食品化学(谢明勇)

碳水化合物第三章

食品化学(谢明勇)

3.1

3.2 3.3

3.4

3.5 主要内容

食品化学(谢明勇)

了解食品中碳水化合物的定义和种类；

掌握食品中单糖和低聚糖理化性质，及其在食品中的功能应用；

掌握淀粉的一般性质，以及直链淀粉和支链淀粉的结构特征和性质；

了解淀粉颗粒的晶体结构，掌握淀粉糊化与老化的本质、机理、影响因素，及其在食品加工和储藏中如何利用和控制；

了解果胶的化学结构，重点掌握其凝胶性，及其在食品中的应用。

食品化学(谢明勇)

了解食品中碳水化合物的定义和种类；

掌握食品中单糖和低聚糖理化性质，及其在食品中的功能应用。

了解食品中碳水化合物的定义和种类；

掌握食品中单糖和低聚糖理化性质，及其在食品中的功能应用。

食品化学(谢明勇)

3.1 概述

3.1.1 3.1.2

食品化学(谢明勇)

3.1.1 碳水化合物的定义碳水化合物（carbohydrate）是人体所需的七大营养素之一，是自然界分布最广、数量最多的一类有机化合物。存在于所有人类可食用的植物中，是人类主要的膳食热量来源，占人体热量总摄入量的70%～80%。碳水化合物从结构上定义为多羟基醛或多羟基酮及其聚合物及衍生物的总称。早先认为，该类化合物仅由C、H、O三种元素组成，其中氢和氧的比例与水分子的组成比例相同，就如同是碳与水分子形成的化合物，由此而得名碳水化合物，通式为Cx(H2O)y。后来发现，一些糖如鼠李糖（C6H12O5）和脱氧核糖（C5H10O4）等不符合上述通式，有些还含有氮、硫、磷等元素，因此用碳水化合物来统称糖类物质是不准确的，但由于沿用已久，所以碳水化合物一词仍被广泛使用。

食品化学(谢明勇)

3.1.2 碳水化合物的分类1.

2.

依据单糖组成数量，可分为：单糖（monosaccharide）、低聚糖（oligasaccharide）和多糖（polysaccharide）单糖（monosaccharide）是糖类物质最基本的单位，根据其所含碳原子的数目可分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖等; 根据官能团中是否含有醛基或酮基又可分为醛糖或酮糖，如葡萄糖和果糖，前者为醛糖，后者为酮糖。低聚糖（oligosaccharide）又称寡糖，是由2-10个单糖通过糖苷键连接形成的直链或支链低度聚合糖类。按其水解后生成单糖数目的不同，低聚糖可分为二糖、三糖、四糖、五糖等，根据低聚糖的单糖分子的相同与否，其又可分为均低聚糖和杂低聚糖。

食品化学(谢明勇)

3.1.2 碳水化合物的分类3.多糖（polysaccharide）是由10个以上的单糖通过糖苷键连接而成的一类化合物。根据其单糖分子的相同与否，可分为同聚多糖和杂聚多糖，淀粉、纤维素、糖原等属于同聚多糖；半纤维素、卡拉胶、茶叶多糖等属于杂聚多糖。根据来源不同，可分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖等。根据其在生物体内的功能，又可分为结构性多糖、储藏性多糖和功能性多糖。此外，由于多糖上含有许多羟基，这些羟基可与肽链结合，形成糖蛋白（glycoprotein）或蛋白聚糖；与脂类结合可形成脂多糖（lipopolysaccharide）；与硫酸络合生成硫酸酯化多糖；多糖上的羟基还能与一些过渡性金属元素结合，这些多

食品化学(谢明勇)

3.2 单糖

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5

食品化学(谢明勇)

单糖的结构

甘油醛（glyceraldehyde）是含有醛基的丙糖，也是最Fischer）投影式把右旋体规定为D型，L型，2位羟基在左侧（图），所有的醛糖构型都是以此为标准。酮糖与相同碳原

食品化学(谢明勇)

回本节

回目录

图3-2 D-醛糖的结构式(C4~C6)

食品化学(谢明勇)

3.2.1 单糖的结构

葡萄糖是己醛糖，但在实际中它却不能进行醛类的某些特性反D-(+)-葡+112°，另一种比旋光度是°，当把任意一种结晶溶于水后，溶液的比旋光度逐渐变为恒+52.6°）。诸多事实说明，单糖以环状半缩醛的形式存在。单糖由开链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为手性中心，由于环式比链式多一个

食品化学(谢明勇)

3.2.1 单糖的结构

对于D型糖，如果Fischer投影式异头碳羟基在右侧，或透视式异头碳羟基在平面下面，则该差向异构体为βL型糖，α异构体的半缩醛羟基在Fischer投影Haworth透视式中位于平面上面，反之，

食品化学(谢明勇)

3.2.2 单糖的构象

定义

由于σ键的自由旋转引起组成原子的不同排列称conformation），它们形成的异构体称为构。σ键在旋转时受到相邻碳上取代基间的非端基效应、分子。

食品化学(谢明勇)

3.2.2 单糖的构象

构象的形态

吡喃糖环的构象形态主要为椅式构象，其他还有船式（图3-4）。含有最多数目图3-4 吡喃糖的主要构象

食品化学(谢明勇)

3.2.2 单糖的构象

呋喃糖环的主要构象是信封式（E

）和扭曲式（T）3-5），其中扭曲式构象稍占优势。由于呋喃糖环各图3-5 呋喃糖的主要构象