第2章_糖类化学.ppt

支链淀粉（amylopectin ）是一种带支链的多糖，组成它的葡萄糖残基之间以α（1 →4 ) 糖苷键连接，在结合11 -12 个葡萄糖残基后即产生一个分支，支链与主链以 α （1 → 6 ）糖苷键连接。支链内的葡萄糖残基仍通过α ( 1 → 4 ）糖苷键连接。支链的平均长度为24 -32个葡萄糖残基，支链的数目可达50 -70 个。因此支链淀粉的相对分子质量比直链淀粉大，一般在1 × 105 -1 × 106 之间，相当于含有600 -6000 个葡萄糖残基（图2-5 ）。 图2 -5 支链淀粉结构 一个直链淀粉分子具有两个末端：一端由于存在一个游离的半缩醛经基，具有还原性，称为还原端；另一端为非还原端。单个直链淀粉分子具有一个还原端和一个非还原端，一个支链淀粉分子有一个还原端和n + 1 个非还原端（n 为分支数）。 改性淀粉义称变性淀粉，是指淀粉经过物埋、化学或生物化学的方法处理，改变其天然性质，增强其某些机能或引进新的特性而制备的淀粉产品。这种产品是根据淀粉本身的固有特性，利用加热、酸、碱、氧化剂、酶制剂等改变淀粉的部分性质，以扩大淀粉的应用范围。工业上常用的改性淀粉有预糊化淀粉（溶解速度快，用于食品的增稠、保型等）、酸变性淀粉（具有黏度低、膨胀系数低、相对分子质量较小等特性，用于食品、纺织、造纸工业）、氧化淀粉（具有黏度低、低胶凝势等特性，可作为增稠剂、乳化稳定剂）、磷酸淀粉（具有极性强、黏度高、低凝沉的特点，用作增稠剂、乳化剂）等。 2 ．糖原― 糖原是动物的储存多糖 糖原（glycogen ）是动物体内的储存多糖，相当于植物体内的淀粉，所以也称为动物淀粉。糖原主要分布在动物的肝脏（肝糖原）和骨骼肌（肌糖原）中，在一些低等植物、真菌、酵母和细菌中，也存在糖原类似物。肝脏中的糖原含量与血糖的水平高低有关。人体需要能量时，肝糖原经分解并进人血液而变成葡萄糖，供机体消耗；在饭后或其他情况下血液中葡萄糖的含量升高时，多余的葡萄糖又可以转变成糖原而储存于肝中。肌糖原则为肌肉收缩提供能量。糖原的基本组成单位与淀粉相同，也是α-D -葡萄糖，相对分子质量很大（肝糖原为106 ，肌糖原为5 × 106），约相当于3 万个葡萄糖单位。糖原的基本结构与支链淀粉相似，主链以α ( 1 → 4 ）糖苷键连接，再通过α （1 →6 ）糖苷键将主链与支链相连。但糖原的分支更多，且支链一般由10 一14 个葡萄糖单位组成，主链上每隔3 一5 个葡萄糖基就有一个分支，整个糖原分子呈球形。 3 ．纤维素― 纤维素是植物的结构多糖 纤维素（cellulose ）是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，天然纤维素主要来源于棉花、麻、木材等。纤维素主要以结构多糖的形式存在于植物体内，它是构成植物细胞壁和支撑组织的重要成分，能使细胞保持足够的抗张韧性和刚性。纤维素的结构类似于直链淀粉，分子中无分支，而是一条螺旋状的长链，该长链由β-D - 葡萄糖分子以β（1 →4 ）糖营键连接而成，葡萄糖残基的数目一般为8000 个左右。纤维素在植物体内集结成一种称为微纤维的生物学结构单元，微纤维由一束沿分子长轴平行排列，但又存在交叉重叠的纤维素分子构成。这种结构决定了纤维素的化学稳定性和机械性能。纤维素的相对分子质量会因植物种类、处理过程及测定方法不同而有较大出入，一般为5 万一200 万 3 ．纤维素― 纤维素是植物的结构多糖 纤维素的主要特点是极难溶于一般的有机溶剂，也不溶于稀酸、稀碱。人休消化道不分泌分解纤维素所需的酶类，所以人体不能直接消化吸收纤维素，但它们是非常重要的膳食成分，能促进肠道蠕动。食物中含一定纤维素，可减少胆固醇的吸收，有降低血清胆固醇的作用，因此纤维素可作为糖尿病人的保健食物。从纤维素的结构可以看出，每一个葡萄糖分子含有3 个自由经基，因此在一定条件下均能与酸发生醋化反应。如果将纤维素加入含浓硝酸和浓硫酸的硝化剂中，由于所用酸的浓度和硝化时间的不同，可以将其中的3 个羟基逐步酷化。分别生成纤维素一硝酸醋、纤维素二硝酸酷和纤维素三硝酸醋。其中纤维素三硝酸醋，即所谓的硝化纤维（俗称火棉），是制造炸药的原料，其外表与棉花相似，但遇火迅速燃烧。前两者的混合物溶于醚和醇的混合液中，可得到一种豁稠的制品火棉胶（或珂罗酊），这种制品可作为工业生产和医药的原料。 4 ．几丁质― 几丁质是动物的结构多糖 几丁质（chitin ）又称壳多糖、甲壳素，是构成昆虫、甲壳类动物硬壳的主要成分，有些真菌细胞壁的结构中也含有壳多糖。其基本组成单位是N -乙酞-2 -氨基葡萄糖（或称N - 乙酞葡萄糖胺），通过β（1 →4 ）糖苷键连接。壳多糖的结构类似于纤维素，为线形分子（图2 -6 ）。 图2 -6 几丁质结构 除上述几种多糖外，常见的同聚多糖