(一)糖类的概念及分类
1、概念:从结构上看,糖类一般是多羟基醛或多羟基酮,以及能水解生成它们的物质,常用通式Cn(H2O)m表示,n,m表示正整数,可以相同,也可不同。
2、分类:根据糖类能否水解及水解产物的多少分为:
(1)单糖:不能水解成更简单的糖,如:葡萄糖、果糖。
(2)二糖:每摩二糖水解后产生两摩单糖的糖,如:蔗糖、麦芽糖。
(3)多糖:每摩多糖水解后产生很多摩单糖的糖,如:淀粉、纤维素。在二糖和多糖之间还有三、四糖等,它们及二糖统称为低聚糖。
(二)葡萄糖的结构、性质和用途
1、分子组成与结构:C6H12O6(最简式:CH2O)
结构式:
结构式:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO或CH2OH—(CHOH)4—CHO
2、化学性质:官能团:—CHO和—OH
(1)加成反应(还原反应—加氢)
在镍的催化和加热条件下,分子中的能与H2发生加成反应,葡萄糖还原成六元醇。
(己六醇)
(2)银镜反应:与新制银氨溶液反应
(3)与新制Cu(OH)2反应
(4)酯化反应
(5)发酵成酒精
(6)生理氧化反应:
在人体组织中,葡萄糖在酶的作用下,在37℃左右进行氧化反应并放出热量,供人体活动所需能量。
3、制备和用途:
制法:(葡萄糖)
用途:用于制镜业、糖果业、医疗上检查糖尿病、医药上用于体弱和血糖过低的患者进行静脉注射以迅速补充营养。
(三)蔗糖的结构和性质
1、分子组成和结构:分子式:C12H22O11
蔗糖是通过葡萄糖的醛基与果糖的羟基相结合失水而得,分子结构中无醛基,只有羟基,是非还原性糖。
2、化学性质:
(1)非还原性糖:不能被银氨溶液、新制Cu(OH)2氧化。
(2)水解反应:
(蔗糖) (葡萄糖)(果糖)
(催化剂常用稀H2SO4等)
(3)来源:工业上蔗糖主要用甘蔗、甜菜经压榨、澄清、蒸煮、结晶等步骤得到。
(四)麦芽糖的结构和性质
1、组成和结构:分子式C12H22O11与蔗糖互为同分异构体。
分子中含有醛基和羟基,是还原性糖。
2、化学性质:
(1)银镜反应:
麦芽糖 麦芽糖酸
(2)与新制Cu(OH)2反应
麦芽糖 麦芽糖酸
常用银氨溶液,新制Cu(OH)2检验麦芽糖和蔗糖
(3)水解反应:
(催化剂常用稀H2SO4)
(麦芽糖) (葡萄糖)
3、制法:淀粉在淀粉酶的作用下和60℃的条件下水解生成。
淀粉 麦芽糖
(五)食品添加剂
(六)淀粉的性质
1、物理性质:
淀粉是白色、无气味、无味道的粉末物质,不溶于冷水,在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂,有一部分淀粉溶解在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状淀粉糊——称糊化作用。糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化,即是常说的食物由生到熟。
2、化学性质
(1)淀粉溶液跟I2作用,呈现蓝色,这常作为淀粉和碘互检的方法。
(2)水解反应
通常淀粉不显还原性,但在催化剂(如酸)存在和加热条件下可以分步水解,生成一系列比淀粉分子小的化合物,最后得到葡萄糖。
淀粉 葡萄糖
(七)纤维素的结构和性质
1、纤维素的结构
纤维素分子由很多个葡萄糖单元构成。每个葡萄单元有三个醇羟基,因而表示为:
2、物理性质
纤维素的分子结构只有直链,都是细丝状物质,白色、无气味、无味道、不溶于水,也不溶于一般有机溶剂。
3、化学性质重点
(1)纤维素是非还原性糖,不与银氨溶液和新制Cu(OH)2反应。
(2)水解反应
纤维素的水解比淀粉困难,一般需在浓酸中或用稀酸在加压下才能进行,其水解的最终产物也是葡萄糖。
纤维素 葡萄糖
(3)酯化反应
纤维素能与浓H2SO4、浓HNO3,与醋酸、醋酸酐等发生酯化反应。
纤维素 硝酸纤维或纤维素三硝酸酯
硝酸纤维中含氮量低的叫做胶棉,含氮高的叫火棉。
(4)制造硝酸纤维、纤维素乙酸酯、粘胶纤维、造纸、玻璃纸等。
①纸、人造棉、玻璃纸等的化学成分仍是纤维素;
②火棉和胶棉都是硝酸纤维,火棉可用来制造无烟火药,作为枪弹的发射药,胶棉用来制造赛璐珞和油漆。