第三节　食品加工对碳水化合物的影响

一、淀粉水解

淀粉经酸水解或酶水解可生成糊精，这在工业上多由液化型淀粉酶水解淀粉或以稀酸处理淀粉所得。当以糖化型淀粉酶水解支链淀粉至分支点时所生成的糊精称为极限糊精。食品工业中常用大麦芽为酶源水解淀粉，得到糊精和麦芽糖的混合物，称为饴糖。饴糖是甜味食品生产的重要糖质原料，食入后在体内水解为葡萄糖后被吸收、利用。

糊精与淀粉不同，它具有易溶于水、强烈保水和易于消化等特点。在食品工业中常用于增稠、稳定或保水等。在制作羊羹时添加少许糊精可防止结晶析出，避免外观不良。

淀粉在使用α-淀粉水解酶和葡萄糖淀粉酶进行水解时，可得到近乎完全的葡萄糖。此后再用葡萄糖异构酶使其异构成果糖，最后可得到58%的葡萄糖和42%的果糖组成的玉米糖浆。由其进一步制成果糖含量55%的高果糖（玉米）糖浆是食品工业中重要的甜味物质。

二、淀粉的糊化与老化

通常，将淀粉加水、加热，使之产生半透明、胶状物质的作用称为糊化作用。糊化淀粉即α-淀粉，未糊化的淀粉称为β-淀粉。淀粉糊化后可使其消化性增加。这是因为多糖分子吸水膨胀和氢键断裂，从而使淀粉酶能更好地对淀粉发挥酶促消化作用的结果。未糊化的淀粉则较难消化。

糊化淀粉（α-淀粉）缓慢冷却后可生成难以消化的β-淀粉，即淀粉的老化或返生。这在以淀粉凝胶为基质的食品中有可能由凝胶析出液体，称为食品的脱水收缩。这是一种不希望出现的现象。此外，食品科学家发现当α-淀粉在高温、快速干燥，并使其水分低于10%时，可使α-淀粉长期保存，成为方便食品或即食食品。此时，若将其加水，可无需再加热，即可得到完全糊化的淀粉。

三、沥滤损失

食品加工期间经沸水烫漂后的沥滤操作，可使果蔬装罐时的低分子碳水化合物，甚至膳食纤维受到一定损失。例如，在烫漂胡萝卜和芜菁甘蓝时，其低分子碳水化合物如单糖和双糖的损失分别为25%和30%。青豌豆的损失较少，约为12%，它们主要进入加工用水而流失。此外，胡萝卜中低分子量碳水化合物的损失，可依品种不同而有所不同，且在收获与贮藏时也不相同。贮存后期胡萝卜的损失增加。这可能是因其具有更高的水分含量而易于扩散的结果。

膳食纤维在烫漂时的损失依不同情况而异。胡萝卜、青豌豆、菜豆和孢子甘蓝没有膳食纤维进入加工用水，但芜菁甘蓝则可有大量膳食纤维（主要是不溶的膳食纤维）因煮沸和装罐时进入加工用水而流失。

四、焦糖化反应和羰氨反应

1.焦糖化反应

焦糖化作用是糖类在不含氨基化合物时加热到其熔点以上（高于135℃）的结果。它在酸、碱条件下都能进行，经一系列变化，生成焦糖等褐色物质，并失去营养价值。但是，焦糖化作用在食品加工中控制适当，尚可使食品具有诱人的色泽与风味，有利于提高食品的感官性状。

2.羰氨反应

羰氨反应又称美拉德反应。它是碳水化合物在加热或长期贮存时，还原糖与氨基化合物发生的褐变反应。经过一系列变化生成的褐色聚合物称为类黑色素，因其在消化道不能水解，故无营养价值。羰氨反应因与酶无关，人们也称为非酶褐变。该反应的发生不仅影响食品的色泽和风味，也造成必需氨基酸的损失。通常，羰氨反应可分成如下三个阶段。

① 起始阶段还原糖的羰基与赖氨酸的ε-氨基缩合，经分子重排后，食品的营养价值受损。

② 中间阶段进一步反应可形成数千种化合物，并与食品的气味、风味有关。

③ 终末阶段分子缩合、聚合，形成类黑精，食品褐变。

戊糖比己糖更易进行羰氨反应，非还原糖蔗糖只有在加热或在酸性介质中水解，变成葡萄糖和果糖后才发生此反应。据报道，其反应产物是诱变的，在反应中形成的降解产物还可能具有毒性。但是，如果控制得当，可使某些焙烤制品获得良好的色泽和风味。

五、抗性低聚糖的生产

利用酶技术生产不同的抗性低聚糖是食品营养科学中一个新的领域。人们用果糖基转移酶由蔗糖合成低聚果糖；用β-半乳糖苷酶由乳糖合成低聚半乳糖；由乳糖和蔗糖为原料，用β-呋喃果糖苷酶催化制成的低聚乳果糖等均已进行工业化生产。这是人们利用可被机体消化、吸收的蔗糖等来生产不被机体消化、吸收的抗性低聚糖的实例。此外，人们还可从玉米芯、甘蔗渣等提取木聚糖，用木聚糖酶生产低聚木糖等。

低聚糖在肠道中有利于有益菌的增殖，还能合成B族维生素和维生素K，是人体维生素的一个重要来源。尽管抗性低聚糖不被人体小肠消化、吸收，但它们到达结肠后可被细菌发酵，并可促进机体有益菌如双歧杆菌的增殖，对人体健康有利。正因如此，这些低聚糖大都是当前功能性食品中的活性成分。