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碳水化合物
食品化学中的碳水化合物，做了很久。非专业也可以当科普看看，里面有很多生活中常见的食品配料。
编辑于2021-03-18 19:29:52
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碳水化合物
概述
定义：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
在自然界分布广泛，数量最多
植物体中含量最丰富，占其干重的85%〜90%，以纤维素最为丰富
其次是节肢动物，如昆虫、虾外壳中的壳多糖
分类
按水解程度分
单糖
不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等
寡糖
能被水解成为少数（2-10个）单糖分子的糖类物质，如蔗糖、乳糖、麦芽糖等
多糖
能水解为多个单糖分子的糖类物质，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等
按多糖组成成分分
均多糖
只有一种单糖组成的多糖，如淀粉，纤维素等
杂多糖
由两种或两种以上的单糖组成的多糖，如香菇多糖等
是否含非糖基因
纯粹多糖
不含有非糖基团的多糖，也就是一般意义上的多糖
复合多糖
含有非糖基团的多糖，如糖蛋白、糖脂等
按生物学功能分
构成多糖
组成生物体的多糖，如纤维素
功能多糖
生物体中起信号传导、生物信息识别等功能的多糖,如细胞的荚膜多糖,肝脏中的肝素
贮存多糖
如糖原、淀粉
在食品中的功能
为人体提供能量
给食品香味
给食品粘稠性
稳定食品质地
防止食品腐败变质
影响食品香气和颜色
促进人体健康
单糖与寡糖在食品体系中的特性
食品中常见单糖
葡萄糖、果糖
D-甘露糖是D-葡萄糖的差向异构体、非对映异构体
除D-甘露糖外，其他的是D-葡萄糖的非对映异构体
L-葡萄糖是D-葡萄糖的对映异构体
糖苷
分类
O-糖苷
糖在酸性条件下与醇发生反应，失去水后形成的产品
一般含有呋喃或者吡喃环
糖苷的形成提高了配糖基的水溶性
性质
在中性和碱性条件下一般稳定
在酸性条件下能被水解
可被糖苷酶水解
N-糖苷
糖+胺RNH2→氨基葡萄糖苷（N-糖苷）
R=H，肌苷5’单磷酸盐
R=OH，黄苷5’单磷酸盐
R=NH2，鸟苷5’单磷酸盐
S-糖苷
糖+硫醇RSH→硫葡萄糖苷（S-糖苷）
糖基和糖苷配基之间有一个硫原子
芥菜籽和辣根的组分
分子内糖苷
O-供体基团是同一分子中的羟基
高温热解
产生苦味
生氰糖苷
降解时产生氰化氢
CN-中毒机理（与电子传递链，细胞色素C中的Fe离子结合，阻断细胞呼吸）
杏仁（吃100颗才会中毒）、木薯、高粱、竹笋、菜豆
为防止氰化物中毒，需要充分煮熟后再充分洗涤
食品中的常见糖苷
黄酮糖苷
具有苦味、和其他风味和颜色
毛地黄苷
强心剂
皂角苷
起泡剂和稳定剂
甜菊苷
甜味剂
果葡糖浆
概念（考点）
以酶法糖化淀粉所得的糖化液，经葡萄糖异构酶的异构化，将其中一部分葡萄糖异构成果糖，即由果糖和葡萄糖为主要成分组成的混合糖糖浆。
分类
果糖含量42%
甜度为蔗糖1.0倍
果糖含量55%
甜度为蔗糖1.4倍
果糖含量90%
甜度为蔗糖1.7倍
食品中常见的寡糖
蔗糖
α-D-吡喃葡萄糖的C1与β-D-呋喃果糖的C2通过糖苷键结合的非还原性双糖
自然界中，蔗糖广泛地分布于植物的果实、根、茎、叶、花及种子内，尤以甘蔗、甜菜中量最多
麦芽糖
2分子葡萄糖通过α-1,4糖苷键结合而成的还原性双糖
α-D-吡喃葡糖基-(1,4)-D-吡喃葡糖苷
乳糖
由β-半乳糖与葡萄糖以β-1,4糖苷键结合而成
哺乳动物乳汁中的主要糖成分，有助于机体钙的代谢和吸收
对体内缺乳糖酶的人群，它可导致乳糖不耐症
低聚果糖
在蔗糖分子的果糖残基上通过β-1,2糖苷键连接1~3个果糖基而成的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖组成的混合物
属于果糖与葡萄糖构成的直连杂低聚糖
是双歧因子，属于人体难消化的低热值甜味剂
水溶性膳食纤维
可以促进肠胃功能并且抗龋齿
低聚木糖
2~7个木糖以β-1,4糖苷键连接而成的低聚糖，以木二糖为主要有效成分
双歧因子，对肠胃菌群有明显的改善作用，可促进机体对钙的吸收
有抗龋齿作用
在体内代谢不依赖胰岛素
环状糊精
由D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成的环状低聚糖，分别是由6-,7-,8-个糖单位组成，称为α-,β-,γ-环糊精
分子为环状，中间有空穴圆柱结构
中间空穴是疏水区域，环外侧是亲水的
可以包埋脂溶性物质如风味物、香精油、胆固醇等，可以作为微胶囊化的壁材
转化糖
蔗糖是右旋，而水解产生的等量的葡萄糖和果糖的混合物是左旋
故称蔗糖的水解产物为转化糖
物理特性及食品学意义
甜度
甜味是糖的重要性质，甜味的强弱用甜度表示
甜度的测定采用感官比较法，通常以蔗糖为基准物
甜度是相对的，所以又称比甜度
甜味是由物质分子的构成所决定的，单糖都有甜味，绝大多数双糖和一些三糖也有甜味，多糖则无甜味
比较次序：果糖（1.03~1.73）>转化糖>蔗糖>葡萄糖>木糖>鼠李糖>麦芽糖>半乳糖>棉籽糖>乳糖
影响因素
糖的分子结构、分子量、分子存在状态
分子量↑溶解度↓，则甜度↓
糖的α型和β型也影响糖的甜度
外界因素，如浓度、粒度、温度、介质的影响
溶解度
单糖能溶于水
各种单糖的溶解度不一样，果糖的溶解度最高，其次是葡萄糖
影响因素
温度对溶解过程和速度有绝对性影响
温度↑溶解度↑
水溶液的渗透压与溶解度密切相关
高浓度糖的保存性质
果酱、蜜饯，糖浓度只有在70%以上才能抑制酵母、霉菌的生成
在20℃时，单独的蔗糖、葡萄糖、果糖最高浓度分别为66%，50%与79%
所以只有果糖有较好的食品保存性质，单独使用葡萄糖或蔗糖都不行
果葡糖浆的浓度因其果糖含量不同而异，果糖含量为42%、55%和90%，其浓度分别为71%、77%和80%
果糖含量较高的果葡糖浆，其保存性能较好
结晶性
蔗糖>葡萄糖>果糖和转化糖
淀粉糖浆
淀粉糖浆是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，自身不能结晶并能防止蔗糖结晶
生产硬糖不能完全用蔗糖，因为水分下降到3%以下的时候，蔗糖结晶，不能得到坚硬透明的产品，所以在生产硬糖时添加一定量的（30%-40%）的淀粉糖浆
加淀粉糖浆的优点
不含果糖，不易吸湿，糖果易保存
糖浆中含糊精，能增加糖果韧性
糖浆甜味较低，可缓冲蔗糖的甜味，使糖果的甜味适中
吸湿性与保湿性
吸湿性
在环境湿度较高的情况下吸收水分的性质
保湿性
在较低湿度下保持水分的性质
常见糖的吸湿性：果糖≥转化糖>麦芽糖>葡萄糖>蔗糖>乳糖。
应用
糕饼表面的糖霜不应当结块，需采用吸水能力有限的糖，如蔗糖和乳糖
硬糖果要求吸湿性低，避免遇潮吸湿而导致溶化，所以用蔗糖为宜
软糖则需保持一定的水分，避免在干燥天气下干燥，应用转化糖和果葡糖浆为宜
面包、糕点食品需保持松软，适量应用转化糖和果葡糖浆为宜
渗透性
任何溶液都有渗透压，糖溶液的渗透压随着浓度增加而增大
相同浓度下，溶质分子质量↓，分子数目↑，溶液渗透压↑
较低浓度时单糖的渗透压约为双糖的两倍
在高浓度时，由于糖分子自身相互作用加强，渗透压的大小不再是只依赖于糖分子的数目多少，而转化为主要依赖于总浓度的大小
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
果葡糖浆的渗透压较高，不易因感染杂菌而败坏
冰点降低
在水中加入糖引起溶液的冰点降低
影响因素
溶液浓度和分子量大小
糖浓度越高，分子量越小，冰点降低得越多（和渗透性有点像）
相同浓度下对冰点降低的程度，葡萄糖>蔗糖>淀粉糖浆
应用
生产雪糕等冰冻食品时，混合使用淀粉糖浆和蔗糖，可节约用电
利用低转化度的淀粉糖浆还可以促进冰晶细腻，粘稠度高，甜味温和等效果，使雪糕更可口
黏度
相同浓度下：淀粉糖浆＞蔗糖＞葡萄糖、果糖，淀粉糖浆的粘度随转化度的↑而↓
温度：葡萄糖溶液的粘度随温度的升高而增大，蔗糖溶液的粘度则随温度的增大而降低
（葡正蔗反）
根据糖的黏度不同，产品中选用糖类时就要加以考虑以提高食品的稠度和适口性
清凉型选蔗糖，果汁、糖浆选淀粉糖浆
旋光度
旋光性
凡分子结构中具有不对称手性碳原子的糖类物质都具有旋光性
旋光度
旋光活性物质将偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度
变旋现象
当单糖溶解在水中的时候，由于开链结构和环链结构互相转化，产生变旋现象
影响
通过测定比旋度确定单糖种类时，一定要注意静置一段时间
化学特性及食品学意义
单糖异构化
单糖溶于水后，发生对映异构化
处于稀碱溶液的单糖能发生差向异构化
复合反应
在较高温度下，稀酸会使单糖发生分子间脱水反应而缩合成糖苷，产物包括二糖和其他低聚糖
寡糖水解
寡糖在酸或酶的作用下，可水解生成单糖或低聚糖
转化糖浆/转化糖
蔗糖在酸或酶的作用下水解得到葡萄糖和果糖的等量混合物，并在水解过程中，溶液的旋光度由右旋转化到左旋
乳糖可被乳糖酶水解为半乳糖和葡萄糖
褐变反应
非酶促褐变
焦糖化反应（红烧肉）
糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在情况下，加热到熔点以上的高温时因发生脱水、降解等过程而发生的褐变反应
直接加热糖和糖浆，热解反应引起糖分子脱水，双键进入糖环，产生不饱和环状中间物呋喃
共轭双键吸收光，产生颜色
少量酸和盐可以加速反应，不同催化剂产生不同类型色素
三种商品化焦糖色素
耐酸焦糖色素
亚硫酸氢铵催化
应用于可乐饮料、酸性饮料
生产量最大
焙烤食品用色素
糖与铵盐加热，产生棕红色
啤酒等含醇饮料用焦糖色素
蔗糖直接热解产生红棕色
焦糖化产品风味
面包风味
麦芽酚、异麦芽酚
各种风味和甜味的增强剂
美拉德反应
含有氨基的化合物与含有羰基的化合物经缩合、聚合生成类黑素的反应
1912年法国人发现褪黑素，1953年美拉德反应被命名
定义：还原糖同游离氨基酸，或蛋白质链上的氨基酸残基的游离氨基发生化学反应
是食品加热或长期储存后发生褐变的主要原因
反应历程
初期
羰氨缩合
葡萄糖+R-NH2，亲核加成→氨代葡萄糖基胺
分子重排
氨代葡萄糖基胺→开环→（阿姆德瑞）分子重排→烯醇式果糖胺
酮糖和氨基化合物生成酮羰基胺，经海音斯重排生成2-氨基-2-脱氧葡萄糖
中期
酸性
1,2烯醇化
果糖基胺（酮式果糖胺）脱水→羟甲基糠醛（HMF）
碱性
2,3烯醇化
果糖基胺（酮式果糖胺）脱胺残基→重排→还原酮
Strecker降解
氨基酸+二羰基化合物→香味物质
末期
醇醛缩合→黑色素
最适条件
羰基化合物影响
α，β-不饱和醛＞α-双羰基化合物＞酮
抗坏血酸有烯二醇结构，还原性强
氨基化合物影响
一般胺类＞氨基酸，肽＞蛋白质
中等水分含量，受温度影响大，pH7.8~9.2偏碱性
金属离子：Cu、Fe促进褐变，Fe（Ⅲ）＞Fe（Ⅱ）
亚硫酸盐会抑制，因为亚硫酸盐会和醛加成，醛不能再与氨基反应
抑制美拉德反应
稀释或降低水分含量（也就是水多了或少了都不行）
降低pH，降低温度
除去一种作用物（加入葡萄糖转化酶，除去糖，减少褐变）
色素形成早期加入还原剂（亚硫酸盐）
应用
产生风味及颜色
期望
甜点风味、巧克力风味、肉类风味
不期望
营养（氨基酸）损失，有毒、致突变物质产生（丙烯酰胺，2002瑞典科学家）
单糖其他反应
氧化
D-葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下被氧化为D-葡萄糖酸，并形成内酯
在这个反应中O2会形成H2O2，加入H2O2酶，消耗H2O2，有利于反应继续进行
D-葡萄糖酸，环化→D-葡萄糖酸-1,5-内酯（δ-内酯）
δ-内酯
闭环是酯，开环以后是酸
温和催化剂
完全水解需要3小时，随水解不断进行，质子均匀缓慢释放，pH逐渐下降，慢慢酸化
在豆制品中，形成三维网络结果，鲜嫩的凝胶结构
在焙烤食品中作为膨松剂的一个组分
缓慢释放的H+与碳酸根结合，缓慢释放CO2
也适用于豆制品和乳制品
加硝酸还会形成双内酯
还原
双键加氢称为氢化
D-葡萄糖的羰基在一定压力、催化剂镍存在下加氢还原成羟基，得到D-葡萄糖醇（山梨醇）
山梨糖醇可做保湿剂，甜度为蔗糖的50%
甘露糖醇
甜度为蔗糖的65%，应用于硬糖、软糖和不含糖的巧克力中，保湿性小，作为糖果的包衣
和山梨糖醇是差向异构
木糖醇
由半纤维素制得的木糖氢化，甜度为蔗糖70%,在胶姆糖中代替蔗糖
防止龋齿，适用于糖尿病人
多糖在食品中的性质
一般性质
糖单元链接在一起而形成的长链聚合物
现状
纤维素、直链淀粉
分支
支链淀粉、糖原
没有还原性和变旋现象，没有甜味，大多数不溶于水，个别能与水形成含有多糖分子集聚体的胶体溶液
溶解性
具有大量羟基，有较强亲水性，易于水合和溶解
控制水分移动，同时水分也是影响多糖的物理与功能性质的重要因素
食品的许多功能性质和质构都同多糖和水分有关
工业生产中的水溶性多糖与改性多糖被称为胶或亲水胶体
影响因素
分子质量、分子结构
具有高度分支结构的多糖往往具有良好的水溶性
高度有序结晶状态的多糖，如纤维素、生淀粉等很难溶于水
多糖分子质量较大，不会显著降低水的冰点，是一种冷冻稳定剂
黏度
可溶性大分子多糖都可以形成黏稠溶液
多糖（亲水胶体或胶）的增稠性和胶凝性是食品中的主要功能
能控制流体食品与饮料的流动性与质构以及改变半固体食品的变形性
一般使用0.25％～0.5％浓度的胶，即能产生极大的黏度甚至形成凝胶
流变特性
大多数多糖溶液属于黏弹性流体，即非牛顿流体，介于纯粹黏性流体和弹性固体之间
剪切变稀效应
恒定剪切应力作用下，多糖溶液的剪切速率↑溶液黏度↓
剪切变稀特性有明显的剪切速率、浓度、时间和相对分子质量的依赖性
凝胶作用
凝胶
在分散介质中的胶体粒子或高分子溶质，形成整体构造而失去了流动性。胶体全体虽含大量液体介质但处于固化的状态
多糖或蛋白质等大分子，可通过氢键、疏水作用、范德华引力、离子桥联、缠结或共价键等作用，在多个分子间形成多个联结区
分子与分散的溶剂水分子缔合，最终形成由水分子布满的连续的三维空间网络结构
兼有固体和液体特性，不具有完全流动性，也没有明显刚性
能保持一定形状，可显著抵抗外界应力作用，具有黏性液体某些特性的黏弹性半固体
含有大量的水，有时甚至高达99％，如带果块的果冻、肉冻、鱼冻等
影响因素
依赖于联结区结构的强度
如果联结区不长，链与链不能牢固结合，凝胶属于易破坏和热不稳定性凝胶
如果联结区包含长片段，链与链之间作用力非常强，凝胶硬而稳定
支链分子或杂聚糖分子间不能很好地结合，不能形成足够大的联结区和一定强度地凝胶，只能形成粘稠、稳定的溶胶
带电荷基团的分子，如含羧基的多糖，链段之间的负电荷可产生库仑斥力，阻止联结区的形成
亲水胶体的多功能用途
增稠剂、结晶抑制剂、澄清剂、成膜剂、脂肪代用品、絮凝剂、泡沫稳定剂、缓释剂、悬浮稳定剂、吸水膨胀剂、浮状液稳定剂以及胶囊剂等
每种食品都有一种或几种独特性质
降解
在酶或酸的催化下，低聚糖和多糖的糖苷键易发生水解，并伴随黏度降低
给食品带来的直接影响
多糖溶液黏度下降
果蔬质地变软，影响贮藏寿命
常用果胶酶和纤维素酶处理来提升果汁的出汁率
食品中的主要多糖
淀粉
主要用途
食品其他配料生产的原料
作为食品的填充剂或稀释剂
可生产凝胶类食品
作为黏结剂使用
分子结构
直链淀粉
D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接
一般链长为250～300个葡萄糖单位
空间构象是卷曲成螺旋 ，每转一圈有6个葡萄糖基，许多螺旋圈再构成弹簧状的空间结构
显蓝色
性状主要为线性
普通淀粉含20%~39%直链淀粉，直链淀粉好消化，支链不好消化
支链结构
带支链的多糖，D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接成长链
结合了8～9个葡萄糖单位后即产生分支，支链与主链之间以α-1,6糖苷键连接
支链内的葡萄糖单位仍通过α-1,4糖苷键连接，支链淀粉的链长为600～6000个葡萄糖单位
显紫色
排列有序，树状，灌木型
不好消化，耐饿
含量
普通淀粉含20%~39%的直链淀粉
有的玉米新品种中直链淀粉含量可达50%~85%，称为高直链淀粉玉米
有些淀粉仅由支链淀粉组成，例如糯玉米、糯大麦、粳稻和糯米淀粉等
蜡质淀粉中几乎完全为支链淀粉
淀粉粒的形态与结构
植物的淀粉粒由质体产生，呈大小、形状不同的颗粒，具有片层结构，其中充满淀粉分子
加热前，淀粉粒为生淀粉粒。其中部分区域淀粉分子整齐排列呈晶体状态；部分区域分子松散排列为“无定形区域”
加热后，淀粉粒松散破裂，可放出淀粉分子
淀粉粒具有半结晶结构的特点，结晶区（支链）与无定形区（直链）呈现交替的层状排列结构
在淀粉粒中约有70%处在无定形区， 30%为结晶状态
支链与支链彼此之间形成螺旋结构，并再缔合成束状
直链淀粉与支链淀粉在淀粉粒中呈径向排列
基本结构模式
淀粉粒，起源于质粒，由脐点开始向外生长
所有淀粉颗粒在显微镜下皆显示出一个裂口，称为淀粉的脐点
偏光显微镜观察，淀粉有双折射，黑色偏光十字中心刚好在脐点
说明淀粉是球状结晶
淀粉分子向径向分支延伸，呈现环状结构
淀粉颗粒在生长过程中在其颗粒内部形成了相应的生长环结构
淀粉呈白色粉末状，但在显微镜下，淀粉都是形状和大小不同的透明颗粒
形状有圆形、卵形（椭圆形）、多角形三种
不同淀粉的淀粉粒形状不相同
马铃薯淀粉粒-卵形
玉米淀粉粒-圆形、多角形
稻米淀粉粒-多角形
不同淀粉的淀粉粒大小不相同
马铃薯淀粉粒65μm，小麦淀粉粒20μm，甘薯淀粉粒15μm，玉米淀粉粒16μm，稻米淀粉粒5μm（平均）
同一种淀粉而言，淀粉粒的大小也不均匀，如玉米淀粉粒中最大的为26μm，最小的为5μm
常见的淀粉中马铃薯淀粉的颗粒最大，稻米淀粉的颗粒最小
物理性质
溶解度与膨胀力
糊稳定性与凝胶
淀粉的糊化
β-淀粉：指具有胶束结构的生淀粉
α-淀粉：指不具有胶束结构的淀粉，也就是处于糊化状态的淀粉
膨润现象：淀粉颗粒因吸水，体积膨胀数十倍，生淀粉的胶束结构即行消失的现象
定义
生淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃，淀粉分子变成单分子，并被水分子包围而形成溶液状态（水分子把淀粉作用力打开）
淀粉分子是链状或者分支状，彼此牵扯，形成具有粘性的糊状溶液，称为糊化
糖尿病人少喝粥：糊化的淀粉容易在消化道被水解成葡萄糖并迅速吸收，引起血糖的快速升高
三个阶段
可逆吸水阶段
水分进入淀粉粒非结晶部分，内部的结晶结构不改变
不可逆吸水阶段
水分进入淀粉微晶束间隙，颗粒体积膨胀，双折射现象开始消失
颗粒解体阶段
淀粉分子全部进入溶液，体系的粘度达到最大，双折射现象完全消失
糊化温度
淀粉糊化温度必须达到一定程度，通常用糊化开始的温度和糊化完成的温度表示
影响因素
淀粉自身性质
淀粉粒的大小、结晶度、直链淀粉与支链淀粉的比例、脂类的含量等
环境条件
加热温度、食物中的水分含量、食物的酸碱度、搅拌情况等
食品中其他物质
糖、盐、亲水性胶体、乳化剂等
淀粉的前处理方式
湿热处理或退火处理
淀粉的老化
定义
经过糊化的α-淀粉在室温或低于室温的温度下放置后，会变得不透明甚至形成沉淀
原因
糊化后的淀粉分子在低温下又自动排列成序，相邻分子间的氢键又逐步恢复形成致密、高度晶化的淀粉分子微束（β-淀粉）
影响因素
淀粉自身性质
直链淀粉与支链淀粉的比例对淀粉老化特性的影响最明显，不同来源的淀粉老化程度不同
环境条件
食物水分含量、贮藏温度、酸碱度
食品中其他组分
添加植物胶、极性脂类、盐能抑制淀粉老化
防止淀粉老化的方法
降低水分含量
将糊化后的淀粉在80℃以上高温迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷冻条件下脱水，形成固态的α-淀粉
α-淀粉易糊化，不易老化
α-淀粉加水后，因无胶束结构，水易于浸入而将淀粉分子包蔽，不需加热，容易糊化。这是制备方便食品，如方便米饭、方便面条、饼干、膨化食品等的原理
控制食品温度
添加淀粉老化抑制剂
与疏水性物质的复合作用
水解
工业上利用淀粉水解可生产糊精、淀粉糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等产品
常用：酸法、酶法
酸水解法
无机酸作为催化剂使淀粉发生水解反应，常用浓度为0.02~0.03mol/l的盐酸在高温（135~150℃）处理淀粉5~8min
酸改性或酸稀化
不同来源的淀粉，其酸水解难易程度不同
支链淀粉较直链淀粉容易水解，结晶区比非结晶区难水解
淀粉的酸水解反应还与温度、低温浓度和无机酸种类有关
酶水解法
糊化、液化和糖化三个工序
α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶
α-淀粉酶（内切1-4糖苷键）负责液化
α-淀粉酶用于液化淀粉又称为液化酶
内切酶，能随机水解α-1,4糖苷键，但不能水解α-1,6糖苷键
可越过α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键，但不能水解麦芽糖中的α-1,4糖苷键
利用α-淀粉酶对淀粉进行水解，产物中含有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖与糊精
β-淀粉酶（外切1-4糖苷键）负责糖化，又称糖化酶
外切酶，从淀粉的非还原端开始对淀粉进行水解，以麦芽糖为单位切下
能水解α-1,4糖苷键，不能水解α-1,6糖苷键，且不能越过α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键
β-淀粉酶对淀粉进行水解，产物中含有β-麦芽糖和β-极限糊精
G-淀粉酶（外切）负责糖化，最终产生葡萄糖
外切酶，又称α-1,4-葡萄糖苷酶
从淀粉的非还原端水解α-1,4，α-1,6和α-1,3糖苷键，最终产物为葡萄糖
脱支酶
支链淀粉酶、异淀粉酶
能水解支链淀粉和糖原中的α-1,6糖苷键，生成直链的片断
水解的程度用DE值表示，DE值是指还原糖（按葡萄糖计）所占干物质的百分数
DE<20的产品为麦芽糊精，DE值在20~60之间的为淀粉糖浆
淀粉的改性
定义：将天然淀粉经物理、化学或酶处理，使淀粉原有的水溶性、黏度、色泽、味道、流动性、耐酸性、抗剪切性或耐热性等物理化学性质发生一定的改变
类型：可溶性淀粉、氧化淀粉、交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉
果胶
概述
高等植物中存在的一类以半乳糖醛酸为主要构成单元的多糖
植物细胞壁的成分之一，存在于相邻细胞壁间的胞间层
将细胞黏在一起，使水果蔬菜具有较硬的质地
三种形态
原果胶
高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸
果胶
中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸
果胶酸
未甲酯化的多聚半乳糖醛酸
化学结构
主链是由150~500个α-D-半乳糖醛酸基通过1,4糖苷键连接（光滑区），侧链为α-L－鼠李吡喃糖而成的高聚物质（毛发区）
重要差异：甲酯化程度不同，甲酯化程度随植物成熟度↑而↓
酯化度（DE）=果胶中酯化的半乳糖醛酸的残基数/果胶中总半乳糖醛酸的残基数×100
分类
商品果胶
用酸从柑橘皮和苹果皮或苹果渣中提取得到的可溶性果胶
天然果胶
高甲氧基果胶（HM）
甲氧基含量>7%，酯化度（DE）>50%
低甲氧基果胶（LM）
甲氧基含量<7%，酯化度（DE）<50%
性质
因为有羧基，所以果胶水溶液为酸性
在水中的溶解度，随聚合度的升高而降低
在一定条件下有凝胶能力
酯化度对产品的溶解性、增稠性、胶凝能力、凝胶条件和凝胶的性质有显著的影响
形成凝胶的条件和机理
HM
可溶性固形物含量（一般是糖）超过55%，一般是60~65%，pH2.0~3.5
足够糖和酸的存在
酸（消除负电荷）使分子不带电，分子间斥力↓，水合程度↓
糖（脱水剂）浓度↑，有助于水之间缔合，使果胶分子溶剂化程度↓，有利于果胶分子之间相互作用
相同条件下，相对分子质量↑，形成凝胶的能力↑
多糖凝胶--食物中锁住水分的重要方式
果胶间主要是氢键，其次是范德华力
LM
必须有多价阳离子（如Ca2+、Al3+）存在， pH2.5~6.5，固形物10％~20%
机理是不同分子链的均匀区间形成分子间接合区
羧基+金属离子→配位键（主要）
Ca2+喜欢找O2-做配位键
酯化度越↓越有利于胶凝
LM果胶不添加糖也能形成凝胶，但加入10%~20%的糖可明显改善凝胶的质地，因为糖可促进分子链间的相互作用
影响凝胶的因素
果胶分子结构
相对分子质量、酯化度
环境条件
pH 、共存溶质（糖）浓度、温度
阴离子型聚电解质特性，使其具有很强的阳离子结合力
在酸、碱或酶的作用下可发生水解，可使酯水解或糖苷键水解；在高温强酸条件下，糖醛酸残基发生脱羧作用
功能性多糖与膳食纤维
功能性多糖
动物活性多糖、植物活性多糖、藻类活性多糖、真菌活性多糖、微生物活性多糖
免疫活性多糖、抗肿瘤活性多糖、抗突变、降血脂、抗病毒等活性多糖
膳食纤维
不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素及其相关物质的总和
分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维
食品碳水化合物研究热点
抗性淀粉（抗消化淀粉）
根据淀粉在小肠内的生物可利用性
快速消化淀粉
在小肠内迅速被消化吸收的淀粉分子，如α-淀粉
缓慢消化淀粉
能被完全消化吸收但速度较慢的淀粉，如未经糊化的淀粉
抗消化淀粉
不被正常人体小肠所消化吸收的淀粉及其降解产物的总称
抗性淀粉对人体的有益作用相当于膳食纤维
物理包埋淀粉
存在于完整的或部分研磨的谷粒中
抗消化淀粉颗粒
未经糊化的生淀粉粒和未成熟的淀粉粒，常存在于生马铃薯、生豌豆、绿香蕉中
老化淀粉
糊化后的淀粉在冷却或贮藏过程中部分发生重结晶，常存在于冷米饭、冷面包、油炸马铃薯片中
化学改性淀粉
如乙酰基、羟丙基淀粉以及磷酸化淀粉
抗氧化膳食纤维
天然抗氧化剂结合到膳食纤维基质
主要为多酚类，如黄酮类、酚酸和缩合单宁等
抗氧化膳食纤维能够部分取代合成抗氧化剂应用于食品领域