1、章一，糖类 糖的定义：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。 糖的生物学功能： 1，生物体的结构成分。 2，生物体内主要能源物质。 3，中枢代谢物质（转变为其他物质）。 4，细胞是别的信息分子。 5，药理作用（调节作用，激素，血糖调节） 化学本质：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。 分类： 单糖 （ 1）定义：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。 （ 2）分类：羰基：醛糖，酮糖 低聚糖 （ 1）定义：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。（ 2）分类：根
2、据聚合度分类二糖、三糖、四糖等等。二糖的分布最广，也最为重要。又称双糖。 多糖 （ 1）定义：多聚糖（简称多糖）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。 （ 2）分类：同多糖（均一多糖），由一种单糖构成。如淀粉、纤维素、糖原等。 杂多糖（异多糖）， 由两种以上单糖构成。如半纤维素、果胶等。 旋光性： 差向异构：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 )。仅一个手性碳原子构型不同的 非对映异构体。 单糖的性质： （ 1）型和型的确定：对于半缩醛羟基来说，
3、它的空间位置有两种选择，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型；在不同一侧的叫型。 （ 2）异头物：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。羰基碳上形成的差向异构体成为异头物，环状结构中，半缩醛碳原子成为异头碳原子。 异头碳的羟基与末端的手性碳原子的羟基具有相同取向的异构体称为异头物，相反取向称异头物 单糖化学性质： （一）脱水反应： 单糖与强酸 (如 12以上的浓盐酸
4、 )共同加热时，会发生脱水反应，生成糠醛或其衍生物。 糠醛及其衍生物能与 -萘酚反应显紫色，故常用于糖的定性和定量分析。 注意：糖在浓酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与 -萘酚作用形成紫红色复合物，在糖液和浓酸的液面间形成紫环，因此又称 紫环反应 。 自由存在和结 合存在的糖均呈阳性反应。此外，各种糠醛衍生物、葡萄糖醛酸以及丙酮、甲酸和乳酸均呈颜色近似的阳性反应。 因此，阴性反应证明没有糖类物质的存在；而阳性反应，则说明有糖存在的可能性，需要进一步通过其他糖的定性试验才能确定有糖的存在。 单糖与浓硫酸反应失水生成碳。 Cn(H2O)m H2SO4（浓） nC+mH2O (二 )酯化反应 单糖中
5、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。和银氨试剂反应被用来镀制镜子，跟费林试剂的反应可用来检验糖尿病人的糖分检验。 (四 )成脎反应 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。一分子糖和三分子苯肼反应，在糖的 1,2-位形成二苯腙（称为脎）的反应称为成脎反应。 成脎反应用于糖的鉴定：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
6、明显的熔点，故可以用于糖的鉴定。 （五）成苷反应 环状糖的半缩醛羟基能 与另一分子化合物中的羟基、氨基或硫羟基中的活泼氢失水，生成的失水产物称为 糖苷 ，也称为 配糖体 。 在糖苷分子中，糖的部分称为 糖基 ，非糖部分称为 配基 。 由型单糖形成的糖苷称为 -糖苷。 由型单糖形成的糖苷称为 -糖苷。 由葡萄糖衍生的糖苷叫葡萄糖苷，失水时形成的键叫苷键。 糖苷的性质 ：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
7、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。 苦杏仁苷：苦杏仁腈部分，是由苯甲醛和 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。自然界氰根以苦杏仁苷形式存在于苦杏仁，樱桃、李、杏以及木薯块和根等。食后在体内酶催化作用下分解，放出氢氰酸。 （六）发酵性 （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。熬制糖色。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。 重要的单糖：（一）核糖属于戊糖。 （二）葡萄糖：
8、1、葡萄糖的构型与比旋光度 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 -D-葡萄糖。熔点 80，比旋光度 +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 -D-葡萄糖，熔点 146 147， 比旋光度 + 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
9、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 0时， 104.09，而在 90 ,时 = 51.75。 果糖比糖类中其它糖都甜，尤其 是 -果糖的甜度最大，其甜度随温度而变，温度越高甜度越小。为蔗糖的 1.03(热时 ) 1.73(冷时 )倍。果糖 : =3:1 果糖很容易消化，适于幼儿和糖尿病患者食用，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。 三， 寡糖： 构成
10、: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。 二糖
11、：定义：水解后产生两分子单糖的低聚糖称为双糖。（或称：一分子单糖中的半缩醛羟基和另一分子单糖中的羟基发生失水反应得到的糖为双糖） 单糖脱水一般有 两种方式：一种是一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的醇羟基脱水，生成还原性二糖；另一种是两分子单糖的半缩醛羟基间脱水，生成非还原性二糖。 重要的二糖 (双糖 ):在人类的营养成分中最常见的二糖是：蔗糖 麦芽糖 乳糖 蔗糖： OC H 2 O HO H O H H OOOC H 2 O HH OO H H O H 2 C123456123456 -1,2-苷键 -2,1-苷键 （ 1）是由 -D-吡喃葡萄糖和 -D-呋喃果糖的两个半缩醛 羟基失水而成
12、的。 （ 2）蔗糖中已无半缩醛羟基，所以不是还原糖。 蔗糖性质： 1、甜味：蔗糖是烹饪 中最常用的甜味剂，其甜味仅次于果糖。 2、溶解性：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。蔗糖在水中的溶解度随着温度的升高而增加。 3、熔点：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。 4、受热脱水：加热至 200时即脱水形成焦糖。 5、旋光度：蔗糖是右旋糖，其 16水溶液的比旋光度是 +66.50。 6、蔗糖的水解：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。 蔗糖
13、 H2O D葡萄糖 D果糖 +66.5 =+52.7 =-92 转化糖 =-19.75 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， 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，在烘制面包的面团中，蔗糖是添加剂。有利于面团的发酵，在烘烤过程中，所发生的焦糖化反应能增进面包的颜色。 7、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。 8、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
14、，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。 二、麦芽糖 （一）结构：麦芽糖是由两分子 D-葡萄糖通过 1， 4-苷键结合而成的 成苷部分 未成苷部分 （ 1）麦芽糖是淀粉水解的产物。麦芽糖水解产生一分子 - OC H 2 O HO H O H H OOC H 2 O HO H O H O O HD-吡喃葡萄糖和一分子 D-吡喃葡萄糖。 （ 2） 麦芽糖分子中保留了一个半缩醛羟基，是还原糖。 1、还原性糖 麦芽糖分子中仍保留了一个半缩醛羟基，所
15、以它是典型的还原性糖。 具有单糖所有的一切性质，诸如变旋光现象、成脎、成苷和氧化还原性等等。 2、物理性质 麦芽糖为白色针状结晶，含一分子结晶水。熔点为 160 165，易溶于水而微溶于乙醇。 麦芽糖的甜度仅为蔗糖的 46。 3、发酵性 麦芽糖也是可发酵性糖，直接、间接发酵均可。 4、水解 在面团发酵时，它能被麦芽糖酶所水解生成两分子葡萄糖，葡萄糖则是酵母菌生长所需的养料。 三、乳糖 （一）结构： （ 1） 乳糖水解产生一分子 -D-吡喃半乳糖和一分子 D-吡喃葡萄糖。 （ 2） 分子中保留了一个半缩醛的羟基，所以是还原糖。 2、物理性质 乳糖为白色结晶，在水中的溶解度较小，其相对甜度仅为蔗糖
16、的39。 乳糖不能被酵母菌发酵，但能被乳酸菌作用产生乳酸发酵。酸奶的形成就是依据于此。乳糖的存在可以促进婴儿肠道中双歧杆菌的生长。 乳糖容易吸收香气成分和色素，故可用它来传递这些物质。如在面包制作时加入乳糖，则它在烘烤时因发生羰氨反应而形成面包皮的金黄色。 多糖（分类，化学性质）： 多糖不是纯粹的单一物质，而是由聚合度不同的物质组成的混合物。 在性质上多糖与单糖或低聚糖不同，一般不溶于水，有的即是溶解，也只是形成胶体溶液，无甜味，一般不能形成结晶，无还原性。 多糖在酶或酸的作用下依水解程度不等而生成单糖残基数不同的断片 ，最后完全水解生成单糖。 （一）淀粉的结构和性质 淀粉水解的最终产物是葡萄
17、糖，由此可见，淀粉是由葡萄糖单位组成的链状结构。 C H 2 O HOC H 2 O HO H O H OO HO HO H , O HH O -1,4 -苷键 用热水处理可将淀粉分为两种成分： 1，一种为可溶解部分，称为 直链淀粉 ，：直链淀粉是 D（ +）葡萄糖以 1， 4苷键连接起来的，一条长而不分枝的多苷链。 每个直链淀粉分子有一个还原性端基（存在半缩醛羟基）和一个非还原性端基。 性质：直链淀粉的相对分子质量约在 60 000 左右，相当于是 300 400 个葡萄糖分子缩合而成。 直链淀粉溶于热水，以碘液处理产生蓝色。 分子状态：直链淀粉不是完全伸直 的，它的分子通常是卷曲成螺旋形，
18、每一圈有 6 个葡萄糖残基 , 2，另一种不溶解部分称为支链淀粉。：支链淀粉首先由 D（ +）葡萄糖以 1，4 苷键连结成一条主链，然后在主链上以 1， 6 苷键与较短的以 1， 4 苷键连结的链相连结，形成支链。 支链淀粉的相对分子质量非常大，是在 50 000 1 000 000 之间支链淀粉中有一根较长的主链，在主链上又分出许多支链。 在支链与主链的衔接处都是葡萄糖残基的 1， 6 苷键结合。 一般的主链每隔 6 9 个葡萄糖残基就有一个支链，每个支链的长度在 15 18个葡萄糖残基左右。 直链淀粉 和支链淀粉的分布： 在一般的淀粉中都含有直链淀粉和支链淀粉两种。 如玉米淀粉、马铃薯淀粉
19、分别含有 27和 20的直链淀粉，其余部分为支链淀粉。 糯米的淀粉全部为支链淀粉。 有的豆类淀粉全部是直链淀粉。 3、直链淀粉与支链淀粉的性质 多糖种类：淀粉，糖原，纤维素，膳食纤维，果胶质，几丁质，琼脂 章二，脂质 脂质定义：脂肪酸与醇脱水反应形成的酯及其衍生物 共性：不溶于水，而易溶于非极性溶剂如乙醚、氯仿、苯等。 分类：单纯脂类 （三酰甘油，蜡） 、复合脂类 （磷脂，糖脂） 、衍生脂类 （取代烃，固醇类，萜，其他脂类 ） 可皂化脂类：一类能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的脂类。 不可皂化脂类：不能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的脂类。 主要有不含脂肪酸的萜类和类固醇类。 极性、非极性 脂质生
20、物学功能： 1. 贮存脂质：三酰甘油和蜡，能量能以油滴形式贮存于含水的细胞质中；蜡是海洋浮游生物的代谢燃料贮存形式，同时还有排斥水和高稠度的性质。 2.结构脂质：生物膜，体脂（防震，固定） 3.活性脂质：激素，维生素，光和色素，酶的辅助因子，激活剂，电子载体。 4，促进脂溶性物质吸收。5，保温功能。 脂肪酸：一条长的烃链（尾） （疏水） ，一个末端羧 基 （头）组成的羧酸。 饱和脂肪酸：烃链不含双键和三键 不饱和脂肪酸：含一个或多个双键（单不饱和脂肪酸：只含单个双键；多不饱和脂肪酸：含两个或两个以上的双键） 结构特点： 1，天然脂肪酸骨架碳原子数目大多为偶 , 2，大多数单不饱和脂肪酸中双键位
21、于 C9 和 C10 之间 9.多不饱和脂肪酸中通常一个双键也位于 9，其余双键多位于 9 和烃链的末端甲基之间，如 12 和 15.： 不饱和脂肪酸的双键： -CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2- 非共轭双键（容易形成自由基）亚甲基 -CH2-CH=CH-CH=CH-CH=CH2- 共轭双键（容易聚合） 3，天然脂肪酸中双键多为顺式结构 （ C），少数为反式（ t）。 构成脂质的四种脂肪酸： 棕榈酸（软脂酸），硬脂酸（饱和脂肪酸）；油酸，棕榈油酸（单不饱和脂肪酸） 2、脂肪酸的理化性质： 溶解度 ，烃链的长度有关。 熔点 ，双键数目、顺反有关。皂化反应 ，动植物油脂在氢氧化钠或氢
22、氧化钾作用下水解生成的脂肪酸盐。 乳化作用 脂肪酸盐、胆汁酸盐、 SDS、 Triton X-100。 腐败和过氧化 必需脂肪酸 ：人体不能合成，必需由膳食提供的对人体功能必不可少的多不饱和脂肪酸。 P85 亚油酸 ( 6PUFA）亚麻酸花生四烯酸 亚麻酸（ 3PUFA）二十碳五烯酸（ EPA）、二十二碳六烯酸（ DHA 脂肪酸的化学性质（共轭，非共轭，四化）： 一：脂质过氧化 多不饱和脂肪酸的氧化变质。 典型的活性氧参与的自由基链式反应： 自由基（ free radical） 分子 /原子 /基团中有未配对电子的一类物质。 很活泼，具有很强的掠夺性。 很容易形成稳定的分子状态。 自由基链式反
23、应 引发：由辐射或其它自由基引发 初始自由基的形成 增长：新生自由基导致新的抽氢反应 再形成新的自由基 终止：两自由基偶联或歧化 或在抗氧化剂作用下 使自由基链式反应停止 （二）脂质过氧化过程 必需多不饱和脂肪酸： -3 家族（第一个双键离甲基末端 3 个碳的 PUFA。原初成员： -亚麻酸， (DHA 在眼部视网膜和大脑皮层中特别活跃 )。膳食供给时，人体可合成 EPA 和 DHA。 -3PUFA 降低甘油三酯水平，缺乏，神经和视觉疑难杂症和心脏病。 -6 家 族（第一个双键离甲基末端 6 个碳的 PUFA，原初成员：亚油酸，哺乳类体内转化成 -亚麻酸（维持细胞膜结构和功能所必须）。-6PU
24、FA 明显降低胆固醇水平。 缺乏，皮肤病变。 PUFA 缺乏会引起生长停滞，生殖衰退和肝肾功能紊乱。 类二十 碳烷：由 20 碳的多不饱和脂肪酸衍生而来。前列腺素，凝血恶烷，白三烯 蜡的定义： 长链脂肪酸与长链一元醇 /固醇形成的酯。 脂肪醇中的碳原子在 16 以上 分布在生物体表面起保护作用 ：植物蜡 防虫蛀、防辐射、降低水分蒸发 动物蜡 防水、保温、筑巢 章三，氨基酸 氨基酸结构特点： 氨基酸的结构 通式： 氨基酸通过肽键（酰胺键）连接成肽 氨基酸分类： 20 种常见的蛋白质氨基酸 不常见的蛋白质氨基酸 非蛋白质氨基酸 常见氨基酸： 非极性 R 基 氨基酸 不带电荷的极性 R 基氨基酸 带
25、正电荷的 R基氨基酸 带负电荷的 R基氨基酸 丙氨酸 Ala A 甘氨酸 Gly G 赖氨酸 LysK 天冬氨酸 AspD 缬氨酸 Val V 丝氨酸 Ser S 精氨酸 ArgR 谷氨酸 GluE 亮氨酸 Leu L 苏氨酸 Thr T 组氨酸 HisH 异亮氨酸 Ile I 半胱氨酸 CysC 脯氨酸 Pro P 酪氨酸 Tyr Y 苯丙氨酸 Phe F 天冬酰胺 AsnN 色氨酸 Trp W 谷氨酰胺 GlnQ 甲硫氨酸 Met M 氨基酸的等电 (性质，定义，算法 )： 当溶液在某一特定 PH 值时， 氨基酸以两性离子形式存在，正负电荷相等，静电荷为零，此时溶液的 PH 值为等电点，在等电点时溶液在直流电场不想正负极移动，导电性最小，易沉淀。（与 PH 值大小无关）。 氨基酸的化学反应： （一） 氨基参加的反应 1.与亚硝酸反应 室温氨基酸定量 2.与酰化试剂反应
