34多糖

清远市技师学院（高级技工学校）教案用纸（A-8）学科食品化学第三章第四节授课日期多糖课时4班级授课方式讲授、提问、讨论、总结、练习教学目的1.了解淀粉、纤维素、果胶和其他多糖的组成、结构和功能2.掌握多糖的结构、组成和性质3.理解各种多糖在食品中的应用。重点难点淀粉的糊化、老化各种多糖的结构和在食品中的应用教具准备说明教学内容课程引入、教学过程、布置作业课程引入：（10min，回顾、提问）1.低聚糖的结构、分类和功能2.蔗糖、麦芽糖、乳糖的性质3.低聚糖的性质授课内容备注教学过程第三章第四节多糖一、概述多糖是构成动植物基体结构骨架的物质，如植物的纤维素、半纤维素和果胶，动物体内的几丁质、粘多糖。某些多糖还可作为生物代谢储备物质而存在，像植物中的淀粉、糊精、菊糖、动物体内的糖原。有的多糖则具有重要的生理功能，如人参多糖、香菇多糖、灵芝多糖和茶叶多糖等，有着显著的增强免疫、降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗病毒等药理活性。多糖另一个重要作用是水的结合物质，例如琼脂、果胶和海藻酸以及粘多糖都能结合大量的水。食品加工中利用的多糖有天然的或改性的产物，作为增稠剂、胶凝剂、结晶抑制剂等。1.结构由10个以上单糖构成；聚合度——不定，只有范围。2.组成由一种单糖缩合而成：如戊糖胶、木糖胶、阿拉伯糖胶、己糖胶（淀粉、糖原和纤维素等），由不同类型的单糖缩合而成：如半乳糖甘露糖胶、果胶等。3.性质由于构件分子不同，性质差异巨大。与单糖的性质差距巨大。1）一般不溶于水，在水溶液中不形成真溶液，只能形成胶体，2）无甜味，3）无还原性，不能还原费林试剂，4）不能与金属氧化物成盐。5）可被酸或酶水解为单糖，中间产物是低聚糖6）经氧化物和碱分解，可生成各种衍生物和分解产物，但不能生成结构单糖7）有旋光性，但无变旋现象8）无均一的聚合度9）以混合形式存在：如淀粉是直链淀粉和支链淀粉的混合物，商品果胶是以聚半乳糖醛酸为主要成分以及少量阿拉伯聚糖和半乳聚糖组成的混合物。二、食品中常见的多糖（一）淀粉1．分子结构:淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。（1）形状：圆形、椭圆形、多角形等。（2）大小：0.001~0.15毫米之间，马铃薯淀粉粒最大，谷物淀粉粒最小。以显微镜可见大小的颗粒大量存在于植物种子、块茎和根以及干果中，也存在于植物的其它部位，是植物营养物质的一种储存形式。讲解、举例20min讲解10min1）组成：麦芽糖单位淀粉在淀粉酶作用下水解→麦芽糖2）结构：链状结构3）成分：淀粉→热水处理↙↙↘↘直链淀粉（可溶解），支链淀粉（不溶解）淀粉颗粒中几乎仅含有直链和支链淀粉。2.淀粉的性质（1）物理性质：白色粉末，在热水中溶胀；纯支链淀粉能溶于冷水中，而直链淀粉不能，直链淀粉能溶于热水。（2）化学性质：1）还原性：一般情况不显还原性2）水解性：最终产物葡萄糖3）与碘的呈色反应：遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色。4）酶水解和酸水解。3.淀粉的糊化（1）定义：淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。其本质是微观结构从有序转变成无序。（2）糊化的三个阶段：可逆吸水阶段——不可逆吸水阶段——淀粉粒解体阶段。（3）糊化温度：糊化温度不是一个点，而是一段温度范围。（4）影响糊化的因素结构：直链淀粉小于支链淀粉。Aw：Aw提高，糊化程度提高。糖：高浓度的糖水分子，使淀粉糊化受到抑制。盐：高浓度的盐使淀粉糊化受到抑制；低浓度的盐存在，对糊化几乎无影响。但对马铃薯淀粉例外，因为它含有磷酸基团，低浓度的盐影响它的电荷效应。酸度：pH4时，淀粉水解为糊精，粘度降低（故高酸食品的增稠需用交联淀粉）；pH4-7时，几乎无影响；pH=10时，糊化速度迅速加快，但在食品中意义不大。淀粉酶：在糊化初期，淀粉粒吸水膨胀已经开始而淀粉酶尚未被钝化前，可使淀粉降解（稀化），淀粉酶的这种作用将使淀粉糊化加速。故新米（淀粉酶酶活高)比陈米更易煮烂。（5）淀粉糊化性质的应用“即食”型方便食品；“方便面”、“方便米饭”：应糊化后瞬时干燥。4.淀粉的老化（1）定义：淀粉溶液经缓慢冷却或淀粉凝胶经长期放置，会变为不透明甚至产生沉淀的讲解、提问、思考10min讲解、举例20min现象，被称为淀粉的老化。实质是糊化的后的分子又自动排列成序，形成高度致密的、结晶化的、不溶解性分子微束。难消化（2）影响淀粉老化的因素1）温度2-4℃，淀粉易老化。60℃或-20℃，不易发生老化。2）含水量含水量30-60%，易老化。含水量过低（10%）或过高均不易老化。3）结构直链淀粉比支链淀粉易老化（粉丝）。聚合度n中等的淀粉易老化。淀粉改性后，不均匀性提高，不易老化。4）共存物的影响脂类和乳化剂可抗老化，多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化作用。5.改性淀粉天然淀粉经适当的化学处理、物理处理或酶处理，使某些加工性能得到改善，以适应特定的需要，这种淀粉被称为改性淀粉。6.在食品中的应用（二）纤维素1.纤维素纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，对植物性食品的质地影响较大。①结构由β-（1-4）-D-吡喃葡萄糖单位构成。为线性结构，由无定型区和结晶区构成。②性质不溶于水；无还原性；水解比淀粉困难得多，需用浓酸或稀酸在一定压力下长时间加热水解；人体不能产生分解纤维素的酶。一些食草动物可以消化纤维素。③改性纤维素：羧甲基纤维素(CMC)；甲基纤维素；微晶纤维素。（1）羧甲基纤维素(CMC)可与蛋白质形成复合物，有助于蛋白质食品的增溶，在馅饼、牛奶、蛋糊及布丁中作增稠剂和粘接剂。由于羧甲基纤维素对水的结合容量大，在冰淇淋和其它冷冻食品中，可阻止冰晶的形成。防止糖果，糖浆中产生糖结晶，增加蛋糕等烘烤食品的体积，延长食品的货架期。（2）甲基纤维素优点：热胶凝性、保湿性好。用途：保湿剂、增稠剂、稳定剂。（3）微晶纤维素（Microcrystallinecellulose）用稀酸处理纤维素,可以得到极细的纤维素粉末，称为微晶纤维素。在疗效食品中作为无热量填充剂。2．半纤维素(Hemicellulose)一些与纤维素一起存在于植物细胞壁中的多糖物质总称。构成半纤维素单体的有：葡萄糖，果糖，甘露糖，半乳糖，阿拉伯糖，木糖，鼠李糖及糖醛酸。（三）果胶物质(PectinSubstance)1.结构D-吡喃半乳糖醛酸以α-1，4苷键相连，通常以部分甲酯化存在，即果胶。2.分类以酯化度分类：原果胶；果胶；果胶酸。讲解、提问20min讲解、举例、提问、思考、总结20min酯化度：D-半乳糖醛酸残基的酯化数占D—半乳糖醛酸残基总数的百分数。1）原果胶(protopectin)高度甲酯化的果胶物质。只存在于植物细胞壁中，不溶于水。未成熟的果实和蔬菜中，它使果实，蔬菜保持较硬的质地。2）果胶（果胶酯酸）（Pectin)部分甲酯化的果胶物质。存在于植物汁液中。3）果胶酸(Pecticacid)不含甲酯基，即羟基游离的果胶物质。甲酯化程度：原果胶果胶果胶酸。3.果胶的物理—化学性质A.水解果胶在酸、碱条件下发生水解，生成去甲酯及苷键裂解产物。原果胶在果胶酶和果胶甲酯酶作用下，生成果胶酸。B.溶解度果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少。C.粘度粘度与链长成正比。4.果胶凝胶的形成脱水剂（蔗糖，甘油，乙醇）含量60—65%，pH2—3.5，果胶含量0.3—0.7%，可以形成凝胶。（四）食品中其他多糖植物胶质（1）按来源分类：植物树胶：阿拉伯胶、黄芹胶、刺梧桐胶；（2）按来源分类种子胶：魔芋胶、瓜尔豆胶、豆角胶和罗望子胶；海藻胶:琼胶（脂）、鹿角藻胶和褐藻胶。1.阿拉伯胶1）组成：70%是由不含N或少量N的多糖组成，另一成分是具有高相对分子量的蛋白质结构，多糖是以共价键与蛋白质肽链中的羟脯氨酸相结合。2）性质：易溶于水，溶解度高，溶液黏度低，是一种好的乳化剂，又是一种好的乳状液稳定剂，且与高聚糖具有相容性。2.瓜尔胶（GG）与刺槐豆胶（LBG）1）都是半乳甘露聚糖。2）主要组分：半乳糖和甘露糖，主链由β-D-吡喃甘露糖通过1，4糖苷键连接而成，在1-6位连接α-D-吡喃半乳糖侧链。3）瓜尔胶（GG）:商品胶中黏度最高的一种胶，易于水合产生很高的黏度。4）刺槐豆胶（LBG）:分子具有长的光滑区，能与其他多糖如黄原胶和卡拉胶的双螺旋相互作用，形成三维网状结构的黏弹性凝胶。3.卡拉胶又称为麒麟菜胶、石花菜胶、鹿角菜胶、角叉菜胶，因为卡拉胶是从麒麟菜、石花菜、鹿角菜等红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。广泛用于制造果冻，冰淇淋，糕点，软糖，罐头，肉制品，八宝粥，银耳燕窝，羹类食品，凉拌食品等等。4.琼脂（1）来源：红藻类的各种海藻。讲解、举例、提问、思考、总结20min讲解、举例、提问、思考、总结30min（2）组成:琼脂糖和琼脂胶。（3）琼脂糖:由β-D-吡喃半乳糖（1-4）连接3，6-脱水α–L-吡喃半乳糖基单位构成。（4）琼脂胶:重复单位与琼脂糖相似，但含5%-10%的硫酸脂、一部分D-葡萄糖醛酸残基和丙酮酸酯。性质:当温度大大超过凝胶起始温度时仍然保持稳定。5.微生物多糖：由微生物在生长代谢过程中，在不同的外部条件下产生。葡聚糖（右旋糖酐）；黄杆菌胶；茧酶胶；环状糊精；黄原胶。小结：1.多糖的结构、组成和性质（共同特点）2.淀粉的结构、性质、糊化、老化及其在食品中的应用3.纤维素的结构、性质、类型和在食品中的应用4.果胶的结构、性质、分类和在食品中的应用5．阿拉伯胶、瓜尔豆胶、卡拉胶、琼脂、微生物多糖的性质应用等布置作业：习题6，9课堂后记：总结及布置作业：10min