中间产物,在制造维生素C的工艺中占有重要的地位。桃、李、苹果、樱桃等果实中含有 山梨糖的还原产物—一山梨糖醇。 COH H,OH HOC HCO OH H CH,OH HCOH D半乳糖 L-山梨糖 山梨糖醇 (三)庚糖〔 heptose 庚糖虽然在自然界分布较少,但在高等植物中存在。最重要的有D-景天庚酮糖及D- 甘露庚酮糖。前者存在于景天科及其他肉质植物的叶子中,故名景天庚酮糖。它以游离状 态存在。该糖是光合作用的中间产物,在碳循环中占有重要地位。D甘露庚酮糖存在于樟 梨果实中,也以游离状态存在。它们的线状结构如下: CH,OH CH2OH C=O HOCH HCOH HOOF CH,OH CH,OH D-景天庚酮糖 D-甘露庚酮糖 (四)、糖的重要衍生物 由于电子显微镜的应用及近代细胞壁化学的研究,自然界中又发现有两种其他的脱氧 糖类,它们是细胞壁的成分。一种是L-鼠李糖( L-rhamnose),另一种是6-脱氧-L-甘露糖。 糖醛酸( uronic acid)由单糖的伯醇基氧化而得。其中最常见的是葡萄糖醛酸 ( glucuronic acid)它是肝脏内的一种解毒剂。半乳糖醛酸存在于果胶中。 糖胺( glycosamine)又称氨基糖,即糖分子中的一个羟基为氨基所代替。自然界中存 在的糖胺都是己糖胺。常见的是D-葡萄糖胺( D-glucosamine,为甲壳质(几丁质)的主 要成分。甲壳质是组成昆虫及甲壳类结构的多糖。D-半乳糖胺则为软骨组成成分软骨酸
145 中间产物，在制造维生素 C 的工艺中占有重要的地位。桃、李、苹果、樱桃等果实中含有 山梨糖的还原产物——山梨糖醇。 OH O H OH H H H OH OH CH2OH H D-半乳糖 OH O H OH CH2OH OH OH H H H H L-山梨糖 CH2OH HCOH HOCH HCOH CH2OH HCOH 山梨糖醇 （三）庚糖(heptose) 庚糖虽然在自然界分布较少，但在高等植物中存在。最重要的有 D-景天庚酮糖及 D- 甘露庚酮糖。前者存在于景天科及其他肉质植物的叶子中，故名景天庚酮糖。它以游离状 态存在。该糖是光合作用的中间产物，在碳循环中占有重要地位。D-甘露庚酮糖存在于樟 梨果实中，也以游离状态存在。它们的线状结构如下： （四）、糖的重要衍生物 由于电子显微镜的应用及近代细胞壁化学的研究，自然界中又发现有两种其他的脱氧 糖类，它们是细胞壁的成分。一种是 L-鼠李糖（L-rhamnose），另一种是 6-脱氧-L-甘露糖。 糖醛酸（uronic acid）由单糖的伯醇基氧化而得。其中最常见的是葡萄糖醛酸 （glucouronic acid）它是肝脏内的一种解毒剂。半乳糖醛酸存在于果胶中。 糖胺（glycosamine）又称氨基糖, 即糖分子中的一个羟基为氨基所代替。自然界中存 在的糖胺都是己糖胺。常见的是 D-葡萄糖胺（D-glucosamine），为甲壳质（几丁质）的主 要成分。甲壳质是组成昆虫及甲壳类结构的多糖。 D-半乳糖胺则为软骨组成成分软骨酸 C HOCH HCOH HCOH CH2OH HCOH CH2OH O C HOCH HOCH HCOH CH2OH HCOH CH2OH O D-景天庚酮糖 D-甘露庚酮糖
的水解产物。 CH,OH CH,OH O、OH OH H NE β-D-葡萄糖胺 β-D半乳糖胺 二、寡糖 寡糖的概念是1930年提出的,是指由2~10个单糖分子聚合而成的糖。自然界中存 在着大量的寡聚糖,早在1962年就已经发现了584种之多。寡聚糖在植物体内具有贮藏、 运输、适应环境变化、抗寒、抗冻、调节酶活性等功能。寡糖中以双糖分布最为普遍,意 义也较大。 (一)、双糖( di sacchar ides 双糖是由两个相同的或不同的单糖分子缩合而成的。双糖可以认为是一种糖苷,其中 的配基是另外一个单糖分子。在自然界中,仅有三种双糖(蔗糖、乳糖和麦芽糖)以游离状 态存在,其他多以结合形式存在(如纤维二糖)。蔗糖在碳水 化合物中是最重要的双糖,而麦芽糖和纤维二糖在植物中也 CH,OH 很重要,它们是两个重要的多糖—淀粉和纤维素的基本结 构单位。 蔗糖( sucrose) 蔗糖在植物界分布最广泛,并且在植物的生理功能上也 CH?OH 最重要。蔗糖不仅是主要的光合作用产物,而且也是碳水化 合物储藏和积累的一种主要形式。在植物体中碳水化合物也 CH,OH 以蔗糖形式进行运输。此外,我们日常食用的糖也是蔗糖 它可以大量地由甘蔗或甜菜中得到,在各种水果中也含有较多。 蔗糖是α-D吡喃葡萄糖βD呋喃果糖苷。它不是还原糖,因为2个还原性的基团都包 括在糖苷键中。蔗糖有一个特殊性质,就是极易被酸水解, 其水解速度比麦芽糖或乳糖大1000倍。蔗糖水解后产生等 D呋喃果糖苷 量的D葡萄糖及D果糖,这个混合物称为转化糖。在高等 植物和低等植物中有一种转化酶( Invertase),可以使蔗糖水解成葡萄糖和果糖
146 的水解产物。 OH O H OH H H H NH2 OH CH2OH H β-D-半乳糖胺 H O OH OH H H H NH2 OH CH2OH H β-D-葡萄糖胺 二、寡 糖 寡糖的概念是 1930 年提出的，是指由 2～10 个单糖分子聚合而成的糖。自然界中存 在着大量的寡聚糖，早在 1962 年就已经发现了 584 种之多。寡聚糖在植物体内具有贮藏、 运输、适应环境变化、抗寒、抗冻、调节酶活性等功能。寡糖中以双糖分布最为普遍，意 义也较大。 （一）、 双糖(disaccharides) 双糖是由两个相同的或不同的单糖分子缩合而成的。双糖可以认为是一种糖苷，其中 的配基是另外一个单糖分子。在自然界中，仅有三种双糖(蔗糖、乳糖和麦芽糖)以游离状 态存在，其他多以结合形式存在(如纤维二糖)。蔗糖在碳水 化合物中是最重要的双糖，而麦芽糖和纤维二糖在植物中也 很重要，它们是两个重要的多糖——淀粉和纤维素的基本结 构单位。 1．蔗糖（sucrose） 蔗糖在植物界分布最广泛，并且在植物的生理功能上也 最重要。蔗糖不仅是主要的光合作用产物，而且也是碳水化 合物储藏和积累的一种主要形式。在植物体中碳水化合物也 以蔗糖形式进行运输。此外，我们日常食用的糖也是蔗糖。 它可以大量地由甘蔗或甜菜中得到，在各种水果中也含有较多。 蔗糖是-D-吡喃葡萄糖-D-呋喃果糖苷。它不是还原糖，因为 2 个还原性的基团都包 括在糖苷键中。蔗糖有一个特殊性质，就是极易被酸水解， 其水解速度比麦芽糖或乳糖大 1 000 倍。蔗糖水解后产生等 量的 D-葡萄糖及 D-果糖，这个混合物称为转化糖。在高等 植物和低等植物中有一种转化酶（invertase），可以使蔗糖水解成葡萄糖和果糖。 H O OH H O H H OH OH CH2OH H CH2OH H CH2OH OH H H HO O 蔗糖[1--D-吡喃葡萄糖 --D-呋喃果糖苷]
2.麦芽糖( maltose) 它大量存在于发芽的谷粒,特别是麦芽中,在自然界中很少以游离状态存在。它是淀 粉的组成成分。淀粉在淀粉酶作用下水解可以产生麦芽糖。用大麦淀粉酶水解淀粉,可以 得到产率为80%的麦芽糖 用酸或麦芽糖酶水解麦芽糖只得到D-葡萄糖,麦芽糖酶的作用表明这2个D-葡萄糖 是通过第I和第4碳原子连结的,故麦芽糖可以认为是αD葡萄糖-(l,4)-D-葡萄糖苷。因 为有一个醛基是自由的,所以它是还原糖。 CHOH CH,OH OH 麦芽糖α-D-葡萄糖心,4}D葡萄糖苷 3.乳糖( lactose) 乳糖存在于哺乳动物的乳汁中(牛奶中含乳糖4%~7%)。高等植物花粉管及微生物中 也含有少量乳糖。乳糖是由D葡萄糖和D半乳糖分子以1,4键连结缩合而成的,乳糖是 还原糖。分子结构如下 CH,OH CH,OH 乳糖[β-D吡喃半乳糖(1,4)αD吡喃葡萄糖苷 4.纤维二糖( cellobiose) 维素经过小心水解可以得到纤维二糖,它是由2个葡萄糖通过βl,4-葡萄糖苷键缩 合而成的还原性糖。与麦芽糖不同,它是β-葡萄糖苷。 CH,OH CHOH OI OH
147 2．麦芽糖（maltose） 它大量存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中，在自然界中很少以游离状态存在。它是淀 粉的组成成分。淀粉在淀粉酶作用下水解可以产生麦芽糖。用大麦淀粉酶水解淀粉，可以 得到产率为 80％的麦芽糖。 用酸或麦芽糖酶水解麦芽糖只得到 D-葡萄糖，麦芽糖酶的作用表明这 2 个 D-葡萄糖 是通过第 l 和第 4 碳原子连结的，故麦芽糖可以认为是-D-葡萄糖-(l，4)-D-葡萄糖苷。因 为有一个醛基是自由的，所以它是还原糖。 H O OH H H H OH OH CH2OH H H O H OH H H OH OH CH2OH H O 3．乳糖（Iactose） 乳糖存在于哺乳动物的乳汁中(牛奶中含乳糖 4％～7％)。高等植物花粉管及微生物中 也含有少量乳糖。乳糖是由 D-葡萄糖和 D-半乳糖分子以 l，4 键连结缩合而成的，乳糖是 还原糖。分子结构如下： OH O H H H H OH OH CH2OH H H O H OH H H OH OH CH2OH H O 4． 纤维二糖（cellobiose） 纤维素经过小心水解可以得到纤维二糖，它是由 2 个葡萄糖通过β-l，4-葡萄糖苷键缩 合而成的还原性糖。与麦芽糖不同，它是β-葡萄糖苷。 H O OH H H H OH OH CH2OH H H HOH O H H OH OH CH2OH H O 麦芽糖[-D-葡萄糖-(l，4)-D-葡萄糖苷] 乳糖[β-D 吡喃半乳糖（1,4）-D-吡喃葡萄糖苷
纤维二糖[β-D-吡喃葡萄糖(1,4)-D-吡喃葡萄糖苷] (二)、三糖 自然界中广泛存在的三糖( trisaccharide)仅有棉籽糖( raffinose),主要存在于棉籽、 甜菜及大豆中,水解后产生D葡萄糖、D果糖及D半乳糖。在蔗糖酶作用下,由棉籽糖 中分解岀果糖而留下蜜二糖;在α-半乳糖苷酶作用下,由棉籽糖中分解出半乳糖而留下蔗 糖。棉籽糖的分子结构如下: O-CH O、HHOH2C CHOH CH2OH OH 棉籽糖 (三)、四糖 水苏糖( stachyose)是目前研究得比较清楚的四糖,存在于大豆、豌豆、洋扁豆和羽 扇豆种子内,由2个分子半乳糖、1分子α-葡萄糖及1个分子β-果糖组成。结构如下: CH CH,OH HOH,C CHOH OH O O 水苏糖 三、植物的贮藏多糖和结构多糖 多糖( polysaccharides是分子结构很复杂的碳水化合物,在植物体中占有很大部分。多 糖可以分为两大类:一类是构成植物骨架结构的不溶性的多糖,如纤维素、半纤维素等, 是构成细胞壁的主要成分:另一类是贮藏的营养物质,如淀粉、菊糖等。 多糖是由许多单糖分子缩合而成的:由一种单糖分子缩合而成的如淀粉、糖原、纤维 素等;由二种单糖分子缩合而成的如半乳甘露糖胶、阿拉伯木糖胶等:由数种单糖及非糖 物质构成的如果胶物质等 (一)、淀粉( starch
148 纤维二糖[β-D-吡喃葡萄糖（1,4）-D-吡喃葡萄糖苷] （二）、三糖 自然界中广泛存在的三糖（trisaccharide）仅有棉籽糖（raffinose），主要存在于棉籽、 甜菜及大豆中，水解后产生 D-葡萄糖、D-果糖及 D-半乳糖。在蔗糖酶作用下，由棉籽糖 中分解出果糖而留下蜜二糖；在-半乳糖苷酶作用下，由棉籽糖中分解出半乳糖而留下蔗 糖。棉籽糖的分子结构如下： H OH O H CH2OH H H OH H O H H OH OH CH2 H OH OH H H O O CH2OH H OH H H OH HOH2C O (1) (1) 棉籽糖 (2) （三）、四糖 水苏糖（stachyose）是目前研究得比较清楚的四糖，存在于大豆、豌豆、洋扁豆和羽 扇豆种子内，由 2 个分子半乳糖、1 分子-葡萄糖及 1 个分子-果糖组成。结构如下： 三、植物的贮藏多糖和结构多糖 多糖(polysaccharides)是分子结构很复杂的碳水化合物，在植物体中占有很大部分。 多 糖可以分为两大类：一类是构成植物骨架结构的不溶性的多糖，如纤维素、半纤维素等， 是构成细胞壁的主要成分；另一类是贮藏的营养物质，如淀粉、菊糖等。 多糖是由许多单糖分子缩合而成的：由一种单糖分子缩合而成的如淀粉、糖原、纤维 素等；由二种单糖分子缩合而成的如半乳甘露糖胶、阿拉伯木糖胶等；由数种单糖及非糖 物质构成的如果胶物质等。 （一）、淀粉(starch) H OH O H CH2 H H OH H O H H OH OH CH2 H OH OH H H O CH2OH H OH H H OH HOH O 2C OH O H H H O OH CH2OH H OH O 水苏糖
淀粉几乎存在于所有绿色植物的多数组织中。是植物中最重要的贮藏多糖,是禾谷类 和豆科种子、马铃薯块茎和甘薯块根的主要成分,它是人类粮食及动物饲料的重要来源。 在植物体中,淀粉以淀粉粒状态存在,形状为球形、卵形,随植物种类不同而不同。即使 是同种作物,淀粉含量也因品种、气候、土壤等条件变化而有所不同ε 淀粉在酸和体内淀粉酶的作用下被降解,其最终水解产物为葡萄糖。这种降解过程是 逐步进行的 淀粉—→丶红色糊精—→≯无色糊精_→丶麦芽糖—丶葡萄糖 遇碘显(紫蓝色)(红色 (不显色)(不显色) 用热水溶解淀粉时,可溶的一部分为直链淀粉:另一部分不能溶解的为支链淀粉。 1.直链淀粉( amylose 直链淀粉溶于热水,遇碘液呈紫蓝色,在620~680nm间呈最大光吸收。相对分子质 量在10000~50000之间。每个直链淀粉分子只含有一个还原性端基和一个非还原性端基, 所以它是一条长而不分枝的链。直链淀粉是由1,4糖苷键连结的α-葡萄糖残基组成的,当 它被淀粉酶水解时,便产生大量的麦芽糖,所以直链淀粉是由许多重复的麦芽糖单位组成 的,分子结构如下 CH-OH CH,OH CH-OH CH,OH 直链淀粉 2.支链淀粉( amylopectin) 支链淀粉的相对分子质量非常之大,在50000~100000之间。端基分析表明,每 24~30个葡萄糖单位含有一个端基,因而它必定具有支链的结构,每条直链都是α-l,4键 连结的链,支链之间由-1,6键连结,可见支链淀粉分支点的葡萄糖残基不仅连接在C4 上,而且连接在C6上,α-1,6-糖苷键占5%~6%。支链淀粉的分支长度平均为24~30个 葡萄糖残基,遇碘显紫色或紫红色,在530~555m呈现最大光吸收。 CHIOH CHOH CHOH CH-OH 般淀粉都含有直链淀粉和支链淀粉。但在不同植物中,直链淀粉和支链淀粉所占的 比例不同,如表1-1。即使是同一作物,品种不同二者的比例也不同,如糯玉米中几乎不 含直链淀粉,全为支链淀粉
149 淀粉几乎存在于所有绿色植物的多数组织中。是植物中最重要的贮藏多糖，是禾谷类 和豆科种子、马铃薯块茎和甘薯块根的主要成分，它是人类粮食及动物饲料的重要来源。 在植物体中，淀粉以淀粉粒状态存在，形状为球形、卵形，随植物种类不同而不同。即使 是同种作物，淀粉含量也因品种、气候、土壤等条件变化而有所不同。 淀粉在酸和体内淀粉酶的作用下被降解，其最终水解产物为葡萄糖。这种降解过程是 逐步进行的： 淀粉—→红色糊精—→无色糊精—→麦芽糖—→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，可溶的一部分为直链淀粉；另一部分不能溶解的为支链淀粉。 1．直链淀粉（amylose） 直链淀粉溶于热水，遇碘液呈紫蓝色，在 620～680nm 间呈最大光吸收。相对分子质 量在 10 000～50 000 之间。每个直链淀粉分子只含有一个还原性端基和一个非还原性端基， 所以它是一条长而不分枝的链。直链淀粉是由 l，4 糖苷键连结的-葡萄糖残基组成的，当 它被淀粉酶水解时，便产生大量的麦芽糖，所以直链淀粉是由许多重复的麦芽糖单位组成 的，分子结构如下： O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O 直链淀粉 2．支链淀粉（amylopectin） 支链淀粉的相对分子质量非常之大，在 50 000～1 000 000 之间。端基分析表明，每 24～30 个葡萄糖单位含有一个端基，因而它必定具有支链的结构，每条直链都是-l，4 键 连结的链，支链之间由-l，6 键连结，可见支链淀粉分支点的葡萄糖残基不仅连接在 C4 上，而且连接在 C6上，-1，6-糖苷键占 5%～6%。支链淀粉的分支长度平均为 24～30 个 葡萄糖残基，遇碘显紫色或紫红色，在 530～555nm 呈现最大光吸收。 O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2 O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O O CH2OH O 一般淀粉都含有直链淀粉和支链淀粉。但在不同植物中，直链淀粉和支链淀粉所占的 比例不同，如表 1-1。即使是同一作物，品种不同二者的比例也不同，如糯玉米中几乎不 含直链淀粉，全为支链淀粉