碳水化合物的性质

碳水化合物碳水化合物（carbohydrate）是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。

它是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。

食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物，如纤维素，是人体必须的物质。

糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。

它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。

例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。

此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。

因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。

自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。

可用通式Cx(H2O)y来表示。

有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。

主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。

从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。

例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。

果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。

它与蛋白质、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动、繁殖提供主要能源。

是人类生存发展必不可少的重要物质之一。

发现历史在人们知道碳水化合物的化学性质及其组成以前，碳水化合物已经得到很好的作用，如今含碳水化合物丰富的植物作为食物，利用其制成发酵饮料，作为动物的饲料等。

一直到18世纪一名德国学者从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速发展。

1812年，俄罗斯化学家报告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加热可水解为葡萄糖。

1884年，另一科学家指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素，其中H和O的比例恰好与水相同为2：1，好像碳和水的化合物，故称此类化合物为碳水化合物，这一名称，一直沿用至今。

碳水化合物的测定概述碳水化合物是生物界三大物质之一（Pro, Fat）,是自然界最丰富的有机物质。

碳水化合物主要存在于植物界，如谷类食物和水果蔬菜的主要成分是CH2O。

碳水化合物统称为糖类，它包含了单糖、低聚糖及多糖，是大多数食品中重要组成成分，也是人和动物体的重要能源。

单糖、双糖、淀粉能为人体所消化吸收，提供热能，果胶、纤维素维持人体健康具有重要作用。

一、碳水化合物的化学组成、分类和性质1、化学组成(chemical composition)碳水化合物是C、H、O三元素组成一类多羟基醛或多羟基酮化合物，而且绝大多数氢原子是氧原子的两倍。

即氢与氧为2：1。

它们的比例与水分的组成相同（水分子H2O）。

因此被人们称为“碳水化合物”即写成CH2O。

它们可用通式C n（H2O）m表示，好像碳的水化物。

但是笼统地说糖类称为CH2O是不太确切的。

比如，我们熟悉的甲醛，它的分子式为CH2O，醋酸C2H4O2，乳酸C3H6O3，从它们的结构上讲都类似于H与O＝2：1的关系。

按照这个比例它们都应属于碳水化合物，但是以上几个物质都没有糖类的特性，所以它们不是碳水化合物。

又比如，Ｃ5Ｈ10Ｏ4去氧核糖，还有鼠李糖Ｃ6Ｈ12Ｏ5。

这些属于糖类，但不符合上面的比例。

因此称碳水化合物是C、H、O组成，通式为C n（H2O）m是不确切的，但是历史上一直沿用下来，而且人们也习惯了，所以至今仍然采用。

2、分类 chemical classification按照有机化学可分成三类，它是根据在稀酸溶液中水解情况分类。

化学分类：1、单糖2、低聚糖（蔗糖、乳糖、麦芽糖） -------有效碳水化合物3、多糖营养性多糖（淀粉、糖原）4、构造性多糖（纤维素、半纤维素、木质素、果胶）-------无效碳水化合物现代营养工作者分为两大类：营养角度分：有效碳水化合物、无效碳水化合物（膳食纤维）有效碳水化合物：对人体有营养（提供能量）性的称做有效碳水化合物无效碳水化合物：膳食纤维：指人们的消化系统或者消化系统中的酶不能消化、分解、吸收的物质，但是消化系统中的微生物能分解利用其中一部分。

碳水化合知识点总结1. 碳水化合物的基本概念碳水化合物是由碳、氢和氧元素组成的有机化合物，通式为（CH2O）n，其中n=3或更多。

它们的主要功能是为生物提供能量及构建细胞结构。

碳水化合物主要来自于植物的光合作用过程，是生物体内合成和分解最频繁的一类有机物。

在自然界中，碳水化合物的形式非常多样，包括单糖、双糖、多糖和纤维素等。

2. 碳水化合物的分类碳水化合物根据其分子结构可以分为三大类：单糖、双糖和多糖。

（1）单糖：单糖是由一个碳水化合物分子组成的，通常包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。

单糖是生物体内糖代谢的基本单位，是细胞内的能量来源，也是构成生物体内多糖的组成单元。

（2）双糖：双糖是由两个单糖分子通过糖苷键结合而成，如蔗糖、乳糖等。

双糖在生物体内的代谢过程中，需要先通过酶的作用将其分解成单糖，再参与能量代谢或合成多糖。

（3）多糖：多糖是由多个单糖分子通过糖苷键结合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。

多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用，是植物和动物细胞的主要构成成分之一。

3. 碳水化合物的结构特征碳水化合物的分子结构是碳原子构成的骨架，上面附着氢原子和氧原子，根据不同的化学键的连接方式，碳水化合物可以分为醛糖和酮糖两种类型。

（1）醛糖：醛糖的分子中含有一个羰基（-CHO）与多个羟基（-OH），在分子结构中醛基位于末端碳原子上，如葡萄糖是一种典型的醛糖。

（2）酮糖：酮糖的分子中含有一个羰基（-CO-)与多个羟基（-OH），在分子结构中酮基位于内部碳原子上，如果糖是一种典型的酮糖。

4. 碳水化合物的性质碳水化合物具有多种生理活性和化学性质，通常表现为甜味、发酵、水解等。

（1）甜味：许多单糖和双糖具有甜味，因其结构特征而在口中具有甜味，如葡萄糖、果糖、蔗糖等。

（2）发酵：许多碳水化合物在微生物或酵母菌的作用下可以进行发酵，产生乙醇或乳酸，如葡萄糖在酵母菌作用下发酵产生乙醇。

（3）水解：多糖类化合物可以在酶的作用下被水解为单糖，从而释放能量，如淀粉在消化过程中被水解为葡萄糖。

一、碳水化合物的特性1、碳水化合物主要作用（1）给人体提供能量：碳水化合物（主要是指淀粉）所供的热量约占人体总热量的70－8％0。

每克的碳水化合物为我们身体提供4.千1卡的热量。

碳水化合物（主要是指淀粉）是人体最理想，最健康的来源。

它最易被身体消化，吸收，而且对身体的各个器官没有任何伤害。

（2）维持神经组织功能中枢神经系统只能靠碳水化合物供能。

多吃碳水化合物（淀粉）的人性情稳定。

而多吃肉的人一般性情暴躁。

2、碳水化合物成分：化学成份：C碳H氢。

氧碳水化合物主要成分：葡萄糖（淀粉是没有甜味的葡萄糖）二、碳水化合物分类碳水化合物分为：单一碳水化合物和复合碳水化合物三、碳水化合物的吸收碳水化合物是人体热能最主要的来源。

它在人体内消化后，主要以葡萄糖的形式被吸收利用。

葡萄糖能够迅速被氧化并提供（释放）能量。

每克碳水化合物在人体内氧化燃烧可放出4千卡热能。

我国以淀粉类食物为主食，人体内总热能的6—070来%自食物中的糖类，主要应该来自于全粮（全麦面、糙米、小米等）种种豆类及根茎类的菜（土豆、红薯等等）。

在我们食物中缺少碳水化合物的成分，就会产生低血糖症。

例如我们在生活中经常早晨起床后，不吃早饭；或者正常情况下少吃一顿饭。

出现低血糖症状：心慌，心悸，出汗，手脚发抖，身体发软，饥饿感等。

这时需要喝一杯糖水，来及时补充身体所需要的能量和缓解低血糖的症状。

同时碳水化合物摄取不足，能量不够时，机体会将蛋白质分解转化为葡萄糖提供能量，产生的较多氨，增加了肾脏的负担。

四、单一碳水化合物对人的危害大量糖的危害——我们食物中不需要很多的糖，若是过多，血液中就会溢满单糖，这时胰脏就要加快工作，产生胰岛素，进行糖的代谢，并使多余的糖转化成脂肪：而多余的胰岛素，又会使血液中的糖聚然下降，则造成低血糖的现象。

“糖会阻塞身体并会妨碍这部活机器的工作。

”“糖对于胃是不好的,它会引起发酵作用,进而使人的头脑糊涂，性情暴躁。

”《论饮食》28页3澳洲新南威尔斯州的教育保健委员会认为充满砂糖的果汁、甜点及白面使儿童的脑力变得愚笨，并造成暴戾的学生，因此严令禁止在校园内贩卖点心。

碳水化合物与碳水化合物的性质与应用碳水化合物是一类重要的有机化合物，它们由碳、氢和氧元素组成。

碳水化合物在自然界中广泛存在，包括植物、动物和微生物体内。

碳水化合物是人类体内主要的能量来源之一，并在生物体内发挥着重要的功能。

本文将详细讨论碳水化合物的性质及其在食物、工业和生物技术等领域的应用。

1. 碳水化合物的性质碳水化合物的分子结构通常具有线性、分支和环状三种形式。

它们的分子可以由单糖、双糖和多糖组成。

单糖是最简单的碳水化合物，由3到9个碳原子组成。

常见的单糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖等。

双糖由两个单糖分子通过缩合反应形成，如蔗糖、乳糖和麦芽糖等。

多糖是由多个单糖分子构成的高聚物，如淀粉、纤维素和糖原等。

碳水化合物具有以下特点：1.1 可溶性：大多数碳水化合物在水中可溶解，形成溶液。

但一些高分子多糖如纤维素等不溶于水。

1.2 甜味：许多碳水化合物具有甜味，这是因为它们与味蕾中的甜受体结合，产生甜味感。

1.3 发酵性：碳水化合物在发酵过程中能够分解出能量和产生乳酸、酒精等有用的产物。

1.4 构象性：碳水化合物的立体构象可以影响其性质和功能，如角旋光性和酶的底物特异性等。

2. 碳水化合物在食物领域的应用碳水化合物在食品中起着重要的能量供应和调味作用。

主要应用包括：2.1 能量来源：碳水化合物是人体主要的能量来源之一，每克碳水化合物产生4千卡的能量。

人体对碳水化合物的消化吸收会将其分解为葡萄糖，供给肌肉和大脑等器官使用。

2.2 增加食物口感：碳水化合物具有甜味，可以增加食物的口感和风味，提高食欲和满足感。

2.3 面食加工：碳水化合物是制作面食的重要原料，如面条、饺子皮和馒头等。

3. 碳水化合物在工业领域的应用碳水化合物在工业上有多种应用，包括：3.1 燃料制备：生物质燃料是一种替代传统石油产品的可再生燃料。

生物质燃料的生产利用了植物的碳水化合物，如秸秆、木屑和废弃农作物等。

3.2 化学品合成：碳水化合物经过化学反应可以合成化学品，如乙醇、乳酸、酒精、醋酸和甘油等，这些化学品在药品、化妆品和塑料等领域有广泛的应用。

有机化学基础知识点碳水化合物的立体化学性质在有机化学领域中，碳水化合物是一类重要的化合物。

它们由碳、氢和氧原子组成，结构包括单糖、双糖和多糖等多种形式。

碳水化合物的立体化学性质在其结构和化学性质的研究中起着关键作用。

本文将重点讨论碳水化合物的立体化学性质，包括手性、立体异构体和光活性。

一、手性手性是指一个化合物存在非对称中心，因此有左右两种镜像体。

这种非对称中心可以是一个碳原子，其四个取代基围绕着它形成一个四面体结构。

对于一个手性分子，它的两个镜像体被称为对映异构体。

这些对映异构体在物理性质和生物活性上可能有截然不同的表现。

手性分子的手性性质是由于它的非对称中心导致的，而非对称中心又是由于碳原子上的取代基不同而产生的。

在碳水化合物中，单糖如葡萄糖和半乳糖就具有手性。

二、立体异构体除了手性分子外，立体异构体是碳水化合物中另一个重要的立体化学性质。

立体异构体是指分子结构相同但空间构型不同的化合物。

在碳水化合物中，最常见的立体异构体包括顺式异构体和反式异构体。

顺式异构体是指有两个取代基在环上相邻的情况，而反式异构体则是这两个取代基在环上相对的情况。

这种立体异构体的存在影响着碳水化合物在空间中的构型和化学性质。

三、光活性光活性是指某些化合物对偏振光的旋光性质。

在碳水化合物中，有一类特殊的化合物被称为旋光糖，它们具有旋光性质。

旋光糖可以使平面偏振光发生旋光现象，这是由于它们的分子结构中存在一个不对称的碳原子。

旋光糖分为左旋糖和右旋糖，分别表示其对偏振光的旋转方向。

它们的旋光性质使得它们在光学和医药领域有广泛的应用。

总结起来，碳水化合物的立体化学性质是有机化学中的重要知识点。

其中手性、立体异构体和光活性是碳水化合物研究中常被讨论的方面。

准确理解和掌握碳水化合物的立体化学性质对于有机化学的学习和应用具有重要意义。

第2章碳水化合物碳水化合物（carbohydrates ）是自然界中分布广泛，数量最多的有机化合物，约占自然 界生物物质的3/4,普遍存在于谷物、水果、蔬菜及其他人类能食用的植物中。

早期认为， 这类化合物的分子组成一般可用C n （ H 2O ） m 通式表示，因此采用碳水化合物这个术语。

后来发现有些糖如脱氧核糖（C 5H 10O 4）和鼠李糖（C 6H 12O 5）等并不符合上述通式，并且有些 糖还含有氮、硫、磷等成分，显然用碳水化合物这个名称来代替糖类名称已经不适当， 但由于沿用已久，至今还在使用这个名称。

碳水化合物是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物和缩合物， 可分为单糖、低聚糖、多糖三类。

单糖是碳水化合物中结构最简单，不能再被水解为更小单位的糖类，按所含碳原子数目的不同称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖等，其中以戊糖、己糖最为重要，如葡萄糖、果糖等。

低聚糖是指聚合度为 2〜10个单糖的糖类，按水解后生成单糖数目的不同，低聚糖又分为二糖、三糖、四糖、五糖等，其中以二糖最为重要，如蔗糖、麦芽糖等。

多糖一般指聚合度大 于10的糖类，可分为同聚多糖（由相同的单糖分子缩合而成）和杂聚多糖（由不相同的单 糖分子缩合而成）两种，淀粉、纤维素、糖原等属于同聚多糖，半纤维素、卡拉胶、阿拉伯 胶等属于杂聚多糖。

碳水化合物是生物体维持生命活动所需能量的主要来源，是合成其他化合物的基本原 料，同时也是生物体的主要结构成分。

人类摄取食物的总能量中大约化合物，如具有高黏度、胶凝能力和稳定作用的多糖；有作为甜味剂、保藏剂的单糖和双糖; 2.1单糖2.1.1单糖的结构与构象HO结构上看，它们是含有一个自由醛基或酮基的多羟基醛或多羟基酮类化合物。

含羰基的特点，单糖可分为醛糖（aldoses ）和酮糖（ketoses ）。

醛糖非常容易由D-甘油醛衍生出来，见图 2-1。

酮糖是由二羟基丙酮衍生出来的，见图 目的多少，可将单糖分为丙糖 （trioses,三碳糖），丁糖（tetroses,四碳糖），戊糖（pentoses, 五碳糖），己糖（hexoses,六碳糖）等。