营养学基础-碳水化合物

碳水化合物一、碳水化合物的分类（一）单糖葡萄糖、果糖、半乳糖（二）双糖蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖（三）寡糖：是由3个以上、9个以下的单糖分子通过糖苷键构成的聚合物。大豆低聚糖：是指存在于大豆中可溶性糖分的总称，主要指水苏糖（四糖）和棉子糖（密三糖）——“大豆胀气因子”低聚果糖、异麦芽低聚糖、低聚乳糖、低聚半乳糖寡糖的生理功能：1.用作特定人群（如肥胖、糖尿病患者）饮食的甜味剂；2.改善人体内微生态环境，有利于双歧杆菌和其它有益菌的增殖，抑制肠内沙门氏菌和腐败菌的生长，并增加维生素合成，提高人体免疫功能；3.抗龋齿作用；4.具有与膳食纤维类似的功能，如降低血清胆固醇、吸附肠内有毒物质、预防结肠癌等。（四）多糖10个以上单糖组成的大分子的糖为多糖，1．糖元2．淀粉(1)直链淀粉(2)支链淀粉(3)改性淀粉(4)抗性淀粉改性淀粉改性淀粉是指对普通淀粉经过物理、化学或酶法处理后,使其某个或某些物理或化学特性发生改变的淀粉。如预糊化淀粉、高黏度淀粉、低黏度淀粉、氧化淀粉、交联淀粉等。抗性淀粉抗性淀粉是近年来兴起的一个新概念，其不能被小肠消化吸收和提供葡萄糖，它在结肠中可被生理性细菌发酵，刺激有益菌群生长，理化性质优于膳食纤维，用于加工食品中不影响食品的风味，相反能改善质地，3纤维素概念：膳食纤维是指存在于植物性食物中的不能被人体小肠消化吸收的非淀粉多糖和木质素。（1）不溶性纤维：纤维素、多数的半纤维素和木质素；（2）可溶性纤维：果胶、树胶、粘胶和少数半纤维素等。二、碳水化合物的功能1.储存和提高能量，表现为糖原碳水化合物是人类获取能量的最经济和最主要的来源，所有的碳水化合物在体内消化后，主要以葡萄糖的形式被吸收，通过血液循环运往各组织器官利用，若有富余，则以糖原形势暂存于肝脏及肌肉中2.机体的构成成份碳水化合物也是构成机体的重要物质，并参与细胞的多种活动。糖脂是细胞膜与神经组织的结构成分之一；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。3.节约蛋白质作用充足的碳水化合物摄入，可以节省体内蛋白质或其他代谢物的消耗。4.抗生酮作用由于人体所需的能量主要由糖类供给，如果糖类供应不足，则不会致使脂肪在体内大量氧化，产生过多的酮体(乙酰乙酸、丙酮、-羟丁酸)，引起酮尿症和酮血症。酮血症——影响机体酸碱平衡5解毒作用肝脏中的葡萄糖醛酸具有解毒作用，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。6.提供膳食纤维膳食纤维功能：1）增强肠道功能，有利粪便排出2）控制体重和减肥3）降低血糖和血胆固醇4）具有预防结肠癌的作用三、体内碳水化合物的代谢（一）1.血糖:血液中的葡萄糖，正常为4-6mmol/L。2.血糖的调节机制胰腺外分泌部：酶类，胰淀粉酶、胰蛋白酶等内分泌部：胰岛，分泌激素胰岛A细胞：分泌胰高血糖素，促进血糖浓度升高B细胞：分泌胰岛素，促进糖原合成，降低血糖浓度，其不正常会得糖尿病。3.体内碳水化合物的动态变化膳食碳水化合物消化吸收肝糖原分解胰高血糖素、肾上腺素甘油，氨基酸等糖异生血糖4-6mmol/L氧化分解CO2+H2O+G胰岛素合成糖原（肝、肌）转化脂肪（二）乳糖不耐症1.乳糖：双糖，存在于乳汁中，如牛奶、人奶等2.乳糖不耐症:牛奶进入小肠，经肠黏膜分泌出一种称为乳糖酶的物质，乳糖消化分解为半乳糖与葡萄糖，才能被人体吸收利用。如果人体小肠内乳糖酶的含量不足或缺乏，使机体不能或只能少量的分解吸收乳糖，而大量乳糖未被吸收进入大肠，被那里的大量细菌发酵而产酸、产气，引起肠胃不适，如胀气、腹泻等症状。3.乳糖不耐症产生的原因（1）先天性缺少或不能分泌乳糖酶；（2）某些药物或肠道感染使乳糖酶分泌减少；（3）随着年龄增加乳糖酶水平降低。4.乳糖不耐受的处理原则：（1）尽量避免单独空腹饮奶；（2）合理使用乳制品：少量多次；（3）选用酸奶、低乳糖奶或先服用乳糖酶制品再饮奶。(三）血糖指数（GI）概况：GI最初由DavidJenkins于1981年提出，他在治疗糖尿病病人时发现：含等量碳水化物的不同食物对血糖的影响不同，经过大量实验得出如下结论：（1）许多淀粉食物都能够快速消化吸收，并非缓慢消化吸收；（2）大多数含糖食品并不像人们普遍认为的那样迅速升高血糖，所引起的血糖反应甚至低于普通食品；（3）同样的食物不同的加工方法可有不同的血糖反应。定义:摄入含50克碳水化物食物后2小时内血糖应答曲线下面积与摄入等量葡萄糖（50克）后2小时内的血糖应答曲线下面积之比。50g碳水化合物2小时内血糖应答曲线下面积GI=50g葡萄糖2小时内血糖应答曲线下面积×100%血糖（mmol/L)T/min0306090120根据GI不同，将食物分为：高GI食物：GI≥70中GI食物：GI：56~69低GI食物：GI≤55食物GI的应用:（1）指导合理膳食，有效控制血糖；（2）控制体重；（3）改善胃肠功能。常见食物的血糖指数（GI）食物名称GI食物名称GI葡萄糖100面包87.9蔗糖65.0±6.3牛奶27.6果糖23.0±4.6花生14.0乳糖46.0±3.2南瓜75.0馒头88.1大豆18.0熟甘薯76.7绿豆27.2熟土豆66.4香蕉52.0面条81.6苹果36.0大米83.2菠萝66.0大麦粉66.0葡萄43.0荞麦54.0西瓜72.0碳水化合物摄入量与食物来源每克葡萄糖产热16千焦(4千卡)，我国营养专家认为碳水化合物产热量占总热量的55—65％为宜。平时摄入的碳水化合物主要是多糖，在米、面等主食中含量较高，摄入碳水化合物的同时，能获得蛋白质、脂类、维生素、矿物质、膳食纤维等其它营养物质。而摄入单糖或双糖如蔗糖，除能补充热量外，不能补充其它营养素。注意：1.多样化2.适当限制纯热能食物（如精制糖）的摄入，一般不超过总能量的10%。热能一、概述能量代谢与能量需要是营养学最基本的问题，人体一刻也不能离开能量，无论是维持心跳、呼吸、消化等最基本的生命活动，还是劳动、锻炼等都离不开能量。所谓能量是指一个系统作功的能力。能量的大小可以用焦耳和卡来表示焦耳：将1Kg的物体用1牛顿的力移动1米所作的功卡：将1g的水从15℃上升到16℃时所消耗的能量1卡=4.18焦耳能量单位：千焦耳和千卡1产能营养素及生热系数产能营养素：主要包括蛋白质、脂肪和碳水化合物。物理卡价：每克产能营养素在体外燃烧时所产生的能量值称为物理卡价。生热系数：每克碳水化合物、脂肪和蛋白质在体内氧化所产生的能量值，称为生热系数或能量系数、能量卡价。分别为：碳水化合物：16.81kJ=4kcal脂肪：37.56kJ=9kcal蛋白质：16.74kJ=4kcal2能量转移：（1）维持体温（2）维持机体生化代谢二人体能量消耗（一）基础代谢基础代谢是指维持机体最基本的生命活动所必需的能量消耗，包括心跳、呼吸、消化、代谢和排泄等。基础代谢：是维持生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温条件下（18~25℃）,禁食12小时后，静卧、放松、清醒时的能量消耗。基础代谢率（BMR)：是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积的能量消耗。基础代谢能量消耗的计算：1．体表面积计算法1984年赵松山等提出：体表面积（m2）＝0.00659×身高（cm）＋0.0126×体重（kg）－0.1603根据下表查出相应的BMR基础代谢＝体表面积（m2）×BMR×24人体基础代谢率[kJ/(m2·h)]年龄（岁）男女年龄（岁）男女1～221.8221.830～154.0146.93～214.6214.235～152.7146.45～206.3202.540～151.9146.07～197.9200.045～151.5144.39～189.1179.150～149.8139.711～179.9175.755～148.1139.313～177.0168.660～146.0136.815～174.9158.865～143.9134.717～170.7151.970～141.4132.619～164.0148.575～138.9131.020～161.5147.780～138.1129.325～156.9147.3影响基础代谢的因素：（1）体型、体表面积与机体构成（2）生理、病理状况：儿童、孕妇的BMR高；男＞女；甲亢时，BMR升高。（3）环境条件：炎热、寒冷、过多摄食、精神紧张时，能量消耗增加。（4）其它：如尼古丁、咖啡因等可使基础代谢耗能增加。（二）体力活动通常情况下，由各种体力活动所消耗的热能占人体总热能消耗的15-30%。这是人体热能消耗变化最大、也是人体控制热能消耗、保持能量平衡维持健康最重要的部分。我国目前体力活动分级为三级：轻体力劳动、中等体力劳动和重体力劳动。同一种活动，不同人的能量消耗也不同，熟练工的能量消耗要少于不熟练工(三)食物特殊动力效应食物特殊动力作用,食物热效应：是指由于摄食而引起的额外的热能消耗。人体在摄食过程中，由于要对食物中营养素进行消化、吸收、代谢、转化，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热量，这种因摄食而引起的热能的额外的消耗称食物的热效应。脂肪：4～5%；碳水化物：5～6%；蛋白质：30%～40%。摄入普通混合膳食所产生的食物热效应约相当于基础代谢的10%（四）生长发育的消耗婴幼儿、儿童、青少年的生长发育需要能量，主要包括生长发育中形成新的组织所需要的能量，以及新生组织进行新陈代谢所需要的能量。孕妇及乳母也需要额外补充能量。一测定：(一)直接法直接法是在隔热的情况下，将受试者所散发的能量全部收集，量取。很少使用。(二)间接法间接法不测定能量本身，而是通过代谢物质的测定，计算受试者的能量消耗。食物的氧热价：食物中的营养物质在细胞内氧化时，消耗1L氧所产生的能量值称为食物的氧热价或氧的热当量。一般混合膳食的氧热价为20.2kJ/L。产生能量＝20.2kJ/L×氧的消耗量（L）三、人体能量消耗的测定与计算二计算1．体力活动水平（PAL)计算法能量需要量=BMR×PAL2．膳食调查法四能量供给1.来源三大生热营养素。2.供给量中国居民膳食热能推荐摄入量（RNI）：成年男性：轻体力劳动10.04MJ/d(2400kcal/d)中等体力劳动11.30MJ/d（2700kcal/d）重体力劳动13.38MJ/d（3200kcal/d）成年女性：轻体力劳动8.80MJ/d（2100kcal/d）中等体力劳动9.62MJ/d（2300kcal/d）重体力劳动11.30MJ/d（2700kcal/d）