蔗糖

蔗糖（Sucrose）——典型的二糖

1. 化学结构与基本性质

• 分子式：C₁₂H₂₂O₁₁

• 结构特点：

  • 由一分子葡萄糖（α-D-葡萄糖）和一分子果糖（β-D-果糖）通过α-1,2-糖苷键连接而成。

  • 水解反应生成葡萄糖和果糖：

    $${\text{C}}_{12}{\text{H}}_{22}{\text{O}}_{11}+{\text{H}}_2\text{O}\stackrel{\text{酸或酶}}{\to }{\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6\text{（葡萄糖）}+{\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6\text{（果糖）}$$

• 物理性质：

  • 白色晶体，易溶于水，甜味纯正（甜度为葡萄糖的1.7倍）。

  • 熔点：186°C（分解），无光学活性（因糖苷键抵消旋光性）。

2. 天然来源与生产

• 主要来源：

  • 甘蔗：热带地区广泛种植，含糖量15%-20%。

  • 甜菜：温带地区主要来源，含糖量约17%。

• 提取工艺：

  1. 压榨/浸提：甘蔗粉碎或甜菜切片后提取汁液。

  2. 纯化：石灰法或碳酸法去除杂质。

  3. 结晶：蒸发浓缩后析出蔗糖晶体（粗糖）。

  4. 精制：脱色（活性炭）、重结晶得白砂糖。

3. 与其他二糖的对比

4. 生物学功能与代谢

• 植物中的作用：

  • 光合作用产物，通过韧皮部运输至根、茎、果实储存。

  • 调节渗透压，帮助植物抵御干旱。

• 人体代谢：

  • 消化：小肠中蔗糖酶将其分解为葡萄糖和果糖，进入血液循环。

  • 能量供应：葡萄糖直接供能，果糖经肝脏转化为葡萄糖或脂肪。

5. 应用领域

• 食品工业：

  • 甜味剂：饮料、烘焙食品、糖果。

  • 防腐剂：高浓度糖浆抑制微生物生长（如果酱）。

• 发酵工业：

  • 酿酒（乙醇）、面包（酵母发酵产CO₂）。

• 医药与化妆品：

  • 糖浆（止咳药）、保湿剂（护肤品）。

6. 健康影响与争议

• 适量摄入：

  • 快速供能，但过量导致肥胖、龋齿、胰岛素抵抗。

  • WHO建议每日游离糖摄入＜总能量的10%（约50g）。

• 替代品：

  • 天然代糖：蜂蜜（含果糖）、枫糖浆。

  • 人工甜味剂：阿斯巴甜、赤藓糖醇（低热量）。

7. 趣味知识

• 焦糖化反应：加热至160°C以上，蔗糖脱水生成焦糖（用于着色与风味）。

• 历史地位：17世纪欧洲“糖金”贸易推动殖民扩张，甘蔗种植与奴隶制紧密相关。

总结

蔗糖作为最常见的二糖，不仅是日常饮食中的主要甜味来源，还在工业、医药领域广泛应用。其独特的化学结构和代谢特性使其在自然与人类社会中扮演双重角色。合理控制摄入量，结合替代品使用，可平衡健康与美味的需求。