状糊精(cyclodextrin)的 6~12 单位环状α-D-吡喃葡萄糖基低聚物(图 3-6)。它是淀粉在 α-淀粉酶的作用下降解为麦芽糊精,然后由软化芽孢杆菌得到的葡聚糖转移酶(仅裂解α -1,4 键)作用于麦芽糊精,使葡糖基转移至麦芽糊精的非还原末端,则得到具有 6~12 个 吡喃葡萄糖单位的非还原性环状低聚糖,主要产物为含有 7 个葡萄糖单位的β-环状糊精。 X-射线衍射和核磁共振分析证明,β-环状糊精的结构(图 3-7)具有高度的对称性,是一 个中间为空穴的圆柱体。其底部有 6 个 C6 羟基,上部排列 12 个 C2、C3 羟基。内壁被 C-H 所覆盖,与外侧相比有较强的疏水性。β-环状糊精的结构具有高度对称性,分子中糖苷氧 原子呈共平面。β-环状糊精在圆柱体的一面的一个框是由 C6 羟基排列成的,而另一面的框 是由 C2、C3 羟基形成的,因此,它能稳定的将客体化合物如维生素、风味物质和作为营养 的苦味物质等,配合在非化学计量的包合结构中,使客体化合物被截留在糖类化合物环内, 从而起到稳定食品香味的作用,此外还可作为微胶囊化的壁材。 2.食品中重要的低聚糖 低聚糖存在于多种天然食物中,尤以植物类食物较多,如果蔬、谷物、豆科、海藻和植 物树胶等。此外,在牛奶、蜂蜜和昆虫类中也含有。蔗糖、麦芽糖、乳糖和环状糊精是食品 加工中最常用的低聚糖(表 3-6)。许多特殊的低聚糖(如低聚果糖、低聚木糖、甲壳低聚 糖和低聚魔芋葡苷露糖)具有显著的生理功能,如在机体胃肠道内不被消化吸收而直接进入 大肠内为双歧杆菌所利用,是双歧杆菌的增殖因子。有防止龋齿、降低血清胆固醇、增强免
状糊精(cyclodextrin)的 6~12 单位环状α-D-吡喃葡萄糖基低聚物(图 3-6)。它是淀粉在 α-淀粉酶的作用下降解为麦芽糊精,然后由软化芽孢杆菌得到的葡聚糖转移酶(仅裂解α -1,4 键)作用于麦芽糊精,使葡糖基转移至麦芽糊精的非还原末端,则得到具有 6~12 个 吡喃葡萄糖单位的非还原性环状低聚糖,主要产物为含有 7 个葡萄糖单位的β-环状糊精。 X-射线衍射和核磁共振分析证明,β-环状糊精的结构(图 3-7)具有高度的对称性,是一 个中间为空穴的圆柱体。其底部有 6 个 C6 羟基,上部排列 12 个 C2、C3 羟基。内壁被 C-H 所覆盖,与外侧相比有较强的疏水性。β-环状糊精的结构具有高度对称性,分子中糖苷氧 原子呈共平面。β-环状糊精在圆柱体的一面的一个框是由 C6 羟基排列成的,而另一面的框 是由 C2、C3 羟基形成的,因此,它能稳定的将客体化合物如维生素、风味物质和作为营养 的苦味物质等,配合在非化学计量的包合结构中,使客体化合物被截留在糖类化合物环内, 从而起到稳定食品香味的作用,此外还可作为微胶囊化的壁材。 2.食品中重要的低聚糖 低聚糖存在于多种天然食物中,尤以植物类食物较多,如果蔬、谷物、豆科、海藻和植 物树胶等。此外,在牛奶、蜂蜜和昆虫类中也含有。蔗糖、麦芽糖、乳糖和环状糊精是食品 加工中最常用的低聚糖(表 3-6)。许多特殊的低聚糖(如低聚果糖、低聚木糖、甲壳低聚 糖和低聚魔芋葡苷露糖)具有显著的生理功能,如在机体胃肠道内不被消化吸收而直接进入 大肠内为双歧杆菌所利用,是双歧杆菌的增殖因子。有防止龋齿、降低血清胆固醇、增强免
疫等功能。 双糖由两个单糖缩合而成,葡萄糖生成的同聚双糖包括纤维二糖、麦芽糖、异麦芽糖、 龙胆二糖和海藻糖(图 3-8)。市售麦芽糖是采用来自芽孢杆菌属(Bacillus)细菌的淀粉酶 水解淀粉制备的,是食品中较廉价的温和甜味剂。 由 D-葡萄糖构成的以上五种双糖,除海藻糖外,都含有一个具有还原性的游离半缩醛 基,称为还原糖。因而具有还原银、铜等金属离子的能力,糖被氧化成糖羧酸;α-海藻糖 不含游离的半缩醛基,因此不容易被氧化,是非还原糖。 蔗糖、乳糖、乳酮糖(lactulose)和蜜二糖是杂低聚糖(图 3-9),除蔗糖外其余都是还 原性双糖。糖的还原性或非还原性在食品加工中具有重要的作用,特别是当食品中同时含有 蛋白质或其他含氨基的化合物时,在制备、加工或保藏时易受热效应的影响。乳糖存在于牛 奶和其他非发酵乳制品如冰淇淋中,而在酸奶和奶酪等发酵乳制品中乳糖含量较少,这是因 为在发酵过程中乳糖的一部分转变成了乳酸。乳糖具有刺激小肠吸收和保持钙的能力。乳糖 在到达小肠前不能被消化,当到达小肠后由于乳糖酶的作用水解成 D-葡萄糖和 D-半乳糖, 因此为小肠所吸收。如果缺乏乳糖酶,会使乳糖在大肠内受到厌氧微生物的作用,发酵生成 醋酸、乳酸和其他短链酸,倘若这些产物大量积累则会引起腹泻。 三糖同样也存在于食品中,有同聚三糖或杂聚三糖(图 3-10)、还原或非还原性糖之分, 像麦芽三糖(同聚三糖,还原性 D-葡萄糖低聚物)、甘露三糖(杂三糖,D-葡萄糖和 D-半
疫等功能。 双糖由两个单糖缩合而成,葡萄糖生成的同聚双糖包括纤维二糖、麦芽糖、异麦芽糖、 龙胆二糖和海藻糖(图 3-8)。市售麦芽糖是采用来自芽孢杆菌属(Bacillus)细菌的淀粉酶 水解淀粉制备的,是食品中较廉价的温和甜味剂。 由 D-葡萄糖构成的以上五种双糖,除海藻糖外,都含有一个具有还原性的游离半缩醛 基,称为还原糖。因而具有还原银、铜等金属离子的能力,糖被氧化成糖羧酸;α-海藻糖 不含游离的半缩醛基,因此不容易被氧化,是非还原糖。 蔗糖、乳糖、乳酮糖(lactulose)和蜜二糖是杂低聚糖(图 3-9),除蔗糖外其余都是还 原性双糖。糖的还原性或非还原性在食品加工中具有重要的作用,特别是当食品中同时含有 蛋白质或其他含氨基的化合物时,在制备、加工或保藏时易受热效应的影响。乳糖存在于牛 奶和其他非发酵乳制品如冰淇淋中,而在酸奶和奶酪等发酵乳制品中乳糖含量较少,这是因 为在发酵过程中乳糖的一部分转变成了乳酸。乳糖具有刺激小肠吸收和保持钙的能力。乳糖 在到达小肠前不能被消化,当到达小肠后由于乳糖酶的作用水解成 D-葡萄糖和 D-半乳糖, 因此为小肠所吸收。如果缺乏乳糖酶,会使乳糖在大肠内受到厌氧微生物的作用,发酵生成 醋酸、乳酸和其他短链酸,倘若这些产物大量积累则会引起腹泻。 三糖同样也存在于食品中,有同聚三糖或杂聚三糖(图 3-10)、还原或非还原性糖之分, 像麦芽三糖(同聚三糖,还原性 D-葡萄糖低聚物)、甘露三糖(杂三糖,D-葡萄糖和 D-半
乳糖还原性低聚物)和蜜三糖(属非还原性的杂聚三糖,是由 D-半乳糖基、D-葡萄糖基和 D-果糖基单位组成的杂三糖)。 3. 特性 低聚糖如同其他糖苷一样容易被酸水解,但对碱较稳定。蔗糖水解称为转化,生成等摩 尔葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖(invert suger)。蔗糖的旋光度为正值([α] B20D=+66.5), 经过水解后变成负值,因为水解产物葡萄糖的比旋光度 B20[α]D=+52.7°,而果糖的比旋 光度[α] B20 D= -92.4°,所以蔗糖水解物的旋光度为-19.8°,蔗糖无变旋光性。从还原性双 糖因水解而引起的变旋光性可以知道异头碳的构型,因为α-异头物比β-异头物的旋光度
乳糖还原性低聚物)和蜜三糖(属非还原性的杂聚三糖,是由 D-半乳糖基、D-葡萄糖基和 D-果糖基单位组成的杂三糖)。 3. 特性 低聚糖如同其他糖苷一样容易被酸水解,但对碱较稳定。蔗糖水解称为转化,生成等摩 尔葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖(invert suger)。蔗糖的旋光度为正值([α] B20D=+66.5), 经过水解后变成负值,因为水解产物葡萄糖的比旋光度 B20[α]D=+52.7°,而果糖的比旋 光度[α] B20 D= -92.4°,所以蔗糖水解物的旋光度为-19.8°,蔗糖无变旋光性。从还原性双 糖因水解而引起的变旋光性可以知道异头碳的构型,因为α-异头物比β-异头物的旋光度
大,β-糖苷裂解使旋光度增大,而α-糖苷裂解却降低旋光度。 四、多糖 1. 命名和结构 多糖是大分子聚合物(DP 值由 20 到几千,一般大于 20,只有少数小于 100),含有各 种糖基单位,一般称为聚糖。按质量计,约占天然碳水化合物的 90%以上。特定单糖同聚 物的英文命名是用单糖的名称作为词头,词尾为 an,例如 D-葡萄糖的聚合物称为 D-葡聚 糖。有些多糖的英文命名过去用 ose 结尾,例如纤维素和直链淀粉。其他多糖的名称现在 已经作了修改,如琼脂糖(agarose)改为 agaran,有些较老的命名词尾是以 in 为后缀,例 如果胶和菊糖。 多糖的聚合度实际上是不均一的,分子量呈高斯(Gaussian)分布,有些多糖分子量范 围狭窄。某些多糖以糖复合物或混合物形式存在,例如糖蛋白、糖肽、糖脂、糖缀合物等糖 复合物。几乎所有的淀粉都是直链和支链葡聚糖的混合物,分别称为直链淀粉和支链淀粉。 商业果胶主要是含有阿拉伯聚糖和半乳聚糖的聚半乳糖醛酸的混合物。纤维素、直链淀粉、 支链淀粉、果胶和瓜尔豆聚糖的重复单位和基本结构如下
大,β-糖苷裂解使旋光度增大,而α-糖苷裂解却降低旋光度。 四、多糖 1. 命名和结构 多糖是大分子聚合物(DP 值由 20 到几千,一般大于 20,只有少数小于 100),含有各 种糖基单位,一般称为聚糖。按质量计,约占天然碳水化合物的 90%以上。特定单糖同聚 物的英文命名是用单糖的名称作为词头,词尾为 an,例如 D-葡萄糖的聚合物称为 D-葡聚 糖。有些多糖的英文命名过去用 ose 结尾,例如纤维素和直链淀粉。其他多糖的名称现在 已经作了修改,如琼脂糖(agarose)改为 agaran,有些较老的命名词尾是以 in 为后缀,例 如果胶和菊糖。 多糖的聚合度实际上是不均一的,分子量呈高斯(Gaussian)分布,有些多糖分子量范 围狭窄。某些多糖以糖复合物或混合物形式存在,例如糖蛋白、糖肽、糖脂、糖缀合物等糖 复合物。几乎所有的淀粉都是直链和支链葡聚糖的混合物,分别称为直链淀粉和支链淀粉。 商业果胶主要是含有阿拉伯聚糖和半乳聚糖的聚半乳糖醛酸的混合物。纤维素、直链淀粉、 支链淀粉、果胶和瓜尔豆聚糖的重复单位和基本结构如下
多糖可由一种或由几种糖基单位组成,分别称为同聚糖(homoglycans)和杂聚糖 (heteroglycans)。单糖分子间通过糖苷键连接可成线型结构(如纤维素和直链淀粉)或带 支链的结构(支链淀粉、糖原、瓜尔聚糖),支链多糖的分支位置和支链长度因种类不同存 在很大差异。单糖残基序列可以是周期性的,一个周期包含一个或几个交替的结构单元(纤 维素、直链淀粉或透明质酸);序列也可能包含非周期性链段分隔的较短或较长的周期性排 列残基链段(海藻酸、果胶、鹿角藻胶);也有一些多糖链的糖基序列全是非周期性的(如 糖蛋白的碳水化合物部分)。 多糖的糖基组成单位可以被酸完全水解成单糖,利用气相色谱法和气相-质谱联用法测 定。化学和酶水解可用来了解多糖的结构,酶法水解得到低聚糖,分析低聚糖可以知道多糖 序列位置和连接类型。食品中常见的多糖见表 3-7
多糖可由一种或由几种糖基单位组成,分别称为同聚糖(homoglycans)和杂聚糖 (heteroglycans)。单糖分子间通过糖苷键连接可成线型结构(如纤维素和直链淀粉)或带 支链的结构(支链淀粉、糖原、瓜尔聚糖),支链多糖的分支位置和支链长度因种类不同存 在很大差异。单糖残基序列可以是周期性的,一个周期包含一个或几个交替的结构单元(纤 维素、直链淀粉或透明质酸);序列也可能包含非周期性链段分隔的较短或较长的周期性排 列残基链段(海藻酸、果胶、鹿角藻胶);也有一些多糖链的糖基序列全是非周期性的(如 糖蛋白的碳水化合物部分)。 多糖的糖基组成单位可以被酸完全水解成单糖,利用气相色谱法和气相-质谱联用法测 定。化学和酶水解可用来了解多糖的结构,酶法水解得到低聚糖,分析低聚糖可以知道多糖 序列位置和连接类型。食品中常见的多糖见表 3-7