多糖(糖類化合物,碳水化合物)

　　多糖在自然界分布極廣，亦很重要。有的是構(gòu)成動植物骨架結(jié)構(gòu)的組成成分，如纖維素；有的是作為動植物儲藏的養(yǎng)分，如糖原和淀粉；有的具有特殊的生物活性，像人體中的肝素有抗凝血作用，肺炎球菌細胞壁中的多糖有抗原作用。

　　多糖大部分為無定形粉末，沒有甜味，無一定熔點，大多數(shù)不溶于水，個別能與水形成膠體溶液。多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象，盡管多糖末端含有半縮醛羥基，但因相對分子質(zhì)量很大，其還原性和變旋現(xiàn)象極不顯著。多糖也是糖苷，所以可以水解，在水解過程中，往往產(chǎn)生一系列的中間產(chǎn)物，最終完全水解得到單糖。

　　一、多糖的結(jié)構(gòu)

　　多糖的結(jié)構(gòu)單位是單糖，多糖相對分子質(zhì)量從幾萬到幾千萬。結(jié)構(gòu)單位之間以苷鍵相連接，常見的苷鍵有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷鍵。結(jié)構(gòu)單位可以連成直鏈，也可以形成支鏈，直鏈一般以α-1，4-苷鍵（如淀粉）和β-1，4-苷鍵9如纖維素）連成；支鏈中鏈與鏈的連接點常是α-1，6-苷鍵。

　　二、重要的多糖

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　　淀粉廣泛地存在于許多植物的種子、塊莖和根中，如大米中約含70%-80%，小麥中約含60%-65%，馬鈴薯中約含20%。

　　淀粉是白色無定形粉末，沒有還原性，不溶于一般有機溶劑。淀粉可分為糖淀粉（又稱直鏈淀粉）膠淀粉（又稱支鏈淀粉）。糖淀粉和膠淀粉在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有一定區(qū)別，它們在淀粉中所占比例隨植物品種而不同，一般糖淀粉的含量為20%-30%，膠淀粉含量為70%-80%。兩者經(jīng)酸水解后最終產(chǎn)物都是D-葡萄糖。

　　純的糖淀粉不易溶于冷水，在熱水中不成糊狀。糖淀粉的相對分子質(zhì)量約為150000-600000，它是由許多D-葡萄糖單位通過α-1，4-苷鍵連接而成的鏈狀化合物。

糖淀粉的結(jié)構(gòu)

　　由于糖淀粉分子鏈很長，因此不可能以線型分子存在，而是在分子內(nèi)氫鍵的作用下，卷曲盤旋成螺旋狀，每個螺圈約含六個D-葡萄糖單位。此外，在主鏈上還有少數(shù)短分支。

糖淀粉分子的基間狀態(tài)

　　糖淀粉遇碘呈藍色，這并不是碘與淀粉之間形成了化學鍵，而是由于糖淀粉螺旋狀結(jié)構(gòu)的中空穴部分恰好能容納碘分子，二者之間借助于范德華力形成一種藍色的包合物，如圖21-1所示。此顯色反應常用來檢驗淀粉或碘的存在。

圖21-1　碘－淀粉包合物結(jié)構(gòu)示意圖

　　膠淀粉與糖淀粉相比，具有高度分支，且所含葡萄糖單位要多得多，膠淀粉相對分子質(zhì)量可高達1000000-6000000。純的膠淀粉不溶于冷水，在熱水中膨脹而成糊狀。它的主鏈同樣是由D-葡萄糖以α-1，4-苷鍵相連，此外每隔20-25個葡萄糖單位，還有一個以α-1，6-苷鍵相連的支鏈。

圖21-2　膠淀粉的分支狀結(jié)構(gòu)示意圖

　　淀粉在水解過程中可生成各種糊精和麥芽糖等一系列中間產(chǎn)物，最終產(chǎn)物是D-葡萄糖。糊精是相對分子質(zhì)量較小的多糖，包括紫糊精、紅糊精和無色糊精等。淀粉和糊精與碘溶液作用可產(chǎn)物不同顏色，此種顏色煮沸時消失，放冷又重現(xiàn)。淀粉水解可用酶或酸來催化，水解進程可用碘液與其作用的顏色變化來判斷。

（C₆H₁₀O₅）_n→(C₆H₁₀O₅)_n-x→C₁₂H₂₂O₁₁→C₆H₁₂O₆

淀粉→紫糊精→紅糊精→無色糊精→麥芽糖→葡萄糖

（藍色）（紫糊精）（紅色）（無色）（無色）（無色）

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