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多糖
第四章 生物大分子
1.能描述淀粉和纖維素的典型性質。掌握淀粉水解程度實驗。
2.知道糖類物質在食品加工和生物質能源等方面的應用。
一、多糖—淀粉與纖維素(C6H10O5)n
1.淀粉和纖維素的組成與結構
(1)淀粉和纖維素都是由大量葡萄糖單元相互連接組成，屬于天然有機高分子； 淀粉的相對分子質量可達到幾十萬，纖維素可達到幾百萬；
(2)分子式(C6H10O5)n，其中的葡萄糖單元中一般仍有三個羥基，所以也可表示為[C6H7O2(OH)3]n
(3)淀粉和纖維素分子中所包含的葡萄糖單元數目，即n值不同，二者的結構和組成不同，不是同分異構體
(4)結構示意圖
2.淀粉
(1)存在：淀粉是綠色植物光合作用的產物，是植物儲存營養物質的一種形式，在種子、塊根和塊莖中含量豐富，谷類和薯類含淀粉較多。
天然淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。支鏈淀粉含量很高的一些谷物，如糯米、糯玉米等有比較黏的口感。
(2)物理性質：白色粉末狀物質，沒有甜味，不溶于冷水，在熱水中淀粉會部分溶解，形成膠狀的淀粉糊。
（3）淀粉的化學性質
① 遇到碘單質——變藍
② 非還原糖，不與新制氫氧化銅和銀氨溶液反應
（用于檢驗淀粉或I2的存在）
③ 水解反應：
由于其分子中葡萄糖單元醇羥基的存在，淀粉可以發生酯化反應，可用于生產食品添加劑、表面活性劑和可降解塑料等。
④ 酯化反應：
淀粉在人體內的變化
淀粉液
稀硫酸
加熱
水解液
碘水
現象A
NaOH
溶液
中和液
銀氨溶液
水浴加熱
現象B
現象 結論
現象A 現象B
溶液變藍
無銀鏡生成
淀粉沒有水解
溶液變藍
有銀鏡生成
淀粉部分水解
溶液無現象
有銀鏡生成
淀粉完全水解
【思 考】 如何設計實驗證明淀粉是沒有水解、部分水解，還是完全水解？
酸中水解，
堿中檢驗！
用I2檢驗淀粉時，應直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水，因I2與NaOH溶液反應，影響淀粉的檢驗。
【思 考】上述實驗，能否在加碘水之前，也加入氫氧化鈉溶液？
淀粉/淀粉水解生成的葡萄糖
發酵
燃料乙醇、白酒、食醋、味精，
以及氨基酸、抗生素等藥物
淀粉酯化
可用于生產食品添加劑、表面活性劑和可降解塑料等
（4）用途
3.纖維素
纖維素自然界中分布最廣泛的一種多糖，參與構成了植物的細胞壁，起著保護和支持作用。其中：棉花含纖維素92％~95％
亞麻含纖維素約80％
木材含纖維素約50％
3.纖維素
(1)物理性質：
白色纖維狀物質，沒有甜味；
不溶于水，也不溶于一般的有機溶劑；
(2)化學性質：
結構中無醛基，屬于非還原糖；
結構中有羥基，可發生酯化反應；
(2)化學性質：
酯化反應
纖維素乙酸酯/醋酸纖維
應用：不易燃燒，可用于生產塑料、過濾膜、膠片等！
(2)化學性質：
酯化反應
纖維素硝酸酯/硝酸纖維
應用：極易燃燒，可用于生產火藥、塑料和涂料等！
(2)化學性質：
水解反應
纖維素在酸或酶的作用下水解，最終生成葡萄糖；
食草動物的體內有纖維素水解酶，可將纖維素水解生成葡萄糖。人體內沒有類似的酶，無法吸收和利用纖維素。但食物中的纖維素能刺激腸道蠕動，有助于消化。
濃硫酸
【實驗4-2】纖維素的水解
實驗步驟：在試管中放入少量脫脂棉，加入幾滴蒸餾水和幾滴濃硫酸，用玻璃棒將混合物攪拌成糊狀。加入過量NaOH溶液中和至堿性，再滴入3滴5% Cu(OH)2溶液，加熱，觀察并解釋實驗現象。
實驗現象：產生了磚紅色沉淀；
實驗結論：纖維素水解生成了還原糖！
纖維素有利于人體的消化
棉和麻的纖維用于紡織工業，制造黏膠纖維；木材、稻草、秸桿、蔗渣等用于造紙
制造纖維素乙酸酯（醋酸纖維）：不易燃燒，可用于生產塑料、過濾膜、膠片等
制造纖維素硝酸酯（硝酸纖維）：極易燃燒。可用于生產火藥、塑料和涂料等。
注意：纖維素在人體內不能水解，因為人體內沒有纖維素酶，因此不能作為人類的能量來源。但適當攝入粗纖維食品，可以刺激腸道蠕動，有助消化。
纖維素用途
淀粉 纖維素
分子結構 分子通式 (C6H10O5)n，不是純凈物 相對分子質量 幾萬到幾十萬 幾十萬到幾百萬
分子結 構關系 都是由葡萄糖結構單元構成的天然有機高分子，但分子內葡萄糖結構單元數目不同，分子結構不同。 化學性質 共性 無還原性；水解最終生成葡萄糖。 特性 淀粉遇單質碘變藍；分子中含有醇羥基，能與醋酸、硝酸等發生酯化反應。 淀粉和纖維素比較
1.淀粉和纖維素都可以用(C6H10O5)n表示，所以二者互為同分異構(　　)
2.淀粉、纖維素水解的最終產物是葡萄糖(　　)
3.淀粉、纖維素均屬于糖類，有甜味(　　)
4.淀粉能與銀氨溶液反應產生銀鏡(　　)
5.淀粉是否水解完全可以用碘水來檢驗(　　)
6.淀粉在堿性條件下能發生水解生成葡萄糖(　　)
7.糖尿病病人不宜吃粽子，因為糯米中含大量的葡萄糖會使血糖升(　　)
×
√
×
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×
√
×
根據所學內容，判斷下列正誤
1.為何饅頭越咀越甜？
淀粉及纖維素在一定條件下可以和水作用轉化為葡萄糖（即發生水解反應），寫出反應的化學方程式。
化學與生活
2.工業上利用植物秸稈、甘蔗渣等制造酒精，你知道怎么回事嗎？
資料卡片
甲殼質(屬于可再生資源)
甲殼質也屬于自然界大量存在的多糖，主要來源于節肢動物(蝦蟹昆蟲)的外殼。但甲殼質本身難溶于水和一般的有機溶劑，那應該如何利用呢？
甲殼質
殼聚糖
堿溶液中脫去乙?；?br/>單體：氨基葡萄糖
優點：生物可降解性、生物相容性好
用途：藥物載體、手術縫合線、環保袋等
圖4-6 我國建成的高粱秸桿制燃料乙醇生產裝置
纖維素與乙醇燃料
(C6H10O5)n + nH2O
纖維素
n C6H12O6
葡萄糖
酸或酶
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2↑
發酵
原料預處理
纖維素水解糖化
糖類發酵
蒸餾脫水

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