解物，其葡萄糖当量 DE＜～6）时，Tg 与 Mw 无关。但有一些例外，在大分子的浓度和时间 是以形成“缠结网络”(Entanglement Networks，EN)的形式时，Tg 将会随着 Mw 的增加而继续 升高。 大多数（或许所有的）生物大分子化合物，它们具有非常类似的玻璃化曲线和 Tg（接近 -10℃）。这些大分子包括多糖例，如淀粉、糊精，纤维素、半纤维素、羧甲基纤维素、葡聚 糖，黄原胶和蛋白质，如面筋蛋白、麦谷蛋白、麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、胶原蛋白、弹 性蛋白、角蛋白、清蛋白、球蛋白、酪蛋白和明胶等。 （5）大分子的缠结对食品性质的影响 EN 对于冷冻食品的结晶速度，大分子化合物的溶解度、功能性乃至生物活性都将产生 不同程度的影响，同时可以阻滞焙烤食品中水分的迁移，有益于保持饼干的脆性和促进凝胶 的形成。 5 Aw 和 Mm 方法研究食品稳定性的比较 二者相互补充，非相互竞争；Aw 法主要注重食品中水的有效性，如水作为溶剂的能力； Mm 法主要注重食品的微观黏（Microviscosity）和化学组分的扩散能力。 本章小结 1.水分子的结构特征： 水是呈四面体的网状结构 水分子之间的氢键网络是动态的 水分子氢键键合程度取决于温度 2.水分子的缔合：由于每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体，能够在三维空间形成氢 键网络结构。 3.冰是由水分子有序排列形成的结晶，有 11 种晶型，其中六方冰晶是最稳定的。 4. 水的结构模型： 混合模型 连续结构模型 填隙结构模型 5.化合水：与非水组分紧密结合并作为食品组分的那部分水。 特点： ①在-40℃下不结冰。 ②无溶解溶质的能力。 ③与纯水比较分子平均运动为 0。 ④不能被微生物利用。 6.邻近水：与非水组的特异亲水部位通过水-离子和水-偶极产生强烈相互作用的水。 特点： ①在-40℃下不结冰。 ②无溶解溶质的能力。 ③与纯水比较分子平均运动大大减少。 ④不能被微生物利用。此种水很稳定，不易引起 Food 的腐败变质。 7.多层水：占据第一层邻近水剩余位置和围绕非水组分亲水基团形成的另外几层水。 特点： ①大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低
解物，其葡萄糖当量 DE＜～6）时，Tg 与 Mw 无关。但有一些例外，在大分子的浓度和时间 是以形成“缠结网络”(Entanglement Networks，EN)的形式时，Tg 将会随着 Mw 的增加而继续 升高。 大多数（或许所有的）生物大分子化合物，它们具有非常类似的玻璃化曲线和 Tg（接近 -10℃）。这些大分子包括多糖例，如淀粉、糊精，纤维素、半纤维素、羧甲基纤维素、葡聚 糖，黄原胶和蛋白质，如面筋蛋白、麦谷蛋白、麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、胶原蛋白、弹 性蛋白、角蛋白、清蛋白、球蛋白、酪蛋白和明胶等。 （5）大分子的缠结对食品性质的影响 EN 对于冷冻食品的结晶速度，大分子化合物的溶解度、功能性乃至生物活性都将产生 不同程度的影响，同时可以阻滞焙烤食品中水分的迁移，有益于保持饼干的脆性和促进凝胶 的形成。 5 Aw 和 Mm 方法研究食品稳定性的比较 二者相互补充，非相互竞争；Aw 法主要注重食品中水的有效性，如水作为溶剂的能力； Mm 法主要注重食品的微观黏（Microviscosity）和化学组分的扩散能力。 本章小结 1.水分子的结构特征： 水是呈四面体的网状结构 水分子之间的氢键网络是动态的 水分子氢键键合程度取决于温度 2.水分子的缔合：由于每个水分子具有相等数目的氢键给体和受体，能够在三维空间形成氢 键网络结构。 3.冰是由水分子有序排列形成的结晶，有 11 种晶型，其中六方冰晶是最稳定的。 4. 水的结构模型： 混合模型 连续结构模型 填隙结构模型 5.化合水：与非水组分紧密结合并作为食品组分的那部分水。 特点： ①在-40℃下不结冰。 ②无溶解溶质的能力。 ③与纯水比较分子平均运动为 0。 ④不能被微生物利用。 6.邻近水：与非水组的特异亲水部位通过水-离子和水-偶极产生强烈相互作用的水。 特点： ①在-40℃下不结冰。 ②无溶解溶质的能力。 ③与纯水比较分子平均运动大大减少。 ④不能被微生物利用。此种水很稳定，不易引起 Food 的腐败变质。 7.多层水：占据第一层邻近水剩余位置和围绕非水组分亲水基团形成的另外几层水。 特点： ①大多数多层水在-40℃下不结冰，其余可结冰，但冰点大大降低
②有一定溶解溶质的能力。 ③与纯水比较分子平均运动大大降低。 ④不能被微生物利用。 8.体相水：距离非水组分位置最远，水-水氢键最多。它与稀盐水溶液中水的性质相似。 特点： 能结冰，但冰点有所下降。 溶解溶质的能力强，干燥时易被除去。 与纯水分子平均运动接近。 很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起食物的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧 密相关。 9.水分活度的测定方法：冰点测定法；相对湿度传感器测定法；恒定相对湿度平衡法。 10.水与溶质的相互作用：与离子基团、极性基团、非极性基团，两亲分子的相互作用。 11.水活性的定义：指某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸汽分压；与同一温度下纯 水的饱和蒸汽压之比。 12.吸着等温线在恒温条件下，以食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对水 活性绘图形成的曲线，称为水分吸着等温线（moisture sorption isotherms,MSI）。 13.滞后现象：采用向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过 程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象(hysteresis)。 本章作业 1、试述水在食品中的存在状态及各种状态水的特性。 2、试述水与溶质之间的相互作用及其机理。 3、什么是水活度？什么是吸附等温线？什么是 滞后现象？ 4、水活度对食品中主要的化学变化的影响？ 5、低水分活度能抑制食品化学变化的机理？ 6、玻璃态、玻璃化温度及分子流动性的概念
②有一定溶解溶质的能力。 ③与纯水比较分子平均运动大大降低。 ④不能被微生物利用。 8.体相水：距离非水组分位置最远，水-水氢键最多。它与稀盐水溶液中水的性质相似。 特点： 能结冰，但冰点有所下降。 溶解溶质的能力强，干燥时易被除去。 与纯水分子平均运动接近。 很适于微生物生长和大多数化学反应，易引起食物的腐败变质，但与食品的风味及功能性紧 密相关。 9.水分活度的测定方法：冰点测定法；相对湿度传感器测定法；恒定相对湿度平衡法。 10.水与溶质的相互作用：与离子基团、极性基团、非极性基团，两亲分子的相互作用。 11.水活性的定义：指某种食品在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸汽分压；与同一温度下纯 水的饱和蒸汽压之比。 12.吸着等温线在恒温条件下，以食品的含水量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对水 活性绘图形成的曲线，称为水分吸着等温线（moisture sorption isotherms,MSI）。 13.滞后现象：采用向干燥样品中添加水（回吸作用）的方法绘制水分吸着等温线和按解吸过 程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象(hysteresis)。 本章作业 1、试述水在食品中的存在状态及各种状态水的特性。 2、试述水与溶质之间的相互作用及其机理。 3、什么是水活度？什么是吸附等温线？什么是 滞后现象？ 4、水活度对食品中主要的化学变化的影响？ 5、低水分活度能抑制食品化学变化的机理？ 6、玻璃态、玻璃化温度及分子流动性的概念
山 东 理 工 大 学 教 案 第 4 次课 教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）： 主要内容： 碳水化合物的分类，食品中的糖类化合物，食品中碳水化合物的作用，糖类化合物的 结构，单糖的作用及功能，碳水化合物在食品加工及贮藏过程中的变化。 重点：碳水化合物的概念和分类，食品中主要的碳水化合物。单糖的结构和性质。 难点：碳水化合物的结构。 教学目的要求： 使学生了解的碳水化合物概念，碳水化合物的分类，食品中的糖类化合物，食品中碳水 化合物的作用，糖类化合物的结构，单糖的作用及功能，碳水化合物在食品加工及贮藏过程 中的变化。掌握碳水化合物的结构和分类。 教学方法和教学手段： 教师讲授 多媒体教学 讨论、思考题、作业： 1、什么是碳水化合物？它的研究内容和范畴是什么？ 2、试述碳水化合物的种类及其在食品中的应用。 参考资料： 1、《食品化学》胡慰望 谢笔钧主编 科学出版社 1992 2、《食品化学》王璋等编 中国轻工出版社 19993、《食品化学》（第二版）韩雅珊主编中国农业大学出版 社 1998 4、《 Food Chemistry》Owen R. Fennema 主编，王璋等译 20035、Food Chemistry, Owen R. Fennema 3rd Edition, 1996 注：教师讲稿附后
山 东 理 工 大 学 教 案 第 4 次课 教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）： 主要内容： 碳水化合物的分类，食品中的糖类化合物，食品中碳水化合物的作用，糖类化合物的 结构，单糖的作用及功能，碳水化合物在食品加工及贮藏过程中的变化。 重点：碳水化合物的概念和分类，食品中主要的碳水化合物。单糖的结构和性质。 难点：碳水化合物的结构。 教学目的要求： 使学生了解的碳水化合物概念，碳水化合物的分类，食品中的糖类化合物，食品中碳水 化合物的作用，糖类化合物的结构，单糖的作用及功能，碳水化合物在食品加工及贮藏过程 中的变化。掌握碳水化合物的结构和分类。 教学方法和教学手段： 教师讲授 多媒体教学 讨论、思考题、作业： 1、什么是碳水化合物？它的研究内容和范畴是什么？ 2、试述碳水化合物的种类及其在食品中的应用。 参考资料： 1、《食品化学》胡慰望 谢笔钧主编 科学出版社 1992 2、《食品化学》王璋等编 中国轻工出版社 19993、《食品化学》（第二版）韩雅珊主编中国农业大学出版 社 1998 4、《 Food Chemistry》Owen R. Fennema 主编，王璋等译 20035、Food Chemistry, Owen R. Fennema 3rd Edition, 1996 注：教师讲稿附后
第三章 碳水化合物 本章提要 主要内容 碳水化合物的概念、结构和分类，食品中主要的碳水化合物；单、双糖在食品应用方面 的物理性质及化学性质；淀粉的特性在食品中的应用：糊化作用、老化作用，果胶物质的特 性及其在食品中的应用，食品中的其它多糖。 重点： 单、双糖的重要理化性质；淀粉的糊化、老化作用的机理、影响因素及作用；果胶凝胶 的形成机理、影响因素及应用。 难点： 糖类化合物的结构与功能间的关系。 3.1 概述 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直接产物。自然界的生物物质中， 碳水化合物约占 3/4，从细菌到 高等动物都含有碳水化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的 85%～90%，其中又以纤维 素最为丰富。其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。 碳水化合物的分子组成可用 Cn(H2O)m通式表示，统称为碳水化合物。但后来发现有些糖 如鼠李糖（C6H12O5）和脱氧核糖（C5H10O4）并不符合上述通式，而且有些糖还含有氮、硫、 磷等成分，显然碳水化合物的名称已经不适当，但由于沿用已久，至今还在使用这个名词。 根据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。 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。我国传统膳食习惯是以富含 碳水化合物的食物为主食，但近十几 年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。 1.分类 Classification （1） 根据其水解程度分类 单糖：指凡不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等； 低聚糖（寡糖）：凡能被水解成为少数（2-6 个）单糖分子的糖类物质，如蔗糖、乳糖、 麦芽糖等； 多糖：凡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。 （2） 根据多糖的组成分类 均多糖：指只有一种单糖组成的多糖，如淀粉，纤维素等 杂多糖：指由两种或两种以上的单糖组成的多糖，如香菇多糖等。 （3） 根据是否含有非糖基团 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 （4） 根据多糖的生物学功能来分类 结构多糖：组成生物体的多糖。纤维素、糖蛋白、糖脂等
第三章 碳水化合物 本章提要 主要内容 碳水化合物的概念、结构和分类，食品中主要的碳水化合物；单、双糖在食品应用方面 的物理性质及化学性质；淀粉的特性在食品中的应用：糊化作用、老化作用，果胶物质的特 性及其在食品中的应用，食品中的其它多糖。 重点： 单、双糖的重要理化性质；淀粉的糊化、老化作用的机理、影响因素及作用；果胶凝胶 的形成机理、影响因素及应用。 难点： 糖类化合物的结构与功能间的关系。 3.1 概述 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直接产物。自然界的生物物质中， 碳水化合物约占 3/4，从细菌到 高等动物都含有碳水化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的 85%～90%，其中又以纤维 素最为丰富。其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。 碳水化合物的分子组成可用 Cn(H2O)m通式表示，统称为碳水化合物。但后来发现有些糖 如鼠李糖（C6H12O5）和脱氧核糖（C5H10O4）并不符合上述通式，而且有些糖还含有氮、硫、 磷等成分，显然碳水化合物的名称已经不适当，但由于沿用已久，至今还在使用这个名词。 根据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。 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。我国传统膳食习惯是以富含 碳水化合物的食物为主食，但近十几 年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。 1.分类 Classification （1） 根据其水解程度分类 单糖：指凡不能被水解为更小单位的糖类物质，如葡萄糖、果糖等； 低聚糖（寡糖）：凡能被水解成为少数（2-6 个）单糖分子的糖类物质，如蔗糖、乳糖、 麦芽糖等； 多糖：凡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。 （2） 根据多糖的组成分类 均多糖：指只有一种单糖组成的多糖，如淀粉，纤维素等 杂多糖：指由两种或两种以上的单糖组成的多糖，如香菇多糖等。 （3） 根据是否含有非糖基团 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 （4） 根据多糖的生物学功能来分类 结构多糖：组成生物体的多糖。纤维素、糖蛋白、糖脂等
贮存多糖：淀粉、糖原 抗原多糖：指具有抗原性的多糖类。在多数情况下，多糖类属不完全抗原；但在免疫及试管 内反应方面有作为完全抗原而起作用的事实。 2.食品中的糖类化合物（见表 2-1） 陆地植物和海藻干重的四分之三由糖类化合物构成。谷物、蔬菜、果实和可供食用的其他植 物都含有糖类化合物。 大多数植物只含少量蔗糖，大量膳食蔗糖来自经过加工的食品。 淀粉是植物中最普通的糖类化合物，甚至树木的木质部分中也存在淀粉，而以种籽、根 和块茎中含量最丰富。天然淀粉的结构紧密，在低相对湿度的环境中容易干燥，同水接触又 很快变软，并且能够水解成葡萄糖。 市场上销售的水果一般是完全成熟之前采收的，果实有一定硬度利于运输和贮藏。在贮 藏和销售过程中，淀粉在酶的作用下生成蔗糖或其他甜味糖，水果经过这种后熟作用而变甜 变软。这种后熟现象和谷粒、块茎及根中的糖转变为淀粉的过程正好相反。 动物产品所含的糖类化合物比其他食品少，肌肉和肝脏中的糖原是一种葡聚糖，结构与 支链淀粉相似，以与淀粉代谢相同的方式进行代谢。乳糖存在于乳汁中，牛奶中含 4.8%，人 乳中含 6.7%，市售液体乳清中为 5%。工业上采取从乳清中结晶的方法制备乳糖。 3.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，低聚糖可促小孩肠道双歧杆菌 生长，促消化） 3.2 糖类化合物的结构 1.单糖（Monosaccharides） 特征： 含有手性碳原子，即不对称碳原子 连接 4 个不同的原子或基团 在空间形成两种不同的差向异构体 表 2-1 水果及蔬菜中的游离糖 水果 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 水果 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 苹果 1.17 6.04 3.78 生梨 0.95 6.77 1.61 葡萄 6.86 7.84 2.26 樱桃 6.49 7.38 0.22 桃子 0.91 1.18 6.92 草莓 2.09 2.40 1.03 蔬菜 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 水果 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 甜菜 0.18 0.16 6.11 洋葱 2.07 1.09 0.89 花椰菜 0.73 0.67 0.42 菠菜 0.09 0.04 0.06 胡萝卜 0.85 0.85 4.24 甜玉米 0.34 0.31 3.03 黄瓜 0.87 0.86 0.06 甘薯 0.33 0.30 3.37 莴苣 0.07 0.16 0.07 番茄 1.12 1.34 0.01
贮存多糖：淀粉、糖原 抗原多糖：指具有抗原性的多糖类。在多数情况下，多糖类属不完全抗原；但在免疫及试管 内反应方面有作为完全抗原而起作用的事实。 2.食品中的糖类化合物（见表 2-1） 陆地植物和海藻干重的四分之三由糖类化合物构成。谷物、蔬菜、果实和可供食用的其他植 物都含有糖类化合物。 大多数植物只含少量蔗糖，大量膳食蔗糖来自经过加工的食品。 淀粉是植物中最普通的糖类化合物，甚至树木的木质部分中也存在淀粉，而以种籽、根 和块茎中含量最丰富。天然淀粉的结构紧密，在低相对湿度的环境中容易干燥，同水接触又 很快变软，并且能够水解成葡萄糖。 市场上销售的水果一般是完全成熟之前采收的，果实有一定硬度利于运输和贮藏。在贮 藏和销售过程中，淀粉在酶的作用下生成蔗糖或其他甜味糖，水果经过这种后熟作用而变甜 变软。这种后熟现象和谷粒、块茎及根中的糖转变为淀粉的过程正好相反。 动物产品所含的糖类化合物比其他食品少，肌肉和肝脏中的糖原是一种葡聚糖，结构与 支链淀粉相似，以与淀粉代谢相同的方式进行代谢。乳糖存在于乳汁中，牛奶中含 4.8%，人 乳中含 6.7%，市售液体乳清中为 5%。工业上采取从乳清中结晶的方法制备乳糖。 3.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，低聚糖可促小孩肠道双歧杆菌 生长，促消化） 3.2 糖类化合物的结构 1.单糖（Monosaccharides） 特征： 含有手性碳原子，即不对称碳原子 连接 4 个不同的原子或基团 在空间形成两种不同的差向异构体 表 2-1 水果及蔬菜中的游离糖 水果 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 水果 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 苹果 1.17 6.04 3.78 生梨 0.95 6.77 1.61 葡萄 6.86 7.84 2.26 樱桃 6.49 7.38 0.22 桃子 0.91 1.18 6.92 草莓 2.09 2.40 1.03 蔬菜 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 水果 D-葡萄糖 D-果糖 蔗糖 甜菜 0.18 0.16 6.11 洋葱 2.07 1.09 0.89 花椰菜 0.73 0.67 0.42 菠菜 0.09 0.04 0.06 胡萝卜 0.85 0.85 4.24 甜玉米 0.34 0.31 3.03 黄瓜 0.87 0.86 0.06 甘薯 0.33 0.30 3.37 莴苣 0.07 0.16 0.07 番茄 1.12 1.34 0.01