碳水化合物
什么是碳水化合物？
什么是碳水化合物？碳水化合物是人类日常饮食中占有重要地位的物质，它们可进行合成并被广泛应用于生活各个领域。
本文包括碳水化合物合成概念、碳水化合物合成方式、碳水化合物应用领域以及持久性碳水化合物等内容，旨在为大家解释碳水化合物的合成和应用情况，了解有关的概念以及对其的正确的使用。
一、碳水化合物合成概念碳水化合物是具有一定结构的化合物，其主体由化学式Cx(H2O)y组成，即水中含有某种碳(Cx)含量比较高的物质。
典型碳水化合物如乙醇(CH3CH2OH)，丙醇(CH2OHCH2OH)，三乙醇胺（C2H7NO）和乙酰胆碱（C6H5CH2CONH2）等。
二、碳水化合物合成方式碳水化合物的合成方式相当多，但主要有以下几种：（1）反应分解法：在此种方法中，最常用的碳水化合物是乙酸乙酯，它可以通过酯交换反应获得。
（2）重聚缩合法：该方法利用烷基苯磺酰氯（其也可由烷基氯化镁（MgCl2）与硫代磺酰氯（SOCl2）制得）与甲醇反应，以及碳水化合物乙醇/三乙醇胺浓度丙醇等。
（3）缩合反应：其常用的碳水化合物有抗菌素β-内酰胺（CCl2ONH2），抗生素氮酰胆碱（C6H5CH2CONH2）等，都可以利用该反应制得。
（4）歧化反应：该方法利用某些有机物，如苯甲酸乙酯、丁醇、丙醇和水及微量盐酸等，可以制备许多用于制药的复杂有机碳化合物。
三、碳水化合物应用领域碳水化合物具有十分广泛的应用领域，包括：（1）农业：碳水化合物在农业中有着重要地位，主要包括对植物的生长营养，以及可用于制作肥料进行施肥等。
（2）生活：碳水化合物在我们的日常生活中，体现在烹饪、饮食以及医药等，可为我们提供充足的营养，促进身体健康。
（3）工业：工业用碳水化合物如乙醇、丙醇、乙醚等也极具价值！这些物质可用于制药，制备油漆和溶剂等，并可广泛应用于各种行业。
四、持久性碳水化合物持久性碳水化合物是指具有一定半衰期，耗散慢的碳水化合物。
主要有亚硝酸盐类（亚硝酸钠、亚硝酸钙等）、三氯乙烯、多氯联苯及其他含氯污染物等，它们主要来源于人类的日常生活活动，比如燃烧石油、煤炭等。
碳水化合物百度百科
碳水化合物碳水化合物（carbohydrate）是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。
它是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。
食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物，如纤维素，是人体必须的物质。
糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。
它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。
例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。
此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。
因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。
自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。
可用通式Cx(H2O)y来表示。
有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。
主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。
从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。
例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。
果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。
它与蛋白质、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动、繁殖提供主要能源。
是人类生存发展必不可少的重要物质之一。
发现历史在人们知道碳水化合物的化学性质及其组成以前，碳水化合物已经得到很好的作用，如今含碳水化合物丰富的植物作为食物，利用其制成发酵饮料，作为动物的饲料等。
一直到18世纪一名德国学者从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速发展。
1812年，俄罗斯化学家报告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加热可水解为葡萄糖。
1884年，另一科学家指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素，其中H和O的比例恰好与水相同为2：1，好像碳和水的化合物，故称此类化合物为碳水化合物，这一名称，一直沿用至今。
食品化学第三章碳水化合物
分类：
低聚糖中以双糖分布最为普遍，双糖也称为二糖， 是由2分子的单糖失水形成的，其单糖单体可以是 相同的，也可以是不同的，故可分为同聚二糖和杂 聚二糖。同聚二糖：麦芽糖，异麦芽糖，纤维二糖， 海藻二糖；杂聚二糖：蔗糖，乳糖等。
❖二糖：
❖ 还原性二糖：还原性二糖可以看作是一
分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的 醇羟基失水而成的。这样形成的二糖分子 中，有一个单糖单位形成苷，而另一个单 位仍然保留有半缩醛基。
碳水化合物的作用：
❖ 是重要的能量来源与营养来源： ❖ 单糖和低聚糖是重要的甜味剂和保藏剂(高
浓度糖渗透压大，微生物不易生长)： ❖ 与食品中其它成分发生反应产生色泽和香
味：焦糖化反应，美拉德反应 ❖ 具有较高黏度、凝胶能力和稳定作用：多
指多糖
碳水化合物在加工贮藏中的变化：
❖ 有利变化：淀粉糊化，纤维素水解， 果胶在水果后熟中的适当降解
(3)分子中碳原子数≥3的单糖含有手型碳原子(即 离羰基最员的不对称碳原字)，手型碳原子上－ OH在右侧的为D型，在左侧的为L型。天然存 在的单糖大多为D型。
➢ 2、单糖的环状结构：
单糖分子的羰基可以与糖分子本身的一个醇羟 基反应，生成分子内的半缩醛或半缩酮，形成 五元呋喃环或更稳定的六元吡喃环。天然的糖 多以六元环形式存在。
3.2 单糖
❖ 单糖的结构：
➢ 1、单糖的化学组成和链状结构：
(1)组成Cn(H2O)n：所有食物中的低聚糖和多糖摄 入人体后，都必须水解成单糖后才能被人体吸收。
(2)自然界中以4，5，6个碳原子的单糖最普遍。6 碳糖：葡萄糖，果糖；5碳糖：核糖等等。按照官 能团又分为醛糖或酮糖。依分子中碳原子的数目， 单糖可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖，庚糖 。
碳水化合物是什么？
碳水化合物是什么？碳水化合物碳水化合物是自然界最丰富的有机物，是人类最经济和最主要的能量来源。
碳水化合物也称为糖类，因大多数糖类物质由碳、氢、氧组成，其结构式为Cn(H2O)，与水分子中的比例相同，因此称为碳水化合物。
一、碳水化合物分类从化学上，根据碳水化合物的聚合度，可以将其分成单糖、双糖、寡糖和多糖四类。
但从生理上，根据碳水化合物能否被人体消化吸收，碳水化合物可以被分成可消化吸收与不可消化吸收两类。
（一）可消化吸收的碳水化合物可以消化吸收的碳水化合物是指能在人体肠道被分解成小分子成分，并透过肠粘膜细胞进入血液的糖类。
包括：（1）所有单糖如葡萄糖、果糖、半乳糖等；（2）所有双糖如蔗糖、乳糖、麦芽糖等；（3）多糖中的淀粉、糖原及糊精等。
（二）不能消化吸收的碳水化合物不能消化吸收的碳水化合物是指人类肠道中不含其水解酶，不能被消化成小分子物质，因而不能吸收的糖类。
包括：（1）低聚糖如棉子糖，水苏糖等；（2）多糖如纤维素，半纤维素，果胶，木质素等，其中木质素连食草动物也不能消化吸收。
二、碳水化合物的生理功能1、提供和贮存能量是人类最经济和最主要的能量来源，碳水化合物主要以葡萄糖的方式进入血液，在机体的组织细胞特别是大脑、肝脏和肌肉等组织内，先分解为2个丙酮酸，然后脱羧形成乙酰辅酶A，最后进入三羧酸循环生成二氧化碳和水，同时释放大量热能，每克葡萄糖在体内进行生物氧化可产生16.8kJ (4kcal)的能量。
一般情况下，大脑仅利用葡萄糖作为能量来源，大脑在活动时约消耗2/3的血糖。
肝脏既可以利用葡萄糖分解产热，也可以利用葡萄糖合成糖原作为储备能源，与脂肪不同，糖原可迅速动员，补充血糖的不足。
肌肉在葡萄糖不足时，可在糖原酶的作用下直接分解糖原产生能量。
2、构成体组织糖是构成机体的重要物质，如糖与蛋白质结合形成的糖蛋白可以构成保护胃粘膜的粘液、构成软骨的主要成分硫酸软骨素，此外，糖蛋白还参与抗体、酶、激素、核酸的组成；糖和脂肪形成的糖脂是细胞膜的重要成分，参与细胞的标记和识别。
食品营养学 碳水化合物
第三章 碳水化合物
• 一．单糖 单糖是指分子结构中含有三～六个碳原子的糖,如三碳
糖的甘油醛;四碳糖的赤藓糖;五碳糖的阿拉伯糖、核糖、 木糖、来苏糖;六碳糖的葡萄糖、果糖、半乳糖等,食品中 常见的单糖以六碳糖为主,主要有如下几种,
[一]葡萄糖 植物性食品中含量最丰富,有的高达二0%, 在动物的血液、肝脏、肌肉中也含有少量的葡萄糖,而且是 人体血液中不可缺少的糖类,有些器官甚至完全依靠葡萄糖 提供能量,例如大脑每天约需一00～一二0g葡萄糖,葡萄糖 也是双糖、多糖的组成成分,
原、核糖、乳糖的形式存在,
第三章 碳水化合物
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节
碳水化合物的生理功能 碳水化合物的分类 食品加工对碳水化合物的影响 碳水化合物的供给量及食物来源 膳食纤维 碳水化合物的质量评价
第三章 碳水化合物
• 第一节 碳水化合物的生理功能
• 一、供能和节约蛋白质
糊化淀粉[α-淀粉]缓慢冷却后可生成难以消化的β淀粉,即淀粉的老化或反生,这在以淀粉凝胶为基质的食品 中有可能由凝胶析出液体,称为食品的脱水收缩,此外,当 α-淀粉在高温、快速干燥,并使其水分低于一0%时,可使 α-淀粉长期保存,成为方便食品或即食食品,此时,若将其 加水,无需再加热即可得到完全糊化的淀粉,
[一]山梨糖醇 葡萄糖氢化,使其醛基转化为醇基,代谢 时可转化为果糖,不受胰岛素的控制,食后不影响血糖,
碳水化合物的涵义
合理摄入碳水化合物有助于预防代谢综合征，如肥胖、高血压、高血脂等。过多或过少的碳水化合物 摄入都可能导致代谢紊乱。
04 常见食物中碳水化合物含 量及营养价值评估
谷物类食品
01
02
03
大米
主要成分是淀粉，含有较 高的碳水化合物，提供能 量。
小麦
富含膳食纤维和B族维生 素，有助于维持肠道健康。
玉米
含有丰富的不饱和脂肪酸 和维生素E，有助于降低 胆固醇。
水果类食品
苹果
含有果糖和膳食纤维，有 助于维持血糖稳定。
香蕉
富含钾元素和膳食纤维， 有助于缓解便秘。
葡萄
含有葡萄糖和多种抗氧化 物质，有益于心血管健康。
蔬菜类食品
土豆
西兰花
富含淀粉和钾元素，可作为主食的替 代品。
富含膳食纤维和维生素C，有助于增 强免疫力。
实际生活中应用举例
早餐选择
一顿营养丰富的早餐应包括复合碳水化合物食物，如全麦面包、燕麦片或全麦谷物。这些食物能提供持久的能量，并 有助于控制血糖水平。
零食选择
当需要补充能量时，可以选择含有复合碳水化合物的零食，如水果、酸奶或坚果。这些食物不仅能提供能量，还有助 于维持肠道健康。
餐盘搭配
在餐盘中，确保一半的空间用于蔬菜和水果，四分之一的空间用于蛋白质食物（如鱼、肉、豆类等）， 剩下的四分之一用于全谷物或淀粉类食物。这样的搭配有助于实现碳水化合物的合理摄入。
分类
根据结构和性质不同，碳水化合 物可分为单糖、低聚糖和多糖三 类。
结构特点
链状结构
碳水化合物的分子结构通常呈现链状 ，由许多单糖分子连接而成。
官能团
碳水化合物分子中含有羟基、羰基等 官能团，这些官能团决定了碳水化合 物的化学性质。
碳水化合物
半乳糖： 半乳糖
在动物界的分布与含量都不多 与葡萄糖结合形成乳糖仅存在于哺乳动物的乳汁中； 与葡萄糖结合形成乳糖仅存在于哺乳动物的乳汁中； 常以D-半乳糖苷的形式存在于大脑和神经组织中。 常以 半乳糖苷的形式存在于大脑和神经组织中。是婴儿 半乳糖苷的形式存在于大脑和神经组织中 大脑发育的必需物质。 大脑发育的必需物质。
甜味剂：阿斯巴甜
分类
根据聚合度，可分为： 根据聚合度，可分为：
糖、寡糖和多糖。 寡糖和多糖。
从营养学的角度， 从营养学的角度，根据碳水化合物能否提供能量 分为： 分为：
可消化和不可消化的碳水化合物。 可消化和不可消化的碳水化合物。
类别（糖分子） 类别（糖分子）
亚组
单糖 双糖 糖醇 异麦芽糖低聚糖 其他寡糖 淀粉 非淀粉类多糖
碳水化合物
李黛淋
定义：碳水化合物是一大类有机化合物， 定义：碳水化合物是一大类有机化合物，其化学本质为
多羟醛或多羟酮及其一些衍生物。 多羟醛或多羟酮及其一些衍生物。 组成元素: 、 、 组成元素 C、H、O 基本结构式： 基本结构式：Cn(H2O)m
理化性质
（1）水溶性和水合性 A、水溶性 单糖、双糖、低聚糖、糊精、果胶都溶于水。 B、水合性 大多数不溶于水的糖类都具有与水结合的能 力。 如：膳食纤维、部分寡糖和淀粉。
3、根据淀粉酶水解时间长短（消化速率）分类： 根据淀粉酶水解时间长短（消化速率）分类： 类型
快消化淀粉 慢消化淀粉 抗性淀粉 RS1 RS2 RS3
食物形式
新鲜煮熟的食物 生的谷类或高温糊化干燥淀粉
小肠中消化情况
迅速完全吸收 缓慢但完全吸收 部分消化 部分消化 部分消化
完整或部分研磨的谷类和豆类 未煮的土豆和青香蕉 放冷的熟土豆谷类和食物
碳水化合物
多糖类
由≥10个单糖分子组合而成，在酶或酸的作用
下，水解成单糖残基数量不等的片段，最后成
为单糖。
按照营养学新的分类方法，多糖类包括淀粉和
非淀粉多糖。
淀粉 是存在于食物中能被人体利用
的最主要的多糖，谷类、干豆类
、坚果类和块根类如马铃薯、红 薯等食物中含量丰富。
淀粉分直链淀粉和支链淀粉。 直链淀粉在热水中可以溶解，支链淀粉难溶于水。支 链淀粉含量越多，食物的粘性越大。
在自然界中，只有葡萄糖和果糖以游离状态
大量地存在。
单糖类是产热快、持续时间短
糖尿病病人不宜过多摄入单糖。
己糖
葡萄糖
是构成多种寡糖和多糖的基本单位，在葡萄
中含量丰富，蜂蜜中也有。
葡萄糖在体内是极其重要的活跃代谢物，是 多种活性物质生物合成的原料或前体，如嘌
呤、嘧啶、某些氨基酸、卟啉类、胆固醇及
洋葱、大蒜、香蕉、黑麦和蜂蜜等天然食品等，难以 被人体消化吸收，但是，可被大肠中的双歧杆菌利用，
是双歧杆菌的增殖因子。
此外，低聚果糖不被突变链球菌作为发酵底物，不提 供口腔微生物沉淀、产酸、腐蚀的环境，可作为防龋 甜味剂。
大豆低聚糖
是存在于大豆中的可溶性糖的总称，也存在 于豇豆、扁豆、豌豆、绿豆和花生中，主要
利于结肠上皮细胞的增殖，维持结肠粘膜的完
整性。
调节血糖 被吸收的单糖进入血流，有的直接被组织利 用，有的以糖原的形式储存在肝脏、肌肉组
织。
饥饿时，血糖降低，糖原分解为葡萄糖，使
血糖在正常范围内
具有节约蛋白质和抗生酮作用
常见的碳水化合物
常见的碳水化合物常见的碳水化合物碳水化合物是生命体中最主要的有机物质之一，是构成生命体的基础。
它们由碳、氢和氧三种元素组成，通常表示为（CH2O）n 的式子。
碳水化合物广泛存在于自然界中，包括植物、动物和微生物等。
一、单糖单糖是由3-7个碳原子组成的单一分子，是最简单的碳水化合物。
它们可以通过光合作用或其他途径从二氧化碳和水中合成。
常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖等。
1. 葡萄糖葡萄糖是一种六碳单糖，在自然界中广泛存在于植物和动物体内。
它是细胞内能量代谢的重要底物，也是构成多种生命活性分子（如核酸、蛋白质等）的重要原料。
2. 果糖果糖也是一种六碳单糖，在许多水果和蜂蜜中广泛存在。
与葡萄糖相比，果糖更甜，并且不会引起血糖急剧升高，因此常被用作低卡路里食品的甜味剂。
3. 半乳糖半乳糖是一种五碳单糖，在乳制品中广泛存在。
它是人体内肠道细菌的重要营养物质，也是构成多种复杂多糖（如乳糖、角质素等）的重要组成部分。
二、双糖双糖由两个单糖分子通过缩合反应而成，常见的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖等。
1. 蔗糖蔗糖是一种由葡萄糖和果糖缩合而成的二糖，在甘蔗和甜菜中广泛存在。
它是最常见的食用甜味剂之一，也是饮料和食品加工中不可或缺的原料。
2. 乳糖乳糖是一种由葡萄糖和半乳糖缩合而成的二糖，在哺乳动物牛奶中广泛存在。
它是人体消化系统中肠道细菌的重要营养物质，但对于一些人来说，它也可能引起乳糖不耐受症状。
3. 麦芽糖麦芽糖是一种由两个葡萄糖分子缩合而成的二糖，在麦芽中广泛存在。
它是啤酒和其他发酵食品中的重要成分，也是许多食品加工中的原料。
三、多糖多糖是由许多单糖分子通过缩合反应而成的高聚物，常见的多糖有淀粉、纤维素和壳聚糖等。
1. 淀粉淀粉是植物细胞内最主要的储能形式，由数千个葡萄糖分子通过缩合反应而成。
它广泛存在于谷类、豆类和根茎类植物中，是人类主要的碳水化合物来源之一。
2. 纤维素纤维素是地球上最常见的有机化合物之一，由大量葡萄糖分子通过β-1,4-键连接而成。
碳水化合物
功能性低聚糖的特点是热量低，是肠道有益菌的食物和营 养素，具有使肠道有益菌增殖的作用，因此被称为双歧因子增殖 因子。可以有效防止肠道菌群失调引起的腹泻等。
(一)低聚果糖(fructo oligosaccharide)
是由蔗糖分子的果糖残基上结合1～3个果糖而组成。低聚果 糖主要存在于日常食用的水果、蔬菜中。难以被人体消化吸收， 被认为是一种水溶性膳食纤维，但易被大肠双歧杆菌利用，是双 歧杆菌的增殖因子。 甜度=30-60%蔗糖 工业上：用蔗糖和微生物生产 功能：增殖双歧杆菌 （-）肠道腐败菌、沙门氏菌 （+）肠胃功能，防便秘
(二)非淀粉多糖（膳食纤维）
80％～90％的非淀粉多糖(non starch polysaccharides， NSP)由植物细胞壁成分组成，包括纤维素、半纤维素、果胶等， 即以前概念中的膳食纤维。其他是非细胞壁物质如植物胶质、海 藻胶类等。 在膳食纤维一课中具体讲述。
煮牛奶时就加糖好不好？
不好！ 因为牛奶还有赖氨酸、白糖含有果糖，这两种物质在高温下会生 成一种不被人体消化吸收的物质，而且还破坏了蛋白质的营养价值。 所以如果要加糖的话，可以稍微凉一些再加。 但即使是凉的牛奶也不可加过量。牛奶加糖的目的是增加糖类的 热量。过多的话对人体不利，同时还影响食欲。
乳糖
半乳糖
葡萄糖
3.果糖:又称左旋糖，它是一种己酮糖。D-果糖通常与蔗糖共 存在于水果汁及蜂蜜中，苹果及番茄中含量亦较多。在糖类中， 果糖是天然碳水化合物中甜味最高的糖，其甜度是蔗糖的1.1－ 1.5倍。 果糖的口服吸收比葡萄糖慢，但吸收或静脉给药后在体内代 谢比葡萄糖快。进入人体后，先在肝脏转变为肝糖，再转化为葡 萄糖。也有一部分转变为糖原、乳酸和脂肪。机体吸收利用不依 赖胰岛素，对血糖影响小，适合于葡萄糖代谢紊乱及肝功能不全 的患者补充能量。
营养学--碳水化合物
膳食纤维生理作用： 纤维性质：吸水膨胀 结果：增体积、重量。
(1)润肠通便作用
65岁以上老年人中20％～30％有便秘，女性高于男性 。膳食中缺乏膳食纤维是便秘重要的原因。
防便秘、肠憩室 （2）有助于减肥（有赖于体积增大）：抗饥饿、控制热 能、减轻体重。有助于预防肥胖、糖尿病和高脂血症。
膳食纤维生理作用：
单糖(monosaccharide) 双糖(disaccharide) 寡糖(oligosaccharide) 多糖（polysaccharide）
（一）单糖 不能再水解的糖
1、葡萄糖(glucose)——最常见、最主要。是构成各种糖类的基 本单位。游离形式存在水果、蜂蜜中。
分为L型、D型。人体只能代谢D型，L型作为甜味剂。 2、果糖(fructose)——甜度最高。是饮料、糖果、蜜饯的重要 原料。
(3)降低血糖、血脂作用 高纤维碳水化合物消化得比较慢，结果使体内血糖、
血脂水平不会升高的太快。
(4)降低血脂和胆固醇，减少动脉粥样硬化 膳食纤维可以和胆酸结合，生成胆红素随粪便排出
体外，故有降血脂作用。摄人膳食纤维少者，胆汁酸在粪 便中排出少，血浆胆固醇升高，增加了动脉硬化和心脏病 的危险。
(5)降低肠癌的发生率
分为直链淀粉和支链淀粉。支链淀粉吸水膨胀，消化率升高，引起 血糖升高的幅度大。比如糯米、糯玉米等含支链淀粉多。
膳食纤维： 食物中含有的大量纤维素，称为膳食纤
维。因人体内无-糖苷酶而不能对其分解利 用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持 健康所必需。
包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶、 树胶和粘胶。
膳食纤维摄入不足，造成便秘，使得食物在 肠内通过时间太长，肠道微生物代谢产生的有 害物质以及分解的酵素长时间与肠黏膜接触， 结果造成有害物质的吸收和肠黏膜细胞受到伤 害，其中各种毒素的吸收是肠道肿瘤发生的最 主要原因。
碳水化合物(共72张PPT)
另外，机体肝糖元丰富则对某些细菌毒素抵抗能增强，动物实
验显示肝糖元不足则对酒精、砷等毒素解毒作用下降。葡萄糖
醛酸是葡萄糖的代谢产物，它对某些药物如吗啡，水杨酸，磺
胺类药物由解毒作用，生成微生物排出体外。
龋齿是一种表面的牙周疾病，这种疾病是由寄生在口腔中
的能形成噬菌斑的微生物的生长和产酸后引起的。这些微生
感观性状和安全的影响。
•
淀粉的糊化、老化作用的机理、影响因素
及作用；果胶凝胶的形成机理、影响因素
及应用。碳水化合物在食品加工储藏过程
中的变化及其对食品营养，感观性状和安
全的影响。
•
糖类化合物的结构与功能间的关系。
➢熟话说“民以食为天”。糖类
化合物是自然界分布广泛、数量最
多的有机化合物，是绿色植物光合
H
H
OH
OHቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
OH
H
D—半乳糖
H
OH
OH
H
D—果糖
➢
蜂蜜和大多数果实的甜味主要取决于蔗糖
（sucrose） 、D-果糖（ D -fructose）、 D-葡萄糖
（ D- glucose）的含量。
是一个相对值，以蔗糖作为基准物，一般以10%或
15%的蔗糖水溶液在20℃时的甜度为1。
果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖>半乳糖
差向异构体。因此，一个6碳醛糖有16种异构体，其中8种为D异构系
列，另外8个为L异构系列。
常见的单糖含有5或6个碳原子，分子式为
，已知的单
糖非常容易从
导出。以Fisher投影式表示：
•
按不对称碳原子分为： D-型、L-型，
碳水化合知识点总结
碳水化合知识点总结1. 碳水化合物的基本概念碳水化合物是由碳、氢和氧元素组成的有机化合物，通式为（CH2O）n，其中n=3或更多。
它们的主要功能是为生物提供能量及构建细胞结构。
碳水化合物主要来自于植物的光合作用过程，是生物体内合成和分解最频繁的一类有机物。
在自然界中，碳水化合物的形式非常多样，包括单糖、双糖、多糖和纤维素等。
2. 碳水化合物的分类碳水化合物根据其分子结构可以分为三大类：单糖、双糖和多糖。
（1）单糖：单糖是由一个碳水化合物分子组成的，通常包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
单糖是生物体内糖代谢的基本单位，是细胞内的能量来源，也是构成生物体内多糖的组成单元。
（2）双糖：双糖是由两个单糖分子通过糖苷键结合而成，如蔗糖、乳糖等。
双糖在生物体内的代谢过程中，需要先通过酶的作用将其分解成单糖，再参与能量代谢或合成多糖。
（3）多糖：多糖是由多个单糖分子通过糖苷键结合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。
多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用，是植物和动物细胞的主要构成成分之一。
3. 碳水化合物的结构特征碳水化合物的分子结构是碳原子构成的骨架，上面附着氢原子和氧原子，根据不同的化学键的连接方式，碳水化合物可以分为醛糖和酮糖两种类型。
（1）醛糖：醛糖的分子中含有一个羰基（-CHO）与多个羟基（-OH），在分子结构中醛基位于末端碳原子上，如葡萄糖是一种典型的醛糖。
（2）酮糖：酮糖的分子中含有一个羰基（-CO-)与多个羟基（-OH），在分子结构中酮基位于内部碳原子上，如果糖是一种典型的酮糖。
4. 碳水化合物的性质碳水化合物具有多种生理活性和化学性质，通常表现为甜味、发酵、水解等。
（1）甜味：许多单糖和双糖具有甜味，因其结构特征而在口中具有甜味，如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
（2）发酵：许多碳水化合物在微生物或酵母菌的作用下可以进行发酵，产生乙醇或乳酸，如葡萄糖在酵母菌作用下发酵产生乙醇。
（3）水解：多糖类化合物可以在酶的作用下被水解为单糖，从而释放能量，如淀粉在消化过程中被水解为葡萄糖。
碳水化合物定义
碳水化合物定义碳水化合物（carbohydrates），是一类包含碳、氢、氧三种元素的化合物，是生物体中最丰富的有机物之一。
它们是所有生物体中最主要的能量来源，并在生物体的生命活动中发挥着重要的作用。
碳水化合物可以被分为单糖、双糖和多糖三种类型。
单糖是由一个简单的糖分子组成的，是最简单的碳水化合物。
它们的化学式通常为（CH2O）n，其中n等于3、4、5、6等，即三碳糖（triose）、四碳糖（tetrose）、五碳糖（pentose）和六碳糖（hexose）。
常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等。
单糖在生物体内可以通过细胞膜的转运蛋白进入细胞，并通过代谢途径产生能量。
双糖是由两个单糖分子组成的，通过糖苷键链接在一起。
常见的双糖有蔗糖（由葡萄糖和果糖组成）、乳糖（由葡萄糖和半乳糖组成）和麦芽糖（由两个葡萄糖分子组成）等。
双糖在生物体内需要被分解为单糖才能被利用。
多糖是由多个单糖或双糖分子组成的，通过糖苷键链接在一起。
它们可以分为淀粉和纤维素两种类型。
淀粉是植物储存能量的形式，由多个葡萄糖分子组成。
人类可以消化淀粉，将其分解为单糖来获取能量。
纤维素则是由植物细胞壁组成的，含有大量的葡萄糖分子，人类无法通过消化吸收纤维素，但纤维素有助于人体的消化道健康。
碳水化合物在生物体中具有多种作用，除了提供能量之外，还可以保持细胞膜的完整性、参与细胞信号传递、促进细胞黏附和参与免疫应答等。
此外，碳水化合物还具有一定的调节作用，可以影响胰岛素和葡萄糖的代谢等。
尽管碳水化合物在我们的日常饮食中非常常见，但是过量摄入碳水化合物可能会导致肥胖和其他慢性疾病。
因此，合理控制碳水化合物的摄入量是非常重要的，特别是面粉、糖和淀粉质食品等高 GI 食物，应该适量消费。
此外，对于糖尿病患者及其它特定人群，还需要控制饮食中碳水化合物的摄入量。
总之，碳水化合物不仅是生物体中最主要的能量来源，同时也具有多种生物学作用和调节作用。
控制碳水化合物的摄入量对维持身体健康和预防疾病都非常重要。
碳水化合物
注：18岁以上的RNI与14岁男女同
胡萝卜素血症：因摄入富含胡萝卜素的食物 胡萝卜素血症： （如胡萝卜、南瓜、橘子等）过多，以致大量胡萝 卜素不能充分迅速在小肠粘膜细胞中转化为维生素 A而引起血清胡萝卜素含量明显升高，致使黄色素 沉着在皮肤和皮下组织内，表现为皮肤黄染，以鼻 尖鼻唇皱襞、前额、手掌和足底部位明显，停止进 食后，胡萝卜素血症可在2 食后，胡萝卜素血症可在2-6周内逐渐消退，一般 没有生命危险，不需特殊治疗。 食物来源：维生素A 食物来源：维生素A多存于动物性食物中，如 动物的内脏、蛋类和乳制品等，植物性食物中的胡 萝卜素、深色蔬菜中的含量较高，如南瓜、胡萝卜、 芥菜、菠菜、西红柿、辣椒等，水果中以芒果、橘 子等含量比较丰富。
中国居民膳食维生素D推荐摄入量（RNI） 中国居民膳食维生素D推荐摄入量（RNI）
单位：μg/d(1μg=40IU) μg/d(1μg=40IU) 年龄（岁） 0～ 0.5～ 0.5～ 1～ 4～ 7～ 11～ 11～ 14～ 14～ RNI 10 10 10 10 10 5 5 注：孕中后期，从第4个月开始 年龄（岁） 18～ 18～ 50～ 50～ 60～ 60～ 80～ 80～ 孕妇 乳母 RNI 5 10 10 10 10 10
维生素A 维生素A（视黄醇）
维生素A 维生素A属脂溶性维生素，在高温和碱性的 环境中比较稳定。一般烹调和制罐过程中不致 被破坏，但是维生素A 被破坏，但是维生素A极易氧化变构，特别在高 温条件下，紫外线照射可以加快这种氧化破坏。 维生素A应避光低温保存。维生素A 维生素A应避光低温保存。维生素A在体内主要 储存于肝脏中，约占总量的90%～95%。少量存 储存于肝脏中，约占总量的90%～95%。少量存 在于脂肪组织。 各种天然维生素A 各种天然维生素A的衍生物。胡萝卜素以及 人工合成的具有维生素A 人工合成的具有维生素A化学结构和功能的物质 统称“类维生素A”。 统称“类维生素A”。
碳水化合物名词解释营养学
碳水化合物名词解释营养学
碳水化合物（carbohydrates）是一类由碳、氢和氧原子组成的
物质，是人体主要的能量来源之一。
在营养学中，碳水化合物是指一类可以被分解为葡萄糖（glucose）的有机化合物，包
括单糖、双糖和多糖。
碳水化合物在食物中主要以淀粉、蔗糖、果糖和乳糖的形式存在。
它们在人体内被消化为葡萄糖，通过血液运送到各个身体组织，供给能量和提供脑部的燃料。
人们通常将碳水化合物分为简单和复杂两类。
简单的碳水化合物由较少的分子组成，例如葡萄糖、果糖和蔗糖。
它们被迅速消化吸收，快速提供能量，但也容易导致血糖波动。
复杂的碳水化合物则由更多分子组成，例如淀粉和纤维素。
它们消化吸收较慢，提供持久的能量，同时有助于保持饱腹感和稳定血糖。
碳水化合物的摄入对人体健康至关重要。
它们是身体的主要能源，可以提供脑部、肌肉和其他器官所需的能量。
合理的碳水化合物摄入可以维持适当的血糖水平，防止低血糖和疲劳。
此外，一些复杂的碳水化合物还富含膳食纤维，有助于促进肠道健康，控制体重和降低慢性疾病的风险。
然而，摄入过多的碳水化合物也可能引起问题。
过多补充简单的碳水化合物会导致能量过剩，致使体重增加以及慢性病（如肥胖、心脏病和2型糖尿病）的风险增加。
因此，一般建议在饮食中选择复杂碳水化合物为主要来源，并在摄入量上进行适当的控制。
营养学家推荐脂肪、蛋白质和碳水化合物的平衡摄入，以满足身体的能量需求和各种营养素的需求。
什么是碳水化合物
什么是碳水化合物为何叫碳水化合物？碳水化合物，更确切的说法是糖类化合物。
因为大部分的糖类化合物的化学通式可以写成Cm(H2O)n的形式。
左边是碳，右边是水，所以也被叫成碳水化合物。
但是有两点：一、并不是所有糖类都能写成这样形式，比如鼠李糖（C6H12O5），脱氧核糖（C5H10O4）。
二、能写成这个形式的不一定是糖类化合物，比如甲醛、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）碳水化合物都是甜的吗？诚然，相当多的碳水化合物是甜的，如葡萄糖、麦芽糖等。
但是也有很多碳水化合物是不甜的，比如淀粉。
淀粉本身没有甜味，只有被淀粉酶分解成麦芽糖才会产生甜味。
同样，甜味物质也不一定是碳水化合物，比如糖精、阿斯巴甜。
这些化学物质比蔗糖甜几百倍，但它们不是糖。
碳水化合物的作用碳水化合物可以为我们的身体提供能量。
1g碳水化合物代谢可以产生4大卡的热量。
同时，碳水化合物还可以储存在我们体内，比如以肝糖原和肌糖原的形式。
当我们身体需要的时候，就会动用这些储藏的碳水化合物来供能。
正常人体内会有100g左右的肝糖原，400g左右肌糖原，对于长期运动的人群来说，这个数值会有显著增加。
除了供能，碳水化合物也是机体的重要组成成分，碳水化合物与脂肪形成的糖脂是细胞和神经组织的结构成分之一，糖缀合物广泛存在于所有组织中。
碳水化合物也会参与到脂肪的代谢中，葡萄糖代谢产物草酰乙酸是三羧酸循环的重要催化剂，而三羧酸循环是脂肪进行彻底代谢的过程，否则将产生大量酮体。
具体可参考文章：生酮饮食——真的能靠吃肥肉来减肥？另外，很多人把膳食纤维归为碳水化合物的一种。
膳食纤维虽然不能被人体吸收，但可以刺激肠道蠕动，帮助一些有益菌增殖，从而对人体产生有益作用。
当然，膳食纤维越多越好。
膳食纤维过多会影响矿物质吸收，并引发其他风险。
我们以后再谈这个。
哪些食物里含有碳水化合物？肉类和蔬菜中也有碳水化合物，但这些食物中碳和水的含量很少，基本可以忽略不计。
我们每天摄入的碳水化合物主要来源于主食、水果、豆类和各种甜品饮料。
碳水化合物
碳水化合物(carbohydrates) 碳水化合物是自然界中最丰富的有机物，自然界的生物物质中，碳水化合物约占3/4，从细菌到高等动物都含有糖类化合物，植物体中含量最丰富，约占其干重的85%～90%，其中又以纤维素最为丰富，其次是节肢动物，如昆虫、蟹和虾外壳中的壳多糖（甲壳质）。
碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其它化合物的基本原料，同时也是生物体的主要结构成分。
人类摄取食物的总能量中大约80%由碳水化合物提供，因此，它是人类及动物的生命源泉。
我国传统膳食习惯是以富含碳水化合物的食物为主食，但近十几年来随着动物蛋白质食物产量的逐年增加和食品工业的发展，膳食的结构也在逐渐发生变化。
碳水化合物这一名词来源于此类物质由C、H、O三种元素组成，而且它们的经验式都符合通式C n H2n O n即C m(H2O)n，其中氢和氧的比例与水分子中氢和氧的比例相同，就好象是碳同水的化合物，因而得名。
后来发现一些不属于碳水化合物的分子也有同样的元素组成比例, 如乙酸C2H4O2，而一些碳水化合物如脱氧核糖（C5H10O4）则又不符合这一比例，因而碳水化合物这一名词并不确切，根2据糖类的化学结构特征，糖类的定义应是多羟基醛或酮及其衍生物和缩合物，但由于沿用习惯，碳水化合物一词仍被广为使用。
碳水化合物可分为三类：单糖：不能被水解的简单碳水化合物，如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。
寡糖：单糖聚合度≤10的碳水化合物（以双糖最为多见）：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖。
多糖：单糖聚合度>10的碳水化合物：淀粉、糊精、糖原、纤维素、半纤维素及果胶等。
碳水化合物与食品的加工、烹调和保藏有密切的关系，例如，食品的褐变就与还原糖有关，食品的粘性及弹性也与淀粉和果胶等多糖分不开。
至于蔗糖，果糖等作为甜味剂，更是人类饮食中不可缺少的物质。
一、单糖(monosaccharides)及糖苷(glycosides)1、结构单糖根据羰基类型可分为醛糖和酮糖两大类。
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说明葡萄糖是 含有六个碳的 直链化合物
NH2OH HCN Br2 HNO3
肟 H3O+ 六 羟 基酸 HI
说明葡萄糖分子 中含有一个羰基
CH2(CH2)5COOH
C6H12O6 葡萄糖
羧 酸 C6H12O7 葡 萄 糖 二酸 葡 萄 糖 五乙 酸 酯
OH H OH OH CH2OH
D-(+)-葡萄糖
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己醛糖的八对十六个立体异构体
CHO HO HO H H
天然 存在
CHO H H HO HO OH OH H H CH2OH
L-(-)-甘露糖
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H H OH OH CH2OH
D-(+)-甘露糖
己醛糖的八对十六个立体异构体
D-(+)-塔罗糖
CHO H H H HO OH OH OH H CH2OH
L-(-)-塔罗糖
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己醛糖的八对十六个立体异构体
CHO H H HO H OH OH H OH CH2OH
D-(-)-古罗糖
CHO HO HO H HO H H OH H CH2OH
L-(+)-古罗糖
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H H 4C 5C OH OH 6 CH2OH H CHO C 1 2 OH
将C(4)-C(5)键 旋转120°
H 4C
CH OH 6 2 5C O H OH H C 2 OH
H
OH 3 C H
OH 3 C H
CH 1
O
CH2OH
CH2OH H C OH C H OH C H O H C OH OH H C
葡萄糖的开链结构无法解释
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启发
醛和醇分子可以生成半缩醛
H C R R＇ OH O 干 HCl R H C* OH H
+
R
C*
OH
OR＇
OR＇
H ＇ RO R R OH HO
H OR ＇ R S
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葡萄糖分子中存在的－CHO 和 －OH，可在分 子内缩合生成具有五元或六元环的分子内半缩醛。
H HO H HO H H CH2OH C* OH H OH O H HO H C
α β
H O OH H OH O H HO H HO H H CH2OH C* OH H OH O
H γ H δ
CH2OH
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14.1.3.2 环状结构的α构型和β构型 糖分子中的醛基与羟基作用形成半缩醛时，由 于C=O为平面结构，羟基可从平面的两边进攻 C=O，羰基碳原子由 sp2 杂化态转变为 sp3 杂化 态，分子中又多了一个不对称碳原子；
CH2OH H C OH C H OH C H O H C OH H OH C
碳水化合物的 分子构型常用 D/L标记法表 示。
1 CHO
H HO
2
C C C C
OH H OH OH
2OH
费歇尔投影式
CHO H OH H OH OH CH2OH HO H H
3 4 5
CHO H C OH
H H
=
CH2OH
6 CH
D-甘油醛
离羰基 最远的 手性碳
D-葡萄糖
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Emil Fischer (1852一1919）
14.1.3 果糖的结构 果糖为五羟基-2-己酮糖，分子式与葡萄糖相 同也是C6H12O6，和葡萄糖互为构造异构体。果糖存 在于水果和蜂蜜中，纯净果糖是白色晶体，易溶于 水，是最甜的糖。果糖的构造式为：
O CH2 OH CH OH CH OH CH OH C CH2 OH
有机化学
第14章 碳水化合物
Carbohydrates
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基本内容和重点要求
单糖的结构。单糖的开链式结构及其费歇尔 投影式，哈沃斯式及其构象表达式。 单糖的化学性质。氧化、还原反应；成苷、 成脎反应；互变异构及变旋光现象。 重要的单糖、二糖和多糖的结构特征。 重点要求掌握单糖(葡萄糖、果糖)的开链式、 氧环式的费歇尔投影式、哈沃斯式和构象式；单糖 的变旋光现象；单糖的化学性质。
如为开链结 构，应有醛 的性质
(CH3)2SO4
1 CHO H 2C MeO 3 C H 4C H 5C OMe H OMe OMe
开 链 结 构 无 法 解 释
6 CH2OH
D-葡萄糖
五个甲氧基 的水解性应 差不多
6 CH2OCH3
五甲基葡萄糖
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2
新配制的葡萄糖水溶液比旋光度为 +112°，放置一段时间后，比旋光度数值 会不断下降，直到降到+52.7 °才不再变 化。这种旋光度随时间发生变化的现象称 变旋光现象。
CH2OH H C C H OH O H C OH H C OH
CH2OH H O H H OH HO H H OH OH
CH2OH O H
=
=
HO
OH OH OH
OH C H
α-D-葡萄糖
用氧环式结构表示的单糖的 结构称为哈沃斯(Haworth)式
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氧环结构的生成过程:
H C H HO H H C C C C OH H OH OH O
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碳水化合物又称为糖类。
碳水化合物含有碳、氢、氧三种元素。大
多数的碳水化合物中C、H、O三种元素中 H∶O
= 2∶1，与H2O中的 H∶O比相当，碳水化合物
因此而得名，并可用通式 Cn(H2O)m表示。从分 子结构上看，碳水化合物是多羟基醛或多羟基 酮，或者是通过水解能生成多羟基醛或酮的化 合物。
H HO H HO H H C* OH H OH CH2OH O H HO H H C
α β γ
OH O OH H OH OH H H HO H H CH2OH C* OH H OH O
H δ
CH2OH
α-型
37%
开链结构 约0.1%
β-型
63%
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δ氧环式结构
CH2OH H C C H OH O H C OH H C*
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但并不是所有的碳水化合物都可用这个通式表示。
鼠李糖 (C6H12O5) 甲醛 (HCHO = CH2O) 结构与性质均与碳水化合物相 同，但却不符合上面的通式
醋酸 (CH3COOH = C2(H2O)2)
结构虽符合上面的通式，但它们 却不表现出糖类化合物的性质。
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L-(-)-阿洛糖
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己醛糖的八对十六个立体异构体
CHO HO H H H H OH OH OH CH2OH
D-(+)-阿卓糖
CHO H HO HO HO OH H H H CH2OH
L-(-)-阿卓糖
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己醛糖的八对十六个立体异构体
CHO HO HO HO H H H H OH CH2OH
Cx (H2O)y
+
x O2
x CO2 + y H2O
+
能量
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碳水化合物分类
单糖
不能水解 成更简单 的多羟基 醛或酮的 碳水化合 物，如葡 萄糖等
低聚糖
水解后每 一分子能 生成2～10 个单糖分 子的碳水 化合物， 如蔗糖等
多糖
水解后每一 分子能生成 10个以上单 糖分子的碳 水化合物， 如淀粉等
D-葡萄糖
D-(-)-果糖
L-(+)-果糖
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14.1.3 单糖的环状结构 14.1.3.1. 环状结构的提出
1
葡萄糖
硫酸二甲酯
（在碱作用下）
有醛的性质
五甲基葡萄糖
没有醛的性质
在稀酸作 用下水解
有醛的性质
四甲基葡萄糖
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1 CHO H 2C HO 3 OH OH CH2OH
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生物化学的创始人费歇尔
19世纪下半叶和20世纪之初，在有机化学领域中， 德国的费歇尔是最知名的学者之一。他发现了苯肼， 对糖类、嘌呤类有机化合物的研究取得了突出的成就， 因而荣获1902年的诺贝尔化学奖。他是第二个荣获此 项荣誉的化学家，可见科学界对他的推崇。对于大多 数诺贝尔奖获得者来说。获奖的成果可以说是他一生 中在科学上最主要的贡献。然而对费歇尔来说，他在 科学征途上更令人敬仰的成就，却是在他获得诺贝尔 奖之后完成的。他对科学发展的贡献主要有以下四个 方面： 一、对糖类的研究； 二、对嘌呤类化合物的研究； 三、对蛋白质；主要是氨基酸、多肽的研究； 四、在化工生产和化学教育上的贡献。 他的研究领域集中在对有机化学中那些与人类生 活、生命有密切关系的有机物质的探索。可以说他是 生物化学的创始人。 上页 下页 返回 退出
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五羟基-2-己酮糖分子中有3个手性碳，共有 8种4对对映异构体，果糖是其中的一对，其 中3，4，5碳的构型与葡萄糖分子的相应构 型一致：
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH
CH2OH O HO H H H OH OH CH2OH H HO HO
CH2OH O OH H H CH2OH
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14.1 单糖 13.3.1 单糖的开链结构和构型
13.3.2 单糖的环状结构和变旋光现象
13.3.3 糖苷 13.3.4 吡喃糖的构象 13.3.5 单糖的化学性质