文档介绍：第四章谷物中的其它成分
纤维二糖基(cellobiose)
纤维素的基本结构,X代表聚合体的长度
第一节非淀粉多糖
一、纤维素(cellulose)
纤维素完全水解,产生葡萄糖;部分水解,产生纤维二糖。纤维素是由D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接的直链状高分子化合物,基本结构为纤维二糖。纤维素是一个大聚合体,其长度因来源和分离方法不同而异。
X光衍射研究表明,纤维素与淀粉粒一样,也具有微晶束结构,分子中既有结晶状态部分,也有非晶质部分,而且结晶化度比淀粉粒高,可达60~70%,其微晶束由100~200条呈螺旋状长链的纤维素分子,彼此平行排列,通过氢键结合而成。微晶束的长度短于纤维素分子,可见每个长链纤维素分子,不只在一个微晶束里面,而是同时参加到多个微晶束里面。
1. 纤维素的化学特性
纤维素的链长大约300~2500个葡萄糖残基,分子量约5万~40万。由于纤维素是高分子化合物,不是一种单纯的物质,是各种聚合度的混合物,所以测定的所谓分子量只是它的平均分子量。
纤维素分子的极性基团,绝大部分-OH参与分子间和分子内的氢键的缔合作用,集聚力很强,具有高度的有序性和水不溶性,也不溶于一般的有机溶剂,加上键的结合,使得这种多聚体能够抵抗许多生物体及酶的攻击,故纤维素的水解比淀粉困难得多。一般需在浓酸中或用稀酸在加压条件下水解。水解过程中可得到一些中间产物,最终产物为葡萄糖。
纤维素可溶于氢氧化铜的氨溶液中,加酸后又沉淀出来。纤维素具有与淀粉相同的许多化学性质,如无还原性,还可发生成酯,成醚反应等,近年来又研究出了纤维素的新溶剂,为纤维素化学反应和纤维素的加工提供了新的前景。
纤维素是植物中的主要结构多糖,是组成植物细胞壁的主要成分,在细胞壁的机械物理性质方面起着重要的作用。
纤维素是茎杆、粗饲料及皮壳的主要成分,这些组织中纤维素的含量可以达到40~50%,因此,那些带壳收获的谷物(稻谷、大麦和燕麦)中含有的纤维素较多,谷物果皮中也富含纤维素(可达到30%),胚乳中的纤维素含量一般较少,%左右。
在植物组织中,纤维素通常与木质素和其它非淀粉多糖联系在一起。
2. 纤维素的存在形式
组成植物细胞壁的主要成分(半纤维素和果胶质)
D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接的直链状高分子化合物,没有分支。
不完全的结晶体(结晶化度60~70%)、高度有序
水不溶、无还原性、可发生成酯,成醚反应
可以抵抗许多生物体及酶的攻击
纤维素是茎杆、粗饲料及皮壳的主要成分(40~50%),果皮(30%),胚乳(%左右)
归纳
二、半纤维素(hemicellulose)和戊聚糖(pentosan)
特点:
广泛分布在植物界,是构成细胞壁和将细胞连在一起的粘连物质
化学结构很不一致,从β-葡聚糖到可能含有戊糖、己糖、蛋白质和酚类物质的多聚体,变化多样
组成其基本成分的糖类包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、葡糖醛酸等
半纤维素结构多样,化学组成很不相同,在水中有不同的溶解性(水溶性和水不溶性)
小麦粉中主要水溶性阿拉伯木聚糖的结构
N:多聚体单位数*:分枝的位置
~%水溶性戊聚糖,%,
糖类:D-木糖、 L-阿拉伯糖、 L-半乳糖
主链是以β-1,4键结合的D-吡喃木糖残基,在2、3位上有一个脱水L-呋喃阿拉伯糖残基。
水溶性戊聚糖在水中形成粘滞的溶液。水不溶性戊聚糖与水溶性戊聚糖类似,但分枝程度较高。
低聚糖(亦称为寡糖):一般由2~10个相同或相异的单糖通过糖苷键连接而成的糖,用稀酸可将其水解成单糖。
低聚糖中以双糖最为普遍。粮食中主要的低聚糖有蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、棉子糖、水苏糖等。
三、低聚糖
(1) 改善人体内微生态环境,有利于双歧杆菌等有益菌的增殖,调节胃肠功能;
(2) 改善血脂代谢,降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量;
(3) 低聚糖属非胰岛素所依赖,不会使血糖升高,适合于高血糖人群和糖尿病人食用;
(4) 发热量很低,很少转化为脂肪;
(5) 不被龋齿菌形成基质,也没有凝结菌体作用,可防龋齿。
低聚糖的功能作用