三糖 以棉子糖( rafinose)为例。 棉子糖,C1sH2O,常见于许多植物、尤其是棉子与桉袛干性分泌物(甘露蜜)中。甜菜中 也有棉子糖,用甜制糖时糖蜜中含有大最棉子糖、棉予糖的水溶液[α]5为-+105.2°,小能 使Feh]ng试剂还原。与酸共煮时,棉了糖即行水解,生成葡萄糖、果糖和半乳糖各一分子。它 的分子给构式为 CH H OH a(1-6) H oH a, P(1-+2) 4半乳糖 a一葡萄糖 B-果糖 在蔗糖酶作用下,由棉了糖中分解出果糖而留下密二糖;在a-半乳糖苷酶作用下,由棉子 糖中分解出半乳糖而留下蔗糖 第三节多糖 多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成的。它是自然界中分子结构复杂且庞大的糖类物 质。按其功能来说,某些不溶性多糖,如植物的纤维素和动物的凡丁质(即亮多糖),叮构成植 物和动物骨架的原料;另一些作为贮存形式的多糖,如淀粉和糖原等,在需要时,可以通过生 物体内酶系统的作用,分解、释出单糖;还有许多多糖,具有更复杂的生理功能,如粘多糖 ( mucopolysaccharide)、血型物质等,它们在动物植物和微生物中起者重要作用 多糖可以由一种单糖缩合而成,如戊糖胶( pentosan),木糖胶, xylan:阿拉伯糖胶 ( arabinan)、己糖胶(淀粉糖原、纤维素等,称为均一多糖( homopolysaccharide),也可以由不 同类型的单体缩合成如结缔组织中的透明质酸,称为不均多糖( heteropolysaccharide) 多糖在水溶液中不形成真溶液只能形成胶体,没有甜味,也无还原性,有旋光性,但无变 旋现象 多糖 1.淀粉 淀粉几乎存在于所有绿色植物的多数组织中。光照下,它在叶中积累:长时间置黑暗下, 则降解供能。 淀粉以显微镜下可见大小的颗粒大量存在干精物种予(如麦、米和米等)、块茎(如类 以及干果(如粟了、白果等)中,也存在于植物的其他部位。它是植物营养物质的一种贮存形
表15几种主要衣作物的淀粉含量(%) 大麦{子) 63.5 小麦(种子 63.7…67,0 正米(种予 6生,7-66.9 16.0 铃薯 13,2-23 式。各种作物淀粉含量不同,就是同种作物也因品种、气候、土壤等条件变化而有所不同(表 1-5) 淀粉在酸和体内淀粉酶的作用下被降解,其最终水解产物是葡萄糖。这种降解过程是逐 步进行的: 淀粉—→红色糊精一→无色颧精一→麦芽糖一→>葡萄糖 遇碘显(紫蓝色)(红色) (不显色) (不显色 用热水溶解淀粉时,可溶的→部分为“直链淀粉( amylose),另一鄙分不能溶解的为“支链 CH,OH CH,OH CH,OH H oJ 直链淀粉 HoH OH HOHO 2O TE HOHE yoho bs HoH○ 图16直链淀粉的螺旋形构
淀粉” amylo actin) 直锐淀粉的分子量约在1.0×102-2.0×10,相当于250-800个葡萄糖分子,以a(1 4糖苷键型缩合而成:实验证明直链淀粉不是先全伸直的,而通常是卷前成螺旋形,每转 有6个葡萄糖分子(图1-6):遇碳,直链淀粉形成螺旋形复合物,呈紫蓝色,碘位于其中心腔 中,在620-580nm间呈现最大光吸收。 支链淀粉中∝-D-葡萄糖结合方式除主要以a(1->4糖苷键外,还有5-6%,存在于分文 点处约a(1→6)糖苷键,所以支链淀粉具有很多分支(图1-7):支链淀粉的分子较直链淀粉的 大其分子量5.0×104-4.0×05.相当于由6,000个或更多的葡萄糖分子所组成:支链淀粉 的分支短链的长度平均为2-30个葡萄糖残基。過碘显紫红色,在53050m呈现最大 光吸收。 CH, OE CH,OH H0、H H OH H OH CH, OH CH,OH CH,OH oY H OH H OH H OH 支链淀蚜 一般淀粉都含有直链淀粉和支链淀粉。玉米淀粉、马铃薯浣粉分别含有27%和20%的 直链淀粉,其余部分为支链淀粉。有的淀粉(如糯米)全部为支链淀粉,而有的豆类淀粉则全 是直链淀粉 淀粉与酸缓和地作用时(如75% ,室温下放置7日)即形成所谓“可 40903a8 溶性淀粉”( soluble starch),实验室常 使用它。 淀粉除供食用外,在工业上用途也 很广泛,刘通过发酵造酒和通过水解制 糖等。 2.糖原 糖原是动物和细菌细胞内糖及其所 反映的能源的一种贮存形式,其作用与 ●●●4 淀粉在粒中的作用一样,故有“动物淀 粉”之称 图1-7支链淀粉结构示意图 它在商等动物组织内分布很广好脏和骨胳肌中贮量最为丰富,分删占它们湿重的5%剂
%,70公斤体重的人肝和骨腐肌糖原量分别为9和3350克。在胖脏中有效藜糖过量时 邸转化为肝糖贮存:为维持嘴常水平,肝糖原又可降解为前萄糖。肝糖原的合成和分解 依据症糖水高低其他组织仪为自身功能利用糖原 细菌尘成条佇受限制时或处于諍止状态下,细溁发生糖原积累(假定培养基中碳源供应丰 富)。细菌糖用于供能和供碳, clostridia种細菌,当开始形成孢子前,这些微生物可积累高 达其于6%量的糖原,但当孢子佧成时,这种糖原迅速降解。 于燥状态下糖原无定形粉末状。糖原与碘作用显棕红色,在430-490mm下呈现最 大光噘收其结构与支链淀粉相似,主娑是a-)-衔萄糖,按α(1→糖苷键型缩合、失水而成, 另有一部分支链可通过α(1->6)糖苷键连接:每个分枝平均长度相当于12-18个葡萄糖残 基。在生物体内3它能酶促合成和降解。 3.纤维素 纡维素无疑地是地球表面兴然起源的,最丰富的有机化合物,它占植物界碳含量的50% 以上。最纯的纤维紊来源是棉花,它含于90%的纤维索。 闩然界纤维紊主要来源是棉花、豚、树木野生植物等等此外还有征大一部分来源于各种 作物的杆.如杆、稻草、当粱竹、甘熊等.它是植物支持组织。 通常纤维素、半纤维素剧不质总是同时存在禎物细胞壁中 纤维索与淀粉一样也是…种复杂的泓糖。其分了量介于5.0×104到4.0×10°之间, 大致相当订8.0×10-1,0×1个葡萄糖残纬。不溶于水,它在酸的作用下发生水解,经过 一系列中间产物,最后地萄糖 纤於纡维索糊精→>纤缒ˉ糖-→>葡猫糖 实验证明,纤缤蠹是由许多-绗萄糖分予以(1-)糖背键连接而成的直链:直链问 彼此平行。闰艏衙的极易形成糾键,丹期上纤维素、果胶( pectin)木紫 ( ignin)的料结作用,使得完瘀的纤维具有尚度不溶水的性质。 CHO CH OH /H H H0丑 CH,OH H OH H,OH 纤维素个体链 纤维素经弱酸水解可得纤维二糖。在浓硫酸(低温)或稀硫酸(高温和高压)中水解木材废 料,可以产生约20%的葡萄糖。 除反刍动物胃外,般动物胃无纤维素酶,不能消化纤维素。 纯净的纡线素是无色无臭、无味的物质。 4.半纤维素大量存在于植物木质化部分,包括很多高分子的多糖。用稀酸水解则产生 己糖和戊糖,所以它是多聚戊糖(如多聚阿拉伯糖、多聚木糖)和多來己糖(如多聚平乳糖和多
聚甘路糖)的混合物。 5.儿丁质(壳多糖) 它是包括有N乙酰-T·葡萄糖胺,以β(1→>1)糖键型缩合、失永形成的线性一…豺 由于其结构与纤维素的很相似,它的功能也与纤维素的相似、它是某些无脊椎动物(虾等 外骨骼主要有机结构组分。其个体链结构如下 CH3 0 CH, OH oH丑 H NH CHOH H NH o 几丁跃个陆 表16五种均一多糖分子结构、物理化学性质与自然界分布 (淀) 糖 维素 (先多物) 1.逆体单位 αD-葡萄 2.单体数纣 0-6.0×J0 (250-300 (6.0×10 8,0×10-1,0 x104-2:0:10615.0×10-4.0X102.0×09.0×1055.0×12=-1.0× 0×1 3.分子 (1.0X10 (27×105-1.0 ,0x:0.-1.0 ,巒苷键型 a(1→>4) a(1->4)和a(1→>6) 5.分艾 6,旋光率 [a]3°÷196° [a] +197 j°(H 于热水70-C 热六不溶 溶于水 水不 部分溶剂不深 8.与反应 紫色 紫红色 棕红色 9.主要功能 食存 10,存在形式 各种色微 白色宋 白竹微品形 不定抹 11自然界分个植物界特别起米、土豆和米动物肝、肌肉和细菌整个植物界 低等动物外物紧 种多糖过 效,台子数,以资对比分折,这是可行的,一反映平灼成集巾数值时船号内数位除者外均 引自《糖类的小物化学》(吴东儒主编),高等教育出版,1987。 其他 (1)菊耕也称为菊粉( inulin),它是多聚果糖,主要存在于菊科植物的根部 (2)琼脂(agar)是某些海藻(如石花菜属)所含的多糖物质,主要成分是多聚半乳糖,含