单糖及寡糖介绍.ppt

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1、食品生物化学单糖和寡糖单糖凡不能被水解成更小分子的糖为单糖。单糖又可根据糖分子含碳原子数多少分为四碳糖、五碳糖、六碳糖……等，在自然界分布广、意义大的是五碳糖和六碳糖，分别称为戊糖和己糖。核糖、脱氧核糖属戊糖；葡萄糖、果糖和半乳糖为己糖。单糖的种类很多，其中以葡萄糖的数量最多，在自然界分布亦广糖的结构及性质虽各有异，但相同之处也不少。葡萄糖结构及性质有代表性。现以葡萄糖为例来阐述单糖的分子结构。1.葡萄糖的分子结构葡萄糖分子式为：(CH2O)6即C6H12O6。研究表明：葡萄糖能和费林氏(Fehling)试剂或其他醛试剂

2、反应，证明葡萄糖分子含有醛基。葡萄糖能和乙酸酐结合，并产生具有五个乙酰基的衍生物，证明葡萄糖分子含有五个羟基。葡萄糖经钠汞齐作用，被还原成一种具有六个羟基的山梨醇；上述研究证明了葡萄糖的六个碳原子是连成一条直链的。由此可知葡萄糖的链状结构式是：葡萄糖，甘露糖和半乳糖都含六个碳原子，五个—OH和一个—CHO，它们都有四个不对称碳原子（C*），但他们分子中基团的排列有所不同，因而他们彼此也就有所不同。2.葡萄糖的构型构型是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，使该分子所具有的特定的立体化学形式。镜象对映体单糖的仲碳原

3、子是不对称的，具有旋光异构现象（＋）、（—）,以及对映体D、L型。醛糖的构型判断依据是D型、L型甘油醛，以糖分子中倒数第二个碳原子上羟基在空间的左右来判别，羟基在左为L型，在右侧为D型。D、L型醛糖可以定义为D、L型甘油醛通过增碳反应分子中增加（HC-OH）形成的糖。对映体如图所示：旋光异构现象当偏振光通过具有旋光性质的某异构物溶液时，则偏振面会向右（顺时针方向）或向左（反时针方向）旋转。使偏振光振动面右旋的称右旋光性物质，而使偏振光振动面左旋的称左旋光性物质，分别用“+”，“-”表示。构型与旋光方向是两种概念，D，L是

4、指构型，“+”，“-”指旋光方向。D与“+”，L与“-”并无必然联系。D-葡萄糖和D-果糖旋光方向分别为“+”和“-”，而L-葡萄糖与L-果糖旋光方向却均为“-”。3.葡萄糖的环状结构葡萄糖的某些物理、化学性质不能用糖的链状结构来解释，如醛类能与NaHSO3起加成反应，而葡萄糖不能等。因此提出了葡萄糖的环状结构，该结构具有半缩醛基。天然葡萄糖多以六元环,即吡喃型葡萄糖的形式存在。如下图:4.葡萄糖的构象构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键

5、的断裂和重新形成。吡喃型己糖的空间构象折成椅式和船式两种无张力环，主要以椅式构象存在，而船式构象仅占极小比例。三、单糖的物理性质与化学性质1.物理性质(1).旋光性　一切糖类都有不对称碳原子，都具有旋光性。旋光性是鉴别糖的一个重要指标，许多单糖在水溶液中都有变旋现象。（2）.甜度　各种糖的甜度不一，常以蔗糖的甜度为标准进行比较。(3).溶解度　单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶性，尤其在热水中溶解度更大。但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。2.化学性质有多羟基醛单糖都具和多羟基酮结构，其中醇羟基具有成酯、成醚和成缩醛等反应，

6、而羰基具有某些加成反应，又具有由于它们相互影响而产生的一些特殊反应。单糖的主要化学性质如下：(1).酯化作用单糖为多元醇，与酸作用生成酯。生物化学上较重要的糖酯是磷酸酯。它们代表了糖的代谢活性形式，糖代谢的中间产物。(2).碱的作用单糖好象弱酸。在弱碱作用下，葡萄糖、果糖、甘露糖三者可以通过烯醇式相互转化。活体内，在酶的催化下也能进行类似的转化。单糖在强碱溶液中很不稳定，分解成各种不同的物质。(3).形成糖苷单糖的半缩醛羟基很容易与醇及酚的羟基反应,失水而形成缩醛式衍生物,通称糖苷。其中，非糖部分称为配糖体，如甲基等。如

7、果配糖体也是单糖，如此缩合形成双糖。由于单糖有α-与β-型之分，形成的糖苷也有α—与β—型两种形式。糖苷与糖的化学性质完全不同。糖是半缩醛，很容易变为醛，从而显示醛的多种反应。糖苷需水解后才能分解为糖与配糖体，所以糖苷比糖稳定。它不与苯肼发生反应，不易被氧化，也无变旋现象。（4）.糖的氧化作用单糖含有游离羰基，因此具有还原性。某些弱氧化剂(如硫酸铜的碱性溶液)与单糖作用时，单糖的羰基被氧化，两价铜离子被还原成氧化亚铜。测定氧化亚铜的生成量即可测知溶液中的含糖量。除了羰基之外,单糖的分子中的羟基也能被氧化。所以因氧化条件的

8、不同，单糖可被氧化成不同的产物。醛糖可以三种不同的方式进行氧化而生成与原来糖含有的碳原子数相同的酸：在弱氧化剂（如溴水）作用下形成相应的糖酸；在较强的氧化剂（如硝酸）作用下，除了醛基被氧化外，伯醇基也被氧化成羧基，生成1，6-葡萄糖二酸；有时只有伯醇基被氧化成羧酸，这样就形成糖醛酸。以葡萄糖为例，反应如下：酮糖对溴的