Unit3 Carbohydrates
制作人,熊汉国
第三章 碳水化合物
第一节 基本概念
第二节 碳水化合物的结构
第三节 碳水化合物的化学性质
第四节 食品中的单糖和低聚糖的功能
第五节 淀粉
第六节 淀粉以外的多聚糖
第七节 食品中碳水化合物的测定
目录
3.1 Concept 基本概念
碳水化合物 (Carbohydrates)
Definition
多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。
Classification 分类,
1.按组成分
1) 单糖 （ Monosaccharides）：
不能再被水解的多羟基醛，酮，是碳水化合物的基本单位。
2）低聚糖（寡糖 Oligasaccharides)：
由 2~10个单糖分子缩合而成，水解后生成单
糖。
3）多糖 (Polysaccharides),
由许多单糖分子缩合而成。
2,按功能分
结构多糖 贮存多糖 抗原多糖
食品中的糖类化合物（见表）
Carbohydrates comprise more than 75%of the
dry matter ofPlants,eg,corn,vegetable,fruit,
and so on,Monosaccharides & Oligasaccharides
is usually found in the vegetable and fruit,
Polysaccharides can mainly be found in corn,
seed,root,stem plants,
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
有利于肠道蠕动，促进消化
3.2 糖类化合物的结构
Structure of Carbohydrates
１,链式结构
-醛糖,C4 差向异构 C2差向异构
酮糖,C5差向异构
一,单糖（ Monosaccharides）
醛 糖
酮糖
２,环状结构
3.己糖构象
构象：是由原子基团围绕单糖旋转一定位置而形成的。
己糖可以形成呋喃型和吡喃型
己糖一般由船式和椅式两种构象
船式椅式
二,糖苷 Glycosides
是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的 -
ＯＨ,-ＮＨ 2-ＳＨ（巯基）等发生缩 合反应而得的化合
物。
组成, 糖 配基（非糖部分 ）
性质
a无变旋现象
b无还原性
生物活性
许多糖苷仅存在于植物中，表现出一定的生物活性。
如：黄豆苷（大豆，葛根中含有）
可以促进血液循环，提高脑血流量，对心血管
疾病有显著疗效，治冠心病，脑血栓。
银杏中的有效成分：银杏黄酮醇苷，具有扩张
冠状血管，改善血液循环。
糖苷的毒性：
某些氰糖苷在体内转化为氢氰酸，使人体中毒。
如：苦杏仁苷，在酶作用下水解成ＨＣＮ等（杏、
木薯、马利豆等）。
三,低聚糖 Oligasaccharides
一般由２－１０个糖基构成，较重要的低聚糖有蔗糖、麦
芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊精和环状糊精（沙丁格糊精）
。
三,低聚糖 Oligasaccharides
一般由２－１０个糖基构成，较重要的低
聚糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊
精和环状糊精（沙丁格糊精）
麦芽糖、蔗糖、乳糖结构
麦芽糖（图） 乳糖（图） 蔗糖（图）
环状糊精 cyclodextrin
又名沙丁格糊精（ schardinger Ｄ extrin），由环状 α
－Ｄ－吡喃葡萄糖苷构成。聚合度为６、７、８，分别成为 α,β、
γ－环状糊精
物理性质
α－环状糊精 β－环状糊精 γ－环状糊精
葡萄糖残基数 ６ ７ ８
分子量 ９７２ １１３５ １２９７
水中溶解度（ g／
mol.２５ c）
１４,５ ８,５ ２３,２
旋光度 [α] ＋１５０,５ ＋１６２,５ ＋１７４,４
空穴内径Ｃ ４,５ ７,８ ８,５
空穴高 A ６,７ ７,０ ７,０
淀粉调浆 → 液化 → 转化 → 终止反应 → 脱色、过
滤 → 离交法盐 → 真空浓缩 → 喷雾干燥 → 干粉
环状糊精为中空圆柱形结构，可包埋与其大小
相适的客体分子，起到稳定缓释，提高溶解度，掩
盖异味的作用。
制备工艺
应用
医学
如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂，共基青霉
素－ β－环糊精
食品行业
做增稠剂，稳定剂，提高溶解度（做如化剂），掩
盖异味等等。
Suntoryltcl已获得粉状醇饮料的应用专利 。
农业
应用在农药上
作乳化剂，提高其稳定性，减轻对皮肤的刺激作用。
香精包含在环状糊精制成的粉末，而混合到热塑性
塑料中，可制成各种加香塑料。
如 tide（汰渍）洗衣粉留香，可经ＣＤ包接香精后
添加到洗衣粉中。
化妆品
其它方面
专题
ＣＤ在食品工业中的应用
保持食品香味的稳定
食用香精和稠味剂用ＣＤ包接，用于烤焙食品，速溶
食品，速食食品，肉食及罐头食品，可使之留香持久，风
味稳定。如食用香精玫瑰油，茴香脑等易挥发，易氧化，
用ＣＤ包接后香味的保持得到改善。
保持天然食用色素的稳定
如：虾黄素经ＣＤ的包接，提高对光和氧的稳定性 。
食品保鲜
将ＣＤ和其它生物多糖制成保鲜剂。涂于面包、糕点
表面可起到保水保形的作用。
除去食品的异味
鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用ＣＤ包
接可除去 。
作为固体果汁和固体饮料酒的载体。
是大分子聚合物，聚合度由１０到几千，常见多
糖有淀粉，纤维素，果胶，瓜尔豆胶等等。
四,多糖 Polysaccharides
3.３糖类化合物的化学性质
Chemistry property of Carbohydrates
水解反应：
低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解
生成单糖或低聚糖。
水解历程：
影响水解反应的因素：
结构
α-异头物水解速度 〉 β-异头物
呋喃糖苷水解速度 > 吡喃糖苷
?-D糖苷水解速度 > ?-D糖苷。
?-D,1?6 < 1 ?2 < 1?4 < 1 ?3
? -D,1?6 < 1?4 < 1?3 < 1?2
。 糖苷键的连接方式
。聚合度（ DP）大小
水解速随着 DP增大而明显减小
环境
温度
温度提高，水解速度急剧加快。
酸度
单糖在 pH3~7范围内稳定；
糖苷在碱性介质中相当稳定,但在酸性介
质中易降解。
脱水反应：
酸、热条件下的反应
在室温下，稀酸对单糖的稳定性无影响
当酸的浓度大于 12%的浓盐酸以及热的作用下，单糖易脱水，
生成糠醛及其衍生物。
例如,HO— CH— CH— OH H— C— C— H
H— CH CH— CHO H+ H— C C— CHO + 3 H2O
OH OH ? O
五碳糖 糠醛
复合反应：
单糖受酸和热的作用，缩合失水生成低聚糖的反应称为复合
反应。 是水解反应的逆反应。
例如,2 C6H12O6
C12H22O11 + H2O
变旋现象
葡萄糖溶液经放置一段时间后的旋光值与最初的旋光
值不同的现象，稀碱可催化变旋。
?- D-呋喃葡萄糖 ?- D-吡喃葡萄糖
开链式葡萄糖
?-D-呋喃葡萄糖 ?-D-吡喃葡萄糖
烯醇化
在浓碱条件下，开环，生成差向异构体。
褐变反应 Browning Reaction
氧化褐变 以多酚氧化酶催化，使酚类物质氧化为醌
（酶褐变）
非氧化褐 变 焦糖化反应 Phenomena of Caramelizati
（ 非酶褐变 ） 麦拉德褐变反应 Maillard Reaction
焦糖化现象（ Phenomena of Caramelization )
。在无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用酸或铵盐作
催化剂，生成焦糖的过程，称为焦糖化。
在无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，
用酸或铵盐作 催化剂，生成焦糖的过程，
称为焦糖化。
焦糖化现象
（ Phenomena of Caramelization )
焦糖化反应产生色素的过程
糖经强热处理可发生两种反应
分子内脱水
向分子内引入双键,然后裂解产生一些挥发性醛、酮，经缩合、聚
合生成深色物质。生成焦糖或酱色
环内缩合或聚合
裂解产生的挥发性的醛、酮经 — 缩合或聚合 — 产生深色物质。
反应条件
催化剂：铵盐、磷酸盐、苹果酸、延胡索酸、柠檬酸、酒
石酸等。
无水或浓溶液，温度 150-200℃
性质
焦糖是一种黑褐色胶态物质，等电点在 pH3.0-6.9,甚至低于
pH3，粘度 100-3000cp,浓度在 33-38度 pH在 2.6-5.6较好。
三种色素及用途
NH4HSO4催化 耐酸焦糖色素（可用于可口可乐饮料）
(NH4)2SO4催化 啤酒美色剂
加热固态 焙烤食品用焦糖色素
反应机理（过程）：
开始和引发阶段
a.氨基和羰基缩合。
b.Amadori分子排叠。
中间阶段
c.糖脱水
d.糖裂解
e.氨基酸降解
Maillard Reaction
羰基化合物和氨基化合物在少量水存在下的反应，
反应产物有褐色色素和风味物质。
后期
f.醇，醛缩合
g.胺 — 醛缩合
条件：氨基酸和还原糖及少量的水参与
产物：色素（类黑精）
风味化合物：如麦芽酚，己基麦芽酚，异麦芽酚
特点,随着反应的进行,pH值下降（封闭了游离的氨基）
还原的能力上升 （还原酮产生）
420nm-490nm处有吸收
褐变初期，紫外线吸收增强，伴随有荧光物质产生
添加亚硫酸盐，可阻止褐变，但在褐变后期加入不能使之褪色
影响 Maillard反应因素
糖的种类及含量
a.五碳糖 >六碳糖
b.单糖 >双糖
c.还原糖含量与褐变成正比
氨基酸及其它含氨物种类
a.含 S-S,S-H不易褐变
b.有吲哚，苯环易褐变
c.碱性氨基酸易褐变
d.氨基在 ε-位或在末端者，比 α-位易褐变
温度 升温易褐变
水分 褐变需要一定水分
pH值
pH4— 9范围内，随着 pH上升，褐变上升
当 pH≤时，褐变反应程度较轻微
pH在 7.8— 9.2范围内，褐变较严重
金属离子和亚硫酸盐
氧（间接因素）
Ca 处理 抑制 maillard反应
Maillard反应对食品品质的影响
不利方面,a.营养损失，特别是必须氨基酸损失严重
b.产生某些致癌物质
有利方面,褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特
殊气味和风味,
maillard反应在食品加工的应用
抑制 maillard反应
注意选择原料
如土豆片，选氨基酸、还原糖含量少的品种，一般选
用蔗糖。
保持低水分
蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。如 SiO2
等
应用 SO2
硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。
保持低 pH值
常加酸，如柠檬酸，苹果酸。
降低产品浓度（浓缩）
如：桔自汁浓缩比 6, 1 柠檬汁 4, 1
其它的处理
Ⅰ,热水烫漂 除去部分可溶固形物，降低还原糖含量。
Ⅱ,冷藏库中马铃薯加工时回复处理。 (Reconditioniny)
Ⅲ,钙处理 如马铃薯淀粉加工中，加 Ca(OH)2可以防止褐变，产品白变
大大提高
利用 maillard反应
在面包生产，咖啡，红茶，啤酒，糕点，酱油等生产中
产生特殊风味，香味,
通过控制原材料、温度及加工方法，
可制备各种不同风味,香味的物质。
控制原材料：核糖 + 半胱氨酸,烤猪肉香味
核糖 + 谷胱甘肽,烤牛肉香味
控制温度,葡萄糖 + 缬氨酸,
100— 150度 烤面包香味
180度 巧克力香味
木糖 — 酵母水解蛋白：
90度 饼干香型
160度 酱肉香型
不同加工方法,土豆 大麦
水煮,125种香气 75种香气
3.4 食品中单糖和低聚糖的功能
甜味剂：
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖 sucrose
D-果糖 D-fructose,葡萄糖 glucose的含量。
甜度：果糖 >蔗糖 >葡萄糖 >麦芽糖 >半乳糖
亲水功能
糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力，具有一定的吸
湿 性或保湿性。
赋予风味：
褐变产物赋予食品特殊风味。如，麦芽酚 异麦芽酚 已 基
麦芽酚
特殊功能
增加溶解性：如环状糊精，麦芽糊精
稳定剂：糊精作固体饮料的增稠剂和稳定剂。
保健功能
3.5淀粉 Starch
一,淀粉粒的特性
淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。
形状：
圆形、椭圆形、多角形等
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,
.晶体结构：用偏振光显微镜观察及 X-射线研究，能产生
双折射及 X衍射现象
二, 淀粉的结构：
直链淀粉（ Amylose）
支链淀粉（ Amylopectin）
三,淀粉的物理性质
。白色粉末在，热水中融溶胀,
。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,
四,化学性质
。无还原性
。遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色,
。水解：酶解 酸解
五,淀粉的糊化（ Gelatinization）：
糊化
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。
糊化温度
指双折射消失的温度糊化温度不是一个点，而是一段温
度范围。
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。
脂类：
脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺
旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。
酸度：
pH<4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）；
pH 4~7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。
淀粉的老化 (Retrogradation)：
老化
淀粉溶液经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粉末,
影响淀粉老化的因素：
温度：
2~4° C，淀粉易老化
>60 ° C或 <-20 ° C，不易发生老化，
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；
结构：
直链淀粉易老化；
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。
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。
变性淀粉
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
称为变性淀粉,
变性淀粉种类
物理变性
化学变性
变性淀粉及其应用：
只使淀粉的物理性质发生改变,
如,α-淀粉,将糊化后淀粉迅速干燥即得,
α-淀粉应用,家用洗涤剂 鳗鱼饲料
物理变性：
化学变性,利用化学方法进行变性,
氧化淀粉
淀粉分子中的羟基能够被氯酸钠、双氧水、臭氧等
氧化物氧化为羧基,
优点：粘度低，不易凝冻。用途：做增稠剂和糖果成
型剂,
酸降解淀粉
用 H2SO4,HCL、使淀粉降解,
优点：粘度低、老化性大、易皂化, 用途, 用于软糖 果
冻 糕 点生产,
淀粉脂：如淀粉磷酸酯（磷酸淀粉）
淀粉醚：如羟甲基淀粉（ CMS)
交联淀粉：淀粉在交联剂（甲醛 )作用下结合成更大分子
。淀粉衍生物（淀粉脂、淀粉醚、交联淀粉）
。淀粉的接枝共聚物
淀粉可以与聚乙烯，聚苯乙烯，聚乙烯醇共混制成淀
粉塑料,
淀粉塑料有一定的生物降解性，对解决塑料制品
造成的, 白色污染, 有很大的意义。
3.6 淀粉以外的多聚糖
糖原：
又称动物淀粉。使肌肉和组织中重要的储存糖类,
结构：
由 β-（ 1-4） -D-吡喃葡萄糖单位构成。为线
性结构，无定型区和结晶区构成。
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,
改性纤维素：
CH2OH CH2OCH2COOH
O NaOH O
O OH O ClCH2COOH O OH O
OH n OH n
纤维素 羧甲基纤维素
。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。
微晶纤维素（ Micorcrystalline cellulose)：
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。
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,
一些与纤维素一起存在与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。
半纤维素 (Homicicellulose)
果胶物质 (Pectic Substance)
D— 半乳糖
酯化度,醛酸残基的酯 化数占 D— 半乳糖醛酸残
基总数的百分数
如：酯化度为 50%的果胶物质的结构,
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。
分类：
以酯化度分类
原果胶
果胶
果胶酸
果胶酸, (Pectic acid)
不含甲酯基，即羟基游离的果胶物质。
原果胶
果胶 甲酯化程度下降
果胶酸
原果胶,(Cprotopectin)
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。
果胶：（ Pectin)
部分甲酯化的果胶物质。存在于植物汁液中。
果胶的物理 — 化学性质
水解
果胶在酸碱条件下发生水解，生成去甲酯和苷键裂解产物。
原果胶在果胶酶和果胶甲酯酶作用下，生成果胶酸。
溶解度
果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少，
粘度
粘度与链长正比。
果胶凝胶的形成
条件：
脱水剂（蔗糖，甘油，乙醇）含量 60— 65%,pH 2— 3.5，
果胶含量 0.3— 0.7%，可以形成凝胶。
机制：
脱水剂使高度含水的果胶分子脱水以及电荷中和而形成凝
集体。
凝胶强度与分子量成正比
分子量 18*10 14*10 11.5*10 5*10 3*10
凝胶强度（克
/cm ）
220— 300 180— 220 130— 180 20— 50 不成凝胶
凝胶强度与酯化程度成正比
酯化程度越大，凝胶强度越大。
完全酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量为 16— 32%，以此作为 100%
酯化度。
甲氧基含量 >7，成为高甲氧基果胶。
甲氧基含量 ≤7，称为低甲氧基果胶。（或低果胶酯）
影响凝胶强度的因素
`
四种不同酯化程度果胶形成凝胶条件
名称 甲酯化度（甲氧基含量） 形成凝胶的条件
全甲酯化聚半乳糖醛酸 100%（ 16.32%） 只要有脱水剂即可形成
速凝果胶 70%（ 11.4%） 加糖，加酸（ pH3.0-3.4）
慢凝果胶 50-70%（ 8.2-11.4%） 加糖,pH2.8-3.2
低甲氧基果胶 ≤50%（ ≤7%） 利用加糖，酸无效。只有加羟
基交联剂（ Ca +,AB +)
才形成。
植物树胶,阿拉伯胶、黄芹胶、刺梧桐胶
按来源分类 种子胶,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
植物胶质
微生物多糖
葡聚糖（右旋糖酐）
黄杆菌胶
茧酶胶
环状糊精
氨基酸多糖
粘多糖：
透明酯酸
硫酸软骨素
肝素
壳聚糖：
（几丁质，甲壳素）
3.7 糖类化合物的测定
总碳水化和物的测定
单糖
低聚糖 有效碳水化合物
糊精，淀粉，糖原
果胶
纤维素，半纤维素 无效碳水化合物
木质素 （膳食纤维）
测定：
采用差减法
总碳水化合物（ %） =100-（水分 +灰分 +粗脂肪 +粗蛋白 ）
还原糖的测定
菲林试剂法
原理
食物中的还原糖成分能将菲林试剂还原成氧化亚铜，并借助次甲基蓝作指示
剂。
反应方程式
① 2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Ca(OH)2
② 氧化亚铜在酒石酸钾纳存在时呈溶液状态
HOCH?COONa O?CHCOONa
Cu(OH)2+ Cu +2H2O
HOCH?COOK O?CHCOOK
③ 上述溶液与还原糖作用，在加热滴定时，产生红色的氧化亚铜沉淀。
OCHOONa HOCH?COONa
R-CHO+2Cu +2H2O R-COOH+2 +Cu2O
OCHCOOK HOCH?COOK
④ 终点确定：
借次甲基蓝做指示剂，次甲基蓝在碱性溶液中可被还
原为无色。
试剂
菲林试剂甲：称取 278克 CuSO4?5H2O,0.1克次甲基蓝
加 500ml蒸馏水溶解后定容 1000ml。
菲林试剂乙：称取 346克酒石酸钾钠,100克氢氧化钠加
蒸馏水溶解，定容 1000ml。
标准溶液配制：精确称取 1.000克经 98— 100摄氏度干燥
至恒量的纯葡萄糖，加水溶解后加入 5ml盐酸，并以水稀释至
1000ml。（溶液 1ml相当 1mg葡萄糖）
① 样品处理：称取 10— 20g（粮油食品）样品，置于 250ml 容
量瓶中，加水 200ml，在 45摄氏度水中水浴 1小时，并时加振
荡，冷却后定容，混匀，静置，过滤，滤液待用。
②标定碱性酒石酸酮溶液：吸取 5.0ml酒石酸铜钾和 5.0ml
菲林试剂乙，置于 150ml锥形瓶，加水 10 ml，在沸腾状态下
滴加葡萄糖标准溶液，至蓝色刚好褪区为终点，记录消耗葡萄
糖标准溶液的总体积，平行操作三次，取平均值计算没 10ml
（甲，乙各 5ml）酒石酸铜溶液相当葡萄糖的质量
③样品测定：取菲林试剂甲乙各 5.0ml，置与 150ml锥形瓶
中，加水 10ml,在沸腾状态下滴定样品，至蓝色正好褪去为终
点，记下样品消耗体积，平行三次，得平均消耗体积。
操作要点
① 样品处理：称取 10— 20g（粮油食品）样品，置于 250ml
容量瓶中，加水 200ml，在 45摄氏度水中水浴 1小时，并时
加振荡，冷却后定容，混匀，静置，过滤，滤液待用。
② 标定碱性酒石酸酮溶液：吸取 5.0ml酒石酸
铜钾和 5.0ml菲林试剂乙，置于 150ml锥形
瓶，加水 10 ml，在沸腾状态下滴加葡萄糖
标准溶液，至蓝色刚好褪区为终点，记录
消耗葡萄糖标准溶液的总体积，平行操作
三次，取平均值计算没 10ml（甲，乙各
5ml）酒石酸铜溶液相当葡萄糖的质量
③ 样品测定：取菲林试剂甲乙各 5.0ml，置与
150ml锥形瓶中，加水 10ml,在沸腾状态下
滴定样品，至蓝色正好褪去为终点，记下
样品消耗体积，平行三次，得平均消耗体
积。
计算
还愿糖（以葡萄糖计） %=(m2/m)*(v1/v2)*n*(100/1000)
m→ 样品重（ g）
m2 →10ml 菲林试剂相当于葡 萄糖的含量（ mg）
v1→ 样品定容体积
v2 → 实际消耗样品体积（ ml）
n → 样品的稀释倍数
注意事项
应在沸腾状态下滴定。
如果含有蛋白质，鞣质，树脂等，可加乙酸锌
溶液（ 21.9g乙酸锌加 3ml冰乙酸，加水定容
100ml）使它们形成沉淀，通过过滤除去。
碘量法
原理
食品中的还原糖，在碱性条件下可以与碘发生氧化还原作用。利用淀
粉作指示剂。
反应方程式
CH2OH CH2OH
① (CHOH)4+I2+2NaOH→2NaI+H2O+(CHOH)4
CHO COOH
醛 羟酸
②过量的碘可用硫代硫酸钠标准溶液滴定,
I2 + 2 NaOH NaIO + NaI + H2O
NaIO + NaI + 2 HCl I2 + 2 NaCl + H2O
I2 + 2 Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6
试剂
0.5mol/L 硫代硫酸钠标准溶液。
0.5mol/L 盐酸溶液,0.1mol/L
NaOH 标准溶液。
0.1mol/L 碘标准溶液
0.5mol/L 淀粉指示剂
操作要点
①样品制备
精确称取样品 10.00g置研钵中，研磨成浆。
加蒸馏水定容 250ml，摇匀 30分钟后过滤。取
50ml滤液于碘量瓶中，加入 0.1mol/L碘液 25ml，
摇匀后加入 37.5ml 0.1ml/L NaOH标准溶液。加
塞摇匀放置暗处 15分钟，加入 0.5mol/L盐酸 8ml
，摇匀。
② 滴定
迅速用 0.5ml/L Na2S2O3 溶液滴定析出的
碘，加入 1ml淀粉指示剂
③终点滴定
蓝色刚好消失为止。（半分钟内不再显蓝色
为止）
计算
还愿糖 %=250*（ V1-V2） *m Na2S2O3 *00.9/（ W*50） *100
m Na2S2O3— 硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度
V1— 滴定空白时所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积
V2— 50ml滤液所消耗的硫代硫酸钠的量（ ml）
W— 样品量（克）
0.09— 1ml 1ml/L碘标准溶液相当葡萄糖的克数
注意事项
样品中不能含有乙醇，丙酮等非糖的还
原性试剂。
加碱液应迅速且过量。
样品应充分研匀。
淀粉含量的测定,
菲林试剂法
原理
淀粉在酸的作用下水解为还愿躺，然后用菲林试剂测定还愿
躺的含量,然后乘以换算檄书,9，即为淀粉含量。
反应方程式 (C6H10O5)n+nH2O H + ? nC6H12O6
162.1, 180.12 = 0.9, 1
即 0.9克淀粉水解后可得 1克葡萄糖
操作要点
① 样品处理：精确称样 2.000克，置于研钵中磨成匀奖，
用蒸馏水冲洗转移到烧杯中，加 2.5ml 12mol/L HCl
在沸水浴中 10分钟，冷却后加酚酞 2滴，加 5mol/L
NaOH 中和至微红，定容 100ml，摇匀过滤待测。
② 菲林试剂标定（同还原糖测定）
③测定：取 5ml菲林试剂甲和 5ml菲林试剂乙，放
入 150ml的三角瓶中，在沸腾状态下滴定，至蓝
色刚褪去。
计算
淀粉（ %） =（ 10ml菲林试剂相当葡萄糖量 /样品重） *（
V1/V2） *样品稀释倍数
*0.9*100
V1 — 样品定容体积
V2 — 实际消耗样品的体积
⒌ 注意事项
①如样品含量告示需要适当加大稀释倍数。
②沸腾状态下滴定。
③淀粉中含有可溶性糖时，可先用乙醇溶解，除去可
溶性糖，再测定淀粉含量。
碘量法（色差法）
原理：
淀粉与点生成深蓝色的络合物，依据颜色深浅
可计算淀粉含量。
试剂
① I2— KI 溶液
②乙醚
③ 10%乙醇
操作要点
① 利用淀粉标准溶液制作标准曲线
②样品处理：研磨，定容，过滤备用
③测定； 660nm测定消光值，由标准曲线
计算淀粉含量
计算
G（ g/100g 鲜重） =A/（ W*106） *稀释倍数 *100
G：样品淀粉含量（ g/100g 鲜重）
A：从标准曲线查得样品的淀粉含量（ mg/ml）
W：样品重（克）
注意事项
应控制样品淀粉在适当的浓度范
围，溶液呈淡蓝色 。
制作人,熊汉国
第三章 碳水化合物
第一节 基本概念
第二节 碳水化合物的结构
第三节 碳水化合物的化学性质
第四节 食品中的单糖和低聚糖的功能
第五节 淀粉
第六节 淀粉以外的多聚糖
第七节 食品中碳水化合物的测定
目录
3.1 Concept 基本概念
碳水化合物 (Carbohydrates)
Definition
多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物。
Classification 分类,
1.按组成分
1) 单糖 （ Monosaccharides）：
不能再被水解的多羟基醛，酮，是碳水化合物的基本单位。
2）低聚糖（寡糖 Oligasaccharides)：
由 2~10个单糖分子缩合而成，水解后生成单
糖。
3）多糖 (Polysaccharides),
由许多单糖分子缩合而成。
2,按功能分
结构多糖 贮存多糖 抗原多糖
食品中的糖类化合物（见表）
Carbohydrates comprise more than 75%of the
dry matter ofPlants,eg,corn,vegetable,fruit,
and so on,Monosaccharides & Oligasaccharides
is usually found in the vegetable and fruit,
Polysaccharides can mainly be found in corn,
seed,root,stem plants,
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
有利于肠道蠕动，促进消化
3.2 糖类化合物的结构
Structure of Carbohydrates
１,链式结构
-醛糖,C4 差向异构 C2差向异构
酮糖,C5差向异构
一,单糖（ Monosaccharides）
醛 糖
酮糖
２,环状结构
3.己糖构象
构象：是由原子基团围绕单糖旋转一定位置而形成的。
己糖可以形成呋喃型和吡喃型
己糖一般由船式和椅式两种构象
船式椅式
二,糖苷 Glycosides
是由单糖或低聚糖的半缩醛羟基和另一个分子中的 -
ＯＨ,-ＮＨ 2-ＳＨ（巯基）等发生缩 合反应而得的化合
物。
组成, 糖 配基（非糖部分 ）
性质
a无变旋现象
b无还原性
生物活性
许多糖苷仅存在于植物中，表现出一定的生物活性。
如：黄豆苷（大豆，葛根中含有）
可以促进血液循环，提高脑血流量，对心血管
疾病有显著疗效，治冠心病，脑血栓。
银杏中的有效成分：银杏黄酮醇苷，具有扩张
冠状血管，改善血液循环。
糖苷的毒性：
某些氰糖苷在体内转化为氢氰酸，使人体中毒。
如：苦杏仁苷，在酶作用下水解成ＨＣＮ等（杏、
木薯、马利豆等）。
三,低聚糖 Oligasaccharides
一般由２－１０个糖基构成，较重要的低聚糖有蔗糖、麦
芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊精和环状糊精（沙丁格糊精）
。
三,低聚糖 Oligasaccharides
一般由２－１０个糖基构成，较重要的低
聚糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、饴糖、麦芽糊
精和环状糊精（沙丁格糊精）
麦芽糖、蔗糖、乳糖结构
麦芽糖（图） 乳糖（图） 蔗糖（图）
环状糊精 cyclodextrin
又名沙丁格糊精（ schardinger Ｄ extrin），由环状 α
－Ｄ－吡喃葡萄糖苷构成。聚合度为６、７、８，分别成为 α,β、
γ－环状糊精
物理性质
α－环状糊精 β－环状糊精 γ－环状糊精
葡萄糖残基数 ６ ７ ８
分子量 ９７２ １１３５ １２９７
水中溶解度（ g／
mol.２５ c）
１４,５ ８,５ ２３,２
旋光度 [α] ＋１５０,５ ＋１６２,５ ＋１７４,４
空穴内径Ｃ ４,５ ７,８ ８,５
空穴高 A ６,７ ７,０ ７,０
淀粉调浆 → 液化 → 转化 → 终止反应 → 脱色、过
滤 → 离交法盐 → 真空浓缩 → 喷雾干燥 → 干粉
环状糊精为中空圆柱形结构，可包埋与其大小
相适的客体分子，起到稳定缓释，提高溶解度，掩
盖异味的作用。
制备工艺
应用
医学
如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂，共基青霉
素－ β－环糊精
食品行业
做增稠剂，稳定剂，提高溶解度（做如化剂），掩
盖异味等等。
Suntoryltcl已获得粉状醇饮料的应用专利 。
农业
应用在农药上
作乳化剂，提高其稳定性，减轻对皮肤的刺激作用。
香精包含在环状糊精制成的粉末，而混合到热塑性
塑料中，可制成各种加香塑料。
如 tide（汰渍）洗衣粉留香，可经ＣＤ包接香精后
添加到洗衣粉中。
化妆品
其它方面
专题
ＣＤ在食品工业中的应用
保持食品香味的稳定
食用香精和稠味剂用ＣＤ包接，用于烤焙食品，速溶
食品，速食食品，肉食及罐头食品，可使之留香持久，风
味稳定。如食用香精玫瑰油，茴香脑等易挥发，易氧化，
用ＣＤ包接后香味的保持得到改善。
保持天然食用色素的稳定
如：虾黄素经ＣＤ的包接，提高对光和氧的稳定性 。
食品保鲜
将ＣＤ和其它生物多糖制成保鲜剂。涂于面包、糕点
表面可起到保水保形的作用。
除去食品的异味
鱼品的腥味，大豆的豆腥味和羊肉的膻味，用ＣＤ包
接可除去 。
作为固体果汁和固体饮料酒的载体。
是大分子聚合物，聚合度由１０到几千，常见多
糖有淀粉，纤维素，果胶，瓜尔豆胶等等。
四,多糖 Polysaccharides
3.３糖类化合物的化学性质
Chemistry property of Carbohydrates
水解反应：
低聚糖，糖苷及多糖在酸或酶的作用下，可水解
生成单糖或低聚糖。
水解历程：
影响水解反应的因素：
结构
α-异头物水解速度 〉 β-异头物
呋喃糖苷水解速度 > 吡喃糖苷
?-D糖苷水解速度 > ?-D糖苷。
?-D,1?6 < 1 ?2 < 1?4 < 1 ?3
? -D,1?6 < 1?4 < 1?3 < 1?2
。 糖苷键的连接方式
。聚合度（ DP）大小
水解速随着 DP增大而明显减小
环境
温度
温度提高，水解速度急剧加快。
酸度
单糖在 pH3~7范围内稳定；
糖苷在碱性介质中相当稳定,但在酸性介
质中易降解。
脱水反应：
酸、热条件下的反应
在室温下，稀酸对单糖的稳定性无影响
当酸的浓度大于 12%的浓盐酸以及热的作用下，单糖易脱水，
生成糠醛及其衍生物。
例如,HO— CH— CH— OH H— C— C— H
H— CH CH— CHO H+ H— C C— CHO + 3 H2O
OH OH ? O
五碳糖 糠醛
复合反应：
单糖受酸和热的作用，缩合失水生成低聚糖的反应称为复合
反应。 是水解反应的逆反应。
例如,2 C6H12O6
C12H22O11 + H2O
变旋现象
葡萄糖溶液经放置一段时间后的旋光值与最初的旋光
值不同的现象，稀碱可催化变旋。
?- D-呋喃葡萄糖 ?- D-吡喃葡萄糖
开链式葡萄糖
?-D-呋喃葡萄糖 ?-D-吡喃葡萄糖
烯醇化
在浓碱条件下，开环，生成差向异构体。
褐变反应 Browning Reaction
氧化褐变 以多酚氧化酶催化，使酚类物质氧化为醌
（酶褐变）
非氧化褐 变 焦糖化反应 Phenomena of Caramelizati
（ 非酶褐变 ） 麦拉德褐变反应 Maillard Reaction
焦糖化现象（ Phenomena of Caramelization )
。在无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用酸或铵盐作
催化剂，生成焦糖的过程，称为焦糖化。
在无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，
用酸或铵盐作 催化剂，生成焦糖的过程，
称为焦糖化。
焦糖化现象
（ Phenomena of Caramelization )
焦糖化反应产生色素的过程
糖经强热处理可发生两种反应
分子内脱水
向分子内引入双键,然后裂解产生一些挥发性醛、酮，经缩合、聚
合生成深色物质。生成焦糖或酱色
环内缩合或聚合
裂解产生的挥发性的醛、酮经 — 缩合或聚合 — 产生深色物质。
反应条件
催化剂：铵盐、磷酸盐、苹果酸、延胡索酸、柠檬酸、酒
石酸等。
无水或浓溶液，温度 150-200℃
性质
焦糖是一种黑褐色胶态物质，等电点在 pH3.0-6.9,甚至低于
pH3，粘度 100-3000cp,浓度在 33-38度 pH在 2.6-5.6较好。
三种色素及用途
NH4HSO4催化 耐酸焦糖色素（可用于可口可乐饮料）
(NH4)2SO4催化 啤酒美色剂
加热固态 焙烤食品用焦糖色素
反应机理（过程）：
开始和引发阶段
a.氨基和羰基缩合。
b.Amadori分子排叠。
中间阶段
c.糖脱水
d.糖裂解
e.氨基酸降解
Maillard Reaction
羰基化合物和氨基化合物在少量水存在下的反应，
反应产物有褐色色素和风味物质。
后期
f.醇，醛缩合
g.胺 — 醛缩合
条件：氨基酸和还原糖及少量的水参与
产物：色素（类黑精）
风味化合物：如麦芽酚，己基麦芽酚，异麦芽酚
特点,随着反应的进行,pH值下降（封闭了游离的氨基）
还原的能力上升 （还原酮产生）
420nm-490nm处有吸收
褐变初期，紫外线吸收增强，伴随有荧光物质产生
添加亚硫酸盐，可阻止褐变，但在褐变后期加入不能使之褪色
影响 Maillard反应因素
糖的种类及含量
a.五碳糖 >六碳糖
b.单糖 >双糖
c.还原糖含量与褐变成正比
氨基酸及其它含氨物种类
a.含 S-S,S-H不易褐变
b.有吲哚，苯环易褐变
c.碱性氨基酸易褐变
d.氨基在 ε-位或在末端者，比 α-位易褐变
温度 升温易褐变
水分 褐变需要一定水分
pH值
pH4— 9范围内，随着 pH上升，褐变上升
当 pH≤时，褐变反应程度较轻微
pH在 7.8— 9.2范围内，褐变较严重
金属离子和亚硫酸盐
氧（间接因素）
Ca 处理 抑制 maillard反应
Maillard反应对食品品质的影响
不利方面,a.营养损失，特别是必须氨基酸损失严重
b.产生某些致癌物质
有利方面,褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特
殊气味和风味,
maillard反应在食品加工的应用
抑制 maillard反应
注意选择原料
如土豆片，选氨基酸、还原糖含量少的品种，一般选
用蔗糖。
保持低水分
蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。如 SiO2
等
应用 SO2
硫处理对防止酶褐变和非酶褐变都很有效。
保持低 pH值
常加酸，如柠檬酸，苹果酸。
降低产品浓度（浓缩）
如：桔自汁浓缩比 6, 1 柠檬汁 4, 1
其它的处理
Ⅰ,热水烫漂 除去部分可溶固形物，降低还原糖含量。
Ⅱ,冷藏库中马铃薯加工时回复处理。 (Reconditioniny)
Ⅲ,钙处理 如马铃薯淀粉加工中，加 Ca(OH)2可以防止褐变，产品白变
大大提高
利用 maillard反应
在面包生产，咖啡，红茶，啤酒，糕点，酱油等生产中
产生特殊风味，香味,
通过控制原材料、温度及加工方法，
可制备各种不同风味,香味的物质。
控制原材料：核糖 + 半胱氨酸,烤猪肉香味
核糖 + 谷胱甘肽,烤牛肉香味
控制温度,葡萄糖 + 缬氨酸,
100— 150度 烤面包香味
180度 巧克力香味
木糖 — 酵母水解蛋白：
90度 饼干香型
160度 酱肉香型
不同加工方法,土豆 大麦
水煮,125种香气 75种香气
3.4 食品中单糖和低聚糖的功能
甜味剂：
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖 sucrose
D-果糖 D-fructose,葡萄糖 glucose的含量。
甜度：果糖 >蔗糖 >葡萄糖 >麦芽糖 >半乳糖
亲水功能
糖分子中含有羟基，具有一定的亲水能力，具有一定的吸
湿 性或保湿性。
赋予风味：
褐变产物赋予食品特殊风味。如，麦芽酚 异麦芽酚 已 基
麦芽酚
特殊功能
增加溶解性：如环状糊精，麦芽糊精
稳定剂：糊精作固体饮料的增稠剂和稳定剂。
保健功能
3.5淀粉 Starch
一,淀粉粒的特性
淀粉在植物细胞内以颗粒状态存在，故称淀粉粒。
形状：
圆形、椭圆形、多角形等
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,
.晶体结构：用偏振光显微镜观察及 X-射线研究，能产生
双折射及 X衍射现象
二, 淀粉的结构：
直链淀粉（ Amylose）
支链淀粉（ Amylopectin）
三,淀粉的物理性质
。白色粉末在，热水中融溶胀,
。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,
四,化学性质
。无还原性
。遇碘呈蓝色，加热则蓝色消失，冷后呈蓝色,
。水解：酶解 酸解
五,淀粉的糊化（ Gelatinization）：
糊化
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。
糊化温度
指双折射消失的温度糊化温度不是一个点，而是一段温
度范围。
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。
脂类：
脂类可与淀粉形成包合物，即脂类被包含在淀粉螺旋环内，不易从螺
旋环中浸出，并阻止水渗透入淀粉粒。
酸度：
pH<4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）；
pH 4~7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。
淀粉的老化 (Retrogradation)：
老化
淀粉溶液经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粉末,
影响淀粉老化的因素：
温度：
2~4° C，淀粉易老化
>60 ° C或 <-20 ° C，不易发生老化，
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；
结构：
直链淀粉易老化；
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。
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。
变性淀粉
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
称为变性淀粉,
变性淀粉种类
物理变性
化学变性
变性淀粉及其应用：
只使淀粉的物理性质发生改变,
如,α-淀粉,将糊化后淀粉迅速干燥即得,
α-淀粉应用,家用洗涤剂 鳗鱼饲料
物理变性：
化学变性,利用化学方法进行变性,
氧化淀粉
淀粉分子中的羟基能够被氯酸钠、双氧水、臭氧等
氧化物氧化为羧基,
优点：粘度低，不易凝冻。用途：做增稠剂和糖果成
型剂,
酸降解淀粉
用 H2SO4,HCL、使淀粉降解,
优点：粘度低、老化性大、易皂化, 用途, 用于软糖 果
冻 糕 点生产,
淀粉脂：如淀粉磷酸酯（磷酸淀粉）
淀粉醚：如羟甲基淀粉（ CMS)
交联淀粉：淀粉在交联剂（甲醛 )作用下结合成更大分子
。淀粉衍生物（淀粉脂、淀粉醚、交联淀粉）
。淀粉的接枝共聚物
淀粉可以与聚乙烯，聚苯乙烯，聚乙烯醇共混制成淀
粉塑料,
淀粉塑料有一定的生物降解性，对解决塑料制品
造成的, 白色污染, 有很大的意义。
3.6 淀粉以外的多聚糖
糖原：
又称动物淀粉。使肌肉和组织中重要的储存糖类,
结构：
由 β-（ 1-4） -D-吡喃葡萄糖单位构成。为线
性结构，无定型区和结晶区构成。
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,
改性纤维素：
CH2OH CH2OCH2COOH
O NaOH O
O OH O ClCH2COOH O OH O
OH n OH n
纤维素 羧甲基纤维素
。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。
微晶纤维素（ Micorcrystalline cellulose)：
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。
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,
一些与纤维素一起存在与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。
半纤维素 (Homicicellulose)
果胶物质 (Pectic Substance)
D— 半乳糖
酯化度,醛酸残基的酯 化数占 D— 半乳糖醛酸残
基总数的百分数
如：酯化度为 50%的果胶物质的结构,
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。
分类：
以酯化度分类
原果胶
果胶
果胶酸
果胶酸, (Pectic acid)
不含甲酯基，即羟基游离的果胶物质。
原果胶
果胶 甲酯化程度下降
果胶酸
原果胶,(Cprotopectin)
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。
果胶：（ Pectin)
部分甲酯化的果胶物质。存在于植物汁液中。
果胶的物理 — 化学性质
水解
果胶在酸碱条件下发生水解，生成去甲酯和苷键裂解产物。
原果胶在果胶酶和果胶甲酯酶作用下，生成果胶酸。
溶解度
果胶与果胶酸在水中溶解度随链长增加而减少，
粘度
粘度与链长正比。
果胶凝胶的形成
条件：
脱水剂（蔗糖，甘油，乙醇）含量 60— 65%,pH 2— 3.5，
果胶含量 0.3— 0.7%，可以形成凝胶。
机制：
脱水剂使高度含水的果胶分子脱水以及电荷中和而形成凝
集体。
凝胶强度与分子量成正比
分子量 18*10 14*10 11.5*10 5*10 3*10
凝胶强度（克
/cm ）
220— 300 180— 220 130— 180 20— 50 不成凝胶
凝胶强度与酯化程度成正比
酯化程度越大，凝胶强度越大。
完全酯化的聚半乳糖醛酸的甲氧基含量为 16— 32%，以此作为 100%
酯化度。
甲氧基含量 >7，成为高甲氧基果胶。
甲氧基含量 ≤7，称为低甲氧基果胶。（或低果胶酯）
影响凝胶强度的因素
`
四种不同酯化程度果胶形成凝胶条件
名称 甲酯化度（甲氧基含量） 形成凝胶的条件
全甲酯化聚半乳糖醛酸 100%（ 16.32%） 只要有脱水剂即可形成
速凝果胶 70%（ 11.4%） 加糖，加酸（ pH3.0-3.4）
慢凝果胶 50-70%（ 8.2-11.4%） 加糖,pH2.8-3.2
低甲氧基果胶 ≤50%（ ≤7%） 利用加糖，酸无效。只有加羟
基交联剂（ Ca +,AB +)
才形成。
植物树胶,阿拉伯胶、黄芹胶、刺梧桐胶
按来源分类 种子胶,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
植物胶质
微生物多糖
葡聚糖（右旋糖酐）
黄杆菌胶
茧酶胶
环状糊精
氨基酸多糖
粘多糖：
透明酯酸
硫酸软骨素
肝素
壳聚糖：
（几丁质，甲壳素）
3.7 糖类化合物的测定
总碳水化和物的测定
单糖
低聚糖 有效碳水化合物
糊精，淀粉，糖原
果胶
纤维素，半纤维素 无效碳水化合物
木质素 （膳食纤维）
测定：
采用差减法
总碳水化合物（ %） =100-（水分 +灰分 +粗脂肪 +粗蛋白 ）
还原糖的测定
菲林试剂法
原理
食物中的还原糖成分能将菲林试剂还原成氧化亚铜，并借助次甲基蓝作指示
剂。
反应方程式
① 2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Ca(OH)2
② 氧化亚铜在酒石酸钾纳存在时呈溶液状态
HOCH?COONa O?CHCOONa
Cu(OH)2+ Cu +2H2O
HOCH?COOK O?CHCOOK
③ 上述溶液与还原糖作用，在加热滴定时，产生红色的氧化亚铜沉淀。
OCHOONa HOCH?COONa
R-CHO+2Cu +2H2O R-COOH+2 +Cu2O
OCHCOOK HOCH?COOK
④ 终点确定：
借次甲基蓝做指示剂，次甲基蓝在碱性溶液中可被还
原为无色。
试剂
菲林试剂甲：称取 278克 CuSO4?5H2O,0.1克次甲基蓝
加 500ml蒸馏水溶解后定容 1000ml。
菲林试剂乙：称取 346克酒石酸钾钠,100克氢氧化钠加
蒸馏水溶解，定容 1000ml。
标准溶液配制：精确称取 1.000克经 98— 100摄氏度干燥
至恒量的纯葡萄糖，加水溶解后加入 5ml盐酸，并以水稀释至
1000ml。（溶液 1ml相当 1mg葡萄糖）
① 样品处理：称取 10— 20g（粮油食品）样品，置于 250ml 容
量瓶中，加水 200ml，在 45摄氏度水中水浴 1小时，并时加振
荡，冷却后定容，混匀，静置，过滤，滤液待用。
②标定碱性酒石酸酮溶液：吸取 5.0ml酒石酸铜钾和 5.0ml
菲林试剂乙，置于 150ml锥形瓶，加水 10 ml，在沸腾状态下
滴加葡萄糖标准溶液，至蓝色刚好褪区为终点，记录消耗葡萄
糖标准溶液的总体积，平行操作三次，取平均值计算没 10ml
（甲，乙各 5ml）酒石酸铜溶液相当葡萄糖的质量
③样品测定：取菲林试剂甲乙各 5.0ml，置与 150ml锥形瓶
中，加水 10ml,在沸腾状态下滴定样品，至蓝色正好褪去为终
点，记下样品消耗体积，平行三次，得平均消耗体积。
操作要点
① 样品处理：称取 10— 20g（粮油食品）样品，置于 250ml
容量瓶中，加水 200ml，在 45摄氏度水中水浴 1小时，并时
加振荡，冷却后定容，混匀，静置，过滤，滤液待用。
② 标定碱性酒石酸酮溶液：吸取 5.0ml酒石酸
铜钾和 5.0ml菲林试剂乙，置于 150ml锥形
瓶，加水 10 ml，在沸腾状态下滴加葡萄糖
标准溶液，至蓝色刚好褪区为终点，记录
消耗葡萄糖标准溶液的总体积，平行操作
三次，取平均值计算没 10ml（甲，乙各
5ml）酒石酸铜溶液相当葡萄糖的质量
③ 样品测定：取菲林试剂甲乙各 5.0ml，置与
150ml锥形瓶中，加水 10ml,在沸腾状态下
滴定样品，至蓝色正好褪去为终点，记下
样品消耗体积，平行三次，得平均消耗体
积。
计算
还愿糖（以葡萄糖计） %=(m2/m)*(v1/v2)*n*(100/1000)
m→ 样品重（ g）
m2 →10ml 菲林试剂相当于葡 萄糖的含量（ mg）
v1→ 样品定容体积
v2 → 实际消耗样品体积（ ml）
n → 样品的稀释倍数
注意事项
应在沸腾状态下滴定。
如果含有蛋白质，鞣质，树脂等，可加乙酸锌
溶液（ 21.9g乙酸锌加 3ml冰乙酸，加水定容
100ml）使它们形成沉淀，通过过滤除去。
碘量法
原理
食品中的还原糖，在碱性条件下可以与碘发生氧化还原作用。利用淀
粉作指示剂。
反应方程式
CH2OH CH2OH
① (CHOH)4+I2+2NaOH→2NaI+H2O+(CHOH)4
CHO COOH
醛 羟酸
②过量的碘可用硫代硫酸钠标准溶液滴定,
I2 + 2 NaOH NaIO + NaI + H2O
NaIO + NaI + 2 HCl I2 + 2 NaCl + H2O
I2 + 2 Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6
试剂
0.5mol/L 硫代硫酸钠标准溶液。
0.5mol/L 盐酸溶液,0.1mol/L
NaOH 标准溶液。
0.1mol/L 碘标准溶液
0.5mol/L 淀粉指示剂
操作要点
①样品制备
精确称取样品 10.00g置研钵中，研磨成浆。
加蒸馏水定容 250ml，摇匀 30分钟后过滤。取
50ml滤液于碘量瓶中，加入 0.1mol/L碘液 25ml，
摇匀后加入 37.5ml 0.1ml/L NaOH标准溶液。加
塞摇匀放置暗处 15分钟，加入 0.5mol/L盐酸 8ml
，摇匀。
② 滴定
迅速用 0.5ml/L Na2S2O3 溶液滴定析出的
碘，加入 1ml淀粉指示剂
③终点滴定
蓝色刚好消失为止。（半分钟内不再显蓝色
为止）
计算
还愿糖 %=250*（ V1-V2） *m Na2S2O3 *00.9/（ W*50） *100
m Na2S2O3— 硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度
V1— 滴定空白时所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积
V2— 50ml滤液所消耗的硫代硫酸钠的量（ ml）
W— 样品量（克）
0.09— 1ml 1ml/L碘标准溶液相当葡萄糖的克数
注意事项
样品中不能含有乙醇，丙酮等非糖的还
原性试剂。
加碱液应迅速且过量。
样品应充分研匀。
淀粉含量的测定,
菲林试剂法
原理
淀粉在酸的作用下水解为还愿躺，然后用菲林试剂测定还愿
躺的含量,然后乘以换算檄书,9，即为淀粉含量。
反应方程式 (C6H10O5)n+nH2O H + ? nC6H12O6
162.1, 180.12 = 0.9, 1
即 0.9克淀粉水解后可得 1克葡萄糖
操作要点
① 样品处理：精确称样 2.000克，置于研钵中磨成匀奖，
用蒸馏水冲洗转移到烧杯中，加 2.5ml 12mol/L HCl
在沸水浴中 10分钟，冷却后加酚酞 2滴，加 5mol/L
NaOH 中和至微红，定容 100ml，摇匀过滤待测。
② 菲林试剂标定（同还原糖测定）
③测定：取 5ml菲林试剂甲和 5ml菲林试剂乙，放
入 150ml的三角瓶中，在沸腾状态下滴定，至蓝
色刚褪去。
计算
淀粉（ %） =（ 10ml菲林试剂相当葡萄糖量 /样品重） *（
V1/V2） *样品稀释倍数
*0.9*100
V1 — 样品定容体积
V2 — 实际消耗样品的体积
⒌ 注意事项
①如样品含量告示需要适当加大稀释倍数。
②沸腾状态下滴定。
③淀粉中含有可溶性糖时，可先用乙醇溶解，除去可
溶性糖，再测定淀粉含量。
碘量法（色差法）
原理：
淀粉与点生成深蓝色的络合物，依据颜色深浅
可计算淀粉含量。
试剂
① I2— KI 溶液
②乙醚
③ 10%乙醇
操作要点
① 利用淀粉标准溶液制作标准曲线
②样品处理：研磨，定容，过滤备用
③测定； 660nm测定消光值，由标准曲线
计算淀粉含量
计算
G（ g/100g 鲜重） =A/（ W*106） *稀释倍数 *100
G：样品淀粉含量（ g/100g 鲜重）
A：从标准曲线查得样品的淀粉含量（ mg/ml）
W：样品重（克）
注意事项
应控制样品淀粉在适当的浓度范
围，溶液呈淡蓝色 。
