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1 膳食纤维的理化特性。
(1)溶解性与黏性
膳食纤维分子结构越规则有序,支链越少,成键键合力越强,分子越稳定,其溶解性就越差,反之,溶解性就越好。膳食纤维的黏性和胶凝性也是膳食纤维在胃肠道发挥生理作用的重要原因。
(2)具有很高的持水性
膳食纤维的化学结构中含有许多亲水基团,具有良好的持水性,使其具有吸水功能与预防肠道疾病的作用,而且水溶性膳食纤维持水性高于水不溶性膳食纤维的持水性。
(3)对有机化合物的吸附作用
膳食纤维表面带有很多活性基团而具有吸附肠道中胆汁酸、胆固醇、变异原等有机化合物的功能,从而影响体内胆固醇和胆汁酸类物质的代谢,抑制人体对它们的吸收,并促进它们迅速排出体外。
(4)对阳离子的结合和交换作用
膳食纤维的一部分糖单位具有糖醛酸羧基、羟基和氨基等侧链活性基团。通过氢键作用结合了大量的水,呈现弱酸性阳离子交换树脂的作用和溶解亲水性物质的作用。
(5)改变肠道系统中微生物群系组成
膳食纤维中非淀粉多糖经过食道到达小肠后,由于它不被人体消化酶分解吸收而直接进入大肠,膳食纤在肠内发酵,会繁殖相当多的有益菌,并诱导产生大量的好氧菌群,代替了肠道内存在的厌氧菌群,从而减少厌氧菌群的致癌性和致癌概率。
(6)容积作用
膳食纤维吸水后产生膨胀,体积增大,食用后膳食纤维会对肠胃道产生容积作用而易引起饱腹感。
3 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。淀粉糊化分为三个阶段:
第一阶段:水温未达到糊化温度时,水分是由淀粉粒的孔隙进入粒内,与许多无定形部分的极性基相结合,或简单的吸附,此时若取出脱水,淀粉粒仍可以恢复。
第二阶段:加热至糊化温度,这时大量的水渗入到淀粉粒内,黏度发生变化。此阶段水分子进入微晶束结构,淀粉原有的排列取向被破坏,并随着温度的升高,黏度增加。
第三阶段:使膨胀的淀粉粒继续分离支解。当在95℃恒定一段时间后,则黏度急剧下降。淀粉糊冷却时,一些淀粉分子重新缔合形成不可逆凝胶。
2 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。
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。
9 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。
7 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
6 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。
5 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。
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。
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。
