糖类营养师炊事员培训

第六章糖类（Carbohydrates）【教学内容】1.糖类物质的组成与分类2.单糖、低聚糖、多糖化学结构3.糖类物质的重要物理、化学性质，(Maillard反应、焦糖化反应)4.淀粉糊化、老化。淀粉糊化应用及老化的预防5.糖类物质在烹饪中应用6.发酵面团的生化原理**。下列物质属于糖类吗？木糖醇、乳糖、甘草水果糖、麦芽糖、巧克力、冰淇淋蔗糖、葡萄糖、糖精、甜密素生粉、莲藕粉、嫩肉粉蜂蜜、海藻胶、果胶、明胶纤维素、淀粉、木质素葡萄糖(Glucose)糖类是自然界中分布最广、数量最多的一种有机物质。是生物最重要的能量来源。根据其膳食中作用分为：（1）食糖类：葡萄糖、蔗糖、蜂蜜…（2）淀粉类：大米、面粉、玉米、红薯、马铃薯…（3）膳食纤维：纤维素、果胶、海藻胶、阿拉伯胶…糖类分布第一节糖类物质组成与分类元素组成:糖类主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)三种元素组成的一类化合物.糖分子中氢和氧的比例为２:１，与水分子（Ｈ２Ｏ）相同，故又称为碳水化合物[C(H2O)]n。但是，也有许多例外属于糖类但不符合[C(H2O)]n的通式：如脱氧核糖C5H10O4符合通式但不属于糖类：甲醛(CH2O)、醋酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）。糖类物质化学结构：糖类物质是多羟基醛、多羟基酮及其衍生物.醛基-----醛糖酮基-----酮糖糖类物质分类通常糖类物质分为三大类：单糖(monosaccharide)低聚糖(oligosaccharide)多糖(polysaccharide)一、单糖分子结构最简单，不能水解的最基本的糖单位由3-6个碳原子组成，有丙糖、丁糖、戊糖、已糖。食品中主要的是葡萄糖、果糖、半乳糖。1.葡萄糖(Glucose):存在于植物中，以水果中含量最丰富。人体利用的最基本的形式，其它糖必须先转化为葡萄糖才被机体利用。2.果糖(Fructose):水果、蜂蜜中含量较多。果糖是一种白色的晶体，是最甜的一种糖，甜度是蔗糖的1.75倍。3.半乳糖(Galactose):母乳中含有半乳糖。半乳糖很少以单糖的形式存在食品中，由乳糖分解得到。在体内转化为葡萄糖后利用。4.其它单糖:核糖、阿拉伯糖、木糖、木糖醇、山梨醇。山梨醇、木糖醇保健意义一、单糖二、低聚糖（寡聚糖）由2-10个单分子糖脱水缩合而成。食品中以双糖为主，由两分子的单糖脱水缩合而成的化合物，味甜、白色晶体、溶于水，被分解为单糖后才能吸收。食品中主要有蔗糖、麦芽糖、乳糖(1)蔗糖日常食用白糖即蔗糖，由甘蔗或甜菜提取。(2)麦芽糖淀粉的分解产物，麦芽中有一定的含量。(3)乳糖主要存在于乳品中。(4)其它海藻糖等两分子葡萄糖残基组成，存在真菌及细菌之中，如食品蘑菇中较多三、多糖（多聚糖)由10个以上的单糖脱水缩合组成的糖类化合物。均一多糖:单糖残基相同混合多糖:不同单糖残基形成复合糖(1)淀粉:植物种子、块根、根、球茎等部位，均一多糖(2)纤维素:果胶植物根、茎、叶中，为均一多糖。(3)琼胶、果胶:琼胶红藻类细胞壁的粘成分，果胶存在于水果壁中，是被甲酯化的半乳糖醛酸多聚体。混合多糖四、低聚糖的化学结构1、麦芽糖麦芽糖=葡萄糖+葡萄糖由两分子a-D-吡喃葡萄糖以α-1，4糖苷键连接而成。麦芽糖在结构上有a-型和ß-型两种，性质十分相似。2、蔗糖蔗糖=葡萄糖+果糖由一分子a-D-吡喃葡萄糖和一分子ß-D-呋喃果糖以1α-2ß糖苷键连接而成。蔗糖化学形成示意图3、乳糖由-D半乳糖和D葡萄糖以（14）糖苷键结合而成。功能性低聚糖，大豆低聚糖、低聚果糖四、多糖的化学结构1、淀粉(starch)淀粉在显微镜下呈现出大小的颗粒状，是一种葡萄糖多聚糖。经淀粉酶水解为麦芽糖。用酸水解为葡萄糖。因此，淀粉可以看作若干葡萄糖单位组成的链状结构。★淀粉从结构上分直链淀粉，支链淀粉。（1）直链淀粉直链淀粉的分子是由许多α-D-葡萄糖经过α-1，4-糖苷键反复连接而成的线形高分子化合物。直链淀粉有一个还原端基(半缩醛羟基)，另一端为非还原端基。OOOOOOOOOOOOCH2OHCH2OHCH2OHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHOHOHOHOHOHOHOHOH41414141直链淀粉的结构CH2OH直链淀粉直链淀粉的分子量在60000左右，通常卷曲成螺旋状，每一圈由六个葡萄糖残基构成。（2）支链淀粉支链淀粉分子量在5万—10万之间，一根较长的主链，同时相隔24-30个葡萄残基产生一个支链。支链与主链以一个a（1-6）苷键结合。OOOOOOOOOOOOOOOCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOH141414141OOCH2OHHHHHOHOHOOOOCH2OHHHHHOHOH141α－1,6－苷键支链淀粉的结构常见食品中直链淀粉的含量(%)类别大米小麦普通玉米马铃薯木薯含量(%)14－3228282117天然淀粉一般都含有直链和支链两种淀粉，如玉米淀粉、马铃薯淀粉含27%～、20%～的直链淀粉，其余为支链淀粉，糯米支链较高，豆类淀粉直链较高。2、纤维素纤维素是构成植物组织的一种结构性多糖，其分子由若干个ß-D-吡喃葡萄糖经脱水缩合，以ß-（1，4）糖苷键连接而成的直链分子。分子量5万—40万。纤维素的结构单位是β-D-葡萄糖。它和直链淀粉一样，是无分支的链状分子，但结构单位之间以β-1,4-苷键结合成长链。CH2OHOHHOOOOOOOOCH2OHCH2OHCH2OHHHHHHHHHHHHHHHHOHOHOHOHOHOHOHHHβ－1,4－苷键纤维素的结构纤维结构模型3、果胶果胶物质是植物细胞壁的组成成分之一，在水果和蔬菜中含量较多。主要以半乳糖醛酸以a-（1，4）糖苷键连接成长链。部分甲基化，根据酯化成度分为原果胶(与纤维素等结构在一起)、果胶（半乳糖醛甲酯与少量半乳糖醛酸结合）、果胶酸（主要是半乳糖醛酸结合）4、琼胶即琼脂，是红藻类细胞的粘质成分，由ß-D-半乳糖（1，4）连接，其中在C3连接8个分子的D-半乳糖，C4连接一分子L-吡喃半乳糖缩合而成。通常是琼胶与琼脂的混合物。琼脂不溶于冷水和无机、有机溶剂，但吸水膨胀，同时放出热量，适当加热条件下，可溶于水和某些溶剂中，具有很强的胶凝能力。琼胶几乎不被人体吸收。第三节糖类物质重要性质物理性质化学性质功能性质一、糖的物理性质1．溶解性糖分子有多个极性羟基存在，故有很强水溶性。单糖中果糖较强(78.94%，374.78g/100g水)，葡萄糖(46.71%，87.67g/100g水)。双糖都易溶于水，随温度升高而溶解度增大。多糖常温下一般不溶于水，主要是多糖为大分子结构，如淀粉为α—螺旋结构，呈现出晶体状。纤维素由多条纤维分子平行排列，并以氢键相互连接起来的束状物质。吸湿性：糖在空气湿度较高的情况下吸收水分的情况。保湿性：指糖在较高空气湿度下吸收水分在较低空气湿度下散失水分的性质。对于单糖和双糖的吸湿性为：果糖.转化糖葡萄糖。麦芽糖蔗糖。果葡糖浆和蜂蜜都具有较高的吸湿性和保湿性，可使面包、蛋糕、软糖等食品保持水分，其质地柔软，并延长销售期。2.吸湿性和保湿性单糖中葡萄糖易结晶且晶体小，果糖和转化糖不结晶。蔗糖易结晶且晶体较粗，淀粉转化糖浆不会结晶。食品加工中利用转化糖自身不能结晶并能防止蔗糖结晶。名称蔗糖麦芽糖葡萄糖果糖熔点℃160~186102~108146~150-----3．结晶与熔化食用糖的熔点4．糖的甜度甜度标准规定：规定蔗糖10-15%的水溶液20℃的甜度为1（或者100）。其它物质与之比较得到相对甜度。果糖是最甜的一种糖，甜度是蔗糖的1.75倍。蔗糖100、葡萄糖75，麦芽糖32。生活像蜜样甜有道理5．糖的黏度糖都具有黏性，有增稠和胶凝的功能。糖黏度顺序：葡萄糖、果糖蔗糖淀粉糖浆.作用：（1）控制流体食品或饮料的流动性。（2）改变食品的质构。案例：汤中勾芡，增加黏稠度。肯德鸡挂糊，改变作物外表质构。6.渗透性相同浓度下，溶质分子的分子质量越小，溶液的摩尔浓度就越大，溶液的渗透压就越大，食品的保存性就越高。对于蔗糖来说：50%可以抑制酵母的生长，65%可以抑制细菌的生长，80%可以抑制霉菌的生长。糖具有冰点降低当在水中加入糖时会引起溶液的冰点降低。糖的浓度越高，溶液冰点下降的越大。糖的水解单糖生物氧化糖的氧化-还原反应糖与酸、碱反应糖的成苷反应美拉德反应焦糖化反应二、糖的化学性质1）多糖的水解麦芽糖2D-吡喃葡萄糖[α]D+130°[α]D+52.7°蔗糖D-吡喃葡萄糖+D-呋喃果糖[α]D+66.5°[α]D+52.7°[α]D-92°乳糖D-吡喃葡萄糖+D-吡喃半乳糖[α]D+52.3°[α]D+52.7°[α]D+66.3°淀粉糊精糊精麦芽糖葡萄糖蓝色紫红色无色------有氧氧化C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量无氧酵解C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量酶2）生物氧化美拉德反应（Maillard）一、美拉德反应(Maillard)发现：法国化学家美拉德于1912年发现，当甘氨酸与葡萄糖的溶液共热时，会形成褐色色素（也叫类黑精），以后这种反应就被称为美拉德反应。美拉德反应亦称羰氨反应，它包括胺基化合物和羰基化合物之间的类似反应在内。由于食品中都含有这二类物质（蛋白质及碳水化合物），所以食品都有可能发生此反应。Maillard应用快餐食品:美式：炸薯条、炸鸡、比萨饼中式：油条、面锅、烧饼、饼干糕点美食：北京烤鸭、广东叉烧、烤羊付食品：乳脂糖、太妃糖、巧克力饮料类：黄酒、啤酒、红茶、咖啡添加剂：肉类香精膨化食品、香肠、调料调色剂酱色，调味剂汤料其它:香烟香精Maillard反应过程还原糖+氨基酸葡基胺（无色）Amadori重排1-氨基-1-脱氧-D-果糖胺pH＞5pH≤5还原酮或脱氧酮+胺5-羟甲基-2-呋喃甲醛（HMF）Strecker降解快速聚合，生成深色物质(类黑精)吡嗪类、噻嗪类、吡咯、吡啶（风味物质）Maillard反应物与生成物反应物质还原糖：单糖、双糖、多糖氨基酸：20种，还有一些胺类化合物少量的水：反应的条件反应生成物（1）颜色：类黑精物质，由黄色褐色黑色（2）风味物质：吡嗪类、噻嗪类、吡咯、吡啶（不同香气成分）影响Maillard反应的因素（1）糖的种类及含量a.五碳糖六碳糖b.单糖双糖多糖c.还原糖含量与褐变成正比（2）氨基酸及其他含氨物的种类a.含S-S，S-H不易褐变(两种)b.有吲哚，苯环易褐变(酪.苯.色.脯)c.碱性氨基酸易褐变(赖.精.组)d.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变（3）温度升温易褐变，温度增加10℃，其速度上3～5倍影响Maillard反应的因素（4）水分褐变需要一定水分（少量），水分在10%～15%时最容易发生。完全干燥情况下，反应难进行。而液体状食品，其褐变反较缓慢。（5）pH值a、pH在4—9范围内，随着pH上升，褐变上升；b、pH≤4时，褐变反应程度较轻微；c、pH在7.8—9.2范围内，褐变较严重。（6）金属离子Cu与Fe促进褐变，Fe3+Fe2+（7）亚硫酸盐抑制Maillard反应，钙与镁也有阻止羧氨反应的作用。Maillard反应对食品品质的影响不利方面：a.营养损失，特别是必需氨基酸（如赖氨酸）损失严重；b.环丙酰胺,毒素作用C.导致不期望的色泽。面包烤焦变黑有利方面：a.褐变产生金黄色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和风味。b.面包焙烤中需要加深其颜色和香味，需要褐变。（面包糠应用）c.咖啡焙炒产生特有的咖啡香味肉类香气与美拉德反应生肉是没有香味的，只有在蒸馏和焙烤时才会有香味。在加热过程中，肉内各种组织成分间发生一系列复杂变化，产生了挥发性香味物质，目前有1000多种肉类挥发性成分被鉴定出来，主要包括：内酯化合物、吡嗪化合物、呋喃化合