生命由一系列复杂的化学过程维持着,食物就是维持这一化学过程的化学试剂。食物提供组成有机体所需要的原料,也为有机体的生命活动提供能量,同时,食物还是组织生长和修复所不可缺少的组成部分。若没有食物,几周内人就会死亡。

  食物的主要成分包括六大类:糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。人体内除了占体重大半的水外,蛋白质、脂肪和糖类等营养素也占了很大比例。

  你知道糖类有多少种吗?

  糖家族中名气最大的就是葡萄糖,它广泛存在于成熟的水果、植物的根、茎、叶和花中,动物、人的血液、淋巴液中也能找到它的踪迹。由于最初它是从葡萄中提取出来的,所以1838年法国化学家杜马(Dumas)将之命名为葡萄糖。

  结构探讨


  
你可能早就知道了葡萄糖的分子式及结构,可是你知道这结构是怎么推出来的吗?

  1900年,德国化学家费舍尔(Fisher)通过官能团的分析确定了葡萄糖的结构。

实验

现象

结论

还原葡萄糖

6C是直链结构

不加热时与新制
Cu(OH)2
浊液混合

葡萄糖为多羟基有机物

与银氨溶液共沸

含有—CHO

  综合上表可推测葡萄糖结构为:

  简写为:

比例模型

球棍模型


  性质小论


  
葡萄糖是易溶于水的无色晶体,其水溶液有甜味;熔点较高,为146℃;易炭化。



   葡萄糖最主要的化学性质就是还原性。除了与强还原剂(如氧气)反应放出热量外,还能与弱氧化剂(如氢氧化铜溶液)反应,这都是因为它的结构中存在醛基。

葡萄糖与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀

葡萄糖与银氨溶液反应析出银


  尿糖的检验

  

  糖尿病患者的尿液中,含有较多的葡萄糖。根据含糖量可以确定病情轻重。由于葡萄糖分子中含有醛基而具有还原性,检验尿液中含糖量的方法就是利用葡萄糖的还原性。检验的药液可以按下列方法配制。

  将3.5 g CuSO·5H2O溶解于100 mL水中;另将17.3 g酒石酸钾钠(NaKC4H4O6·4H2O)和6 g氢氧化钠溶解于100 mL水中,取相同体积的上述两种溶液相混合,形成蓝色的氢氧化铜的碱溶液。在试管里放入少量尿液,滴加几滴上述试液,振荡试管,使尿液与试液混合均匀,在酒精灯上加热。如果出现红色沉淀,说明有大量Cu2O生成,尿液中葡萄糖含量较高,患者病情较重,用“++++”表示;如果出现土黄色,含糖量为中等(+++);如果出现黄绿色,含糖量为少量(++);如果出现绿色,含糖量为微量(+);如仍保持原来的蓝色,证明尿液中不含葡萄糖,用“-”表示。

  为了快捷方便,现在医院使用仪器检验尿糖。

  来去影踪

   葡萄糖是一种重要的营养物质,
它在人体组织中进行氧化反应,放出热量,以维持人体生命活动所需要的能量:

  生命体中如此重要的能量物质是怎样得来的呢?其实很简单,植物吸收太阳光后,经过光合作用,把光能转化成化学能储存起来。

  这是燃烧的相反过程,生成的葡萄糖一部分储藏起来,另一部分则运输到其他部位,或再转化为淀粉或纤维素:

  工业上常用玉米和马铃薯中所含的淀粉来制取葡萄糖,一改传统的酸解法,现今都用酶水解法。在淀粉糖化酶的作用下,使玉米和马铃薯中的淀粉发生水解反应,可得到含量为90%的葡萄糖水溶液,浓缩后可得到葡萄糖晶体。

  葡萄糖是重要的工业原料,它的甜味约为蔗糖的3/4,主要用于食品工业。如用于生产面包、糖果、糕点、饮料等。在医疗上,由于葡萄糖非常容易被直接吸收,常被大量用于给病人输液,作为病人的养料。葡萄糖被氧化处理后得到的葡萄糖酸钙是能有效提供钙离子的药物。葡萄糖被还原生成的葡萄糖醇是合成维生素C的原料。

     葡萄糖酸的制取

     葡萄糖酸锌、葡萄糖酸钙的制取


  其他简单的糖类

  
  
另一种与葡萄糖分子式相同的单糖是果糖,它也是易溶于水的无色晶体,熔点102℃~104℃,大量存在于水果和蜂蜜中,是所有糖中最甜的一种,比蔗糖甜一倍。广泛用于食品工业,如制糖果、糕点、饮料等。

  蔗糖是最普通的食用糖,甘蔗和甜菜中含量最多。日常生活中所食用的白糖、冰糖和红糖的主要成分都是蔗糖。白糖到一定温度,快速冷却就得市售的砂糖,缓慢冷却就是市售的冰糖。

  蔗糖的同分异构体麦芽糖是一种廉价的营养食品,易被人体消化和吸收。它主要存在于发芽的谷粒特别是麦芽中,易溶于水,有甜味。

蔗糖

 

               麦芽糖

  大家对糖精并不陌生,但糖精是不是糖呢?虽然糖精比蔗糖甜500倍,但它并不是糖,它只产生甜味,不能被人体吸收。


  自制麦芽糖


  夏天麦子收获后,许多家庭都会自己熬麦芽糖,又甜又有营养,用筷子搅上长长的丝送入口中,感觉美妙无比。其制作过程不难,想不想试一下?

  1)制麦芽乳:将大麦粒放在水中浸泡,待麦粒膨胀后取出放在竹帘上,用布覆盖,每天淋水34次,45天后发出麦芽。当麦芽长出2cm3cm长的针状叶时,将其捣碎,制成麦芽乳。

  2)蒸米:用蒸汽将浸泡过一天的大米蒸成米饭。注意不要用水煮。

  (3)水解:米饭晾至40℃左右时,按质量为103104的比例加入麦芽乳,搅拌均匀,加入适量热水至浸没饭粒,保温60℃~80℃,让淀粉水解。

  (4)糖浆的提取:加入热水,搅拌,使生成的麦芽糖溶解在水中。提取糖液,再加水,再提取,如此重复34次,将提取液合并浓缩即可得麦芽糖浆。

  尝一尝,自制的麦芽糖是不是甘甜无比?

  技能训练
 
1鉴别两种食盐水和蔗糖水的方法有在两种溶液中分别加入少量稀硫酸,加热,再加入碱中和硫酸,再加入银氨溶液,微热;测量溶液的导电性;将溶液与溴水混合、振荡;用舌头尝味道。其中在实验室进行鉴别的正确方法是  
A. ①②
B. ①③
C. ②③
D. ③④
解析
2把氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液加入某病人的尿液中,微热时如果观察到红色沉淀,说明该尿液中含有  
A. 食醋
B. 白酒
C. 食盐
D. 葡萄糖
解析

3对于蔗糖的说法中,不正确的是  

A. 蔗糖是最重要的二糖,它的式量是葡萄糖式量的二倍
B. 纯净的蔗糖溶液中加入银氨溶液,微热,不发生银镜反应
C. 在蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,再水浴加热,看不到有银镜生成
D. 在蔗糖里加入浓硫酸,可观察到颜色变黑,并有泡沫出现
解析
4关于葡萄糖的叙述错误的是  
A. 是白色晶体,能溶于水,有甜味
B. 是一种多羟基醛,有还原性
C. 能发生水解反应生成酒精
D. 与果糖互为同分异构体
解析

5下列物质中,能与新制氢氧化铜反应,但不能发生银镜反应的是  

A. 甲酸甲酯
B. 乙酸
C. 乙醛
D. 葡萄糖
解析
6下列有机物分子中没有醛基的是  
A. 甲酸钠
B. 蔗糖
C. 麦芽糖
D. 葡萄糖
解析
7 下列各组物质中最简式均为CH2O,且都能发生银镜反应的是   
A. 甲醛和乙醛
B. 乙酸和甲酸甲酯
C. 蔗糖和葡萄糖
D. 甲醛和葡萄糖
解析
8关于葡萄糖和蔗糖的比较,下列说法不正确的是   
A. 葡萄糖不能水解,蔗糖能水解
B. 蔗糖的相对分子质量是葡萄糖的两倍
C. 葡萄糖是还原性糖,蔗糖是非还原性糖
D. H2SO4能使它们发生炭化现象
解析
9有关糖类物质概念的叙述中,正确的是   
A. 糖类是具有甜味的物质
B. 糖类是具有通式的物质
C. 糖类是含有醛基或羰基的物质
D. 糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解产生它们的物质
解析
10下列说法正确的是   
A. 凡符合的化合物一定属于糖,不符合此通式的不属于糖类
B. 纯净的果糖和葡萄糖是白色晶体,且果糖比葡萄糖甜
C. 果糖能发生银镜反应,所以果糖分子中有醛基
D. 葡萄糖是一种单糖的主要原因是一种多羟基醛
解析