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。

对于膳食纤维近几年来人们研究得多。因为它直接关系到人体健康。比如，西方国家得人普遍比东方国家吃得细、精，也就是他们吃的纤维少，谷类食物较少，而动物性食品多，蛋白质、油脂等高，所以在他们国家得直肠癌的人较多。目前引起了他们的重视。最近他们有好多食品厂在面包中加一些膳食纤维（米糠、麸皮等），还专门有些食品直接破碎，比如用小麦、玉米破碎后加工即可食。这样各种维生素没有破坏，对身体有好处。

另外还要考虑到粮谷碾磨加工精度时，即要达到一定精白度，还要注意尽量减少维生素的损失。并注意保持膳食中纤维素有一定数量。

在食物成分表中，食品中碳水化合物含量通常以总碳水化合物或无氮抽出物来表示，二者都以减差法计算。何谓总碳水化合物，何谓无氮抽出物。

总碳水化合物（%）=100-（水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪）%

无氮抽出物（%）=100-（水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪+粗纤维素）%

3、性质chemical property

对于糖的性质我简单提一下，这里不分单、双糖

（1）糖的显色反应

单糖与浓盐酸或浓硫酸作用，脱去三分子水生成糖醛。

（2）还原性

一些低分子糖具有还原性（蔗糖没有还原性，因为蔗糖没有半缩醛羟基）。

（3）旋光性

在一定的条件下，可以测出各种糖类的旋光性。

[α]²⁰_D=α/L·c

α----- 旋光度

c ----- 浓度

L----- 液层厚度或旋光管长度

[α]^t_D ----- 比旋光度