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碳水化合物的化學組成與分類

時間：2022/8/9閱讀：1572

碳水化合物（carbohydrate）是由碳、氫和氧三種元素組成，自然界存在最多、具有廣譜化學結構和生物功能的有機化合物。可用通式Cx(H2O)y來表示。由于它所含的氫氧的比例為二比一，和水一樣，故稱為碳水化合物。它可以為人體提供熱能。食物中的碳水化合物分成兩類：人可以吸收利用的有效碳水化合物和人不能消化的無效碳水化合物。糖類化合物是一切生物體維持生命活動所需能量的主要來源。它不僅是營養物質，而且有些還具有特殊的生理活性。

化學組成

糖類化合物由C、H、O三種元素組成，分子中H和O的比例通常為2：1，與水分子中的比例一樣，故稱為碳水化合物。可用通式Cm（H2O）n表示。因此，曾把這類化合物稱為碳水化合物。但是后來發現有些化合物按其構造和性質應屬于糖類化合物，可是它們的組成并不符合Cm（H2O）n 通式，如鼠李糖（C6H12O5）、脫氧核糖（C5H10O4）等；而有些化合物如甲醛、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等，其組成雖符合通式Cm（H2O）n，但結構與性質卻與糖類化合物*不同。所以，碳水化合物這個名稱并不確切，但因使用已久，迄今仍在沿用。(另外像碳酸（H2CO3）、碳酸鹽（XXCO3）、碳單質（C）、碳的氧化物（CO2、CO）、水（H2O）都不屬于有機物，也就是不屬于碳水化合物。

食物中的碳水化合物分成兩類：人可以吸收利用的有效碳水化合物，如：單糖、雙糖、多糖和人不能消化的無效碳水化合物，如：纖維素。

碳水化合物一般的化學表達式為Cm（H2O）n。

基本分類

碳水化合物根據其能否水解和水解后的生成物可分為下述三類。

單糖類

單糖是糖的基本單位，不能再行水解。自然界中的單糖以四個、五個或六個碳原子最為普遍，食品中以戊糖和己糖較多，尤以己糖分布最.廣

戊糖在自然界中大都以形成多糖的成分而存在，如阿拉伯糖存在于半纖維素中，稻草、木材中含有木糖的成分。戊糖不能被人體吸收。

己糖中最重要的有三種：葡萄糖、果糖、半乳糖。

(1)葡萄糖除了構成水果與蔬菜類甜味的成分，還以結合狀態構成各種多糖及低聚糖，如淀粉、纖維素、半纖維素、麥芽糖、肝糖原等。葡萄糖的甜度相對來說不高，約為蔗糖的0.6倍。

(2)果糖是葡萄糖的異構糖，主要存在于水果中而得名，是甜度最高的糖，約為蔗糖的1.5倍。果糖吸濕性強。果糖與葡萄糖結合構成蔗糖，多數果糖結合成為多糖類的菊糖。果糖也是蜂蜜的糖分組成之一。

(3)半乳糖為無游離狀態存在，與葡萄糖結合構成乳糖，存在于動物乳汁中。

低聚糖類

在低聚糖類中以兩分子單糖所結合而成的雙糖為最重要，有麥芽糖、蔗糖和乳糖。

(1)麥芽糖由二分子葡萄糖結合而成，可由淀粉水解得到，是飴糖的主要成分，甜度比蔗糖低，有還原性。

(2)蔗糖是食品中最重要的甜味料，由一個葡萄糖分子和一個果糖分子構成，無還原性，甘蔗和甜菜中含量最高。

(3)乳糖由半乳糖和葡萄糖構成，甜度約為蔗糖的0.7倍。乳糖是雙糖中溶解度最小而又沒有吸濕性的一種，在食品和醫藥工業中可作特殊用途。乳糖也具有還原性。

多糖類

多糖類是一類高分子化合物，由許多單糖分子組合而成，種類很多，如淀粉糖原、纖維素、到半纖維素和果膠等。

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單糖類

低聚糖類

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