第三章 碳水化合物
1、论述美拉德反应与焦糖化反应的异同点。 美拉德反应与焦糖化反应的异同点见下表：
表1 美拉德反应与焦糖化反应的异同点
名称 反应底物 反不 应缩合反应，聚合反应 同 类点 型 反糖类受高温（150℃至200℃）影响发生降解作用，应机理 反pH＝3以上随pH值升高反应速度加快；水分含量一般而言，在高温、碱性及高糖浓度条件下焦糖包括初期阶段、中期阶段、末期阶段三个阶段，降解后的物质经聚合、缩合生成粘筒状的黑色物具体结合这三个阶段展开解释。 质的过程。 水解反应，脱水反应，降解等 单糖、低聚糖或油脂等羰基化合物与氨基酸、肽、糖，没有氨基化合物的参与反应 蛋白质、或胺类等氨基化合物发生反应 美拉德反应 焦糖化反应 应条件 在10％～15％时褐变容易进行；在室温下即可发生反应，一般在30℃以上褐变较快，20℃以下则进行较慢；五碳糖的反应速度高于六碳糖， 化反应易发生。pH＝8时比pH＝5.9时速度快10倍；糖的熔点越低越容易发生该反应（果糖>麦芽糖>葡萄糖）；高浓度的糖与稀酸存在可发生此反应，柠檬酸、无机酸、磷酸盐、碱等对焦糖的形成有催化作用。 反应产物 主要应用于生产焦糖色素，焦糖色素可用于可乐应主要应用在焙烤、油炸食品上色等方面 用 料中。 控制方法 在实际工作中，若需要控制美拉德褐变，可采用降温、亚硫酸处理、降低pH值、降低成品浓度饮料、碳酸饮料、烘焙食品、糖浆、糖果及调味不饱和醛、糠醛及其衍生物，二羰基化合物、还焦糖色，黑色物质 原酮类，高分子色素等。 降低温度、降低pH等均可降低反映速度 或使用不易发生褐变的糖类等方法，控制非酶褐变。 （1） 二者均属于非酶褐变反应，且均需要糖类参与反应； （2） 均可以在酸性和碱性条件下反应； （3） 均在烘焙食品的风味和色泽形成方面有积极的贡献； 相同（4） 若除去食品体系中的糖类，可降低两种反应的程度；降低温度，两种褐变反应均可不同程度点 的受到抑制； （5） 二者在中间产物方面有一定的联系，焦糖化反应会产生一些挥发性的醛酮类物质，为美拉德反应提供了反应底物。
2、列举食品中重要的单糖、低聚糖，写出其结构式。
答：食品中重要的单糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖等；
食品中重要的低聚糖包括：蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、棉籽糖、纤维二糖、低聚果糖、低聚木糖、异麦芽酮糖、环状糊精等。（几种常见的单糖分子式如下，低聚糖的分子式见教材）
3、什么是淀粉的糊化？影响淀粉的糊化因素都有哪些？
答：淀粉的糊化（Starch dextrinization）——把淀粉悬浮液加热到一定温度，其体积会迅速膨胀，膨胀后的体积达到原来体积的数百倍，淀粉溶液变成非常粘稠的胶体溶液，称之为淀粉的糊化。
影响淀粉糊化的因素包括以下几个方面：
①淀粉的种类;含支链淀粉高的淀粉容易发生糊化，含直链淀粉高的淀粉不易糊化。 ②淀粉晶体结构;晶体结构松散的易于糊化，相对糊化温度比较低，如马铃薯淀粉的晶体结构比较松散，容易发生糊化，而玉米淀粉的结构比较紧密，不易发生糊化。 ③水分含量：低于30％加热不会糊化;
④糖类:D－葡萄糖、D－果糖和蔗糖能抑制小麦淀粉颗粒的润涨，糊化温度随着糖浓度的加大而增高，对糊化温度影响顺序为:蔗糖>D-葡萄糖>D-果糖;
⑤酸度：在pH<4时，淀粉水解为糊精，粘度降低。在pH4-7时，几乎无影响。在pH=10时，糊化速度迅速加快。
⑥淀粉酶：使淀粉糊化加速。新米（淀粉酶酶活高）比陈米更易煮烂。
⑦碱和盐类：强碱能使淀粉在室温下就发生糊化；阴离子促进淀粉糊化的顺序为：OH>水杨酸>SCN>I>Br>Cl> SO42-，促进效果大于I者，在室温下就能使淀粉糊化；阳离子促进糊化作用的顺序为Li>Na>K>Rb
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⑧脂类：直链淀粉能与脂质形成螺旋状复合物，这种复合物对热比较稳定，糊化时润胀差，糊化温度高。谷类淀粉的这种情况比较普遍，高支链淀粉玉米难以糊化和润胀。脂质有抑制淀粉润胀的作用。但卵磷脂可以促进小麦淀粉糊化。可从以上八个方面展开论述
α－D－吡喃－葡萄糖α－D－吡喃－半乳糖α－D－吡喃－甘露糖
4、什么是淀粉的老化，影响淀粉老化的因素都有哪些？
答：淀粉老化（Starch staling）——稀淀粉糊放置一段时间后，会逐渐变混浊，最终可产生不溶性的白色沉淀，而将浓淀粉糊分散液冷却，可迅速形成有弹性的胶体，这种现象叫做淀粉的老化。
影响淀粉糊化的因素包括以下几个方面：
①分子结构的影响：含支链淀粉高的淀粉不容易发生老化，含直链淀粉高的淀粉易老化。 ②分子大小：对于直连分子量太大的取向困难，分子量小的易于扩散，分子量适中的易聚集沉淀，而对于支链分子，支链长度较均一，及支点化较少等均会提高初始回生速率。 ③溶液浓度：浓度大，则分子碰撞机会多，易聚沉，浓度小，则不易聚沉。 ④pH值和无机盐
回生速率在pH=5～7时最快，过高或者过低的pH均会降低回生速率，pH＝10以上不发生回生现象，pH低于2回生缓慢。
阴离子盐和阳离子盐都会抑制淀粉回生，回生抑制程度依下列顺序： CNS>PO43->CO32->I->NO3->Br->Cl-； Ba2+>Sr2+>Ca2+>K+>Na+。
⑤温度：缓慢冷却，容易回生，而迅速冷却，淀粉分子来不及取向，可减少回生程度。 a. 在常温特别是在接近0℃的低温范围内淀粉易发生老化，
b. 一般来说，60℃以下就可以表现老化作用，随着温度的下降，直到－2℃，老化速度逐渐
增加，－2℃～－22℃之间，老化速度逐渐下降，－22℃以下几乎不发生老化， c. 反复冻融食品会导致快速老化， d. 80℃以上，淀粉不发生老化。 ⑥金属离子：加速老化速度
⑦脂类：部分脂肪酸、乳化剂和油脂阻碍老化作用
⑧糖类：若糖分子水溶性好，可抑制老化，反之，则加速淀粉老化。 ⑨水分含量：水分含量在30％-60％时老化很快，10％以下不易老化。 可以从以上九个方面展开论述。
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5、简述单糖的物理特性。
答：主要从以下几个方面回答：⑴甜度⑵旋光性⑶溶解度⑷吸湿性、保湿性和结晶性⑸渗透压⑹抗氧化性⑺可发酵性⑻其他如黏度等
6、影响美拉德反应的因素都有哪些？如何抑制美拉德反应？
答：美拉德反应（Maillard reaction）又称羰胺反应，即指羰基和氨基缩合、聚合反应生成类黑色素的反应。美拉德反应的机制十分复杂，不仅与参与的糖类等羰基化合物及氨基酸等氨基化合物的种类有关，同时还受到温度、氧气、水分及金属离子等环境因素的影响。主要影响因素总结如下： ①羰基化合物的影响
羰基化合物对反应的影响规律如下：
a.α、β不饱和醛>α－双羰基化合物>酮；b.五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖）；c.单糖>双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢）；d.还原糖含量与褐变成正比。 ②氨基化合物的影响
a.胺类>氨基酸；b.含S-S，S-H不易褐变；c.有吲哚，苯环易褐变；d.碱性氨基酸易褐变； e.氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变。 ③pH值的影响
pH3-9范围内，随着pH上升，褐变上升；pH≤3时，褐变反应程度较轻微；pH在7.8-9.2范围内，褐变较严重。 ④反应物浓度
(完整版)食品化学课后题答案
