食品化学 碳水化合物
食品化学课件之碳水化合物
主要内容
概述 糖类的结构 食品中单糖与低聚糖的化学性质 食品中单糖和低聚糖的功能 食品中的多糖
第一节 概述
一、碳水化合物的定义与来源
碳水化合物是多羟基醛类和多羟基酮类化合 物及其缩合物和某些衍生物的总称。
碳水化合物是自然界分布广泛、数量最多的 有机化合物，是食品的主要组成成分之一， 也是绿色植物光合作用的产物。
D-半乳糖是D-葡萄糖的C4差向异构体。
一种六碳醛糖有16种异构体， 其中8种为D异构系列， 另8种是L异构系列。 在自然界中L-糖系列比D异构系列少得多， 食品中常存在的L-糖主要有L-半乳糖和L-
阿拉伯糖。
半缩醛羟基具有较强的还原性。
吡喃糖有椅式和船式两种不同构象。
O
O
椅式
船式
OH
CH2OH
OH L-半乳糖 OH
O OH
OH OH
OH
O
OH
L-阿拉伯糖
OH
CH2OH O OH D-甘露糖
OH OH
CH2OH O
HO
OH OH
OH
OH
D-果糖
CH2OH
O OH
OH
L-山梨糖
CH2OH
OH
OH
O OH
COOH
CH3
L-鼠李糖 OH
O OH L-半乳糖醛酸
OH
OH OH
COOH OH
镜
一、单糖
葡萄糖有四个手性碳原 H C
子,其中最高碳数手性碳 H C 原子上的羟基位置在右
边的糖称为D-糖,
HC
最高碳数手性碳原子上 H C 的羟基位置在左边的糖
称为L-糖。
HC
天然存在的糖主要以D- H C 糖为主。
《食品化学》4-碳水化合物
单糖可以进行直接发酵； 低聚糖和淀粉需要水解成单糖才能发酵， 但是麦芽糖除外。
应用： 1）面团发酵：
乙醇发酵（为主）＋乳酸发酵 适度时有酒香，过度发酸；
2）泡菜：乳酸发酵，风味独特；
3）酿酒、制醋：乙醇发酵为主。
b.利用Maillard反应 在面包、咖啡、红茶、啤酒、糕点、 酱油等生产中。������ 产生特殊风味、香味。
如通过控制原材料、温度及加工方法，可制
备各种不同风味、香味的物质。
控制原材料 核糖+ 半胱氨酸：烤猪肉香味。 核糖+ 谷胱甘肽：烤牛肉香味。
������ 控制温度 葡萄糖+ 缬氨酸 100-150 ℃ 烤面包香味 180 ℃ 巧克力香味
2、氨基酸及其它含氨物种类 a.含S-S、S-H不易褐变 b.有吲哚、苯环易褐变 c.碱性氨基酸易褐变 d.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐 变
������ 3、温度 羰氨反应受温度影响比较大，温度每 差10℃，其褐变速度差3－5倍。 ������
4、水分 羰氨反应需在有水存在的条件下进行， 水分在10-15%时最容易发生。 完全干燥情况下，褐变反应难进行。 ������
实验证明，天然直链淀粉分子的空间结 构并非是完全伸展成直线型的，而是卷曲成 螺旋状的，结构比较紧密 。
2、支链淀粉的结构 以α-1，4-苷键结合为主，并有α-1，6苷键结合、且在此处分枝的叫支链淀粉。 支链淀粉分子的聚合度较大，约在 1000～6000之间。
食品化学第三章碳水化合物
2. 按功能分 • 结构多糖 • 贮存多糖 • 抗原多糖
食品中的糖类化合物（见表一）
Carbohydrates comprise more than 75%of the dry matter of Plants. eg: corn, vegetable, fruit, and so on.
。 糖苷键的连接方式 -D: 16 < 1 2 < 14 < 1 3 -D: 16 < 14 < 13 < 12
。聚合度（DP）大小 水解速度随着DP增大而明显减小
B.环境
. 温度
温度提高，水解速度急剧加快。 。 酸度:
单糖在pH3~7范围内稳定； 糖苷在碱性介质中相当稳定， 但在 酸性介质中易降解。
五碳糖
H—C C—CHO + 3 H2O O
糠醛
3.2.5.2复合反应：
。单糖受酸和热的作用，缩合失水生成低聚糖的反应称为复合反应 。 是水解反应的逆反应。
例如：2 C6H12O6
C12H22O11 + H2O
3.2.5.3 变旋现象
葡萄糖溶液经放置一段时间后的旋光值与最初的旋光 值不同的现象，稀碱可催化变旋。
蔗糖12~17
纤维素0.7
甘薯 26.3 肉
葡萄糖0.87 0.1
食品中碳水化合物的作用
。提供人类能量的绝大部分。 。提供适宜的质地、口感和甜味
（如麦芽糊精作增稠剂、稳定剂） . 有利于肠道蠕动，促进消化 （如纤维素被称为膳食纤维，低聚糖可促小孩肠
- D-呋喃葡萄糖
- D-吡喃葡萄糖
开链式葡萄糖
-D-呋喃葡萄糖
食品化学 第三章 碳水化合物
工业上生产焦糖色素
以蔗糖为原料生产的三种色素及用途
NH4HSO3催化 pH2-4.5 耐酸焦糖色素 （可用于可口可乐饮料，棕色） 糖和铵盐加热 pH4.2-4.8 焙烤食品用焦糖色素 （红棕色） 蔗糖加热 pH3-4 啤酒美色剂 （含醇类饮料，红棕色）
第一节 单糖在食品中的作用
第二节 低聚糖
蔗糖形成焦糖的过程
蔗糖
200℃，约 35 min起泡
（无甜味而具有温和的苦味）
异蔗糖酐
焦糖酐 焦糖稀 焦糖素
二次起泡55 min
（熔点为 138℃，可溶于水 及乙醇，味苦）
焦糖色素是一种结构不明确 继续加热 的大的聚合物分子，这些聚 （熔点为 154℃，可溶于水） 继续加热 合物形成了胶体粒子，形成 （高分子量的深色物质 ） 胶体粒子的速度随温度和pH 的增加而增加。
裂解:
裂解 挥发性的醛、酮
第一节 单糖在食品中的作用
焦糖化反应条件
①无水或浓溶液，温度150-200℃。 ②催化剂的存在加速反应：铵盐、磷酸盐 苹果酸、延胡索酸、柠檬酸、酒石酸等。 ③pH8比pH5.9时快10倍。 ④不同糖反应速度不同，例如果糖大于葡 萄糖（熔点的不同）。
第一节 单糖在食品中的作用
一、单糖的物理性质
吸湿性和保湿性
吸湿性：指糖在空气湿度较高的情况下吸收水分 的性质。 保湿性：指糖在空气湿度较低条件下保持水分的 性质。果糖的吸湿性最强
结晶性
糖的特征之一是能形成结晶，糖溶液越纯越易 结晶。
其它
黏度、渗透压、发酵性、抗氧化性
第一节 单糖在食品中的作用
二、单糖的化学反应
• 具有醇羟基的成酯、成醚、成缩醛等反应 和羰基的一些加成反应，还具有一些特殊 反应 。 非酶褐变反应 美拉德反应（Maillard reaction） 焦糖化反应（Phenomena of Caramelization ）
食品化学知识点范文
食品化学知识点范文食品化学是研究食品组分、结构、性质、变化和相互作用的科学，涉及食品的营养和安全方面的知识。
下面是一些常见的食品化学知识点。
一、碳水化合物2.碳水化合物包括单糖、双糖和多糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉和纤维素等。
3.碳水化合物分解为葡萄糖后进入血液循环，供给机体能量，并通过胰岛素调节血糖水平。
二、脂肪1.脂肪是由甘油和脂肪酸组成的化合物。
3.脂肪分为饱和脂肪、不饱和脂肪和转化脂肪酸等。
三、蛋白质1.蛋白质是由氨基酸组成的高聚合物，是构成生物体的重要组成部分。
2.蛋白质可以分为动物蛋白质和植物蛋白质，如肉、鱼、奶、豆类等。
3.蛋白质的主要功能包括供给机体能量、维持组织结构和功能、抗体产生和酶的催化等。
四、维生素1.维生素是一类对机体正常生长、发育、生理功能具有重要作用的有机物质。
2.维生素可以分为水溶性维生素和脂溶性维生素。
3.维生素不可被机体合成，需从食物中摄取。
五、矿物质1.矿物质是食物中的无机物质，包括钙、铁、锌、镁、钠、钾等。
2.矿物质对于机体的正常生理功能具有重要作用，如构成骨骼、维持神经传导、维持水平衡等。
六、食物添加剂1.食物添加剂是指用于改善食品品质和特性、提高加工性能和延长食品保质期的物质。
2.食物添加剂包括色素、甜味剂、防腐剂、抗氧化剂、增稠剂、着色剂等。
七、食品储藏和加工1.食品储藏是指将食品保存在适宜的条件下，防止食品变质和营养丢失的过程。
2.食品加工是指改变食品原有的物理、化学和生物学特性，提高食品的质量和风味的过程。
3.食品加工和储藏可以通过控制温度、湿度、氧气和光照等条件来保证食品的品质和安全。
八、食品变质和毒素1.食品变质是指食品由于微生物、酶和化学反应等原因而发生质量下降的过程。
2.食品变质可以表现为腐败、发酵、霉变等。
3.食品中的毒素包括微生物毒素、化学污染物和放射性物质等。
以上只是食品化学的一部分知识点，食品化学的研究范围广泛且深入。
对于食品的营养和安全，掌握食物化学的基本知识是非常重要的。
食品化学第三章碳水化合物
分类：
低聚糖中以双糖分布最为普遍，双糖也称为二糖， 是由2分子的单糖失水形成的，其单糖单体可以是 相同的，也可以是不同的，故可分为同聚二糖和杂 聚二糖。同聚二糖：麦芽糖，异麦芽糖，纤维二糖， 海藻二糖；杂聚二糖：蔗糖，乳糖等。
❖二糖：
❖ 还原性二糖：还原性二糖可以看作是一
分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的 醇羟基失水而成的。这样形成的二糖分子 中，有一个单糖单位形成苷，而另一个单 位仍然保留有半缩醛基。
碳水化合物的作用：
❖ 是重要的能量来源与营养来源： ❖ 单糖和低聚糖是重要的甜味剂和保藏剂(高
浓度糖渗透压大，微生物不易生长)： ❖ 与食品中其它成分发生反应产生色泽和香
味：焦糖化反应，美拉德反应 ❖ 具有较高黏度、凝胶能力和稳定作用：多
指多糖
碳水化合物在加工贮藏中的变化：
❖ 有利变化：淀粉糊化，纤维素水解， 果胶在水果后熟中的适当降解
(3)分子中碳原子数≥3的单糖含有手型碳原子(即 离羰基最员的不对称碳原字)，手型碳原子上－ OH在右侧的为D型，在左侧的为L型。天然存 在的单糖大多为D型。
➢ 2、单糖的环状结构：
单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇羟 基反应，生成分子内的半缩醛或半缩酮，形成 五元呋喃环或更稳定的六元吡喃环。天然的糖 多以六元环形式存在。
3.2 单糖
❖ 单糖的结构：
➢ 1、单糖的化学组成和链状结构：
(1)组成Cn(H2O)n：所有食物中的低聚糖和多糖摄 入人体后，都必须水解成单糖后才能被人体吸收。
(2)自然界中以4，5，6个碳原子的单糖最普遍。6 碳糖：葡萄糖，果糖；5碳糖：核糖等等。按照官 能团又分为醛糖或酮糖。依分子中碳原子的数目， 单糖可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖，庚糖 。
食品化学名词解释
食品化学名词解释食品化学是研究食品中各种成分的组成、结构、性质以及它们在食品加工和储存过程中的变化规律的学科。
食品化学不仅关注食品的安全和卫生问题，还重点研究食品的同位素标记技术、食品添加剂和保健品的合成和应用等。
1. 蛋白质：蛋白质是由氨基酸组成的食品成分，是构成人体重要组织的基础，也是食品中的重要营养物质。
蛋白质可以提供身体所需的氨基酸，用于维持生命活动，促进生长发育。
2. 碳水化合物：碳水化合物是由碳、氧、氢三种元素组成的化合物，是人体活动的重要能源来源。
食品中的碳水化合物包括单糖、双糖和多糖，如蔗糖、淀粉等。
碳水化合物能够迅速提供能量，是人体各项活动所必需的。
3. 脂肪：脂肪是一种主要存在于动植物的食物中的营养物质。
它是一种能量丰富的物质，提供了比蛋白质和碳水化合物更多的能量。
脂肪还是细胞膜和生理活性物质的重要组成部分。
4. 维生素：维生素是人体所需的微量有机化合物，不能被人体合成，需要通过食物摄入。
维生素在人体新陈代谢、细胞功能维持等多个方面起着重要作用。
常见的维生素有维生素A、维生素C、维生素E等。
5. 矿物质：矿物质是人体必需的无机营养物质，主要由金属元素组成，如钙、铁、锌等。
矿物质是人体骨骼、牙齿等组织的构成要素，也参与体内许多物质的代谢和催化作用。
6. 食品添加剂：食品添加剂是为了改善食品品质和特性而添加到食品中的物质。
常见的食品添加剂有防腐剂、色素、甜味剂等。
食品添加剂不仅要保证安全性，还要保证对食品的影响符合相关法规和标准。
7. 食品致癌物：食品致癌物是指能够增加食品中致癌物质含量，从而导致食品对人体产生致癌作用的物质。
常见的食品致癌物有亚硝酸盐、多环芳烃等。
食品加工和储存过程中合理控制食品致癌物质的生成和含量，对保护人体健康具有重要意义。
8. 食品安全：食品安全是指食品对人体健康的无害性和无毒性。
食品安全受到食品成分、食品添加剂、食品加工和储存等多个因素的影响。
保障食品安全需要加强食品质量监管和食品生产环节的安全控制。
食品化学-第2章-碳水化合物
第2章 碳水化合物碳水化合物（carbohydrates ）是自然界中分布广泛，数量最多的有机化合物，约占自然界生物物质的3/4，普遍存在于谷物、水果、蔬菜及其他人类能食用的植物中。
早期认为，这类化合物的分子组成一般可用C n （H 2O ）m 通式表示，因此采用碳水化合物这个术语。
后来发现有些糖如脱氧核糖（C 5H 10O 4）和鼠李糖（C 6H 12O 5）等并不符合上述通式，并且有些糖还含有氮、硫、磷等成分，显然用碳水化合物这个名称来代替糖类名称已经不适当，但由于沿用已久，至今还在使用这个名称。
碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物和缩合物，可分为单糖、低聚糖、多糖三类。
单糖是碳水化合物中结构最简单，不能再被水解为更小单位的糖类，按所含碳原子数目的不同称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等，其中以戊糖、己糖最为重要，如葡萄糖、果糖等。
低聚糖是指聚合度为2～10个单糖的糖类，按水解后生成单糖数目的不同，低聚糖又分为二糖、三糖、四糖、五糖等，其中以二糖最为重要，如蔗糖、麦芽糖等。
多糖一般指聚合度大于10的糖类，可分为同聚多糖（由相同的单糖分子缩合而成）和杂聚多糖（由不相同的单糖分子缩合而成）两种，淀粉、纤维素、糖原等属于同聚多糖，半纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶等属于杂聚多糖。
碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其他化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。
人类摄取食物的总能量中大约80%由糖类提供，因此它是人类及动物的生命源泉。
作为食品成分之一的碳水化合物，它包含了具有各种特性的化合物，如具有高黏度、胶凝能力和稳定作用的多糖；有作为甜味剂、保藏剂的单糖和双糖；有能与其他食品成分发生反应的单糖；具有保健作用的低聚糖和多糖等。
2.1 单糖2.1.1 单糖的结构与构象单糖（monosaccharides ）是碳水化合物的最小组成单位，它们不能进一步水解。
从分子结构上看，它们是含有一个自由醛基或酮基的多羟基醛或多羟基酮类化合物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
monosaccharideoligosaccharide
分类
根据水解情况
disaccharide
glycoside
单糖
低聚糖
2~20个
凡不能被水 凡能被水解
解成更小分 为少数单糖
子的多羟基 分子的多羟
醛、酮及其
基醛、酮的缩
衍生物的糖 合物，称为低 类，称为单糖 聚糖（寡糖）
多糖 凡能水解成 20个以上分 子单糖的聚 糖（或者多 羟基醛、酮 的缩合物） 称为多糖
玉米--在蔗糖转化为 淀粉前采摘，加热破 坏转化酶系，玉米很 甜。成熟后采摘或未 及时破坏酶系，玉米 失去甜味，而且变硬
变老
精选课件
22
三、碳水化合物与食品质量
①碳水化合物是营养的基本物质之一。
②形成一定色泽和风味。
③游离糖本身有甜度，对食品口感有重要作用。
④食品的粘弹性也是与碳水化合物有很大关系，如果胶、卡拉胶等。
内
容
第三节 多糖
精选课件
4
碳水化合物(Carbohydrate)
通式:Cn(H2O)m
绿色植物光合作 用的直接产物
低聚糖或 多糖
定义
碳水化合物是由 多羟基醛、酮或 者多羟基醛酮的 缩合物或衍生物 所构成的一类有 机化合物，又称 为糖类
单糖 糖苷、糖酸、 糖醇等
精选课件
5
碳水化合物(Carbohydrate)
糖苷
可水解成 糖分子和 配糖体的 物质
精选课件
6
精选课件
7
分类 碳水化合物
单糖、寡糖和多糖
多糖可分为均多糖或 杂多糖 多糖可分为植物多糖、 动物多糖和微生物多 糖 多糖可分为结构多糖、 贮藏多糖和功能多糖
多糖复合物
单糖的数量 单糖的种类 多糖的来源 体内的功能 多糖衍生物
精选课件
84
碳水化合物(Carbohydrate)
碳水化合物在食品中的作用
食品和加工食品的原料
食品的辅助材料
谷类食品
淀粉
主食
富含碳水化合物
绿豆粉 粉条和凉粉 淀粉糖浆和 葡萄糖
醋、酒 食用淀粉
豌豆粉
玉米淀粉 高梁淀粉 土豆淀粉
藕粉
山药粉
精选课件
9
碳水化合物(Carbohydrate)
改善
碳水化合物在食品中的作用
食品
的质
地和 性状
食品和加工食品的原料
食品的辅助材料
食品添加剂
午餐肉
淀粉
饼干
多糖
果胶、褐藻胶、琼 脂、魔芋多糖、羧 甲基纤维素
填充剂
水溶性多糖
糖果 颗粒饮料 果酱、果胨 冰淇淋
增加粘 着性和 持水性
稀释面 改善质 稳定剂 筋浓度 地和脆 精选课件
度
凝胶和 稳定剂
稳定、调 节粘度 10
碳水化合物(Carbohydrate)
改善
碳水化合物在食品中的作用
第三章 碳水化合物
精选课件
1
1.食品中单糖、低聚糖、多糖等物理化学性质； 2.食品在储藏加工条件下糖类化合物的美拉德褐变
反应及其对食品营养、感观性状和安全的影响； 3.淀粉的糊化和老化及其在食品加工中的应用；
重点
精选课件
2
糖类化合物的结构与功能间的关系
难点
精选课件
3
本
第一节 概述
章
主
要
第二节 单糖及低聚糖
0.7
全粒燕麦
54.7
10.6
燕麦片
66.5
1.1
谷物名称 碳水化合物(g)
全粒稻谷
71.8
糙米
73.9
精白米
75.5
全粒玉米
68.6
玉米碴
75.9
玉米粗粉
71.1
玉米细粉
75.3
精小米
72.4
精黄米
71.7
高粱米
69.5
纤维素(g)
1.0 0.6 0.3 2.0 0.5 1.4 0.7 0.5 0.8 1.7
6.11 0.42 4.24 0.06
15
常见部分谷物食品原料中碳水化合物含量(按每100g可食部分计)
谷物名称 碳水化合物（g） 纤维素(g)
全粒小麦
69.3
2.1
强力粉
70.2
0.3
中力粉
73.4
0.3
薄力粉
74.3
Байду номын сангаас
0.3
黑麦全粉
68.5
1.9
黑麦粉
75.0
0.7
全粒大麦
69.4
1.4
大麦片
73.5
食品的辅助材料
食品添加剂
功能性食品
影响和改善食品 的形态和质地
果蔬中果胶
多糖
面粉中淀粉
高纤维素食品
粗纤维含量是 制约一些生物 材料在食品中 应用的关键因 素
决定果蔬食品的 决定面包的品 口感粗糙溶
质地变化
质
解性差
精选课件
12
碳水化合物(Carbohydrate)
改善
碳水化合物在食品中的作用
食品
的质
精选课件
16
普通食品中的糖含量
食品 可口可乐 脆点心 冰淇淋
糖的百分含量（%）
9 12 18
食品
糖的百分含量（%）
蛋糕（干）
36
番茄酱
29
果冻（干）
83
上表说明，目前加工的食品中水溶性糖含量比其相应 的原料要多得多。这是为满足食品的风味和色泽需要 而人为加入的。
精选课件
17 9
精选课件
18
精选课件
⑤ 食品中纤维素、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作用外，还 是膳食纤维的构成成分。
⑥某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，是保健食品的主要活性成分。
10
精选课件
23
第二节 碳水化合物的理化性质及食品功能性
一、碳水化合物的结构
地和 性状
食品和加工食品的原料
食品的辅助材料
食品添加剂
功能性食品
影响和改善食品 的形态和质地
影响食品的 色泽和风味
单糖和双糖
小糖类
发生褐变反应 产生风味物质
精选课件
☜ 13
二、食品中的碳水化合物
碳水化合物在植物中含量占干重的80%以上
如：玉米，蔬菜，水果等
单糖及低聚糖主要存在于蔬菜和水果中。 多糖主要存在于玉米，种子，根，茎植物。
19
精选课件
20
返回
从上图表中可以看出: 天然食物中游离糖的含量很少；加工的食品中则较多。
如何将植物源食物中的贮存多糖和结构多糖转 化为可溶性多糖？
目前可采取的方法有： 适时采收； 采后处理； 加工中添加水解酶等
精选课件
21
水果——成熟前采摘， 后熟过程中酶促反应使 淀粉转变为糖，水果变 软，变熟，变甜
精选课件
14
水果及蔬菜中游离糖含量(%鲜重计)
水果
葡萄 桃子 梨子 樱桃 草莓
蔬菜
甜菜 硬花甘蓝
胡萝卜 黄瓜
D-葡萄糖
D-果糖
6.86
7.84
0.91
1.18
0.95
6.77
6.49
7.38
2.09
2.40
0.18
0.16
0.73
0.67
0.85
0.85
0.86
0.86
精选课件
蔗糖
2.25 6.92 1.61 0.22 1.03
食品
的质
地和 性状
食品和加工食品的原料
食品的辅助材料
食品添加剂 功能性食品
低聚糖
糖醇
水苏糖、棉子糖
不被人体消 化酶分解
不被龋齿菌 分解利用
促进肠道有
益菌活化和 增殖
用作低热量 甜味剂
如双歧杆精菌选课件
11
碳水化合物(Carbohydrate)
改善
碳水化合物在食品中的作用
食品
的质
地和 性状
食品和加工食品的原料