1、第三章 糖类,掌握： 【学习目标】、【习题】,1.糖（碳水化合物）,多羟基的醛或多羟基的酮及其缩合、聚合物以及某些衍生物的总称。 早期发现的糖：C H O2：1, 碳水化合物（carbohydrate）,分子通式：Cn(H2O)m,1.糖（碳水化合物）,糖类广泛存在于各种生物有机体内，是生物界最重要的有机化合物之一，也是与食品工业关系最为密切的一类化合物。,1.糖（碳水化合物）,蜂蜜很甜，主要含哪些糖呢？,1.糖（碳水化合物）,蜂蜜的主要成分是葡萄糖和果糖,二.糖类化合物的分类,单糖：不能被进一步水解,低聚糖（寡糖）：可以水解生成2-10个单糖分子,多糖：可以水解生成多个单糖分子,根据糖类物质
2、分子结构、能否水解及水解产物,单糖是糖类的结构单位,葡萄糖、果糖、半乳糖,双糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖,淀粉、糖原、纤维素,结构式：,D-葡萄糖,D-果糖,1 2 3 4 5 6,2,3,4,5,6-五羟基己醛,1,3,4,5,6-五羟基-2-己酮,1 2 3 4 5 6,第二节 单糖及其衍生物,一.单糖,多羟基的醛或多羟基的酮及其衍生物。,一.单糖,根据构成单糖的碳原子数,10,手性碳原子：连有4个不同基团的碳原子，常以*标记。,手性碳原子上的羟基在左边为L型，在右边为D型。,天然存在的单糖大多为D型。,*,*,1.戊糖,最常见的戊醛糖,作为糖代谢中间产物的戊酮糖,1.戊糖,D-核糖,（1）以甘
3、油醛为标准 （2）与羰基相距最远的的不对称性碳原子上所连的-OH， 位于主链右边，为D型；位于主链左边，为L型,1 2 3 4 5,1.戊糖,D-核糖,D-木糖,L-阿拉伯糖,D-2-脱氧核糖,D-核酮糖,D-木酮糖,（1）以甘油醛为标准 （2）主链由上到下的顺序排列 （3）最下端的手性碳原子上所连的-OH， 位于主链右边，为D型； 位于主链左边，为L型,2.己糖,1 2 3 4 5 6,1 2 3 4 5 6,D-葡萄糖,D-果糖,分布最广、最重要的糖,可被人体直接吸收以提供能量,最重要的糖，多与葡萄糖同时存在于植物中,葡萄糖的环状结构,-D-葡萄糖,-D-葡萄糖,醛,+H-OR,干燥HCl
4、,H,半缩醛,醇,半缩醛羟基,半缩醛羟基：醛基和羟基上的氢原子加成形成的-OH,D-葡萄糖,1 2 3 4 5 6,1 2 3 4 5 6,-,H,环状半缩醛式葡萄糖,葡萄糖的环状结构,半缩醛羟基,D-葡萄糖,1 2 3 4 5 6,1 2 3 4 5 6,-,H,H,-D-葡萄糖,-D-葡萄糖,-,葡萄糖的环状结构,D-葡萄糖,1 2 3 4 5 6,1 2 3 4 5 6,-,H,葡萄糖的环状结构,式:半缩醛羟基与C5的羟基在链同一侧,-D-葡萄糖,式:半缩醛羟基与C5的羟基在同一侧。 式:半缩醛羟基与C5的羟基在相反侧。,-D-葡萄糖,-D-葡萄糖,4.葡萄糖的环状结构,（1）将碳链放平
5、，使原基团左上右下,D-(+)-葡萄糖,1 2 3 4 5 6,6 5 4 3 2 1,（2）向上弯成六边形,6 5 4 3 2 1,（3）旋转C4-C5键轴120使羟基与羰基在同一平面内,（4） C5上-OH从羰基的上面与羰基相连的为式，反之为式,OH,O,-D-葡萄糖,-D-葡萄糖,（4） C5上OH从羰基的上面与羰基相连的为式，反之为式,（1）-D-葡萄糖 -D-葡萄糖,比旋光度：,D+112,D+19,（2）葡萄糖溶液是三者的互变平衡体系,链式（0.1）,5.葡萄糖的物理性质,（3）变旋光现象：,像葡萄糖这样新配制的溶液，随着时间变化，比旋光度逐渐减小或增大，最后达到恒定值的现象。,平
6、衡时：D=+52.5,D-葡萄糖,1 2 3 4 5 6,1 2 3 4 5 6,-,H,环状半缩醛式葡萄糖,葡萄糖的半缩醛羟基在第 位C原子上,半缩醛羟基,1,-D-葡萄糖,-D-葡萄糖,葡萄糖的半缩醛羟基在第 位C原子上,1,半乳糖的半缩醛羟基在第 位C原子上,1,-D-半乳糖,D-半乳糖,1 2 3 4 5 6,半缩醛羟基,果糖的半缩酮羟基在第 位C原子上,2,-D-果糖,半缩酮羟基,二、单糖的重要衍生物 1、糖醇：溶于水，有甜味，重要的甜味剂主要有甘露醇和山梨醇。,2、糖酸类又称酸性糖糖酸 醛基被氧化而成。有糖一酸和糖二酸。自然界不存在游离态的糖一酸，如：-磷酸葡萄糖酸、磷酸甘油酸。糖
7、醛酸 羟甲基被氧化而成它与糖酸不同，仍保留有醛基。 应用：葡萄糖酸能与钙、铁等离子形成可溶性盐类，易被吸收。如葡萄糖酸钙作为药物，用于消除过敏、补充钙质。葡萄糖酸可形成葡萄糖酸-内酯，作为大豆蛋白凝聚剂用于制豆腐。,3、氨基糖是单糖分子中一个或多个羟基（主要是C-2、C-3上的OH基）为氨基所代替后生成的氨基糖。自然界中存在的都是己糖胺。常见的是-葡萄糖胺，它存在于几丁质（即壳多糖）和黏液酸中。半乳糖胺是软骨组成成分软骨酸的水解产物。,4、糖苷许多植物色素、生物碱等具有很高经济价值和治疗作用的有效成分都是糖苷。大多极毒，但微量糖苷可作药。单糖半缩醛羟基与另一个分子的羟基、氨基或巯基缩合形成的含
8、糖衍生物称为糖苷，所形成的键为糖苷键。皂角苷：能引起溶血的；毛地黄苷：有强心剂作用；根皮苷：能引起葡萄糖随尿排出。人和动物体内的外源异物及代谢废物也多以与葡萄糖成苷的方式排出体外。故葡萄糖有解毒功能。,6.单糖的化学性质,D-葡萄糖,（差向异构）,（4）在碱性条件下的异构化反应,（官能团异构）,或“弱碱”,D-葡萄糖,（1）氧化反应：,（1）氧化反应：,D-葡萄糖,D-葡萄糖酸,（1）氧化反应：,D-葡萄糖,D-葡萄糖酸,D-葡萄糖二酸,（1）氧化反应：,D-葡萄糖,D-葡萄糖酸,D-葡萄糖二酸,D-葡萄糖醛酸,附：还原糖,（1）区分醛、酮：,弱氧化剂,醛+托伦试剂羧酸+Ag,Ag+还原为Ag
9、，,醛+托伦试剂羧酸+Ag,属还原糖,Ag+还原为Ag，,所有的醛糖都属还原糖,1.戊糖（图2-1）,属还原糖,属还原糖,属还原糖,属还原糖,2.己糖（图2-2）,属还原糖,属还原糖,属还原糖,所有的醛糖都属还原糖,附：还原糖,（1）区分醛、酮：,醛+斐林试剂羧酸+Cu2O ,弱氧化剂,醛+托伦试剂羧酸+Ag,醛+本尼地试剂羧酸+Cu2O （班氏试剂）,（砖红色）,（砖红色）,醛+本尼地试剂羧酸+Cu2O （班氏试剂）,班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。,Cu2+还原为Cu+，,醛+本尼地试剂羧酸+Cu2O （班氏试剂）,Cu2+还原为Cu+，,(Cu2O),葡萄糖使Cu2+还原为Cu2O，是
10、还原剂,属还原糖,醛+本尼地试剂羧酸+Cu2O （班氏试剂）,（2）酮不和以上各种试剂作用，但-羟基酮可使上述试剂还原。,D-果糖,班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。,（4）在碱性条件下的异构化反应,1 2 3 4 5 6,C,D-葡萄糖,烯醇式中间体,冷、稀碱,（2）酮不和以上各种试剂作用，但-羟基酮可使上述试剂还原。,D-果糖,班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。,（2） 酮不和以上各种试剂作用，但-羟基酮可使上述试剂还原。,D-果糖,D-葡萄糖,班氏试剂,班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。,班氏试剂,果糖能将Cu2+还原为Cu2O，为还原剂,属还原糖,2.己糖（图2-2）,属还原糖,1.戊
11、糖（图2-1）,属还原糖,属还原糖,（3）还原糖：,定义：能还原托伦试剂、斐林试剂或班氏试剂的糖。,醛糖：葡萄糖等,种类：,-羟基酮糖：果糖等,末端含上述游离基团的寡糖：麦芽糖等,链状果糖含有游离的羰基，环状果糖含半缩醛羟基，所以果糖也属于还原糖。,D-葡萄糖,D-果糖,1 2 3 4 5 6,1 2 3 4 5 6,醛糖,-羟基酮糖,（3）还原糖：,定义：能还原托伦试剂、斐林试剂或班氏试剂的糖。,醛糖：葡萄糖等,种类：,-羟基酮糖：果糖等,末端含上述游离基团的寡糖：麦芽糖等,环式葡萄糖同样具有还原性,（2）还原作用,D-葡萄糖,1 2 3 4 5 6,D-葡萄糖醇,还原,图3-9,葡萄糖,保
12、湿剂，甜度0.5，其代谢不需胰岛素,甘露糖,还原,D-甘露醇,魔芋：甘露聚糖,木糖,D-木糖,还原,D-木糖醇,甜度1.0，糖尿病人的甜味剂、能量来源,（环状半缩醛式）,-D-葡萄糖,CH3,葡萄糖苷,O-葡萄糖苷键,成苷反应,N-脱氧核糖苷键,核苷：,（环状半缩醛式）,-D-葡萄糖,CH3,葡萄糖苷,O-葡萄糖苷键,麦芽糖,-1,4-糖苷键,第三节 低聚糖,210个单糖脱水缩合而成的糖。,一. 双糖,1.麦芽糖,淀粉,麦芽糖,麦芽糖淀粉酶,-1,4-糖苷键,属还原糖,2.乳糖,-D-半乳糖,-D-葡萄糖,2.乳糖,属还原糖,-1,4-糖苷键,-D-半乳糖,-D-葡萄糖,2.乳糖,-1,4-糖
13、苷键,-D-半乳糖,-D-葡萄糖,成年人“乳糖不耐受”：缺乏乳糖酶，不能水解-1,4-糖苷键。,“营养舒化奶”：将乳糖水解,3.蔗糖,（1）非还原糖 （2） -D-葡萄糖 + -D-果糖,3.蔗糖,-D-葡萄糖,-D-果糖,p23 顶,3.蔗糖,-1,2-糖苷键,没有半缩醛羟基，没有还原性,p23 顶,-D-葡萄糖,-D-果糖,属非还原糖,第四节 多糖,十个以上上万个单糖以糖苷键相连而成的高聚物。,淀粉、纤维素、糖原、微生物分泌的胞外多糖,如：淀粉、纤维素、糖原,如：果胶、半纤维素,一.淀粉（starch）,（一）淀粉的结构,-1,4-糖苷键,-1,4-糖苷键,非还原末端,1.直链淀粉：,-1
14、,4-糖苷键,-1,4-糖苷键,(2) 直链淀粉有1个还原末端，1个非还原末端。,还原末端,非还原末端,(1) 直链淀粉以-1,4-糖苷键相连。,1.直链淀粉： （1）以-1,4-糖苷键相连。（2）有1个还原末端，1个非还原末端,还原末端,非还原末端,2.支链淀粉：,（1）直链部分以-1,4-糖苷键相连。 （2）分支点以-1,6-糖苷键相连。,2.支链淀粉,2.支链淀粉,-1,6-糖苷键,还原末端,非还原末端,非还原末端,2.支链淀粉,-1,4-糖苷键,-1,4-糖苷键,-1,6-糖苷键,还原末端,非还原末端,非还原末端,2.支链淀粉,还原末端,非还原末端,非还原末端,有1个还原末端，2个非还
15、原末端。,2.支链淀粉,还原末端,非还原末端,非还原末端,有1个还原末端，3个非还原末端。,非还原末端,2.支链淀粉,（1）直链部分以-1,4-糖苷键相连。 （2）分支点以-1,6-糖苷键相连。 （3）有1个还原末端。 （4）有n个非还原末端。 （5）每个分支有2030个葡萄糖残基。,还原末端,非还原末端,非还原末端,还原末端,还原末端,非还原末端,（3）有1个还原末端。 （4）有n个非还原末端。,还原末端,（3）有1个还原末端。 （4）有n个非还原末端。,糖原：每个分支的糖链比支链淀粉短,3. 淀粉,4.淀粉螺旋（图2-7）,（1）6个葡萄糖基形成1个螺旋圈 链长6个葡萄糖残基，不能形成螺旋
16、，不能形成淀粉-碘络合物（2）I2结合在螺圈中，形成配合物呈深蓝色,I2,特征蓝色需要36个葡萄糖残基，即6圈 支链淀粉只有20-30个葡萄糖残基,4.淀粉螺旋（图2-7）,（1）6个葡萄糖基形成1个螺旋圈（2）I2结合在螺圈中，形成配合物 呈深蓝色,I2,I2,I2,5.淀粉的水解产物：,水解,水解,淀粉蓝色糊精紫色糊精红色糊精无色糊精麦芽糖+少量葡萄糖,“-1,4-糖苷键”,5.淀粉的水解产物1：,水解,水解,“-1,4-糖苷键”,5.淀粉的水解产物2：,水解,水解,“-1,4-糖苷键”,5.淀粉的水解产物3：,水解,水解,“-1,4-糖苷键”,5.淀粉的水解产物4：,水解,水解,水解,水
17、解,水解,水解,水解,“-1,4-糖苷键”,5.淀粉的水解产物5：,6个葡萄糖基，不能与I2结合，遇碘不显色,水解,“-1,4-糖苷键”,5.淀粉的水解产物：,与碘呈色反应,6.颜色,直链淀粉 蓝色 支链淀粉 紫色,+ I2,（二）淀粉的糊化,1.淀粉分子间可形成氢键,氢键,1.淀粉分子间可形成氢键,1.淀粉分子间可形成氢键,（1）生淀粉分子靠分子间氢键结合得很紧密，形成束状的胶束,（2）加热 淀粉分子间的氢键断裂,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,2.淀粉的糊化,（1）定义：淀粉分子间的有序结构受到破坏，最后完全变为淀粉单分子，并
18、被水包围的过程。,淀粉糊化作用的本质是淀粉分子之间 的 键断裂,氢,适宜的烹调温度： （美国食品和药物管理局建议 ）,全只家禽肉82 牛、羊、猪肉71 蛋类71 烤肉类63 蔬菜类55 剩菜74,（三）淀粉的老化,1.定义：经过糊化的淀粉在室温或低于室温下放置后，硬度会变大，体积缩小，会变得不透明，甚至凝结而沉淀，这种现象称为老化。2.基本可视为淀粉糊化的逆过程。3.直链淀粉易于老化,聚合度高的易老化，支链淀粉不易老化,（三）淀粉的老化,2.基本可视为淀粉糊化的逆过程。,3.直链淀粉易于老化。,下列哪种食品的淀粉最容易老化？（ ）,A.蜡质玉米：直链淀粉1，支链淀粉99 B.大米：直链淀粉17
19、，支链淀粉83 C.马铃薯：直链淀粉21，支链淀粉79 D.小麦：直链淀粉25，支链淀粉75,D,4.易于老化的条件,（1）含水量：3060 （2）最适宜温度：24C （3）pH：中性,60C 或 -20C 都不易老化,剩饭：可在-20C冰箱保存,制粉丝：利用老化,原料：绿豆等含直链淀粉多,方便面工艺流程：,和面复合轧片切面蒸面切割分排成型油炸风冷包装入库,速冻饺子的工艺流程：,原料、辅料、水的准备面团、饺馅配制包制整型速冻装袋、称重、包装低温冷藏。,二.糖原,与支链淀粉相似。,人体不能分解不能利用纤维素供能,三.纤维素 由-葡萄糖以-1,4-糖苷键连接而成,-1,4-糖苷键,三.纤维素 由-
20、葡萄糖以-1,4-糖苷键连接而成,二.糖原,与支链淀粉相似。,人体不能分解不能利用纤维素供能,四.食品中的其他多糖,1.果胶,（1）分类,（2）结构,原果胶、果胶：,以-1,4-糖苷键连接而成,D-半乳糖醛酸,原果胶：与纤维素、半纤维素结合在一起的甲酯化的果胶酸链。,OCH3,OCH3,纤维素,在未成熟的水果含量较多较硬,水果成熟：,以-1,4-糖苷键连接而成,D-半乳糖醛酸,OCH3,OCH3,纤维素,水果成熟：,以-1,4-糖苷键连接而成,D-半乳糖醛酸,OCH3,OCH3,OH,果胶溶液是高粘度溶液，黏度与链长成正比。 凝胶能力，在pH=3和糖浓度下，形成凝胶、果酱、果冻,4.琼脂（琼胶）,（1）组成,制备凝胶,制备固体培养基,（3）多糖形成的凝胶,琼脂糖等，用于平板培养基,冷水中为不溶的白色粉末状,热水中溶解,形成白色凝胶,再次溶解,通过氢键交联，故溶于热水不溶于冷水。,4.环状糊精,环状糊精：形成疏水空穴：可结合各种脂溶性物质，如风味物质、香精油、胆固醇等,
