糖类的分类及功能

糖类（carbohydrate）是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物，可分为单糖、二糖和多糖等。主要由碳、氢、氧三种元素组成，是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。

单糖：最简单的糖类形式，由一个糖分子组成，如葡萄糖、果糖、半乳糖等。它们通常具有通式（CH₂O）n，其中n≥3。

二糖：由两个单糖分子通过糖苷键连接而成，如蔗糖（由葡萄糖和果糖组成）、乳糖（由葡萄糖和半乳糖组成）和麦芽糖（由两个葡萄糖分子组成）。

多糖：由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的大分子，如淀粉、纤维素和糖原。淀粉和糖原是生物体内储存能量的主要形式，而纤维素则是植物细胞壁的主要成分。

糖的构型主要分为D型和L型。

糖的构型是由其分子中不对称碳原子的构型决定的，这种构型差异导致了糖分子的立体异构现象。D型和L型糖的化学组成与物理化学性质（如沸点、熔点、可溶性、黏度、颜色和外观）几乎完全一样，但在生化特性方面却截然不同。这种构型差异是以甘油醛为标准而确定的相对构型。在自然界中，大多数脊椎动物单糖具有D构型，而L型糖相对较少见。例如，果糖的两个不对称碳原子的构型，即右旋果糖(D-果糖)和左旋果糖(L-果糖)。

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此外，单糖的构型还可以通过Fischer投影式来确定，其中OH（或其他非-H基团）在Fischer投影式的右侧，则总体构型为D；如果OH（或者其他非-H基）在左侧，则整体构型为L。这种构型差异对于理解糖的生物化学性质和功能至关重要。例如，人体中的糖绝大多数是D-糖，而某些特定的L-糖和D-糖在生化特性上有所不同，这可能影响到它们在生物体内的吸收、代谢和作用。

单糖分子的半缩醛羟基性质活泼，与其它分子（包括糖）的羟基、氨基、亚氨基缩水所形成的化学键称为糖苷键（glycosidic bond），所生成的产物称为糖苷（glycoside）。糖苷键有O-糖苷键和N-糖苷键两种。每一种又有α-糖苷键和 β-糖苷键之分。

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糖苷键一般对碱是稳定的，只有极少数糖苷能被碱所水解，这种糖苷称为碱敏感糖苷，如苦藏花素在碱溶液中水解生成D-葡萄糖和藏花醛。

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糖类在生命活动过程中起着重要的作用，其功能主要包括：

提供能量：糖类是生物体所需能量的主要来源。例如，每克葡萄糖在人体内氧化可以产生约4千卡的能量，人体所需的约70%的能量由糖类提供。

维持机体正常功能：适量摄入糖类可以帮助维持机体能量，维护心脏和神经系统的正常功能。此外，糖类还可以提高人体对钙质的吸收，对骨骼健康有益。

构成组织和保护肝脏功能：糖类是构成组织和保护肝脏功能的重要物质。例如，肝糖原是动物肝脏中储存的一种多糖，它在维持血糖稳定方面起着重要作用。