糖化学专业知识公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第三节第三节 单糖性质单糖性质一一.物理性质物理性质 1.旋光性旋光性：含不对称含不对称C原子原子 单糖除二羟丙酮外，都有旋光性单糖除二羟丙酮外，都有旋光性 2.变旋性变旋性：含半缩醛羟基含半缩醛羟基 或酮基或酮基 第1页第1页3.甜度甜度：多糖无甜味，果糖甜味最强多糖无甜味，果糖甜味最强4.溶解度溶解度：单糖易溶于水单糖易溶于水第2页第2页二二.化学性质化学性质 1.氧化反应氧化反应(即单糖还原性即单糖还原性)2.还原反应还原反应 3.成苷反应成苷反应 由醛基、酮基决定第3页第3页 1.氧化反应氧化反应 单糖含醛基或酮基，因而含有还原性。单糖含醛基或酮基，因而含有还原性。第4页第4页葡萄糖葡萄糖3 3种种氧化方式氧化方式第5页第5页 2.还原反应还原反应 单糖中游离羰基可被还原成醇羟基。单糖中游离羰基可被还原成醇羟基。木糖木糖 木糖醇木糖醇O第6页第6页3.成苷反应成苷反应：半缩醛上羟基与其它含羟基化合物失水成糖苷半缩醛上羟基与其它含羟基化合物失水成糖苷糖苷键糖苷第7页第7页 糖苷是诸多中药有效性成份。大多数糖苷易溶于水、乙醇、丙酮和其它有机溶剂。第8页第8页三三.主要单糖及其衍生物主要单糖及其衍生物 1.己糖 葡萄糖、果糖 2.戊糖 核糖、L-阿拉伯糖 3.糖苷第9页第9页第四节 寡糖结构和性质一、二糖一、二糖 寡糖中以二糖分布最为普遍，意义最大。两分子单糖失水，通过糖苷键连接两分子单糖失水，通过糖苷键连接结构：结构：第10页第10页1、蔗糖蔗糖二、二糖分类和性质二、二糖分类和性质第11页第11页（1）起源：起源：甘蔗、菠萝甘蔗、菠萝（2）结构：结构：蔗糖水解葡萄糖蔗糖水解葡萄糖+果糖果糖.（1 2）糖苷键）糖苷键（3）物理性质：物理性质：白色晶体白色晶体，果甜，果甜（4）化学性质：化学性质：无半缩醛无半缩醛OH，故，故无还原作用，也无变旋光现象无还原作用，也无变旋光现象。1.蔗糖：蔗糖：第12页第12页 2、麦芽糖：、麦芽糖：（1）起源：起源：麦芽麦芽（2）结构：结构：两分子葡萄糖缩合：失水而成两分子葡萄糖缩合：失水而成 （14）糖苷键）糖苷键（3）物理性质：物理性质：白色晶体白色晶体，甜味仅次于蔗糖，甜味仅次于蔗糖（4）化学性质：化学性质：A 有半缩醛有半缩醛OH，故，故有还原作用，也有变旋有还原作用，也有变旋现象现象B 与苯肼作用产生糖脎与苯肼作用产生糖脎 第13页第13页 3、乳糖：、乳糖：（1）起源：起源：乳汁乳汁（2）结构：结构：-D-葡萄糖葡萄糖-D半乳糖半乳糖 以以（14）键型缩合）键型缩合（3）物理性质：物理性质：白色晶体，味不甚甜白色晶体，味不甚甜，微溶于水，微溶于水（4）化学性质：化学性质：A、还原性还原性B、与与HNO3共同煮产生粘酸共同煮产生粘酸 C 有半缩醛有半缩醛OH，故，故有还原作用，也有变旋现象有还原作用，也有变旋现象第14页第14页 自然界中广泛存在三糖(trisaccharide)仅有棉棉子糖子糖(raffinose)，主要存在于棉籽、甜菜及大豆中，水解后产生D-葡萄糖、D-果糖及D-半乳糖。在蔗糖酶作用下，由棉子糖中分解出果糖而留下蜜二糖；在-半乳糖苷酶作用下，由棉子糖中分解出半乳糖而留下蔗糖。棉子糖分子结构下列：三、三糖三、三糖第15页第15页半乳糖葡萄糖果糖第16页第16页 多糖多糖(polysaccharides)是分子结构很复杂碳水化合物，在植物体中占有很大部分。多糖能够分为两大类：一类是构成植物骨架结构不溶性多糖，如纤维素、半纤维素等，是构成细胞壁主要成份；另一类是贮藏营养物质，如淀粉、菊糖等。第五节第五节 多多 糖糖 第17页第17页 多糖是由许多单糖分子缩合而成：由一个单糖分子缩合而成如淀粉、糖原、纤维素等，称为同聚多糖；由几个不同单糖分子缩合而成如半乳甘露糖胶、阿拉伯木糖胶等，称为杂聚多糖 第18页第18页1.淀粉淀粉 淀粉淀粉几乎存在于所有绿色植物多数组织中。是植物中最主要贮藏多糖，是禾谷类和豆科种子、马铃薯块茎和甘薯块根主要成份，它是人类粮食及动物饲料主要起源。一一.同聚多糖同聚多糖第19页第19页 在植物体中，淀粉以淀粉粒状态存在，形状为球形、卵形，随植物种类不同而不同。即使是同种作物，淀粉含量也因品种、气候、土壤等条件改变而有所不同。第20页第20页 淀粉在酸和体内淀粉酶作用下被降解，其最后水解产物为葡萄糖。这种降解过程是逐步进行：淀粉红色糊精无色糊精遇碘显遇碘显：（紫蓝色）（红色）麦芽糖葡萄糖（不显色）（不显色）第21页第21页 用热水溶解淀粉时 可溶一部分为直链淀粉；另一部分不能溶解为支链淀粉。第22页第22页直链淀粉：直链淀粉：以以（14）糖苷键型缩合而成）糖苷键型缩合而成 遇碘显紫兰色遇碘显紫兰色 1 4 第23页第23页161 4支链淀粉：支链淀粉：因此直链和支链淀粉能够由碘显色反应来区别因此直链和支链淀粉能够由碘显色反应来区别第24页第24页支链淀粉图分支短链长度平均为分支短链长度平均为2430个葡萄糖残基个葡萄糖残基 第25页第25页1 416一个直链分子含有两个末端，一端存在一个C1半缩醛羟基，为还原端，还原端，另一个端为非还原端非还原端。一个支链分子有1个还原端还原端和n+1个非还原端非还原端。第26页第26页 普通淀粉都含有直链淀粉和支链淀粉。但在不同植物中，直链淀粉和支链淀粉所占百分比不同。即使是同一作物，品种不同二者百分比也不同，如糯玉米中几乎不含直链淀粉，全为支链淀粉。第27页第27页 不同植物淀粉中直链淀粉和支链淀粉百分比淀 粉直链淀粉（%）支链淀粉（%）马铃薯淀粉小麦淀粉玉米淀粉稻米淀粉192024212317788176777983 第28页第28页2.糖原糖原 糖原糖原是动物细胞中主要多糖，是葡萄糖极容易利用储藏形式。其作用与淀粉在植物中作用同样，故有“动物淀粉”之称。第29页第29页 糖原糖原中大部分葡萄糖残基是以-1，4-糖苷键连结，分支是以-1，6-糖苷键结合，大约每10个残基中有一个键。糖原端基含量占9%而支链淀粉为4%，故糖原分支程度比支链淀粉约高1倍多。糖原相对分子质量很高，约为5 000 000。它与碘作用显棕红色。第30页第30页 3.菊糖菊糖 菊糖菊糖是多聚果糖，菊糖中果糖一律以D-呋喃糖形式存在。菊科植物如菊芋、大丽花根部，蒲公英、橡胶草等都含有菊糖，代替了普通植物淀粉，因而也称为菊粉。菊糖分子中含有约30个 l，2-糖苷键连接果糖残基。菊糖分子中除含果糖外，还含有葡萄糖。第31页第31页 菊糖菊糖不溶于冷水而溶于热水，因此，能够用热水提取，然后在低温(如0)下沉淀出来。菊糖菊糖含有还原性。淀粉酶不能水解菊糖，因此人和动物不能消化它。蔗糖酶能够以极慢速度水解菊糖。第32页第32页4.纤维素纤维素 纤维素纤维素是最丰富有机化合物，是植物中最广泛骨架多糖，植物细胞壁和木材差不多有二分之一是由纤维素构成。棉花是较纯纤维素，它含纤维素高于90%。通常纤维素、半纤维素及木质素总是同时存在于植物细胞壁中。第33页第33页 植物纤维素不是均一一个物质，粗纤维能够分为-纤维素、-纤维素和-纤维素三种。-纤维素不溶于17.5NaOH，它不是纯正纤维素，因为在其中含有其它聚糖(如甘露聚糖)；-纤维素溶于17.5NaOH，加酸中和后沉淀出来；-纤维素溶于碱而加酸不沉淀。这种差异大约是因为纤维素结构单位结合程度和形状不同。第34页第34页 试验证实，纤维素不溶于水纤维素不溶于水，相对分子质量在50 000400 000，每分子纤维素含有3002 500个葡萄糖残基。葡萄糖分子以-l，4-糖苷键连接而成。在酸作用下完全水解纤维素产物是-葡萄糖，部分水解时产生纤维二糖纤维二糖，阐明纤维二糖是构成纤维素基本单位。水解充足甲基化纤维素则产生大量2，3，6-三甲氧基葡萄糖，表明纤维素分子没有分枝纤维素分子没有分枝。第35页第35页其分子结构下列：纤维素纤维素第36页第36页 除反刍动物外，其它动物口腔、胃、肠都不含纤维素酶，不能把纤维素水解，因此纤维素对人及动物都无营养价值，但有助于刺激肠胃蠕动，吸附食物，帮助消化。一些微生物、菌类、藻类及各种昆虫，尤其是反刍动物胃中细菌含有纤维素酶，能消化纤维素。近年来已筛选出富含纤维素酶微生物，它们能将纤维素水解成纤维二糖和葡萄糖等。第37页第37页5.半纤维素半纤维素 半纤维素半纤维素大量存在于植物木质化部分，包括诸多高分子多糖中。能够用稀碱溶液提取，用稀酸水解，则产生己糖和戊糖，因此它们是多缩己糖（如多缩半乳糖和多缩甘露糖）和多缩戊糖（如多缩木糖和多缩阿拉伯糖）混合物。第38页第38页 多缩戊糖及多缩己糖都是以-l，4-糖苷键相连接。多缩木糖分子结构下列：第39页第39页6.几丁质几丁质 几丁质几丁质，是一个N乙酰葡萄糖胺同聚物(homopolymer)，为构成甲壳类介壳(如虾、蟹)及昆虫类外骨胳结构成份。N乙酰葡萄糖胺以l，4糖苷键相连结。第40页第40页二二.杂聚多糖杂聚多糖果胶果胶 果胶物质普通存在于初生细胞壁中。在水果如苹果、桔皮、柚皮及胡萝卜等中含量较多。果胶物质可分为三类，即原果胶、果胶及果胶酸。第41页第41页(1)原果胶(Protopectin)原果胶不溶于水，主要存在于初生细胞壁中，尤其是薄壁细胞及分生细胞胞壁。苹果和桔皮最富含原果胶，后者可达干重40。在水果成熟过程中，原果胶和果胶酸盐由酶作用使两者由不溶解状变成溶解状果胶，因而使水果由硬质状态变成柔软成熟状态。第42页第42页(2)果胶酯酸(pectinic acid)果胶酯酸常呈不同程度甲酯化，酯化范围在085之间。第43页第43页 果胶酯酸是水溶性溶胶。酯化程度在45下列果胶酯酸在饱和糖溶液中(6570)及在酸性条件下(pH值为3.13.5)形成凝胶(胶冻)，为制糖果、果酱等主要物质，称为果胶(Pectin)。第44页第44页（3）果胶酸(pectic acid)果胶酸主要成份为多缩半乳糖醛酸，水解后产生半乳糖醛酸。植物细胞中胶层中含有果胶酸钙盐和镁盐混合物；它是细胞与细胞之间粘合物，一些微生物(如白菜软腐病菌)能分泌分解果胶酸盐酶，使细胞与细胞松开。植物器官脱落也是由于中胶层中果胶酸分解。第45页第45页三三.细菌多糖细菌多糖肽聚糖肽聚糖 肽聚糖是细胞壁中一个结合多糖，是由构成肽聚糖单体聚合而成大分子网状化合物。因其肽链不太长，故把这些聚合物叫做肽聚糖(peptidoglycan)。第46页第46页 肽聚糖糖链是由N-乙酰葡萄糖胺(N-acetyl-D-glucosamine，简称NAG)及N-乙酰胞壁酸(N-acetyl-muramic acid，简称NAMA)以-1，4糖苷键组合而成二糖。N-乙酰胞壁酸与N-乙酰葡萄糖胺以其C位羟基与乳酸-羟基以醚键连接而成。在肽聚糖中，每个乳酸部分羧基又与四肽相连，该四肽是由 L-丙氨酸、D-异谷氨酰胺、L-赖氨酸、D-丙氨酸所构成，第47页第47页1.肽聚糖结构:1)1)、N-N-乙乙酰酰葡葡萄萄糖糖胺胺(G G)和和N-N-乙乙酰酰胞胞壁壁酸酸(M M)通通过过-1.4-1.4糖糖苷苷键键连连接双糖。接双糖。2)2)、胞壁酸上四肽、胞壁酸上四肽(L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala)(L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala)3)3)、肽桥、肽桥:连接前后连接前后2 2个四肽尾个四肽尾“桥梁桥梁”，种类繁多。，种类繁多。肽聚糖单体由肽聚糖单体由三部分构成三部分构成：第48页第48页 肽聚糖结构一部分Ala：丙氨酸；Glu：谷氨酸；Gly：甘氨酸；Lys：赖氨酸第49页第49页肽聚糖在免疫化学、植物病理学以及细胞生长与肽聚糖在免疫化学、植物病理学以及细胞生长与分化等方面有很主要研究价值。分化等方面有很主要研究价值。第50页第50页