Contentsxiv3.8.3.2234Analysis2343.8.4Carotenoids2353.8.4.1Chemical Structure, Occurrence2363.8.4.1.1Carotenes3.8.4.1.2237Xanthophylls3.8.4.2240Physical Properties3.8.4.3241Chemical Properties3.8.4.4241PrecursorsofAromaCompounds..3.8.4.5244Use of Carotenoids in Food Processing3.8.4.5.1244Plant Extracts...2443.8.4.5.2Individual Compounds3.8.4.6.244Analysis ....3.9245References ..4.248Carbohydrates..4.1248Foreword..4.2248Monosaccharides.4.2.1248Structure and Nomenclature4.2.1.1.248Nomenclature...2494.2.1.2Configuration...2544.2.1.3Conformation4.2.2256Physical Properties4.2.2.1256Hygroscopicity and Solubility4.2.2.2257Optical Rotation,Mutarotation4.2.3258Sensory Properties ..4.2.4261Chemical Reactions and Derivatives.4.2.4.1261Reduction to Sugar Alcohols .2624.2.4.2Oxidation to Aldonic,Dicarboxylic and Uronic Acids..4.2.4.3263ReactionsinthePresenceof AcidsandAlkalis2634.2.4.3.1Reactions in Strongly Acidic Media.4.2.4.3.2266Reactions in Strongly Alkaline Solution4.2.4.3.3270Caramelization2704.2.4.4ReactionswithAminoCompounds (MaillardReaction)4.2.4.4.1271Initial Phaseof theMaillardReaction...2724.2.4.4.2Formationof Deoxyosones4.2.4.4.3274SecondaryProducts of 3-Deoxyosones2764.2.4.4.4Secondary Products of 1-Deoxyosones.2804.2.4.4.5SecondaryProductsof4-Deoxyosones.2824.2.4.4.6RedoxReactions..2824.2.4.4.7StreckerReaction..4.2.4.4.8284Formation of Colored Compounds2854.2.4.4.9Protein Modifications .....2894.2.4.4.10Inhibition of the Maillard Reaction ...2894.2.4.5Reactions withHydroxyCompounds(O-Glycosides).2904.2.4.6Esters......2914.2.4.7Ethers ....4.2.4.8292Cleavage of Glycols4.3292Oligosaccharides...4.3.1292Structureand Nomenclature4.3.2294PropertiesandReactions4.4Polysaccharides...........296
xiv Contents 3.8.3.2 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 3.8.4 Carotenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 3.8.4.1 Chemical Structure, Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 3.8.4.1.1 Carotenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 3.8.4.1.2 Xanthophylls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 3.8.4.2 Physical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 3.8.4.3 Chemical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 3.8.4.4 Precursors of Aroma Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 3.8.4.5 Use of Carotenoids in Food Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 3.8.4.5.1 Plant Extracts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 3.8.4.5.2 Individual Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 3.8.4.6 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 3.9 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 4 Carbohydrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.1 Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.2 Monosaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.2.1 Structure and Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.2.1.1 Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.2.1.2 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 4.2.1.3 Conformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 4.2.2 Physical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 4.2.2.1 Hygroscopicity and Solubility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 4.2.2.2 Optical Rotation, Mutarotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 4.2.3 Sensory Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 4.2.4 Chemical Reactions and Derivatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 4.2.4.1 Reduction to Sugar Alcohols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 4.2.4.2 Oxidation to Aldonic, Dicarboxylic and Uronic Acids . . . . . . . . . 262 4.2.4.3 Reactions in the Presence of Acids and Alkalis . . . . . . . . . . . . . . . 263 4.2.4.3.1 Reactions in Strongly Acidic Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 4.2.4.3.2 Reactions in Strongly Alkaline Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 4.2.4.3.3 Caramelization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 4.2.4.4 Reactions with Amino Compounds (Maillard Reaction) . . . . . . . 270 4.2.4.4.1 Initial Phase of the Maillard Reaction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 4.2.4.4.2 Formation of Deoxyosones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 4.2.4.4.3 Secondary Products of 3-Deoxyosones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 4.2.4.4.4 Secondary Products of 1-Deoxyosones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 4.2.4.4.5 Secondary Products of 4-Deoxyosones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 4.2.4.4.6 Redox Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 4.2.4.4.7 Strecker Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 4.2.4.4.8 Formation of Colored Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 4.2.4.4.9 Protein Modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 4.2.4.4.10 Inhibition of the Maillard Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 4.2.4.5 Reactions with Hydroxy Compounds (O-Glycosides) . . . . . . . . . 289 4.2.4.6 Esters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 4.2.4.7 Ethers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 4.2.4.8 Cleavage of Glycols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 4.3 Oligosaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 4.3.1 Structure and Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 4.3.2 Properties and Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 4.4 Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
ContentsxV4.4.1296Classification,Structure4.4.2296Conformation2964.4.2.1Extended or Stretched,Ribbon-Type Conformation4.4.2.2297Hollow Helix-Type Conformation.4.4.2.3298Crumpled-TypeConformation.4.4.2.4298Loosely-Jointed Conformation4.4.2.5298Conformations of Heteroglycans.4.4.2.6298Interchain Interactions3004.4.3Properties..4.4.3.1300General Remarks.4.4.3.2300PerfectlyLinearPolysaccharides4.4.3.3.300BranchedPolysaccharides4.4.3.4:301LinearlyBranched Polysaccharides4.4.3.5.301Polysaccharides with Carboxyl Groups4.4.3.6.302Polysaccharides with Strongly Acidic Groups.4.4.3.7..302ModifiedPolysaccharides..+.3024.4.3.7.1DerivatizationwithNeutral Substituents3024.4.3.7.2Derivatization with Acidic Substituents.:4.4.4302Individual Polysaccharides...3024.4.4.1Agar..3024.4.4.1.1Occurrence,Isolation3024.4.4.1.2Structure, Properties..4.4.4.1.3..303Utilization3034.4.4.2Alginates3034.4.4.2.1Occurrence,Isolation4.4.4.2.2303Structure,Properties4.4.4.2.3304Derivatives4.4.4.2.4.304Utilization4.4.4.3.304Carrageenans ..3044.4.4.3.1Occurrence,Isolation4.4.4.3.2**.305Structure,Properties.3064.4.4.3.3Utilization4.4.4.4306Furcellaran..3064.4.4.4.1Occurrence, Isolation3074.4.4.4.2Structure, Properties3074.4.4.4.3Utilization4.4.4.5307Gum Arabic3074.4.4.5.1Occurrence,Isolation4.4.4.5.2Structure,Properties3073094.4.4.5.3Utilization4.4.4.6GumGhatti3094.4.4.6.1309Occurrence..3094.4.4.6.2Structure,Properties.3094.4.4.6.3Utilization...4.4.4.7....310Gum Tragacanth1..4.4.4.7.1310Occurrence........4.4.4.7.2310Structure,Properties3104.4.4.7.3Utilization4.4.4.8310Karaya Gum3104.4.4.8.1Occurrence.3104.4.4.8.2Structure,Properties
Contents xv 4.4.1 Classification, Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 4.4.2 Conformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 4.4.2.1 Extended or Stretched, Ribbon-Type Conformation . . . . . . . . . . . 296 4.4.2.2 Hollow Helix-Type Conformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 4.4.2.3 Crumpled-Type Conformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 4.4.2.4 Loosely-Jointed Conformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 4.4.2.5 Conformations of Heteroglycans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 4.4.2.6 Interchain Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 4.4.3 Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 4.4.3.1 General Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 4.4.3.2 Perfectly Linear Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 4.4.3.3 Branched Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 4.4.3.4 Linearly Branched Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 4.4.3.5 Polysaccharides with Carboxyl Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 4.4.3.6 Polysaccharides with Strongly Acidic Groups . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.3.7 Modified Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.3.7.1 Derivatization with Neutral Substituents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.3.7.2 Derivatization with Acidic Substituents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.4 Individual Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.4.1 Agar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.4.1.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.4.1.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.4.4.1.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.4.4.2 Alginates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.4.4.2.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.4.4.2.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.4.4.2.3 Derivatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.4.4.2.4 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.4.4.3 Carrageenans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.4.4.3.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.4.4.3.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 4.4.4.3.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 4.4.4.4 Furcellaran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 4.4.4.4.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 4.4.4.4.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 4.4.4.4.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 4.4.4.5 Gum Arabic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 4.4.4.5.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 4.4.4.5.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 4.4.4.5.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 4.4.4.6 Gum Ghatti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 4.4.4.6.1 Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 4.4.4.6.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 4.4.4.6.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 4.4.4.7 Gum Tragacanth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 4.4.4.7.1 Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 4.4.4.7.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 4.4.4.7.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 4.4.4.8 Karaya Gum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 4.4.4.8.1 Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 4.4.4.8.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
Contentsxvi...3114.4.4.8.3Utilization.3114.4.4.9Guaran Gum3114.4.4.9.1Occurrence,Isolation3114.4.4.9.2Structure, Properties3124.4.4.9.3Utilization.3124.4.4.10Locust Bean Gum3124.4.4.10.1Occurrence,Isolation3124.4.4.10.2Structure, Properties3124.4.4.10.3Utilization3124.4.4.11Tamarind Flour3124.4.4.11.1Occurrence,Isolation....3124.4.4.11.2Structure,Properties..4.4.4.11.3Utilization ...:313..3134.4.4.12Arabinogalactan from Larch.3134.4.4.12.1Occurrence,Isolation...3134.4.4.12.2Structure,Properties....3134.4.4.12.3Utilization3144.4.4.13Pectin........3144.4.4.13.1Occurrence,Isolation...4.4.4.13.2Structure,Properties..3143154.4.4.13.3Utilization3154.4.4.14Starch...3154.4.4.14.1Occurrence,Isolation3164.4.4.14.2Structure and Properties of Starch Granules3214.4.4.14.3StructureandProperties ofAmylose3234.4.4.14.4StructureandProperties of Amylopectin-3244.4.4.14.5Utilization.3254.4.4.14.6Resistant Starch... 3254.4.4.15Modified Starches3254.4.4.15.1MechanicallyDamaged Starches3254.4.4.15.2Extruded Starches.3264.4.4.15.3Dextrins ..3264.4.4.15.4Pregelatinized Starch3264.4.4.15.5Thin-Boiling Starch3264.4.4.15.6Starch Ethers.3264.4.4.15.7StarchEsters3274.4.4.15.8Cross-Linked Starches3274.4.4.15.9Oxidized Starches...3274.4.4.16Cellulose.......3274.4.4.16.1Occurrence,Isolation3284.4.4.16.2Structure, Properties ...3284.4.4.16.3Utilization..3284.4.4.17CelluloseDerivatives.3294.4.4.17.1Alkyl Cellulose.Hydroxyalkyl Cellulose....3294.4.4.17.2CarboxymethylCellulose....3304.4.4.18Hemicelluloses4.4.4.19331Xanthan Gum ..3314.4.4.19.1Occurrence,Isolation.....3314.4.4.19.2Structure,Properties..3314.4.4.19.3Utilization.3314.4.4.20Scleroglucan
xvi Contents 4.4.4.8.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 4.4.4.9 Guaran Gum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 4.4.4.9.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 4.4.4.9.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 4.4.4.9.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.10 Locust Bean Gum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.10.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.10.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.10.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.11 Tamarind Flour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.11.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.11.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 4.4.4.11.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 4.4.4.12 Arabinogalactan from Larch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 4.4.4.12.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 4.4.4.12.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 4.4.4.12.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 4.4.4.13 Pectin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 4.4.4.13.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 4.4.4.13.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 4.4.4.13.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 4.4.4.14 Starch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 4.4.4.14.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 4.4.4.14.2 Structure and Properties of Starch Granules . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 4.4.4.14.3 Structure and Properties of Amylose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 4.4.4.14.4 Structure and Properties of Amylopectin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 4.4.4.14.5 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 4.4.4.14.6 Resistant Starch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.4.4.15 Modified Starches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.4.4.15.1 Mechanically Damaged Starches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.4.4.15.2 Extruded Starches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.4.4.15.3 Dextrins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 4.4.4.15.4 Pregelatinized Starch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 4.4.4.15.5 Thin-Boiling Starch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 4.4.4.15.6 Starch Ethers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 4.4.4.15.7 Starch Esters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 4.4.4.15.8 Cross-Linked Starches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 4.4.4.15.9 Oxidized Starches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 4.4.4.16 Cellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 4.4.4.16.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 4.4.4.16.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 4.4.4.16.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 4.4.4.17 Cellulose Derivatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 4.4.4.17.1 Alkyl Cellulose, Hydroxyalkyl Cellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 4.4.4.17.2 Carboxymethyl Cellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 4.4.4.18 Hemicelluloses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 4.4.4.19 Xanthan Gum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.4.4.19.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.4.4.19.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.4.4.19.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.4.4.20 Scleroglucan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Contentsxvii3314.4.4.20.1Occurrence,Isolation3314.4.4.20.2Structure,Properties.3324.4.4.20.3Utilization4.4.4.21332Dextran.3324.4.4.21.1Occurrence3324.4.4.21.2Structure,Properties3324.4.4.21.3Utilization4.4.4.22332Inulin and Oligofructose.3324.4.4.22.1Occurrence..4.4.4.22.2332Structure.3324.4.4.22.3Utilization4.4.4.23333Polyvinyl Pyrrolidone (PVP) . ...3334.4.4.23.1Structure,Properties.3334.4.4.23.2Utilization..4.4.5333EnzymaticDegradationofPolysaccharides4.4.5.1...333Amylases..3334.4.5.1.1α-Amylase..3334.4.5.1.2B-Amylase........3334.4.5.1.3Glucan-1,4-α-D-glucosidase (Glucoamylase)3344.4.5.1.4α-Dextrin Endo-1,6-α-glucosidase (Pullulanase)4.4.5.2334PectinolyticEnzymes4.4.5.3335Cellulases..4.4.5.4335Endo-1,3(4)-β-glucanase4.4.5.5335Hemicellulases4.4.6335Analysis of Polysaccharides4.4.6.1335Thickening Agents4.4.6.2336Dietary Fibers4.5337References5.340Aroma Compounds5.1340Foreword5.1.1340Concept Delineation5.1.2340ImpactCompoundsofNaturalAromas5.1.3341Threshold Value.5.1.4342AromaValue5.1.5.343Off-Flavors,Food Taints5.2345Aroma Analysis...5.2.1345Aroma Isolation.5.2.1.1346Distillation,Extraction5.2.1.2.348Gas Extraction ...5.2.1.3.348Headspace Analysis5.2.2....349Sensory Relevance ...5.2.2.1350Aroma Extract Dilution Analysis (AEDA)...5.2.2.2HeadspaceGCOlfactometry350++.5.2.3351Enrichment ...-....+5.2.4.353Chemical Structure..5.2.5353EnantioselectiveAnalysis..5.2.6356QuantitativeAnalysis,AromaValues5.2.6.1356IsotopicDilutionAnalysis (IDA)5.2.6.2356Aroma Values(AV)...5.2.7357Aroma Model,Omission Experiments
Contents xvii 4.4.4.20.1 Occurrence, Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.4.4.20.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.4.4.20.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.21 Dextran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.21.1 Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.21.2 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.21.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.22 Inulin and Oligofructose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.22.1 Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.22.2 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.22.3 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.4.4.23 Polyvinyl Pyrrolidone (PVP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.4.23.1 Structure, Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.4.23.2 Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.5 Enzymatic Degradation of Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.5.1 Amylases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.5.1.1 α-Amylase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.5.1.2 β-Amylase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.5.1.3 Glucan-1,4-α-D-glucosidase (Glucoamylase) . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.4.5.1.4 α-Dextrin Endo-1,6-α-glucosidase (Pullulanase) . . . . . . . . . . . . . 334 4.4.5.2 Pectinolytic Enzymes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 4.4.5.3 Cellulases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 4.4.5.4 Endo-1,3(4)-β-glucanase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 4.4.5.5 Hemicellulases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 4.4.6 Analysis of Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 4.4.6.1 Thickening Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 4.4.6.2 Dietary Fibers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 4.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 5 Aroma Compounds. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 5.1 Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 5.1.1 Concept Delineation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 5.1.2 Impact Compounds of Natural Aromas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 5.1.3 Threshold Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 5.1.4 Aroma Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 5.1.5 Off-Flavors, Food Taints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 5.2 Aroma Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 5.2.1 Aroma Isolation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 5.2.1.1 Distillation, Extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 5.2.1.2 Gas Extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 5.2.1.3 Headspace Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 5.2.2 Sensory Relevance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 5.2.2.1 Aroma Extract Dilution Analysis (AEDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 5.2.2.2 Headspace GC Olfactometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 5.2.3 Enrichment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 5.2.4 Chemical Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 5.2.5 Enantioselective Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 5.2.6 Quantitative Analysis, Aroma Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 5.2.6.1 Isotopic Dilution Analysis (IDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 5.2.6.2 Aroma Values (AV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 5.2.7 Aroma Model, Omission Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
xviliContents5.3...359Individual Aroma Compounds5.3.1360Nonenzymatic Reactions3615.3.1.1Carbonyl Compounds . 5.3.1.2361Pyranones...5.3.1.3361Furanones.5.3.1.4363Thiols, Thioethers, Di-and Trisulfides5.3.1.5367Thiazoles...5.3.1.6367Pyrroles, Pyridines5.3.1.7371Pyrazines5.3.1.8373Amines..5.3.1.9374Phenols...5.3.2374EnzymaticReactions5.3.2.1. 376Carbonyl Compounds, Alcohols..5.3.2.2..379Hydrocarbons,Esters5.3.2.3..380Lactones.....3825.3.2.4Terpenes......3875.3.2.5Volatile Sulfur Compounds.......3885.3.2.6Pyrazines....5.3.2.7388Skatole, p-Cresol.......5.4389InteractionswithOtherFoodConstituents5.4.1390Lipids 5.4.2391Proteins, Polysaccharides..5.5393Natural and Synthetic Flavorings5.5.1393RawMaterials forEssences..5.5.1.1394Essential Oils ..5.5.1.2394Extracts,Absolues5.5.1.3394Distillates ..5.5.1.4.394Microbial Aromas5.5.1.5.. 395Synthetic Natural Aroma Compounds5.5.1.6..395SyntheticAromaCompounds5.5.2..396Essences..5.5.3...397AromasfromPrecursors...5.5.4397Stability of Aromas5.5.5398Encapsulation of Aromas ..5.6398Relationships Between StructureandOdor5.6.1398General Aspects5.6.2398Carbonyl Compounds5.6.3399Alkyl Pyrazines5.7References.4006Vitamins403..6.1...403Foreword .....6.2404Fat-Soluble Vitamins...6.2.1404Retinol (Vitamin A)....6.2.1.1404Biological Role......6.2.1.2..404Requirement, Occurrence.6.2.1.3..406Stability,Degradation..6.2.2.. 406Calciferol(VitaminD)6.2.2.1406Biological Role ........6.2.2.2406Requirement,Occurrence..6.2.2.3407Stability,Degradation
xviii Contents 5.3 Individual Aroma Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 5.3.1 Nonenzymatic Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 5.3.1.1 Carbonyl Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 5.3.1.2 Pyranones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 5.3.1.3 Furanones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 5.3.1.4 Thiols, Thioethers, Di- and Trisulfides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 5.3.1.5 Thiazoles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 5.3.1.6 Pyrroles, Pyridines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 5.3.1.7 Pyrazines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 5.3.1.8 Amines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 5.3.1.9 Phenols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 5.3.2 Enzymatic Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 5.3.2.1 Carbonyl Compounds, Alcohols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 5.3.2.2 Hydrocarbons, Esters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 5.3.2.3 Lactones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 5.3.2.4 Terpenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 5.3.2.5 Volatile Sulfur Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 5.3.2.6 Pyrazines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 5.3.2.7 Skatole, p-Cresol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 5.4 Interactions with Other Food Constituents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 5.4.1 Lipids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 5.4.2 Proteins, Polysaccharides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 5.5 Natural and Synthetic Flavorings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 5.5.1 Raw Materials for Essences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 5.5.1.1 Essential Oils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 5.5.1.2 Extracts, Absolues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 5.5.1.3 Distillates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 5.5.1.4 Microbial Aromas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 5.5.1.5 Synthetic Natural Aroma Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 5.5.1.6 Synthetic Aroma Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 5.5.2 Essences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 5.5.3 Aromas from Precursors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 5.5.4 Stability of Aromas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 5.5.5 Encapsulation of Aromas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 5.6 Relationships Between Structure and Odor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 5.6.1 General Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 5.6.2 Carbonyl Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 5.6.3 Alkyl Pyrazines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 5.7 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 6 Vitamins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 6.1 Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 6.2 Fat-Soluble Vitamins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 6.2.1 Retinol (Vitamin A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 6.2.1.1 Biological Role . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 6.2.1.2 Requirement, Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 6.2.1.3 Stability, Degradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 6.2.2 Calciferol (Vitamin D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 6.2.2.1 Biological Role . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 6.2.2.2 Requirement, Occurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 6.2.2.3 Stability, Degradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407