多醣(polysaccharide)
/ pol-ee-SACK-uh-ride /
多醣是許多糖單元串成的長鏈——相當於碳水化合物界的塑膠,是單醣的天然聚合物。如果一個葡萄糖是一顆珠子,多醣就是整條項鍊,常常長達成百上千顆。麵包裡的澱粉、肝裡的肝醣、植物莖裡的纖維素、昆蟲殼裡的幾丁質,都是多醣;它們儲存能量或搭建結構,按質量算是地球上最豐富的有機聚合物。
每顆珠子靠糖苷鍵與下一顆相連,就是那種把兩個糖連成雙醣的、異頭碳與羥基之間的縮醛鍵——只是一遍遍重複。值得驚嘆的是,上面四種日常多醣全部只由葡萄糖構成,卻是天差地別的材料,而差別完全在於葡萄糖怎樣連接。澱粉和肝醣用α-1,4 鍵(帶α-1,6 支鏈),讓鏈盤成緊湊的螺旋——柔軟、可溶、容易被酶啃咬。纖維素用β-1,4 鍵,迫使鏈攤平拉直,於是它們並排緊密堆疊成剛硬、抗水的纖維。同一種單體,接頭處異頭相反,得到的要麼是晚餐,要麼是樹幹。
多醣是生物體內對聚合物思想最乾淨的演示:一個簡單的重複單元、單一的鍵型,卻因連接和支化的微小變化產生巨大的多樣性。它們也說明了異頭碳為何如此重要——人分泌能切α-1,4 鍵的酶(澱粉酶),所以能消化澱粉;卻沒有切β-1,4 的酶,於是纖維素原封不動地穿腸而過,成為膳食纖維。食物與纖維之間的界線,完全由哪種糖苷鍵把多醣連在一起來劃定。
纖維素是成千上萬個葡萄糖以無支鏈的β-1,4 鏈相連。β 連接讓每隔一個葡萄糖翻轉 180 度,於是鏈筆直如尺,靠氫鍵結成堅挺的片層——這就是木頭和棉花既結實又不溶的原因;而由同樣葡萄糖以α 連接構成的澱粉卻柔軟可食。
由單一單體(葡萄糖)構成的天然聚合物:決定材料的是連接和支化,而非磚塊本身。
多醣是縮合聚合物——每形成一個糖苷鍵就放出一分子水——並透過水解拆開,而不是靠逆轉某種特殊的「生物」反應。「複合碳水化合物」是個營養學詞彙,不是化學詞彙:它只表示多醣而非簡單糖。