第十七章 糖类的
食品性质与功能
第一节 单糖与低聚糖的
食品性质与功能
一、物理性质与功能
（一） 亲水性
定义,糖类的羟基通过氢键与水分子相互
作用，导致糖类及其许多聚合物的
溶剂化和（或）增溶作用。
1、结构与吸湿性
表 1 糖在潮湿空气中吸收的水分 （ %,20℃ ）
相对湿度与时间 60%,1h 60%,9天 100%,25天
D-葡萄糖 0.07 0.07 14.5
D-果糖 0.28 0.63 73.4
蔗糖 0.04 0.04 18.4
麦芽糖 (无水 ) 0.08 7.0 18.4
麦芽糖 (水化物 ) 5.05 5.0 —
乳糖 (无水 ) 0.54 1.2 1.4
乳糖 (水化 ) 5.05 5.1 —
? 由表 1可推得糖的吸湿性大小为,
果糖 >高转化糖 >低转化和中度转化的淀粉
糖 >无水葡萄糖 >蔗糖 >葡萄糖 >乳糖
? 注,结晶完好的糖不易潮解，因为糖的大
多数氢键部位已经参与形成糖 -糖 -氢键 。
2、纯度与吸湿性
不纯的糖或糖浆比纯糖的吸湿性强,
并且吸湿的速度也快：这是 因为杂质的
作用是干扰定向的分子间力（主要是指
糖分子间形成的氢键），于是糖的羟基
能更有效地同周围的水形成氢键。
（二）甜味
? 蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于
蔗糖,D-果糖、葡萄糖的含量。
? 优质糖 应 具备 甜味纯正，反应快，很快
达到最高甜度，甜度高低适当，甜味消
失迅速等特征。
表 2 糖的相对甜度 （ W/W，％）
糖 溶液相对甜度 结晶相对甜度
β-D果糖 100～ 175 180
蔗糖 100 100
α-D葡萄糖 40～ 79 74
β-D葡萄糖 — 82
α-D半乳糖 27 32
β-D半乳糖 — 21
α-D乳糖 16～ 38 16
β-D乳糖 48 32
β-D麦芽糖 46～ 52 —
40℃
浓度
（％）
溶解度
（ g/100g水）
84.34 538.63
70.01 233.4
61.89 162.38
糖
果 糖
蔗 糖
葡萄糖
30℃
浓度
（％）
溶解度
（ g/100g水）
81.54 441.70
68.18 214.3
54.64 120.46
20℃
浓度
（％）
溶解度
（ g/100g水）
78.94 374.78
66.60 199.4
46.71 87.67
表 3 糖的溶解度
（三）溶解度
各种糖都能溶于水，其溶解度随温度升高而增大。
（四）结晶性
? 蔗糖易结晶，晶体很大；葡萄糖也易结晶,
但晶体细小；果糖和转化糖则较难于结晶。
? 糖果制造时，要应用糖结晶性质上的差别。
例如,生产硬糖果不能单独用蔗糖，而应添加
适量的淀粉糖浆（葡萄糖值 42），这是因为,
①淀粉糖浆不含果糖，吸潮性较转化糖低，糖
果保存性较好。②淀粉糖浆含有糊精，能增加
糖果的韧性、强度和粘性，使糖果不易碎裂。
（五）粘度
? 葡萄糖和果糖的粘度较蔗糖低；淀粉糖浆的粘
度较高，而且其粘度随转化程度的增高而降低。
? 葡萄糖的粘度随着温度升高而增大，而蔗糖的
粘度则随着温度升高而减小。
? 在食品生产中，可借调节糖的粘度来提高食品
的稠度和可口性。
（六）渗透压
? 糖液的渗透压对于抑制不同微生物的生长是
有差别的。例如 50％蔗糖溶液能抑制一般酵
母的生长，但抑制细菌和霉菌的生长，则分
别需要 65％和 80％的浓度。
（七）持味护色性
机理,
糖 -水 +风味物 糖 -风味物 +水
? 风味物通过二糖比通过单糖更能有效地
保留在食物中。
? 较大的低聚糖也是风味物的有效结合剂。
环糊精结构
?-环糊精分子结构 环糊精分子的空间填充模型
环糊精的结构特点
? 中空圆柱形结构
? 高度对称性
? -OH在外侧,C-H和环 O在内侧
? 环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域
? 作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质
环糊精的物理性质
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℃ ) 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
环糊精的 应用
医学,
? 例如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂。
食品行业,
? 可用做增稠剂，稳定剂，提高溶解度（作为乳化
剂），掩盖异味等等。
农业,
? 应用在农药上
化妆品,
? 作乳化剂，可以提高化妆品的稳定性，减轻对
皮肤的刺激作用。
其它方面,
? 香精包埋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。
二、化学性质与功能
糖苷在酸或酶的作用下，可水解生成
单糖或低聚糖。
水解历程,
（一） 水解反应
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
糖苷键的连接方式,
?-D,1?6 < 1?2 < 1?4 < 1?3
? -D:1?6 < 1?4 < 1?3 < 1?2
聚合度（ DP）大小,
? 水解速度随着 DP的增大而明显减小。
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。
（二） 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并 无
影响。当在酸的浓度大于 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。
（三） 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。它水解反应
的逆反应。
例如,2 C6H12O6 C12H22O11 + H2O
（四）焦糖化反应
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。
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。
三种商品化焦糖色素
蔗糖通常被用来制造焦糖色素和风味物,
? 耐酸焦糖色素
?由亚硫酸氢铵催化产生
?应用于可乐饮料、酸性饮料
?生产量最大
? 焙烤食品用焦糖色素
?糖与胺盐加热，产生红棕色
? 啤酒等含醇饮料用焦糖色素
?蔗糖直接热解产生红棕色
焦糖化产品的风味
面包风味,
各种调味品和甜味剂的增强剂,
（五）互变异构反应
单糖，特别是还原糖，一般是以环式
结构存在，但少量存在的开链形式是进行
某些反应所必需的结构，如环大小的转变、
变旋作用和烯醇化作用等，糖均以开链形
式参入。
其次 为主
三、保健低聚糖类
定义,低聚糖是指 2～ 10个单糖以糖苷
键连接的结合物。
（一）低聚糖的保健作用
低聚糖类不被人体胃肠水解酶类水解，
可顺利到达大肠而成为人体肠道有益菌群
的碳源，其保健作用主要是促进肠道有益
菌群生长、增强免疫力和通便作用 。
（二）常见的低聚糖
1、低聚果糖
定义,是在蔗糖分子上以 β（ 1→2）
糖苷键结合 1～ 3个果糖的寡糖。
? 分子式为 G-F-Fn,n=1～ 3
1
2
低聚果糖的生理活性
? 增殖双歧杆菌
? 难水解，是一种低热量糖，可作为高
血压、糖尿病和肥胖症患者用甜味剂
? 水溶性膳食纤维
? 抑制腐败菌，维护肠道健康
? 防止龋齿
? 低聚果糖存在于天然植物中
? 香蕉、蜂蜜、大蒜、西红柿、洋葱
? 产酶微生物
? 米曲霉、黑曲霉
? 作为新型的食品甜味剂或功能性食品配料
2、低聚木糖
? 是由 2～ 7个木糖以糖苷键连接而成的低聚
糖，以二糖和三糖为主。
? 木二糖含量 ↑，产品质量 ↑
? 甜度为蔗糖的 40%
木二糖的分子结构
低聚木糖的特性
? 较高的耐热（ 100℃ /1h）和耐酸性能（ pH
2.5～ 8.0）
? 双歧杆菌所需用量最小的增殖因子
? 代谢不依赖胰岛素，适用糖尿病患者
? 抗龋齿，适合作为儿童食品的甜味添加剂。
3、甲壳低聚糖
? 降低肝脏和血清中的胆固醇
? 提高机体的免疫功能
? 抗肿瘤
? 增殖双歧杆菌
甲壳低聚糖的结构
β-1,4
D-氨基葡萄糖
水溶性
D-氨基葡聚糖
4、环状低聚糖
是由 葡萄糖通过 ?-1,4糖苷键连接而成的环糊精,
N=6 N=7 N=8
第二节 多糖的食品性质与功能
（一）多糖的溶解性
? 多羟基和氧原子，易形成氢键
? 糖基可结合水，使多糖分子完全溶剂化
? 大多数多糖不结晶
? 凝胶或亲水胶体
? 不会显著降低冰点，提供冷冻稳定性
? 保护产品结构和质构，提供贮藏稳定性
一,多糖的结构与功能
（二）多糖的粘度
? 与分子的大小、形状、构象有关
? 主要具有增稠和胶凝功能
? 还可用于控制流体食品与饮料的流动性质、质
构以及改变半固体食品的变形性等
（三）多糖的流变性质
? 假塑性流体
?剪切变稀：剪切速率增高，粘度快速下降
?粘度变化与时间无关
? 触变
?也是剪切变稀
?粘度与时间有关
? 温度升高，粘度下降
（四）凝胶
? 三维网络结构
? 氢键、疏水相互作
用、范德华引力、
离子桥连、缠结或
共价键
? 液相分散在网孔中
（五）直链多糖
?带电的，粘度提高
?静电斥力，链伸展，链长增加，占有体积增大
?如海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶形成稳定的高粘
溶液
?不带电的，倾向于缔合、形成结晶
?碰撞时形成分子间键，分子间缔合，重力作用
下产生沉淀和部分结晶
?如淀粉老化
（一）淀粉的特性
淀粉在植物细胞中以颗粒状态存在。
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
马铃薯淀粉的颗粒和偏光十字
直链淀粉
? 葡萄糖残基以 ?-1,4糖苷键连结
? 少量 ? -1,6糖苷键，支链点隔开很远
? 分子内的氢键作用成右手螺旋状，每个
环含有 6个葡萄糖残基
? 相对分子质量约为 60 000左右
? 聚合度约在 300~400之间
? 在水溶液中呈线性分子
支链淀粉
? C链为主链，由 ? -1,4键连接
? A,B链是支链,A链由 ? -1,6键
与 B链连结,B链又经由 ? -1,6键
与 C链连接
? 聚合度在 6000以上，分子量可达
107~5?108 。
一些淀粉中直链和支链淀粉的含量（ % ）
淀粉来源 直链淀粉 支链淀粉
高直链淀粉 50~ 85 15~ 50
玉米 24 76
蜡质玉米 1 99
小麦 25 75
大米 17 83
马铃著 21 79
木著 17 83
（二）淀粉的物理性质
白色粉末，在热水中溶胀。 纯支链 淀粉能
溶于冷水中，直链淀粉则不 能,但直链淀粉能
溶于热水。
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
（三）化学性质
（四）淀粉的糊化
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,
指双折射现象消失的温度。糊化温度不是
一个点，而是一段温度范围。
淀粉 开始糊化 完全糊化 （ ℃ ）
粳米 59 61
糯米 58 63
大麦 58 63
小麦 65 68
玉米 64 72
荞麦 69 71
马铃薯 59 67
甘薯 70 76
?β-淀粉：生淀粉分子排列紧密, 成胶束结构
? ?-淀粉：糊化淀粉
?糊化程度～产品性质 （ 贮藏性和消化性 ）
粘度～温度
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在 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。
（五）淀粉的老化
? 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现
象，被称为 淀粉的老化 。
? 实质 是糊化后的淀粉分子在低温下又自
动排列成序，形成高度致密的结晶化的
淀粉分子微束。
影响淀粉老化的因素
温度,
2~4℃,淀粉易老化；
>60℃ 或 <-20℃,不易发生老化。
含水量,
含水量为 30~60%时，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。
（六）淀粉水解
在热和酸的作用下,
? 酸轻度水解
?淀粉变稀，酸改性或变稀淀粉
?提高凝胶的透明度，并增加凝胶强度
?成膜剂和粘结剂
? 酸水解程度加大
?得到低粘度糊精
?成膜剂和粘结剂、糖果涂层、微胶囊壁材
?-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶
葡萄糖异构酶 D-果糖
玉米淀粉 D-葡萄糖
玉米糖浆
玉米糖浆,58%D-葡萄糖,42%D-果糖
高果糖浆,55%D-果糖，软饮料的甜味剂
（果葡糖浆）
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，这种淀粉被称为变性淀粉,
改性淀粉种类
物理改性
化学改性
（七）改性淀粉及其应用
物理改性,
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。
化学改性,
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。
（八）交联淀粉
淀粉羟基与双（多）功能试剂相互作用,
亲核取代反应
交联淀粉的应用
? 随交联度增加，酸稳定性增加
? 降低了淀粉颗粒吸水膨胀和糊化的速率
? 保持初始的低粘度，有利于快速热传递和
升温，均匀杀菌
? 用于罐头、冷冻、焙烤和干燥食品中
? 功能性质改善
淀粉衍生物（淀粉脂、淀粉醚）
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。
淀粉脂,如淀粉磷酸酯（磷酸淀粉）
淀粉醚,如羟甲基淀粉（ CMS)
三、果胶
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
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
果胶物质的化学结构
?-D-半乳糖醛酸基
? -1,4 糖苷键
分子结构
? 均匀区,?-D-吡喃半乳糖醛酸
? 毛发区,? -L-鼠李半乳糖醛酸
果胶的分类
? 部分羧基被甲醇酯化
? 羧基酯化的百分数称为酯化度（ DE）
? HM高甲氧基果胶,DE>50%
? LM低甲氧基果胶,DE<50%
原果胶,
高度甲酯化的果胶物质。只存在于植物细
胞壁中，不溶于水。在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,
部分甲酯化的果胶物质。存在于植物汁液中。
果胶酸,
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
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%，
pH2~3.5，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
中和而形成凝聚体。
1、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
（ g/cm ）
220— 300 180— 220 130— 180 20— 50 不成凝胶
2、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，称为高甲氧基果胶。
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
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（ Ca2+,
Al3+ ） 才形成。
果胶的主要用途
? 果酱与果冻的胶凝剂
? 制造凝胶糖果
? 酸奶的水果基质（ LM）
? 增稠剂和稳定剂
? 乳制品（ HM）
四、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。
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。
纤维素的化学结构
β-1,4
高分子直链不溶性均一多糖
纤维素胶
（改性纤维素）
（一）甲基纤维素（ MC）与
羟丙基甲基纤维素（ HPMC）
? 非离子纤维素醚
? 功能性质
?增稠
?表面活性
?成膜性
?形成热凝胶（冷却时熔化,50～ 70℃ 胶凝）
? 用于油炸食品（阻油，降低脂肪用量）
（二）羧甲基纤维素（ CMC）
化学结构,
羧甲基纤维素的用途
? 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。
（三）微晶纤维素
? 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。
五、半纤维素
? 与纤维素一起存在于植物细胞壁中的
多糖物质的总称。
? 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。
? 半纤维素有助于蛋白质与面团的混合，增
加面包体积，延缓面包的老化。
植物树胶,阿拉伯胶、黄芹胶,刺槐豆胶
按来源分类：种子胶、瓜尔豆胶、罗望子胶
海藻胶：琼胶（脂）,角叉胶 和褐藻胶
植物胶质
六、食品多糖胶
微生物多糖
葡聚糖（右旋糖酐）
黄原胶
Gellan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）
食品性质与功能
第一节 单糖与低聚糖的
食品性质与功能
一、物理性质与功能
（一） 亲水性
定义,糖类的羟基通过氢键与水分子相互
作用，导致糖类及其许多聚合物的
溶剂化和（或）增溶作用。
1、结构与吸湿性
表 1 糖在潮湿空气中吸收的水分 （ %,20℃ ）
相对湿度与时间 60%,1h 60%,9天 100%,25天
D-葡萄糖 0.07 0.07 14.5
D-果糖 0.28 0.63 73.4
蔗糖 0.04 0.04 18.4
麦芽糖 (无水 ) 0.08 7.0 18.4
麦芽糖 (水化物 ) 5.05 5.0 —
乳糖 (无水 ) 0.54 1.2 1.4
乳糖 (水化 ) 5.05 5.1 —
? 由表 1可推得糖的吸湿性大小为,
果糖 >高转化糖 >低转化和中度转化的淀粉
糖 >无水葡萄糖 >蔗糖 >葡萄糖 >乳糖
? 注,结晶完好的糖不易潮解，因为糖的大
多数氢键部位已经参与形成糖 -糖 -氢键 。
2、纯度与吸湿性
不纯的糖或糖浆比纯糖的吸湿性强,
并且吸湿的速度也快：这是 因为杂质的
作用是干扰定向的分子间力（主要是指
糖分子间形成的氢键），于是糖的羟基
能更有效地同周围的水形成氢键。
（二）甜味
? 蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于
蔗糖,D-果糖、葡萄糖的含量。
? 优质糖 应 具备 甜味纯正，反应快，很快
达到最高甜度，甜度高低适当，甜味消
失迅速等特征。
表 2 糖的相对甜度 （ W/W，％）
糖 溶液相对甜度 结晶相对甜度
β-D果糖 100～ 175 180
蔗糖 100 100
α-D葡萄糖 40～ 79 74
β-D葡萄糖 — 82
α-D半乳糖 27 32
β-D半乳糖 — 21
α-D乳糖 16～ 38 16
β-D乳糖 48 32
β-D麦芽糖 46～ 52 —
40℃
浓度
（％）
溶解度
（ g/100g水）
84.34 538.63
70.01 233.4
61.89 162.38
糖
果 糖
蔗 糖
葡萄糖
30℃
浓度
（％）
溶解度
（ g/100g水）
81.54 441.70
68.18 214.3
54.64 120.46
20℃
浓度
（％）
溶解度
（ g/100g水）
78.94 374.78
66.60 199.4
46.71 87.67
表 3 糖的溶解度
（三）溶解度
各种糖都能溶于水，其溶解度随温度升高而增大。
（四）结晶性
? 蔗糖易结晶，晶体很大；葡萄糖也易结晶,
但晶体细小；果糖和转化糖则较难于结晶。
? 糖果制造时，要应用糖结晶性质上的差别。
例如,生产硬糖果不能单独用蔗糖，而应添加
适量的淀粉糖浆（葡萄糖值 42），这是因为,
①淀粉糖浆不含果糖，吸潮性较转化糖低，糖
果保存性较好。②淀粉糖浆含有糊精，能增加
糖果的韧性、强度和粘性，使糖果不易碎裂。
（五）粘度
? 葡萄糖和果糖的粘度较蔗糖低；淀粉糖浆的粘
度较高，而且其粘度随转化程度的增高而降低。
? 葡萄糖的粘度随着温度升高而增大，而蔗糖的
粘度则随着温度升高而减小。
? 在食品生产中，可借调节糖的粘度来提高食品
的稠度和可口性。
（六）渗透压
? 糖液的渗透压对于抑制不同微生物的生长是
有差别的。例如 50％蔗糖溶液能抑制一般酵
母的生长，但抑制细菌和霉菌的生长，则分
别需要 65％和 80％的浓度。
（七）持味护色性
机理,
糖 -水 +风味物 糖 -风味物 +水
? 风味物通过二糖比通过单糖更能有效地
保留在食物中。
? 较大的低聚糖也是风味物的有效结合剂。
环糊精结构
?-环糊精分子结构 环糊精分子的空间填充模型
环糊精的结构特点
? 中空圆柱形结构
? 高度对称性
? -OH在外侧,C-H和环 O在内侧
? 环的外侧亲水，中间空穴是疏水区域
? 作为微胶囊壁材，包埋脂溶性物质
环糊精的物理性质
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℃ ) 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
环糊精的 应用
医学,
? 例如用环状糊精包接前列腺素的试剂、注射剂。
食品行业,
? 可用做增稠剂，稳定剂，提高溶解度（作为乳化
剂），掩盖异味等等。
农业,
? 应用在农药上
化妆品,
? 作乳化剂，可以提高化妆品的稳定性，减轻对
皮肤的刺激作用。
其它方面,
? 香精包埋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。
二、化学性质与功能
糖苷在酸或酶的作用下，可水解生成
单糖或低聚糖。
水解历程,
（一） 水解反应
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
糖苷键的连接方式,
?-D,1?6 < 1?2 < 1?4 < 1?3
? -D:1?6 < 1?4 < 1?3 < 1?2
聚合度（ DP）大小,
? 水解速度随着 DP的增大而明显减小。
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。
（二） 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并 无
影响。当在酸的浓度大于 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。
（三） 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。它水解反应
的逆反应。
例如,2 C6H12O6 C12H22O11 + H2O
（四）焦糖化反应
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。
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。
三种商品化焦糖色素
蔗糖通常被用来制造焦糖色素和风味物,
? 耐酸焦糖色素
?由亚硫酸氢铵催化产生
?应用于可乐饮料、酸性饮料
?生产量最大
? 焙烤食品用焦糖色素
?糖与胺盐加热，产生红棕色
? 啤酒等含醇饮料用焦糖色素
?蔗糖直接热解产生红棕色
焦糖化产品的风味
面包风味,
各种调味品和甜味剂的增强剂,
（五）互变异构反应
单糖，特别是还原糖，一般是以环式
结构存在，但少量存在的开链形式是进行
某些反应所必需的结构，如环大小的转变、
变旋作用和烯醇化作用等，糖均以开链形
式参入。
其次 为主
三、保健低聚糖类
定义,低聚糖是指 2～ 10个单糖以糖苷
键连接的结合物。
（一）低聚糖的保健作用
低聚糖类不被人体胃肠水解酶类水解，
可顺利到达大肠而成为人体肠道有益菌群
的碳源，其保健作用主要是促进肠道有益
菌群生长、增强免疫力和通便作用 。
（二）常见的低聚糖
1、低聚果糖
定义,是在蔗糖分子上以 β（ 1→2）
糖苷键结合 1～ 3个果糖的寡糖。
? 分子式为 G-F-Fn,n=1～ 3
1
2
低聚果糖的生理活性
? 增殖双歧杆菌
? 难水解，是一种低热量糖，可作为高
血压、糖尿病和肥胖症患者用甜味剂
? 水溶性膳食纤维
? 抑制腐败菌，维护肠道健康
? 防止龋齿
? 低聚果糖存在于天然植物中
? 香蕉、蜂蜜、大蒜、西红柿、洋葱
? 产酶微生物
? 米曲霉、黑曲霉
? 作为新型的食品甜味剂或功能性食品配料
2、低聚木糖
? 是由 2～ 7个木糖以糖苷键连接而成的低聚
糖，以二糖和三糖为主。
? 木二糖含量 ↑，产品质量 ↑
? 甜度为蔗糖的 40%
木二糖的分子结构
低聚木糖的特性
? 较高的耐热（ 100℃ /1h）和耐酸性能（ pH
2.5～ 8.0）
? 双歧杆菌所需用量最小的增殖因子
? 代谢不依赖胰岛素，适用糖尿病患者
? 抗龋齿，适合作为儿童食品的甜味添加剂。
3、甲壳低聚糖
? 降低肝脏和血清中的胆固醇
? 提高机体的免疫功能
? 抗肿瘤
? 增殖双歧杆菌
甲壳低聚糖的结构
β-1,4
D-氨基葡萄糖
水溶性
D-氨基葡聚糖
4、环状低聚糖
是由 葡萄糖通过 ?-1,4糖苷键连接而成的环糊精,
N=6 N=7 N=8
第二节 多糖的食品性质与功能
（一）多糖的溶解性
? 多羟基和氧原子，易形成氢键
? 糖基可结合水，使多糖分子完全溶剂化
? 大多数多糖不结晶
? 凝胶或亲水胶体
? 不会显著降低冰点，提供冷冻稳定性
? 保护产品结构和质构，提供贮藏稳定性
一,多糖的结构与功能
（二）多糖的粘度
? 与分子的大小、形状、构象有关
? 主要具有增稠和胶凝功能
? 还可用于控制流体食品与饮料的流动性质、质
构以及改变半固体食品的变形性等
（三）多糖的流变性质
? 假塑性流体
?剪切变稀：剪切速率增高，粘度快速下降
?粘度变化与时间无关
? 触变
?也是剪切变稀
?粘度与时间有关
? 温度升高，粘度下降
（四）凝胶
? 三维网络结构
? 氢键、疏水相互作
用、范德华引力、
离子桥连、缠结或
共价键
? 液相分散在网孔中
（五）直链多糖
?带电的，粘度提高
?静电斥力，链伸展，链长增加，占有体积增大
?如海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶形成稳定的高粘
溶液
?不带电的，倾向于缔合、形成结晶
?碰撞时形成分子间键，分子间缔合，重力作用
下产生沉淀和部分结晶
?如淀粉老化
（一）淀粉的特性
淀粉在植物细胞中以颗粒状态存在。
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
马铃薯淀粉的颗粒和偏光十字
直链淀粉
? 葡萄糖残基以 ?-1,4糖苷键连结
? 少量 ? -1,6糖苷键，支链点隔开很远
? 分子内的氢键作用成右手螺旋状，每个
环含有 6个葡萄糖残基
? 相对分子质量约为 60 000左右
? 聚合度约在 300~400之间
? 在水溶液中呈线性分子
支链淀粉
? C链为主链，由 ? -1,4键连接
? A,B链是支链,A链由 ? -1,6键
与 B链连结,B链又经由 ? -1,6键
与 C链连接
? 聚合度在 6000以上，分子量可达
107~5?108 。
一些淀粉中直链和支链淀粉的含量（ % ）
淀粉来源 直链淀粉 支链淀粉
高直链淀粉 50~ 85 15~ 50
玉米 24 76
蜡质玉米 1 99
小麦 25 75
大米 17 83
马铃著 21 79
木著 17 83
（二）淀粉的物理性质
白色粉末，在热水中溶胀。 纯支链 淀粉能
溶于冷水中，直链淀粉则不 能,但直链淀粉能
溶于热水。
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
（三）化学性质
（四）淀粉的糊化
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,
指双折射现象消失的温度。糊化温度不是
一个点，而是一段温度范围。
淀粉 开始糊化 完全糊化 （ ℃ ）
粳米 59 61
糯米 58 63
大麦 58 63
小麦 65 68
玉米 64 72
荞麦 69 71
马铃薯 59 67
甘薯 70 76
?β-淀粉：生淀粉分子排列紧密, 成胶束结构
? ?-淀粉：糊化淀粉
?糊化程度～产品性质 （ 贮藏性和消化性 ）
粘度～温度
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在 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。
（五）淀粉的老化
? 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现
象，被称为 淀粉的老化 。
? 实质 是糊化后的淀粉分子在低温下又自
动排列成序，形成高度致密的结晶化的
淀粉分子微束。
影响淀粉老化的因素
温度,
2~4℃,淀粉易老化；
>60℃ 或 <-20℃,不易发生老化。
含水量,
含水量为 30~60%时，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。
（六）淀粉水解
在热和酸的作用下,
? 酸轻度水解
?淀粉变稀，酸改性或变稀淀粉
?提高凝胶的透明度，并增加凝胶强度
?成膜剂和粘结剂
? 酸水解程度加大
?得到低粘度糊精
?成膜剂和粘结剂、糖果涂层、微胶囊壁材
?-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶
葡萄糖异构酶 D-果糖
玉米淀粉 D-葡萄糖
玉米糖浆
玉米糖浆,58%D-葡萄糖,42%D-果糖
高果糖浆,55%D-果糖，软饮料的甜味剂
（果葡糖浆）
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，这种淀粉被称为变性淀粉,
改性淀粉种类
物理改性
化学改性
（七）改性淀粉及其应用
物理改性,
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。
化学改性,
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。
（八）交联淀粉
淀粉羟基与双（多）功能试剂相互作用,
亲核取代反应
交联淀粉的应用
? 随交联度增加，酸稳定性增加
? 降低了淀粉颗粒吸水膨胀和糊化的速率
? 保持初始的低粘度，有利于快速热传递和
升温，均匀杀菌
? 用于罐头、冷冻、焙烤和干燥食品中
? 功能性质改善
淀粉衍生物（淀粉脂、淀粉醚）
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。
淀粉脂,如淀粉磷酸酯（磷酸淀粉）
淀粉醚,如羟甲基淀粉（ CMS)
三、果胶
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
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
果胶物质的化学结构
?-D-半乳糖醛酸基
? -1,4 糖苷键
分子结构
? 均匀区,?-D-吡喃半乳糖醛酸
? 毛发区,? -L-鼠李半乳糖醛酸
果胶的分类
? 部分羧基被甲醇酯化
? 羧基酯化的百分数称为酯化度（ DE）
? HM高甲氧基果胶,DE>50%
? LM低甲氧基果胶,DE<50%
原果胶,
高度甲酯化的果胶物质。只存在于植物细
胞壁中，不溶于水。在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,
部分甲酯化的果胶物质。存在于植物汁液中。
果胶酸,
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
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%，
pH2~3.5，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
中和而形成凝聚体。
1、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
（ g/cm ）
220— 300 180— 220 130— 180 20— 50 不成凝胶
2、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，称为高甲氧基果胶。
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
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（ Ca2+,
Al3+ ） 才形成。
果胶的主要用途
? 果酱与果冻的胶凝剂
? 制造凝胶糖果
? 酸奶的水果基质（ LM）
? 增稠剂和稳定剂
? 乳制品（ HM）
四、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。
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。
纤维素的化学结构
β-1,4
高分子直链不溶性均一多糖
纤维素胶
（改性纤维素）
（一）甲基纤维素（ MC）与
羟丙基甲基纤维素（ HPMC）
? 非离子纤维素醚
? 功能性质
?增稠
?表面活性
?成膜性
?形成热凝胶（冷却时熔化,50～ 70℃ 胶凝）
? 用于油炸食品（阻油，降低脂肪用量）
（二）羧甲基纤维素（ CMC）
化学结构,
羧甲基纤维素的用途
? 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。
（三）微晶纤维素
? 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。
五、半纤维素
? 与纤维素一起存在于植物细胞壁中的
多糖物质的总称。
? 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。
? 半纤维素有助于蛋白质与面团的混合，增
加面包体积，延缓面包的老化。
植物树胶,阿拉伯胶、黄芹胶,刺槐豆胶
按来源分类：种子胶、瓜尔豆胶、罗望子胶
海藻胶：琼胶（脂）,角叉胶 和褐藻胶
植物胶质
六、食品多糖胶
微生物多糖
葡聚糖（右旋糖酐）
黄原胶
Gellan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）
