19、糖的世界：从化学到生产的全面解析

糖的世界：从化学到生产的全面解析

1. 糖的概述

碳水化合物、糖和淀粉是地球上分布最广泛且含量最丰富的有机化学物质。它们在动植物的新陈代谢中起着核心作用，是基本食物，占总营养摄入量的很大一部分。同时，它们还可作为甜味剂、凝胶或糊状物形成剂、增稠剂、稳定剂，也是食物在一系列反应以及处理和加工过程中产生香气和色素物质的前体。

从历史上看，基于碳水化合物的分子式(C_n(H_2O)_n)，人们曾认为它们是碳的水合物。但实际上，现在碳水化合物被认为是多羟基醛、多羟基酮，或在酸水解时能产生此类化合物的物质。

2. 糖类的化学组成

“saccharum”在拉丁语中是糖的意思，由此衍生出的“saccharide”是碳水化合物分类系统的基础。最简单的糖属于单糖这一碳水化合物类别，包括果糖和葡萄糖。葡萄糖和果糖是结构异构体，其分子式为(C_6H_{12}O_6)。

葡萄糖的结构包含一个六元环（(C_5O)，吡喃糖形式）和一个醛基（醛糖），而果糖的结构则包含一个五元环（(C_4O)，呋喃糖形式）和一个酮基（酮糖）。

二糖是由两个单糖结合并失去一分子水形成的，包括乳糖、纤维二糖、麦芽糖和蔗糖。蔗糖的分子式为(C_{12}H_{22}O_{11})，其结构由两个单糖单元（葡萄糖和果糖）通过一个氧原子（糖苷键）连接而成，从一个单元（葡萄糖）的碳1连接到另一个单元（果糖）的羟基上。

蔗糖水解会产生D -葡萄糖和D -果糖，这个过程称为转化，产生的糖混合物称为转化糖，因为虽然蔗糖本身能使平面偏振光向右旋转，但该混合物能使光向左旋转，从而使偏振光方向反转。

多糖是分子中含有许多单糖单元通过糖苷键连接在一起的化