半纤维素
半纤维素酶(L阿拉伯聚糖酶、 L-半乳聚糖酶、 L-甘露聚糖酶、 L-木聚糖酶)
果胶
果胶酶(有内源 和商品之分）
得到产物
应用条件
短的纤维素链、
纤维二糖及葡 30~60℃
萄糖
pH4.5~6.5
半乳糖、木糖
、阿拉伯糖、 甘露糖及其它 单糖
主要为半乳糖 醛酸，有少量 半乳糖、阿拉 伯糖等
应用意义 生产糖浆和改 善食品感官性 质 生产膳食纤维、 葡聚糖浆及提 高果汁榨汁率 和澄清度
糖化学
纤维素的用途
(1). 制造纤维素硝酸酯（硝酸纤维）。根据含N 量 分为火棉（含N量较高，用于制造无烟火药）、胶棉 （含N量较低，用于制赛璐珞和喷漆）
(2). 制造纤维素乙酸酯（醋酸纤维），不易着火， 用于制胶片
(3). 制造黏胶纤维（NaOH、CS2处理后所得，其中 的长纤维称人造丝，短纤维称人造棉）
O
O
O
OH O OH O OH O
OH
OHn OH
人的消化道中没有水解β-1,4葡萄糖苷键的纤维素的 酶，所以人不能消化纤维素，但人对纤维素又是必不可 少的，因为纤维素可帮助肠胃蠕动，以提高消化和排泄 能力。
糖化学
由 b-1,4-苷键 连接的纤维素趋向形成直链，每 100~200条彼此平行的分子长链通过氢键聚集在一起排 列成纤维素索。
多糖是由许多单糖分子通过苷键连接而成的高 分子化合物。由于连接的方式不同，可以形成直链 多糖，支链多糖，有时也能形成环状的多糖。
糖化多学糖的分类： 匀多糖（水解后只生成一种单糖，如淀粉、糖元、
纤维素等）； 杂多糖（水解产物是两种以上的单糖或单糖衍生物
如阿拉伯胶、粘多糖等）。
苷键类型：α-1,4苷键、β-1,4苷键和 α-1,6苷键等。
糖化学
(4). 棉麻纤维大量用于纺织工业
法
国
棉
麻
麻
纯棉上衣
布
(5). 木材、稻草、麦秸、蔗渣等用于造纸
(6). 食物中的纤维素有利于人的消化。
糖化学
半纤维素
• 大量存在于植物木质化部分，包括很多高 分子的多糖。
• 用稀酸水解则产生己糖和戊糖，所以它是 多聚戊糖(如多聚阿拉伯糖、多聚木糖)和 多聚己糖(如多聚半乳糠和多聚甘露糖)的 混合物。
OH O
OH
OH
OH
O
OH n OHO
α 1,6 苷键
α 1,4 苷键 …O
CH2OH O
OH O
OH n
CH2 O
OH O
OH
CH2OH O
OH
O…
OH n
每个支链大约20个葡萄糖单位
糖化学
支链淀粉 与碘生成
紫红色 的
包合物。
糖化学
直链和支链淀粉均可在酸催化下加热水解。
(C6H10O5)n
(C6H10O5)n-x
糖化学
糖的分类及化学反应
糖类的概念和分类
糖类（又称碳水化合物 Cn(H2O)m ）
☆多羟基醛/酮以及水解产生能产生多 羟基醛/酮的物质。
☆绿色植物光合作用的产物，是动植物所需能量的重要 来源。
糖化学
糖类的概念和分类
水解反应
葡萄糖 (果糖)
蔗糖 麦芽糖
淀粉 纤维素
氧化反应
（与银氨溶液或斐林试剂）
糖化学
OH
+
HO
HO
OH
OH
HO
葡萄糖
果糖
转化糖
糖化学
酶催化的低聚糖的水解是食品或食品原料中经常 进行的反应，如蜂蜜大量存在的转化糖、乳糖酶催化 乳糖水解为葡萄糖和半乳糖等。
化学法水解低聚糖常以酸作为催化剂，在酸性条 件下，除低聚糖中的1,6-苷键较难水解外，其它苷键 均可分解。
二、褐变反应
低聚糖也能发生Mailard等类型的褐变反应，但其 反应速度比单糖要慢一些。
提高食品质量
植物质地软化 及水果榨汁和 澄清
糖化学
•
b.酸碱催化水解
•
(1) 酸催化
•
*机理：
O
H+
OR
O
H+ OR
- ROH
慢
O + + H2O -H+
O H+ OR
O
+
O OH
糖化学
影响因素： 多糖类型：对中性多糖起作用，其它糖不一定 温度：温度提高，酸催化速度大大提高 苷键类型：α –苷键比β –苷键水解容易。
糖化学
三、多糖的水解
多糖的水解指在一定条件下，糖苷键断裂，多糖 转化为低聚糖或单糖的反应过程。
多糖水解的条件主要包括酶促水解和酸碱催化水 解；调节或控制多糖水解是食品加工过程中的重要环 节。
糖化a学.酶促水解
待处理对象
所用酶
淀粉
淀粉酶(来自大 麦芽或微生物)
纤维素
纤维素酶(包括 内切酶、外切酶 及葡糖苷酶)
内腔疏水、上下两端开口处亲水的结构使环糊精具有许多特殊的性质，许多非极 性有机分子或有机分子的非极性一端，可进入环糊精的内腔，形成包结物。包结 物形成后能改变被包结物的物理和化学性质，如挥发性、溶解度、气味、颜色等。 如Vit A及抗癌药氟脲嘧啶等分别与环糊精做成包结物后，可增加稳定性，减小其 毒副作用。
正是由于多糖类物质对于水的亲合性， 导致多糖类化合物在食品中具有限制水 分流动的能力；而又由于其分子量较大， 又不会显著降低水的冰点。
•糖化二学、多糖溶液的黏度与稳定性
•
正是由于多糖在溶解性能上的特殊性，导致了多
糖类化合物的水溶液具有比较大的黏度甚至形成凝胶。
•
多糖溶液具有黏度的本质原因是：多糖分子在溶
α-1,6-
α,β-1,2
糖化学
β-1,4-
α,β-1,2
糖 食化品学中低聚糖的性质 一、水解反应
低聚糖的水解反应指低聚糖在酶、酸或碱作用下， 苷键断裂、糖链分解的过程；低聚糖一般的水解产物为 单糖；如：
CH2OH
HO
OO
OH
OH
HO
HOH2C O CH2OH
OH
蔗糖
CH2OH
OOH HOH2C O CH2OH
糖 多化糖学的性质
一、多糖的溶解性
多糖类物质由于其分子中含有大量的极性基团， 因此对于水分子具有较大的亲合力；但是一般多糖的 分子量相当大，其疏水性也随之增大；因此分子量较 小、分支程度低的多糖类在水中有一定的溶解度，加 热情况下更容易溶解；而分子量大、分支程度高的多 糖类在水中溶解度低。
糖化学
• 因此糖原分子具有较多的分支结构。支链淀粉 的分支结构是以24个葡萄糖残基为其分支的长 度，但糖原的分支结构则是平均以12个葡萄糖 残基为其分支的长度 。
糖化学
糖原
糖化学
糖(化三学) 纤维素
纤维素是由许多葡萄糖结构单位以β-1,4-苷键 互相 连接而成的。
C2O HH O
O OH O
OH
C2O HH C2O HH C2O HH
C12H22O11
淀粉 紫糊精 红糊精
无色糊精
麦芽糖
碘液：
紫兰色 紫兰色 红色
无色
无色
C6H12O6
D-葡萄糖
无色
根据淀粉的水解产物与碘液呈现的颜色，可 判断淀粉水解的程度。
糖化学
糖原
• 糖原为动物体内贮存的主要多糖，此多 糖相当于植物体内贮存的淀粉，所以糖 原也称为动物淀粉；高等动物的肝脏和 肌肉组织中含有较多的糖原。
•糖化三学、抗氧化作用 • 低聚糖及单糖的水溶液具有抗氧化性。其原因有
三：a.溶液中糖的存在可以大大降低氧的溶解度；如 在60%的蔗糖溶液中，氧的溶解度约为纯水的1/6。b. 可以阻断其它成分与空气氧的接触；c.具有还原性， 可以首先与氧发生反应。 • 四、提高渗透压 • 随着糖溶液浓度的提高，其渗透压也提高。当控 制合适的糖溶液浓度时，会因较高的渗透压而抑制微 生物的生长。
2、支链淀粉
支链淀粉也称胶淀粉，存在于淀粉的外 层，组成淀粉的皮质，它不溶于冷水或热水， 但可在水中膨胀成糊状。
支 链 淀 粉 的 主 链 也 是 由 a-D- 吡 喃 葡 萄 糖 通过 a-1,4-苷键 连接而成，此外它还含有 a1,6-苷键 连接的支链。
糖化学
…O
CH2OH O
CH2OH O
CH2OH O
大多数亲水胶体溶液的黏度随着温度的提高而降 低，这是因为温度提高导致水的流动行增加；而黄原 胶是一个例外，其在0～100℃内黏度保持基本不变。
糖化学
多糖形成的胶状溶液其稳定性与分子结构有较大的关 系。不带电荷的直链多糖由于形成胶体溶液后分子 间可以通过氢键而相互结合，随着时间的延长，缔 合程度越来越大，因此在重力的作用下就可以沉淀 或形成分子结晶。支链多糖胶体溶液也会因分子凝 聚而变得不稳定，但速度较慢；带电荷的多糖由于 分子间相同电荷的斥力，其胶状溶液具有相当高的 稳定性。食品中常用的海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶 等即属于这样的多糖类化合物。
环糖糊化学精
环糊精是一种低聚糖，淀粉经用环糊精葡萄糖转移酶处理，就可生成环糊 精的混合物。从结构上看，环糊精是由6~8个或更多个葡萄糖单位通过a-1,4苷键 连接而成的环状化合物，它们分别称为a、b或 g 环糊精。
环糊精的结构象一个去掉把 手，打掉桶底的提桶，桶边是由 6个吡喃葡萄糖分子(a 环糊精)的 C—C键和C—O键组成，桶的深 度相当于吡喃糖环的宽度，上面 较大的桶边缘外面伸展着C2-OH 和C3-OH。下面稍小的桶底边缘 伸展着C5-CH2OH,因此在环糊精 上、下两端开口处都连有许多亲 水性的-OH，桶的里边则由疏水 性的C—H键和O苷键构成。这种
糖化学
淀 粉 的 结 构