食品营养课件--第四章-碳水化合物

第四章碳水化合物（Carbohydrate）本章内容4.1碳水化合物的分类4.2碳水化合物的功能4.3几种重要的碳水化合物4.4食品加工过程对碳水化合物的影响4.5碳水化合物的摄取与食物来源本章学习目的与要求了解碳水化合物的分类及膳食地位掌握碳水化合物的生理功能了解碳水化物的适宜摄入量及膳食来源掌握膳食纤维、低聚糖的特殊意义4.1碳水化合物的分类碳水化合物是C、H、O三元素组成一类多羟基醛或多羟基酮化合物，而且绝大多数氢原子是氧原子的两倍。常用的表示方法为CH2O，通式为Cn(H2O)m笼统地说糖类称为CH2O是不太确切的甲醛CH2O、醋酸C2H4O2、乳酸C3H6O3去氧核糖Ｃ5Ｈ10Ｏ4、鼠李糖Ｃ6Ｈ12Ｏ54.2碳水化合物的分类依据聚合度进行分类（P43）：单糖（Monosaccharide）双糖（Disaccharide）寡糖（Oligosaccharide）多糖（Polysaccharide）从生理学角度进行分类：可消化利用性碳水化合物不可消化利用性碳水化合物4.2.1单糖只有一个糖单元，分子量小，结构简单每分子含有碳原子数3~7个，依次可称为丙、丁、戊、己、庚糖丙、丁糖一般出现在代谢产物中天然食物中存在着很多种戊糖和已糖常见的几种己糖葡萄糖Glucose果糖Fructose半乳糖Galactose甘露糖Mannitose营养中最重要的单糖4.1.2双糖由两分子单糖缩合而成常见的天然存在用于食品的有蔗糖（Sucrose）乳糖（Lactose）麦芽糖（Maltose）海藻糖（trehalose）4.1.3多糖（polysaccharides）可利用的多糖淀粉糊精糖原不可利用的多糖纤维素半纤维素果胶树胶木质素抗性淀粉粘胶4.2碳水化合物的功能供能节约蛋白质机体的构成成分维持神经系统的功能解毒作用参与其它营养素的代谢，具有抗生酮作用有益肠道功能改变食物的感官特征机体的构成成分糖脂是细胞膜与神经组织的结构成分之一，对维持神经组织系统的机能活动有特别作用。糖蛋白是一些具有重要生理功能的物质，如抗体、酶和激素的组成成分。核糖及脱氧核糖是核酸的重要组成成分。氨基多糖——粘多糖，构成结缔组织的成分，如硫酸皮肤素，硫酸类肝素，硫酸角质素，硫酸软骨素和透明质酸解毒作用机体肝糖原丰富时对某些有害物质如细菌毒素解毒作用增强。肝糖原不足时，机体对CCl4酒精、砷等有害物的解毒作用显著下降。肝脏中的葡萄糖醛酸具有解毒作用。糖脂肪丙糖磷酸甘油脂肪酸丙酮酸乙酰CoA草酰乙酸乙酰乙酸抗生酮作用（体内的脂肪组织）甘油三酯脂肪酸乙酰辅酶A酮体（乙酰乙酸、丙酮、β–羟丁酸）酮血症或酮尿症草酰乙酸TCAATP改变食物的感官特征甜味剂美拉德反应利用直链淀粉的特点生产粉条利用纤维溶解性与温度有关的特点生产果冻名称相对甜度名称相对甜度乳糖0.2麦芽糖0.4果糖1.2－1.8山梨醇0.6葡萄糖0.7甘露醇0.7蔗糖1.0木糖醇0.94.3几种重要的碳水化合物4.3.1单糖4.3.2双糖4.3.3糖醇4.3.4功能性低聚糖4.3.5膳食纤维4.3.6多糖4.3.1单糖葡萄糖果糖特性：是一种己醛糖，动物单糖生理供能：机体各器官都可以利用葡萄糖提供能量某些器官完全依葡萄糖供能，如脑、肾髓质、红细胞葡萄糖在体内的代谢受胰岛素的控制用途：葡萄糖用作营养剂或调味剂低血糖症（Hypoglycemia)成人血糖浓度低于2.8mmol/L症状：饥饿感、软弱无力、面色苍白、头晕、心慌、脉快、出冷汗、肢体颤抖等。精神激动、恐惧、幻觉、狂躁、惊厥、抽搐、嗜睡甚至昏迷死亡。吸收和利用果糖1-磷酸果糖磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛果糖激酶肝脏是实际利用果糖的唯一器官吸收时在肠黏膜细胞代谢不受胰岛素制约特性：是一种最普通和最甜的己酮糖来源：天然水果中的含量很高工业上用酸或酶水解菊粉制造果糖。用途：果糖在医药上或食品工业中用作增甜剂。4.3.2双糖蔗糖异构蔗糖麦芽糖乳糖异构乳糖乳果糖性质：一种非还原性二糖，纯净的蔗糖是无色晶体易溶于水，比葡萄糖、麦芽糖甜，但不如果糖甜。来源：广泛存在于植物中，以甘蔗和甜莱中含量最高对健康的影响摄入30g/d蔗糖不会妨碍碳水化物或脂质的代谢，过多有害蔗糖易于发酵并可产生溶解牙齿珐琅质和矿物质的物质用途：食品工业中重要的含能甜味剂α–1，2糖苷键α–1，6糖苷键甜味品质极似蔗糖，甜度是蔗糖的42%是一种能源物质不致龋在蜂蜜、蔗汁中微量存在蔗糖变位酶特性：还原糖，甜度低于蔗糖来源：工业上在淀粉酶的催化下由淀粉水解而得用途：供能常见食品如：高梁饴、软糖、酥糖、芝麻糖等都是以麦芽糖为主要糖成分性质：由葡萄糖和半乳糖组成，不甜OOHOHHOHHHOHHOHOOHHOHOHHOHHOHHβ-1，4糖苷键来源：存在于哺乳动物的乳汁中，人乳中含乳糖5-8%，牛乳中含乳糖4-6%。乳糖的甜味只有蔗糖的70%。有些水果中也含有乳糖。代谢：乳糖被人体小肠中乳糖酶，水解生成半乳糖和葡萄糖。吸收与代谢：乳糖被人体小肠中乳糖酶，水解生成半乳糖和葡萄糖。吸收速度较慢，食物中乳糖含量高于15%可导致渗透性腹泻对婴儿重要：提供能量；可促进双歧菌和乳酸菌的生长，能分解产生乳酸和醋酸，抑制大肠杆菌的生长；促进钙的吸收乳糖不耐症是指摄食乳糖或含乳糖的乳制品后出现的症状，如出现腹部不适，腹泻或酸性便等症状主要原因：乳糖酶缺乏，乳糖吸收不良常见肠粘膜中先天性乳糖酶缺乏(极为罕见的疾病)乳糖酶过少或原发性乳糖酶缺乏继发性乳糖酶缺乏如何应对乳糖不耐症摄食少含或不含乳糖的乳制品发酵乳制品补充乳糖酶由乳糖异构而来，是乳糖经过加工后产生的由半乳糖和果糖以β-1，3糖苷键连接而成，人体不存在分解它的酶，故不能消化、吸收。甜度是蔗糖的0.6倍,是黏度低、热值低、易溶于水、性能稳定、安全性高、使用方便主要作用能促进肠道有益菌如双歧乳杆菌的增殖，抑制腐败菌的生长。促进肠中双歧杆菌自行合成维生素不被消化、吸收，故有整肠，通便作用用途：可广泛用于保健食品中,如添加到乳饮料、碳酸饮料、果汁饮料、糖果、奶粉等食品中作膳食疗效食品,也可单独作医疗用品。由半乳糖和果糖构成，不易被人消化对人体健康的影响双歧因子，促使双歧杆菌迅速增殖，从而抑制有害菌的生长，维护肠道菌群平衡。通肠润便在肠道内通过双歧杆菌发酵，会产生大量的短链脂肪酸，这种脂肪酸能够刺激肠道蠕动、增加粪便湿润度并保持一定的渗透压，从而防止便秘的产生。4.3.3糖醇山梨糖醇木糖醇麦芽糖醇乳糖醇广泛存在于植物中，工业上可由葡萄糖氢化制得。其甜度为蔗糖的一半。其特点是代谢时可转化成果糖，而不受胰岛素控制，因而适合用作糖尿病患者的甜味剂。存在于多种水果、蔬菜中，工业上常用木屑等经水解制成木糖后氢化获得，其甜度与蔗糖相等。木糖醇的供能与蔗糖相同，重要的是木糖醇代谢不受胰岛素调节，因而可被糖尿病病人接受。它还不被口腔细菌发酵，具有防龋作用。由麦芽糖氢化制得，在食品工业作甜味剂使用，甜度约为蔗糖的75～95%。麦芽糖醇在小肠内的分解量是同量麦芽糖的1/40，为非能源物质，不升高血糖，也不增加胆固醇和中性脂肪的含量，因此它是心血管病、糖尿病等患者食用理想甜味剂。也有防龋作用。由乳糖催化加氢制成，甜度为蔗糖的30%－40%在肠道内几乎不被消化、吸收、能值很低，通常的摄入量不会引起血糖和胰岛素的变化，可供糖尿病和肥胖病人的食用。4.3.4功能性低聚糖（Functionaloligosaccharide）低聚糖：由2－10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖功能性低聚糖主要包括低聚乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、棉籽糖等。主要存在于人乳、大豆、棉籽、桉树、甜菜、龙胆属植物根及淀粉的酶水解物中。功能性低聚糖的生理功能改善肠道功能，预防疾病生成并改善营养素的吸收热值低，不引起血糖升高增强机体免疫，防治癌变的发生4.3.4功能性低聚糖（Functionaloligosaccharide）功能性低聚糖的摄入量及来源功能性低聚糖的摄入量P53功能性低聚糖的膳食来源蔬菜、水果、豆类、甜菜4.3.4功能性低聚糖（Functionaloligosaccharide）4.3.5膳食纤维（dietaryfiber）是指不能被人体利用的碳水化合物按照来源进行分类：非淀粉多糖：来源于植物细胞壁纤维素、半纤维素、木质素、果胶、树胶、海藻多糖非细胞壁的化合物抗性淀粉（resistantstarch）、抗性低聚糖、美拉德反应的产物、氨基多糖(1)膳食纤维的分类(1)膳食纤维的分类按照物理特性进行分类：可溶性膳食纤维胶质、树脂、黏液不可溶性膳食纤维纤维素、半纤维素、木质素4.3.5膳食纤维（dietaryfiber）SolubleInsoluble燕麦粗面粉米糠麦麸麦片、麦粥芹菜豌豆卷心菜大麦，扁豆甘蓝柑橘类水果花椰菜草莓甜菜根、西红柿苹果肉苹果皮Examples-solublevsinsolubleSourcesoffiberFibrecomponentMainfoodsource纤维素蔬菜、木本植物,谷物半纤维素谷物胶质水果,蔬菜、豆类、土豆树胶豆类,海藻,阿拉伯树胶黏液亚麻籽木质素谷物麸皮,大米或者豆类的外壳,木本植物(2)膳食纤维的生理功能膳食纤维的促进作用降低血浆胆固醇的作用改善血糖生成反应改善大肠功能预防肥胖、胆结石和癌症MechanismforFiberReducingCardiovascularRiskHighfiberfoodsareabsorbedmoreslowlyBloodsugarlevelsdon’tincreasesorapidlyorincreasetosuchhighlevelsTherefore,lessinsulinisrequired,soinsulinlevelsremainlower.Lowerinsulinresultsin:LessweightgainMorefavorablebloodfat/cholesterollevelsLowerbloodpressureLowerfibrinogenlevels(affectsclotting)Andperhaps,lessdirectvascularinjuryLesslikelihoodofdiabetes改善大肠功能缩短消化残渣灾害大肠的通过时间增加粪便体积和重量及排便次数稀释大肠内容物为大肠内的菌落提供发酵的底物WeightGainandNutrientIntake175167170167169169167172162164166168170172174176FiberCarbohydrateTotalfatProteinLowintake(Q1)Highintake(Q5)JAMAOct.27,’99,pp.1539-46Weightgainin10years(lbs.)n=2,909(2)膳食纤维的生理功能膳食纤维的负面作用：抑制消化碳水化合物、脂质和蛋白的酶活性影响食物的消化吸收引起腹部不适，增加肠道产气和蠕动可能降低某些维生素和矿物质的吸收率(3)膳食纤维的参考摄入量和膳食来源膳食纤维的参考摄入量P53膳食来源：谷物、薯、豆类、蔬菜、水果等植物性食品总可不可4.3.6多糖淀粉功能性多糖4.3.6多糖多糖分淀粉多糖和非淀粉多糖。淀粉分支链淀粉、直链淀粉、改性淀粉。天然的淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成直链淀粉可溶性淀粉α（1-4）糖苷键聚合碘显紫蓝色支链淀粉不溶于热水支点处存在α（1-6）糖苷键碘显紫红色。1,4-糖苷键O21OCH2OHHOOH6543OCH2OHHOOH654312OOCH