二糖是由兩分子單糖脫水而成的化合物,也可以看成是苷,不過(guò)是苷元部分是另外一分子的單糖。常見(jiàn)的二糖有蔗糖、麥芽糖、纖維二糖和乳糖,它們的分子式都是C12H22O11。
二糖的物理性質(zhì)類似于單糖。易溶于水,多數(shù)具有甜味。
二糖既然是苷,則形成苷鍵的兩個(gè)羥基中,必有一個(gè)是半縮醛羥基,另一個(gè)可以是半縮醛羥基或醇羥基。這樣,兩上單糖分子以苷鍵結(jié)合成二糖時(shí),就有兩種情況:
一種是兩個(gè)單糖分子都 以其半縮醛羥基脫水形成二糖,如蔗糖。這樣的二糖,分子中不再含半縮醛羥基,不能開(kāi)環(huán)再出現(xiàn)醛基,無(wú)變旋現(xiàn)象,也無(wú)還原性,稱為非還原性二糖。
另一種是一個(gè)單糖分子以半縮醛羥基和另一個(gè)單糖的醇羥基之間脫水形成二糖gydjdsj.org.cn/hushi/。這樣的二糖分子中還有一個(gè)半縮醛羥基未參與形成苷鍵,在溶液中可以開(kāi)環(huán),因此有變旋現(xiàn)象,有還原性,稱為還原性二糖。重要的還原性二糖有麥糖、纖維二糖和乳糖。
單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)有α-和β-兩種構(gòu)型,因此由α型的半縮醛羥基形成的苷鍵,稱為α-苷鍵;由β型半縮醛羥基形成的苷鍵,稱為β-苷鍵。麥芽糖和纖維二糖就是由兩個(gè)葡萄糖分子通過(guò)不同的苷鍵組成的二糖。
上二式中,麥芽糖分子中的苷鍵是α-1,4-苷鍵(α-1是指糖的部分在C-1上的α-型半縮醛羥基,4是指苷元C-4上的羥基),纖維二糖的苷鍵是β-1,4-苷鍵。α-苷鍵和β-苷鍵都可被酸水解,也可被某些有立體特異性的酶水解。人體內(nèi)的麥芽糖只能水解α-苷鍵而不能水解β-苷鍵。苦杏仁苷酶則只能水解β苷鍵而不能水解α-苷鍵。
(一)蔗糖
蔗糖廣泛地分布在各種植物中,甘蔗中約含26%,甜gydjdsj.org.cn/zhuyuan/菜中含20%,故又稱甜菜糖,各種植物的果實(shí)中幾乎都含有蔗糖。平時(shí)食用的就是蔗糖。我國(guó)是世界上用甘蔗制糖最早的國(guó)家。
蔗糖為無(wú)色晶體,熔點(diǎn)186℃,易溶于水,水溶液的比旋亮度為+66.7°.蔗糖水解后得到等分子的D-葡萄糖和D-果糖的混合物,其比旋亮度為-19.65°,與水解前的旋光方向相反,因而把蔗糖的水解過(guò)程稱為轉(zhuǎn)化,水解后的混合液稱為轉(zhuǎn)化糖。促使蔗糖水解的酶稱為轉(zhuǎn)化酶。
蔗糖是α-D-葡萄糖用C-1的半縮醛羥基與β-D-果糖C-2的半縮醛羥基脫水而組成的二糖,故蔗糖分子中的苷鍵既是α-1,2-苷鍵,又是β-2,1-苷鍵。
由于蔗糖分子中已無(wú)半縮醛羥基,故蔗糖無(wú)變旋現(xiàn)象,也無(wú)還原性,是非還原性二糖。
(二)麥芽糖
麥芽糖因存在于麥芽中而得此俗名。麥芽中的淀粉可將淀粉水解成麥芽糖。
在人體內(nèi),攝入食物中的淀粉被淀粉水解成麥芽糖,再經(jīng)麥芽糖酶水解為D-葡萄糖。所以,麥芽糖是淀粉水解的中間產(chǎn)物。麥芽糖在酸作用下也能水解。
麥芽糖是由一分子α-D-葡萄糖用其半縮醛羥基與另一分子D-葡萄糖C-4上的醇羥基脫水,通過(guò)α-1,4-苷鍵組成的二糖。因此,麥芽糖有變旋現(xiàn)象,能還原費(fèi)林試劑和吐倫試劑,屬于還原性二糖。
麥芽糖是無(wú)色晶體,通常含一分子結(jié)晶水,熔點(diǎn)102℃,易溶于水,比旋光度為+136。
(三)乳糖
乳糖存在于哺乳動(dòng)物的乳汁中,人乳中含5%-8%,牛乳中含4%-6%,有些水果中也含有乳糖。乳糖是含一分子結(jié)晶水的白色結(jié)晶性粉末,熔點(diǎn)202℃,易溶于水,比旋光度為+53.5°。
乳糖是β-D-葡萄糖用半縮醛羥基與α-D-葡萄糖的C-4羥基脫水,通過(guò)β-1,4-苷鍵形成的二糖。因此,乳糖有變旋現(xiàn)象,有還原性,是還原性二糖。
乳糖被人體小腸中乳糖酶9一種能水解β-半乳糖苷的酶)水解生成半乳糖和葡萄糖。