淀粉、纖維素

1、淀粉、纖維素教學(xué)重點(diǎn)：淀粉和纖維素的化學(xué)性質(zhì)及用途。教學(xué)難點(diǎn)：淀粉和纖維素的水解反應(yīng)。教學(xué)方法：實(shí)驗及多媒體輔助教學(xué)。教學(xué)手段：通過實(shí)驗引導(dǎo)學(xué)生探究結(jié)構(gòu)（官能團(tuán)）與性質(zhì)的關(guān)系。教學(xué)思路：采用“性質(zhì)結(jié)構(gòu)”、“官能團(tuán)決定化合物特性”的模式。從實(shí)驗入手，來突出重點(diǎn)，用多媒體使學(xué)生易于理解，從而突破難點(diǎn)。引言我們?nèi)粘Ｉ钪惺秤玫牡矸酆屠w維素是否為同類化合物？淀粉和纖維素的分子式通式相同。(C6H10O5)n，它們是否為同系物或同分異構(gòu)體？通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們將解決這個問題。板書  第二節(jié)  淀粉  纖維素 一、淀粉，纖維素的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)分類淀粉纖維素異同點(diǎn)通

2、式(C6H10O5)n(C6H10O5)n不是同分異構(gòu)體（n不等結(jié)構(gòu)n值由幾百到幾千葡萄糖單元幾千個葡萄糖單元不是同系物（結(jié)構(gòu)不同相對分子質(zhì)量幾萬幾十萬幾十萬幾百萬都屬于天然高分子化合物存在植物光合作用的產(chǎn)物，種子或塊根，谷類中含淀粉較多大米80，小麥70構(gòu)成細(xì)胞壁的基礎(chǔ)物質(zhì)木材50，棉花9295存在方式不同物理性質(zhì)白色，無味，固態(tài)粉末，不溶于冷水，在熱水中發(fā)生糊化作用白色，無味，具有纖維狀固體，不溶于水，也不溶于一般有機(jī)溶劑  二、實(shí)驗探究1淀粉水解：(1)實(shí)驗用品：0.5g淀粉4mL20硫酸  氫氧化鈉溶液    銀氨溶液 

3、60; 碘水實(shí)驗1在試管1和試管2里各放入0.5g淀粉，在試管1里加入4mL 20的H2SO4溶液，在試管2里加入4mL 水，都加熱34min。用堿液中和試管1里H2SO4溶液，把一部分液體倒入試管3。在試管2和試管3里都加入碘溶液，觀察有沒有藍(lán)色出現(xiàn)。在試管1里加入銀氨溶液，稍加熱后，觀察試管內(nèi)壁上有無銀鏡出現(xiàn)。實(shí)驗現(xiàn)象與結(jié)論(2)實(shí)驗用品：0.5g淀粉 唾液新制氫氧化銅在試管中加入0.5g淀粉，加入少許唾液加熱，在水解液加入新制氫氧化銅，觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象：有紅色氧化亞銅沉淀生成。結(jié)論：說明淀粉在唾液淀粉酶的催化下水解。2纖維素水解實(shí)驗用品：棉花 濃硫酸 

4、0;  CuSO4溶液過量NaOH溶液實(shí)驗2把一小團(tuán)棉花放入試管中，加入幾滴90濃硫酸，用玻璃棒把棉花搗成糊狀。小火微熱，使之成為亮棕色溶液。稍冷，滴入3滴CuSO4溶液，并加入過量NaOH溶液使溶液中和至出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀。加熱煮沸，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：用紅色氧化亞銅沉淀生成。結(jié)論：纖維素已水解，最終產(chǎn)物也是葡萄糖。三、淀粉，纖維素的化學(xué)性質(zhì)及用途1淀粉的化學(xué)性質(zhì)及用途 （1） 遇碘單質(zhì)變藍(lán)導(dǎo)入最常用的鑒定淀粉的簡便方法，就是遇碘后變?yōu)樗{(lán)色。為什么？ 分析這是由于直鏈淀粉形成一個螺旋后，中間的隧道恰好可以裝入碘的分子形成一個藍(lán)色的絡(luò)合物。這個情形可用圖21-2來表示。  

5、（2）水解反應(yīng)：(C6H10O5)n n H2OnC6H12O6 (葡萄糖) 用途：用于制葡萄糖和酒精，也是人體的能源之一。2纖維素的化學(xué)性質(zhì)和用途課本實(shí)驗1、2（1）水解反應(yīng)：(C6H10O5)n n H2OnC6 H12O6(葡萄糖)（2）制人造絲：纖維素不溶于水，因此分子中雖有很多的羥基，但并無甜味。它可溶于 Schweitzer 溶液（硫酸銅在20的氨水溶液），分子中的羥基形成一個銅氨絡(luò)合物：     這個絡(luò)合物遇酸后即被分解、原來的纖維素又沉淀下來。人造絲 就是利用這個性質(zhì)制造的。 用途：紡織、造紙、制纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯等。拓展視野資料：甲殼素是

6、一種天然高分子化合物，是宇宙中唯一帶正電荷的動物纖維素，其學(xué)名為（1>4）2乙酰氨基葡萄糖，它的花名很多，甲殼質(zhì)、甲殼胺、幾丁聚糖、殼糖胺等多種名稱。人們最熟知的名稱是甲殼素（幾丁聚糖），它也就是被營養(yǎng)學(xué)家譽(yù)為“人體第六生命要素”的重要物質(zhì)。1、文明社會是甲殼質(zhì)、幾丁聚糖缺乏癥候群的時代 已有數(shù)年，因注重農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，以致于大量使用農(nóng)藥和化肥。但以前的人從不曾用過農(nóng)藥，只使用糞肥培育植物。 如不施用農(nóng)藥，植物就能充分吸收到甲殼質(zhì)幾丁聚糖。以前不管益蟲、害蟲，到處都有昆蟲類，而昆蟲一向喜歡停留在植物上面。植物大都能從其表面分泌出消化酶，一旦昆蟲停留在上面，雖然只有極微小的接觸，但接觸到植物

7、的部位（如腳部等），將為消化酶所溶化，其成分由植物吸收。 那些昆蟲表皮成分的三分之一是甲殼質(zhì)幾丁聚糖，植物就以這種方式吸收甲殼質(zhì)幾丁聚糖。植物憑著這些甲殼質(zhì)幾丁聚糖，使它們的細(xì)胞活性化而長得茁壯，同時也不怕蟲類。人類吃到這種植物，在不知不覺中吃進(jìn)植物所吸收的甲殼質(zhì)幾丁聚糖。這可以說是一種食物鏈。 那是的人們也許沒有感覺到，但是他們已經(jīng)攝取了足夠的甲殼質(zhì)幾丁聚糖。由于這些甲殼質(zhì)幾丁聚糖的作用，生理調(diào)節(jié)機(jī)能一直很好，因為細(xì)胞和免疫機(jī)能都被活性化了。由此不難知道，甲殼質(zhì)幾丁聚糖給人類帶來多大的好處。 比起往昔來，現(xiàn)在的醫(yī)療已經(jīng)發(fā)達(dá)了好幾倍，但許多慢性病的病人年紀(jì)卻越來越小。 甲殼素是甲殼質(zhì)（）和幾丁

8、聚糖（）的俗稱。幾丁聚糖是自然界中唯一帶正電荷的可食性動物纖維。醫(yī)學(xué)科學(xué)界將其譽(yù)為繼糖、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)（無機(jī)鹽）之后人體必須的第六生命要素。 甲殼素對人體的生理機(jī)能效應(yīng)主要依靠幾丁聚糖的作用來實(shí)現(xiàn)。 幾丁聚糖對于人體有五大功能： 、提高機(jī)體免疫機(jī)能。 、抑制老化，對抗自由基。 、預(yù)防疾病，殺滅、抑制病原微生物的作用。 、促進(jìn)傷口愈合、加強(qiáng)組織修復(fù)、提高臟器功能，加速疾病痊愈。 、調(diào)節(jié)人體的生理；改善體內(nèi)酸性環(huán)境，創(chuàng)造一個不易生病的體質(zhì)。 甲殼素的機(jī)能作用： 、抗病毒許多科學(xué)家已從多方面證實(shí)了甲殼素硫酸酯的抗病毒活性。 等證明氨基上含有的甲殼素衍生物對血液病毒有顯著抑制作用。年等發(fā)

9、現(xiàn)甲殼素硫磺化衍生物能抑制哺乳動物的病毒感染，特別是能抑制和治療艾滋病病毒感染，抑制其復(fù)制的為微克毫升，同時也能抑制勞舍氏白血病病毒和單純皰疹病毒。 、抗菌抗感染（祥情略、以下同） 、降脂、降壓和防治動脈硬化、心臟病。 、抗腫瘤 ）抑制非正常細(xì)胞生長、擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移 ）提高抗腫瘤藥物的療效 ）排除放射治療和抗癌藥物細(xì)胞毒物質(zhì) 、抗凝血 、保護(hù)肝臟 、降血糖 、強(qiáng)化人體免疫、活化淋巴細(xì)胞 、改善消化機(jī)能 、減少體內(nèi)重金屬的蓄積 減肥作用甲殼素的減肥作用，是指其本身所帶的正電離子與食物中帶負(fù)電的脂肪自動附著結(jié)合，阻斷脂肪分解酵素的作用，使得脂肪在腸內(nèi)不被吸收而直接排出體外。但不會和重要營養(yǎng)素的蛋白質(zhì)結(jié)

10、合，所以不會對人體造成危害。甲殼素不同于一般減肥食品的抑制食欲，或使人造成腹瀉來達(dá)成減肥效果。更甚者對于消化道還有改善代謝機(jī)能的功效。通常幾丁聚糖可吸收五倍的脂肪酸，已被廣泛應(yīng)用于瘦身健康食品上。甲殼素與殼聚糖作者：佚名 文章來源：本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊數(shù)：403 更新時間：2006-2-27 17:20:48 甲殼素(chitin)也叫甲殼質(zhì)、幾丁、幾丁質(zhì)、明角質(zhì)、殼多糖、殼蛋白、甲殼胺，1811年法國人HerriBracounof從菌類中提取出。甲殼素大量存在于低等動物尤其是節(jié)肢動物(如蝦、蟹和昆蟲)外殼之中，也存在于低等植物(如真菌、藻類)的細(xì)胞壁中。地球上存在的天然有機(jī)化合物中，數(shù)量最大的是纖

11、維素，其次就是甲殼素，自然界中每年生物合成的甲殼素遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它氨基多糖，是一種豐富的自然資源。據(jù)日本學(xué)者估計，從海洋生物甲殼動物中提取甲殼素，年產(chǎn)量可達(dá)10億t。甲殼素亦是地球上除蛋白質(zhì)外數(shù)量最大的含氮天然有機(jī)化合物。我國的蝦、蟹及貝類產(chǎn)量極大，食用后剩下大量甲殼廢棄物，即可作為生產(chǎn)甲殼素、殼聚糖的原料，又可以避免污染環(huán)境。 1 甲殼素、殼聚糖的性質(zhì)     甲殼素的化學(xué)名稱是(1，4)-2-乙酰胺基-2-脫氧-D葡萄糖，化學(xué)結(jié)構(gòu)是由2-乙酰胺基-2-脫氧-D-葡萄糖通過-1，4糖苷鍵形式連接而成的多糖，分子量在100萬以上，是唯一含氨基的均態(tài)多糖，結(jié)構(gòu)與纖維素極

12、為相似，是纖維素第二位上的羥基被酰胺基置換的產(chǎn)物。它是由生物合成再提取的天然產(chǎn)物，有良好的生物相容性，可被生物降解。甲殼素存在、 3種多晶型物，型最豐富、最穩(wěn)定，不易分解，不易熔化，也不溶于水、乙醇、乙醚、稀酸(但能溶于醋酸)、稀堿，可溶于無機(jī)酸，但同時主鏈發(fā)生降解。甲殼素與濃堿反應(yīng)生成殼聚糖。甲殼素是白色或灰白色、半透明、片狀固體，其不溶性限制了應(yīng)用范圍，所以大多加工成殼聚糖使用。     殼聚糖(chitosan)是由甲殼素經(jīng)濃堿水解脫乙?；笊傻漠a(chǎn)物，又稱脫乙酰甲殼質(zhì)、可溶性甲殼素、聚氨基葡萄糖，化學(xué)名稱是聚(1，4苷)-2-胺基-2-脫氧-D-葡萄糖。它

13、是白色或灰白色、略有珍珠光澤、半透明片狀固體。不溶于水和堿溶液，可溶于稀有機(jī)酸及部分無機(jī)酸，如鹽酸等，但不溶于冷的稀硫酸、稀硝酸、稀磷酸、草酸。殼聚糖溶液不能配制的太濃，對于中等粘度的殼聚糖也只能配制成百分濃度小于5的溶液，當(dāng)濃度太大時轉(zhuǎn)化為膠體，甚至形成溶脹物。殼聚糖作為溶液存放和使用時，須處于酸性環(huán)境中。由于其具有縮醛結(jié)構(gòu)，在酸性溶液中將發(fā)生殼聚糖降解，溶液粘度也隨之下降。加入乙醇、甲醇、丙酮等，可延緩殼聚糖溶液粘度降低，以乙醇的作用最明顯。殼聚糖甲酸溶液比殼聚糖乙酸溶液穩(wěn)定?？寡趸瘎┚S生素C對殼聚糖具有明顯的促進(jìn)降解作用。 2 甲殼素、殼聚糖的制備    

14、制備甲殼素的主要原料是水產(chǎn)加工廠廢棄的蝦殼和蟹殼。它們的成分中無機(jī)鹽(主要是碳酸和磷酸的鈣鹽)約占45，粗蛋白和脂肪占27，甲殼素約20(其中蝦殼里占2025，蟹殼里占1719)。 2.1 甲殼素的制備     將蝦、蟹殼洗凈干燥后，以5稀鹽酸于室溫浸泡2h，除去原料中的碳酸鈣；然后過濾、水洗至中性；再置于10的NaOH溶液中煮沸2h脫蛋白，然后過濾、水洗至中性，干燥即得甲殼素。 2.2 殼聚糖的制備     將甲殼素置于4550氫氧化鈉溶液中，在100110水解4h或用40的氫氧化鈉溶液，于84±1的烘箱中保溫17h，然后

15、過濾、水洗至中性、干燥即得殼聚糖。為加快脫乙酰反應(yīng)，可進(jìn)行間斷性水洗。 3 殼聚糖的脫乙酰度測定     甲殼素脫乙?；某潭龋簿褪菤ぞ厶侵凶杂砂被暮浚苯佑绊懙剿谙∷嶂械娜芙饽芰?、粘度、離子交換能力、絮凝性能和與氨基有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)能力，也是產(chǎn)品質(zhì)量的主要標(biāo)志之一。測定的方法很多，如酸堿滴定法、苦味酸法、膠體滴定法、銀量滴定法、電位滴定法等，本文只介紹最簡單的酸堿滴定法，該法不需特殊的儀器且重復(fù)性好。     準(zhǔn)確稱取約0.5g殼聚糖樣品放入20ml錐形瓶中(帶塞)，加入30ml 0.1moll HCI標(biāo)準(zhǔn)液，不停的緩緩搖動，

16、待殼聚糖完全溶解后加2滴甲基橙，用0.1m0ll NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定，記下NaOH的用量，根據(jù)反應(yīng)前后HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的改變即可算出樣品的脫乙酰度。 4 應(yīng)用     甲殼素是19世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的，直到20世紀(jì)70年代，在提倡資源再利用的形式下，才逐漸被人們所重視，20世紀(jì)80年代以來，國外對甲殼素的研究發(fā)展迅速，發(fā)現(xiàn)甲殼素在醫(yī)藥、化工、環(huán)保、食品等方面均有廣闊的應(yīng)用前景，但甲殼素、殼聚糖作為飼料添加劑方面的研究不多，國內(nèi)的研究更少。 4.1 對生產(chǎn)性能的影響     印度人發(fā)現(xiàn)甲殼素能促進(jìn)焙烤用小雞的生長。將0.5的甲殼素混入家禽飼料

17、中喂養(yǎng)家禽，不但可減少飼料消耗，而且比不加甲殼素飼料喂養(yǎng)的家禽增重12。美國學(xué)者研究表明，小雞吃含有干乳清加甲殼素的飼料比吃不加甲殼素的飼料增重明顯。日本人發(fā)現(xiàn)，殼聚糖與其衍生物可被小雞和牛消化；母雞連續(xù)1周吃含10鱗蝦殼的飼料后，其產(chǎn)蛋率比前周高8.8；類似地，蠶吃含1的甲殼素衍生物的飼料后，能提高產(chǎn)繭量5，而對蠶無任何不良影響。胡品虎、梁雙林(1994)報道，用添加1.5的稀土甲殼素鯉魚飼料飼喂僵鰻，8d后僵鰻活動能力明顯增強(qiáng)，食欲增加，20d后體色好轉(zhuǎn)。待僵鰻復(fù)蘇后連續(xù)使用稀土甲殼素，其日增長率與正常鰻基本相似，比對照池普遍提高3.25倍4.60倍；正常鰻魚攝食稀土甲殼素后，其生長速度明

18、顯提高，并且攝食稀土甲殼素的鰻魚體色有光澤、魚體表面的粘液較清晰，而對照池鰻魚則缺少光澤，體表粘液混濁，且有3左右病鰻；稀土甲殼素還能有效降低飼料系數(shù)，僵鰻和正常鰻的飼料系數(shù)降低69.28和26.47。顧振權(quán)、宋錦昌(1991、1992)在稀土甲殼素對生長肉豬的效應(yīng)研究中表明，在基礎(chǔ)飼料一致的情況下添加稀土甲殼素劑量為0.2、0.3、0.5和1，試驗組與對照組比較可提高日增重5.35。10.17，可節(jié)省飼料314.37，其中以添加0.5為佳。 4.2 殼聚糖對脂肪代謝的調(diào)控     雞的脂肪過多是一個國際性問題，肉雞85以上的體脂作為能源貯存于脂肪組織(如腹部脂肪、皮下脂肪、肌間脂肪等)，血液內(nèi)的脂肪和其它具有生理功能的脂肪最多占體重的2.5(Lcenstva，1986)。皮下脂肪在雞肉加工中要被剔除，因此，皮下脂肪和腹部脂肪的沉積都是浪費(fèi)。而脂肪是高能量物，因此肉雞大量沉積脂肪會導(dǎo)致飼料成本上升。     殼聚糖能降低試驗動物血脂和膽固醇(sugano等，1980)，由于其成分中的聚葡糖胺鏈帶有4價銨離子，因此具有較高的陰離子交換性能，而能粘合膽汁酸，阻止膽汁酸循環(huán)，降低脂肪吸收，從而減少體脂的沉積量。在日糧中添加甲殼素對脂肪表觀吸收率、血脂濃度或腹脂量沒有影響，但是添加殼聚糖減少了腹脂吸收率和腹脂