29第一节碳水化合物的分类

第一节碳水化合物的分类 碳水化合物可分为糖、寡糖和多糖三类，如下表 1-5-1。分类(糖分子DP)亚组组成糖(12)单糖葡萄糖、半乳糖、果糖双糖蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖糖醇山梨醇、甘露糖醇寡糖（39）异麦芽低聚寡糖麦芽糊精其他寡糖棉子糖、水苏糖、低聚果糖多糖淀粉直链淀粉、支链淀粉、变性淀粉非淀粉多糖纤维素、半纤维素、果胶、亲水质物 表1-5-1 碳水化合物分类 注：引自 FAOWHO 1998一、糖 包括单糖、双糖和糖醇。 (一)单糖 单糖是最简单的糖，通常条件下不能再被直接水解为分子更小的糖。具有醛基或酮基。有醛基者称为醛糖，有酮基者称为酮糖。常见单糖有： 1.D 一葡萄糖即通常所说的葡萄糖，又名右旋糖。D-葡萄糖不仅是最常见的糖，也是世界上最丰富的有机物。在血液、脑脊液、淋巴液、水果、蜂蜜以及多种植物液中都以游离形式存在，是构成多种寡糖和多糖的基本单位。 2.D-半乳糖 又名脑糖。此糖几乎全部以结合形式存在。它是乳糖、蜜二糖(melibiose)、水苏糖(stachyose)、棉子糖(raffinose)等的组成成分之一。某些植物多糖例如琼脂、阿拉伯树胶、牧豆树树胶、落叶松树胶以及其他多种植物的树胶及粘浆液水解后都可得到 D-半乳糖。 3.D-果糖又称左旋糖(1evulose)，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。D-果糖是天然碳水化合物中甜味最高的糖。如以蔗糖甜度为 100，D-果糖的相对甜度可达 110。 (二)双糖 双糖是由两个相同或不相同的单糖分子上的羟基脱水生成的糖苷。自然界最常见的双糖是蔗糖及乳糖。此外还有麦芽糖、海藻糖、异麦芽糖、纤维二糖、壳二糖等。 1.蔗糖蔗糖(sucrose)俗称白糖、砂糖或红糖。它是由一分子 D-葡萄糖的半缩醛羟基与一分子 D-果糖的半缩醛羟基彼此缩合脱水而成。蔗糖几乎普遍存在于植物界的叶、花、根、茎、种子及果实中。在甘蔗、甜菜及槭树汁中含量尤为丰富。 2.乳糖乳糖(1actose)由一分子D-葡萄糖与一分子 D-半乳糖以1，4-糖苷键相连而成。乳糖只存在于各种哺乳动物的乳汁中，其浓度约为 5。人体消化液中乳糖酶可将乳糖水解为其相应的单糖。 3.麦芽糖麦芽糖(maltose)由二分子葡萄糖借-l，4-糖苷键相连而成，大量存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中。麦芽糖是淀粉和糖原的结构成分。 (三)糖醇 糖醇是单糖的重要衍生物，常见有山梨醇、甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇等。 1.山梨醇和甘露醇二者互为同分异构体。山梨醇存在于许多植物的果实中，甘露醇在海藻、蘑菇中含量丰富。山梨醇可氢化葡萄糖制得，由于它含有多个醇羟基，亲水性强，所以临床上常用 20或 25的山梨醇溶液作脱水剂，使周围组织及脑实质脱水，从而降低颅内压，消除水肿。 2.木糖醇存在于多种水果、蔬菜中的五碳醇，其甜度与蔗糖相等。其代谢不受胰岛素调节，故木糖醇常作为甜味剂用于糖尿病人的专用食品及许多药品中。 3.麦芽糖醇由麦芽糖氢化制得，可作为功能性甜味剂用于心血管病、糖尿病等患者的保健食品中。不能被 I：1腔中的微生物利用，有防龋齿作用。 二、寡 糖 寡糖又称低聚糖。FAO 根据专家建议，定义糖单位3 和10 聚合度为寡糖和糖的分界点。目前已知的几种重要寡糖有棉籽糖、水苏糖、异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖等。其甜度通常只有蔗糖的 3060。 (一)低聚果糖 低聚果糖(fructo oligosaccharide)又称寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，是由蔗糖分子的果糖残基上结合 13 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，如洋葱、大蒜、香蕉等。低聚果糖的甜度约为蔗糖的 3060，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。 (二)大豆低聚糖 大豆低聚糖(soybean oligosaccharide)是存在于大豆中的可溶性糖的总称，主要成分是水苏糖、棉籽糖和蔗糖。大豆低聚糖也是肠道双歧杆菌的增殖因子，可作为功能性食品的基料，能部分代替蔗糖应用于清凉饮料、酸奶、乳酸菌饮料、冰淇淋、面包、糕点、糖果和巧克力等食品中。 三、多 糖 多糖是由10 个单糖分子脱水缩合并借糖苷键彼此连接而成的高分子聚合物。多糖在性质上与单糖和低聚糖不同，一般不溶于水，无甜味，不形成结晶，无还原性。在酶或酸的作用下，水解成单糖残基不等的片段，最后成为单糖。根据营养学上新的分类方法，多糖可分为淀粉和非淀粉多糖。 (一)淀粉 淀粉(starch)是人类的主要食物，存在于谷类、根茎类等植物中。淀粉由葡萄糖聚合而成，因聚合方式不同分为直链淀粉和支链淀粉。为了增加淀粉的用途，淀粉经改性处理后获得了各种各样的变性淀粉。 1.直链淀粉 直链淀粉(amylose)又称糖淀粉，由几十个至几百个葡萄糖分子残基以-1，4-糖苷键相连而成的一条直链，并卷曲成螺旋状二级结构，分子量为 1 万至 10 万。直链淀粉在热水中可以溶解，与碘产生蓝色反应，一般不显还原性。天然食品中，直链淀粉含量较少，一般仅占淀粉成分的 1935。 2.支链淀粉 支链淀粉(amylopectin)又称胶淀粉，分子相对较大，一般由几千个葡萄糖残基组成，其中每 2530 个葡萄糖残基以-1，4-糖苷键相连而形成许多个短链，每两个短链之间又以-1，6-糖苷键连接，如此则使整个支链淀粉分子形成许多分支再分支的树冠样的复杂结构。支链淀粉难溶于水，其分子中有许多个非还原性末端，但却只有一个还原性末端，故不显现还原性。支链淀粉遇碘产生棕色反应。在食物淀粉中，支链淀粉含量较高，一般占 6581。 3.糖原 糖原(glycogen)是多聚 D-葡萄糖，几乎全部存在于动物组织，故又称动物淀粉。糖原结构与支链淀粉相似，分子中各葡萄糖残基间通过-1，4-糖苷键相连，链与链之间以-1，6-糖苷键连接。糖原的分支多，支链比较短。每个支链平均长度相当于 1218个葡萄糖分子。糖原的分子很大，一般由几千个至几万个葡萄糖残基组成。 (二)非淀粉多糖 8090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。 1.纤维素纤维素(cellulose)一般由一千个至一万个葡萄糖残基借-1，4-糖苷键相连，形成一条线状长链。分子量约为 20 万一 200 万。纤维素在植物界无处不在，是各种植物细胞壁的主要成分。人体缺乏能水解纤维素的酶，故纤维素不能被人体消化吸收，但它可刺激和促进胃肠道的蠕动，有利用于其他食物的消化吸收及粪便的排泄。 2.半纤维素绝大多数的半纤维素(hemicellulose)都是由 24 种不同的单糖或衍生单糖构成的杂多糖。半纤维素也是组成植物细胞壁的主要成分，一般与纤维素共存。半纤维素既不是纤维素的前体或衍生物，也不是其生物合成的中间产物。 3.果胶类果胶类(pectins)亦称果胶物质。一般指 D-半乳糖醛酸为主要成分的复合多糖之总称。果胶类普遍存在于陆地植物的原始细胞壁和细胞间质层，在一些植物的软组织中含量特别丰富，例如在柑桔类水果的皮中约含 30，甜菜中约含 25，苹果中约含 15。 果胶物质均溶于水，与糖、酸在适当的条件下能形成凝冻，一般用作果酱、果冻及果胶糖果等的凝冻剂，也可用作果汁、饮料、冰淇淋等食品的稳定剂。 4.其他多糖动物和植物中含有多种类型的多糖，有些多糖具有调节生理功能的活性，如香菇多糖、茶多糖、银耳多糖、壳聚糖等。