《食品化学》碳水化合物
一、填空题
1 碳水化合物根据其组成中单糖的数量可分为_______、_______、和_______.
2 单糖根据官能团的特点分为_______和_______，寡糖一般是由_______个单糖分子缩合而成，多糖聚合度大于_______，根据组成多糖的单糖种类，多糖分为_______或_______. 3 根据多糖的来源，多糖分为_______、_______和_______；根据多糖在生物体内的功能，多糖分为_______、_______和_______，一般多糖衍生物称为_______.
4 糖原是一种_______，主要存在于_______和_______中，淀粉对食品的甜味没有贡献，只有水解成_______或_______才对食品的甜味起作用。
5 糖醇指由糖经氢化还原后的_______，按其结构可分为_______和_______.
6 肌醇是环己六醇，结构上可以排出_______个立体异构体，肌醇异构体中具有生物活性的只有_______，肌醇通常以_______存在于动物组织中，同时多与磷酸结合形成_______，在高等植物中，肌醇的六个羟基都成磷酸酯，即_______.
7 糖苷是单糖的半缩醛上_______与_______缩合形成的化合物。糖苷的非糖部分称为_______或_______，连接糖基与配基的键称_______.根据苷键的不同，糖苷可分为_______、_______和_______等。
8 多糖的形状有_______和_______两种，多糖可由一种或几种单糖单位组成，前者称为_______，后者称为_______.
9 大分子多糖溶液都有一定的黏稠性，其溶液的黏度取决于分子的_______、_______、_______和溶液中的_______.
10 蔗糖水解称为_______，生成等物质的量_______和_______的混合物称为转化糖。
11 含有游离醛基的醛糖或能产生醛基的酮糖都是_______，在碱性条件下，有弱的氧化剂存在时被氧化成_______，有强的氧化剂存在时被氧化成_______.
12 凝胶具有二重性，既有_______的某些特性，又有_______的某些属性。凝胶不像连续液体那样完全具有_______，也不像有序固体具有明显的_______，而是一种能保持一定_______，可显着抵抗外界应力作用，具有黏性液体某些特性的黏弹性_______.
13 糖的热分解产物有_______、_______、_______、_______、_______、酸和酯类等。 14 非酶褐变的类型包括：_______、_______、_______、_______等四类。
15 通常将酯化度大于_______的果胶称为高甲氧基果胶，酯化度低于_______的是低甲氧基果胶。果胶酯酸是甲酯化程度_______的果胶，水溶性果胶酯酸称为_______果胶，果胶酯酸在果胶甲酯酶的持续作用下，甲酯基可全部除去，形成_______.
16 高甲氧基果胶必须在_______pH值和_______糖浓度中可形成凝胶，一般要求果胶含量小于 _______％，蔗糖浓度_______％～75％，～_______.
17 膳食纤维按在水中的溶解能力分为_______和_______膳食纤维。按来源分为_______、_______和_______膳食纤维。
18 机体在代谢过程中产生的自由基有_______自由基、_______自由基、_______自由基，膳食纤维中的_______、_______类物质具有清除这些自由基的能力。
19 甲壳低聚糖在食品工业中的应用：作为人体肠道的_______、功能性_______、食品_______、果蔬食品的_______、可以促进_______的吸收。
20 琼脂除作为一种_______类膳食纤维，还可作果冻布丁等食品的_______、_______、_______、固定化细胞的_______，也可凉拌直接食用，是优质的_______食品。 二、选择题
1 根据化学结构和化学性质，碳水化合物是属于一类_______的化合物。 （A）多羟基酸 （B）多羟基醛或酮 （C）多羟基醚 （D）多羧基醛或酮
2 糖苷的溶解性能与_______有很大关系。 （A）苷键 （B）配体 （C）单糖 （D）多糖
3 淀粉溶液冻结时形成两相体系，一相为结晶水，另一相是_______. （A）结晶体 （B）无定形体 （C）玻璃态 （D）冰晶态
4 一次摄入大量苦杏仁易引起中毒，是由于苦杏仁苷在体内彻底水解产生_______，导致中毒。
（A）D－葡萄糖 （B）氢氰酸 （C）苯甲醛 （D）硫氰酸
5 多糖分子在溶液中的形状是围绕糖基连接键振动的结果，一般呈无序的_______状。 （A）无规线团 （B）无规树杈 （C）纵横交错铁轨 （D）曲折河流
6 喷雾或冷冻干燥脱水食品中的碳水化合物随着脱水的进行，使糖－水的相互作用转变成_______的相互作用。
（A）糖－风味剂 （B）糖－呈色剂 （C）糖－胶凝剂 （D）糖－干燥剂
7 环糊精由于内部呈非极性环境，能有效地截留非极性的_______和其他小分子化合物。 （A）有色成分 （B）无色成分 （C）挥发性成分 （D）风味成分
8 碳水化合物在非酶褐变过程中除了产生深颜色_______色素外，还产生了多种挥发性物质。
（A）黑色 （B）褐色 （C）类黑精 （D）类褐精
9 褐变产物除了能使食品产生风味外，它本身可能具有特殊的风味或者增强其他的风味，具有这种双重作用的焦糖化产物是_______.
（A）乙基麦芽酚褐丁基麦芽酚 （B）麦芽酚和乙基麦芽酚 （C）愈创木酚和麦芽酚 （D）麦芽糖和乙基麦芽酚
10 糖醇的甜度除了_______的甜度和蔗糖相近外，其他糖醇的甜度均比蔗糖低。 （A）木糖醇 （B）甘露醇 （C）山梨醇 （D）乳糖醇
11 甲壳低聚糖是一类由N－乙酰－（D）－氨基葡萄糖或D－氨基葡萄糖通过_______糖苷键连接起来的低聚合度的水溶性氨基葡聚糖。
（A）α－1，4 （B）β－1，4 （C）α－1，6 （D）β－1，6
12 卡拉胶形成的凝胶是_______，即加热凝结融化成溶液，溶液放冷时，又形成凝胶。 （A）热可逆的 （B）热不可逆的 （C）热变性的 （D）热不变性的
13 硒化卡拉胶是由_______与卡拉胶反应制得。 （A）亚硒酸钙 （B）亚硒酸钾 （C）亚硒酸铁 （D）亚硒酸钠
14 褐藻胶是由_______结合成的大分子线性聚合物，大多是以钠盐形式存在。 （A）醛糖 （B）酮糖 （C）糖醛酸 （D）糖醇
15 儿茶素按其结构，至少包括有A、B、C三个核，其母核是_______衍生物。
（A）β－苯基苯并吡喃 （B）α－苯基苯并吡喃； （C）β－苯基苯并咪唑 （D）α－苯基苯并咪唑
16 食品中丙烯酰胺主要来源于_______加工过程。 （A）高压 （B）低压 （C）高温 （D）低温
17 低聚木糖是由2～7个木糖以_______糖苷键结合而成。 （A）α（1→6） （B）β（1→6） （C）α（1→4） （D）β（1→4）
18 马铃薯淀粉在水中加热可形成非常黏的_______溶液。 （A）透明 （B）不透明 （C）半透明 （D）白色
19 淀粉糊化的本质就是淀粉微观结构_______.
（A）从结晶转变成非结晶 （B）从非结晶转变成结晶； （C）从有序转变成无序 （D）从无序转变成有序
20 N-糖苷在水中不稳定，通过一系列复杂反应产生有色物质，这些反应是引起_______的主要原因。
（A）美拉德褐变 （B）焦糖化褐变 （C）抗坏血酸褐变 （D）酚类成分褐变 三、名词解释
1多糖复合物； 2环状糊精； 3多糖结合水； 4果葡糖浆； 5黏度； 6多糖胶凝作用； 7非酶褐变； 8美拉德反应； 9焦糖化褐变；
10淀粉的糊化； 11淀粉的老化； 12海藻硒多糖； 13交联淀粉； 14低黏度变性淀粉； 15预糊化淀粉； 16氧化淀粉； 17膳食纤维； 18糖原； 19纤维素； 20微晶纤维素 四、简答题
1 简述碳水化合物与食品质量的关系。 2 碳水化合物吸湿性和保湿性在食品中的作用。 3 膳食纤维的安全性。
4 蔗糖形成焦糖素的反应历程。 5 抗坏血酸褐变的反应历程。 6 请简述淀粉糊化及其阶段。 7 淀粉老化及影响因素。
8 影响淀粉糊化的因素有哪些。 9 壳聚糖在食品工业中的应用。 10 美拉德反应的历程。 五、论述题
1 膳食纤维的理化特性。 2 试述非酶褐变对食品质量的影响。 3 非酶褐变反应的影响因素和控制方法。 4 食品中主要的功能性低聚糖及其作用。 5 膳食纤维的生理功能。 答案：一、填空题
1 单糖；寡糖；多糖 2 醛糖；酮醣；2～10；10；均多糖；杂多糖 3 植物多糖；动物多糖；微生物多糖；结构性多糖；贮藏性多糖；功能性多糖；多糖复合物 4 葡聚糖；肌肉；肝脏；低聚糖；葡萄糖 5 多元醇；单糖醇；双糖醇 6 九；肌－肌醇；游离形式；磷酸肌醇；肌醇六磷酸 7 羟基；非糖物质；配基；非糖体；苷键；含氧糖苷；含氮糖苷；含硫糖苷 8 直链；支链；均多糖；杂多糖 9 大小；形状；所带净电荷；构象 10 转化；葡萄糖；果糖 11 还原糖；醛糖酸；醛糖二酸 12 固体；液体；流动性；刚性；形状；半固体 13 吡喃酮；呋喃；呋喃酮；内酯；羰基化合物 14 美拉德反应；焦糖化褐变；抗坏血酸褐变；酚类物质褐变 15 50％；50％；不太高；低甲氧基；果胶酸 16 低；高；1；58； 17 水溶性；水不溶性；植物类；动物类；合成类 18 超氧离子；羟；氢过氧；黄酮；多糖 19 微生态调节剂；甜味剂；防腐剂；保鲜；钙 20 海藻；凝固剂；稳定剂；增稠剂；载体；低热量 二、选择题 1 B； 2B； 3C； 4B； 5A； 6A； 7D； 8C； 9B； 10A； 11B；12A；13D；14C；15B；16C；17D；18A；19C； 20A 三、名词解释
1， 多糖复合物 ：多糖上有许多羟基，这些羟基可与肽链结合，形成糖蛋白或蛋白多糖，与脂类结合可形成脂多糖，与硫酸结合而含有硫酸基，形成硫酸酯化多糖；多糖上的羟基还能与一些过渡金属元素结合，形成金属元素结合多糖，一般把上述这些多糖衍生物称为多糖复合物。
2 ，环状糊精 ：环状糊精是由6～8个D－吡喃葡萄糖通过α－1，4糖苷键连接而成的低聚物。由6个糖单位组成的称为α－环状糊精，由7个糖单位组成的称为β－环状糊精，由8个糖单位组成的称为γ－环状糊精。
3 ，多糖结合水 ：与多糖的羟基通过氢键结合的水被称为水合水或结合水，这部分水由于使多糖分子溶剂化而自身运动受到限制，通常这种水不会结冰，也称为塑化水。
4 ，果葡糖浆 ：工业上采用α－淀粉酶和葡萄糖糖化酶水解玉米淀粉得到近乎纯的D－葡萄糖。然后用异构酶使D－葡萄糖异构化，形成由54％D－葡萄糖和42％D－果糖组成的平衡混合物，称为果葡糖浆。
5 ，黏度 ：黏度是表征流体流动时所受内摩擦阻力大小的物理量，是流体在受剪切应力作用时表现的特性。黏度常用毛细管黏度计、旋转黏度计、落球式黏度计和振动式黏度计等来测定。
6 ，多糖胶凝作用 ：在食品加工中，多糖或蛋白质等大分子，可通过氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥接、缠结或共价键等相互作用，形成海绵状的三维网状凝胶结构。网孔中充满着液相，液相是由较小分子质量的溶质和部分高聚物组成的水溶液。
7 ，非酶褐变 ：非酶褐变反应主要是碳水化合物在热的作用下发生的一系列化学反应，产生了大量的有色成分和无色的成分，或挥发性和非挥发性成分。由于非酶褐变反应的结果使
食品产生了褐色，故将这类反应统称为非酶褐变反应。就碳水化合物而言，非酶褐变反应包括美拉德反应、胶糖化褐变、抗坏血酸褐变和酚类成分的褐变。
8 ，美拉德反应 ：主要是指还原糖与氨基酸、蛋白质之间的复杂反应，反应过程中形成的醛类、醇类可发生缩和作用产生醛醇类及脱氮聚合物类，最终形成含氮的棕色聚合物或共聚物类黑素，以及一些需宜和非需宜的风味物质。
9 ，焦糖化褐变 ：糖类在没有含氨基化合物存在时，加热到熔点以上也会变为黑褐的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。温和加热或初期热分解能引起糖异头移位、环的大小改变和糖苷键断裂以及生成新的糖苷键。但是，热分解由于脱水引起左旋葡聚糖的形成或者在糖环中形成双键，后者可产生不饱和的环状中间体，如呋喃环。
10， 淀粉的糊化 ：淀粉分子结构上羟基之间通过氢键缔合形成完整的淀粉粒不溶于冷水，能可逆地吸水并略微溶胀。如果给水中淀粉粒加热，则随着温度上升淀粉分子之间的氢键断裂，因而淀粉分子有更多的位点可以和水分子发生氢键缔合。水渗入淀粉粒。使更多和更长的淀粉分子链分离，导致结构的混乱度增大，同时结晶区的数目和大小均减小，继续加热，淀粉发生不可逆溶胀。此时支链淀粉由于水合作用而出现无规卷曲，淀粉分子的有序结构受到破坏，最后完全成为无序状态，双折射和结晶结构也完全消失，淀粉的这个过程称为糊化。
11 淀粉的老化 ：热的淀粉糊冷却时，通常形成黏弹性的凝胶，凝胶中联结区的形成表明淀粉分子开始结晶，并失去溶解性。通常将淀粉糊冷却或储藏时，淀粉分子通过氢键相互作用产生沉淀或不溶解的现象，称作淀粉的老化。淀粉的老化实质上是一个再结晶的过程。 12 海藻硒多糖 ：是硒同海藻多糖分子结合形成的新型有机硒化物。目前研究的海藻硒多糖主要有：硒化卡拉胶、微藻硒多糖和单细胞绿藻硒多糖等几种，其中硒可能以－SeH和硒酸酯两种形式存在。
13 交联淀粉 ：是由淀粉与含有双或多官能团的试剂反应生成的衍生物。两条相邻的淀粉链各有一个羟基被酯化，因此，在毗邻的淀粉链之间可形成一个化学桥键，这类淀粉称为交联淀粉。这种由淀粉链之间形成的共价键能阻止淀粉粒溶胀，对热和振动的稳定性更大。 14 低黏度变性淀粉 ：低于糊化温度时的酸水解，在淀粉粒的无定形区发生，剩下较完整的结晶区。淀粉经酸处理后，生成在冷水中不易溶解而易溶于沸水的产品。这种称为低黏度变性淀粉或酸变性淀粉。
15 预糊化淀粉 ：淀粉悬浮液在高于糊化温度下加热，快速干燥脱水后，即得到可溶于冷水和能发生胶凝的淀粉产品。预糊化淀粉冷水可溶，省去了食品蒸煮的步骤，且原料丰富，价格低，比其他食品添加剂经济，故常用于方便食品中。
16 氧化淀粉 ：淀粉水悬浮液与次氯酸钠在低于糊化温度下反应发生水解和氧化，生成的氧化产物平均每25～50个葡萄糖残基有一个羧基，氧化淀粉用于色拉调味料和蛋黄酱等较低黏度的填充料，但它不同于低黏度变性淀粉，既不易老化也不能凝结成不透明的凝胶。 17 膳食纤维 ：凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质的总和。
18 糖原：糖原又称动物淀粉，是肌肉和肝脏组织中的主要储存的碳水化合物，是同聚糖，与支链淀粉的结构相似，含α-D-1，4和α-D-1，6糖苷键。
19 纤维素 纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起，是由D－吡喃葡萄糖通过β-D-1，4糖苷键连接构成的线形同聚糖。
20 微晶纤维素 ：纤维素有无定形区和结晶区之分，无定形区容易受溶剂和化学试剂的作用，在此过程中无定形区被酸水解，剩下很小的耐酸结晶区，这种（产物分子量一般在30～50k）商业上叫做微晶纤维素，常用在低热量食品加工中作填充剂和流变控制剂。 四、简答题
1 简述碳水化合物与食品质量的关系。
碳水化合物是食品中主要组成分子，碳水化合物对食品的营养、色泽、口感、质构及某些食品功能等都有密切关系。 （1）碳水化合物是人类营养的基本物质之一。人体所需要的能量
中有70%左右是由糖提供的。 （2）具有游离醛基或酮基的还原糖在热作用下可与食品中其它成分，如氨基化合物反应而形成一定色泽；在水分较少情况下加热，糖类在无氨基化合物存在情况也可产生有色产物，从而对食品的色泽产生一定的影响。 （3）游离糖本身有甜度，对食品口感有重要作用。 （4）食品的黏弹性也是与碳水化合物有很大关系，如果胶、卡拉胶等。 （5）食品中纤维素、果胶等不易被人体吸收，除对食品的质构有重要作用外，还有促进肠道蠕动，使粪便通过肠道的时间缩短，减少细菌及其毒素对肠壁的刺激，可降低某些疾病的发生。 （6）某些多糖或寡糖具有特定的生理功能，如香菇多糖、茶叶多糖等，这些功能性多糖是保健食品的主要活性成分。
2 碳水化合物吸湿性和保湿性在食品中的作用。 ：碳水化合物的亲水能力大小是最重要的食品功能性质之一，碳水化合物结合水的能力通常称为保湿性。 根据这些性质可以确定不同种类食品是需要限制从外界吸入水分或是控制食品中水分的损失。例如糖霜粉可作为前一种情况的例子，糖霜粉在包装后不应发生黏结，添加不易吸收水分的糖如乳糖或麦芽糖能满足这一要求。另一种情况是控制水的活性。特别重要的是防止水分损失，如糖果饯和焙烤食品，必须添加吸湿性较强的糖，即玉米糖浆、高果糖玉米糖浆或转化糖、糖醇等。
3 膳食纤维的安全性。 （1）大量摄入膳食纤维，因肠道细菌对纤维素的酵解作用而产生挥发性脂肪酸、二氧化碳及甲烷等，可引起人体腹胀、胀气等不适反应。 （2）影响人体对蛋白质、脂肪、碳水化合物的吸收，膳食纤维的食物充盈作用引起膳食脂肪和能量摄入量的减少，还可直接吸附或结合脂质，增加其排出；具有凝胶特性的纤维在肠道内形成凝胶，可以分隔、阻留脂质，影响蛋白质、碳水化合物和脂质与消化酶及黏膜的接触，从而影响人体对这些能量物质的生物利用率。 （3）对于一些结构中含有羟基或羰基基团的膳食纤维，可与人体内的一些有益矿物元素，发生交换或形成复合物，最终随粪便一起排出体外，进而影响肠道内矿物元素的生理吸收。 （4）一些研究表明，膳食纤维可束缚一些维生素，对脂溶性维生素有效性产生影响。
4 蔗糖形成焦糖素的反应历程。 蔗糖是用于生产焦糖色素和食用色素香料的物质，在酸或酸性铵盐存在的溶液中加热可制备出焦糖色素，其反应历程如下。 第一阶段：由蔗糖熔化开始，经一段时间起泡，蔗糖脱去一水分子水，生成无甜味而具温和苦味的异蔗糖酐。这是这是焦糖化的开始反应，起泡暂时停止。 第二阶段：是持续较长时间的失水阶段，在此阶段异蔗糖酐脱去一水分子缩合为焦糖酐。焦糖酐是一种平均分子式为C24H36O18的浅褐色色素，焦糖酐的熔点为138℃，可溶于水及乙醇，味苦。 第三阶段：是焦糖酐进一步脱水形成焦糖烯，焦糖烯继续加热失水，生成高分子量的难溶性焦糖素。焦糖烯的熔点为154℃，可溶于水，味苦，分子式C36H50O25。焦糖素的分子式为C125H188O80，难溶于水，外观为深褐色。
5 抗坏血酸褐变的反应历程。 抗坏血酸不仅具有酸性还具有还原性，因此，常作为天然抗氧化剂。抗坏血酸在对其它成分抗氧化的同时它自身也极易氧化，其氧化有两种途径： （1）有氧时抗坏血酸被氧化形成脱氢抗坏血酸，再脱水形成DKG（2，3-二酮古洛糖酸）后，脱羧产生酮木糖，最终产生还原酮。还原酮极易参与美拉德反应德中间及最终阶段。此时抗坏血酸主要是受溶液氧及上部气体的影响，分解反应相当迅速。 （2）当食品中存在有比抗坏血酸氧化还原电位高的成分时，无氧时抗坏血酸因脱氢而被氧化，生成脱氢抗坏血酸或抗坏血酸酮式环状结构，在水参与下抗坏血酸酮式环状结构开环成2，3-二酮古洛糖酸；2，3-二酮古洛糖酸进一步脱羧、脱水生成呋喃醛或脱羧生成还原酮。呋喃醛、还原酮等都会参与美拉德反应，生成含氮的褐色聚合物或共聚物类。抗坏血酸在pH<的酸性溶液中氧化生成脱氢抗坏血酸，速度缓慢，其反应是可逆的。
6 淀粉糊化及其阶段。 ：给水中淀粉粒加热，则随着温度上升淀粉分子之间的氢键断裂，淀粉分子有更多的位点可以和水分子发生氢键缔合。水渗入淀粉粒，使更多和更长的淀粉分子链分离，导致结构的混乱度增大，同时结晶区的数目和大小均减小，继续加热，淀粉发生不可逆溶胀。此时支链淀粉由于水合作用而出现无规卷曲，淀粉分子的有序结构受到破坏，最后完全成为无序状态，双折射和结晶结构也完全消失，淀粉的这个过程称为糊化。淀粉糊
食品化学复习题及答案
