邢臺(tái)學(xué)院生物化學(xué)系-資料下載頁(yè)
2024-10-19 20:55本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】碳水化合物又稱糖類。是自然界中分布最廣的一類有。淀粉作為食物提供人類活動(dòng)所需的能量，棉、麻以?？傊?，它是人類衣、食、住、行所必不可。---------這一名稱來(lái)源于19世紀(jì)人們已經(jīng)了解糖的組成。形式上像碳和水的化合物，因此人們把糖稱做碳水化合物。已久，至今仍在使用。實(shí)際上從它的結(jié)構(gòu)來(lái)看，糖是多羥。基醛酮，以及水解后可以生成多羥基醛酮的物質(zhì)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)有些糖不符合上通式。多糖——水解后得到10個(gè)以上的單糖。在日光的作用下，綠色植物利用體內(nèi)的葉綠素將自然。界中的CO2和H2O經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程變?yōu)樘穷悺Ｈ祟惖倪z憾——自身沒(méi)有生產(chǎn)碳水化合物的本領(lǐng)?；顒?dòng)具有重大意義。最后變?yōu)镃O2和水，釋放出能量，作為生命的能源。單糖中最常見(jiàn)的是葡萄糖和果糖。動(dòng)物血液中也含有葡萄糖。果糖——大量存在于水果和蜂蜜中。用同樣方法處理，證明果糖是酮糖。
【正文】 式 78 麥芽糖分子中有苷羥基，有開(kāi)鏈?zhǔn)脚c氧環(huán)式間的相互轉(zhuǎn)換。所以 麥芽糖是還原糖，能與Fehling’s 或 Tollen’s 反應(yīng)，能成脎，有變旋現(xiàn)象，并能使溴水褪色。 79 ② 纖維二糖 纖維二糖 是 纖維素 的結(jié)構(gòu)單位。將 纖維素 部分水解得纖維二糖 。 纖維二糖 可看作是 麥芽糖 的一種異構(gòu)體，化學(xué)性質(zhì)相似，兩者的差別只在于 纖維二糖 不被 麥芽糖酶 所水解，而是被 苦杏仁酶 水解，得二分子 葡萄糖 。 纖維二糖 沒(méi)有甜味，不能在人體內(nèi)被分解。 C12H22O11 2 D(+)葡萄糖 水解 苦杏仁酶 80 OOOHHOCH 2 OHHO OOHOHHOCH 2 OHβ1,4苷鍵 D葡萄糖 D葡萄糖 81 多糖 是由 幾百 乃至 數(shù)千個(gè) 單糖 以 苷鍵 彼此相連形成的 高聚物 。 多糖 水解 低聚糖 單糖 水解 自然界中最 重要的多糖 淀粉 —— 是植物體內(nèi) 儲(chǔ)存 養(yǎng)分，是我們 人 類的 主要食物 之一。 纖維素 —— 是 木材 和許多 天然纖維素 的 主要成分。 167。 194 多 糖 82 多糖 與 單糖 和 低聚糖 在性質(zhì)上有較大差別。一般 多糖 無(wú)還原性 和 變旋現(xiàn)象 ，也不具有 甜味 ，大多數(shù)不溶于 水 。 淀粉 是白色無(wú)定形粉末，大量存在于植物的 種子 和地下的 根 （或 莖 ）中。 米中含淀粉 62%~82% 麥中含淀粉 57%~75% 玉米含淀粉 65%~72% 一、淀粉 83 淀粉 是人類的主要食物，也是工業(yè)上制 葡萄糖 、 飴糖、酒 和 酒精 的重要原料。 淀粉 用 淀粉酶 水解 時(shí)得到 麥芽糖 ，如果用 稀酸 水解時(shí)， 水解 的最終產(chǎn)物為 D葡萄糖 。 淀粉 →藍(lán)糊精 →紅糊精 →無(wú)色糊精 →麥芽糖 →葡萄糖 初步水解得到的糊精分子較大，遇碘顯藍(lán)色； 叫藍(lán)糊精； 繼續(xù)水解得到分子較小的糊精，遇碘顯紅色，叫紅糊精； 紅糊精再水解變成分子更小的糊精，遇碘不發(fā)生顏色反應(yīng)，叫無(wú)色糊精，無(wú)色糊精有還原性。 84 一般淀粉組成 直鏈淀粉 約占 10% ~ 30% 支鏈淀粉 約占 70% ~ 90% 淀粉 由 直鏈淀粉 和 支鏈淀粉 兩部分構(gòu)成，兩部分的比例因植物的品種而異。 85 直鏈淀粉 直鏈淀粉 能溶于 熱水 成糊狀，它是由 D葡萄糖 以 α1，4糖苷鍵 結(jié)合的鏈狀化合物。 分子量約 1 ~ 6 萬(wàn) ，約含 50 ~ 200 個(gè) 葡萄糖 OH OH OOO HO HOH O O HO HOOH OO HO HO Hn a1, 4糖苷鍵 86 直鏈淀粉 的分子并不是一根直的長(zhǎng)鏈。 X射線分析表明直鏈淀粉 的分子鏈盤繞成一個(gè) 螺旋 、每 轉(zhuǎn)一圈 約含 6個(gè)葡萄糖 單元： 組成的空腔正好和 I2 分子 的大小相一致，因此，當(dāng) 淀粉 和 碘 相遇時(shí)， 碘 分子 鉆入空腔 中，以 范德華引力 結(jié)合與淀粉 形成 藍(lán)色的復(fù)合物 ，這一性質(zhì)可用于 淀粉 的 檢驗(yàn) 。 淀粉 + I2 藍(lán)色 I I87 支鏈淀粉 支鏈淀粉 也是由 D葡萄糖 組成的，但 葡萄糖 的連接方式與 直鏈淀粉 有所不同， 葡萄糖 分子之間除以 α1 , 4糖苷鍵 相連外，還有以 α1 , 6糖苷鍵 相連的。分子量約 10 ~ 100 萬(wàn) ，約有 600 ~ 6000 個(gè) 葡萄糖 單元組成。 支鏈淀粉 在 淀粉 中的含量約為 70% ~ 90 %，在熱水中即 膨脹 而 糊化 ， 粘性 很大。 88 O21OOCH2OHHOOH6543OCH2OHHOOH654312O1OOCH2OHHOOH654321OOCH2HOOH65432Oa 1,4 糖苷鍵 a 1,6 糖苷鍵 a 1,4 糖苷鍵 3456OCH2OHHOOH12Oa 1,4 糖苷鍵 89 支鏈淀粉是多個(gè)葡萄糖單元通過(guò) α1,4糖苷鍵 和 α1,6糖苷 鍵 形成的樹(shù)枝狀聚合物，易溶于水，能與 碘分子絡(luò)和呈紅紫色。 纖維素 在自然界分布很廣，可以說(shuō)是地球上最豐富的有機(jī)物，廣泛分布于 棉花 （ 93%）、 亞麻 （ 80%）、 木材（ 50%）、 竹子 、 蘆葦 、 稻草 、 野草 等植物中。是 植物細(xì)胞壁 的主要成分和構(gòu)成 植物組織 的基礎(chǔ)。 二、纖維素 90 植物細(xì)胞壁中的纖維素 91 纖維素的結(jié)構(gòu) 纖維素 的分子量在 25 ~ 200萬(wàn) （隨著纖維素來(lái)源不同而異） 用 酸 徹底 水解 得 D葡萄糖 。 纖維素 用 濃硫酸 部分 水解 得 纖維四糖 、 纖維三糖和 纖維二糖 。 (C6H10O5)n (C6H10O5)4 (C6H10O5)3 H2O H+, 加壓 進(jìn)一步 水解 纖維素 纖維四糖 纖維三糖 (C6H10O5)2 C6H12O6 進(jìn)一步 水解 進(jìn)一步 水解 纖維二糖 D葡萄糖 92 經(jīng)測(cè)定 纖維素 結(jié)構(gòu)是沒(méi)有 支鏈 的 鏈狀分子 ，分子中的D葡萄糖 是以 β1,4苷鍵 相連。 OH O H O OO HO HOH O O HO HOOH OO HO HO Hnb1, 4糖苷鍵 由于人體消化系統(tǒng)中沒(méi)有能 水解 β 1,4糖苷 的 酶 ，所以人不能消化 纖維素 ，而食草動(dòng)物消化系統(tǒng)中含有能 水解β 1,4糖苷 的 酶 （ 纖維素酶 ），因此 纖維素 是它們的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 93 ① 造紙 原料纖維素木素及其他（含纖維素、木素）蒸煮 工藝處理抄紙綜合利用纖維素的應(yīng)用 纖維素不溶于水，沒(méi)有還原性，不能與 Fehling 或 Tollen’s 反應(yīng)，不能成脎，不能使溴水褪色。 94 ② 纖維素酯 A 纖維素醋酸酯： [nOOCH 2 OHHOOH](CH 3 CO) 2 OH 2 SO 4[nOO]OCOCH 3H 3 CCOOOCCH 3O三醋酸纖維素纖維素 工業(yè)上一般使用二醋酸纖維素，用來(lái)制造人造絲、塑料、膠片等。 纖維素 能像任何 醇 一樣形成 酯 。 95 B 纖維素硝酸酯 纖維素硝酸酯又稱為硝化纖維或硝化棉，它是由纖維素中的醇羥基與 HNO3成酯而得： [nOOCH 2 OHHO OH ]HNO 3H 2 SO 4 [nOO]ONO 2O 2 NOCH 2 ONO 296 硝化程度不 同，按 N含 量可分為 高 N硝化纖維： 13% —— 制火藥（有爆炸 性）是無(wú)煙火藥 的主要原料。 中 N硝化纖維： 11%~13% —— 用于制火棉 膠、照相底 片等。 低 N硝化纖維 ： 11% —— 用于制塑料、噴 漆。 97 C． 纖維素醚 纖維素在堿性條件下與鹵代烷反應(yīng)可得到纖維素醚，如甲基纖維素、乙基纖維素等。若用氯乙酸鈉代替氯代烷，則可得到羧甲基纖維素 (CMC)： ClCH2COOHNaOH[nOOCH2OHHOOH]纖維素[nOOHOOH]CH2OCH2COONa羧甲基纖維素羧甲基纖維素鈉[nOOHOOH]CH2OCH2COOHH+CMC98 羧甲基纖維素 具有粘合、助懸、增稠、乳化、緩釋等作用 可做牙膏 穩(wěn)定劑 、合成洗滌劑 填料 、代替淀粉做紡織品 上漿劑 以及 粘合劑 等。
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