类 0-a-D-吡喃葡糖基-(1→3)-0- 松柏类树的渗出 松三糖 β-D-呋喃果糖基-(2→1)-a-D- 153~154 液、蜂蜜,是非还 吡喃葡萄糖苷 原性糖 0-a-D-吡喃半乳糖基-(1→6)- 棉子糖 0-a-D-吡喃葡糖基-(1→2)-β 棉籽、大豆、甘蔗、 (rafinose -D-呋喃果糖苷 5044118119(无水)分解+105.2甜菜。非还原性糖 水苏四糖 a-D-吡喃半乳糖基-(1→6)-0- 大豆、甜菜,非还原 a-D-吡喃葡糖基-(1→2)-β-D-504.4101(结晶水) (stachyose) +131~+132 性糖 呋喃果糖苷 环状糊精 a-D-葡萄糖-(1→4) 软化芽孢杆菌 (cyclodextrin) [a-D葡萄糖-(1→4)] a,+150.5 (Bacillus ma- a-D-葡萄糖-(1→4) a,972 +162.5 Y,+17.4作用于淀粉形成的 微生物多糖
- 16 - 三糖类 松三糖 O-α-D-吡喃葡糖基-(1→3) -O- β-D-呋喃果糖基-(2→1)-α-D- 吡喃葡萄糖苷 504.4 153～154 +88.2 松柏类树的渗出 液、蜂蜜，是非还 原性糖 棉子糖 （rafinose） O-α-D-吡喃半乳糖基-(1→6)- O-α-D-吡喃葡糖基-(1→2)-β -D-呋喃果糖苷 504.4 118119（无水）分解 +105.2 棉籽、大豆、甘蔗、 甜菜。非还原性糖 水苏四糖 （stachyose） α-D-吡喃半乳糖基-(1→6)- O- α-D-吡喃葡糖基-(1→2)-β-D- 呋喃果糖苷 504.4 101（结晶水） +131～+132 大豆、甜菜，非还原 性糖 环状糊精 （cyclodextrin） -α-D-葡萄糖-(1→4)- -[α-D-葡萄糖-(1→4) ]n— -α-D-葡萄糖-(1→4) α；n＝6，β；n＝7，γ；n＝8 α，972 β，1,135 γ,1,297 软化芽孢杆菌 （Bacillus macerans） 作用于淀粉形成的 微生物多糖 α,+150.5 β,+162.5 O γ,+177.4
低聚糖构象的稳定主要靠氢键维持。纤维二糖、麦芽糖、蔗糖和乳糖的构象 如下 CHOI 0-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖(纤维二糖) 0-α-D-吡喃葡糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖(麦芽糖) HOH 0-β-D-呋喃果糖基-α-D-吡喃葡萄糖(蔗糖) 0-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖(乳糖) 从以上的构象图可知,纤维二糖和乳糖的构象主要靠糖残基C位羟基上的氢 与糖残基环上氧原子之间形成氢键保持稳定,在水溶液中的构象与结晶状态的近 乎相似。麦芽糖在结晶和非水溶液中,是由葡萄糖残基C3位羟基和葡萄糖残基 C位上的羟基之间形成氢键;而在水溶液中则是靠葡萄糖残基上的-CHOH基与葡 萄糖残基的C位羟基之间建立氢键,使存在的部分构象异构体保持稳定状态,这 两种构象都是符合最小能量的结构。蔗糖分子结构中存在着2个氢键,第1个氢 键由果糖残基的C羟基和葡萄糖残基的C位羟基之间构成,而第2个氢键是由果 糖残基C位羟基和葡萄糖残基环上的氧原子间产生的。 此外,还有分子量更大的低聚糖,特别应该提到的是饴糖和玉米糖浆中的麦 芽糖低聚物(聚合度DP或单糖残基数为4~10),以及被称为沙丁格糊精 ( schardinger dextrins)或环状糊精( cyclodextrin)的6~12单位环状α-D 吡喃葡萄糖基低聚物(图3-6)。它是淀粉在α-淀粉酶的作用下降解为麦芽糊精, 然后由软化芽孢杆菌得到的葡聚糖转移酶(仅裂解α-1,4键)作用于麦芽糊精, 使葡糖基转移至麦芽糊精的非还原末端,则得到具有6~12个吡喃葡萄糖单位的
- 17 - 低聚糖构象的稳定主要靠氢键维持。纤维二糖、麦芽糖、蔗糖和乳糖的构象 如下： O-β-D-吡喃葡萄糖基-（1→4）-D-吡喃葡萄糖（ 纤维二糖） O-α-D-吡喃葡糖基-（1→4）-D-吡喃葡萄糖（麦芽糖） O-β-D-呋喃果糖基-α-D-吡喃葡萄糖（蔗糖） O-β-D-吡喃半乳糖基-（1→4）-D-吡喃葡萄糖（乳糖） 从以上的构象图可知，纤维二糖和乳糖的构象主要靠糖残基C3位羟基上的氢 与糖残基环上氧原子之间形成氢键保持稳定，在水溶液中的构象与结晶状态的近 乎相似。麦芽糖在结晶和非水溶液中，是由葡萄糖残基 C3位羟基和葡萄糖残基 C2位上的羟基之间形成氢键；而在水溶液中则是靠葡萄糖残基上的-CH2OH基与葡 萄糖残基的C3位羟基之间建立氢键，使存在的部分构象异构体保持稳定状态，这 两种构象都是符合最小能量的结构。蔗糖分子结构中存在着 2 个氢键，第 1 个氢 键由果糖残基的C1羟基和葡萄糖残基的 C2位羟基之间构成，而第 2 个氢键是由果 糖残基C6位羟基和葡萄糖残基环上的氧原子间产生的。 此外，还有分子量更大的低聚糖，特别应该提到的是饴糖和玉米糖浆中的麦 芽糖低聚物（聚合度 DP 或单糖残基数为 4～10），以及被称为沙丁格糊精 （schardinger dextrins）或环状糊精（cyclodextrin）的 6～12 单位环状α-D- 吡喃葡萄糖基低聚物（图 3-6）。它是淀粉在α-淀粉酶的作用下降解为麦芽糊精， 然后由软化芽孢杆菌得到的葡聚糖转移酶（仅裂解α-1，4 键）作用于麦芽糊精， 使葡糖基转移至麦芽糊精的非还原末端，则得到具有 6～12 个吡喃葡萄糖单位的
图3-6沙丁格糊精 非还原性环状低聚糖,主要产物为含有7个葡萄糖单位的β-环状糊精。X-射线 衍射和核磁共振分析证明,β-环状糊精的结构(图3-7)具有高度的对称性, 是一个中间为空穴的圆柱体。其底部有6个C羟基,上部排列12个C2、C3羟基。 内壁被C-H所覆盖,与外侧相比有较强的疏水性。β-环状糊精的结构具有髙度对 称性,分子中糖苷氧原子呈共平面。β-环状糊精在圆柱体的一面的一个框是由 C羟基排列成的,而另一面的框是由C2、C羟基形成的,因此,它能稳定的将客 体化合物如维生素、风味物质和作为营养的苦味物质等,配合在非化学计量的包 合结构中,使客体化合物被截留在糖类化合物环内,从而起到稳定食品香味的作 用,此外还可作为微胶囊化的壁材。 非极性空腔 仲羟基基团 伯羟基基团 图3-7β-环状糊精的圆柱结构示意图 2.食品中重要的低聚糖 低聚糖存在于多种天然食物中,尤以植物类食物较多,如果蔬、谷物、豆科、 海藻和植物树胶等。此外,在牛奶、蜂蜜和昆虫类中也含有。蔗糖、麦芽糖、乳 糖和环状糊精是食品加工中最常用的低聚糖(表3-6)。许多特殊的低聚糖(如 低聚果糖、低聚木糖、甲壳低聚糖和低聚魔芋葡苷露糖)具有显著的生理功能, 如在机体胃肠道内不被消化吸收而直接进入大肠内为双歧杆菌所利用,是双歧杆 菌的增殖因子。有防止龋齿、降低血清胆固醇、增强免疫等功能
- 18 - 图 3-6 沙丁格糊精 非还原性环状低聚糖，主要产物为含有 7 个葡萄糖单位的β-环状糊精。X-射线 衍射和核磁共振分析证明，β-环状糊精的结构（图 3-7）具有高度的对称性， 是一个中间为空穴的圆柱体。其底部有 6 个C6羟基，上部排列 12 个C2、C3羟基。 内壁被C-H所覆盖，与外侧相比有较强的疏水性。β-环状糊精的结构具有高度对 称性，分子中糖苷氧原子呈共平面。β-环状糊精在圆柱体的一面的一个框是由 C6羟基排列成的，而另一面的框是由C2、C3羟基形成的，因此，它能稳定的将客 体化合物如维生素、风味物质和作为营养的苦味物质等，配合在非化学计量的包 合结构中，使客体化合物被截留在糖类化合物环内，从而起到稳定食品香味的作 用，此外还可作为微胶囊化的壁材。 图 3-7 β-环状糊精的圆柱结构示意图 2.食品中重要的低聚糖 低聚糖存在于多种天然食物中，尤以植物类食物较多，如果蔬、谷物、豆科、 海藻和植物树胶等。此外，在牛奶、蜂蜜和昆虫类中也含有。蔗糖、麦芽糖、乳 糖和环状糊精是食品加工中最常用的低聚糖（表 3-6）。许多特殊的低聚糖（如 低聚果糖、低聚木糖、甲壳低聚糖和低聚魔芋葡苷露糖）具有显著的生理功能， 如在机体胃肠道内不被消化吸收而直接进入大肠内为双歧杆菌所利用，是双歧杆 菌的增殖因子。有防止龋齿、降低血清胆固醇、增强免疫等功能
双糖由两个单糖缩合而成,葡萄糖生成的同聚双糖包括纤维二糖、麦芽糖、 异麦芽糖、龙胆二糖和海藻糖(图3-8)。市售麦芽糖是采用来自芽孢杄菌属 Bacillus)细菌的淀粉酶水解淀粉制备的,是食品中较廉价的温和甜味剂 CHe oh CHe oh CH2 oh 纤维二糖 CH2 Oh CH2 oh 异麦芽糖 麦芽糖 CH2 oh CH2 oh CH2 oh 0—CH2 a-海藻糖 龙胆二糖 图3-8同聚双糖结构 由D-葡萄糖构成的以上五种双糖,除海藻糖外,都含有一个具有还原性的 游离半缩醛基,称为还原糖。因而具有还原银、铜等金属离子的能力,糖被氧化 成糖羧酸;α-海藻糖不含游离的半缩醛基,因此不容易被氧化,是非还原糖。 蔗糖、乳糖、乳酮糖( lactulose)和蜜二糖是杂低聚糖(图3-9),除蔗糖 外其余都是还原性双糖。糖的还原性或非还原性在食品加工中具有重要的作用, 特别是当食品中同时含有蛋白质或其他含氨基的化合物时,在制备、加工或保藏 时易受热效应的影响。乳糖存在于牛奶和其他非发酵乳制品如冰淇淋中,而在酸 奶和奶酪等发酵乳制品中乳糖含量较少,这是因为在发酵过程中乳糖的一部分转 变成了乳酸。乳糖具有刺激小肠吸收和保持钙的能力。乳糖在到达小肠前不能被 消化,当到达小肠后由于乳糖酶的作用水解成D-葡萄糖和D-半乳糖,因此为小 肠所吸收。如果缺乏乳糖酶,会使乳糖在大肠内受到厌氧微生物的作用,发酵生 成醋酸、乳酸和其他短链酸,倘若这些产物大量积累则会引起腹泻
- 19 - 双糖由两个单糖缩合而成，葡萄糖生成的同聚双糖包括纤维二糖、麦芽糖、 异麦芽糖、龙胆二糖和海藻糖（图 3-8）。市售麦芽糖是采用来自芽孢杆菌属 （Bacillus）细菌的淀粉酶水解淀粉制备的，是食品中较廉价的温和甜味剂。 O H O 2 2 O H O H H O C H O H O O O H O H O H O 2 O H H O C H O H O C H 2 O O H O H O H C H O H O O C H O H H O O H O H 2 2 O H O H O H H O C H O H O O O C H O H H O O H O H 2 ~ ~ 2 O H O H H O C H O H O 2 O H O H H O C H O H O O C H 2 ~ O H O H H O O ~ O H 纤维二糖 异麦芽糖 麦芽糖 α-海藻糖 龙胆二糖 图 3-8 同聚双糖结构 由 D-葡萄糖构成的以上五种双糖，除海藻糖外，都含有一个具有还原性的 游离半缩醛基，称为还原糖。因而具有还原银、铜等金属离子的能力，糖被氧化 成糖羧酸；α-海藻糖不含游离的半缩醛基，因此不容易被氧化，是非还原糖。 蔗糖、乳糖、乳酮糖（lactulose）和蜜二糖是杂低聚糖（图 3-9），除蔗糖 外其余都是还原性双糖。糖的还原性或非还原性在食品加工中具有重要的作用， 特别是当食品中同时含有蛋白质或其他含氨基的化合物时，在制备、加工或保藏 时易受热效应的影响。乳糖存在于牛奶和其他非发酵乳制品如冰淇淋中，而在酸 奶和奶酪等发酵乳制品中乳糖含量较少，这是因为在发酵过程中乳糖的一部分转 变成了乳酸。乳糖具有刺激小肠吸收和保持钙的能力。乳糖在到达小肠前不能被 消化，当到达小肠后由于乳糖酶的作用水解成 D-葡萄糖和 D-半乳糖，因此为小 肠所吸收。如果缺乏乳糖酶，会使乳糖在大肠内受到厌氧微生物的作用，发酵生 成醋酸、乳酸和其他短链酸，倘若这些产物大量积累则会引起腹泻
三糖同样也存在于食品中,有同聚三糖或杂聚三糖(图3-10)、还原或非还 原性糖之分,像麦芽三糖(同聚三糖,还原性D-葡萄糖低聚物)、甘露三糖(杂 三糖,D-葡萄糖和D-半乳糖还原性低聚物)和蜜三糖(属非还原性的杂聚三糖, 是由D-半乳糖基、D-葡萄糖基和D-果糖基单位组成的杂三糖) CH2OH - 0 cH2 0H CH2 oh 蔗糖 CHe CH, Oh OH乳酮糖 蜜二糖 乳糖 图3-9杂聚双糖 CH2 oh 麦芽三糖 AOH 甘露三糖 蜜三糖 图3-10同聚三糖和杂聚三糖
- 20 - 三糖同样也存在于食品中，有同聚三糖或杂聚三糖（图 3-10）、还原或非还 原性糖之分，像麦芽三糖（同聚三糖，还原性 D-葡萄糖低聚物）、甘露三糖（杂 三糖，D-葡萄糖和 D-半乳糖还原性低聚物）和蜜三糖（属非还原性的杂聚三糖， 是由 D-半乳糖基、D-葡萄糖基和 D-果糖基单位组成的杂三糖）。 O C H O H O H O H 2 O ~ O H O C H O H H O O H O H 2 2 C H O H H O O O H O O C H O H H O O H O H 2 O H C H O H O H O O H O H 2 2 ~ C H O O C H O H H O O H O H 2 2 O 2 2 C H O H C H O H H O O H O O H O H H O C H O H O 蔗糖 蜜二糖 乳酮糖 乳糖 图 3-9 杂聚双糖 O H O C H O H O H O H 2 O C H O H O H O H 2 O O ~ O C H O H H O O H O H 2 麦芽三糖 O H O H O H O C H O H H O O H 2 O O C H C H O H ~ 2 O H O O H 2 O H O O H 甘露三糖 H O O O H O C H O H H O O H 2 O C H O H 2 O O H C H O H 2 2 C H O H O H O H O 蜜三糖 图 3-10 同聚三糖和杂聚三糖