碳水化合物是什么意思?
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发布时间：2022-04-30 15:39
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时间：2022-06-26 13:35
1811年，法国化学家盖吕萨克和泰纳尔发表了他们共同分析的一系列有机化合物的报告，指出糖、淀粉、木材中除含碳外，氢和氧的比例相当于水的组成，称它们为碳水化合物。
大约在1835年，法国化学家帕扬、佩鲁兹发表研究各种植物细胞壁组成的论说，分析确定其中含有一种碳水化合物，与淀粉同分异构，可以水解成简单的糖，从法文“细胞”称它为纤维素。
木材中含有大量纤维素和木质素。木质素不是碳水化合物，不能水解成单糖，是木材干馏生成甲醇的来源，因为它的分子中含有甲氧基（CH3O—）。帕扬在1842年创立分离纤维素与木质素的方法，*溶解木质素，使与纤维素脱离；硫酸溶解纤维素，留下木质素。
但是碳水化合物这一名称不能反映它们的结构特征。首先在碳水化合物分子中氢和氧并不是以水的形式存在，再者已经发现有些碳水化合物分子中氢与氧的比例并不都等于2∶1。例如1879年德国化学家哈姆柏格水解栎树中栎素得到鼠李糖（C6H12O5）就是一例。有些等于2∶1的，例如乙酸C2H4O2、乳酸C3H6O3，从性质上不能属于碳水化合物。即使如此，这个名称还是保留下来了。我国化学家们曾创造“醣”代替它。现今一些化学教材中多用“糖”字，把它们分为单糖、贰糖和多糖。单糖和式糖又合称糖类，多糖就称为多糖类。
多糖中的淀粉【（C6H10O5）n】在自然界中分布很广，谷类和豆类的种子中含淀粉最多，是人们自古以来主要的食物，人们早已认识它。
1811年，俄罗斯彼得堡宫廷德国药剂师G·S·基尔霍夫发现将淀粉糊与稀硫酸共同加热后转变成葡萄汁中存在的糖。之后在1819年，法国化学家布拉康诺将纤维素与硫酸共同蒸煮，也得到葡萄汁中存在的糖。这就揭开了淀粉和纤维素组成的秘密，也成为今天利用淀粉、含纤维素的木屑、刨花制取葡萄糖的启示。
1833年，佩鲁兹发现淀粉受稀硫酸作用后不仅生成葡萄糖，还生成一种胶，称它为“糊精”。
淀粉在稀硫酸作用下发生水解，生成一系列产物，首先是糊精，然后经麦芽糖，最后得到葡萄糖。
糊精是比淀粉分子较小的多糖，能溶解于水成为胶体溶液，多用做浆糊。
多糖中还有动物淀粉，是法国生理学家贝拉德在1857年从肝中发现的，称它为“糖的产生者”、“糖原”。它与淀粉不同，较易溶于热水，不形成黏稠溶液。它主要存在于肝脏中。它的作用是储备碳水化合物，并在需要时能分解成单糖。在正常情况下，由于这些物质的相互作用，使我们血液中的糖量保持稳定状态。
贰糖中主要是蔗糖、麦芽糖和乳糖。
据西班牙殖民者们的记述，古代墨西哥印第安人用玉米茎和龙舌兰制糖，北美印第安人用枫树汁液熬糖。利用甘蔗制糖可能是印度人的创造。公元前300年印度东部地区开始用甘蔗制糖。甘蔗原产于新几内亚，长期以来当地居民仅用来咀嚼食用，后来传到印度。7世纪中国朝廷派人去印度学习制糖方法。他们回国后在扬州开始制糖。8世纪阿拉伯人把蔗糖传入欧洲各国。
1747年法国化学家马格拉夫在甜菜中发现蔗糖。他的学生阿查德从1786年开始经营工业生产甜菜糖。1799年他将从甜菜汁中制成的一个圆锥形蔗糖块送给普鲁士皇帝威廉三世并得到资金帮助，于1802年建厂开始生产。
1833年法国巴黎商学院工业化学教授、制糖商人杜布伦福发现，蔗糖经酸水解作用后生成葡萄糖和果糖，被称为转化糖，比原来的蔗糖甜，供制造绵白糖、药物、啤酒、糖果、糕点等用。这为人们认识蔗糖的组成打开了途径。
后来发现，蜂蜜是转化糖，蜜蜂自花中采集的花蜜主要含蔗糖，其中含有转化酶，可以水解蔗糖。但蜂蜜并不是纯转化糖，除葡萄糖和果糖外，还含有一些蔗糖。
在我国古代叫做饴和饧的就是以麦芽糖为主的甜味食品，至今麦芽糖在我国仍称为饴糖。我们把米饭放进嘴里细细咀嚼会愈嚼愈甜，就是米饭中的淀粉受到唾液中的唾液淀粉酶的作用转变成麦芽糖的缘故。我国古代人知道从含淀粉的粮食中用麦芽制造麦芽糖至少始于公元前1000年左右。麦芽中含有淀粉糖化酶，能使淀粉转变成葡萄糖。帕扬和佩鲁兹在1833年从麦芽中分离出这一种酶。
麦芽糖经酸水解，只得到葡萄糖。麦芽糖在人体内容易消化成葡萄糖。市售的麦精鱼肝油中大部分是麦芽糖。
乳糖存在于哺乳动物和人的乳汁中，人乳汁中含乳糖5%~7％，牛乳中含4%~5％。
1856年，巴斯德水解牛乳中的糖获得一种糖，称它为乳糖。1860年，法国化学家贝特洛研究确定，巴斯德水解牛乳中的糖得到的是半乳糖，牛乳中的糖是乳糖。半乳糖是一种单糖，是乳糖水解的产物。乳糖水解的产物不同于蔗糖、麦芽糖，是半乳糖和葡萄糖。
单糖中除半乳糖外，主要是葡萄糖和果糖。葡萄糖是在1792年由德国应用数学教授洛维兹从葡萄汁中得到的，确定它是一种不同于蔗糖的糖。后来在1811年和1819年基尔霍夫和布拉康诺分别从水解淀粉和纤维素中得到它。但是直到1838年法国化学冢佩里高才鉴定并命名它为葡萄糖。佩里高还鉴定在蜂蜜中和糖尿病人尿中存在葡萄糖。我国明朝王世懋编著的《二酉委谭》中就讲述到消渴病（糖尿病）人尿味甜。1776年英国医生道布森也鉴定了糖尿病人尿中含有糖。这是因为病人身体中葡萄糖代谢不正常，血中葡萄糖浓度特别高，所以常从尿中排泄。
果糖广泛存在于果实汁液中，是常见糖中最甜的糖，但是人们长期没有把它作为一种不同于其他糖类的物质存在。只是在1833年杜布伦福发现蔗糖经酸水解成葡萄糖和果糖后才改变过来。杜布伦福利用葡萄糖易从水溶液中结晶析出和它们的钙盐在水中的溶解度不同，把它们分离，确定了果糖的存在。
1880年，德国有机化学家基里安尼观察到葡萄糖很快被溴氧化成葡萄糖酸【CH2OH（CHOH）4COOH】，而果糖只是被溴缓慢氧化，经过几个星期后产生乙醇酸【HOCH2COOH】。于是他确定葡萄糖是醛糖，而果糖是酮糖，因为醛非常容易氧化成含同数碳原子的羧酸，而酮不易氧化。1886年，他为了确定葡萄糖和果糖分子中的碳原子数和羰基的位置，又进行了氢氰酸（HCN）与葡萄糖和果糖的加成反应。这是一种由低级糖增加碳原子合成高一级糖的一种方法。生成物经还原后分别获得含七个碳原子的正庚酸和异庚酸。于是他给出葡萄糖的化学式：CH2OH（CHOH）4CHO，果糖的化学式：CH2OHCO（CHOH）3CH2OH。
这就从分子结构方面明确区分了葡萄糖和果糖。
1887年，E·费歇尔从立体化学研究葡萄糖类分子，得出它具有16个空间异构体。
到1929年，英国化学家霍沃思发表《糖的构造》，才明确肯定葡萄糖等单糖有环状结构。
霍沃思进一步测定了许多碳水化合物的结构，提出蔗糖、麦芽糖、乳糖等贰糖是以氧桥把两个单糖单元结合起来的分子，而纤维素和淀粉也是不同构型的葡萄糖联棒起来的。
