第一章 糖类物质
糖类的生物学意义：1.是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源；2.是生物体合成其它化合物的基本原料；3.充当结构性物质；4.糖链是高密度的信息载体，是参与神经活动的基本物质；5.糖类是细胞膜上受体分子的重要组成成分，是细胞识别和信息传递等功能的参与者。同时具有多种生理功能。
糖类--是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。
糖类物质的分类
根据能否水解及水解产物：
1、单糖：不能被水解成更小分子的糖。
五碳糖（戊糖）— 核糖、脱氧核糖。
六碳糖（己糖）—葡萄糖、果糖、半乳糖。 2、寡糖：能水解成少数（2-10个）单糖分子的糖。 双糖-蔗糖、麦芽糖、乳糖。
低聚糖-低聚果糖、低聚异麦芽糖。 3、多糖：能水解为多个（10个以上）单糖分子的糖。 淀粉、糖原、纤维素 。
同多糖—构成多糖的单糖分子相同。 杂多糖—构成多糖的单糖分子不同。
4、复合糖：与非糖物质结合的糖。 糖蛋白、糖脂、糖胺、糖酸。
1.1 单 糖
一、单糖的分子结构
包括链状结构和环状结构。 2、差向异构体
这种仅一个不对称碳原子构型不同，两镜像非对映异构体物称为差向异构体。 一种糖溶液状态时至少有5种形式的糖分子存在，它们处于平衡之中。其中α型和β型互变是通过醛式或水化醛式完成的。 二、单糖的理化性质 （一）单糖的物理性质
1、溶解度
单糖分子含有很多亲水基团，易溶于水，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。 2、甜度
3、旋光性和变旋性 旋光性：
糖的旋光性用比旋光度[α]D（又称比旋度或旋光率）表示。 每种糖都有其特征的比旋光度，可用于糖的定性和定量测定。 变旋现象— 一个旋光体溶液放置后，其比旋光度发生改变的现象。
（一）单糖的化学性质 1、单糖的氧化
单糖含有游离的羰基，在还原许多金属化合物的同时，自身被氧化成糖酸。
例：还原糖与费林试剂反应，可对糖进行定性和定量。
酒石酸钾钠铜 + 葡萄糖 = 酒石酸钾钠 + 葡萄糖酸 + Cu2O *糖的三种氧化方式：
①弱氧化剂作用下，生成相应的糖酸。
②强氧化剂作用下，醛基和另一端的伯醇基氧化，生成糖二酸。 ③有时只有伯醇基氧化成羧基，生成糖醛酸。
2、单糖的还原
醛基和酮基可被氢还原成醇。
葡萄糖 ~ 山梨醇
果糖 ~ 山梨醇 + 甘露醇
3、成苷作用
环状单糖半缩醛基上的羟基在有干燥的HCl气体催化下，可与醇或酚的羟基发生缩合反应，生成糖苷。
5、与氨基反应 包括两个方面：
一是羟基与氨基的反应，二是羰基与氨基酸中氨基的反应。
单糖分子中的—OH(主要是C2、C3上的-OH）可被—NH2基取代而产生氨基糖，也叫糖胺。 单糖分子中的—C=O基可与氨基酸发生反应，生成各种挥发性和非挥发性的化合物以及一些褐色多聚体。
——美拉德（Maillard）反应，也叫羰氨反应 。
1.３ 多 糖
多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。
多糖没有还原性和变旋现象，无甜味，大多不溶于水。
多糖的结构包括单糖的组成、糖苷键的类型、单糖的排列顺序3个基本结构因素。
多糖的功能：
1.构成植物和动物骨架的原料。 2.作为能量的一种贮存形式。 ３.具有许多生理功能。 抗原性（荚膜多糖）。 抗凝血作用（肝素）。
为细胞间粘合剂（透明质酸）。 携带生物信息（糖链）。
淀粉（一）结构
由Ｄ－葡萄糖组成。分为直链淀粉和支链淀粉。
直链淀粉：分子量约1万-200万，250-300萄糖分子，以?（1?4）糖苷键聚合而成，呈
螺旋形结构。每一螺旋有６个葡萄糖分子，许多螺旋圈构成弹簧状的空间结构。 当淀粉遇碘时，碘进入螺旋之中，形成淀粉－碘络合物，显紫蓝色。 *粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的长度有关： 链长小于6个葡萄糖基，不能呈色。 链长为20个葡萄糖基，呈红色。 链长大于60个葡萄糖基，呈蓝色。
支链淀粉：链淀粉中除了?（1?4）糖苷键构成糖链以外，在分支点处存在?（1?6）糖
苷键，分子量较高。相当于６０００个葡萄糖残基。
支链淀粉的分支短链的长度平均为２１～３０个葡萄糖残基。 遇碘显紫红色。
（二）性质 淀粉水解：
淀粉→淀粉糊精→红糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖 天然淀粉为颗粒状，不同来源的淀粉有不同的颗粒形状特点，可通过显微镜观察颗粒形状判断淀粉来源。
（三）淀粉的糊化与老化@简答
1、 淀粉的糊化
淀粉的糊化：粉粒在适当温度下（一般在60~80℃），在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用。糊化后的淀粉又称为α-淀粉。 淀粉的糊化的本质：淀粉粒中有序及无序态的淀粉分子间的氢键断裂，淀粉分子分散在水中成为胶体溶液。
淀粉的糊化的过程
第一阶段：可逆吸水阶段
水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有膨胀，此时冷却干燥，颗粒可以复原。 第二阶段：不可逆吸水阶段
随着温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆地大量吸水，淀粉粒溶胀达原始体积的50-100倍。
第三阶段：解体阶段
淀粉粒最后解体，淀粉分子全部进入溶液。
2、 淀粉的老化
淀粉的老化——淀粉溶液经缓慢冷却，或淀粉溶液经长期放置，会变成不透明甚至产生沉淀的现象。也叫减退现象。
淀粉的老化的本质：糊化的淀粉分子又自动排列成序，形成致密、高度晶化的不溶解性的淀粉分子微束。
淀粉老化的规律
1、直链淀粉比支链淀粉易老化；
2、聚合度高比聚合度低的淀粉易老化； 3、支链淀粉几乎不老化；
4、老化的最适温度为2-4℃。< -20 ℃或> 60 ℃ 都不发生老化；
5、不同淀粉的老化顺序为：玉米>小麦>甘薯>土豆>木薯>粘玉米
6、水分含量在30-60%的淀粉易老化，含水量<10%的干燥态及在大量水中则不易发生老化。
二、糖原
糖原又称动物淀粉，与支链淀粉相似，除了?（1?4）糖苷键构成糖链以外，在分支点处存在β（1?6）糖苷键，支链多。 与碘反应呈红紫色。 无还原性。
三、纤维素
由葡萄糖以?（1?4）糖苷键连接而成 的直链，不溶于水。
与碘无颜色反应，不溶于水，不被消化。在高浓度强酸中加热可分解成纤维二糖。
四、壳多糖（几丁质）
。比较坚硬，为甲壳动物等的机构材料。
五、糖胺聚糖
含有氨基己糖或乙酰氨基糖，也称为粘多糖、氨基多糖。代表物有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素等。
六、细菌多糖
指构成细菌细胞壁的多糖物质。
包括肽聚糖、磷壁酸、脂多糖和有抗原性的多糖。其中肽聚糖是构成细菌细胞壁骨架的主要成分。其他多糖是不同细菌中附属于肽聚糖上的附属物。 （一）肽聚糖
乙酰葡萄糖胺NAG
乙酰胞壁酸NAM
肽聚糖由2种单糖和4种氨基酸组成。
单糖：通过β-（1→4）糖苷键连接。 （二）磷壁酸
磷壁酸指从革兰氏阳性菌中提取的2类富磷聚合物。包括：
甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。
在细菌的细胞壁中，磷壁酸与肽聚糖连接（以磷酯键与肽聚糖分子中胞壁酸C6位上的-CH2OH基相连）。 （三）环糊精
淀粉经某种特殊酶水解得到的环状低聚糖称为环糊精。 α-1,4-糖苷键
食品生物化学 第1章 糖类物质
