多糖由大量的单糖缩合而成，是由十个以上单糖或单糖衍生物通过糖苷键（由两个羟基间脱掉一分子水后生成，见图4-11）聚合而成的高分子化合物。

三种重要的多糖是淀粉、纤维素及糖原，它们都是由葡萄糖单位构成的。其他重要的多糖还有葡聚糖、黏多糖、果胶以及复合糖类如糖脂、糖蛋白等。

1.淀粉

淀粉（见图4-10）是一种储存在植物细胞中的多糖，它容易被人体消化，在淀粉酶和麦芽糖酶的作用下水解成麦芽糖，最后完全水解成葡萄糖。

（1）直链淀粉。直链淀粉（见图4-11）是由约1000个以上的α-葡萄糖分子缩水生成的多糖直链化合物，在缩水的部位以α-1，4-苷键（像一个“氧桥”）连接成链，存在于植物的根、茎或种子中。

图4-10　淀粉

图4-11　直链淀粉

（2）支链淀粉。支链淀粉是由600～6000个α-葡萄糖分子缩水生成的多糖，其中以α-1，4-苷键连接成链，以α-1，6-苷键连接引出分支，分支跟分支之间相隔20～25个葡萄糖单元。支链淀粉大量存在于谷物种子皮里，又叫做皮质淀粉。它的结构如图4-12所示。

直链淀粉和支链淀粉两者之间有一重要区别，那就是直链淀粉遇碘产生蓝色，支链淀粉遇碘产生红色。利用直链淀粉遇碘变蓝这个方法，可以检验蜂蜜、牛奶等其中有无面粉。如果在这些食物中加入碘酒后出现了深蓝色，就能证明其是掺假商品。

图4-12　支链淀粉

2.纤维素

科学家认为纤维素（见图4-13）可能是地球上最为丰富的有机化合物，它是组成植物细胞壁及其他支持组织（如植物纤维和木质部）的一种结构性糖类。纤维素中葡萄糖单位之间的键合与淀粉和糖原不同之处在于，它对人体消化道中的淀粉酶具有抗性，所以，它不能为人体所消化。但是，在食草动物的胃和结肠中生存的某些细菌及原生动物含有能够水解纤维素的酶，因而这些动物可将纤维素用作食物。

图4-13　纤维素

淀粉由α-葡萄糖组成，而纤维素是β-葡萄糖组成。α-葡萄糖与β-葡萄糖在结构上的差别如图4-14所示。人类的消化器官里只有α-葡萄糖酶，而牛、羊、马等的消化器官里还有β-葡萄糖酶。据研究，食草动物对纤维素的利用率是25%。

图4-14　α-葡萄糖和β-葡萄糖

医学上认为食物中的纤维有着营养和保健作用，理由是：纤维素可以与营养素分子结合，从而阻止它们与肠壁接触，以调节过多营养素的吸收，减缓血糖上升的速度、减少胰岛素分泌而有助于控制及预防糖尿病；同样的道理，它也可以通过类似机理来降低胆固醇的吸收；它还具有能保持水分的特性，可稀释肠内所产生的一些致癌物质的毒性及软化粪便，可降低便秘及患大肠癌的概率；它可加快结肠内的细菌发酵，使肠内的乳酸菌大量繁殖，有益菌增加，因而有益于人体健康。但是要注意，要想从富含纤维的食物中得到这些好处，最好能选用多种来源的纤维并要饮用足够的水以让纤维排出体外。一些常见食物的纤维含量见表4-1。

表4-1　一些常见食物的纤维含量（克/100克）

含可溶性纤维高的食物主要有豆胶、果胶、树胶、藻胶和植物黏胶等，在豆类、水果、海带、紫菜中含量较高。非可溶性食物纤维又称粗纤维，包括纤维素、半纤维素和木质素等，存在于谷类、豆类的外皮和植物的茎、叶部等。举个例子来说，南瓜含有的果胶量，是一般水果的三至十倍。果胶进入肠腔后，能吸收人体内过剩的胆固醇、细菌毒素以及其他农药和放射性物质，使之随粪便排出体外。南瓜还能促进自体胰岛素的分泌，对糖尿病有良好的辅助治疗的效果。但还有一些资深临床医生认为，南瓜的含糖量较高（大于4%）不宜过多食用。

许多长期流行病学的研究还指出，果胶、树胶、燕麦麸、豆类、水果和蔬菜有着降低血浆胆固醇的作用。不过对于膳食纤维保护作用的研究，国际上还有着不同的说法，大多数研究人员都倾向于认为增加纤维摄入与冠心病发病率降低呈正相关，但也有不少研究人员指出，这类研究在纠正了总热量或脂肪摄入后，正相关就会成为不显著，因此膳食纤维保护作用的研究至今仍无明确的结论。

3.糖原

糖原是储存在动物组织中的糖，尤以肝及骨骼肌中含量最多。它是由上千个葡萄糖单元组成的支聚物，其最低相对分子质量为500万。

肝细胞能将其他单糖转化成葡萄糖，然后再转化为糖原。当需要时，储存的糖原可再分解为葡萄糖。这两种过程，分别称为糖原生成和糖原分解，它能稳定地维持血液和组织中的葡萄糖水平。肝中进行糖原生成所用到的葡萄糖，主要来源于食物糖类。可是，当膳食中糖的来源不足时，肝细胞也能将非糖类前体物质（血液中的乳酸、蛋白质中的氨基酸、脂肪水解得到的甘油）转化为葡萄糖，进而再转化为糖原。这种过程称为葡萄糖异生作用，如图4-15所示。

图4-15　葡萄糖异生作用

4.葡聚糖

葡聚糖是由葡萄糖单元脱水聚合而成的多聚糖，它们大多数通过β-1，3聚合，如图4-16所示。

图4-16　香菇多糖（葡萄糖β-1，3聚合）

对一些新鲜蔬菜来说，就应该避免这样的聚合，如豌豆、青刀豆和甜玉米在成熟前摘下就是为了获得多汁鲜嫩的质地和甜味，迟了，所含的糖就会转成多聚糖，水分也就会失去，结果就会产生韧性的质地而口味不佳。

自20世纪70年代起就有学者研究发现，大型食用真菌、植物多糖等多糖类食品有助于提升机体免疫力。香菇中的香菇多糖已被证实是一种干扰素诱导剂，能干扰病毒蛋白质的合成，提高抗病毒免疫力。香菇多糖主要是由β-1，3和β-1，6葡聚糖组成，相对分子质量在6万以上。它有刺激T细胞（淋巴细胞的一种，在免疫反应中扮演着重要的角色）的功能，能诱导干扰素产生及激活巨噬细胞，因此有抗肿瘤作用，能减轻放化疗的负作用，还可减少出血和感染。除了香菇多糖外，其他的真菌多糖，如存在于银耳、金针菇、灵芝、云芝、茯苓、冬虫夏草、黑木耳、猴头菇等食用或药用真菌中的某些多糖组分，都具有通过活化巨噬细胞来刺激抗体产生等能力，从而能提高人体的免疫能力。其中大部分都有很强烈的抗肿瘤活性，对癌细胞有很强的抑制力。因此，有一些真菌多糖已被作为临床用药。

5.壳多糖

壳多糖，又名几丁质，也叫壳聚糖，是一种从甲壳素中提取得到的类似于植物纤维的六碳糖聚合体，与其他多糖不同，它是一类含氮元素的聚合多糖。

1811年，法国学者首先在蘑菇类中发现了甲壳素，1823年，法国学者欧吉尔（Odier）又在昆虫外壳中也发现类似物质。此后，发现甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类细胞，节肢动物虾、蟹和昆虫的外壳和软骨及高等植物的细胞壁中。据初步估计，全世界每年由生物合成的甲壳素约为100亿吨。科学家已研究出了从生物材料中提取它的方法，通过得到的甲壳素，再进行脱乙酰就可继续提取出壳多糖，如图4-17所示。

图4-17　甲壳素与壳多糖

壳多糖又名可溶性甲壳素、脱乙酰甲壳素、几丁聚糖，是通过甲壳素一定程度的脱乙酰而得到的，

壳多糖是自然界中仅次于纤维素的可以说是取之不尽用之不竭的第二大天然生物有机资源。在图4-17中，括号内甲壳素单元的分子式为C8H13O5N，壳多糖单元的分子式为C6H11O4N（如把其中的氨基—NH2换成—OH，则括号内的结构即为葡萄糖的分子式）。甲壳素结构式中的n＝1～2000，代表甲壳素有1～2000个这样的分子。

在众多的天然多糖中，甲壳素及其主要衍生物壳多糖是唯一的碱性多糖，有着生物兼容性、可食用性、抗菌性、可生物降解等多种特殊功能。它有着与植物纤维相似的结构和功能，因而也具有如保水（可涂在水果的表面上形成一种半透膜，阻止氧气进入，用作水果的防腐保鲜剂）、吸附、难于消化吸收等性能，可促进消化道蠕动，能吸附有毒物质（如重金属、农药、化学色素等）并将其排出体外。许多实验已证实，壳多糖具有降低血脂、胆固醇和甘油三酯的作用。这是由于壳多糖的氨基能被酸质子化而形成胺盐，具有较高的阴离子交换功能，能与脂类化合物络合而降低脂肪的吸收，增加粪便中脂肪的排出量。有些研究者认为，壳多糖与胃酸作用会形成凝胶，能够吸附胆汁酸和胆固醇，通过粪便排出，从而可降低血液中胆固醇的含量。壳多糖还有较强的抑菌作用和杀菌的活性。