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多糖
第四章 生物大分子
1.能描述淀粉和纤维素的典型性质。掌握淀粉水解程度实验。
2.知道糖类物质在食品加工和生物质能源等方面的应用。
一、多糖—淀粉与纤维素(C6H10O5)n
1.淀粉和纤维素的组成与结构
(1)淀粉和纤维素都是由大量葡萄糖单元相互连接组成，属于天然有机高分子； 淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万；
(2)分子式(C6H10O5)n，其中的葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，所以也可表示为[C6H7O2(OH)3]n
(3)淀粉和纤维素分子中所包含的葡萄糖单元数目，即n值不同，二者的结构和组成不同，不是同分异构体
(4)结构示意图
2.淀粉
(1)存在：淀粉是绿色植物光合作用的产物，是植物储存营养物质的一种形式，在种子、块根和块茎中含量丰富，谷类和薯类含淀粉较多。
天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。支链淀粉含量很高的一些谷物，如糯米、糯玉米等有比较黏的口感。
(2)物理性质：白色粉末状物质，没有甜味，不溶于冷水，在热水中淀粉会部分溶解，形成胶状的淀粉糊。
（3）淀粉的化学性质
① 遇到碘单质——变蓝
② 非还原糖，不与新制氢氧化铜和银氨溶液反应
（用于检验淀粉或I2的存在）
③ 水解反应：
由于其分子中葡萄糖单元醇羟基的存在，淀粉可以发生酯化反应，可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等。
④ 酯化反应：
淀粉在人体内的变化
淀粉液
稀硫酸
加热
水解液
碘水
现象A
NaOH
溶液
中和液
银氨溶液
水浴加热
现象B
现象 结论
现象A 现象B
溶液变蓝
无银镜生成
淀粉没有水解
溶液变蓝
有银镜生成
淀粉部分水解
溶液无现象
有银镜生成
淀粉完全水解
【思 考】 如何设计实验证明淀粉是没有水解、部分水解，还是完全水解？
酸中水解，
碱中检验！
用I2检验淀粉时，应直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水，因I2与NaOH溶液反应，影响淀粉的检验。
【思 考】上述实验，能否在加碘水之前，也加入氢氧化钠溶液？
淀粉/淀粉水解生成的葡萄糖
发酵
燃料乙醇、白酒、食醋、味精，
以及氨基酸、抗生素等药物
淀粉酯化
可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等
（4）用途
3.纤维素
纤维素自然界中分布最广泛的一种多糖，参与构成了植物的细胞壁，起着保护和支持作用。其中：棉花含纤维素92％~95％
亚麻含纤维素约80％
木材含纤维素约50％
3.纤维素
(1)物理性质：
白色纤维状物质，没有甜味；
不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂；
(2)化学性质：
结构中无醛基，属于非还原糖；
结构中有羟基，可发生酯化反应；
(2)化学性质：
酯化反应
纤维素乙酸酯/醋酸纤维
应用：不易燃烧，可用于生产塑料、过滤膜、胶片等！
(2)化学性质：
酯化反应
纤维素硝酸酯/硝酸纤维
应用：极易燃烧，可用于生产火药、塑料和涂料等！
(2)化学性质：
水解反应
纤维素在酸或酶的作用下水解，最终生成葡萄糖；
食草动物的体内有纤维素水解酶，可将纤维素水解生成葡萄糖。人体内没有类似的酶，无法吸收和利用纤维素。但食物中的纤维素能刺激肠道蠕动，有助于消化。
浓硫酸
【实验4-2】纤维素的水解
实验步骤：在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状。加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴入3滴5% Cu(OH)2溶液，加热，观察并解释实验现象。
实验现象：产生了砖红色沉淀；
实验结论：纤维素水解生成了还原糖！
纤维素有利于人体的消化
棉和麻的纤维用于纺织工业，制造黏胶纤维；木材、稻草、秸杆、蔗渣等用于造纸
制造纤维素乙酸酯（醋酸纤维）：不易燃烧，可用于生产塑料、过滤膜、胶片等
制造纤维素硝酸酯（硝酸纤维）：极易燃烧。可用于生产火药、塑料和涂料等。
注意：纤维素在人体内不能水解，因为人体内没有纤维素酶，因此不能作为人类的能量来源。但适当摄入粗纤维食品，可以刺激肠道蠕动，有助消化。
纤维素用途
淀粉 纤维素
分子结构 分子通式 (C6H10O5)n，不是纯净物 相对分子质量 几万到几十万 几十万到几百万
分子结 构关系 都是由葡萄糖结构单元构成的天然有机高分子，但分子内葡萄糖结构单元数目不同，分子结构不同。 化学性质 共性 无还原性；水解最终生成葡萄糖。 特性 淀粉遇单质碘变蓝；分子中含有醇羟基，能与醋酸、硝酸等发生酯化反应。 淀粉和纤维素比较
1.淀粉和纤维素都可以用(C6H10O5)n表示，所以二者互为同分异构(　　)
2.淀粉、纤维素水解的最终产物是葡萄糖(　　)
3.淀粉、纤维素均属于糖类，有甜味(　　)
4.淀粉能与银氨溶液反应产生银镜(　　)
5.淀粉是否水解完全可以用碘水来检验(　　)
6.淀粉在碱性条件下能发生水解生成葡萄糖(　　)
7.糖尿病病人不宜吃粽子，因为糯米中含大量的葡萄糖会使血糖升(　　)
×
√
×
×
×
√
×
根据所学内容，判断下列正误
1.为何馒头越咀越甜？
淀粉及纤维素在一定条件下可以和水作用转化为葡萄糖（即发生水解反应），写出反应的化学方程式。
化学与生活
2.工业上利用植物秸秆、甘蔗渣等制造酒精，你知道怎么回事吗？
资料卡片
甲壳质(属于可再生资源)
甲壳质也属于自然界大量存在的多糖，主要来源于节肢动物(虾蟹昆虫)的外壳。但甲壳质本身难溶于水和一般的有机溶剂，那应该如何利用呢？
甲壳质
壳聚糖
碱溶液中脱去乙酰基
单体：氨基葡萄糖
优点：生物可降解性、生物相容性好
用途：药物载体、手术缝合线、环保袋等
图4-6 我国建成的高粱秸杆制燃料乙醇生产装置
纤维素与乙醇燃料
(C6H10O5)n + nH2O
纤维素
n C6H12O6
葡萄糖
酸或酶
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2↑
发酵
原料预处理
纤维素水解糖化
糖类发酵
蒸馏脱水

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