3糖苷键
C.α-1，4糖苷键
D.β-1，4糖苷键
E.β-1，3糖苷键
3.下列关于多糖的正确描述是（A D）
A.它们是生物的主要能源
B.它们全部能被人体消化吸收
C.它们以线状分子形式存在
D.能水解成许多单糖的高分子化合物
E.它们都与生物的生长.繁殖.遗传有关
4.淀粉能水解为下列哪些中间物（A D E）
A.麦芽糖
B.果糖
C.葡萄糖
D.紫糊精
E.无色糊精
5.下列糖中，属于单糖的是:（A C E）
A.葡萄糖
B.葡聚糖
C.阿拉伯糖
D.阿拉伯胶
E.果糖
6.果胶是由下列那些物质组成: （A B C）
A.原果胶
B.果胶酯酸
C.果胶酸
D.高酯果胶
E.低酯果胶
7.下列糖中属于还原糖的是: （A B C）
A.麦芽糖
B. 果糖
C.乳糖
D.蔗糖
E.纤维素
8.蔗糖是由那两种单糖缩合而成的（A D）
A.果糖
B.半乳糖
C.木糖
D.葡萄糖
E.阿拉伯糖
9.焙烤类食品中参与非酶褐变的物质主要有（A C）
A.糖类
B.矿物质
C.氨基酸
D.脂类
E.以上都不对
10.在直链淀粉中不存在的化学键有（A C D E）
A.α-1,6-糖苷键
B.α-1,4-糖苷键
C.β-1,4-糖苷键
D.β-1,6-糖苷键
E.α-2,3-糖苷键
11.下列碳水化合物中遇溴水不变色的是( B E）
A.葡萄糖
B.果糖
C.乳糖
D.阿拉伯糖
E.纤维素
12.下列是淀粉所具有的性质的有(A B C D E）
A.遇I2变蓝
B.可水解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等
C.可分为直链和支链两种
D.可发生老化现象
E.能发生糊化现象
三、判断题
（错）1.果糖是左旋的，因此它属于L-构型。
（错）2.糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端，所以它们都有还原性。（纤维素不是）
（错）3.糖的变旋现象是指糖溶液放置后，旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。（开链环状相互转化）
（对）4.D-葡萄糖，D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。
（错）5.糖又称为碳水化合物，是由C、H、O三种元素组成的。（糖主要由C.H.O三种元素组成）
（对）6.葡萄糖和糖原是人体内的主要能源，两者均能氧化而释放能量。
（错）7.糖类化合物都具有还原性。（能被弱的氧化剂所氧化的糖为还原性糖，相反为非还原性糖，如蔗糖及多糖等）。
（对）8.天然葡萄糖都是D型，能使平面偏振光向右旋转。
（对）9.单糖分子中所有的-OH均能发生成酯反应。
（错）10.麦芽糖和乳糖都是还原性二糖，糖苷键的类型也相同。（麦芽糖是由两分子葡萄糖通过α-1，4糖苷键结合而成，乳糖是由一分子β-D半乳糖与另一分子葡萄糖通过β-1，4糖苷键结合而成。）
（对）11.淀粉和纤维素经酸水解后都生成D-(+)-葡萄糖。
（错）12.淀粉.糖原和纤维素都能遇碘产生颜色反应。（淀粉遇碘变蓝，糖原与碘溶液作用呈褐色，而纤维素与碘不产生颜色反应。）
四、名词解释
1果葡糖浆：工业上采用α－淀粉酶和葡萄糖糖化酶水解玉米淀粉得到近乎纯的D－葡萄糖。然后用异构酶使D－葡萄糖异构化，形成由54％D－葡萄糖和42％D－果糖组成的平衡混合物，称为果葡糖浆。
2非酶褐变；非酶褐变反应主要是碳水化合物在热的作用下发生的一系列化学反应，产生了大量的有色成分和无色的成分，或挥发性和非挥发性成分。由于非酶褐变反应的结果使食品产生了褐色，故将这类反应统称为非酶褐变反应。就碳水化合物而言，非酶褐变反应包括美拉德反应、胶糖化褐变、抗坏血酸褐变和酚类成分的褐变。
3美拉德反应；主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应，反应过程中形成的醛类、醇类可发生缩和作用产生醛醇类及脱氮聚合物类，最终形成含氮的棕色聚合物或共聚物类黑素，以及一些需宜和非需宜的风味物质。
4焦糖化作用；糖类在没有含氨基化合物存在时，加热到熔点以上也会变为黑褐的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。
5淀粉的糊化；淀粉分子结构上羟基之间通过氢键缔合形成完整的淀粉粒不溶于冷水，能可逆地吸水并略微溶胀。如果给水中淀粉粒加热，则随着温度上升淀粉分子之间的氢键断裂，因而淀粉分子有更多的位点可以和水分子发生氢键缔合。水渗入淀粉粒。使更多和更长的淀粉分子链分离，导致结构的混乱度增大，同时结晶区的数目和大小均减小，继续加热，淀粉发生不可逆溶胀。此时支链淀粉由于水合作用而出现无规卷曲，淀粉分子的有序结构受到破坏，最后完全成为无序状态，双折射和结晶结构也完全消失，淀粉的这个过程称为糊化。
6淀粉的老化；热的淀粉糊冷却时，通常形成黏弹性的凝胶，凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶，并失去溶解性。通常将淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象，称作淀粉的老化。淀粉的老化实质上是一个再结晶的过程。
五、简答题
1 碳水化合物吸湿性和保湿性在食品中的作用。
答：碳水化合物的亲水能力大小是最重要的食品功能性质之一，碳水化合物结合水的能力通常称为保湿性。根据这些性质可以确定不同种类食品是需要限制从外界吸入水分或是控制食品中水分的损失。例如糖霜粉可作为前一种情况的例子，糖霜粉在包装后不应发生黏结，添加不易吸收水分的糖如乳糖或麦芽糖能满足这一要求。另一种情况是控制水的活性。特别重要的是防止水分损失，如糖果饯和焙烤食品，必须添加吸湿性较强的糖，即玉米糖浆、高果糖玉米糖浆或转化糖、糖醇等。
2 淀粉糊化及其阶段。
答：给水中淀粉粒加热，则随着温度上升淀粉分子之间的氢键断裂，淀粉分子有更多的位点可以和水分子发生氢键缔合。水渗入淀粉粒，使更多和更长的淀粉分子链分离，导致结构的混乱度增大，同时结晶区的数目和大小均减小，继续加热，淀粉发生不可逆溶胀。此时支链淀粉由于水合作用而出现无规卷曲，淀粉分子的有序结构受到破坏，最后完全成为无序状态，双折射和结晶结构也完全消失，淀粉的这个过程称为糊化。淀粉糊化分为三个阶段：
第一阶段：水温未达到糊化温度时，水分是由淀粉粒的孔隙进入粒内，与许多无定形部分的极性基相结合，或简单的吸附，此时若取出脱水，淀粉粒仍可以恢复。
第二阶段：加热至糊化温度，这时大量的水渗入到淀粉粒内，黏度发生变化。此阶段水分子进入微晶束结构，淀粉原有的排列取向被破坏，并随着温度的升高，黏度增加。
第三阶段：使膨胀的淀粉粒继续分离支解。当在95℃恒定一段时间后，则黏度急剧下降。淀粉糊冷却时，一些淀粉分子重新缔合形成不可逆凝胶。
3 淀粉老化及影响因素。
答：热的淀粉糊冷却时，通常形成黏弹性的凝胶，凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶，并失去溶解性。通常将淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象，称作淀粉的老化。影响淀粉老化因素包括以下几点。
（1）淀粉的种类。直链淀粉分子呈直链状结构，在溶液中空间障碍小，易于取向，所以容易老化，分子量大的直链淀粉由于取向困难，比分子量小的老化慢；而支链淀粉分子呈树枝状结构，不易老化。
（2）淀粉的浓度。溶液浓度大，分子碰撞机会多，易于老化，但水分在10％以下时，淀粉难以老化，水分含量在30％～60％，尤其是在40％左右，淀粉最易老化。
（3）无机盐的种类。无机盐离子有阻碍淀粉分子定向取向的作用。
（4）食品的pH值。pH值在5～7时，老化速度最快。而在偏酸或偏碱性时，因带有同种电荷，老化减缓。（5）温度的高低。淀粉老化的最适温度是2～4℃，60℃以上或－20℃以下就不易老化。
（6）冷冻的速度。糊化的淀粉缓慢冷却时会加重老化，而速冻使淀粉分子间的水分迅速结晶，阻碍淀粉分子靠近，可降低老化程度。
（7）共存物的影响。脂类、乳化剂、多糖、蛋白质等亲水大分子可抗老化。表面活性剂或具有表面活性的极性脂添加到面包和其他食品中，可延长货架期。
4 影响淀粉糊化的因素有哪些。
答：影响淀粉糊化的因素很多，首先是淀粉粒中直链淀粉与支链淀粉的含量和结构有关，其他包括以下一些因素。
（1）水分活度。食品中存在盐类、低分子量的碳水化合物和其他成分将会降低水活度，进而抑制淀粉的糊化，或仅产生有限的糊化。
（2）淀粉结构。当淀粉中直链淀粉比例较高时不易糊化，甚至有的在温度100℃以上才能糊化；否则反之。
（3）盐。高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。
（4）脂类。脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。因此，凡能直接与淀粉配位的脂肪都将阻止淀粉粒溶胀，从而影响淀粉的糊化。
（5）pH值。当食品的pH<4时，淀粉将被水解为糊精，黏度降低。当食品的pH＝4～7时，对淀粉糊化几乎无影响。pH≥10时，糊化速度迅速加快。
（6）淀粉酶。在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始，而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解，淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。
六、论述题
1 试述非酶褐变对食品质量的影响。
答：（1）非酶褐变对食品色泽的影响
非酶褐变反应中产生二大类对食品色泽有影响的成分，其一是一类分子量低于1000水可溶的小分子有色成分；其二是一类分子量达到100000水不可溶的大分子高聚物质。
（2）非酶褐变对食品风味的影响
在高温条件下，糖类脱水后，碳链裂解、异构及氧化还原可产生一些化学物质，如乙酰丙酸、甲酸、丙酮醇、3-羟基丁酮、二乙酰、乳酸、丙酮酸和醋酸；非酶褐变反应过程中产生的二羰基化合物，可促进很多成分的变化，如氨基酸在二羰基化合物作用下脱氨脱羧，产生大量的醛类。非酶褐变反应可产生需要或不需要的风味，例如麦芽酚和异麦芽酚使焙烤的面包产生香味，2-H-4-羟基-5-甲基-呋喃-3-酮有烤肉的焦香味，可作为风味增强剂；非酶褐变反应产生的吡嗪类等是食品高火味及焦糊味的主要成分。
（3）非酶褐变产物的抗氧化作用
食品褐变反应生成醛、酮等还原性物质，它们对食品氧化有一定抗氧化能力，尤其是防止食品中油脂的氧化较为显著。它的抗氧化性能主要由于美拉德反应的终产物－类黑精具有很强的消除活性氧的能力，且中间体－还原酮化合物通过供氢原子而终止自由基的链反应和络合金属离子和还原过氧化物的特性。
（4）非酶褐变降低了食品的营养性
氨基酸的损失：当一种氨基酸或一部分蛋白质参与美拉德反应时，会造成氨基酸的损失，其中以含有
游离ε－氨基的赖氨酸最为敏感。糖及Vc等损失：可溶性糖及Vc在非酶褐变反应过程中将大量损失，由此，人体对氮源和碳源的利用率及Vc的利用率也随之降低。蛋白质营养性降低：蛋白质上氨基如果参与了非酶褐变反应，其溶解度也会降低。矿质元素的生物有效性也有下降。
（5）非酶褐变产生有害成分
食物中氨基酸和蛋白质生成了能引起突变和致畸的杂环胺物质。美拉德反应产生的典型产物D－糖胺可以损伤DNA；美拉德反应对胶原蛋白的结构有负面的作用，将影响到人体的老化和糖尿病的形成。
2 非酶褐变反应的影响因素和控制方法。
答：影响非酶褐变反应的因素
（1）糖类与氨基酸的结构
还原糖是主要成分，其中以五碳糖的反应最强。在羰基化合物中，以α-己烯醛褐变最快，其次是α-双羰基化合物，酮的褐变最慢。至于氨基化合物，在氨基酸中碱性的氨基酸易褐变。蛋白质也能与羰基化合物发生美拉德反应，其褐变速度要比肽和氨基酸缓慢。
（2）温度和时间
温度相差10℃，褐变速度相差3～5倍。30℃以上褐变较快，20℃以下较慢，所以置于10℃以下储藏较妥。
（3）食品体系中的pH值
当糖与氨基酸共存，pH值在3以上时，褐变随pH增加而加快；pH2.0～3.5范围时，褐变与pH值成反比；在较高pH值时，食品很不稳定，容易褐变。中性或碱性溶液中，由抗坏血酸生成脱氢抗坏血酸速度较快，不易产生可逆反应，并生成2，3-二酮古罗糖酸。碱性溶液中，食品中多酚类也易发生自动氧化，产生褐色产物。降低pH可防止食品褐变，如酸度高的食品，褐变就不易发生。也可加入亚硫酸盐来防止食品褐变，因亚硫酸盐能抑制葡萄糖变成5-羟基糠醛，从而可抑制褐变发生。
（4）食品中水分活度及金属离子
食品中水分含量在10～15％时容易发生，水分含量在3％以下时，非酶褐变反应可受到抑制。含水量较高有利于反应物和产物的流动，但是，水过多时反应物被稀释，反应速度下降。
（5）高压的影响
压力对褐变的影响，则随着体系中的pH不同而变化。在pH6.5时褐色化反应在常压下比较慢。但是，在pH8.0和10.1时，高压下褐色形成要比常压下快得多。
非酶褐变的控制：（1）降温，降温可减缓化学反应速度，因此低温冷藏的食品可延缓非酶褐变。（2）亚硫酸处理，羰基可与亚硫酸根生成加成产物，此加成产物与R-NH2反应的生成物不能进一步生成席夫碱，因此抑制羰氨反应褐变。（3）改变pH值，降低pH值是控制褐变方法之一。（4）降低成品浓度，适当降低产品浓度，也可降低褐变速率。（5）使用不易发生褐变的糖类，可用蔗糖代替还原糖。（6）发酵法和生物化学法，有的食品糖含量甚微，可加入酵母用发酵法除糖。或用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶混合酶制剂除去食品中微量葡萄糖和氧。（7）钙盐，钙可与氨基酸结合成不溶性化合物，有协同SO2防止褐变的作用。