(一) 结构及分布

多糖、蛋白质、核酸人体生命活动中起着至关重要的作用。从化学结构上讲这三类物质都属于高聚物，在这三类生物大分子中，蛋白质最具生理活性多样性。

从天然界分离出来的游离状态氨基酸有300种，其中20种氨基酸为必需氨基酸，分子中含有氨基(—NH₂)或亚氨基(—NH)和羧基(—COOH)，故称为氨基酸，是构成蛋白质的基本单位，称之为蛋白质组分氨基酸。它们都为L-型α-氨基酸。蛋白质是复杂的高分子化合物，相对分子质量通常都在10.000以上，如胰岛素的相对分子质量为6000，但它的二聚体的相对分子质量为12.000，同时具有复杂的高级结构，所以可视为最小的蛋白质。

除了蛋白质氨基酸之外，游离存在的或未组成蛋白质的氨基酸称为非蛋白质氨基酸。它们广泛分布于植物中，如β-丙氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)。非蛋白质氨基酸有些恰是药物的有效成分，如驱蛔药美舌藻中的海人草酸和使君子中的使君子氨酸。目前，某些氨基酸制剂或复合氨基酸制剂已应用于临床，如精氨酸用于治疗肝性脑病，L-3,4-二羟苯丙氨酸(L-dopa)用于治疗帕金森氏病，L-组氨酸、L-谷氨酰胺等用于抗溃疡等。上述蛋白质组分氨基酸和非蛋白质组分氨基酸即通常意义上的天然氨基酸。

(二)理化性质

蛋白质是多数氨基酸组成的复杂大分子产物，是生命物质的基础。各类不同的蛋白质其氨基酸的组合方式和数目都各不相同。氨基酸之间通过肽键，即一个氨基酸的羧基与另一氨基酸的氮基构成的酰胺键(—CONH—)相连接，也可以有二硫键(—S—S—)、酯键或氢键等存在。蛋白质具有多种不同的生物活性，如有的是激素，有的具毒性，有的呈酶的作用等。酶是生物体内具有特殊催化能力的蛋白质。现已确定这种特殊的催化能力来自于分子中某些特有氨基酸的排列次序，构成“活化中心”而产生作用。

氨基酸也是许多生物碱的前体，含有碱性基团(—NH₂)和酸性基团(—CO₂H)，在固态下是以两性离子存在。氨基酸为无色结晶，大部分易溶于水，难溶于有机溶剂。氨基酸在水溶液中形成平衡，既可作为酸，也可以作为碱。在电场中，氨基酸随着溶液pH的变化，其离子状态也会发生改变。由于氨基酸具有两性的特点，故不能直接用酸碱滴定反应来测定含量。

(三) 沉淀反应

蛋白质多数可溶于水生成胶体溶液，不溶于有机溶剂。其在水中的溶解度受pH的影响，因此每种蛋白质也各有自己的等电点。与氨基酸相似，蛋白质与茚三酮也可发生颜色反应，与碱性硫酸铜溶液发生双缩脲反应，与某些重金属盐生成沉淀。

水溶液经煮沸可变性凝固而沉淀，常不可逆转；浓醇也能促使蛋白质凝固，然而该沉淀可复溶于水，是可逆性的，高浓度中性盐也可使之形成可逆性的沉淀。这些性质与氨基酸不同。

(四) 显色反应

氨基酸中所含有的基团，如氨基、羧基和侧链基团都能发生相应的化学反应。如羧基的裂解，形成酯的反应，氨基的酰化、卤化及重氮化反应等。氨基酸与重金属如Cu²⁺、As³⁺、Hg²⁺等离子可形成不溶性络合物后不再显示碱性，其中带酰胺基的可与碱性铜盐发生双缩脲反应而呈紫红色。

氨基酸能与茚三酮反应生成缩合产物及双1,3-二酮基吲烯等，呈蓝紫色。

蛋白质可用双缩脲反应检出，即蛋白质在碱性溶液(氢氧化钠)中，与稀硫酸铜溶液作用，产生红色或紫红色络合物。蛋白质与浓硝酸作用显黄红色，并可与多种酸类，如鞣酸、三氯醋酸、苦味酸、硅钨酸等形成不溶性盐，并可与多种金属盐如氯化高盐、硫酸铜、醋酸铅等产生沉淀。

十四、 糖类

(一) 结构及分布

糖类(saccharides)又称碳水化合物(carbohydrates)，是组成植物体的基本物质之一，是植物光合作用的产物，通过它们进而合成了植物中的绝大部分组成成分。因此，糖类除了作为植物的贮藏养料和骨架之外，也是许多天然化合物的前体。

糖类是具有多羟基的醛、酮或能水解成这些醛或酮的一大类化合物。根据组成糖类成分的糖基个数，可将糖类分为单糖、低聚糖和多糖三大类。

单糖是指不能再水解成更小分子糖的一类碳水化合物，是组成糖类及其衍生物的基本单元，通式为(CH₂O)_n。从天然资源中已发现的单糖有200余种，但主要是五碳糖和六碳糖。如阿拉伯糖、木糖、来苏糖、核糖等常见的五碳糖；葡萄糖、甘露糖、半乳糖等是常见的六碳糖。多数单糖在生物体内是呈结合状态的，仅少数单糖是以游离状态存在的，如葡萄糖、果糖等。

低聚糖类是指由2～9个单糖基通过苷键缩聚而成的直糖链或具支糖链的聚合糖。按单糖的个数又可分为二糖、三糖或四糖等。低聚糖根据有无游离的醛或酮基可分为还原糖或非还原糖，具有游离醛基或酮基的糖称为还原糖，如二糖中的槐糖、樱草糖都是还原糖；如果二个单糖都以半缩醛或半缩酮上的羟基通过脱水缩合形成的低聚糖就没有还原性，如海藻糖、蔗糖等都属于非还原糖。

多糖是指由10个以上的单糖基通过苷键聚合而成的糖类。含有单糖的个数多者可达到数百甚至上千个，因而其性质已与单糖大不相同，如甜味和强的还原性已经消失。多糖按照其在生物体内的功能可分为两类，一类为水不溶性多糖，主要组成动植物的支持组织，如纤维素、甲壳素等，分子呈直链型。另一类为动植物的贮藏养料，能溶于热水形成胶体溶液，可经酶催化水解释放出单糖以供应能量，如淀粉、肝糖原等，多数为支链型分子。由一种单糖组成的多糖为均多糖，由两种及以上单糖组成的多糖为杂多糖。

(二) 理化性质

单糖多为结晶形，有甜昧，易溶于水，可溶于乙醇，不溶于乙醚、苯等小极性有机溶剂。天然单糖有醛糖、酮糖和脱氧糖。利用其羰基的还原性可与斐林(Fehling)试剂发生反应；能被过碘酸氧化分解，产生的醛可使Schiff试剂显红色。单糖和其他糖类一样也具有Molisch反应。

低聚糖仍具有易溶于水、有甜味的特性，但不溶于乙醇。低聚糖能被适宜的酶或在酸性条件下加热水解为单糖。

多糖则多为无定形化合物，分子量较大，难溶于水，有的与水加热成糊状，不溶于有机溶剂。多糖无甜味，也无还原性，因而与斐林试剂不能发生反应。但多糖水解后可生成单糖从而具有还原性。植物中的多糖主要有淀粉、菊糖、树胶、果胶、黏液质及纤维素等。

淀粉广泛分布于植物体中，由胶淀粉和糖淀粉组成。胶淀粉不溶于冷水，水中加热则糊化为胶状；糖淀粉能溶于冷水，且不糊化。两者均不溶于乙醇，可在水溶液中被乙醇沉淀。淀粉与碘试剂反应显蓝色。

菊糖易溶于温水，不与碘呈蓝色反应，较淀粉易水解，稀酸中可全部水解为果糖。

树胶是植物受伤后的生理产物，黏液是植物的正常生理产物，果胶多在果实中，三者都是黏性成分，组成中常有不同的少量的糖醛酸，有的可与钙、镁结合成盐。

纤维素是聚合度更高的多糖，大约由1000～3000个葡萄糖分子聚合而成，不易被稀酸或稀碱水解。

过去多糖被视为无直接治疗作用的杂质。近年来从香菇、茯苓等菌类多糖中发现含有β(1→3)聚葡萄糖的一系列多糖具有抗肿瘤活性；昆布中的昆布素可用于治疗动脉粥样硬化，昆布多糖具有抗凝血作用；银耳多糖、刺五加多糖、人参多糖、黄芪多糖、黄精多糖等均有抗肿瘤和免疫促进作用。随着人们对多糖研究开发投入力量的不断加大，目前已相继出现了许多以多糖为主要成分的药物制剂。

文章来源：《食品安全国家标准汇编食品添加剂(五)》

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