糖类代谢-糖类的结构与性质（生物化学课件）

第五章糖类代谢-11.还原糖。2.淀粉的结构：糖苷键、还原末端。3.淀粉的糊化、老化。附：糖类化合物的概念糖（广义）糖（狭义）：糖的衍生物：√1.糖（碳水化合物）：多羟基的醛或多羟基的酮或其缩合物。早期发现的糖：CHO2：1→碳水化合物（carbohydrate）分子通式：Cn(H2O)m二.糖类化合物的分类单糖：低聚糖（寡糖）：多糖：二.碳水化合物的分类1.单糖糖（碳水化合物）：多羟基的醛或多羟基的酮或其缩合物。醛糖：多羟基的醛酮糖：多羟基的酮如：葡萄糖如：果糖结构式：CHOCH2OHHOHOHHOHOHHHCH2OHHOHC=OOHOHHHCH2OHD-葡萄糖D-果糖1234562,3,4,5,6-五羟基己醛1,3,4,5,6-五羟基-2-己酮123456p65下二.碳水化合物的分类1.单糖糖（碳水化合物）：多羟基的醛或多羟基的酮或其缩合物。醛糖：多羟基的醛酮糖：多羟基的酮如：葡萄糖如：果糖2.低聚糖2～10个单糖脱水缩合而成的糖。二糖三糖四糖等如：蔗糖、麦芽糖3.多糖20个以上～上万个单糖以糖苷键相连而成的高聚物。如：淀粉、纤维素、糖原等二.糖类化合物的分类单糖：低聚糖（寡糖）：多糖：2～10个单糖脱水缩合而成的糖。20～上万个单糖以糖苷键相连而成的高聚物。多羟基的醛或多羟基的酮糖多羟基的醛或多羟基的酮或其缩合物。（狭义）第一节生物体内的糖类一.单糖多羟基的醛或多羟基的酮。醛糖酮糖一.单糖根据构成单糖的碳原子数，丙糖（n=3）丁糖（n=4）戊糖（n=5）己糖（n=6）庚糖（n=7）√√1.戊糖CHOH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH2OHD-核糖CHOH-C-HH-C-OHH-C-OHCH2OHD-2-脱氧核糖CHOH-C-OHHO-C-HH-C-OHCH2OHD-木糖CHOH-C-OHHO-C-HCH2OHHO-C-HL-阿拉伯糖C=OH-C-OHH-C-OHCH2OHCH2OHD-核酮糖C=OHO-C-HH-C-OHCH2OHCH2OHD-木酮糖葡萄糖的环状结构123456CH2OHOHHOOHOHOα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖123456CH2OHHOOHOHOOH图5-1：生成缩醛的反应

（醛与醇反应）R-C-HO醛+H-OR’干燥HClR-C-HO-OR’H半缩醛醇半缩醛羟基半缩醛羟基：醛基加成以后形成的-OH3.葡萄糖的环状半缩醛式：（1）实验证明：单糖主要以环状结构存在。即以分子内半缩醛存在。CCH2OHHOHOHHOHOHHOHCCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456OH123456-H环状半缩醛式葡萄糖图2-2葡萄糖的环状结构（1）半缩醛羟基CCH2OHHOHOHHOHOHHOHCCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456OH123456-HCCH2OHHOHOHHOHOHH123456HOHα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖-图2-2葡萄糖的环状结构（2）CCH2OHHOHOHHOHOHHOHCCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456OH123456-H图2-2葡萄糖的环状结构（3）α式:半缩醛羟基与C5的羟基在同一侧α-D-葡萄糖CCH2OHHOHOHHOHOHHOHCCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456OH123456-HCCH2OHHOHOHHOHOHH123456HOHα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖-图2-2葡萄糖的环状结构（4）α式:半缩醛羟基与C5的羟基在同一侧。

β式:半缩醛羟基与C5的羟基在相反侧。CCH2OHHOHOHHOHOHHOH123456Hα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖CCH2OHHOHOHHOHOHH123456HOHCCH2OHHOHOHHOHOHHOHCCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456OH123456-HCCH2OHHOHOHHOHOHH123456HOHα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖-图2-2葡萄糖的环状结构（5）α式与β式可以相互转化。CHCH2OHOHHOHOHOHOHHH4.葡萄糖的环状结构（1）将碳链放平CHOHOHHHCH2OHOHHOHOHD-(+)-葡萄糖123456654321（2）向上弯成六边形

CH2OHCOOHOHHHOHHOHH123456（3）旋转C4-C5键轴120°使羟基与羰基在同一平面内

CH2OHCOOHOHHHOHHOHH123456（3）旋转C4-C5键轴120°使羟基与羰基在同一平面内

CHOH2COOHOHHHOHHOHH123456（4）C5上的OH从羰基的上面与羰基相连的为α式，反之为β式

OHOα-D-葡萄糖123456CCH2HHHHOHOHOHOH123456CCH2OHOHOOHOHOHHHHHβ-D-葡萄糖（4）C5上的OH从羰基的上面与羰基相连的为α式，反之为β式CHOH2COOHOHHHOHHOHH123456123456CH2OHOHHOOHOHOα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖123456CH2OHHOOHOHOOHCCH2OHHOHOHHOHOHHOHCCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456OH123456-H环状半缩醛式葡萄糖葡萄糖的半缩醛羟基在第位C原子上半缩醛羟基1半缩醛羟基半缩醛羟基123456CH2OHOHHOOHOHOα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖123456CH2OHHOOHOHOOH葡萄糖的半缩醛羟基在第位C原子上1果糖的半缩酮羟基在第位C原子上2CH2OHHOHC=OOHOHHHCH2OH123456D-果糖β-D-果糖HCH2OHOHOH2COHHHHOOH234561半缩酮羟基被强氧化剂氧化为-COOH被弱氧化剂氧化为-COOHCHOCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖（1）氧化反应：CHOCH2OHHOHOHHOHOHHH（1）氧化反应：D-葡萄糖COOHCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖酸弱氧化剂CHOCH2OHHOHOHHOHOHHH（1）氧化反应：D-葡萄糖COOHCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖酸弱氧化剂COOHCOOHHOHOHHOHOHHH强氧化剂D-葡萄糖二酸CHOCH2OHHOHOHHOHOHHH（1）氧化反应：D-葡萄糖COOHCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖酸弱氧化剂COOHCOOHHOHOHHOHOHHH强氧化剂D-葡萄糖二酸CHOCOOHHOHOHHOHOHHH酶D-葡萄糖醛酸附：还原糖（1）区分醛、酮：弱氧化剂醛+托伦试剂→羧酸+Ag↓CH3CHO+Ag+OH-乙醛CH3COOH+Ag↓乙酸Ag+还原为Ag，氧化还原反应中，还原剂被氧化，氧化剂被还原。附：还原糖（1）区分醛、酮：弱氧化剂醛+托伦试剂→羧酸+Ag↓CH3CHO+乙醛CH3COOH+乙酸Ag+还原为Ag，乙醛使是还原剂氧化还原反应中，还原剂被氧化，氧化剂被还原。OH-Ag+Ag↓醛+托伦试剂→羧酸+Ag↓D-葡萄糖CHOCH2OHHOHOHHOHOHHH123456COOHCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖酸123456+Ag+OH-+Ag↓属还原糖Ag+还原为Ag，葡萄糖使是还原剂所有的醛糖都属还原糖1.戊糖CHOH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH2OHD-核糖CHOH-C-HH-C-OHH-C-OHCH2OHD-2-脱氧核糖CHOH-C-OHHO-C-HH-C-OHCH2OHD-木糖CHOH-C-OHHO-C-HCH2OHHO-C-HL-阿拉伯糖C=OH-C-OHH-C-OHCH2OHCH2OHD-核酮糖C=OHO-C-HH-C-OHCH2OHCH2OHD-木酮糖属还原糖属还原糖属还原糖属还原糖2.己糖CHOCH2OHHOHOHHOHOHHH123456D-葡萄糖CH2OHHOHC=OOHOHHHCH2OH123456D-果糖CHOCH2OHHOHOHHHOHHOH123456D-半乳糖CHOCH2OHHOHOHHHOHHOH123456D-甘露糖属还原糖属还原糖属还原糖所有的醛糖都属还原糖附：还原糖（1）区分醛、酮：醛+斐林试剂→羧酸+Cu2O↓弱氧化剂醛+托伦试剂→羧酸+Ag↓醛+本尼地试剂→羧酸+Cu2O↓（班氏试剂）（砖红色）↓（砖红色）↓醛+本尼地试剂→羧酸+Cu2O↓

（班氏试剂）CH3CHO+Cu2+OH-乙醛砖红色

↓

CH3COOH+Cu2O↓乙酸班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。Cu2+还原为Cu+，醛+本尼地试剂→羧酸+Cu2O↓

（班氏试剂）CH3CHO+Cu2+OH-乙醛砖红色

↓

CH3COOH+Cu2O↓乙酸Cu2+还原为Cu+，(Cu2O)↓乙醛使是还原剂CHOCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456COOHCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖酸123456+Cu2+OH-+Cu2O↓砖红色

↓

葡萄糖使Cu2+还原为Cu2O，是还原剂属还原糖醛+本尼地试剂→羧酸+Cu2O↓

（班氏试剂）（2）酮不和以上各种试剂作用，但α-羟基酮可使上述试剂还原。D-果糖班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。D-葡萄糖稀碱或“弱碱”（4）在碱性条件下的异构化反应CHOCH2OHHOHOHHOHOHHH123456CH2OHHOHOHOHHHH-C-OH-OH123456CD-葡萄糖烯醇式中间体冷、稀碱冷、稀碱D-果糖CH2OHHOHC=OOHOHHHCH2OH123456冷、稀碱123456D-甘露糖CHOCH2OHHOHHHOOHOHHH（2）酮不和以上各种试剂作用，但α-羟基酮可使上述试剂还原。D-果糖班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。D-葡萄糖稀碱或“弱碱”（2）酮不和以上各种试剂作用，但α-羟基酮可使上述试剂还原。D-果糖D-葡萄糖班氏试剂班氏试剂：弱碱性的CuSO4溶液。D-葡萄糖酸Cu2O

↓+班氏试剂果糖能将Cu2+还原为Cu2O↓，为还原剂属还原糖所有的α-羟基酮糖都属还原糖α-羟基酮基可在弱碱溶液中转变为相应的醛糖。α-羟基酮基CHOCH2OHHOHOHHOHOHHH123456D-葡萄糖CH2OHHOHC=OOHOHHHCH2OH123456D-果糖CHOCH2OHHOHOHHHOHHOH123456D-半乳糖CHOCH2OHHOHOHHHOHHOH123456D-甘露糖2.己糖（图2-2）属还原糖α-羟基酮基α-羟基酮基CHOH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH2OHD-核糖CHOH-C-OHHO-C-HH-C-OHCH2OHD-木糖CHOH-C-OHHO-C-HCH2OHHO-C-HL-阿拉伯糖C=OH-C-OHH-C-OHCH2OHCH2OHD-核酮糖C=OHO-C-HH-C-OHCH2OHCH2OHD-木酮糖1.戊糖（图2-1）CHOH-C-HH-C-OHH-C-OHCH2OHD-2-脱氧核糖属还原糖属还原糖（3）还原糖：①定义：能还原托伦试剂、斐林试剂或班氏试剂的糖。醛糖：葡萄糖等②种类：α-羟基酮糖：果糖等末端含上述游离基团的寡糖：麦芽糖等D-葡萄糖D-果糖123456123456醛糖α-羟基酮糖CHOCH2OHHOHOHHOHOHHHCH2OHHOHC=OOHOHHHCH2OH醛糖：葡萄糖等α-羟基酮糖：果糖等末端含上述游离基团的寡糖：麦芽糖等还原糖存在半缩醛羟基，具有还原性环式葡萄糖同样具有还原性CCH2OHHOHOHHOHOHHHD-葡萄糖123456OHα-D-葡萄糖β-D-葡萄糖123456CH2OHOHHOOHOHO123456CH2OHHOOHOHOOH二.双糖p661.糖苷键2.α-1,4-糖苷键、β-1,4-糖苷键麦芽糖α-D-葡萄糖α-D-葡萄糖123456CH2OHOHHOOHOHO123456CH2OHOHHOOHOHO图5-4麦芽糖123456CH2OHOHHOOHO-O123456CH2OHOHOHOHOα-1,4-糖苷键α-D-葡萄糖α-D-葡萄糖α-半缩醛羟基参与形成的键存在半缩醛羟基，具有还原性1.麦芽糖淀粉麦芽糖麦芽糖淀粉酶123456CH2OHOHHOOHO-O123456CH2OHOHOHOHOα-1,4-糖苷键属还原糖2.乳糖CH2OHHOOHOHOOH123456123456CH2OHOHHOOHOHOβ-D-半乳糖α-D-葡萄糖图5-5存在半缩醛羟基，具有还原性2.乳糖123456CH2OHOHOOOHHO123456CH2OHOHOHOHO属还原糖β-1,4-糖苷键β-D-半乳糖α-D-葡萄糖β-半缩醛羟基参与形成的键3.蔗糖（1）非还原糖（2）α-D-葡萄糖+β-D-果糖半缩醛羟基（-OH）之间脱水缩合而成α-D-葡萄糖123456CH2OHOHHOOHOHOβ-D-果糖HCH2OHOHOH2COHHHHOOH234561图5-33.蔗糖α-D-葡萄糖123456CH2OHOHHOOHOHOβ-D-果糖HCH2OHOHOH2COHHHHOOH234561图5-3123456CH2OHOHHOOHOOHCH2OHOHOH2COHHHHO2345613.蔗糖α-1,2-糖苷键没有半缩醛羟基，没有还原性α-D-葡萄糖β-D-果糖属非还原糖图5-33.蔗糖α-D-葡萄糖123456CH2OHOHHOOHOHOβ-D-果糖HCH2OHOHOH2COHHHHOOH234561蔗糖水解产物：葡萄糖:果糖=1:1三.多糖p6620以上～上万个单糖以糖苷键相连而成的高聚物。如：淀粉、纤维素、糖原等2.淀粉的结构：糖苷键、还原末端。具有游离半缩醛羟基，还原末端淀粉：p67（一）淀粉的结构123456CH2OHOHHOOHO－O123456CH2OHOHOHO－O123456CH2OHOHOHOHOα-1,4-糖苷键α-1,4-糖苷键非还原末端1.直链淀粉（图5-6）：α-1,4-糖苷键α-1,4-糖苷键(2)直链淀粉有1个还原末端，1个非还原末端。还原末端非还原末端(1)直链淀粉以α-1,4-糖苷键相连。1.直链淀粉：

（1）以α-1,4-糖苷键相连。（2）有1个还原末端，1个非还原末端还原末端非还原末端2.支链淀粉（图5-7）：（1）直链部分以α-1,4-糖苷键相连。（2）分支点以α-1,6-糖苷键相连。2.支链淀粉123456CH2OHOHHOOHO－O123456CH2OHOHOHO－O123456CH2OHOHOHOHO123456CH2OHOHHOOHOHO2.支链淀粉123456CH2OHOHHOOHO－O123456CH2OHOHO－O123456CH2OHOHOHOHO123456CH2OHOHHOOHOOα-1,6-糖苷键α-1,4-糖苷键α-1,4-糖苷键还原末端非还原末端非还原末端2.支链淀粉α-1,4-糖苷键α-1,4-糖苷键α-1,6-糖苷键还原末端非还原末端非还原末端2.支链淀粉还原末端非还原末端非还原末端有1个还原末端，2个非还原末端。2.支链淀粉还原末端非还原末端非还原末端有1个还原末端，3个非还原末端。非还原末端2.支链淀粉（1）直链部分以α-1,4-糖苷键相连。（2）分支点以α-1,6-糖苷键相连。（3）有1个还原末端。（4）有n个非还原末端。（5）每个分支有20～30个葡萄糖残基。还原末端非还原末端非还原末端还原末端还原末端非还原末端（3）有1个还原末端。（4）有n个非还原末端。图2-6支链淀粉示意图还原末端（3）有1个还原末端。（4）有n个非还原末端。糖原：每个分支的糖链比支链淀粉短2.支链淀粉（1）直链部分以α-1,4-糖苷键相连。（2）分支点以α-1,6-糖苷键相连。（3）有1个还原末端。（4）有n个非还原末端。（5）每个分支有20～30个葡萄糖残基。3.淀粉直链淀粉：支链淀粉：（1）支链淀粉比例大，淀粉糯性强。淀粉来源直链淀粉支链淀粉高直链玉米50～8515～50玉米2674蜡质玉米199小麦2575米1783马铃薯21794.淀粉螺旋（图2-7）（1）6个葡萄糖基形成1个螺旋圈（2）I2结合在螺圈中，形成配合物→呈深蓝色I24.淀粉螺旋（图2-7）（1）6个葡萄糖基形成1个螺旋圈（2）I2结合在螺圈中，形成配合物→呈深蓝色I2I2I25.淀粉的水解产物：②水解I2I2I2I2I2I2水解p29（2）化学性质淀粉→蓝色糊精→紫色糊精→红色糊精→无色糊精→麦芽糖+少量葡萄糖“α-1,4-糖苷键”5.淀粉的水解产物1：I2I2I2I2I2I2水解②水解“α-1,4-糖苷键”5.淀粉的水解产物2：I2I2I2I2I2水解②水解“α-1,4-糖苷键”5.淀粉的水解产物3：I2I2I2I2水解②水解“α-1,4-糖苷键”5.淀粉的水解产物4：I2I2I2水解水解水解水解水解水解②水解“α-1,4-糖苷键”5.淀粉的水解产物5：＜6个葡萄糖基，不能与I2结合，遇碘不显色②水解“α-1,4-糖苷键”5.淀粉的水解产物：淀粉、蓝色糊精葡萄糖残基数≥30与I2形成的络合物深蓝色、蓝色淀粉酶13～30紫色糊精紫色淀粉酶6～12红色糊精红色淀粉酶1～5无色糊精、麦芽糖、葡萄糖不与I2结合③与碘呈色反应加热：淀粉与碘的蓝色消失加热：螺旋内部的氢键断裂→螺旋松散→不能络合I2→蓝色消失。冷却：螺旋内部的氢键重新形成→重新络合I2→蓝色恢复。I2I2I2I2I2I26.颜色直链淀粉蓝色支链淀粉紫色+I2长度为250～300个葡萄糖单位支链的长度平均为20～30个葡萄糖单位（二）淀粉的糊化1.淀粉分子间可形成氢键-OHO-H氢键1.淀粉分子间可形成氢键I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I21.淀粉分子间可形成氢键（1）生淀粉分子靠分子间氢键结合得很紧密，形成束状的胶束水分子难以进入胶束冷水中淀粉吸水有限I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2（2）加热→

淀粉分子间的氢键断裂水分子侵入，胶束被逐渐解体，淀粉吸水膨胀数十倍，最终形成淀粉单分子的水溶液。淀粉的糊化I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O2.淀粉的糊化（1）定义：淀粉分子间的有序结构受到破坏，最后完全变为淀粉单分子，并被水包围的过程。淀粉糊化作用的本质是淀粉分子之间的

键断裂

氢（2）糊化温度（表2-6）①糊化起始温度②糊化完成温度淀粉粒在突然膨胀时的温度。糊化不再进行下去的温度。水温≠组织内分子间的温度适宜的烹调温度：

（美国食品和药物管理局建议）全只家禽肉82℃牛、羊、猪肉71℃蛋类71℃烤肉类63℃蔬菜类55℃剩菜74℃水温≠组织内分子间的温度3.淀粉的糊化受多种因素影响（1）脂肪含量高、水分含量少→

淀粉不易糊化。如桃酥、曲奇饼（2）面包：水分含量高→

96％以上的淀粉已糊化→易消化。糊化率：＜10％（三）淀粉的老化1.定义：经过糊化的淀粉在室温或低于室温下放置后，硬度会变大，体积缩小，会变得不透明，甚至凝结而沉淀，这种现象称为老化。2.基本可视为淀粉糊化的逆过程。3.直链淀粉易于老化（三）淀粉的老化2.基本可视为淀粉糊化的逆过程。I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I2I23.直链淀粉易于老化。糯玉米、糯米饭不易老化。下列哪种食品的淀粉最容易老化？（）A.蜡质玉米：直链淀粉1％，支链淀粉99％％B.大米：直链淀粉17％，支链淀粉83C.马铃薯：直链淀粉21％，支链淀粉79％D.小麦：直链淀粉25％，支链淀粉75％DA.蜡质玉米：直链淀粉1％，支链淀粉99％％B.大米：直链淀粉17％，支链淀粉83C.马铃薯：直链淀粉21％，支链淀粉79％D.小麦：直链淀粉25％，支链淀粉75％E.绿豆：直链淀粉63％，支链淀粉37％下列哪种食品的淀粉最容易老化？（）E4.易于老化的条件（1）含水量：30％～60％（2）最适宜温度：2～4ºC

（3）pH：中性＞60ºC或＜-20ºC都不易老化剩饭：可在-20ºC冰箱保存制粉丝：利用老化原料：绿豆等含直链淀粉多干燥糊化方便面工艺流程：和面→复合轧片→切面→蒸面→切割分排→成型油炸→风冷→包装→入库没有糊化速冻饺子的工艺流程：原料、辅料、水的准备→面团、饺馅配制→包制→整型→速冻→装袋、称重、包装→低温冷藏。p29第二段天然淀粉粒完全不溶于冷水在60～80ºC热水中，天然淀粉粒发生溶胀（吸水膨胀），直链淀粉从淀粉粒中向水中扩散冷却，直链淀粉沉淀析出（聚集成束），不能再分散于热水中支链淀粉成束，能再次分散于热水中二.糖原与支链淀粉相似。人体不能分解→不能利用纤维素供能三.纤维素由β-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接而成β-D-葡萄糖123456CH2OHHOOHOHOOHβ-D-