9.1糖类的结构与分类（课件）《化学基础》（上海交通大学出版社）

第四章 生命活动所需能量的 主要来源——糖类 目 录 第一节 糖类的结构与分类 第二节 葡萄糖与果糖 第三节 蔗糖与麦芽糖 第四节 淀粉与纤维素 本章导读 糖类是自然界中广泛分布的一类有机化合物。我们日常食用的水果、谷物、蔬菜中都含有糖类。它是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。 本章学习目标 了解糖类的组成与分类 掌握葡萄糖与果糖的结构和相关性质 掌握蔗糖与麦芽糖的结构和相关性质 掌握淀粉与纤维素的结构和相关性质 糖类的结构与分类 01 一、糖类的结构 糖类主要由碳、氢、氧三种元素组成。大多数糖类中的氢、氧比例为2∶1，相当于水的组成，因此很多糖类以通式 （m与n可以相同，也可以不同）表示，人们习惯将其称为碳水化合物。随着科学的发展，人们发现不是所有糖类都符合上述通式，如鼠李糖（C6H12O5）；而有些物质虽然符合上述通式但不是糖类，如甲醛（CH2O），所以碳水化合物这一名称并不准确，但因沿用已久，很多学科中仍然在使用。 二、糖类的分类 根据能否水解及水解后的产物，糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。 单糖：是指不能水解的糖类，包括葡萄糖、果糖等。 低聚糖：是指由2～10个单糖脱水缩合形成的糖类，它可以水解生成单糖，根据水解后生成单糖的数目不同，可分为双糖（如麦芽糖、蔗糖）、三糖（棉子糖）、四糖（水苏糖）等。 多糖：是指由10个以上单糖脱水缩合形成的糖类，它能水解生成多个单糖，包括淀粉、纤维素等。 葡萄糖与果糖 02 一、葡萄糖 葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，因最初从葡萄汁（见图 4-1）中分离得到而得名。葡萄糖广泛存在于动植物体内，例如，带有甜味的水果，蜂蜜，植物的种子、叶、根、花，动物的血液、脑脊液、淋巴液等都含有葡萄糖。 图4-1 葡萄汁 一、葡萄糖 葡萄糖是白色晶体（见图4-2），有甜味，熔点为146℃，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，应密闭保存。 葡萄糖的结构式为 其中含有多个羟基和一个醛基，因而具有多元醇和醛的性质。 图4-2 葡萄糖 果糖是最甜的糖，甜度约为蔗糖的1.8倍，在水果和蜂蜜中含量较高。纯净的果糖为无色晶体，熔点为103～105℃，它不易结晶，通常为黏稠性液体，易溶于水、乙醇和乙醚。果糖中含有多个羟基和一个酮基，其结构简式为 二、果糖 果糖具有良好的吸湿性，适用于需要保湿的食物，如面包、糕点、糖果等。它的溶解度高，适用于加工果脯、果酱、水果罐头、蜜饯等高糖渍食品。果糖溶液的冰点也比其他糖类低，且在口感上越冷越甜，适用于加工冰淇淋等冷冻食品。 蔗糖与麦芽糖 03 一、蔗糖 蔗糖是自然界分布最广的一种双糖，存在于大多数植物体中，尤其在甜菜（见图4-3）和甘蔗（见图4-4）中含量最丰富。我们平时食用的白糖、红糖的主要成分就是蔗糖。 图4-3 甜菜 图4-4 甘蔗 一、蔗糖 蔗糖为白色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，有甜味，其甜味仅次于果糖。蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合形成的，分子中不含有醛基，没有还原性，不能发生银镜反应，但其水解后生成葡萄糖和果糖，水解产物能发生银镜反应。蔗糖水解的化学方程式为 蔗糖 葡萄糖 果糖 一、蔗糖 蔗糖在食品加工方面，除了可以用作甜味剂，还可以作为食品的结晶改良剂和膨松剂等。蔗糖在工业生产方面，可作为酒精、酵母、柠檬酸、乳酸、甘油、醇类、药品等的原料。 二、麦芽糖 麦芽糖主要存在于发芽的谷粒中，尤其在麦芽（见图4-5）中含量丰富，饴糖（见图4-6）就是麦芽糖的粗制品。 图4-5 麦芽 图4-6 饴糖 二、麦芽糖 麦芽糖是无色晶体，易溶于水，有甜味，但没有蔗糖甜，甜度约为蔗糖的1/3。它的吸湿性较低，但热稳定性好。麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合形成的，其具有还原性，能与银氨溶液和新制的氢氧化铜发生反应。麦芽糖可水解生成2分子葡萄糖，水解的化学方程式为 麦芽糖 葡萄糖 麦芽糖的用途广泛，可用于加工各类食品，如固体食品、液体食品、冷冻食品、胶体食品等。它在医药方面也有重要的应用。 淀粉与纤维素 04 一、淀粉 淀粉是绿色植物光合作用的产物，大量存在于植物的种子、根和块茎中，例如，大米（见图4-7）中含淀粉62%～86%，麦子（见图4-8）中含淀粉57%～75%，马铃薯（见图4-9）中含淀粉9%～20%。 图4-7 大米 图4-8 麦子 图4-9 马铃薯 一、淀粉 淀粉是白色、无味的粉末状物质，不溶于冷水，也不溶于一般有机溶剂。在适当温度下，淀粉颗粒会在水中膨胀分裂