多糖(糖类化合物,碳水化合物)

　　多糖在自然界分布极广，亦很重要。有的是构成动植物骨架结构的组成成分，如纤维素；有的是作为动植物储藏的养分，如糖原和淀粉；有的具有特殊的生物活性，像人体中的肝素有抗凝血作用，肺炎球菌细胞壁中的多糖有抗原作用。

　　多糖大部分为无定形粉末，没有甜味，无一定熔点，大多数不溶于水，个别能与水形成胶体溶液。多糖没有还原性和变旋现象，尽管多糖末端含有半缩醛羟基，但因相对分子质量很大，其还原性和变旋现象极不显著。多糖也是糖苷，所以可以水解，在水解过程中，往往产生一系列的中间产物，最终完全水解得到单糖。

　　一、多糖的结构

　　多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千万。结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷键。结构单位可以连成直链，也可以形成支链，直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键9如纤维素）连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。

　　二、重要的多糖

　　（一）淀粉

　　淀粉广泛地存在于许多植物的种子、块茎和根中，如大米中约含70%-80%，小麦中约含60%-65%，马铃薯中约含20%。

　　淀粉是白色无定形粉末，没有还原性，不溶于一般有机溶剂。淀粉可分为糖淀粉（又称直链淀粉）胶淀粉（又称支链淀粉）。糖淀粉和胶淀粉在结构和性质上有一定区别，它们在淀粉中所占比例随植物品种而不同，一般糖淀粉的含量为20%-30%，胶淀粉含量为70%-80%。两者经酸水解后最终产物都是D-葡萄糖。

　　纯的糖淀粉不易溶于冷水，在热水中不成糊状。糖淀粉的相对分子质量约为150000-600000，它是由许多D-葡萄糖单位通过α-1，4-苷键连接而成的链状化合物。

糖淀粉的结构

　　由于糖淀粉分子链很长，因此不可能以线型分子存在，而是在分子内氢键的作用下，卷曲盘旋成螺旋状，每个螺圈约含六个D-葡萄糖单位。此外，在主链上还有少数短分支。

糖淀粉分子的基间状态

　　糖淀粉遇碘呈蓝色，这并不是碘与淀粉之间形成了化学键，而是由于糖淀粉螺旋状结构的中空穴部分恰好能容纳碘分子，二者之间借助于范德华力形成一种蓝色的包合物，如图21-1所示。此显色反应常用来检验淀粉或碘的存在。

图21-1　碘－淀粉包合物结构示意图

　　胶淀粉与糖淀粉相比，具有高度分支，且所含葡萄糖单位要多得多，胶淀粉相对分子质量可高达1000000-6000000。纯的胶淀粉不溶于冷水，在热水中膨胀而成糊状。它的主链同样是由D-葡萄糖以α-1，4-苷键相连，此外每隔20-25个葡萄糖单位，还有一个以α-1，6-苷键相连的支链。

图21-2　胶淀粉的分支状结构示意图

　　淀粉在水解过程中可生成各种糊精和麦芽糖等一系列中间产物，最终产物是D-葡萄糖。糊精是相对分子质量较小的多糖，包括紫糊精、红糊精和无色糊精等。淀粉和糊精与碘溶液作用可产物不同颜色，此种颜色煮沸时消失，放冷又重现。淀粉水解可用酶或酸来催化，水解进程可用碘液与其作用的颜色变化来判断。

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

淀粉→紫糊精→红糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖

（蓝色）（紫糊精）（红色）（无色）（无色）（无色）

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