第二章生物化学糖类的化学

糖原的结构
• 糖原的主链骨架由 （1-4）糖苷键联接的． -D吡喃葡糖残基构成，由甲基化作用发现糖原 的甲基化产物中含有较多的1，4，6—三甲基化 的-D-吡喃葡萄糖。
• 糖原分子具有较多的分支结构。支链淀粉的分 支结构是以24个葡萄糖残基为其分支的长度， 但糖原的分支结构则是平均以12个葡萄糖残基 为其分支的长度 。
直 链 淀 粉 的 结 构
支链淀粉
• 在天然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链 淀粉。支链淀粉的分子较直链淀粉大得 多，一般平均由6000个D-葡萄糖残基组 成。其分子量约为5万-4千万。
支链淀粉的结构
• 支链淀粉中的一些D-葡萄糖也可同样通过1,4-糖苷键连接成一条长链。
• 但是支链淀粉在此主链上尚可通过-1,6-糖苷 键形成分支的例链。此侧链一般含有25个D-葡 萄糖残基。侧链内部的D-葡萄糖残基仍是通过 -1,4—糖苷键而相互连接。侧链上每隔6-7个 D-葡萄糖残基又能再度形成另一分支链结构。 于是促使支链淀粉分子呈现复杂的树状分支结 构。
第二节 单糖
一 单糖的旋光性与开链结构 单糖具有旋光性：
1、旋光性？
[α]
D=t
αDt —————×100
c×L
变旋: 在溶液中，糖的链状结构和环状结构(、
)之间是可以相互转变，最后达到一个动态平 衡，称为变旋现象。
2、开链结构
构型：
以D-甘油醛为参照物，凡羟基在右 边的，规定为D－型；羟基在左边 的，规定为L－型；
第二章 糖类的化学
主要内容
糖类的概况 单糖的结构与性质 寡糖的结构与性质 多糖的结构与性质
什么是糖类？
单糖
寡糖
糖类
复合糖
多糖
杂多糖
同多糖
糖的定义与组成
定义：
糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩 聚物和某些衍生物的总称。
组成： 糖含有碳、氢、氧三种元素。
糖的分类：
糖类化合物
单糖 ：不能水解的最简单糖类，是多 羟基的醛或酮的衍生物（醛糖或 酮糖）
糠醛衍生物可与酚或芳胺类缩合，生成有色化合物， 经常用于糖的鉴别反应上。
5、碱反应
在弱碱作用下，葡萄糖、果糖和甘 露糖三者可通过烯醇式而相互转化， 称为烯醇化作用。
形成差向 异构体
食品在油炸、焙烤等加工和储藏过 程中，还原糖（主要是葡萄糖）同游 离氨基酸或蛋白质分子中的游离氨基 等含氨基化合物发生羰氨反应，这种 反应即美拉德反应。可产生褐变产物， 包括可溶性与不溶性的聚合物，引起 食品的颜色加深和风味变化。
注意：糖的构型 （D、L）与旋光 方向（+、-）并 无直接联系。
开链结构
1CHO H 2C OH
3
HO C H H 4C OH
5
H C OH
6CH2OH
旋光异构 现象
二 单糖的环状结构
开链结构
1CHO H 2C OH HO 3C H H 4C OH
5
H C OH
6CH2OH
葡萄糖的结构
吡喃糖
环状结构
利与弊！
第三节 寡糖 一 寡糖的结构
1、麦芽糖(葡萄糖 （14）葡萄糖苷）
性质： ① 变旋现象 ② 具有还原性
2、乳糖（葡萄糖-（14）半乳糖苷） 结构： -半乳糖 (1-4)糖苷键 (或)-葡萄糖
CH2OH
OH OH 1
CH2OH
4
OH
OH
O
OH
OH
性质：① 有变旋现象 ② 具有还原性
3、蔗糖（葡萄糖-，（12）果糖苷）
支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外，
在支点处存在（16）糖苷键，分子量较 高。遇碘显紫红色。
直链淀粉
• 直链淀粉为250—300个D-葡萄糖残基通过 D-1,4-糖苷键联接而成的的一条长链。一 般可认为直链淀粉的基本组成单位是麦芽 糖。
• 在天然淀粉中约有20-30%的淀粉为直链 淀粉。
• 直链淀粉的分子量约为50,000左右。文献 中 也 有 报 导 其 分 子 量 的 范 围 为 10,000 至 100,000。
四 单糖的化学性质
1、还原性
2、成酯、成醚（酰基化、甲基化反应）
3、形成糖苷
糖苷（键）：环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基 与另一化合物发生缩合形成糖苷；糖苷键有O苷、N-苷、S-苷等；糖苷是缩醛，无醛的性质。
4、酸反应
单糖在浓无机酸的作用下脱水生成糠醛或糠醛的衍生 物。戊糖变成糠醛，己糖相应地生成5-羟甲基糠醛。
寡糖：有2~10个分子单糖缩合而成， 水解后产生单糖
多糖
同多糖 杂多糖 糖缀合物
糖类的生物学功能
1.是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源； 2.是生物体合成其它化合物的基本原料； 3.充当结构性物质； 4.糖链是高密度的信息载体，是参与神经活动的基本 物质； 5.糖类是细胞膜上受体分子的重要组成成分，是细胞 识别和信息传递等功能的参与者。
• 支链淀粉的分支点应具有-1,6-糖苷键的结构。
支 链 淀 粉 的 结 构
还原端？ 非还原端？
2、糖原
• 糖原为动物体内贮存的主要多糖，此多 糖相当于植物体内贮存的淀粉，所以糖 原也称为动物淀粉；高等动物的肝脏和 肌肉组织中含有较多的糖原。
• 人类肝脏中的糖原含量可达肝脏于重的 百分之十左右。软体动物也含有糖原， 甚至于在玉米和一些细菌中也曾发现能 合成类似糖原的多糖成分。
• 用途——在工业上有广泛的用途：作为稳 定剂、乳化剂、增溶剂、抗氧化剂、抗光 解剂等，应用于食品、医药、轻工及农业 化工。
一 同多糖 1、淀粉
第四节 多糖
淀粉分为两种成分；一种为可溶部分，称为直 链淀粉；另一种为不溶部分，称为支链淀粉
直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡萄糖
分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈螺旋 结构，遇碘显紫蓝色。
CH2OH
OH OH
OH
CH2OH OH
O OH
CH2OH
性质：① 无变旋现象 ② 无还原性
二 寡糖的性质
• 旋光性和变旋性——都有旋光性，个别 没有变旋性
• 还原性——多数具有还原性：还原糖、 非还原糖（蔗糖）
三、环糊精
• 结构——含有6-8个葡萄糖基的环状寡糖： 分子结构具有刚性、具抗酸、碱酶的作用； 易形成包含配合物。
呋喃糖
1 葡萄糖的环状结构
2 构象
船式 葡萄糖的构象
椅式
果糖的结构
H
三 单糖的衍生物
糖Βιβλιοθήκη Baidu：较稳定，有甜味。甘露醇、 山梨醇
糖醛酸：由单糖的伯醇基氧化而得
衍生物：
葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸 氨基糖：糖中的羟基为氨基所取代。
D-氨基葡萄糖
糖苷：单糖的半缩醛上羟基与非糖 物质（醇、酚等）的羟基形成的缩 醛。洋地黄苷、皂角苷