04碳水化合物

null碳水化合物碳水化合物一、低聚糖和多糖一、低聚糖和多糖1、低取糖和多糖的食品功能性 （1）甜味和吸湿性 （2）风味结合功能 （3）风味前体功能 （4）增稠、胶凝和稳定作用null2、低聚糖和多糖的生理功能 （1）低聚糖的生理功能 ① 促使双歧杆菌增殖、调节肠道菌群 ② 抑制肉毒素的产生、保护肝脏 ③ 抑制外源性病原菌及其毒素 ④ 调节肠道功能、防治便秘和腹泻 ⑤ 提高免疫 ⑥ 抗肿瘤 ⑦ 降血脂、降血压 ⑧ 促进肠内营养物质的生成与吸收 ⑨ 促进矿质元素的吸收 ⑩ 低能量或无能量、预防龋齿作用 null（2）多糖的生理功能 ① 促进免疫 ② 抑制肿瘤 ③ 抗突变 ④ 降血糖 ⑤ 降血脂 ⑥ 降血压 ⑦ 膳食纤维作用 ⑧ 抗病毒null二、抗性淀粉 1、抗性淀粉的分类和定义 （1）淀粉的分类 根据淀粉的生物可消化性将淀粉分为三类： ①快速消化淀粉（ready digestible starch, RDS） ②慢速消化淀粉（slowly digestible starch, SDS） ③抗性淀粉（resistant starch, RS）表：以抗性为依据的淀粉分类表：以抗性为依据的淀粉分类null（2）抗性淀粉的定义 在正常健康者小肠中不吸收的淀粉及其降解产物。null（3）抗性淀粉的分类 ① 物理包埋淀粉（RS1） 定义：是指由于物理屏蔽作用，被封闭在植物细胞壁上，不能为淀粉酶所作用的淀粉颗粒。 来源：部分粉碎的谷粒、种子及豆类。 抗酶作用机制：封闭于植物细胞内、淀粉酶很难与淀粉颗粒接近。 加工对它的影响：示见提高含量的报导，可通过减小颗粒尺寸而使其含量降低。null②抗性淀粉颗粒（又称为生淀粉，RS2） 定义：是指具有特殊构象或结晶结构，对酶具有高度抗性的淀粉。 来源：青香蕉、生马铃薯、生豌豆等。 抗酶作用机理：直链淀粉形成β型结晶，有极强的抗酶解性。 加工对它的影响：通过增加直链淀粉比率和冷热处理可提高其含量。null③ 老化淀粉（RS3） 定义：是凝沉的淀粉聚合物，主要由糊化淀粉经冷却后形成。可分为RS3a和RS3b，其中RS3a为凝沉的支链淀粉，经加热后可以被酶解，RS3b为凝沉的直链淀粉，具有很强的抗酶解性。 来源：面包、煮熟冷却的马铃薯、即食早餐谷物等。 抗酶作用机理：由于淀粉具有高度致密的微晶结构，很难与淀粉酶作用。 加工对它的影响：糊化处理后的冷却、天然淀粉颗粒的分散作用可提高其含量。 null④ 改性淀粉（RS4） 定义：是由植物基因改造或用化学改变淀粉分子结构所产生。 来源：黏大米等改基因作物、由淀粉通过化学方法进行衍生化而来。 抗酶作用机理：酶抑制剂、基因改型或化学方法而导致淀粉结构的改变，而使淀粉酶无法作用。 加工对它的影响：通过改型可控制其含量在40%-90%。 null注意： RS1和RS2经过适当的加工后仍可被淀粉酶消化。食品在食用前的加热处理会破坏RS1、RS2，使其使去抗性，所以商业价值不高。 RS3是最重要也是最主要的RS，具有很高的商业价值。 RS4是RS商品的另一重要来源，也是RS研究的新的生长点。null2、抗性淀粉的生理功能 抗性淀粉能毫无改变的通过小肠进入大肠，并在大肠中发酵产生短链脂肪酸和其它产物，抗性属于多糖类物质，从功能上讲一般被视为膳食纤维，但与膳食纤维仍有所不同。null（1）与血糖的关系 抗性淀粉的胰岛素反应较低，对于非胰岛素依赖型病人，摄食高抗性淀粉食物后，胰岛素及葡萄糖的升高程度较低，可有效控制高血糖病征的出现。null（2）与肠机能失调及结肠癌间的关系 抗性淀粉能增大粪便体积，对于预防便秘、肠憩室病和肛门-直肠机能失调具有积极作用。 抗性淀粉具有保持粪便中水分的能力，可稀释粪便中致癌物质的含量；并可在大肠中发酵产生短链脂肪酸，其中的丁酸具有很强的直肠癌防治作用。null（3）与体重控制的关系 抗性淀粉具有降低体重的作用，由要通过以下二方面实现： ① 抗性淀粉具有促进肠蠕动，加快排便的作用，减少了消化物在肠道中的时间，因而导致脂质的吸收量减少。 ② 抗性淀粉本身不被消化，因然提供了饱腹感，但却不会提供能量。 null（4）减少血清胆固醇和甘油三酯 抗性淀粉可有效增加胆固醇和胆酸的排出，因而起到了降低血清胆固醇的作用。 抗生淀粉可通过减小肠道内长链脂肪酸的合成及吸收而降低血清甘油三酯。null（5）与蛋白质代谢和矿物质吸收的关系 抗性淀粉的缓慢持续降低有利于维持血糖水平，从而降低肝脏内的糖原异生作用，减少用于糖异生的氨基酸量，因而有利于蛋白质在体内积淀。 由抗性淀粉导致的肠道发酵可降低肠道内的pH值，因而可以提高矿物质的吸收利用。null3、抗性淀粉形成的影响因素 （1）淀粉内在品质的影响 ① 直链/支链淀粉比例 对于RS3，直链/支链淀粉比值越大，越有利于抗性淀粉的形成。 ② 淀粉颗粒大小及聚合度和结构 淀粉颗粒越来，比表面越小，可供淀粉酶作用的位点越少，因而淀粉的抗性越强。 当聚合度为40-610之间时，聚合度越大，淀粉抗性越强。 X-衍射研究结果表明，淀粉颗粒的结构包括A、B、C三种，其中，B型结构的抗性最强。null（2）食品中其它物质对抗性淀粉形成的影响 ① 蛋白质 蛋白质可竞争性的与淀粉分子间形成H-键，降低淀粉分子间氢键的形成，从而减少了淀粉微晶结构的出现，最终导致抗性降低。 ②脂质 促进作用：羟基卵磷脂（OHL）与淀粉的配合物会促进直链淀粉的重结晶过程，因而有利于抗性淀粉的形成。 油酸与马铃薯直链淀粉复合物具有很强的抗性。 抑制作用：多数油脂对于淀粉的抗性具有降低作用。null③可溶性糖 一般可溶性糖的存在可抑制淀粉的重结晶，因而降低淀粉的抗性。 例外：大量蔗糖的存在会使高直链玉米淀粉抗性增加。 ④其它食品成分 金属离子、可溶性膳食纤维（果胶等）、不溶性膳食纤维（纤维素、木质素）、多酚的存在均不利于抗性淀的形成。 乳酸可促进抗性淀粉的形成。 null（3）加工条件对抗性淀粉形成的影响 ① 温度 直链淀粉的凝沉结晶主要包括三个阶段：成核、结晶增长、结晶的形成。 结晶过程取决于成核与结晶增长的速率，低温时成核速率大，结晶增长速率小，而高温时则相反。 对于部分结晶聚合物而言，结晶只发生在玻璃化转变温度（Tg）和熔化温度（Tm）之间。null② 冷热循环次数 加热/冷却处理次数的增加有利于抗性淀粉的形成。 null4、抗性淀粉的制备 （1） RS1和RS2的制备 由于RS1和RS2的商业价值较低，故有关上述两种抗生淀粉制备方法的研究报导较少。 （2） RS3的制备 ① 传统方法 以高直链玉米淀粉为原料，采用高压湿热、挤压、煮沸、微波转化和加热/冷却等方法，将一定浓度的淀粉悬浮液充分糊化后再进行老化处理制得。 糊化的目的：破坏淀粉颗粒的分子序列，使直链淀粉从颗粒中溶出。 老化的目的：使自由卷曲的直链淀偻分子相互靠近，通过分子间氢键形成双螺旋，许多双螺旋相互叠加形成许多微小的晶核，晶核不断生长、成熟，成为更大的直链淀粉结晶 ② 改进方法 通过酶、挤压膨胀、微波和超声波进行糊化或脱支处理可有效的提高抗性淀粉的得率。null（3）RS4的制备 通过物理或化学方法改变淀粉的分子结构，常见的有氧化淀粉、交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉、酸变性淀粉等。null三、甲壳素/壳聚糖及其衍生化 1、定义 甲壳素（Chitin）：又称甲壳质、几丁质，是由2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖通过β-（1-4）糖苷键连接成的直链多糖。 壳聚糖（Chitosan）：是甲壳素的衍生物，是甲壳素通过强碱水解或酶解后脱去分子中部分或全部的N-乙酰基得到的。与甲壳素相比，壳聚糖具有更好的溶解性。null2、来源 甲壳纲动物，如虾、蟹的甲壳； 昆虫的外壳； 真菌的细胞壁； 植物的细胞壁中。null3、壳聚糖的改性 问题：壳聚糖具有抑菌、保鲜等生物活性，但其活性不够高，且只有在酸性溶液中才具有较好的溶解性，限制了它的使用范围。 解决：通过化学改性可以提高其抑菌性、改善其溶解性。null（1）酰化反应 通过酰化反应得到的酰化壳聚糖可有效的降低分子间的氢键的形成，提高其溶解性。 （2）烷基化反应 通过烷基化反应在壳聚糖上引入较小的烷基（如乙基、丁基）后可有效降低壳聚糖分子间氢键的形成，因而增大了其溶解性。 （3）带碳水化合物支链的壳聚糖衍生物 通过碳水化合物支链的引入可提高水溶性。 （4）酯化反应 通过硫酸酯化反应得到的酯化物具有极强的抗癌作用。 （5）羧烷基化反应 羧烷基的引入可提高水溶性。 null4、低聚壳聚糖（Chitooligosaccharide） （1）定义 低聚壳聚糖(Chitooligosaccharide)：是指由2-10个N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）或N-氨基葡萄糖（GlcN）通过β-（1-4）糖苷键连接而成的壳寡糖。 null（2）生理活性 研究表明，低聚壳聚糖具有如下功能： 调节微生态平衡、清除体内脂肪、增强机体免疫力、血脂、降血糖、吸附排除重金属。null（3）降解方法 ① 化学降解 原理：无机酸对壳聚糖具有降解作用。 优点：原料处理量大。 缺点：专一性差、产率低、成本高、环境污染大。 ② 酶解法 该方法具有反应条件温和、产物均一性好、环境污染小等优点。 缺点：酶的获取较难。 ③物理辐照降解 通过对壳聚糖的磷酸或乙酸溶液进行辐照，可以在得到低聚壳聚糖的同时，有效的降低酸的使用量。 缺点：需要特殊的生产设备、生产周期长、工业化技术不成熟。