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1生命的基础能源—糖类 学与问 如果有人问“今天你吃糖了吗?”你将怎么回答? 糖类是绿色植物光合作用的产物,对于人类和大多数动物来说,属于最基本也是最廉 价的能量来源。在我国居民的食物构成中,人们每天摄取的热能中大约有75%来自糖类。 淀粉(粮食中的主要成分)就属于糖类。 表11含糖食物与含糖量 食物 大米、面粉、 蔗糖 苹果、桃、 粉丝等 玉米等 葡萄等 含糖量 100% 85%~95% 70%~80% 9%~12% 糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合 物,糖类也叫做碳水化合物,原因是它们的化学组成大多糖类 carbohydrate 符合通式Cn(H2O)m。例如,葡萄糖(CH2O3)、蔗糖 (C2H2O1)、淀粉(C4H10O)n和纤维素(CH12O)。等 都是糖类。 。资料卡片 “碳水化合物”只是一种历史沿用的叫法,这个名称并 不能真实反映糖类的组成和结构特征,这从以下几点可以 看出。 糖类并不是碳原子的水合物,即糖类中的氢原子与 氧原子并不以水分子的形式存在。 有些糖的组成并不符合通式C(H2O),如鼠李糖 (C4H12O3)。 有些组成符合C(H2O)m的物质,如甲醛 (CH2O)、乙酸(C2HO2)并不属于糖类。 图1-1富含葡萄糖的食物 4第一章关注营养平衡
、葡萄糖是怎样供给能量的 葡萄糖是最重要、最简单的单糖,在自然界中分布十分广泛,存在于葡萄等带甜味的 水果里。 葡萄糖的分子式是C4H2O,是一种白色晶体,有甜 味,能溶于水。 葡萄糖 glucose 1.葡萄糖的还原性 实验1- 在洁净的试管里加入1mL2%AgNO溶液,然后 边振荡试管,一边逐滴滴入2%稀氨水,到最初产生的沉 淀恰好溶解为止(这时得到的溶液叫做银氨溶液)。再加 入lml.10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在水浴中加热 3~5min,观察现象。 从实验可以看到,试管内壁有银镜生成,这说明葡 图1-2实验生成的银镜 萄糖具有还原性,它是一种多羟基醛,其中的—CH 是醛基,葡萄糖的结构简式为: CH, OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO 为了更好地理解葡萄糖的还原性,还可把葡萄糖的结构简式写成CHOH(CH)CHO 则上述反应可以表示为: 2Ag(NH3)2OH+CH2 OH(CHOH), CHO 氢氧化二氨合银 -2Ag,+CH: OH (CHOH), COONH,+3NH+H,O 葡萄糖酸铵 2.葡萄糖是人体内最重要的供能物质 粮食中的糖类在人体中能转化成葡萄糖而被吸收。一部分葡萄糖在体内被氧化分解, 最终生成二氧化碳和液态水,同时释放出能量(1g葡萄糖完全氧化,放出约15.6kJ的 能量) CH12O(s)+60(g)--6CO(g)-+6H,O(D) 另一部分葡萄糖被肝脏、肌肉等组织合成糖原而储存起来。当血液中的葡萄糖(叫做 血糖,正常人的血液中血糖的质量分数约为0.1%)低于正常值时,肝脏中的肝糖原可以转 变成葡萄糖,并且补充到血液中,以维持血糖浓度的相对稳定。肌肉中的肌糖原是肌肉内 第一节生命的基础能源—糖类5
能量的储备形式之一,它的含量与人体运动能力有密切关系。运动时需要供能,机体首先 消耗糖,肌糖原经过几步反应转化为葡萄糖,然后氧化释放出能量,供给肌肉运动使用。 糖供能的优点是易于消化吸收,易于被利用。人体的糖储备直接影响人体的运动能力。 还有一部分葡萄糖可以转变成脂肪,储存在脂肪组织中。因此,过多食用糖类如淀粉 等容易使人发胖 面导视野 糖尿病的检测 糖尿病患者的血液和尿液中含有过量的葡萄糖,含糖量越高,病情越重。因此,可以 测定血液和尿液中葡萄糖的含量来判断患者的病情。血糖的检测应去医院用专门的仪器进 行,而尿糖则可以在家中由患者使用特制的糖尿病试纸进行自我检测(注意,治疗糖尿病 的最终目的是要控制血糖,而尿糖检测只是为了粗略地了解血糖水平)。测定时,将尿糖 试纸浸入尿液中,约1秒钟后取出,在1分钟内观察试纸的颜色,并与标准比色板对照 即能得出测定结果。 资料卡片 蔗糖和麦芽糖 日常生活中的白糖、红糖、冰糖等都是蔗糖。蔗糖是 一种无色晶体,溶于水,是重要的甜味食物。它的分子式 为CH2O1,是一种二糖。蔗糖存在于不少植物体内,其 中以甘蔗(含糖质量分数为11%~17%)和甜菜(含糖质 量分数为14%~26%)的含量为最高。在生物催化剂(酶) 作用下,蔗糖发生水解反应,生成葡萄糖和果糖: C12H2O1+HO能一CH1Ox+CH2O 蔗糖 葡萄糖果糖 饴糖的主要成分是麦芽糖(C2H2Oh1),它也是一种二 糖,在硫酸催化下,也能水解: 催化剂 图13丰收在望的甘蔗 CrHzOutH o .-2C H: O 麦芽糖 葡萄糖 二、淀粉是如何消化的 淀粉主要存在于植物的种子或块根里,其中谷类含淀 粉较多。例如,大米含淀粉约80%,小麦含淀粉约70%,淀粉 starch 马铃薯含淀粉约20%。 淀粉是一种重要的多糖,其分子式为(CH0O)n,其中的n值为几百到几千。淀粉 6第一章关注营养平衡
是一种相对分子质量很大的天然高分子化合物 淀粉虽属糖类,但它本身没有甜味,是一种白色粉 末,不溶于冷水。在热水里淀粉颗粒会膨胀,有一部分淀 粉溶解在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状淀粉糊。 糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化,也就是平时所说 的食物由生变熟。淀粉进入人体后,一部分淀粉受唾液所 含淀粉酶的催化作用,发生水解反应,生成麦芽糖;余下 的淀粉在小肠里胰脏分泌出的淀粉酶的作用下,继续进行 图1-4淀粉类食品 水解,生成麦芽糖。麦芽糖在肠液中麦芽糖酶的催化下, 水解为人体可吸收的葡萄糖,供人体组织的营养需要。 △ 淀粉在体内的水解过程可以表示如下: (CH10O)n→(C6H10O3)n→C12H2O1→CH2O3 淀粉没有还原性,不能发生 淀粉 糊精 麦芽糖葡萄糖 银镜反应 淀粉也可以在酸的催化作用下逐步水解,最终转化为“加热时,硫酸可化淀粉的 葡萄糖 水解,产生葡萄糖 葡萄糖能发生银镜反应 (CH2O3),+nH2O、化,CH2O 淀粉遇碘变成蓝色 淀粉 葡萄糖 可以采用对照实验的方法 淀粉的水解 建议你自己设计实验方案,试验淀粉能不能水解,水 解的条件和产物是什么,怎样判断淀粉是否水解了。以下 方法可供参考。 1.在试管1中加入0.5g淀粉和4mL水,在试管2 中加入0.5g淀粉和4mL20%的H2SO4溶液。加热试管 3-4 min 2.用碱液中和试管2中的H2SO1溶液,把一部分溶 液倒入试管3中。 图1-5向盛有淀粉和水的试管中加 3.向试管1和试管2中加入几滴碘溶液,观察现象。 入碘水(左);向淀粉水解 4.向试管3中加入新制的银氨溶液,稍加热,观察 后的试管中加入碘水(右) 现象并完成下表。 试管1 试管2 试管3 实验现象 结论 化学方程式 第一节生命的基础能源—糖类7