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文檔簡介
第三章 糖類化合物 Carbohydrates①糖類化合物主要由 C、H、O三種元素構(gòu)成②分子通式 formula:Cn(H2O)n H-C-OH←碳水化合物③糖類化合物包含: 單糖、單糖衍生物、單糖聚合物(寡糖、多糖) 、聯(lián)合糖④糖類的主要生物功能⑴糖是生物體主要的能源物質(zhì)⑵糖是生物體合成其余化合物的基本碳源⑶糖能夠作為生物體的構(gòu)造物質(zhì)⑷聯(lián)合糖擁有細(xì)胞辨別、免疫、信號傳導(dǎo)等生理活性功能第一節(jié) 單糖的構(gòu)造和性質(zhì) theStructuresandCharacteristicsofMonosaccharides①定義:單糖是多羥基醛 polyhydroxylaldehyde 或多羥基酮 polyhydroxylketone。②特色:⑴ 單糖不可以被水解成更簡單的糖;⑵單糖是結(jié)晶形固體,能溶于水,擁有甜味;⑶自然界中存在最多、最廣泛的單糖為己糖和戊糖。※己糖分子式為 C6H12O6,重要的己糖有葡萄糖、果糖等;※戊糖分子式為 C5H10O5,重要的戊糖有核糖。一、單糖的分子構(gòu)造 MolecularStructure1、單糖的分類 Classification⑴依據(jù)單糖上功能基團的性質(zhì)功能基團為醛基→ 醛糖aldose H-CO-(CHOH)n-2-CH2OH功能基團為酮基→ 酮糖ketose CH2OH-CO-(CHOH)n-3-CH2OH醛糖 Aldoses:haveanaldehydegroupatoneend.如:D-glu酮糖Ketoses:haveaketonegroupusuallyatC2.如:D-fru⑵依據(jù)單糖中碳原子的數(shù)量: 丙糖、 丁糖、 戊糖、 己糖、 庚糖triose tetrose pentose hexose heptose
OCH C OHHO C HH C OHH C OHCH2OHD-glucose
CH2OHC OHO C HH C OHH C OHCH2OH-fructose⑶依據(jù)功能基團和碳原子數(shù)量:己醛糖aldohexose、戊酮糖ketopentose2、單糖的構(gòu)造(能夠用以下幾個層次表示:)CHO鏈?zhǔn)健_鏈構(gòu)造對應(yīng):構(gòu)型因由:最遠(yuǎn)端C*HCOH因由:半縮醛C*環(huán)狀—環(huán)狀構(gòu)造對應(yīng):異頭物CH2OH環(huán)狀透視式對應(yīng):吡喃、呋喃型D-glyceraldehyde構(gòu)象式對應(yīng):椅式、船式⑴單糖的開鏈構(gòu)造及構(gòu)型theopen-chainstructureandconfigurationCHO1)單糖的開鏈構(gòu)造及不對稱碳原子asymmetriccarbonatomHCOH單糖的不對稱碳原子asymmetriccarbonatomofmonosaccharidesCH2OHD-glyceraldehyde2)單糖的立體異構(gòu)體 Stereoisomers①原由:單糖分子中含有不對稱碳原子 C*②結(jié)果:→單糖是手性分子 chiralmolecule→單糖擁有立體異構(gòu)體 stereoisomersm
CHOHO C HCH2OHL-glyceraldehydeCHOHO C HCH2OHL-glyceraldehyde差向異構(gòu)體(epimers):葡萄糖與甘露糖、葡萄糖與半乳糖,僅一個不對稱C原子構(gòu)型有所不一樣,這種非對映體異構(gòu)物稱為差向異構(gòu)體3)單糖的構(gòu)型 Configuration①構(gòu)型:是手性分子因為不對稱碳原子上各原子或原子團的空間排布關(guān)系所形成的立體化學(xué)構(gòu)造形式。②單糖的構(gòu)型一般以甘油醛作為標(biāo)準(zhǔn)③單糖分子中最遠(yuǎn)端 C*上羥基的方向決定單糖的構(gòu)型羥基在右側(cè)者為 D-型;羥基在左側(cè)者為 L-型.④某個單糖的 D-型與L-型為一對鏡像異構(gòu)體⑤當(dāng)手性分子從一種構(gòu)型變?yōu)榱硪环N構(gòu)型時,需要經(jīng)過共價鍵的斷裂與重生形成4)單糖的旋光異構(gòu)體 opticalisomers①旋光異構(gòu)現(xiàn)象: 凡能使“平面偏振光”發(fā)生旋轉(zhuǎn)的物質(zhì),稱為旋光活性物質(zhì),此現(xiàn)象稱為旋光異構(gòu)現(xiàn)象。②旋光異構(gòu)體即立體異構(gòu)體,旋光方向由各 C*構(gòu)型決定。③產(chǎn)生原由:一種化合物的 D-型和L-型異構(gòu)體的旋光方向不一樣→旋光異構(gòu)體右旋+:使偏振光 polarizedlight平面發(fā)生順時針方向偏轉(zhuǎn)左旋-:使偏振光平面發(fā)生逆時針方向偏轉(zhuǎn)D-、L-型與+、-型沒有聯(lián)系3.單糖的環(huán)狀構(gòu)造 ------Fischer 投影式1)單糖的環(huán)狀構(gòu)造 RingStructures①產(chǎn)生原由:單糖的醛基、酮基與分子內(nèi)的羥基形成環(huán)狀半縮醛
/半縮酮構(gòu)造
hemiacetal/hemiketalHemiacetal&hemiketalformationAnaldehydecanreactwithanalcoholtoformahemiacetal.Aketonecanreactwithanalcoholtoformahemiketal.H
HC O
+
R'
OH
R'
O C
OHR
Raldehyde
alcohol
hemiacetalR
RC O
+
"R
OH
"R
O C
OHR'
R'ketone
alcohol
hemiketal2)α-、β-型異頭物 anomers①產(chǎn)生原由:單糖形成環(huán)狀半縮醛 /半縮酮構(gòu)造②結(jié)果:→羰基碳原子變?yōu)椴粚ΨQ碳原子 ----異頭碳原子→產(chǎn)生兩種差向異構(gòu)體 ——異頭物 anomer③產(chǎn)物:α-型異頭物:異頭碳羥基與 Cn-1*-OH在同側(cè)β-型異頭物:異頭碳羥基與 Cn-1*-OH在相反側(cè)3)單糖的變旋現(xiàn)象 mutarotation
anomericC1①產(chǎn)生原由:在溶液中α-型與β-型可經(jīng)過開鏈構(gòu)造互相轉(zhuǎn)變→表現(xiàn)出變旋現(xiàn)象4)吡喃糖 pyranose和呋喃糖 furanose4.單糖的環(huán)狀透視式1)單糖的δ-氧環(huán)式Hexoses and pentoses can cyclize asthealdehydeorketonereactswithadistalOH.2)單糖的哈沃斯式構(gòu)造 HaworthProjections①葡萄糖分子環(huán)狀構(gòu)造學(xué)說 1893年由Fischer正式提出②1926年Haworth提出用透視式表達(dá)糖的環(huán)狀構(gòu)造③透視式中省略了構(gòu)成環(huán)的碳原子,原向右的羥基處于平面下,向左羥基處于平面上;透視式中,D、L和α、β確實定分別是以 C5上羥甲基和 C1半縮醛羥基在含氧環(huán)上的排布而確立的。④ 舉例:葡萄糖的哈沃斯式構(gòu)造 1CHOH C OH2解析:Glucoseformsanintra-molecularhemiacetal,astheC1aldehyde&C5OHreact,toforma6-memberpyranosering,namedafterpyran.-D-吡喃葡萄糖:α-D-glucopyranoseβ-D-吡喃葡萄糖: β-D-glucopyranose
HOCHD-glucose3(linearform)HCOH4HCOH5CH2OH66CH2OH6CH2OHH5OHH5OOHHH4H14H1OHOHOH32OHOH32HHOHHOH果糖的哈沃斯式構(gòu)造分析:Fructoseformseither:a6-memberpyranosering,byreactionoftheC2ketogroupwiththeOHonC6,a5-memberfuranosering,byreactionoftheC2ketogroupwiththeOHonC5.
-D-glucose-D-glucose1CH2OH2COHO3CH2C6O1CH2OHHOHH4COH5HHO2H5COHH43OHCH2OHOHH6D-fructose(linear)-D-fructofuranose5.單糖的構(gòu)象式 Conformationchairorboatconfirguration※構(gòu)象:指一個分子中,共價鍵構(gòu)造不變,僅由單鍵四周的原子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空間排布。吡喃型己糖與環(huán)己烷相像,主要以椅式構(gòu)象存在。二、單糖的性質(zhì)1.物理性質(zhì)①溶解度:單糖易溶于水,不溶于多半有機溶劑②甜度:單糖甜度各不同樣③旋光度和比旋光度⑴單糖分子有不對稱碳原子→ 其溶液擁有旋光性⑵旋光性:某物質(zhì)使偏振光平面發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)⑶經(jīng)過電氣石棱鏡的光為偏振光,可用旋光儀檢查偏振光。⑷比旋光度[α]Dt=α×100/L×c,在必定條件下是常數(shù)⑸跟據(jù)比旋光度可鑒識糖的純度或計算糖液的濃度。2.化學(xué)性質(zhì)1)氧化反響(復(fù)原性)A、醛糖的三種氧化方式(見右圖)B、酮糖的氧化方式弱氧化劑溴水不可以使酮糖氧化,由此可劃分醛糖、酮糖強氧化劑使酮糖在羰基處斷裂,生成兩種酸 (見右圖)C、復(fù)原糖在堿性條件下的氧化復(fù)原反響①特色:單糖分子中含有醛基或酮基,擁有復(fù)原性,所以是復(fù)原糖。復(fù)原糖在堿性溶液中的氧化復(fù)原反響常被用作糖類定性及定量的依照,如菲林反響和本尼迪克特反響。②原理:在堿性條件下,復(fù)原糖的醛基或酮基可轉(zhuǎn)變?yōu)樘貏e活躍的烯醇式構(gòu)造,具復(fù)原性,能使金屬離子復(fù)原,自己則被氧化成糖酸及其余產(chǎn)物。③構(gòu)成:Benedict試劑由CuSO4和Na2CO3+檸檬酸構(gòu)成斐林Fehling試劑由CuSO4和NaOH+酒石酸鉀鈉構(gòu)成2)復(fù)原反響單糖分子的游離羰基被復(fù)原后生成糖醇 ------多羥基醇3)堿性條件下的異構(gòu)反響在弱堿或酶作用下,葡萄糖、果糖和甘露糖可經(jīng)過烯二醇中間產(chǎn)物互相轉(zhuǎn)變。4)強酸性條件下的脫水作用 :在強酸作用下,單糖受熱脫水生成糠醛或糠醛衍生物, 這種物質(zhì)可與某些酚類作用生成有色縮合物,所以可用于糖的定性、定量。5)酯化反響及成醚反響單糖的醇羥基和半縮醛羥基可與酸形成酯。單糖的磷酸酯是重要的代謝物質(zhì)。單糖的硫酸酯在結(jié)締組織的蛋白聚糖中含量豐富。單糖的醇羥基和半縮醛羥基在甲基亞磺酰甲基鈉 SMSM存在下可與碘甲烷形成甲醚衍生物。6)糖苷形成反響A、-C-O-糖苷鍵:⑴形成:半縮醛羥基與醇或酚的羥基脫水縮合生成的縮醛化合物為糖苷, 重生成的-C-O-氧橋鍵為-C-O-糖苷鍵。⑵種類:糖苷有α與β兩種。糖苷酶對α -或β-糖苷的作用是有選擇性的。⑶實例:寡糖、多糖都是單糖之間經(jīng)過各樣α -或β-吡喃-或呋喃-糖苷鍵連結(jié)而成的糖鏈。⑷總結(jié):縮醛穩(wěn)固,不擁有復(fù)原性;半縮醛不穩(wěn)固,擁有復(fù)原性。B、-C-N<糖苷鍵⑴形成:半縮醛羥基可與亞氨基 HN<縮合生成-C-N<糖苷鍵,-C-N<糖苷鍵主要存在于核苷及核苷酸中。7)成脎反響⑴形成:加熱下,糖的第1、2位碳原子與三分子苯肼作用生成糖脎,而三、四、五、六位碳原子的構(gòu)型保持不變⑵特色:不一樣的糖脎擁有特異的晶型和熔點 ,可據(jù)此對糖進(jìn)行定性 ,可是僅C1、C2位有區(qū)其余糖的糖脎是同樣的⑶應(yīng)用:成脎也是測定構(gòu)型的一個重要反響。⑷反響式:三、重要的單糖⑴己糖:己醛糖: D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖;己酮糖:D-果糖、L-山梨糖;⑵戊糖:戊醛糖: D-核糖、D-2-脫氧核糖、D-木糖、L-阿拉伯糖;戊酮糖:D-核酮糖、D-木酮糖;⑶丁糖:D-赤蘚糖、D-赤蘚酮糖;⑷丙糖:D-甘油醛、二羥基丙酮。⑸要點掌握的單糖: D-葡萄糖Glucose、D-果糖Fructose、D-甘露糖MannoseD-半乳糖Galactose、L-山梨糖Sorbose6.戊糖Pentose四種重要的戊糖阿拉伯糖是半纖維素、樹膠的構(gòu)成成分;木糖是半纖維素及木聚糖的構(gòu)成成分;核糖是核糖核酸 (RNA)的構(gòu)成成分;脫氧核糖是脫氧核糖核酸 (DNA)的構(gòu)成成分。7.丁糖Tetrose和丙糖Triose※D-赤蘚糖的4-磷酸酯是戊糖磷酸門路和光合作用固定CO2的Calvin循環(huán)的重要中間物?!鵇-甘油醛和二羥丙酮的磷酸酯是糖酵解門路的重要中間物。四、單糖衍生物SugarDerivatives1.單糖磷酸酯SugarPhosphateester※功能:單糖磷酸酯是好多代謝門路中的主要參加者;※種類:3-磷酸甘油醛、1,6-二磷酸果糖、5-磷酸核糖、7-磷酸景天庚酮糖、腺苷一磷酸等※存在:單糖磷酸酯的酸性強于正磷酸,在細(xì)胞內(nèi)以一價陰離子和二價陰離子的混淆物存在。2.糖酸SugarAcidsCOOHCHO※內(nèi)酯:醛糖酸和糖醛酸都可形成穩(wěn)固的分子內(nèi)的酯,即內(nèi)酯。HCOHHCOH※醛糖酸的衍生物:是一些代謝門路的中間物或活性物HOCHHOCH如6-磷酸葡糖酸及其δ-內(nèi)酯、抗壞血酸等。HCOHHCOHHCOHHCOH※存在:D-葡糖醛酸和L-艾杜糖醛酸在結(jié)締組織中含量豐富。CH2OHCOOH※功能:在肝細(xì)胞中,葡糖醛酸能夠幫助肝臟解毒。D-gluconicacidD-glucuronicacid3.氨基糖aminosugars※形成:氨基糖即單糖的羥基hydroxyl被氨基aminogroup代替,氨基糖常常被乙?;痑cetylated?!嬖冢喊被菑V泛存在于聯(lián)合糖中,如作為糖蛋白寡糖鏈的尾端殘基。4.脫氧糖DeoxySugarCH2OH※脫氧糖即單糖的-OH被-H代替。HCOH※L-巖藻糖(6-脫氧-L-半乳糖)常見于糖蛋白中。HCOH※2-脫氧核糖是DNA的戊糖組分。HCOH5、糖醇SugarAlcoholCH2OH※主要有山梨醇、D-甘露醇、半乳糖醇、核糖醇ribitol、木糖醇、肌醇。D-ribitol※核糖醇參加核黃素/維生素B2的構(gòu)成。第二節(jié) 寡糖Oligosaccharides①定義:寡糖是由幾個單糖分子以α -或β-糖苷鍵聯(lián)合而成的。寡糖在水解后產(chǎn)生幾個分子的單糖。②分類:依照水解后所產(chǎn)生的單糖分子數(shù)量,寡糖可分為雙糖、三糖等。此中雙糖最重要。③特色:寡糖和單糖的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)很相像:寡糖都是結(jié)晶固體,易溶于水,擁有甜味;好多的寡糖都可被費林試劑氧化。一、寡糖的構(gòu)造和性質(zhì)⑴寡糖的構(gòu)造包含四個方面①參加構(gòu)成的單糖單位②參加成鍵(糖苷鍵)的碳原子地點③參加成鍵的每一異頭碳羥基的構(gòu)型(異頭定向)④單糖單位的序次⑵寡糖的分子尾端: 復(fù)原端(游離的異頭碳)、非復(fù)原端⑶寡糖的復(fù)原性: 復(fù)原糖、非復(fù)原糖二、常有的雙糖 Disaccharides:雙糖是由兩個單糖分子以α -或β-糖苷鍵聯(lián)合而成的。要點掌握的雙糖: 蔗糖 Sucrose、麥芽糖 Maltose、異麥芽糖 Isomaltose、纖維二糖、乳糖 Lactose、三、三糖Trisaccharides:棉子糖Raffinose四、其余寡糖第三節(jié) 多糖Polysaccharides①定義:多糖是由很多單糖經(jīng)糖苷鍵連結(jié)而成的高分子化合物。②散布:多糖的散布很廣,種類好多,它一般作為儲藏能量的物質(zhì)和構(gòu)造物質(zhì)。③特色:多糖溶解于水后常成為膠狀溶液 (纖維素不溶于水 )←多糖又被稱為糖膠。多糖無甜味,也無復(fù)原性。④多糖的分類⑴依據(jù)糖基的構(gòu)成狀況,多糖可分為:※同多糖homopoly-:僅由一種單糖構(gòu)成,如淀粉、糖原等;※雜多糖heteropoly-:由多種單糖構(gòu)成,假如膠、木聚糖等。⑵依據(jù)多糖有無分支(糖苷鍵的種類) ,可分為:※直鏈多糖:僅有一種糖苷鍵,如纖維素、直鏈淀粉等;※支鏈多糖:有幾種糖苷鍵,如糖原、支鏈淀粉等。⑶依據(jù)多糖的生物功能,可分為:※儲存或貯能多糖 /營養(yǎng)多糖:如糖原、直鏈淀粉等;※構(gòu)造多糖:如纖維素、殼多糖等。⑷依據(jù)多糖的化學(xué)構(gòu)成,可分為:※己糖膠:葡萄糖膠(多縮葡萄糖):如淀粉,糖元,纖維素;半乳糖膠(多縮半乳糖):如瓊脂;果糖膠(多縮果糖):如菊糖;甘露糖膠(多縮甘露糖):如半纖維素?!焯悄z:阿拉伯糖膠←為很多樹膠的成分;木糖膠:存在于各樣植物的莖桿內(nèi)。阿拉伯糖膠、木糖膠也是半纖維素的成分之一。※混淆多糖:由兩種或多種單糖構(gòu)成,假如膠。一、淀粉Starch※功能:淀粉是植物體中最重要的儲能多糖?!浚喊l(fā)酵工業(yè)常用原料的淀粉含量 (以干物的%計算 ):大麥:約55~65%,大米:達(dá) 90%,玉米:60~70%?!猱a(chǎn)物:淀粉水解后的產(chǎn)物是葡萄糖,分子式為 (C6H10O5)n。1.淀粉的構(gòu)造1)淀粉粒 starchgranules①存在:淀粉在植物體內(nèi)以顆粒狀態(tài)存在。②形狀與大?。?每一種作物淀粉顆粒的形狀、大小不一樣大麥淀粉顆粒:卵形,10~35μ;大米淀粉顆粒:多角形,3~9μ;玉米淀粉顆粒:4~26μ③溶解性:淀粉顆粒不溶于水,比重高達(dá)1.5左右,在水中可產(chǎn)生積淀?!捎纱酥苽涓鳂拥矸邰鼙举|(zhì):淀粉粒為半晶質(zhì),由大批淀粉分子以氫鍵相連結(jié):晶區(qū):分子間氫鍵許多,構(gòu)造特別密切的地區(qū);非晶區(qū):分子間氫鍵少,聯(lián)合較松散的地區(qū)。2)直鏈淀粉 amylose的構(gòu)造①形成:直鏈淀粉是由α -D-葡萄糖經(jīng)α-1,4-糖苷鍵脫水縮合而成的線性大分子,易溶于水。②直鏈淀粉的復(fù)原性尾端: 擁有游離半縮醛羥基的一端,直鏈淀粉的非復(fù)原性尾端: 無半縮醛羥基的一端。③直鏈淀粉的構(gòu)象(見右圖)⑴為左手螺旋;⑵每個螺旋圈由 6個椅式吡喃葡萄糖構(gòu)成;⑶裸線圈直徑 1.4nm,螺距0.8nm;⑷殘基上的游離羥基大多位于螺旋圈內(nèi)側(cè)。3)支鏈淀粉 amylopectin 的構(gòu)造①支鏈淀粉的主鏈: 由α-D-葡萄糖經(jīng)α-1,4-糖苷鍵脫水縮合而成;②支鏈(長約 24~30個殘基):由α-1,6-葡萄糖苷鍵連結(jié)到主鏈上,每個分支點間隔約③支鏈淀粉有一個復(fù)原性尾端(主鏈) ;有n+1個非復(fù)原性尾端。
8~9個殘基。4)直鏈淀粉和支鏈淀粉的大小※直鏈淀粉的分子大小為 240~3800個葡萄糖單位;※支鏈淀粉的分子大小以及分支程度不一樣:支鏈淀粉中每隔 8~9個葡萄糖單位有一個分支;均勻每個分支的長度約為 20~30個葡萄糖單位;一個支鏈淀粉分子中有幾十個到幾百個分支;支鏈淀粉分子大小為 1000~37000個葡萄糖單位。5)淀粉顆粒中直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量※各樣植物的淀粉顆粒中含有直鏈淀粉和支鏈淀粉的比率是不一樣的※直鏈淀粉在溫水中易溶,粘度不大;支鏈淀粉需加熱后才溶解,粘度大。2.淀粉的糊化和老化
1)淀粉的糊化 Gelatinization①定義:淀粉的糊化是指將淀粉的乳濁液加熱,淀粉粒會吸水溶脹,至必定溫度時,體積膨脹幾十倍,淀粉粒解體,淀粉分子均勻分別成粘性很大的膠體溶液的過程。②糊化過程的本質(zhì): 是淀粉粒的溶脹和水合過程。 (淀粉分子由有序結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)闊o序狀態(tài)。 )③性質(zhì):淀粉顆粒糊化后,更易被淀粉酶水解。④糊化溫度:使淀粉發(fā)生糊化的溫度。 淀粉酶可使糊化溫度降低。表示:糊化溫度有一個范圍,以糊化開始及達(dá)成的溫度表示。大米淀粉:65~73℃;玉米淀粉:64~71℃;大麥淀粉:75~80℃。2)淀粉的老化 Ageing/退行Retrogradation①定義:淀粉的老化是指糊化淀粉溶液經(jīng)遲緩冷卻,會變污濁,甚至產(chǎn)生凝固積淀的現(xiàn)象。②發(fā)生老化作用的原由 :糊化作用的逆轉(zhuǎn) ---由無序直鏈淀粉分子向有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變,部分恢復(fù)結(jié)晶性狀。③影響要素:老化作用受溫度、濃度等要素的影響。⑴>60℃或<-20℃不易老化;常溫下易老化; 2~4℃最易老化。⑵水分含量在 30%~60%易老化;>65%或<10%不易老化。⑶淀粉的老化性能與其所含的直鏈淀粉的比率相關(guān),直鏈淀粉含量高者易老化。3.淀粉的重要化學(xué)反響1)碘呈色反響①目的:碘呈色反響用于淀粉的定性及指示淀粉水解程度。②必需條件:多糖鏈的螺旋構(gòu)造是碘呈色反響的必需條件。③本質(zhì):碘進(jìn)入螺旋圈( 6Glc)內(nèi),形成淀粉-碘絡(luò)合物,體現(xiàn)顏色④碘呈色反響的顏色與葡萄糖糖鏈的長度相關(guān)。糖鏈聚合度 顏色 舉例>60Glc 藍(lán)色 淀粉、藍(lán)色糊精20~60Glc 紫色 紫色糊精6~20Glc 紅色 紅色糊精<6Glc 不顯色 極限糊精、寡糖、單糖支鏈 紫紅色 支鏈淀粉2)水解反響①定義:淀粉的水解反響: 酸或酶能使淀粉水解,最平生成葡萄糖的反響。②淀粉水解產(chǎn)物分類: 不完整水解產(chǎn)物: 糊精、寡糖、麥芽糖等完整水解產(chǎn)物: 葡萄糖③糊精是淀粉從輕度水解直到變?yōu)楣烟侵g各樣不一樣分子量中間產(chǎn)物的總稱。糊精不溶于酒精?!捎镁凭e淀來查驗糊精的存在。④不一樣大小的糊精與碘顯色不一樣。由大到小,挨次為:蘭色→藍(lán)紫色→紫色→紅色→橙色→無色←由碘呈色反響認(rèn)識淀粉水解程度。
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碘色)。二、糖原glycogen①存在:糖原是微生物菌體內(nèi)及人體和動物肝臟、肌肉中儲存的一種營養(yǎng)性多糖。②糖原的化學(xué)構(gòu)造: 與支鏈淀粉相像,但分支程度更高。⑴均勻每隔 3~4個葡萄糖單位有一個分支;⑵每個分支的均勻長度約為 6~7個葡萄糖單位;⑶分子大小與支鏈淀粉周邊,分子量約在幾百萬上下。⑷因為糖原的分支比較短,所以遇碘液呈紅色。③磷酸化酶負(fù)責(zé)動員糖原產(chǎn)生葡萄糖以供代謝急需。三、纖維素 Cellulose纖維素形成:纖維素是由β-D-葡萄糖經(jīng)β-1,4-糖苷鍵聯(lián)合而成的線形均質(zhì)多糖,無螺旋構(gòu)象,也無分支構(gòu)造。②分子量:纖維素的分子量可達(dá)幾十萬甚至幾百萬。③存在:纖維素是構(gòu)成植物體骨架的構(gòu)造多糖。④植物纖維素的構(gòu)造層次⑴ 10個纖維素分子平行擺列→小束 ⑵幾十個小束→小纖維;⑶n個小纖維→植物纖維 ⑷植物纖維與半纖維素 ,木質(zhì)素等→天然植物纖維⑤性質(zhì):纖維素不溶于水,無復(fù)原性,與碘也不起呈色反響。纖維素酶能使纖維素分解,但其根源有限。高溫、高壓下,纖維素也可被酸水解。2.改性纖維素 ModifiedCellulose①改性纖維素: 將纖維素進(jìn)行化學(xué)修飾,獲得的擁有特別理化性能的纖維素的衍生物。②應(yīng)用:作為色譜用的惰性支持物,這是因為它一方面對水有很強的親和力,另一方面它又擁有化學(xué)穩(wěn)固性。③離子互換纖維素 陰離子互換纖維素: DEAE-纖維素,EAE-纖維素;陽離子互換纖維素: 羧甲基纖維素,醋酸纖維素,磺酸纖維素 .四、果膠物質(zhì) PecticSubstance⑴⑵⑶ ⑷⑸1.果膠質(zhì)的分子構(gòu)造①定義:果膠物質(zhì)是原果膠 protopectin、果膠pectin、果膠酸pecticacid等幾種物質(zhì)的總稱。②構(gòu)成:③果膠的相對分子量: 多為25000~50000(即150~300個殘基)。④※PGA是D-半乳糖醛酸經(jīng)α -1,4-糖苷鍵聯(lián)合成的長鏈分子 ;※聚甲氧基半乳糖醛酸是 PGA的甲醇化產(chǎn)物;※原果膠是果膠質(zhì)與纖維素 /半纖維素聯(lián)合的水不溶性物質(zhì)?!蒙接笾圃彀拙萍熬凭珪r,成品會含有少許的甲醇。2.果膠質(zhì)的性質(zhì)1)溶解性※因為果膠酸為酸性, 其游離羧基的 pKa為4.5左右,中性條件下它帶有好多陰離子, 遇多價陽離子易凝集積淀?!z質(zhì)易溶于水,且溶液粘度大。※果膠物質(zhì)不溶于酒精,所以在制造果酒時易產(chǎn)生污濁。2)水解作用※果膠酯酶 pectinesterase或高溫高壓: 果膠的甲氧基被水解產(chǎn)生無黏性的果膠酸以及甲醇;※果膠酶pectinase/聚半乳糖醛酸酶 polygalacturonase 或稀酸:果膠分子的α -1,4-糖苷鍵斷裂。3)膠凝性質(zhì)※果膠是親水膠體,在適合條件下可形成凝膠?!l(fā)生膠凝作用的條件:⑴高甲氧基果膠: 果膠濃度 0.3~0.7%以上,pH2.0~3.5,蔗糖濃度 60~65%以上。⑵低甲氧基果膠: 果膠濃度 0.3~0.7%以上,pH2.0~3.5,蔗糖濃度 60~65%以上,Ca2+、Mg2+等作交聯(lián)劑。⑶形成凝膠的體制: 糖使高度水化的果膠脫水,酸除去果膠分子的負(fù)電荷。五、殼多糖 Chitin①定義:殼多糖也稱幾丁質(zhì) ,是N-乙酰-β-D-葡糖胺的同聚物,分子量達(dá)數(shù)百萬,其構(gòu)造與纖維素的構(gòu)造極其相像②存在:殼多糖主要作為無脊椎動物外骨骼中的主要構(gòu)造物質(zhì),它是礦化的基質(zhì)。③應(yīng)用:殼多糖去乙酰化后形成脫乙酰殼多糖 (Chitosan),脫乙酰殼多糖作為無毒的陽離子多聚物, 應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品等多種行業(yè)中。六、菊糖/菊粉Inulin①本質(zhì):菊糖是一種果糖膠,它是某些植物的營養(yǎng)性多糖。②形成:菊糖由31/28~30個果糖以β-2,1糖苷鍵聯(lián)合而成,在尾端還有一個葡萄糖殘基以蔗糖型連鍵與之相連。③性質(zhì):※菊糖是一種白色無味的粉末,不溶于水,在熱水中能溶解,冷卻后又能積淀,與碘不起呈色反響。※菊糖能被稀酸以及一些霉菌和酵母菌的菊糖酶 inulase水解成就糖。④應(yīng)用:發(fā)酵工業(yè)上可利用野生植物菊芋來制造酒精。七、半纖維素 Hemicellulose①定義:半纖維素是堿溶性的植物細(xì)胞壁多糖,即除掉果膠物質(zhì)的殘留物中能被 15%NaOH提取的多糖。②大小:半纖維素的分子大小為 50~400個殘基,大多有側(cè)鏈。③構(gòu)成:半纖維素是木聚糖 xylan、葡甘露聚糖 glucomannan、半乳葡甘露聚糖 galactoglucomannan木葡聚糖 xyloglucan、愈創(chuàng)葡聚糖 callose等的總稱。④功能:半纖維素主要作為植物的構(gòu)造多糖,也可作為營養(yǎng)多糖。⑤性質(zhì)及應(yīng)用: 半纖維素能被酸或酶水解 ,生成己糖及戊糖 ,己糖可用于發(fā)酵制造酒精;戊糖可用于制造飼料酵母 .八、海藻膠1.瓊脂①存在:瓊脂agar是石花菜屬藻類中的多糖。②性質(zhì):瓊脂溶于熱水,溫度降至 35~50℃可形成凝膠。③構(gòu)成:④應(yīng)用:※瓊脂可作為微生物培育基的固定支持物或作為生化中的固定化包埋資料?!傊强勺鳛樯謩e剖析中的凝膠資料, 如珠狀瓊脂糖凝膠 Sephorose2B,4B,6B,DEAE-Sephorose2.角叉菜膠/卡拉膠carrageenan①存在:角叉菜膠是紅藻 -鹿角藻的多糖。②形成:角叉菜膠是β-D-Gal-β-1,4-α-3,6-脫水-D-Gal的二糖單位重復(fù)聚合而成的線形分子。③性質(zhì):角叉菜膠也是熱可逆性凝膠 ,可作為生物固定化技術(shù)的包埋資料 ,并可作為乳品的優(yōu)秀穩(wěn)固劑及脂肪代用品3.褐藻膠/藻酸alginicacid①存在:褐藻膠是昆布屬、巨藻屬藻類的多糖。②形成:褐藻膠是由 D-甘露糖醛酸以β -1,4-糖苷鍵連結(jié)而成的線形多糖,常以褐藻酸鈉形式存在。③應(yīng)用:褐藻膠是生物固定化技術(shù)常用的包埋資料之一。九、微生物多糖1.葡聚糖----右旋糖酐 Dextran①生成:葡聚糖由腸膜狀明串珠球菌利用蔗糖發(fā)酵而成。②方程式:在右旋糖酐蔗糖酶作用下, n蔗糖→(葡萄糖) n+n果糖。③葡聚糖是均質(zhì)多糖:主鏈(95%):葡萄糖經(jīng)α-1,6-糖苷鍵連結(jié)而成;側(cè)鏈:多以α-1,3-(少以α-1,2-或α-1,4-)鍵連結(jié)到主鏈上 .④應(yīng)用:※葡聚糖在食品工業(yè)中可作為穩(wěn)固劑、增稠劑等;※分子量5~10萬的葡聚糖可作為血漿代用品;4萬以上的葡聚糖可用于固定化。交聯(lián)葡聚糖Sephadex:用環(huán)氧氯丙烷將葡聚糖交聯(lián)成的擁有三維網(wǎng)狀構(gòu)造的水不溶性物質(zhì)。交聯(lián)葡聚糖作為分子篩是生化分別剖析中的常用資料。Sephadex經(jīng)化學(xué)修飾→DEAE-Sephadex、CM-Sephadex、藍(lán)色葡聚糖等。黃原膠xanthangum生成:黃原膠是由野油菜黃單孢菌產(chǎn)生的孢外多糖。②黃原膠的構(gòu)造:主鏈:β-D-Glc以β-1,4-糖苷鍵連結(jié)而成的多糖鏈;側(cè)鏈:雜聚寡糖經(jīng)過α -1,3-甘露糖苷鍵連結(jié)到主鏈上;D-Glc∶D-Man∶D-GlcNAc=2∶2∶1;※約多半側(cè)鏈的非復(fù)原性尾端的甘露糖上連結(jié)著丙酮酸;丙酮酸或葡萄糖醛酸的羧基可與金屬離子聯(lián)合。③黃原膠的性能: 易溶于水,溶液粘度大,且不受溫度、 pH、鹽濃度等影響,擁有優(yōu)秀的剪切變稀和答復(fù)能力。黃原膠是優(yōu)秀的穩(wěn)固劑、增稠劑、懸浮劑、潤滑劑。茁霉多糖生成:茁霉多糖由出芽短梗霉或發(fā)酵茁霉變種等產(chǎn)生。②構(gòu)造:以麥芽三糖為基本單位,經(jīng)過α -1,6-葡萄糖苷鍵魚貫連結(jié)而成,間或出現(xiàn)麥芽四糖。③性能:易溶于水,粘度大,涂布性好,所成薄膜圓滑透明→可作為增稠劑、抗氧化劑、粘著劑以及被膜資料等。第四節(jié)聯(lián)合糖①與蛋白質(zhì)相聯(lián)合: 糖蛋白、蛋白聚糖②與脂類相聯(lián)合: 糖脂、脂多糖一、細(xì)菌雜多糖①細(xì)菌的構(gòu)造多糖: 細(xì)胞壁的肽聚糖、磷壁酸,外膜的脂多糖,多糖包被的多糖②細(xì)菌細(xì)胞壁革蘭氏陽性細(xì)菌 Gram-positivebacteria: 多層肽聚糖、磷壁酸 ;革蘭氏陰性細(xì)菌 Gram-negativebacteria: 單層肽聚糖、無磷壁酸、覆蓋有外膜(由脂多糖、脂
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