碳水化合物

碳水化合物是什么？它具有什么功能？碳水化合物相关内容归纳总结思维导图，该导图详细介绍了碳水化合物的理化性质及食品功能性、碳水化合物的食品功能性等等重点内容供您学习！

碳水化合物

• 概述
  • 碳水化合物的一般概念
    • 植物通过光合作用，由二氧化碳和水转变成的天然有机化合物。
  • 食品原料中的碳水化合物
    • 食品原料中的碳水化合物可根据是否溶于水，大致分为水溶性和水不溶性碳水合物。一般来说，游离的单糖及寡糖是水溶性的，而多糖的水溶性较差，甚至是不容的。
    • 大多数植物源食物中只含少量的游离糖。
  • 碳水化合物与食品质量
    • 碳水化合物对食品的营养、色泽、口感、质构及某些食品功能等都有密切关系。具体表现：1、碳水化合物是六大营养素之一，人体所需要的能量有70%左右，是由糖提供的；2、糖类在热作用下，与食品中其他成分，或在水较少的情况下加热，可产生有色产物，从而对食品的色泽产生一定的影响；3、游离糖本身有甜度，对食品口感有重要作用；4食品的黏弹性也是与碳水化合物有很大关系，如果胶、卡拉胶等；5、食品中纤维素果胶等不易被人体吸收，除队食品的自购有重要作用外，还能促进肠道蠕动，降低某些疾病的发生；6、某些多糖或寡汤，具有特定的生理功能，这些功能性多糖是保健食品的主要活性成分。
• 碳水化合物的理化性质及食品功能性
  • 碳水化合物的结构
    • 单糖：单糖的分子量较小，一般还有五或六个碳原子分子式为Cn（H2O）n，单糖分子式不对称化合，物具有旋光性。 低聚糖：低聚糖又称为寡糖，可溶于水，普遍存在于自然界。 多糖：多糖的分子量较大，DP值由21到几千，一般大于20；多糖的形状有直链和支链两种；多糖可有一种或几种单糖单位组成。
  • 碳水化合物的理化性质
    • 溶解性、水解反应、氧化反应、还原反应。
• 碳水化合物的食品功能性
  • 亲水功能
    • 碳水化合物含有许多亲水性羟基，他们靠氢键键合与水分子相互作用，形成了碳水化合物，对水有较强的亲和力。
  • 粘度和凝胶作用
    • 黏度的概念：表征流体流动时所受内摩擦阻力大小的物理量，是流体在受解切应力作用时表现出的特征。
    • 多糖溶液的粘度：多糖溶液的黏度，同分子的大小、形状、所带净电荷及其所在溶液中的构象有关。同样聚合度的执念，多糖和支链多糖在水溶液中的年度就大不一样。
    • 胶体作用：在食品加工中，多糖或蛋白质等大分子，可通过氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥接、缠结或共价键等相互作用，形成海绵状的三维网状凝胶结构。
  • 风味结合功能
    • 碳水化合物是一类很好的风味固定剂，能有效地保留挥发性风味成分，如醛类酮类及脂类。
  • 碳水化合物褐变产物与食品风味
    • 碳水化合物在非酶褐变过程中，除了产生深颜色类精色素外，还产成了多种挥发性物质，使加工食品产生特殊的风味，比如花生、咖啡豆，在焙烤过程中产生的褐变风味。
  • 甜度
    • 甜度是一相对值，它是在相同条件下以蔗糖的甜度为100作为标准，通过比较得出的所有糖、糖醇及低聚糖均有一定甜度，某些糖苷、多糖复合物也有很好的甜度，这是赋予食品甜度等主要原因。
• 膳食纤维
  • 膳食纤维的结构与性质
    • 膳食纤维的定义是凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞多糖，木质素以及相关物质的总和。
    • 按膳食纤维在水中的溶解能力分可分为水溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维；按膳食纤维的来源分可分为植物类、动物类、合成类。
    • 膳食纤维的理化性:①溶解性与黏性②具有很高的持水性③对有些化合物的吸附作用。④对阳离子的结合和交换作用。⑤改变肠道系统中为生物群系组成。⑥容积作用。
  • 膳食纤维的带线
  • 膳食纤维的生理功能
    • ①营养功能。②预防肥胖症。③预防心脑血管疾病。④降低血压。⑤降血糖。⑥提高人体免疫能力。
  • 膳食纤维的安全性
• 食品中重要的低聚糖和多糖简介
  • 食品中重要的低聚糖
    • 大豆低聚糖、低聚果糖、低聚木糖、甲壳低聚糖、帕拉金糖、乳酮糖、低聚异麦芽糖、低聚半乳糖等。
  • 淀粉及糖原
    • 淀粉：多数食品的主要成分之一，一般由直链淀粉和支链淀粉构成。
    • 糖原：又称为动物淀粉，是肌肉和肝脏组织中储存的主要碳水化合物；为同聚糖。
  • 纤维素和半纤维素
    • 纤维素：纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起，其结合方式和程度对植物园食品的质地影响很大。
    • 半纤维素：半纤维素也是植物细胞壁的构成成分，它是一类聚合物水解时生成大量戊糖、葡萄糖醛酸和某些脱氧糖。
  • 果胶
    • 通常脂化度大于50%的果胶称为高甲氧基果胶，低于50%的是低甲氧基果胶。原胶是未成熟果实、蔬菜中高度甲脂化且不溶于水的果胶。
  • 琼脂
    • 琼脂又名琼胶、洋菜、冻粉、凉粉，是一种复杂的水溶性多糖化合物，是由红海藻纲的某些海藻提取的亲水性胶体。
  • 卡拉胶
    • 卡拉胶是1862年Stanford从皱波角叉菜中提出来的物质，也称为鹿角菜胶、角叉菜胶。是一种水溶性、天然高分子化合物。
  • 褐藻胶
    • 褐藻胶，又称海藻胶，包括水溶性褐藻酸钠、钾等碱金属盐类和水不溶性褐藻酸及其与二阶以上金属离子结合的褐藻酸盐类。是由糖醛酸聚合成的大分子线性聚合物，大多以钠盐形式存在。
  • 海藻硒多糖
    • 海藻硒多糖是硒同海藻多糖分子结合成形成的新型有机硒化物。
  • 甲壳质与壳聚糖
    • 甲壳质，又名甲壳素、几丁质、蟹壳素、乙酰氨基葡聚糖等，甲壳质资源丰富，蕴含仅次于纤维素，是天然的防腐剂。
  • 瓜尔豆胶和角豆胶
    • 瓜尔豆胶和角豆胶是重要的增稠多糖，广泛用于食品和其其他工业。瓜尔豆胶能结合大量的水，在冷水中迅速水和生成高度粘稠和处变的溶液，粘度大小与体系温度离子强度和其他食品成分有关，溶液呈中性，黏度几乎不受ph变化的影响，可以和大多数其他食品成分共存于体系中。角豆胶用于冷冻甜食中，可保持水分，并作为增稠剂和稳定剂。
  • 黄蓍胶
    • 黄蓍胶是一种植物渗出液，来源于紫云因属的几种植物。对热和酸君很稳定，可做色拉调味汁和莎司的增稠剂，在冷冻甜点心中提供需宜的黏性、质地和口感，还用于冷冻水果馅饼的增稠，并可产生光泽和透明性。
  • 微生物多糖
    • 主要有葡聚糖和黄原胶。
  • 魔芋葡苷露聚糖
    • 能溶于水，形成高粘度假塑性流体，在碱性条件下，可发生脱乙酰反应，分子间相互聚集成三维网络结构，行成强度较高的热不可逆弹性凝胶。能与黄原胶产生协同效应，生成热可逆凝胶。具高度亲，水性胶凝性成膜性。
  • 阿拉伯树胶
    • 易溶于水形成低浓度溶液，只有在高浓度时黏度才开始急剧增大。
• 非酶褐变反应
  • 非酶褐变的类型及历程
    • 美拉德反应及其反应历程：美拉德反应又称为“非酶褐色化反应”，主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应。
    • 焦糖化褐变及其反应过程：糖类在没有含氮基化合物存在时加热到熔点以上，也会生成黑褐色的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。
    • 抗坏血酸褐变及其反应历程：抗坏血酸具有酸性和还原性，因此常用作天然抗氧化剂，抗坏血酸在对对其他成分抗氧化的同时，自身极易氧化。
    • 酚类成分的褐变及其反应历程：酚类成分中，酚性羟基在空气中容易氧化，尤其是碱性环境中更易氧化。在高温潮湿条件下，容易自动氧化成各种有色物质。
  • 非酶褐变对食品的影响
    • 非酶褐变反应是食品在加工及其储存过程中的主要反应之一，参与反应的主要有糖类、氨基酸、酚类及维生素C等，反应产物对食品的享受性，营养性与安全性等都有重要的作用。
  • 影响非酶褐变反应的因素及控制方法
    • 影响因素：糖类与氨基酸化合物的影响；温度和时间；食品体系中的pH值；食品水分活度及金属离子；高压的影响。
    • 控制：降温；亚硫酸处理；改变pH值；适当降低产物浓度；使用不易发生褐变的糖类；发酵法和生物化学法处理；钙盐。