任务三　常见低聚糖的结构与性质

低聚糖（oligosaccharide）也称寡糖，由2～10个单糖通过糖苷键连接而成，为低聚合度的糖类。自然界主要以二糖和三糖为主，超过6个单糖残基连接而成的低聚糖较为少见。其中，最重要的寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖和乳糖等，三糖如棉籽糖等。细胞内三糖以上的寡糖通常以结合形式存在，如与蛋白质形成糖蛋白，与脂类形成糖脂等。在细胞内还存在四糖、五糖和六糖等。目前已发现的低聚糖（含衍生物）有近600种，二糖314种、三糖157种、四糖52种、五糖23种、六糖23种、七糖12种、八糖7种等。

一、二糖

构成低聚糖的残基单位几乎全部为己糖，除果糖为呋喃环结构外，葡萄糖、甘露糖和半乳糖等均为吡喃环结构。单糖结构中的多个C原子可参与连接配体，如蔗糖的1，2-糖苷键、纤维二糖的1，4-糖苷键、海藻糖的1，1-糖苷键、龙胆二糖的1，6-糖苷键。构型可以是α型，也可以是β型的。

1.蔗糖

蔗糖（sucrose）是由α-D-吡喃葡萄糖的半缩醛羟基与β-D-呋喃果糖的半缩醛羟基脱水缩合而成，连接键为α，β-1，2-糖苷键，为非还原糖。

蔗糖广泛存在于植物中，如植物的果实、根、茎、叶、花及种子中。其中，以甘蔗和甜菜中含量最高，是重要的食品甜味剂。纯净的蔗糖为无色透明的单斜状晶体，相对密度为1.588，熔点160℃，200℃以上可发生焦糖化反应。易溶于水，有甜味，溶解度随温度的升高而变大，受盐类如NaCl、KCl等影响，溶解度增加，CaCl2对溶解度有影响，会影响蔗糖的溶解。在乙醇、氯仿、醚等有机溶剂中难溶。比旋度，水解后因生成果糖比旋度，葡萄糖的比旋度为，因此平衡时，其比旋度为。在人体内，蔗糖在肠道内蔗糖酶的作用下，生成葡萄糖和果糖，可参与体内的生物氧化。高浓度蔗糖溶液对微生物有抑制作用。

2.麦芽糖

俗称饴糖，是饴糖的主要组成成分。由2分子α-D-葡萄糖通过α-1，4-糖苷键结合形成，是淀粉在β-淀粉酶水解作用下的产物，为还原糖，有变旋现象，可发生氧化还原反应。

主要存在于麦芽、蜂蜜及大豆植物的根、茎及叶柄部。啤酒发酵所用的麦芽汁中主要含麦芽糖。常温条件下，麦芽糖为透明针状晶体，易溶于水，微溶于乙醇，但不溶于醚。熔点为102～103℃，相对密度为1.540，甜度是蔗糖的1/3。口感较蔗糖柔和。由于具有还原性，因此，麦芽糖能与过量苯肼形成糖脎。

3.乳糖

由β-吡喃半乳糖与D-吡喃葡萄糖通过β-1，4-糖苷键缩合形成。溶解度为蔗糖的1/6。由于分子结构中存在半缩醛羟基，因此，有还原性，能成脎。有旋光性，比旋度为，常温条件下为乳白色固体。

乳糖是哺乳动物乳汁的主要成分，在牛乳中含量约为4.6％～5.0％，人乳中约为5％～7％，乳糖有助于钙吸收，在婴幼儿肠道内能促进双歧杆菌因子的生长，在乳酸菌作用下可生成乳酸。在乳酸酶的作用下可水解生成葡萄糖和半乳糖。部分乳糖酶缺失的患者可产生乳糖不耐症。

二、三糖

棉籽糖由α-D-吡喃半乳糖、α-D-吡喃葡萄糖和β-D-呋喃果糖组成。

棉籽糖为非还原糖，酵母不能利用棉籽糖进行发酵，是除蔗糖外广泛存在于植物中的低聚糖，是大豆低聚糖的主要成分，主要来自于棉籽、甜菜、豆类植物、土豆及谷物粮食和蜂蜜等。纯净的棉籽糖为白色或淡黄色长针状晶体，晶体通常含5个结晶水，水溶液的比旋度为，无水棉籽糖比旋度为，含结晶水和不含结晶水的棉籽糖熔点分别为80℃和118～119℃。易溶于水，甜度约为蔗糖的1/5～2/5。微溶于乙醇，不溶于石油醚。吸湿性较差，在相对湿度90％的环境中不易吸水结块。140℃以下性质稳定，超过180℃分解为蜜二糖和果糖。在酸性条件下也保持较好的稳定性。棉籽糖主要从甜菜糖蜜和脱毒棉籽中提取。