29第一节碳水化合物的分类

第一节碳水化合物的分类

表1-5-1 碳水化合物分类

注：引自 FAO／WHO 1998

一、糖

包括单糖、双糖和糖醇。

(一)单糖

单糖是最简单的糖，通常条件下不能再被直接水解为分子更小的糖。具有醛基或酮基。有 醛基者称为醛糖，有酮基者称为酮糖。常见单糖有：

1.D 一葡萄糖即通常所说的葡萄糖，又名右旋糖。D-葡萄糖不仅是最常见的糖，也是世 界上最丰富的有机物。在血液、脑脊液、淋巴液、水果、蜂蜜以及多种植物液中都以游离形 式存在，是构成多种寡糖和多糖的基本单位。

2.D-半乳糖 又名脑糖。此糖几乎全部以结合形式存在。它是乳糖、蜜二糖(melibiose)、 水苏糖(stachyose)、棉子糖(raffinose)等的组成成分之一。某些植物多糖例如琼脂、阿拉 伯树胶、牧豆树树胶、落叶松树胶以及其他多种植物的树胶及粘浆液水解后都可得到 D-半 乳糖。

3.D-果糖又称左旋糖(1evulose)，它是一种己酮糖。D-果糖通常与蔗糖共存在于水果汁 及蜂蜜中，苹果及番茄中含量亦较多。D-果糖是天然碳水化合物中甜味最高的糖。如以蔗糖甜度为 100，D-果糖的相对甜度可达 110。

(二)双糖

双糖是由两个相同或不相同的单糖分子上的羟基脱水生成的糖苷。自然界最常见的双糖 是蔗糖及乳糖。此外还有麦芽糖、海藻糖、异麦芽糖、纤维二糖、壳二糖等。

1.蔗糖蔗糖(sucrose)俗称白糖、砂糖或红糖。它是由一分子 D-葡萄糖的半缩醛羟基与 一分子 D-果糖的半缩醛羟基彼此缩合脱水而成。蔗糖几乎普遍存在于植物界的叶、花、根、 茎、种子及果实中。在甘蔗、甜菜及槭树汁中含量尤为丰富。

2.乳糖乳糖(1actose)由一分子D-葡萄糖与一分子 D-半乳糖以β1，4-糖苷键相连而成。 乳糖只存在于各种哺乳动物的乳汁中，其浓度约为 5％。人体消化液中乳糖酶可将乳糖水解 为其相应的单糖。

3.麦芽糖麦芽糖(maltose)由二分子葡萄糖借α-l，4-糖苷键相连而成，大量存在于发 芽的谷粒，特别是麦芽中。麦芽糖是淀粉和糖原的结构成分。

(三)糖醇

糖醇是单糖的重要衍生物，常见有山梨醇、甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇等。

1.山梨醇和甘露醇二者互为同分异构体。山梨醇存在于许多植物的果实中，甘露醇在海

藻、蘑菇中含量丰富。山梨醇可氢化葡萄糖制得，由于它含有多个醇羟基，亲水性强，所以 临床上常用 20％或 25％的山梨醇溶液作脱水剂，使周围组织及脑实质脱水，从而降低颅内 压，消除水肿。

2.木糖醇存在于多种水果、蔬菜中的五碳醇，其甜度与蔗糖相等。其代谢不受胰岛素调 节，故木糖醇常作为甜味剂用于糖尿病人的专用食品及许多药品中。

3.麦芽糖醇由麦芽糖氢化制得，可作为功能性甜味剂用于心血管病、糖尿病等患者的保 健食品中。不能被 I：1腔中的微生物利用，有防龋齿作用。

二、寡 糖

寡糖又称低聚糖。FAO 根据专家建议，定义糖单位≥3 和

点。目前已知的几种重要寡糖有棉籽糖、水苏糖、异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、 大豆低聚糖等。其甜度通常只有蔗糖的 30％～60％。

(一)低聚果糖

低聚果糖(fructo oligosaccharide)又称寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，是由蔗糖分子的 果糖残基上结合 1～3 个果糖而组成。低聚果糖主要存在于日常食用的水果、蔬菜中，如洋 葱、大蒜、香蕉等。低聚果糖的甜度约为蔗糖的 30％～60％，难以被人体消化吸收，被认 为是一种水溶性膳食纤维，但易被大肠双歧杆菌利用，是双歧杆菌的增殖因子。

(二)大豆低聚糖

大豆低聚糖(soybean oligosaccharide)是存在于大豆中的可溶性糖的总称，主要成分

是水苏糖、棉籽糖和蔗糖。大豆低聚糖也是肠道双歧杆菌的增殖因子，可作为功能性食品的 基料，能部分代替蔗糖应用于清凉饮料、酸奶、乳酸菌饮料、冰淇淋、面包、糕点、糖果和 巧克力等食品中。

三、多 糖

多糖是由≥10 个单糖分子脱水缩合并借糖苷键彼此连接而成的高分子聚合物。多糖在 性质上与单糖和低聚糖不同，一般不溶于水，无甜味，不形成结晶，无还原性。在酶或酸的 作用下，水解成单糖残基不等的片段，最后成为单糖。根据营养学上新的分类方法，多糖可 分为淀粉和非淀粉多糖。

(一)淀粉

淀粉(starch)是人类的主要食物，存在于谷类、根茎类等植物中。淀粉由葡萄糖聚合而 成，因聚合方式不同分为直链淀粉和支链淀粉。为了增加淀粉的用途，淀粉经改性处理后获 得了各种各样的变性淀粉。

1.直链淀粉 直链淀粉(amylose)又称糖淀粉，由几十个至几百个葡萄糖分子残基以α -1，4-糖苷键相连而成的一条直链，并卷曲成螺旋状二级结构，分子量为 1 万至 10 万。直

链淀粉在热水中可以溶解，与碘产生蓝色反应，一般不显还原性。天然食品中，直链淀粉含 量较少，一般仅占淀粉成分的 19％～35％。

2.支链淀粉 支链淀粉(amylopectin)又称胶淀粉，分子相对较大，一般由几千个葡萄

糖残基组成，其中每 25～30 个葡萄糖残基以α-1，4-糖苷键相连而形成许多个短链，每两 个短链之间又以α-1，6-糖苷键连接，如此则使整个支链淀粉分子形成许多分支再分支的树 冠样的复杂结构。支链淀粉难溶于水，其分子中有许多个非还原性末端，但却只有一个还原 性末端，故不显现还原性。支链淀粉遇碘产生棕色反应。在食物淀粉中，支链淀粉含量较高， 一般占 65％～81％。

3.糖原 糖原(glycogen)是多聚 D-葡萄糖，几乎全部存在于动物组织，故又称动物淀 粉。糖原结构与支链淀粉相似，分子中各葡萄糖残基间通过α-1，4-糖苷键相连，链与链之

间以α-1，6-糖苷键连接。糖原的分支多，支链比较短。每个支链平均长度相当于 12～18 个葡萄糖分子。糖原的分子很大，一般由几千个至几万个葡萄糖残基组成。

(二)非淀粉多糖

80％～90％的非淀粉多糖(non starch polysaccharides，NSP)由植物细胞壁成分组成，

包括纤维素、半纤维素、果胶等，即以前概念中的膳食纤维。其他是非细胞壁物质如植物胶 质、海藻胶类等。

1.纤维素纤维素(cellulose)一般由一千个至一万个葡萄糖残基借β-1，4-糖苷键相连， 形成一条线状长链。分子量约为 20 万一 200 万。纤维素在植物界无处不在，是各种植物细

胞壁的主要成分。人体缺乏能水解纤维素的酶，故纤维素不能被人体消化吸收，但它可刺激 和促进胃肠道的蠕动，有利用于其他食物的消化吸收及粪便的排泄。

2.半纤维素绝大多数的半纤维素(hemicellulose)都是由 2～4 种不同的单糖或衍生单

糖构成的杂多糖。半纤维素也是组成植物细胞壁的主要成分，一般与纤维素共存。半纤维素 既不是纤维素的前体或衍生物，也不是其生物合成的中间产物。

3.果胶类果胶类(pectins)亦称果胶物质。一般指 D-半乳糖醛酸为主要成分的复合多糖 之总称。果胶类普遍存在于陆地植物的原始细胞壁和细胞间质层，在一些植物的软组织中含

量特别丰富，例如在柑桔类水果的皮中约含 30％，甜菜中约含 25％，苹果中约含 15％。 果胶物质均溶于水，与糖、酸在适当的条件下能形成凝冻，一般用作果酱、果冻及

果胶糖果等的凝冻剂，也可用作果汁、饮料、冰淇淋等食品的稳定剂。

4.其他多糖动物和植物中含有多种类型的多糖，有些多糖具有调节生理功能的活

性，如香菇多糖、茶多糖、银耳多糖、壳聚糖等。