糖类鉴定和定量测定

第一章　糖类鉴定和定量测定

糖类物质是由碳、氢、氧三种元素组成的一大类多羟基醛类(aldehyde)或多羟基酮类(ketone)化合物。其化学式(CH₂O)n类似于“碳”与“水”聚合，故又称为碳水化合物。它是构成机体的重要物质，供给人体生命活动60%～70%的热能，参与细胞的多种代谢过程。

糖类物质包括单糖、低聚糖(蔗糖、乳糖和麦芽低聚糖和异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖等)和多糖(如糖原、淀粉、纤维素等)。单糖是糖的最基本组成单位，低聚糖和多糖是由单糖组成的。在这些糖类物质中，人体能消化利用的是单糖、普通低聚糖和多糖中的淀粉，称为有效碳水化合物;纤维素、半纤维素、果胶等由于不能被人体消化利用，称为无效碳水化合物。这些无效碳水化合物能促进肠道蠕动，改善消化系统的机能，对维持人体健康有重要作用，是人们膳食中不可缺少的成分。

糖类物质在自然界中分布很广，存在的形式和含量各不相同。因而糖类物质的分析测定具有十分重要的意义。

分析和检测糖类物质的方法很多，可分为直接法和间接法两大类。间接法是根据测定的水分、粗脂肪、粗蛋白质、灰分等含量，利用差减法计算出来，常以总碳水化合物或无氮抽提物来表示。直接法是根据糖的一些理化性质作为分析原理进行的各种分析方法，包括物理法、化学分析法、酶法、色谱法、电泳法、生物传感器及各种仪器分析法。间接法多用于测定样品中糖类化合物的总量，而样品中各种糖的含量则采用直接法来测定。

物理法包括相对密度法、折光法、旋光法和重量法等，可用于测定糖液浓度、糖品的糖分、谷物中淀粉及粗纤维含量等。化学分析法是应用最广泛的常规分析方法，包括直接滴定法、高锰酸钾法、铁氰化钾法、碘量法、蒽酮法等。在许多分析和检测方法中常常将物理法(如光学)和化学分析法(如显色反应)结合起来。样品中还原糖、蔗糖、总糖、淀粉和果胶物质等的测定多采用化学分析法，但所测得的多是糖类物质的总量，不能确定混合糖的组分及其每种糖的含量。利用纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法和糖离子色谱法等可以对混合糖中各种糖分进行分离和定量测定，纸色谱法和薄层色谱法不需特殊的试剂和仪器，薄层色谱法和高效液相色谱法已被确定为异麦芽低聚糖测定的国家标准方法。电泳法可对样品中各种可溶性糖分进行分离和定量测定，如葡萄糖、果糖、乳糖、棉子糖等常用纸上电泳法和薄层电泳法进行检验。近年来毛细管电泳法在一些低聚糖和活性多糖方面的测定越来越广泛。生物传感器简单、快速，可实现在线分析，如用葡萄糖生物传感器可在线检测混合样品中葡萄糖的含量，是一种具有很大潜力的检测方法。

在糖类分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离的半缩醛羟基的双糖都具有还原性。不具还原性的双糖(如蔗糖)、三糖乃至多糖(如糊精、淀粉等)都可以通过水解而生成相应的还原性单糖，测定水解液的还原糖含量就可以求得样品中相应糖类的总含量。因此，还原糖的测定是糖类化学定量检测的基础。

在糖的化学分析法之中，直接滴定法由于反应复杂，影响因素较多，所以不如铁氰化钾法准确，但其操作简单迅速，试剂稳定，故被广泛采用。高锰酸钾滴定法准确度和重现性都优于直接滴定法，适用于各类食品中还原糖的测定，但操作复杂、费时。碘量法广泛用于醛糖的测定，与直接滴定法结合，也可做果糖含量的测定。3，5-二硝基水杨酸法(简称DNS法)也具有操作简便、快速、灵敏度高、杂质干扰较小等优点，近年来逐渐被应用于生物药中糖含量的测定。蒽铜比色法要求比色时糖液浓度在一定范围内，同时要求检测液澄清，此外，在大多数情况下，测定要求不包括淀粉和糊精，这就要在测定前将淀粉和糊精去掉，使操作复杂化，因而其应用受到一定限制。

糖链是继蛋白质、核酸之后的第三条生命之链。糖链作为生物信息分子参与细胞生物几乎所有的生命过程，特别是在细胞分化、发育、免疫、老化、癌变、信息传递等生命和疾病过程中起着特异性的识别、介导与调控作用。由于糖链的结构极为复杂，加之糖链结构测定和糖链合成等关键技术尚未突破，糖链所蕴涵的生命奥秘远未被揭示。对糖链结构与生物学作用的研究，不仅可揭示基因功能等生命本质，还将阐明众多疾病机制，已成为21世纪生命科学的前沿和热点领域。因此，本章中也收录和介绍了糖链的结构鉴定方法。