有机化学糖类.ppt

14.3多糖：淀粉淀粉1淀粉是大多数植物的主要储备物，在种子、根和茎中最丰富。是许多食品的组分之一，也是人类营养最重要的碳水化合物来源。淀粉生产的原料来源为玉米、小麦、马铃薯、甘薯等农作物，此外栗、稻和藕也用作淀粉生产的原料。2淀粉一般由二种葡聚糖即直链淀粉和支链淀粉构成。普通淀粉含约20%～39%的直链淀粉，有的新玉米品种可达50%～85%，称为高直链淀粉玉米，这类玉米淀粉不易糊化，甚至有的在温度100℃以上才能糊化。有些淀粉仅由支链淀粉组成，例如糯玉米、糯大麦、梗稻和糯米等。它们在水中加热可形成糊状，与根和块茎淀粉（如藕粉）的糊化相似。直链淀粉容易发生“老化”，糊化形成的糊化物不稳定，而由支链淀粉制成的糊是非常稳定的。3淀粉具有独特的化学和物理性质及营养功能，主要存在于谷物、面粉、水果和蔬菜中，淀粉消耗量远远超过所有其他的食品亲水胶体。在食品工业中，淀粉是重要的增稠剂、粘合剂，在水果、蔬菜加工中常用于外层涂布和防止发粘及稳定剂。大量用于布丁、汤汁、沙司、色拉调味汁、婴儿食品、饼馅、蛋黄酱等。4淀粉：淀粉分子在谷物中是以白色固体淀粉粒（starchgranule）的形式存在的，淀粉粒是淀粉分子的集聚体，不同谷物由于遗传及环境条件的影响，形成不同结构及性质的淀粉粒。各种谷物淀粉粒的结构1：小麦57～75％2：大麦3：黑麦4：高粱5：玉米65～72％6：大米62～82％7：燕麦淀粉粒8：粟9：小麦10：玉米淀粉粒1直链淀粉的结构Meyer等人用温水法从淀粉粒中首先分离出来的成分，称为直链淀粉，其结构经实验证明，是由葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接起来的直链状的高分子化合物：直链淀粉的螺旋结构直链淀粉的分子结构DP(degreeofpolymerization),聚合度每一圈～6个单位可溶：直链淀粉（约占10－12％）20％1，4缩合，α－苷键（非直线）1000～4000卷曲成螺旋状在酸性溶液中的氧化。单糖在酸性溶液中不产生异构化，醛糖和酮糖的反应便不同。醛糖比酮糖易于氧化。醛糖被弱氧化剂溴水（HOBr）氧化，仅是醛基被氧化为羧基，生成糖酸。例如：01酮糖不能被溴水所氧化，借此可将醛糖和酮糖区分开来。02D—葡萄糖二酸有旋光性。酒石酸为内消旋体，无旋光性。因此，将醛糖氧化成糖二酸，根据产物是否有旋光性，可以推测原来糖的构型。酮糖在稀硝酸的作用下同样被氧化，C1—C2键发生断裂，生成比原来糖少一个碳原子的羧酸。稀硝酸是较溴水更强烈的氧化剂，它可使醛糖的醛基和伯醇基都氧化成羧基，氧化产物是同数碳原子的糖二酸。例如山梨醇和甘露醇广泛存在于植物体内。李、桃、苹果、樱桃、梨等果实中含有大量的山梨醇，而甘露醇则主要存在于甘露蜜、柿、胡萝卜、葱等中。山梨醇还常用作细菌的培养基及合成维生素C的原料。在催化加氢或酶的作用下，羰基可还原成羟基，糖还原生成相应的糖醇。例如，葡萄糖还原生成山梨醇，甘露糖还原后生成甘露醇。果糖还原后生成山梨醇和甘露醇的混合物，因为果糖还原时，C2成为手性碳原子，所以得到两种产物。糖脎的生成，一般认为经过下述三步反应：单糖与苯肼作用，首先羰基与一分子苯肼作用生成苯腙，然后α—羟基被第二分子苯肼氧化生成羰基，最后新生成的羰基再与第三分子苯肼反应生成脎。羰基化合物都能与一分子苯肼作用生成苯腙，而醛糖或酮糖却能与三分子苯肼作用，生成的产物称为糖脎(Osazone)。生成的糖脎可以通过分子内的氢键形成螯环化合物，从而阻止了C3上的羟基继续被苯肼氧化。无论醛糖或酮糖反应部位都是在C1和C2上，而不涉及其它碳原子。因此，含碳原子数相同的单糖，如果只是第一、第二碳原子的构型不同，而其它碳原子的构型完全相同时，它们与过量苯肼反应都将得到相同的糖脎。例如，D—葡萄糖、D—甘露糖和D—果糖的C3、C4、C5的构型相同，因此这三种糖与苯肼作用，生成同一种糖脎即D—葡萄糖脎，只在生成的速度上有些差别。糖脎都是不溶于水的黄色结晶，不同的糖脎结晶形状不同，在反应中生成的速度也不相同，并且各有一定的熔点，所以成脎反应可用作糖的定性鉴定。单糖环状结构中的半缩醛羟基（苷羟基）较分子内的其它羟基活泼，故可与醇或酚等含羟基的化合物脱水形成缩醛型物质，这种物质称为糖苷(Glycoside)，也称糖甙或配糖物。例如，α－D－葡萄的半缩醛羟基与甲醇在干燥的氯化氢的催化作用下脱水，生成α－D－葡萄糖甲苷。在糖苷分子中，糖的部分称为糖基，非糖部分称为配基。由α—型单糖形成的糖苷称为α—糖苷。由β—型单糖形成的糖苷称为β—糖苷。糖苷分子中没有半缩醛羟基，所以糖苷没有变旋现象，不与F