第7章 基础营养物质（课件）《化学基础》（航空工业出版社）

第7章 基础营养物质 糖类 7.1 蛋白质 7.2 糖类主要由碳、氢、氧三种元素组成，由于绝大多数糖的化学式中氢、氧元素的个数比为2∶1，与水的组成一样，所以人们习惯将其称为碳水化合物，以通式Cm（H2O）n表示。但是后来随着科学的发展，人们发现许多糖类并不合乎上述通式，如鼠李糖（C6H12O5）；而有些物质符合上述分子式但不是 糖类，如甲醛（CH2O），所以碳水化合物这一名称并不准确。 从分子结构上看，糖类一般都含有多个烃基，包括多烃基醛和多烃基酮。另外，蔗糖、淀粉和纤维素等水解后也能生成葡萄糖、果糖等。所以糖类可以定义为多烃基醛或多烃基酮以及它们的脱水缩合物。 7.1 糖类 7.1.1 糖类的组成和分类 根据能否水解及水解生成的产物，糖类化合物可以分为单糖、低聚糖和多糖。 单糖是不能被水解的糖类，主要包括葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等； 低聚糖是由2～10个单糖分子缩合而成的化合物，能水解生成单糖。按照水解后生成单糖的数目，低聚糖可分为双糖、三糖和四糖等。麦芽糖、蔗糖和乳糖都是双糖。 多糖是由多个单糖分子缩合失水而成的化合物，能水解生成许多个单糖分子，主要包括淀粉、纤维素等。 7.1.2 葡萄糖 果糖 葡萄糖和果糖都是单糖，二者互为同分异构体。它们的分子式为C6H12O6。 1．葡萄糖 葡萄糖又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖，甚至简称为葡糖，是自然界分布最广且最为重要的一种单糖。它是一种多羟基醛。纯净的葡萄糖为无色晶体，有甜味但甜味不如蔗糖，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。葡萄糖广泛存在于生物体内，如葡萄、无花果等甜果及蜂蜜中。 葡萄糖分子中含有醛基，其结构简式如下： CH2OH―CHOH―CHOH―CHOH―CHOH―CHO 跟其他醛一样，葡萄糖具有还原性，能与银氨溶液和新制的氢氧化铜溶液发生反应。因此，葡萄糖又称为还原糖。 淀粉等食用糖类在人体内能转化为葡萄糖。由于葡萄糖可以不经消化而直接被人体吸收和利用，医学上往往通过静脉注射葡萄糖溶液的方法来迅速补充营养。葡萄糖在工业上广泛用于制镜业、糖果制造业和医药业等。 2．果糖 纯净的果糖为白色晶体，不易结晶，通常为黏稠性液体，易溶于水、乙醇和乙醚。果糖存在于蜂蜜和水果中，和葡萄糖结合构成日常食用的蔗糖。果糖是最甜的单糖，具有供给热能、补充体液及营养全身的作用。果糖的结构简式为： 果糖是一种多烃基酮，分子中有酮基，没有醛基，但在碱性条件下可以转变成醛基，具有还原性，能够发生银镜反应。 7.1.3 蔗糖 麦芽糖 蔗糖和麦芽糖都是双糖，二者互为同分异构体，它们的分子式为C12H22O11。 1．蔗糖 蔗糖为白色晶体，易溶于水，有甜味。蔗糖分子是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水形成的。蔗糖是光合作用的主要产物，广泛分布于植物体内，特别是甜菜、甘蔗和水果中含量极高。我们平时食用的白糖、红糖的主要成分都是蔗糖。 蔗糖分子中不含有醛基，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。 蔗糖是重要的食品调味剂，医药上常用其制造糖浆。 2．麦芽糖 麦芽糖是白色晶体，易溶于水，有甜味，但没有蔗糖甜；因其主要存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中而得名。饴糖就是麦芽糖的粗制品。麦芽糖由2分子葡萄糖脱水缩合而成，具有还原性，能与银氨溶液和新制的氢氧化铜溶液反应。在稀酸或酶的作用下，麦芽糖可水解生成2分子葡萄糖。 麦芽糖可用作营养剂和某些细菌的培养基等。 7.1.4 淀粉 纤维素 淀粉和纤维素是最重要的多糖，它们的通式都是（C6H10O5）n，但分子中所含单糖单元的数目不同，结构也不相同。 1．淀粉 淀粉是绿色植物进行光合作用的产物，是人类的主要食物。各类植物中的淀粉含量都较高主要贮存在种子和块茎中。例如，大米中含淀粉62%～86%，麦子中含淀粉57%～75%，马铃薯中含淀粉9%～20%。淀粉是食物的重要组成部分。我们在咀嚼米饭或馒头时会感到有些甜味，是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成了双糖——麦芽糖。 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，性质比较稳定。在适当温度下（各种来源的淀粉所需温度不同，一般为60～80℃），淀粉颗粒会在水中膨胀分裂，有一部分淀粉溶解在水里，另一部分悬浮在水中，形成胶状淀粉糊，这一过程称为糊化。糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化，也就是食物由生到熟的过程。 淀粉中含有几百到几千个单糖单元，其相对分子质量很大，从几万到几十万，属于天然有机高分子化合物。 淀粉是非还原性糖，但在催化剂（酸或酶）作用下容易发生水解，水解的最终产物是葡萄糖。 实验 通过实验可以看到，淀粉溶液和马铃薯片上与碘液接触的地方都呈现蓝色，这说明淀粉和碘发生了反应。化学上常用该反应来检验淀粉，或用淀粉检验碘的存在。 淀粉除食用外，工业上常用于生产糊精