40 第四章 糖类 一、教学目的与要求 1、 熟悉几种重要的单糖、双糖和多糖的结构特点 2、 了解糖类的的物理性质和化学性质 3、 掌握淀粉的糊化与老化对食品的影响及应用 二、教学重点与难点 1、 蔗糖的性质及其在烹饪中的应用 2、淀粉的糊化与老化对食品的影响 三、课时安排与教学方法 教学内容 （计划／实际） 课时数 课程类型／ 教学方法 第一节 糖类概述 1／ 理论／ 第二节 单糖 2／ 理论／ 第三节 低聚糖 2／ 理论／ 第四节 多糖 4／ 理论／ 实 验 淀粉的性质 2／ 实验／ 合计 11／ 四、教学过程 第四章 糖类 第一节 糖类概述 一、糖类在自然界中的存在 糖类是食品的重要成分。它广泛存在于植物体中，是绿色植物经过光合作用的产物，占植物体干重的 50％～80％。 动物体内不能制造糖类，而是以食用的植物的糖类为能源。因此糖类主要是由植物性食品供给。 二、糖类的生理功能 1、 糖类是人和动物体主要的供能物质。 2、 糖类可与脂类形成糖脂，是构成神经组织与细胞膜的成分； 3、 糖类还可与蛋白质结合成糖蛋白及粘蛋白，它们都是具有重要生理功能的物质。 三、糖类与食品加工的关系 1、 还原糖能使食品变褐； 2、 保持食品的粘弹性（淀粉与果胶等）； 3、 赋予食品甜味（单糖、二糖）
40 第四章 糖类 一、教学目的与要求 1、 熟悉几种重要的单糖、双糖和多糖的结构特点 2、 了解糖类的的物理性质和化学性质 3、 掌握淀粉的糊化与老化对食品的影响及应用 二、教学重点与难点 1、 蔗糖的性质及其在烹饪中的应用 2、淀粉的糊化与老化对食品的影响 三、课时安排与教学方法 教学内容 （计划／实际） 课时数 课程类型／ 教学方法 第一节 糖类概述 1／ 理论／ 第二节 单糖 2／ 理论／ 第三节 低聚糖 2／ 理论／ 第四节 多糖 4／ 理论／ 实 验 淀粉的性质 2／ 实验／ 合计 11／ 四、教学过程 第四章 糖类 第一节 糖类概述 一、糖类在自然界中的存在 糖类是食品的重要成分。它广泛存在于植物体中，是绿色植物经过光合作用的产物，占植物体干重的 50％～80％。 动物体内不能制造糖类，而是以食用的植物的糖类为能源。因此糖类主要是由植物性食品供给。 二、糖类的生理功能 1、 糖类是人和动物体主要的供能物质。 2、 糖类可与脂类形成糖脂，是构成神经组织与细胞膜的成分； 3、 糖类还可与蛋白质结合成糖蛋白及粘蛋白，它们都是具有重要生理功能的物质。 三、糖类与食品加工的关系 1、 还原糖能使食品变褐； 2、 保持食品的粘弹性（淀粉与果胶等）； 3、 赋予食品甜味（单糖、二糖）
41 四、糖类的结构 1、组成：糖类由碳、氢、氧三种元素组成。 2、通式：其中大多数成员的氢与氧之比为 2：1，与水组成相同，可用通式 Cn(H20)m 来表示，故称为碳 水化合物。但亦有例外，如在自然界中存在的脱氧核糖(C5H1004)及鼠李糖(C6H1205)，根据它们的结构和性质应 该属于糖类，但其组成并不符合上面通式；而有些化合物，如甲醛(CH20)醋酸(C2H402)，乳酸(C3H603)及苯三酚 (C6H603)等虽然分子组成符合上述通式，但从结构及性质上讲，则与糖类完全不同，因此，碳水化合物已失去 原有的涵义了。 3、结构特点：从化学结构特点来说，糖类是多羟基醛或多 羟基酮及它们的缩聚物和衍生物。 五、糖类的分类 糖类根据结构和性质，可以分为单糖、低聚糖和多糖 1、单糖 单糖是糖类的基本单位，即单独存在不能再被水解的多羟基醛或多羟基酮。 分类：根据每一成员的组成碳原子数又分为丙糖(三碳糖)、丁糖(四碳糖)、戊糖(五碳糖)、己 糖(六碳糖)等，其中以己糖在自然界分布最广。 单糖又按羰基的类型不同而分为醛糖和酮糖。 2、低聚糖 也叫寡糖，系由2～10个单糖分子脱水缩合而成的糖。完全水解后得到相应分子数的单糖。 分类：根据聚合度又分为二糖、三糖、四糖等等，其中以二糖的分布最广，也最为重要。 3、多聚糖 多聚糖是少则几十个，多则几千、几万个单糖分子的脱水缩聚产物，它们都是高分子化合物。 完全水解后产生相应数目的单糖分子。 分类：多聚糖习惯上简称多糖，根据其组成单体的种数又分为 均一多糖（同多糖）和混合多糖（杂多糖）。 均一多糖：由一种单糖所组成的，例如淀粉、纤维素、糖元等 混合多糖：由两种以上单糖组成，如半纤维素、果胶等。 第二节 单 糖 单糖是低聚糖和多聚糖的基本构成单位。所有食物中的低聚 糖和多聚糖摄入人体后，都必须水解成单糖后，才能被机体吸收和利用。 一、单糖的分子结构 前已述及单糖按碳原子数可分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等；按羰基又可分为醛糖和酮糖，这里 先讨论醛糖，然后再用综合比较的方法介绍酮糖。 (一)醛单糖 醛单糖按多羟基醛的构造来描述，其最简单的成员应是羟基 乙醛[CH2(OH)CHO]。这个化合物没有手性碳原子，所以只有一种构型式。当羟基乙醛分子中插入一个 -CHOH-基团形成其高一级成员甘油醛(应称为醛糖)时，就产生了一个手性碳原子，从而有一对对映异构 体。即： 对于这个甘油醛，我们在立体异构化学那一章中已经熟悉了。它被选作确定分子相对构型的基准 物质，上述左边的那个构型是右旋体，指定作为D型的基准，右边的那个构型是左旋体，指定作为L 型的基准，分别叫做D(+)-甘油醛和L(-)-甘油醛。如果继续在甘油醛分子中增加-CHOH-基团，则会产 生两个系列的高级成员。为了简便起见，我们在这里只列出D系列的成员(到己糖为止)。 对 于 L系 列，要求学生自行练习后 写出。 自然界存在的单糖，多为D型，L型极少见。例如存在于一些天然树胶中的L(+)-树胶糖[也有人称
41 四、糖类的结构 1、组成：糖类由碳、氢、氧三种元素组成。 2、通式：其中大多数成员的氢与氧之比为 2：1，与水组成相同，可用通式 Cn(H20)m 来表示，故称为碳 水化合物。但亦有例外，如在自然界中存在的脱氧核糖(C5H1004)及鼠李糖(C6H1205)，根据它们的结构和性质应 该属于糖类，但其组成并不符合上面通式；而有些化合物，如甲醛(CH20)醋酸(C2H402)，乳酸(C3H603)及苯三酚 (C6H603)等虽然分子组成符合上述通式，但从结构及性质上讲，则与糖类完全不同，因此，碳水化合物已失去 原有的涵义了。 3、结构特点：从化学结构特点来说，糖类是多羟基醛或多 羟基酮及它们的缩聚物和衍生物。 五、糖类的分类 糖类根据结构和性质，可以分为单糖、低聚糖和多糖 1、单糖 单糖是糖类的基本单位，即单独存在不能再被水解的多羟基醛或多羟基酮。 分类：根据每一成员的组成碳原子数又分为丙糖(三碳糖)、丁糖(四碳糖)、戊糖(五碳糖)、己 糖(六碳糖)等，其中以己糖在自然界分布最广。 单糖又按羰基的类型不同而分为醛糖和酮糖。 2、低聚糖 也叫寡糖，系由2～10个单糖分子脱水缩合而成的糖。完全水解后得到相应分子数的单糖。 分类：根据聚合度又分为二糖、三糖、四糖等等，其中以二糖的分布最广，也最为重要。 3、多聚糖 多聚糖是少则几十个，多则几千、几万个单糖分子的脱水缩聚产物，它们都是高分子化合物。 完全水解后产生相应数目的单糖分子。 分类：多聚糖习惯上简称多糖，根据其组成单体的种数又分为 均一多糖（同多糖）和混合多糖（杂多糖）。 均一多糖：由一种单糖所组成的，例如淀粉、纤维素、糖元等 混合多糖：由两种以上单糖组成，如半纤维素、果胶等。 第二节 单 糖 单糖是低聚糖和多聚糖的基本构成单位。所有食物中的低聚 糖和多聚糖摄入人体后，都必须水解成单糖后，才能被机体吸收和利用。 一、单糖的分子结构 前已述及单糖按碳原子数可分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等；按羰基又可分为醛糖和酮糖，这里 先讨论醛糖，然后再用综合比较的方法介绍酮糖。 (一)醛单糖 醛单糖按多羟基醛的构造来描述，其最简单的成员应是羟基 乙醛[CH2(OH)CHO]。这个化合物没有手性碳原子，所以只有一种构型式。当羟基乙醛分子中插入一个 -CHOH-基团形成其高一级成员甘油醛(应称为醛糖)时，就产生了一个手性碳原子，从而有一对对映异构 体。即： 对于这个甘油醛，我们在立体异构化学那一章中已经熟悉了。它被选作确定分子相对构型的基准 物质，上述左边的那个构型是右旋体，指定作为D型的基准，右边的那个构型是左旋体，指定作为L 型的基准，分别叫做D(+)-甘油醛和L(-)-甘油醛。如果继续在甘油醛分子中增加-CHOH-基团，则会产 生两个系列的高级成员。为了简便起见，我们在这里只列出D系列的成员(到己糖为止)。 对 于 L系 列，要求学生自行练习后 写出。 自然界存在的单糖，多为D型，L型极少见。例如存在于一些天然树胶中的L(+)-树胶糖[也有人称
42 为L(+)-阿拉伯糖]便是这种少见现象的一例。至于D型糖，则分布极广，为丁糖中的D(-)-赤藓糖(存 在于赤藓藻中)；戊糖中的D(-)-核糖(存在于核酸中)、D(-)-树胶糖(存在于某些糖苷中)、D(+)-木糖 (存在于木胶和多种植物的茎、干中)；至于最重要的己醛糖，除了众所周知的D(+)葡萄糖外，尚有D (+)-甘露糖(存在于某些植物和水果中)和D(+)-半乳糖(存在人及哺乳动物的乳汁中)。 从表4-1所列的醛单糖D-型系列化合物可知，它们何以会存在如此多的立体异构体，就是因为它 们的分子中含有手性碳原子的缘故，而且都符合2 n这个公式。如以己醛糖为例，它含有4个手性碳原 子，所以2 4＝16，它应有16种对应异构体(除已写出的8种D型体外，尚有8种L型体)。 在立体化学中，为了研究上的方便。对于那些 含有多个 手性碳原子 的化合物， 把那些只有 第一个手性 碳 原子 不同的化 合物，叫做 差向异构 物(也 叫表里异 构物)。即表4-1中用大括号联系在一起的一对化合物，如 D(+)-葡萄糖和D(+)-甘露糖等，都互为差向异构体。 (二)酮单糖 酮单糖的最简单的成员甘油酮 CH2－C－CH2 OH O OH 它不含 手性碳 原子 ，所以 没有 任何构 型异 构体。如果 在其分 子中 插入一 个－C H2 OH－ 基团 ，则 得到的 丁酮 糖， 因含有 一个 手性 碳原 子， 应有两 个对 映异 构体 ，且按 照立 体化 学的 规则 ，分 别为D型和L型，即 依此类 推，当碳 原子数 增加 到6时 ，即 为己 酮糖 ，它 应含有 3个手 性碳 原子 ，按 公式2 3 ＝8，它 即应有8种对 映异构 体，其 中有4种D型 体，4种L型 体。其实 在自 然界，迄今为 止，只 发现 一种 主要的己酮糖，这就是果糖， 而且 是D(-) -果糖 ，其 余的七 种都 是用人 工方 法合成 的。 D(-)-果糖的构型式为： 这个构型式的C3－C5与D(+)-葡萄糖和D(+)-甘露糖的C3 -C5构型相同。所以也可以看成是它们的 差向异构体，但实际不是，因为它们不属于同一个系列。 (三)单糖的环状结构 无论是醛单糖还是酮单糖，因其分子中既含有羰基，又含 有羟基，故而能够按半缩醛(酮)的作用方式生成环状结构。 现以葡萄糖和果糖为例：
42 为L(+)-阿拉伯糖]便是这种少见现象的一例。至于D型糖，则分布极广，为丁糖中的D(-)-赤藓糖(存 在于赤藓藻中)；戊糖中的D(-)-核糖(存在于核酸中)、D(-)-树胶糖(存在于某些糖苷中)、D(+)-木糖 (存在于木胶和多种植物的茎、干中)；至于最重要的己醛糖，除了众所周知的D(+)葡萄糖外，尚有D (+)-甘露糖(存在于某些植物和水果中)和D(+)-半乳糖(存在人及哺乳动物的乳汁中)。 从表4-1所列的醛单糖D-型系列化合物可知，它们何以会存在如此多的立体异构体，就是因为它 们的分子中含有手性碳原子的缘故，而且都符合2 n这个公式。如以己醛糖为例，它含有4个手性碳原 子，所以2 4＝16，它应有16种对应异构体(除已写出的8种D型体外，尚有8种L型体)。 在立体化学中，为了研究上的方便。对于那些 含有多个 手性碳原子 的化合物， 把那些只有 第一个手性 碳 原子 不同的化 合物，叫做 差向异构 物(也 叫表里异 构物)。即表4-1中用大括号联系在一起的一对化合物，如 D(+)-葡萄糖和D(+)-甘露糖等，都互为差向异构体。 (二)酮单糖 酮单糖的最简单的成员甘油酮 CH2－C－CH2 OH O OH 它不含 手性碳 原子 ，所以 没有 任何构 型异 构体。如果 在其分 子中 插入一 个－C H2 OH－ 基团 ，则 得到的 丁酮 糖， 因含有 一个 手性 碳原 子， 应有两 个对 映异 构体 ，且按 照立 体化 学的 规则 ，分 别为D型和L型，即 依此类 推，当碳 原子数 增加 到6时 ，即 为己 酮糖 ，它 应含有 3个手 性碳 原子 ，按 公式2 3 ＝8，它 即应有8种对 映异构 体，其 中有4种D型 体，4种L型 体。其实 在自 然界，迄今为 止，只 发现 一种 主要的己酮糖，这就是果糖， 而且 是D(-) -果糖 ，其 余的七 种都 是用人 工方 法合成 的。 D(-)-果糖的构型式为： 这个构型式的C3－C5与D(+)-葡萄糖和D(+)-甘露糖的C3 -C5构型相同。所以也可以看成是它们的 差向异构体，但实际不是，因为它们不属于同一个系列。 (三)单糖的环状结构 无论是醛单糖还是酮单糖，因其分子中既含有羰基，又含 有羟基，故而能够按半缩醛(酮)的作用方式生成环状结构。 现以葡萄糖和果糖为例：
43 开链式 环 式 很明显，原来开链式的醛基碳原子是非手性碳原子。现在成环以后，由于醛基氧原子变成了半 缩醛羟基，于是新产生一个手性碳原子，从而使得环式比开链式的对映异构体增加了一倍，即环式 中以波纹线标示的羟基，因其在碳链的右侧或左侧而形成一对对映体。 同样，对于己酮糖来说，如以D(-)-果糖为例，也有类似的情况。 即原来的酮基氧原子变成了半缩酮羟基，也新增加了一个手性碳原子，相应的对映异构体数目也增加 了一倍。 上述讨论，不是简单的符号游戏，而是通过糖溶液的变旋光现象，确证上述转变的存在，而且在 水溶液中确有下列平衡体系存在。 这里要说明的是：对于那个半缩醛羟基来说，它的空间位置也有两种选择，于是规定：凡是半缩醛 羟基与其定位的碳原子(即C5)上的羟基在链的同一侧的叫α型；在不同一侧的叫β型。 仿此，我们也可以写出D(-)-果糖相应的平衡体系，即： α -D (-)-果 糖 D (-)-果 糖 β -D (-)-果 糖
43 开链式 环 式 很明显，原来开链式的醛基碳原子是非手性碳原子。现在成环以后，由于醛基氧原子变成了半 缩醛羟基，于是新产生一个手性碳原子，从而使得环式比开链式的对映异构体增加了一倍，即环式 中以波纹线标示的羟基，因其在碳链的右侧或左侧而形成一对对映体。 同样，对于己酮糖来说，如以D(-)-果糖为例，也有类似的情况。 即原来的酮基氧原子变成了半缩酮羟基，也新增加了一个手性碳原子，相应的对映异构体数目也增加 了一倍。 上述讨论，不是简单的符号游戏，而是通过糖溶液的变旋光现象，确证上述转变的存在，而且在 水溶液中确有下列平衡体系存在。 这里要说明的是：对于那个半缩醛羟基来说，它的空间位置也有两种选择，于是规定：凡是半缩醛 羟基与其定位的碳原子(即C5)上的羟基在链的同一侧的叫α型；在不同一侧的叫β型。 仿此，我们也可以写出D(-)-果糖相应的平衡体系，即： α -D (-)-果 糖 D (-)-果 糖 β -D (-)-果 糖
44 以上所述的这些结构式，都是以费歇尔投影式为基础的，特别是用来表示环状结构时，缺乏真实感。 为此英国化学家哈武斯(S．N．Haworth)将以费歇尔投影式为基础的氧环式转变为以吡喃(六元环)或呋 喃(五元环)为基本骨架的环状结构式，叫做哈武斯式。这种转变过程可以表示如下： I II III 即先从直立的费歇尔式(1)平放为(Ⅱ)式，即旋转900，原来在直立式右侧的原子或基团到了链的 下侧，直立式左侧的原子或基团到了链的上侧。然后把C5上所连接的三个基团按虚线箭头所示方 向互换位置，并沿水平方向曲折起来得到(Ⅲ)式。最后把(Ⅲ)式按 (Ⅳ)式箭头所示的方向进行 半缩醛化，就得到(V)和(Ⅵ)两种哈武斯式。 哈武斯结构式的书写规则规定，凡是半缩醛羟基在环平面下方的叫α式，在环平面上方的叫β 式。而且一般都把环氧原子写在右上角。 同理，可以写出果糖的两种呋喃环式，即： α -D (-)呋 喃果糖 β -D (-)呋 喃果糖 对于一个从事食品化学工作或研究的人员来说，葡萄糖和果糖的这些结构书写方法，要熟 练地掌握。其实，要真正讨论单糖的立体化学，光掌握构型式还是不够的，还必须熟悉它们的 构象式，以葡萄糖为例，它的两种稳定构象式为： α -D(+)吡 喃葡 萄糖 β -D(+)吡 喃葡 萄糖 以上这两个构象式,可以立刻解释为什么在水溶液平衡体系中, β式的含量高达64％，因为它的羟 基都是连接在平伏键上的。 二、单糖的物理性质 （一）旋光性 一切单糖分子都具有旋光性。旋光性是鉴定糖的一个重要指标。许多单糖在水溶液中有变旋光现 象，说明了这些糖溶液是一种动态的平衡系统。几种重要的单糖的旋光度见表4-2
44 以上所述的这些结构式，都是以费歇尔投影式为基础的，特别是用来表示环状结构时，缺乏真实感。 为此英国化学家哈武斯(S．N．Haworth)将以费歇尔投影式为基础的氧环式转变为以吡喃(六元环)或呋 喃(五元环)为基本骨架的环状结构式，叫做哈武斯式。这种转变过程可以表示如下： I II III 即先从直立的费歇尔式(1)平放为(Ⅱ)式，即旋转900，原来在直立式右侧的原子或基团到了链的 下侧，直立式左侧的原子或基团到了链的上侧。然后把C5上所连接的三个基团按虚线箭头所示方 向互换位置，并沿水平方向曲折起来得到(Ⅲ)式。最后把(Ⅲ)式按 (Ⅳ)式箭头所示的方向进行 半缩醛化，就得到(V)和(Ⅵ)两种哈武斯式。 哈武斯结构式的书写规则规定，凡是半缩醛羟基在环平面下方的叫α式，在环平面上方的叫β 式。而且一般都把环氧原子写在右上角。 同理，可以写出果糖的两种呋喃环式，即： α -D (-)呋 喃果糖 β -D (-)呋 喃果糖 对于一个从事食品化学工作或研究的人员来说，葡萄糖和果糖的这些结构书写方法，要熟 练地掌握。其实，要真正讨论单糖的立体化学，光掌握构型式还是不够的，还必须熟悉它们的 构象式，以葡萄糖为例，它的两种稳定构象式为： α -D(+)吡 喃葡 萄糖 β -D(+)吡 喃葡 萄糖 以上这两个构象式,可以立刻解释为什么在水溶液平衡体系中, β式的含量高达64％，因为它的羟 基都是连接在平伏键上的。 二、单糖的物理性质 （一）旋光性 一切单糖分子都具有旋光性。旋光性是鉴定糖的一个重要指标。许多单糖在水溶液中有变旋光现 象，说明了这些糖溶液是一种动态的平衡系统。几种重要的单糖的旋光度见表4-2
45 表4-2 单糖的旋光度 糖 α 型 平衡 β 型 D(+)-葡萄糖 D(+)-半乳糖 D(+)-甘露糖 D(-)-果糖 +1120 +1440 +340 -210 +52.5 0 +80.5 0 +14.6 0 -920 +190 +15.4 0 -170 -133.5 0 (二)溶解度 纯净的单糖，为白色结晶，具有较强的吸湿性。单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶性， 所以极易溶于水，尤其在热水中的溶解度极大。参见表12-3。单糖在乙醇中也能溶解，但不溶于乙 醚、丙酮、脂肪等有机溶剂。 表4-3 几种糖在水中的溶解度( g／lOOg水) 名 称 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 90.8℃ 果糖 蔗糖 葡萄糖 374.78 199.4 87.67 441.70 214.3 120.46 538.63 233.4 162.38 665.58 257.6 243.76 - - 563.3 (三)甜度 单糖均有甜味。糖甜味的高低称为糖的甜度。就天然糖而言，果糖最甜，葡萄糖次之，半乳糖 又次之。 单糖甜度顺序:果糖＞葡萄糖＞半乳糖 同一单糖的甜度受结构影响: 果糖 β:α=3:1 葡萄糖 α:β=3:2 三、单糖的化学性质 (一)脱水反应 单糖与强酸(如12％以上的浓盐酸)共同加热时，会发生脱水反应，生成糠醛或其衍生物。例如： 己 糖 糠醛及其衍生物能与α-萘酚反应显紫色，故常用于糖的定性和定量分析。 单糖与浓硫酸反应失水生成碳。 (二)酯化反应 单糖中的醇羟基，在一定条件下，与酸作用则生成酯。这种反应在生物体中相当重要。例如：
45 表4-2 单糖的旋光度 糖 α 型 平衡 β 型 D(+)-葡萄糖 D(+)-半乳糖 D(+)-甘露糖 D(-)-果糖 +1120 +1440 +340 -210 +52.5 0 +80.5 0 +14.6 0 -920 +190 +15.4 0 -170 -133.5 0 (二)溶解度 纯净的单糖，为白色结晶，具有较强的吸湿性。单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶性， 所以极易溶于水，尤其在热水中的溶解度极大。参见表12-3。单糖在乙醇中也能溶解，但不溶于乙 醚、丙酮、脂肪等有机溶剂。 表4-3 几种糖在水中的溶解度( g／lOOg水) 名 称 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 90.8℃ 果糖 蔗糖 葡萄糖 374.78 199.4 87.67 441.70 214.3 120.46 538.63 233.4 162.38 665.58 257.6 243.76 - - 563.3 (三)甜度 单糖均有甜味。糖甜味的高低称为糖的甜度。就天然糖而言，果糖最甜，葡萄糖次之，半乳糖 又次之。 单糖甜度顺序:果糖＞葡萄糖＞半乳糖 同一单糖的甜度受结构影响: 果糖 β:α=3:1 葡萄糖 α:β=3:2 三、单糖的化学性质 (一)脱水反应 单糖与强酸(如12％以上的浓盐酸)共同加热时，会发生脱水反应，生成糠醛或其衍生物。例如： 己 糖 糠醛及其衍生物能与α-萘酚反应显紫色，故常用于糖的定性和定量分析。 单糖与浓硫酸反应失水生成碳。 (二)酯化反应 单糖中的醇羟基，在一定条件下，与酸作用则生成酯。这种反应在生物体中相当重要。例如：
46 α-D-葡萄糖 α-D-6-磷酸葡萄糖 P -代 表 磷酸基 这种反应在生物体外是相当难进行的，但在生物体内，由于有三磷酸腺苷(ATP)提供能量，从而促进 了这个反应的进行。 (三)氧化反应 无论是醛糖或酮糖，都能和银氨试剂反应生成银镜，跟费林试剂反应生成Cu20红色沉淀。 第一个反应被用来镀制镜子，后一个反应可用来检验糖尿病便中的糖分。 果糖也能进行这个反应，因为在碱性条件下，酮糖可经过烯醇化互变转变成醛糖，再与氧化 剂反应。 (四)成脎反应 这是单糖分子中羰基所起的反应。无论是醛糖和酮糖，都能和苯肼作用生成糖脎。 各种糖的糖脎均为有一定结晶特征的黄色晶体，不仅有特殊的形状,而且有明显的熔点，故可以用于糖 的鉴定。 由于成脎反应是在第一和第二个碳原子上进行的，所以凡是差向异构体，都会生成相同的脎， 例如葡萄糖、甘露糖和果糖三者的脎是完全一样的。 这个反应经过一系列的中间步骤，但总的结果可表示为： 糖 脎 (五)成苷反应 单糖的环状结构式的半缩醛羟基， 比其它位置上的羟基活泼，可以继续和其它含有活性氢 原子的化合物反应，缩合失去一分子的水，从而生成一类叫做苷的化合物。例如葡萄糖和甲醇缩合 生成甲基葡萄糖苷
46 α-D-葡萄糖 α-D-6-磷酸葡萄糖 P -代 表 磷酸基 这种反应在生物体外是相当难进行的，但在生物体内，由于有三磷酸腺苷(ATP)提供能量，从而促进 了这个反应的进行。 (三)氧化反应 无论是醛糖或酮糖，都能和银氨试剂反应生成银镜，跟费林试剂反应生成Cu20红色沉淀。 第一个反应被用来镀制镜子，后一个反应可用来检验糖尿病便中的糖分。 果糖也能进行这个反应，因为在碱性条件下，酮糖可经过烯醇化互变转变成醛糖，再与氧化 剂反应。 (四)成脎反应 这是单糖分子中羰基所起的反应。无论是醛糖和酮糖，都能和苯肼作用生成糖脎。 各种糖的糖脎均为有一定结晶特征的黄色晶体，不仅有特殊的形状,而且有明显的熔点，故可以用于糖 的鉴定。 由于成脎反应是在第一和第二个碳原子上进行的，所以凡是差向异构体，都会生成相同的脎， 例如葡萄糖、甘露糖和果糖三者的脎是完全一样的。 这个反应经过一系列的中间步骤，但总的结果可表示为： 糖 脎 (五)成苷反应 单糖的环状结构式的半缩醛羟基， 比其它位置上的羟基活泼，可以继续和其它含有活性氢 原子的化合物反应，缩合失去一分子的水，从而生成一类叫做苷的化合物。例如葡萄糖和甲醇缩合 生成甲基葡萄糖苷
47 α - D - 吡喃葡萄糖 α - D - 甲 基 吡 喃 葡 萄 糖 苷 苷也称甙，近来我国有关学术团体规定，废甙用苷。在糖苷分子中，糖的部分称为糖基，非糖部 分称为配基。由α型单糖形成的糖苷称为α-糖苷，由β型单糖形成的糖苷则称之为β-糖苷。 糖苷是无色无臭的晶体，味苦，能溶于水和乙醇，难溶于乙醚，有旋光性。天然的糖苷一般是左 旋的。 糖苷比较稳定，其水溶液在一般的条件下不能再转化成开链式，当然也不会再出现自由的半缩醛 羟基。因此，糖苷没有变旋光现象，也没有还原性。糖苷在碱性溶液中稳定，但在酸性溶液中或酶的 作用下，则易水解成原来的糖。 糖苷在自然界分布很广，化学结构也很复杂，并且兼有明显的生理作用，如广泛存在于银杏(白 果)和许多种水果核仁中的苦杏仁苷，其结构式为： 式中的苦杏仁腈部分，系由苯甲醛和HCN加成的结果。苦杏仁苷有明显的止咳平喘的效果，但因氰 基有毒，所以银杏、杏仁等不宜多吃。 (六)发酵性 有好几种单糖可被酵母、细菌、霉菌所产生的酶作用而发酵。常见的发酵类型如表4-4所示。 烹饪中的面团发酵主要是乙醇发酵，并伴有乳酸发酵，如发酵过程进行得适度，产生独特的酒 香气，发酵过度便呈酸味。泡菜和腌菜过程中都有乳酸发酵作用产生，形成了独特的风味。 通常单糖都可以直接发酵，而低聚糖(如蔗糖、乳糖等)和多糖(如淀粉)则要在它们水解变成单 糖以后才能发酵。故前者叫直接发酵，后者叫间接发酵。只有麦芽糖比较特殊，它既可以被直接发 酵，也可以被间接发酵。 表 4 - 4 糖 发 酵类型 发酵种类 发酵方式 发酵微生物 主要产物 乙醇发酵 乳酸发酵 酪酸发酵 柠檬酸发酵 无氧 无氧 无氧 有氧 酵母 乳酸菌 丁酸菌 黑曲霉 CO2、C2H5OH 等 乳酸等 丁酸、H2、CO2等 柠檬酸等 (七)焦糖化和羰氨反应 糖类在没有氨基化合物存在的条件下，在加热熔融以后，如温度继续升高，则会变成黑褐色的焦糖， 这个过程也称为焦糖化反应，也就是食品行业中熬制糖色的过程。如果在加热时同时有氨基化合物 存在，则发生羰氨反应，是食物产生非酶褐变的一种反应。 四、重要的单糖 (一)核糖 核糖属于戊糖。自然界中存在的核糖有D－核糖、D－2－脱氧核糖。它们的重要性在于它们是细 胞中遗传信息的载体――核酸的组成成分。D-核糖的比旋光度为-23.7 0、D-2-脱氧核糖的比旋光度 为-60.0 0。它们的开链式结构和氧环式结构如下：
47 α - D - 吡喃葡萄糖 α - D - 甲 基 吡 喃 葡 萄 糖 苷 苷也称甙，近来我国有关学术团体规定，废甙用苷。在糖苷分子中，糖的部分称为糖基，非糖部 分称为配基。由α型单糖形成的糖苷称为α-糖苷，由β型单糖形成的糖苷则称之为β-糖苷。 糖苷是无色无臭的晶体，味苦，能溶于水和乙醇，难溶于乙醚，有旋光性。天然的糖苷一般是左 旋的。 糖苷比较稳定，其水溶液在一般的条件下不能再转化成开链式，当然也不会再出现自由的半缩醛 羟基。因此，糖苷没有变旋光现象，也没有还原性。糖苷在碱性溶液中稳定，但在酸性溶液中或酶的 作用下，则易水解成原来的糖。 糖苷在自然界分布很广，化学结构也很复杂，并且兼有明显的生理作用，如广泛存在于银杏(白 果)和许多种水果核仁中的苦杏仁苷，其结构式为： 式中的苦杏仁腈部分，系由苯甲醛和HCN加成的结果。苦杏仁苷有明显的止咳平喘的效果，但因氰 基有毒，所以银杏、杏仁等不宜多吃。 (六)发酵性 有好几种单糖可被酵母、细菌、霉菌所产生的酶作用而发酵。常见的发酵类型如表4-4所示。 烹饪中的面团发酵主要是乙醇发酵，并伴有乳酸发酵，如发酵过程进行得适度，产生独特的酒 香气，发酵过度便呈酸味。泡菜和腌菜过程中都有乳酸发酵作用产生，形成了独特的风味。 通常单糖都可以直接发酵，而低聚糖(如蔗糖、乳糖等)和多糖(如淀粉)则要在它们水解变成单 糖以后才能发酵。故前者叫直接发酵，后者叫间接发酵。只有麦芽糖比较特殊，它既可以被直接发 酵，也可以被间接发酵。 表 4 - 4 糖 发 酵类型 发酵种类 发酵方式 发酵微生物 主要产物 乙醇发酵 乳酸发酵 酪酸发酵 柠檬酸发酵 无氧 无氧 无氧 有氧 酵母 乳酸菌 丁酸菌 黑曲霉 CO2、C2H5OH 等 乳酸等 丁酸、H2、CO2等 柠檬酸等 (七)焦糖化和羰氨反应 糖类在没有氨基化合物存在的条件下，在加热熔融以后，如温度继续升高，则会变成黑褐色的焦糖， 这个过程也称为焦糖化反应，也就是食品行业中熬制糖色的过程。如果在加热时同时有氨基化合物 存在，则发生羰氨反应，是食物产生非酶褐变的一种反应。 四、重要的单糖 (一)核糖 核糖属于戊糖。自然界中存在的核糖有D－核糖、D－2－脱氧核糖。它们的重要性在于它们是细 胞中遗传信息的载体――核酸的组成成分。D-核糖的比旋光度为-23.7 0、D-2-脱氧核糖的比旋光度 为-60.0 0。它们的开链式结构和氧环式结构如下：
48 核糖和2-脱氧核糖与某些碱性杂环化化合物形成的β－糖苷，在生物化学中叫做核苷。核苷 的5号位羟基与磷酸所形成的酯 做核苷酸。核苷酸是组成核酸的单体，可用通式表示如下： (二)葡萄糖 葡萄糖广布于自然界。在室温下，从水溶液结晶析出的葡萄糖，是含有一分子结晶水的单斜晶系结晶， 构型为α-D-葡萄糖。熔点80℃，比旋光度[α] 20 D ＝+110.120，在50℃以上则变为无水葡萄糖。自98℃ 以上的热水溶液或酒精溶液中析出的葡萄糖，是无水的斜方结晶，构型为β-D-葡萄糖，熔点146～ 147℃， 比旋光度[α] 20 D ＝+ 19.260。 葡萄糖甜度约为蔗糖的65％～75％，其甜味有凉爽之感，适宜食用。葡萄糖加热后逐渐变为褐 色，温度在170℃以上，则生成焦糖。葡萄糖液能被多种微生物发酵，是发酵工业的重要原料。工业 上生产葡萄糖，都用淀粉为原料，经酸法或酶法水解而制得。 (三)果糖 果糖多与葡萄糖共存于果实及蜂蜜中。果糖易溶于水，在常温下难溶于酒精。果糖吸湿性特强， 因而从水溶液结晶较困难。但果糖从酒精溶液中析出的是无水结晶，熔点为102～104℃。 果糖为左旋糖，其比旋光度受温度影响较大，如10％的果糖溶液，在O℃时，[α] 20 D ＝-104.090， 而在90℃,时[α] 20 D =-51.750。果糖比糖类中其它糖都甜，尤其是β-果糖的甜度最大，其甜度随温度 而变，为蔗糖的1.03(热时)～1.73(冷时)倍。果糖很容易消化，适于幼儿和和糖尿病患者食用，它 不需要胰岛素的作用，能直接被人体代谢利用。在食品工业上，用异构化酶在常温常压下使葡萄糖 转化为果糖。 思考题 P 385 3 、 4 、 6 练习题 P 386 1 第三节 低聚糖 构成:低聚糖也称寡糖。在分子结构上很像苷，不过其中的糖基和配基两个部分都是糖而已。 性质:由于低聚糖仍属小分子化合物，所以它们也还可以形成结晶体，可溶于水，有甜味，也有旋 光活性，可在酸性溶液或酶存在下水解成单糖，而且只有在水解成单糖以后，人体才能吸收利用它。 还原性糖:低聚糖分子中，如果仍然有个别组成的单糖保留了半缩醛羟基，则这种低聚糖便具有和 单糖一样的性质，如有变旋光现象、能够成脎成苷，并具有氧化性和还原性。这种低聚糖叫还原糖。 非还原性糖:如果组成单糖相互之间都以半缩醛羟基互相缩合，在形成的低聚糖分子中不再有 半缩醛羟基，那么这种低聚糖便不再能起上述反应，这种低聚糖称为非还原性糖。 重要的二糖(双糖):在人的营养成分中最常见的二糖是蔗糖、麦芽糖和乳糖。 一、蔗糖 (一)结构:蔗糖是食物中存在的主要低聚糖，是一种典型的非还原性糖。它是由一分子葡萄 糖和一分子果糖彼此以半缩醛(酮)羟基相互缩合而成的，其构型哈武斯式的最佳表示为：
48 核糖和2-脱氧核糖与某些碱性杂环化化合物形成的β－糖苷，在生物化学中叫做核苷。核苷 的5号位羟基与磷酸所形成的酯 做核苷酸。核苷酸是组成核酸的单体，可用通式表示如下： (二)葡萄糖 葡萄糖广布于自然界。在室温下，从水溶液结晶析出的葡萄糖，是含有一分子结晶水的单斜晶系结晶， 构型为α-D-葡萄糖。熔点80℃，比旋光度[α] 20 D ＝+110.120，在50℃以上则变为无水葡萄糖。自98℃ 以上的热水溶液或酒精溶液中析出的葡萄糖，是无水的斜方结晶，构型为β-D-葡萄糖，熔点146～ 147℃， 比旋光度[α] 20 D ＝+ 19.260。 葡萄糖甜度约为蔗糖的65％～75％，其甜味有凉爽之感，适宜食用。葡萄糖加热后逐渐变为褐 色，温度在170℃以上，则生成焦糖。葡萄糖液能被多种微生物发酵，是发酵工业的重要原料。工业 上生产葡萄糖，都用淀粉为原料，经酸法或酶法水解而制得。 (三)果糖 果糖多与葡萄糖共存于果实及蜂蜜中。果糖易溶于水，在常温下难溶于酒精。果糖吸湿性特强， 因而从水溶液结晶较困难。但果糖从酒精溶液中析出的是无水结晶，熔点为102～104℃。 果糖为左旋糖，其比旋光度受温度影响较大，如10％的果糖溶液，在O℃时，[α] 20 D ＝-104.090， 而在90℃,时[α] 20 D =-51.750。果糖比糖类中其它糖都甜，尤其是β-果糖的甜度最大，其甜度随温度 而变，为蔗糖的1.03(热时)～1.73(冷时)倍。果糖很容易消化，适于幼儿和和糖尿病患者食用，它 不需要胰岛素的作用，能直接被人体代谢利用。在食品工业上，用异构化酶在常温常压下使葡萄糖 转化为果糖。 思考题 P 385 3 、 4 、 6 练习题 P 386 1 第三节 低聚糖 构成:低聚糖也称寡糖。在分子结构上很像苷，不过其中的糖基和配基两个部分都是糖而已。 性质:由于低聚糖仍属小分子化合物，所以它们也还可以形成结晶体，可溶于水，有甜味，也有旋 光活性，可在酸性溶液或酶存在下水解成单糖，而且只有在水解成单糖以后，人体才能吸收利用它。 还原性糖:低聚糖分子中，如果仍然有个别组成的单糖保留了半缩醛羟基，则这种低聚糖便具有和 单糖一样的性质，如有变旋光现象、能够成脎成苷，并具有氧化性和还原性。这种低聚糖叫还原糖。 非还原性糖:如果组成单糖相互之间都以半缩醛羟基互相缩合，在形成的低聚糖分子中不再有 半缩醛羟基，那么这种低聚糖便不再能起上述反应，这种低聚糖称为非还原性糖。 重要的二糖(双糖):在人的营养成分中最常见的二糖是蔗糖、麦芽糖和乳糖。 一、蔗糖 (一)结构:蔗糖是食物中存在的主要低聚糖，是一种典型的非还原性糖。它是由一分子葡萄 糖和一分子果糖彼此以半缩醛(酮)羟基相互缩合而成的，其构型哈武斯式的最佳表示为：
49 α -D(+)吡喃葡萄糖 β -D (-)呋 喃 果 糖 注意:右侧的β-果糖部分翻了个身，括弧中所示为我们习惯 的构型式。 (二)性质: 1、蔗糖是烹饪中最常用的甜味剂，其甜味仅次于果糖。 2、它是一种无色透明的单斜晶型的结晶体，易溶于水，较难溶于乙醇。蔗糖的相对密度为1.588， 纯净蔗糖的熔点为185～186℃，商品蔗糖的熔点为160～186℃。 3、蔗糖在水中的溶解度随着温度的升高而增加。加热至200℃时即脱水形成焦糖。 4、蔗糖是右旋糖，其16％水溶液的比旋光度是+66.5 0。蔗糖在 稀酸或酶的作用下水解，生成等量的葡萄糖和果糖的混合物，这种 混合物叫做转化糖。它们的比旋光度也发生了变化。即如下式： 蔗糖 ＋ H2 O ――→ D－葡萄糖 ＋ D－果糖 [α] 20 D ＝+66.50 [α] 20 D =+52.70 [α] 20 D =-920 转化糖[α] 20 D =-19.750 促进这个转化作用的酶叫转化酶，在蜂蜜中大量存在，故蜂蜜中含有大量的果糖，其甜度较大，比 葡萄糖的甜度几乎大一倍。在烹饪过程中，转化作用也存在于面团的发酵过程的早期。 蔗糖可以被酵母菌分泌的蔗糖酶所水解，所以在烘制面包的面团中，蔗糖是不可缺少的添加剂。 因为它不仅有利于面团的发酵，而且在烘烤过程中，所发生的焦糖化反应能增进面包的颜色。 5、再结晶 蔗糖溶液在过饱和时，不但能形成晶核，而且蔗糖分子会有序地排列，被晶核吸附 在一起，从而重新形成晶体。这种现象称作蔗糖的再结晶。烹饪中制作挂霜菜就是利用了这一原理。 6、无定形 蔗糖溶液在熬制过程中，随着浓度的升高，其含水量逐渐降低，当含水量为2％左 右时，停止加温并冷却，这时蔗糖分子不易形成结晶，而只能形成非结晶态的无定形态——玻璃体。 玻璃体不易被压缩、拉伸，在低温时呈透明状，并具有较大的脆性。烹饪中拔丝菜的制作就依据于 此。 （三）在烹饪中的应用 甜味剂 添加剂 蜜汁、挂霜、拔丝菜肴。 （四）来源 烹饪中常用的白砂糖、绵白糖、冰糖的主要成分均是蔗糖。制糖的原料为甘蔗和甜菜。甘蔗中 蔗糖的含量为16％～25％，甜莱中为12％～15％。 （五）营养价值 蔗糖食入人体后，在小肠中因蔗糖酶的作用，水解生成葡萄糖和果糖而被人 体吸收。 二、麦芽糖 （一）结构 麦芽糖是由两分子α-D-葡萄糖通过1，4-苷键结合而成的。麦芽糖结构的哈武斯式和变 旋光数据如下: α-麦芽糖 ［α］D＝+168 0
49 α -D(+)吡喃葡萄糖 β -D (-)呋 喃 果 糖 注意:右侧的β-果糖部分翻了个身，括弧中所示为我们习惯 的构型式。 (二)性质: 1、蔗糖是烹饪中最常用的甜味剂，其甜味仅次于果糖。 2、它是一种无色透明的单斜晶型的结晶体，易溶于水，较难溶于乙醇。蔗糖的相对密度为1.588， 纯净蔗糖的熔点为185～186℃，商品蔗糖的熔点为160～186℃。 3、蔗糖在水中的溶解度随着温度的升高而增加。加热至200℃时即脱水形成焦糖。 4、蔗糖是右旋糖，其16％水溶液的比旋光度是+66.5 0。蔗糖在 稀酸或酶的作用下水解，生成等量的葡萄糖和果糖的混合物，这种 混合物叫做转化糖。它们的比旋光度也发生了变化。即如下式： 蔗糖 ＋ H2 O ――→ D－葡萄糖 ＋ D－果糖 [α] 20 D ＝+66.50 [α] 20 D =+52.70 [α] 20 D =-920 转化糖[α] 20 D =-19.750 促进这个转化作用的酶叫转化酶，在蜂蜜中大量存在，故蜂蜜中含有大量的果糖，其甜度较大，比 葡萄糖的甜度几乎大一倍。在烹饪过程中，转化作用也存在于面团的发酵过程的早期。 蔗糖可以被酵母菌分泌的蔗糖酶所水解，所以在烘制面包的面团中，蔗糖是不可缺少的添加剂。 因为它不仅有利于面团的发酵，而且在烘烤过程中，所发生的焦糖化反应能增进面包的颜色。 5、再结晶 蔗糖溶液在过饱和时，不但能形成晶核，而且蔗糖分子会有序地排列，被晶核吸附 在一起，从而重新形成晶体。这种现象称作蔗糖的再结晶。烹饪中制作挂霜菜就是利用了这一原理。 6、无定形 蔗糖溶液在熬制过程中，随着浓度的升高，其含水量逐渐降低，当含水量为2％左 右时，停止加温并冷却，这时蔗糖分子不易形成结晶，而只能形成非结晶态的无定形态——玻璃体。 玻璃体不易被压缩、拉伸，在低温时呈透明状，并具有较大的脆性。烹饪中拔丝菜的制作就依据于 此。 （三）在烹饪中的应用 甜味剂 添加剂 蜜汁、挂霜、拔丝菜肴。 （四）来源 烹饪中常用的白砂糖、绵白糖、冰糖的主要成分均是蔗糖。制糖的原料为甘蔗和甜菜。甘蔗中 蔗糖的含量为16％～25％，甜莱中为12％～15％。 （五）营养价值 蔗糖食入人体后，在小肠中因蔗糖酶的作用，水解生成葡萄糖和果糖而被人 体吸收。 二、麦芽糖 （一）结构 麦芽糖是由两分子α-D-葡萄糖通过1，4-苷键结合而成的。麦芽糖结构的哈武斯式和变 旋光数据如下: α-麦芽糖 ［α］D＝+168 0