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第五章?????????????????????? 碳水化合物
第一节碳水化合物的分类
碳水化合物可分为糖、寡糖和多糖三类，如下表 1-5-1。
分类(糖分子 DP) 亚组 组成
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糖(1～2) 单糖 葡萄糖、半乳糖、果糖 双糖 蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖 糖醇 山梨醇、甘露糖醇 寡糖（3～9） 异麦芽低聚寡糖 麦芽糊精
其他寡糖 棉子糖、水苏糖、低聚果糖
多糖≥ 淀粉 直链淀粉、支链淀粉、变性淀粉
非淀粉多糖 纤维素、半纤维素、果胶、亲水质物 表 1-5-1 碳水化合物分类 注：引自 FAO／WHO 1998
一、糖
包括单糖、双糖和糖醇。
(一)单糖
单糖是最简单的糖，通常条件下不能再被直接水解为分子更小的糖。具有醛基或酮基。有 醛基者称为醛糖，有酮基者称为酮糖。常见单糖有：
1.D 一葡萄糖即通常所说的葡萄糖，又名右旋糖。D-葡萄糖不仅是最常见的糖，也是世 界上最丰富的有机物。在血液、脑脊液、淋巴液、水果、蜂蜜以及多种植物液中都以游离形 式存在，是构成多种寡糖和多糖的基本单位。
2.D-半乳糖 又名脑糖。 此糖几乎全部以结合形式存在。 它是乳糖、蜜二糖(melibiose)、
水苏糖(stachyose)、棉子糖(raffinose)等的组成成分之一。某些植物多糖例如琼脂、阿拉 伯树胶、牧豆树树胶、落叶松树胶以及其他多种植物的树胶及粘浆液水解后都可得到 D-半 乳糖。
3.D-果糖又称左旋糖(1evulose)， 它是一种己酮糖。 D-果糖通常与蔗糖共存在于水果汁
及蜂蜜中，苹果及番茄中含量亦较多。D-果糖是天然碳水化合物中甜味最高的糖。如以蔗糖 甜度为 100，D-果糖的相对甜度可达 110。
(二)双糖
双糖是由两个相同或不相同的单糖分子上的羟基脱水生成的糖苷。 自然界最常见的双糖
是蔗糖及乳糖。此外还有麦芽糖、海藻糖、异麦芽糖、纤维二糖、壳二糖等。
1.蔗糖蔗糖(sucrose)俗称白糖、砂糖或红糖。它是由一分子 D-葡萄糖的半缩醛羟基与 一分子 D-果糖的半缩醛羟基彼此缩合脱水而成。蔗糖几乎普遍存在于植物界的叶、花、根、 茎、种子及果实中。在甘蔗、甜菜及槭树汁中含量尤为丰富。
2.乳糖乳糖(1actose)由一分子 D-葡萄糖与一分子 D-半乳糖以β1， 4-糖苷键相连而成。 乳糖只存在于各种哺乳动物的乳汁中，其浓度约为 5％。人体消化液中乳糖酶可将乳糖水解 为其相应的单糖。
3.麦芽糖麦芽糖(maltose)由二分子葡萄糖借α-l，4-糖苷键相连而成，大量存在于发 芽的谷粒，特别是麦芽中。麦芽糖是淀粉和糖原的结构成分。
(三)糖醇
糖醇是单糖的重要衍生物，常见有山梨醇、甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇等。
1.山梨醇和甘露醇二者互为同分异构体。 山梨醇存在于许多植物的果实中， 甘露醇在海
藻、蘑菇中含量丰富。山梨醇可氢化葡萄糖制得，由于它含有多个醇羟基，亲水性强，所以
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临床上常用 20％或 25％的山梨醇溶液作脱水剂，使周围组织及脑实质脱水，从而降低颅内 压，消除水肿。
2.木糖醇存在于多种水果、蔬菜中的五碳醇，其甜度与蔗糖相等。其代谢不受胰岛素调 节，故木糖醇常作为甜味剂用于糖尿病人的专用食品及许多药品中。
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3.麦芽糖醇由麦芽糖氢化制得， 可作为功能性甜味剂用于心血管病、糖尿病等患者的保 健食品中。不能被 I：1 腔中的微生物利用，有防龋齿作用。 二、寡 糖
寡糖又称低聚糖。FAO 根据专家建议，定义糖单位≥3 和<10 聚合度为寡糖和糖的分界 点。目前已知的几种重要寡糖有棉籽糖、水苏糖、异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、 大豆低聚糖等。其甜度通常只有蔗糖的 30％～60％。 (一)低聚果糖
低聚果糖(fructo oligosaccharide)又称寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，是由蔗糖分子的
果糖残基上结合 1～3 个果糖而组成。低聚果糖主要存在于日常食用的水果、蔬菜中，如洋 葱、大蒜、香蕉等。低聚果糖的甜度约为蔗糖的 30％～60％，难以被人体消化吸收，被认 为是一种水溶性膳食纤维，但易被大肠双歧杆菌利用，是双歧杆菌的增殖因子。 (二)大豆低聚糖
大豆低聚糖(soybean oligosaccharide)是存在于大豆中的可溶性糖的总称，主要成分
是水苏糖、棉籽糖和蔗糖。大豆低聚糖也是肠道双歧杆菌的增殖因子，可作为功能性食品的 基料，能部分代替蔗糖应用于清凉饮料、酸奶、乳酸菌饮料、冰淇淋、面包、糕点、糖果和 巧克力等食品中。
三、多 糖
多糖是由≥10 个单糖分子脱水缩合并借糖苷键彼此连接而成的高分子聚合物。多糖在 性质上与单糖和低聚糖不同，一般不溶于水，无甜味，不形成结晶，无还原性。在酶或酸的 作用下，水解成单糖残基不等的片段，最后成为单糖。根据营养学上新的分类方法，多糖可 分为淀粉和非淀粉多糖。 (一)淀粉
淀粉(starch)是人类的主要食物，存在于谷类、根茎类等植物中。淀粉由葡萄糖聚合而 成，因聚合方式不同分为直链淀粉和支链淀粉。为了增加淀粉的用途，淀粉经改性处理后获 得了各种各样的变性淀粉。
1.直链淀粉 直链淀粉(amylose)又称糖淀粉，由几十个至几百个葡萄糖分子残基以α -1，4-糖苷键相连而成的一条直链，并卷曲成螺旋状二级结构，分子量为 1 万至 10 万。直
链淀粉在热水中可以溶解，与碘产生蓝色反应，一般不显还原性。天然食品中，直链淀粉含 量较少，一般仅占淀粉成分的 19％～35％。
2.支链淀粉 支链淀粉(amylopectin)又称胶淀粉，分子相对较大，一般由几千个葡萄 糖残基组成，其中每 25～30 个葡萄糖残基以α-1，4-糖苷键相连而形成许多个短链，每两 个短链之间又以α-1， 6-糖苷键连接， 如此则使整个支链淀粉分子形成许多分支再分支的树
冠样的复杂结构。支链淀粉难溶于水，其分子中有许多个非还原性末端，但却只有一个还原 性末端， 故不显现还原性。 支链淀粉遇碘产生棕色反应。 在食物淀粉中， 支链淀粉含量较高， 一般占 65％～81％。
3.糖原 糖原(glycogen)是多聚 D-葡萄糖，几乎全部存在于动物组织，故又称动物淀 粉。糖原结构与支链淀粉相似，分子中各葡萄糖残基间通过α-1，4-糖苷键相连，链与链之 间以α-1，6-糖苷键连接。糖原的分支多，支链比较短。每个支链平均长度相当于 12～18 个葡萄糖分子。糖原的分子很大，一般由几千个至几万个葡萄糖残基组成。 (二)非淀粉多糖
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80％～90％的非淀粉多糖(non starch polysaccharides，NSP)由植物细胞壁成分组成， 包括纤维素、半纤维素、果胶等，即以前概念中的膳食纤维。其他是非细胞壁物质如植物胶 质、海藻胶类等。
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